DE102022121427A1

DE102022121427A1 - Radseite

Info

Publication number: DE102022121427A1
Application number: DE102022121427.3A
Authority: DE
Inventors: Günter Bittlingmaier
Original assignee: Kessler and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Kessler and Co GmbH and Co KG
Priority date: 2022-08-24
Filing date: 2022-08-24
Publication date: 2024-02-29

Abstract

Eine Radseite umfasst: einen Motor zum Erzeugen einer Antriebsleistung; eine Radnabe; ein Versatzgetriebe, das einen zu einer Antriebsachse koaxialen Eingang zum Empfangen der Antriebsleistung vom Motor und einen zu einer gegenüber der Antriebsachse versetzten Abtriebsachse koaxialen Ausgang zum Ausgeben der Antriebsleistung an die Radnabe umfasst; eine Abtriebswelle, die sich entlang der Abtriebsachse erstreckt und das Versatzgetriebe mit der Radnabe verbindet, um die Antriebsleistung vom Versatzgetriebe zur Radnabe zu übertragen; und eine Tragestruktur, die einerseits einen Nabenträger umfasst, durch den sich die Abtriebswelle hindurch erstreckt und an dem die Radnabe gelagert ist, und andererseits ein mit dem Nabenträger verbundenes Antriebsgehäuse umfasst, das einteilig ausgebildet ist und in dem der Motor und das Versatzgetriebe vollständig aufgenommen sind. Der Nabenträger ist vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radseite, bei der eine von einem Motor erzeugte und ausgegebene Antriebsleistung an ein Versatzgetriebe übertragen, mittels des Versatzgetriebes von einer Antriebsachse zu einer Abtriebsachse versetzt und anschließend über eine Antriebswelle an eine Radnabe übertragen wird.
Vor allem dann, wenn die Radseite besonders kompakt ausgebildet sein soll, ergeben sich dabei besondere Herausforderungen an die Ausbildung tragender Strukturen, an denen die zentralen Baugruppen der Radseite, nämlich insbesondere der Motor, das Versatzgetriebe sowie die Radnabe, abgestützt bzw. in denen einzelne dieser Baugruppen aufgenommen sind.
Beispielsweise aus DE 199 32 587 A1 ist eine Radseite mit einer Tragestruktur bekannt, die eine Art Gehäuse für einen Elektromotor der Radseite sowie einen achstrichterartig ausgebildeten Nabenträger umfasst, welcher der Abstützung einer Radnabe der Radseite dient. Das Motorgehäuse und der Nabenträger sind dabei jeweils als komplexe Bauteile ausgebildet. Zwischen dem Motorgehäuse und dem Nabenträger ist zudem noch als weiterer Teil der Tragestruktur ein Zwischenstück angeordnet, welches das Motorgehäuse verschließt und den Elektromotor dadurch von dem Versatzgetriebe trennt. Dem Versatzgetriebe ist dabei kein einzelnes Teil der Tragestruktur zugeordnet, da es im Bereich des Übergangs zwischen dem Zwischenstück und dem Nabenträger angeordnet ist.
Grundsätzlich ist es im Hinblick auf die Fertigung der Tragestruktur vorteilhaft, wenn die Tragestruktur nur wenige Teile umfasst und diese eine möglichst geringe Komplexität aufweisen. Dabei ist zu beachten, dass trotz einer geringen Anzahl von Teilen eine gute Zugänglichkeit zu Innenräumen insbesondere als Gehäuse fungierender Teile der Tragestruktur gewährleistet bleibt, damit die Montage der Radseite möglichst einfach erfolgen kann. Zu einer einfachen Montage kann auch eine geringe Komplexität der Teile der Tragestruktur beitragen. Ist beispielsweise der Nabenträger als komplexes Bauteil ausgebildet, muss er hinsichtlich seiner Steifigkeit und korrekten Ausrichtung optimiert werden, was bei einem einfachen Bauteil ausbleiben oder zumindest vereinfacht sein kann.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Radseite mit einer Tragestruktur bereitzustellen, die zu einer zuverlässigen Anordnung verschiedener funktionaler Baugruppen der Radseite beiträgt und dabei eine möglichst geringe Komplexität aufweist und eine einfache Montage ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Radseite mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie der Figur.
Die erfindungsgemäße Radseite umfasst: einen Motor zum Erzeugen einer Antriebsleistung; eine Radnabe; ein Versatzgetriebe, das einen zu einer Antriebsachse koaxialen Eingang zum Empfangen der Antriebsleistung vom Motor und einen zu einer gegenüber der Antriebsachse versetzten Abtriebsachse koaxialen Ausgang zum Ausgeben der Antriebsleistung an die Radnabe umfasst; eine Abtriebswelle, die sich entlang der Abtriebsachse erstreckt und das Versatzgetriebe mit der Radnabe verbindet, um die Antriebsleistung vom Versatzgetriebe zur Radnabe zu übertragen; und eine Tragestruktur. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Tragestruktur einerseits einen Nabenträger umfasst, durch den sich die Abtriebswelle hindurch erstreckt und an dem die Radnabe gelagert ist, und andererseits ein mit dem Nabenträger verbundenes Antriebsgehäuse umfasst, das einteilig ausgebildet ist und in dem der Motor und das Versatzgetriebe vollständig aufgenommen sind.
Der Eingang des Versatzgetriebes kann beispielsweise durch ein Antriebsrad gebildet werden, das um die Antriebsachse drehbar gelagert ist. Der Ausgang des Versatzgetriebes kann durch ein Abtriebsrad gebildet werden, das um die Abtriebsachse drehbar gelagert ist. Das Antriebsrad und das Antriebsrad können dabei unmittelbar miteinander kämmen, so dass das Versatzgetriebe im Wesentlichen einer einfachen Stirnradstufe entsprechen kann. Grundsätzlich kann das Versatzgetriebe aber auch komplexer ausgebildet sein, etwa indem die Antriebsleistung von dem Antriebsrad über ein oder mehrere Zwischenräder auf das Abtriebsrad übertragen wird.
Durch die Übertragung der Antriebsleistung vom Eingang auf den Ausgang des Versatzgetriebes erfolgt ein Versatz von der Antriebsachse, entlang welcher die Antriebsleistung in das Versatzgetriebe eingeht, zur Abtriebsachse, entlang welcher die Antriebsleistung von dem Versatzgetriebe ausgegeben wird. Die Antriebsachse und die Abtriebsachse sind dabei vorzugsweise parallel zueinander. Grundsätzlich kommt jedoch auch eine gewinkelte Ausrichtung in Betracht.
Bei dem Motor kann es sich insbesondere um einen Elektromotor handeln. Ferner kann der Motor einen stationären Stator sowie einen Rotor aufweisen, der sich im Betrieb des Motors dreht. Vorzugsweise ist der Motor, insbesondere dessen Rotor, dabei koaxial zu der Antriebsachse, so dass der Rotor und der Eingang, insbesondere das genannte Antriebsrad, des Versatzgetriebes direkt miteinander verbunden sein können.
Der Motor und der Eingang des Versatzgetriebes können insbesondere über eine Antriebswelle verbunden sein, die sich vorzugsweise entlang der Antriebsachse erstreckt und dazu ausgebildet ist, die vom Motor erzeugte Antriebsleistung vom Motor zum Versatzgetriebe zu übertragen. Dabei kann die Antriebswelle einerseits mit dem genannten Rotor des Motors und andererseits mit dem genannten Antriebsrad des Versatzgetriebes zu gemeinsamer Drehung verbunden sein. Insbesondere kann die Antriebswelle sowohl mit dem Motor als auch mit dem Antriebsrad jeweils unmittelbar verbunden sein.
Die am Ausgang des Versatzgetriebes von diesem ausgegebene Antriebsleistung muss über die Abtriebswelle nicht unbedingt unmittelbar an die Radnabe ausgegeben werden. Mit anderen Worten braucht die Abtriebswelle das Versatzgetriebe und die Radnabe nicht unmittelbar miteinander zu verbinden, sondern es können zwischen dem Versatzgetriebe und der Radnabe, insbesondere zwischen der Abtriebswelle und der Radnabe, noch ein oder mehrere weitere funktionale Baugruppen vorgesehen sein. Insbesondere kann die Radseite ein Radnabengetriebe umfassen, über das die vom Versatzgetriebe ausgegebene Antriebsleistung zur Radnabe gelangt. Bei dem Radnabengetriebe, das vorzugsweise ein Untersetzungsgetriebe ist, kann es sich insbesondere um ein Planetengetriebe handeln. Vorzugsweise ist die Abtriebswelle zumindest mit dem Ausgang, insbesondere dem genannten Abtriebsrad, des Versatzgetriebes unmittelbar zu gemeinsamer Drehung um die Abtriebsachse verbunden.
Die Tragestruktur dient einerseits, nämlich mittels des Antriebsgehäuses, als Gehäuse für den Motor und das Versatzgetriebe und somit zumindest teilweise auch der Lagerung der davon umfassten Bauteile sowie andererseits, nämlich mittels des Nabenträgers, der Abstützung der Radnabe, die an der Tragestruktur gelagert ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Tragestruktur zusätzlich zu dem Nabenträger und dem Antriebsgehäuse keine weiteren Bauteile umfasst, die diese Funktionen erfüllen. Das Antriebsgehäuse ist dabei erfindungsgemäß einteilig ausgebildet. Vorzugsweise ist der Nabenträger ebenfalls einteilig ausgebildet, so dass die Tragestruktur in diesem Fall also insgesamt genau zwei separat voneinander hergestellte Bauteile umfasst. Dadurch ist die Tragestruktur vergleichsweise einfach ausgebildet und lässt sich leicht montieren.
Das Antriebsgehäuse und der Nabenträger sind vorzugsweise unmittelbar mit einander verbunden. Es ist also zwischen dem Antriebsgehäuse und dem Nabenträger insbesondere kein Zwischenstück angeordnet. Das Antriebsgehäuse und der Nabenträger können beispielsweise miteinander verschraubt sein.
Der Nabenträger dient vor allem einer stabilen Lagerung der Radnabe und ist dabei vorzugsweise stationär. Der Nabenträger weist vorzugsweise eine längliche Erstreckung entlang der Abtriebsachse auf und ist hohl ausgebildet, so dass sich die Abtriebswelle entlang der Abtriebsachse durch den Nabenträger hindurch erstrecken kann. Dazu ist der Nabenträger vorzugsweise ebenso wie die Abtriebswelle koaxial zur Abtriebsachse angeordnet.
Die Radnabe kann insbesondere an einer bezüglich der Abtriebsachse radial nach außen weisenden Außenseite des Nabenträger gelagert sein. Dabei ist die Radnabe vorzugsweise ebenfalls koaxial zur Abtriebsachse, so dass die Antriebsleistung ohne weiteren Achsversatz vom Versatzgetriebe über die Abtriebswelle (sowie gegebenenfalls über das genannte Radnabengetriebe) zur Radnabe übertragen wird. Eine Radlagerung, mittels welcher die Radnabe an dem Nabenträger gelagert ist, kann mehrere Lager, beispielsweise Kegelrollenlager, umfassen. Vorzugsweise sind außer diesen Lagern der genannten Radlagerung keine sonstigen Lager vorgesehen, welche die Radnabe unmittelbar an einem anderen Bauteil der Radseite abstützen.
Erfindungsgemäß sind der Motor und das Versatzgetriebe vollständig in dem Antriebsgehäuse aufgenommen. Dabei können der Motor und das Versatzgetriebe insbesondere insofern vollständig in dem Antriebsgehäuse aufgenommen sein, als sich die wesentlichen Bestandteile des Motors, nämlich insbesondere zumindest ein Rotor und ein Stator des Motors, und die wesentlichen Bestandteile des Versatzgetriebes, nämlich insbesondere zumindest der Eingang (Antriebsrad), der Ausgang (Abtriebsrad) und alle gegebenenfalls dazwischen vorgesehenen Zahnräder, in bezüglich der Antriebsachse und/oder der Abtriebsachse axialer Richtung vollständig innerhalb der axialen Erstreckung des Antriebsgehäuses befinden. In bezüglich der Antriebsachse und/oder der Abtriebsachse radialer Richtung sind der Motor und das Versatzgetriebe durch das Antriebsgehäuse vorzugsweise umschlossen, d. h. das Antriebsgehäuse erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Antriebsachse und/oder um die Abtriebsachse vollständig um den Motor und das Versatzgetriebe herum. Der Motor und das Versatzgetriebe sind dadurch also in einem Innenraum des Antriebsgehäuses angeordnet, der zumindest in bezüglich der Antriebsachse und/oder der Abtriebsachse radialer Richtung durch das Antriebsgehäuse nach außen verschlossen ist (von möglichen Kabeldurchführungen, Schmiermittelkanälen und ähnlichem gegebenenfalls abgesehen).
Durch die beschriebene Ausbildung der Tragestruktur ergibt sich eine klare funktionale Abgrenzung zwischen den beiden Teilen der Tragestruktur. Das Antriebsgehäuse ist zumindest im Wesentlichen für die Einhausung und Abstützung sowohl des Motors als auch des Versatzgetriebes zuständig, während der Nabenträger zumindest im Wesentlichen der Lagerung der Radnabe dient. Durch diese Abgrenzung können die beiden Bauteile jeweils spezifisch im Hinblick auf ihre jeweilige Funktion optimiert entwickelt und hergestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Nabenträger im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Insbesondere kann der Nabenträger bezüglich der Abtriebsachse im Wesentlichen rotationssymmetrisch sein, so dass er bei Drehungen um die Abtriebsachse auf sich selbst abgebildet wird. Wenn von Bearbeitungen seiner Grundform, beispielsweise Bohrungen für Schmiermittelkanäle oder Gewindebohrungen für Verschraubungen, abgesehen wird, weist der Nabenträger vorzugsweise die Form eines Rotationskörpers auf, so dass der Nabenträger bei Drehung um einen beliebigen Winkel um die Abtriebsachse auf sich selbst abgebildet wird. Eine rotationssymmetrische Ausbildung des Nabenträger wird insbesondere durch die genannte funktionale Abgrenzung vom Antriebsgehäuse ermöglicht. Aufgrund der Rotationssymmetrie kann der Nabenträger im Vergleich zu einer nicht rotationssymmetrischen Ausbildung besonders einfach gefertigt werden; zudem kann auf einfache Weise eine hohe Steifigkeit des Nabenträgers erreicht werden. Eine „im Wesentlichen“ rotationssymmetrische Ausbildung bezieht sich, wie vorstehend erläutert, auf die Grundform des Nabenträgers und bedeutet ferner, dass der Nabenträger beispielsweise auch Befestigungsabschnitte (insbesondere Anschlussflächen und/oder Gewindebohrungen) für Anbauten (z.B. Bremse) aufweisen kann, die nicht unbedingt der Rotationssymmetrie folgen.
Beispielsweise kann der Nabenträger zumindest im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet sein und mit der Zylinderachse seiner Hohlzylinderform koaxial zur Abtriebsachse angeordnet sein. An einem Ende seiner axialen Längserstreckung kann der Nabenträger einen senkrecht zur Abtriebsachse ausgerichteten, zumindest im Wesentlichen scheibenförmigen Flanschabschnitt aufweisen, mit dem er an dem Antriebsgehäuse, zum Beispiel durch Verschrauben, befestigbar sein kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Antriebsgehäuse einen Versatzgetriebeabschnitt auf, in dem das Versatzgetriebe aufgenommen ist, und einen Motorabschnitt auf, in dem der Motor aufgenommen ist, wobei der Versatzgetriebeabschnitt und der Motorabschnitt entlang einer zur Antriebsachse senkrechten Trennebene axial aneinander angrenzen. Entlang der Antriebsachse wird das Antriebsgehäuse durch die genannte Trennebene also in zwei axiale Bereiche geteilt: In dem einen Bereich, der vom Motorabschnitt umgeben wird, ist der Motor (vollständig) aufgenommen, während in dem anderen Bereich, der vom Versatzgetriebeabschnitt umgeben wird, das Versatzgetriebe (vollständig) aufgenommen ist.
Der Motorabschnitt kann insbesondere zylindermantelförmig ausgebildet sein; insbesondere kann ein Innenraum des Motorabschnitts, in dem der Motor aufgenommen ist, eine Zylinderform aufweisen. Die Zylinderachse der Zylindermantelform bzw. Zylinderform ist dabei vorteilhafterweise koaxial zur Antriebsachse. Vorzugsweise weist der Motorabschnitt oder zumindest der genannte Innenraum bezüglich der Antriebsachse entlang seiner gesamten axialen Erstreckung zumindest im Wesentlichen einen konstanten Querschnitt auf.
An seinem dem Versatzgetriebe bezüglich der Antriebsachse axial entgegengesetzten Ende ist der Motorabschnitt vorzugsweise offen ausgebildet. Dabei kann der Querschnitt der an diesem Ende vorgesehenen, zweckmäßigerweise zur Antriebsachse koaxialen Öffnung zumindest im Wesentlichen dem Querschnitt des genannten Innenraums entsprechen. Auf diese Weise kann der Motor besonders einfach in den Motorabschnitt des Antriebsgehäuses eingesetzt werden. Die Öffnung kann mittels eines von dem Antriebsgehäuse separat ausgebildeten Deckels verschließbar oder verschlossen sein, der zumindest im Wesentlichen eine Scheibenform aufweisen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Antriebsgehäuse einen Wandabschnitt auf, der sich entlang der Trennebene erstreckt und eine zur Antriebsachse koaxiale antriebsseitige Öffnung aufweist, durch die hindurch der Motor mit dem Versatzgetriebe antriebswirksam gekoppelt ist. Dazu kann insbesondere vorgesehen sein, dass sich die genannte Antriebswelle durch die antriebsseitige Öffnung im Wandabschnitt hindurch erstreckt. Die antriebsseitige Öffnung kann beispielsweise eine kreisrunde Form aufweisen. Vorzugsweise ist der Querschnitt bzw. Durchmesser der antriebsseitigen Öffnung in alle Richtungen radial zur Antriebsachse zumindest geringfügig größer als der Querschnitt bzw. Durchmesser eines als Eingang des Versatzgetriebes fungierenden Antriebsrads. Dadurch kann bei der Montage der Radseite das Antriebsrad des Versatzgetriebes auf einfache Weise entlang der Antriebsachse durch den Motorabschnitt und durch die genannte antriebsseitige Öffnung im Wandabschnitt des Antriebsgehäuses hindurch in den Versatzgetriebeabschnitt des Antriebsgehäuses eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist der Versatzgetriebeabschnitt eine abtriebsseitige Öffnung auf, die dem Motorabschnitt bezüglich der Antriebsachse und/oder der Abtriebsachse axial entgegengesetzt angeordnet und zur Abtriebsachse koaxial ist. Auch diese abtriebsseitige Öffnung kann eine kreisrunde Form aufweisen. Vorzugsweise ist der Querschnitt bzw. Durchmesser der abtriebsseitigen Öffnung in alle Richtungen radial zur Abtriebsachse zumindest geringfügig größer als der Querschnitt bzw. Durchmesser eines als Ausgang des Versatzgetriebes fungierenden Abtriebsrads. Dadurch kann bei der Montage der Radseite das Abtriebsrad des Versatzgetriebes auf einfache Weise entlang der Abtriebsachse durch die abtriebsseitige Öffnung in den Versatzgetriebeabschnitt des Antriebsgehäuses eingesetzt werden.
Wenn die genannten Öffnungen vorgesehen sind und der Motorabschnitt, wie weiter oben beschrieben, an seinem dem Versatzgetriebe axial entgegengesetzten Ende offen ausgebildet ist oder eine entsprechend dimensionierte Öffnung aufweist, kann die Montage des Versatzgetriebes vorteilhafterweise von zwei Seiten aus erfolgen. Insbesondere kann dadurch ermöglicht werden, dass Baugruppen des Versatzgetriebes einschließlich ihrer Lager vormontiert und dann - insbesondere wenn, wie es bevorzugt ist, die Lager als Zylinder- und/oder Rillenkugellager ausgebildet sind - ohne weitere Lagereinstellungen an dem Antriebsgehäuse befestigt, zum Beispiel mit dem Antriebsgehäuse verschraubt, werden können. Beispielsweise kann das Antriebsrad einteilig mit der Antriebswelle ausgebildet sein und zusammen mit einem oder mehreren Lagern zur Abstützung an dem Antriebsgehäuse eine vormontierte Baugruppe bilden, die durch die antriebsseitige Öffnung in den Versatzgetriebeabschnitt eingesetzt und befestigt wird. Außerdem kann das Abtriebsrad mit der Abtriebswelle einteilig ausgebildet sein und zusammen mit einem oder mehreren Lagern zur Abstützung an dem Antriebsgehäuse sowie gegebenenfalls auch mit dem Nabenträger und einem oder mehreren zwischen der Abtriebswelle und dem Nabenträger vorgesehenen weiteren Lagern eine Baugruppe bilden, die durch die abtriebsseitige Öffnung in den Versatzgetriebeabschnitt eingesetzt und befestigt wird. Die beschriebene Ausbildung mit den genannten Öffnungen kommt zudem der Steifigkeit des Antriebsgehäuses entgegen.
Ferner kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Nabenträger einen Kopplungsabschnitt umfasst, der bezüglich der Abtriebsachse axial in die abtriebsseitige Öffnung eingesetzt ist. Mit anderen Worten greift der Kopplungsabschnitt des Nabenträgers axial in die abtriebsseitige Öffnung des Antriebsgehäuses ein, insbesondere derart, dass dabei eine um die Abtriebsachse umlaufende und bezüglich der Abtriebsachse radial nach außenweisende Randfläche des Kopplungsabschnitts an einer um die Abtriebsachse umlaufende und bezüglich der Abtriebsachse radial nach innen weisende Randfläche der abtriebsseitigen Öffnung anliegt. Der Kopplungsabschnitt weist dazu bezüglich der Abtriebsachse vorzugsweise zumindest im Wesentlichen denselben Querschnitt wie die abtriebsseitige Öffnung auf, wobei der Querschnitt insbesondere kreisrund sein kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Verbindung zwischen dem Antriebsgehäuse und dem Nabenträger mittels einer radialen Dichtung abgedichtet. Die radiale Dichtung kann dabei insbesondere zwischen den beiden vorstehend genannten Randflächen angeordnet sein. Grundsätzlich kann die Verbindung zwischen dem Antriebsgehäuse und dem Nabenträger aber auch anders als gemäß der vorstehenden Ausführungsform ausgebildet sein und dennoch vorzugsweise mittels einer radialen Dichtung abgedichtet sein. Auf diese Weise kann eine weniger zuverlässige Flächendichtung vermieden werden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Portalachse für ein Kraftfahrzeug, mit zwei Radseiten der erläuterten Art, die über eine Achsbrücke miteinander verbunden sind. Derartige Portalachsen kommen insbesondere bei Niederflur-Omnibussen, beispielsweise bei Nahverkehrs- und Stadtbussen, zum Einsatz, wobei ein möglichst großer Freiraum (hinsichtlich der vertikalen Tiefe und auch der horizontalen Breite) für die Passagiere erwünscht ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur, die eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radseite in schematischer Darstellung zeigt, beispielhaft weiter erläutert.
Die in 1 stark vereinfacht dargestellte Radseite 11 umfasst einen Motor 13, der als Elektromotor ausgebildet ist, zum Erzeugen einer Antriebsleistung, sowie eine Radnabe 15, die letztlich durch die vom Motor 13 erzeugt Antriebsleistung angetrieben wird. Dabei wird die Antriebsleistung vom Motor 13 als Drehung um eine Antriebsachse I ausgegeben, wohingegen die Radnabe 15 um eine Abtriebsachse O drehbar ist.
Um die Antriebsleistung von der Antriebsachse I zur Abtriebsachse O zu versetzen, umfasst die Radseite 11 ein Versatzgetriebe 17. Das Versatzgetriebe 17 umfasst einen Eingang 19, der durch ein zu der Antriebsachse I koaxiales Antriebsrad gebildet wird, sowie einen Ausgang 21, der durch ein zu der Abtriebsachse O koaxiales Abtriebsrad gebildet wird. Das Antriebsrad 19 und das Abtriebsrad 21 kämmen miteinander, so dass ihre Verzahnungen unmittelbar in Zahneingriff miteinander sind. Die Antriebsleistung wird dabei ausschließlich über diesen Zahneingriff vom Antriebsrad 19 auf das Abtriebsrad 21 übertragen. Das Versatzgetriebe 17 ist insofern als einfache Stirnradstufe ausgebildet.
Des Weiteren umfasst die Radseite 11 eine Antriebswelle 23 sowie eine Abtriebswelle 25. Die Antriebswelle 23 ist einerseits mit einem nicht dargestellten Rotor des Motors 13 und andererseits mit dem Antriebsrad 19 zu gemeinsamer Drehung verbunden. Dadurch überträgt die Antriebswelle 23 die vom Motor 13 erzeugte Antriebsleistung entlang der Antriebsachse I, entlang welcher sie sich erstreckt, zum Versatzgetriebe 17, nämlich auf das Antriebsrad 19. Vom Antriebsrad 19 wird die Antriebsleistung auf das Abtriebsrad 21 übertragen und somit zur Abtriebsachse O versetzt. Die Abtriebswelle 25, die sich entlang der Abtriebsachse O erstreckt, ist mit dem Abtriebsrad 21 zu gemeinsamer Drehung verbunden, so dass die Antriebsleistung vom Versatzgetriebe 17 über die Abtriebswelle 25 weiter in Richtung zur Radnabe 15 ausgegeben wird.
Zwischen dem Versatzgetriebe 17 und der Radnabe 15 ist noch ein Radnabengetriebe 27 vorgesehen, das als untersetzendes Planetengetriebe ausgebildet ist. Die Antriebsleistung wird daher von der Abtriebswelle 25 an das Radnabengetriebe 27 weitergeleitet, welches sie schließlich auf die Radnabe 15 überträgt.
Die Radseite 11 umfasst ferner eine Tragestruktur 29, die einerseits einen Nabenträger 31 umfasst, an dem die Radnabe 15 gelagert ist, und andererseits ein Antriebsgehäuse 33 umfasst, in dem der Motor 13 und das Versatzgetriebe 17 vollständig aufgenommen sind. Der Nabenträger 31 und das Antriebsgehäuse 33 sind dabei jeweils einteilig ausgebildet. Insgesamt ist die gesamte Tragestruktur 29 stationär.
Der Nabenträger 31 weist im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders auf und ist derart angeordnet, dass die Zylinderachse seiner Hohlzylinderform koaxial zur Abtriebsachse O ist, entlang welcher er sich erstreckt. Dadurch kann sich die Abtriebswelle 25 durch den Nabenträger 31 hindurch erstrecken, um den Ausgang 21 des Versatzgetriebes 17 (über das Radnabengetriebe 27) mit der Radnabe 15 zu verbinden. An einer um die Abtriebsachse O umlaufenden und bezüglich der Abtriebsachse O radial nach außen weisenden Außenseite des Nabenträgers 31 sind Lager 35 für die Lagerung der Radnabe 15 an dem Nabenträger 31 angeordnet. Die Radnabe 15 ist dadurch um die Abtriebsachse O drehbar an dem Nabenträger 31 gelagert.
An seinem zum Versatzgetriebe 17 hin ausgerichteten Ende seiner bezüglich der Abtriebsachse O axialen Erstreckung weist der Nabenträger 31 einen Flanschabschnitt 37 auf, der im Wesentlichen die Form einer flachen Scheibe mit einer zentralen Öffnung aufweist, deren Querschnitt dem des Innenraums der Hohlzylinderform entspricht. Insgesamt ist der Nabenträger 31 dabei rotationssymmetrisch bezüglich der Abtriebsachse O, nämlich als Rotationskörper, ausgebildet.
Anders als der Nabenträger 31 ist das Antriebsgehäuse 33 als ein komplexes Bauteil ausgebildet und umfasst einerseits einen Versatzgetriebeabschnitt 39 und andererseits einen Motorabschnitt 41, die entlang einer zur Antriebsachse I senkrechten Trennebene axial aneinander angrenzen. Dabei ist das Versatzgetriebe 17 vollständig innerhalb des Versatzgetriebeabschnitts 39, nämlich innerhalb eines Innenraums, der durch den Versatzgetriebeabschnitt 39 radial nach außen abgegrenzt wird, aufgenommen und der Motor 13 vollständig innerhalb des Motorabschnitts 41, nämlich innerhalb eines Innenraums, der durch den Motorabschnitt 41 radial nach außen abgegrenzt wird, aufgenommen.
Entlang der genannten Trennebene erstreckt sich ein Wandabschnitt 43 des Antriebsgehäuses 33, der die beiden genannten Innenräume voneinander trennt, jedoch eine kreisrunde antriebsseitige Öffnung 45 aufweist, durch die hindurch sich die Antriebswelle 23 erstreckt, um den Motor 13 mit dem Eingang 19 des Versatzgetriebes 17 zu verbinden. Der Durchmesser der antriebsseitigen Öffnung 45 ist dabei zumindest geringfügig größer als der Durchmesser des Antriebsrads 19 des Versatzgetriebes 17, so dass bei der Montage das Antriebsrad 19, insbesondere zusammen mit entsprechenden Lagern als vormontierte Baueinheit, durch die antriebsseitige Öffnung 45 in den genannten Innenraum des Versatzgetriebeabschnitts 39 eingesetzt und fixiert werden kann.
Der Motorabschnitt 41 weist im Wesentlichen eine Zylindermantelform auf. Der Querschnitt zumindest des Innenraums des Motorabschnitts 41 ist dabei über die gesamte axiale Erstreckung des Motorabschnitts 41 entlang der Antriebsachse I konstant. An seinem vom Versatzgetriebe 17 weg weisenden Ende seiner axialen Erstreckung ist der Motorabschnitt 41 offen ausgebildet, so dass der Motor 13 von diesem Ende aus einfach in den genannten Innenraum des Motorabschnitts 39 eingesetzt werden kann. Das Ende kann anschließend gegebenenfalls noch durch einen Deckel verschlossen werden.
Der Versatzgetriebeabschnitt 39, der einerseits über die antriebsseitige Öffnung 45 im Wandabschnitt 43 zum Motorabschnitt 41 in offen ist, weist andererseits an seiner bezüglich der Antriebsachse I und der Abtriebsachse O dem Motorabschnitt 41 entgegengesetzten Seite eine kreisrunde abtriebsseitige Öffnung 47 auf, durch die sich die Abtriebswelle 25 hindurch erstreckt und deren Durchmesser zumindest geringfügig größer als der Durchmesser des Abtriebsrads 21 des Versatzgetriebes 17 ist. Auf diese Weise kann bei der Montage auch das Abtriebsrad 21, insbesondere zusammen mit entsprechenden Lagern als vormontierte Baueinheit, einfach in den genannten Innenraum des Versatzgetriebeabschnitt 39 eingesetzt und fixiert werden.
Über die abtriebsseitige Öffnung 47 ist das Antriebsgehäuse 33 auch mit dem Nabenträger 31 verbunden. Dazu weist der Nabenträger 31 einen Kopplungsabschnitt 49 auf, der als Teil des genannten Flanschabschnitts 37 ausgebildet ist. Der Kopplungsabschnitt 49 wird dabei durch einen bezüglich der Abtriebsachse O axialen Teil des Flanschabschnitts 37 gebildet, der gegenüber dem übrigen Flanschabschnitt 37 einen verringerten Durchmesser aufweist und mit dem der Nabenträger 31 in die abtriebsseitige Öffnung 47 des Antriebsgehäuses 33 eingesetzt ist. Dazu entspricht der Durchmesser des Kopplungsabschnitts 49 zumindest im Wesentlichen dem Durchmesser der abtriebsseitigen Öffnung 47. Auch in axialer Richtung entspricht die Ausdehnung des Kopplungsabschnitts 49 zumindest im Wesentlichen der Ausdehnung der abtriebsseitigen Öffnung 47, so dass ein bündiger Übergang erzielt wird.
Von außen liegt der Flanschabschnitt 37 mit seinem im Vergleich zum Kopplungsabschnitt einen größeren Durchmesser aufweisende Teil an dem Antriebsgehäuse 33 an, was für eine feste Verbindung, beispielsweise durch Verschrauben, des Nabenträgers 31 mit dem Antriebsgehäuse 33 genutzt werden kann. Außerdem liegt, wenn der Nabenträger 31 mit dem Antriebsgehäuse 33 verbunden ist, eine um die Abtriebsachse O umlaufende und bezüglich der Abtriebsachse O radial nach außen weisende Randfläche des Kopplungsabschnitts 49 an einer um die Abtriebsachse O umlaufende und bezüglich der Abtriebsachse O radial nach innen weisende Randfläche der abtriebsseitige Öffnung 47 an. Daher kann für eine Abdichtung des Übergangs zwischen dem Nabenträger 31 und dem Antriebsgehäuse 33 vorteilhafterweise eine radiale Dichtung verwendet werden, die zwischen den beiden genannten Randflächen angeordnet werden kann.
Die Ausbildung der Tragestruktur 29 der erfindungsgemäßen Radseite 11 ist vergleichsweise wenig komplex. Dabei kann der Nabenträger 31 insbesondere aufgrund seiner Rotationssymmetrie einfach hergestellt werden und könnte somit grundsätzlich ohne Beachtung einer besonderen Drehausrichtung relativ zu der Abtriebsachse O montiert werden. Das Antriebsgehäuse 33 kann aufgrund seiner relativ einfachen Struktur und der vorgesehenen Öffnungen einerseits eine vorteilhafte Steifigkeit aufweisen und erlaubt andererseits eine einfache Montage der darin angeordneten Baugruppen, nämlich der Komponenten des Versatzgetriebes 17 sowie des Motors 13.
Bezugszeichen

11: Radseite
13: Motor
15: Radnabe
17: Versatzgetriebe
19: Eingang/Antriebsrad
21: Ausgang/Abtriebsrad
23: Antriebswelle
25: Abtriebswelle
27: Radnabengetriebe
29: Tragestruktur
31: Nabenträger
33: Antriebsgehäuse
35: Lager
37: Flanschabschnitt
39: Versatzgetriebeabschnitt
41: Motorabschnitt
43: Wandabschnitt
45: antriebsseitige Öffnung
47: abtriebsseitige Öffnung
49: Kopplungsabschnitt
I: Antriebsachse
O: Abtriebsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19932587 A1 [0003]

Claims

Radseite (11) umfassend: - einen Motor (13), insbesondere Elektromotor, zum Erzeugen einer Antriebsleistung, - eine Radnabe (15), - ein Versatzgetriebe (17), das einen zu einer Antriebsachse (I) koaxialen Eingang (19) zum Empfangen der Antriebsleistung vom Motor (13) und einen zu einer gegenüber der Antriebsachse (I) versetzten Abtriebsachse (O) koaxialen Ausgang (21) zum Ausgeben der Antriebsleistung an die Radnabe (15) umfasst, - eine Abtriebswelle (25), die sich entlang der Abtriebsachse (O) erstreckt und das Versatzgetriebe (17) mit der Radnabe (15) verbindet, um die Antriebsleistung vom Versatzgetriebe (17) zur Radnabe (15) zu übertragen, und - eine Tragestruktur (29), dadurch gekennzeichnet, dass die Tragestruktur (29) einerseits einen Nabenträger (31) umfasst, durch den sich die Abtriebswelle (23) hindurch erstreckt und an dem die Radnabe (15) gelagert ist, sowie andererseits ein mit dem Nabenträger (31) verbundenes Antriebsgehäuse (33) umfasst, das einteilig ausgebildet ist und in dem der Motor (13) und das Versatzgetriebe (17) vollständig aufgenommen sind.
Radseite nach Anspruch 1, wobei der Nabenträger (31) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
Radseite nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Antriebsgehäuse (33) einen Versatzgetriebeabschnitt (39) aufweist, in dem das Versatzgetriebe (17) aufgenommen ist, und einen Motorabschnitt (41) aufweist, in dem der Motor (13) aufgenommen ist, wobei der Versatzgetriebeabschnitt (39) und der Motorabschnitt (41) entlang einer zur Antriebsachse (I) senkrechten Trennebene axial aneinander angrenzen.
Radseite nach Anspruch 3, wobei das Antriebsgehäuse (33) einen Wandabschnitt (43) aufweist, der sich entlang der Trennebene erstreckt und eine zur Antriebsachse (I) koaxiale antriebsseitige Öffnung (45) aufweist, durch die hindurch der Motor (13) mit dem Versatzgetriebe (17) antriebswirksam gekoppelt ist.
Radseite nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Versatzgetriebeabschnitt (39) eine abtriebsseitige Öffnung (47) aufweist, die dem Motorabschnitt (41) axial entgegengesetzt angeordnet und zur Abtriebsachse (O) koaxial ist.
Radseite nach Anspruch 5, wobei der Nabenträger (31) einen Kopplungsabschnitt (49) umfasst, der bezüglich der Abtriebsachse (O) axial in die abtriebsseitige Öffnung (47) eingesetzt ist.
Radseite nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verbindung zwischen dem Antriebsgehäuse (33) und dem Nabenträger (31) mittels einer radialen Dichtung abgedichtet ist.
Portalachse mit zwei Radseiten (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die über eine Achsbrücke miteinander verbunden sind.