DE10258913A1

DE10258913A1 - Radantrieb mit einem Planetengetriebe und einer Bremse

Info

Publication number: DE10258913A1
Application number: DE2002158913
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. Schwarz
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde Material Handling GmbH
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Radantrieb mit einem Abtriebsrotor (Radwelle 1), einem vorgeschalteten Planetengetriebe, das eine erste und eine zweite Planetenstufe (P1, P2) aufweist, und einer bevorzugt nass laufenden Federspeicher-Lamellenbremse (Bremse 11). Ein Steg (8) der zweiten Planetenstufe (P2) ist mit dem Abtriebsrotor (Radwelle 1) verbunden. Um bei kompakter Bauweise die Verluste und den Verschleiß zu verringern, ist erfindungsgemäß die Bremse (11) im Wesentlichen innerhalb der Axialerstreckung des Planetengetriebes radial über der ersten Planetenstufe (P1) und axial benachbart zur zweiten Planetenstufe (P2) angeordnet und weist einen mit dem Steg (8) der zweiten Planetenstufe (P2) verbundenen Bremsrotorträger (14) auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radantrieb mit einem Abtriebsrotor, einem vorgeschalteten Planetengetriebe, das eine erste und eine zweite Planetenstufe aufweist, und einer Bremse, wobei ein Steg der zweiten Planetenstufe mit dem Abtriebsrotor verbunden ist.

Ein gattungsgemäßer Radantrieb ist aus der DE 199 22 651 A1 bekannt. Die als Lamellenbremse ausgebildete Bremse ist hierbei axial zwischen den beiden Planetenstufen angeordnet. Die als Bremsrotor wirkenden Innenlamellen der Bremse sind auf einem Bremsrotorträger gehaltert, der mit dem Steg der ersten Planetenstufe verbunden ist. Die Außenlamellen der Bremse befinden sich verdrehfest in einem Radkopf-Gehäuse.

Demnach handelt es sich bei der Bremse des aus dem Stand der Technik bekannten Radantriebs weder um eine langsam laufende Bremse, deren Drehzahl gleich der Drehzahl des Abtriebsrotors ist, noch um eine schnell laufende Bremse, die mit dem Eingangselement der ersten Planetenstufe des Planetengetriebes gekoppelt ist. Die Bremse des gattungsgemäßen Radantriebs weist gegenüber einer schnell laufenden Bremse geringere Verluste auf. Gegenüber einer langsam laufenden Bremse ist das Bremsmoment geringer. Nachteilig ist jedoch, dass das Bremsmoment stets über die spielbehaftete zweite Planetenstufe übertragen werden muss. Ferner führt die Anordnung der Bremse zwischen den beiden Planetenstufen zu einer Vergrößerung des für das Planetengetriebe benötigten Bauraums, insbesondere in axialer Richtung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen kompakten Radantrieb der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der verringerte Verluste und weniger Verschleiss aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bremse im wesentlichen innerhalb des axialen Bauraums des Planetengetriebes radial über der ersten Planetenstufe und axial benachbart zur zweiten Planetenstufe angeordnet ist und einen mit dem Steg der zweiten Planetenstufe verbundenen Bremsrotorträger aufweist.

Der erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin, durch Verbindung des Bremsrotorträgers mit dem als Abtrieb dienenden Steg der zweiten Planetenstufe eine langsam laufende Bremse zu schaffen, die nur geringe Verluste hat, und diese Bremse im Bereich des Planetengetriebes so anzuordnen, dass durch geschickte Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums der Platzbedarf für die Bremse minimiert wird. Gegenüber einem zweistufigen Planetengetriebe ohne Bremse wird dabei der Bauraum – insbesondere in axialer Richtung – praktisch nicht oder nur unwesentlich vergrößert.

Als Bremsrotor im Sinne der Erfindung kommen sowohl die rotierenden Bremslamellen einer Lamellenbremse als auch die Scheibe(n) einer Scheibenbremse in Frage.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Bremsrotorträger einen Flanschbereich mit dem Steg zugewandten Axialausnehmungen auf, in die die Stegzapfen des Stegs eintauchen und stirnseitig mit dem Bremsscheibenträger verschraubt sind. Diese Bauweise ist sowohl raumsparend als auch sicher im Hinblick auf die Bremsmoment übertragende Verbindung zwischen dem Bremsrotorträger und dem Steg.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Abtriebsrotor als Radwelle ausgebildet ist, die in einem lösbar an einem Achsrohr befestigten Radkopf-Gehäuse gelagert ist, wobei die Bremse und zumindest die erste Planetenstufe des Planetengetriebes im Achsrohr angeordnet sind. Eine derartige Anordnung ermöglicht einen geringen Durchmesser im Bereich der Lagerung der Radwelle.

Am Außende der Radwelle ist mit Vorteil ein zur Befestigung eines Rades ausgebildeter Flansch angeformt. Der Fertigungs- und Montageaufwand für die Radwelle wird dadurch klein gehalten.

Zweckmäßigerweise ist am Innenende der Radwelle der Steg der zweiten Planetenstufe mittels einer Keil- oder Kerbverzahnung befestigt. Selbstverständlich können aber auch andere geeignete Welle-Nabe-Verbindungen verwendet werden.

Besonders günstig ist es, wenn die Bremse einen Bremskolben aufweist, der axial vor der ersten Planetenstufe angeordnet ist. Es ist hierbei möglich, trotz kompakter Abmessungen des erfindungsgemäßen Radantriebs die wirksame Bremskolbenfläche relativ groß zu gestalten.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass vor einer hydraulisch beaufschlagbaren Druckfläche des Bremskolbens ein Druckmittelkanal mündet, der im Achsrohr angeordnet ist.

Es ist also nicht erforderlich, Druckmittelkanäle im Radkopf-Gehäuse vorzusehen. Sofern das Radkopf-Gehäuse mit der darin befindlichen Radwelle vom Achsrohr entfernt werden muss, beispielsweise um verschlissene Wellendichtringe auszutauschen, braucht der Druckmittelkanal für die Bremse nicht geöffnet zu werden.

Gemäß einer im Hinblick auf geringen Verschleiss günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Bremse als nass laufende Lamellenbremse, insbesondere Federspeicher-Lamellenbremse, ausgebildet.

Die erste Planetenstufe weist mit Vorteil ein Hohlrad auf, das am Außenumfang mit Radialfortsätzen zwecks verdrehfester Fixierung versehen ist, wobei in Umfangsrichtung zwischen den Radialfortsätzen Axialklauen des Bremskolbens angeordnet sind, die mit der Bremse in Wirkverbindung stehen.

Durch diese Konstruktion ist es also möglich, trotz Anordnung des Bremskolbens vor dem Planetengetriebe die im Bereich des Planetengetriebes befindliche Bremse zu betätigen. Hierbei erstrecken sich die Axialklauen in axialer Richtung durch die Aussparungen zwischen den Radialfortsätzen hindurch.

Die Vorteile der Erfindung kommen besonders gut zur Geltung, wenn die erste Planetenstufe eingangsseitig mit einer Motorwelle eines elektrischen Fahrmotors gekoppelt ist. Für einen solchen, in der Regel batterie-elektrisch betriebenen Fahrantrieb sind geringe Verluste, wie sie mit dem erfindungsgemäßen Radantrieb ermöglicht werden, von erheblicher Bedeutung, um die eine möglichst lange Einsatzzeit mit einer Batterieladung zu erzielen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Radantrieb,
2 eine Seitenansicht des Hohlrads der zweiten Planetenstufe des Planetengetriebes in Richtung zum Radkopf-Gehäuse gesehen,
3 eine Seitenansicht des Hohlrads der ersten Planetenstufe des Planetengetriebes in Richtung zum Achsrohr gesehen und
4 eine Seitenansicht des Bremsrotorträgers in Richtung zum Achsrohr gesehen.
Der im Ausführungsbeispiel dargestellte Radantrieb weist einen als Radwelle 1 ausgebildeten Abtriebsrotor auf, der mittels zweier Kegelrollenlager 2, 3 in O-Anordnung in einem Radkopf-Gehäuse 4 gelagert ist. Am Außendende der Radwelle 1, d. h. in der Figur rechts, ist ein Flansch 1a angeformt, der zur Befestigung mindestens einer Radfelge (gestrichelt) ausgebildet ist. Zu diesem Zweck verfügt der Flansch 1a über eine Felgenzentrierung und Befestigungsbohrungen für Radschrauben.
Das Radkopf-Gehäuse 4 ist an einem Achsrohr 5 einer Elektro-Achse befestigt. Im Achsrohr 5 befinden sich zwei elektrische Fahrmotoren, von denen jeweils ein Fahrmotor einem der beiden Radwellen zugeordnet ist. Selbstverständlich ist auch eine Differentialbauweise der Elektro-Achse möglich, bei der nur ein Fahrmotor vorhanden ist, der seine Leistung auf ein nachgeschaltetes Differentialgetriebe überträgt, dessen beiden Ausgänge mit jeweils einem Rad verbunden sind.
Jedem Fahrmotor, der jeweils eine Motorwelle 6 aufweist, ist ein Planetengetriebe mit einer ersten Planetenstufe P1 und einer zweiten Planetenstufe P2 nachgeschaltet. Der Eingang des Planetengetriebes wird von einem Sonnenrad 7 der ersten Planetenstufe P1 gebildet. Der Ausgang erfolgt über einen Steg 8 (Planetenträger) der zweiten Planetenstufe P2, wobei dieser Steg 8 mittels einer Keil- oder Kerbverzahnung auf dem Innenende der Radwelle 1 befestigt und mittels eines Sicherungsrings 9 axial fixiert ist. Zur Befestigung des Stegs 8 auf der Radwelle 1 sind auch andere Welle-Nabe-Verbindungen geeignet.
Die zweite Planetenstufe P2 verfügt über ein Hohlrad 10, das axial zwischen dem Radkopf-Gehäuse 4 und dem Achsrohr 5 angeordnet und zusammen mit dem Radkopf-Gehäuse 4 am Achsrohr 5 befestigt wird. Das Hohlrad 10 weist einen angeformten zylindrischen Haltekorb 10a auf, der sich in Richtung des Achsrohres 5 erstreckt und mit dessen Hilfe als Bremsstator einer Bremse 11 dienende Außenlamellen verdrehfest jedoch axial verschieblich gehaltert sind. Darüber hinaus ist in dem Haltekorb 10a ein Hohlrad 12 der ersten Planetenstufe P1 verdrehfest gehaltert und zu einem Lagerschild 13 des Fahrmotors axial fixiert.
Um die genannten Funktionen übernehmen zu können, weist der Haltekorb 10a des Hohlrades 10 der zweiten Planetenstufe P2, wie aus 2 ersichtlich, axial lange Nuten L auf, die sich bis zur Verzahnung Z erstrecken und in denen die Außenlamellen der Bremse 11 gehaltert sind, und axial kurze Nuten K, in denen das Hohlrad 12 der ersten Planetenstufe P1 mittels mehrerer am Außenumfang des Hohlrads 12 verteilter Radialfortsätze 12a gehaltert ist (siehe 3).
Die Bremse 11 verfügt neben den bereits erwähnten Außenlamellen über Innenlamellen, die als Bremsrotor dienen und auf einem als Lamellenträger ausgebildeten Bremsrotorträger 14 gehaltert sind. Wie sich in der Zusammenschau mit 4 ergibt, weist der Bremsrotorträger 14 zu diesem Zweck an einem Flanschbereich dem Steg 8 zugewandte Axialzapfen mit darin angeordneten Axialausnehmungen 14a auf, in die die Stegzapfen 8a des Stegs 8 eingreifen und stirnseitig mit dem Bremsrotorträger 14 verschraubt sind. Die Innenlamellen sind in Nuten 14b des Bremsrotorträgers 14 gehaltert.
Axial zwischen dem Lagerschild 13 des Fahrmotors und dem Hohlrad 12, also axial benachbart zur ersten Planetenstufe P1, befindet sich ein Bremskolben 15, der durch in den Figuren nicht dargestellte und in Ausnehmungen 16 des Lagerschilds 13 und des Bremskolbens 15 angeordnete Druckfedern in Richtung zur Bremse 11 beaufschlagt ist. Am Bremskolben 15 angeformte Axialklauen 15a greifen in die Aussparun gen zwischen den Radialstegen 12a des Hohlrades 12 der ersten Planetenstufe P1 ein und drücken durch diese hindurch die Lamellen der Bremse 11 zusammen, so dass die Bremse 11 in Schließrichtung beaufschlagt ist.
Um den Bremskolben 15 in Öffnungsrichtung zu drücken und damit die Lamellen der Bremse 11 vom Federdruck zu entlasten, ist am Bremskolben 15 eine Druckfläche 15b vorgesehen, vor der ein Druckmittelkanal 17 mündet, der in die Wand des Achsrohrs 5 eingearbeitet ist.

Claims

Radantrieb mit einem Abtriebsrotor, einem vorgeschalteten Planetengetriebe, das eine erste und eine zweite Planetenstufe aufweist, und einer Bremse, wobei ein Steg der zweiten Planetenstufe mit dem Abtriebsrotor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (11) im wesentlichen innerhalb der Axialerstreckung des Planetengetriebs radial über der ersten Planetenstufe (P1) und axial benachbart zur zweiten Planetenstufe (P2) angeordnet ist und einen mit dem Steg (8) der zweiten Planetenstufe (P2) verbundenen Bremsrotorträger (14) aufweist.
Radantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsrotorträger (14) einen Flanschbereich mit dem Steg (8) zugewandten Axialausnehmungen (14a) aufweist , in die die Stegzapfen (8a) des Stegs (8) eintauchen und stirnseitig mit dem Bremsrotorträger (14) verschraubt sind.
Radantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebsrotor als Radwelle (1) ausgebildet ist, die in einem lösbar an einem Achsrohr (5) befestigten Radkopf-Gehäuse (4) gelagert ist, wobei die Bremse und zumindest die erste Planetenstufe (P1) des Planetengetriebes im Achsrohr (5) angeordnet sind.
Radantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenende der Radwelle (1) ein zur Befestigung eines Rades ausgebildeter Flansch (1a) angeformt ist.
Radantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Innenende der Radwelle (1) der Steg (8) der zweiten Planetenstufe (P2) mittels einer Keil- oder Kerbverzahnung befestigt ist.
Radantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse einen Bremskolben (15) aufweist, der axial vor der ersten Planetenstufe (P1) axial angeordnet ist.
Radantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer hydraulisch beaufschlagbaren Druckfläche (15b) des Bremskolbens (15) ein Druckmittelkanal (17) mündet, der im Achsrohr (5) angeordnet ist.
Radantrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse als nass laufende Lamellenbremse, insbesondere Federspeicher-Lamellenbremse, ausgebildet ist.
Radantrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Planetenstufe (P1) ein Hohlrad (12) aufweist, das am Außenumfang mit Radialfortsätzen (12a) zwecks verdrehfester Fixierung versehen ist, wobei in Umfanfgsrichtung zwischen den Radialfortsätzen (12a) Axialklauen (15a) des Bremskolbens (15) angeordnet sind, die mit der Bremse (11) in Wirkverbindung stehen.
Radantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Planetenstufe (P1) eingangsseitig mit einer Motorwelle (6) eines elektrischen Fahrmotors gekoppelt ist.