DE2109372A1

DE2109372A1 - Einzelrad-Antrieb für schwere Nutzfahrzeuge

Info

Publication number: DE2109372A1
Application number: DE19712109372
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing.; Goeft Manfred; 7990 Friedrichshafen Jedlitschka
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1971-02-27
Filing date: 1971-02-27
Publication date: 1972-09-07
Also published as: DE2109372B2; BE781400A

Description

Einzelrad-Antrieb für schwere Nutzfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen Einzelrad-Antrieb für schwere Nutzfahrzeuge mit einem in einer Radnabe oder der Achse eines Fahrzeuges angeordneten Elektromotor als Antriebsmaschine und einem mit diesem verbundenen Untersetzungsgetriebe und betrifft eine zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltung eines derartigen Radantriebes.
Einzelrad-Antriebsaggregate, die unmittelbar in eine Fahrzeugachse oder Radnabe eingesetzt sind, werden bereits seit längerer Zeit für Zugmaschinen, Muldenkipper oder ähnliche schwere Fahrzeuge hergestellt und mit Erfolg benutzt. Als Untersetzungsgetriebe ist bei diesen Ausführungen Jeweils ein zwischen einem Elektromotor als Antriebsmaschine und der Nabe eingesetztes Stirnradgetriebe vorgesehen, und der Rotor des Motors ist mit einer auf der dem Untersetzungsgetriebe gegenUberliegenden Seite angeordneten Bremse verbunden.
Bei diesen bekannten Ausführungen bereitet nicht nur die Unterbringung des Stirnradgetriebes Schwierigkeiten, sondern auch die Anordnung und Dimensionierung der Bremse, da diese unmittelbar an den Motor angeschlossen und somit dessen hohen Drehzahlen ausgesetzt ist. Vielfach wird dabei eine zusätzliche mit der Radnabe verbundene mechanische Betriebsbremse erforderlich, bzw.
der Motor wird als Betriebsbremse benutzt. Dadurch werden Jedoch wiederum der Bauaufwand und damit die Herstellkosten sehr hoch, bzw. es können bei zu starken Belastungen Beschädigungen an der Motorwicklung auftreten.
Aufgabe der Erfindung'ist es daher, einen Einzelrad-Antrieb für schwere Nutzfahrzeuge zu schaffen, der diese Nachteile der vorgenannten Ausführungen nicht aufweist und der dennoch einfach in seiner konstruktiven Ausgestaltung ist.
Vor allem soll erreicht werden, daß das Antriebsaggregat eine kompakt Baueinheit bildet und daß sowohl die Unterbringung des Untersetzungsgetriebesund der Bremse als auch deren Dimensionierungen keine Schwierigkeiten bereitet.
Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Einzelrad-Antrieb der vorgenannten Gattung dadurch erreicht, daß das Untersetzungsgetriebe als zweistufiges Planetengetriebe ausgebildet ist, dessen erster Radsatz über das Sonnenrad und eine Hohlwelle mit der Antriebsmaschine und dessen zweiter Radsatz über seinen Steg mit der Radnabe verbunden ist, und daß das die beiden Radsätze verbindende Sonnenrad des zweiten Radsatzes über eine die Hohlwelle und den Antriebsmotor durchgreifende Welle mit einer Bremseinriehtung gekoppelt ist.
Zweckmäßig ist es hierbei, aus baulichen Gründen beiden Radsätzen ein gemeinsames, mit der Antriebsmaschine fest verbundenes und in der Radnabe angeordnetes Hohlrad zuzuordnen, wobei die Zähnezahlen der beiden Hohlräder gleich oder unterschiedlich sein können.
Die mit dem Sonnenrad des zweiten Radsatzes verbundene Bremseinrichtung ist in vorteilhafter Weise als Scheibenbremse auszubilden und auf der dem Planetengetriebe gegenüberliegenden Seite der Antriebsmaschine anzuordnen. Außerdem kann die Scheibenbremse mit einer als Trommelbremse ausgebildeten Feststellbremse zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden.
Ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Einzelrad-Antrieb zeichnet sich nicht nur durch einen einfachen Aufbau und eine raumsparende Ausgestaltung und damit durch eine sehr wirtschaftliche Herstellung aus, sondern vor allem dadurch, daß die Übersetzung zwischen der Antriebsmaschine und der Radnabe sowie die abzubremsenden Drehmomente gut beherrschbar sind. Wird nämlich als Untersetzungsgetriebe ein zweistufiges Planetengetriebe vorgesehen.
und wird die Bremseinrichtung an dieses Getriebe angeschlossen, so können auf einfache Weise die Untersetzungen innerhalb des Getriebes den Jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden und mit der Bremseinrichtung ist nicht das Radmoment abzubremsen, sondern ein durch zumindest die erste Stufe des Planetengetriebes untersetztes Moment.
Die Bremse ist somit nicht für das am Fahrzeugrad auftretende hohe Radmoment oder das Motormoment bei sehr hohen Drehzahlen, wie bei den vorbekannten Ausführungen, auszulegen, vielmehr gestattet das an der Zwischenstufe wirkende untersetzte Moment eine kleinere Dimensionierung und damit eine gute Unterbringung der Bremse.
Weitere Einzelheiten des gemäß der Erfindung ausgebildeten Einzelrad-Antriebes fUr schwere Nutzfahrzeuge sind dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist, zu entnehmen.
Das mit 1 bezeichnete Rad eines nicht gezeigten Fahrzeuges wird hierbei durch einen unmittelbar in der Radnabe 2 und der nur zum Teil dargestellten Achse 4 angeordneten Elektromotor 6 angetrieben, der über ein Untersetzungsgetriebe 10 mit der Radnabe 2, auf der der strichpunktiert gezeigte Reifen 3 aufgesetzt ist, in Verbindung steht. Der Stator 7 des Motors 6 ist mit einem dem Motor 6 umgebenden Gehäuse 5 fest verbunden, während dessen Rotor 8 über eine Hohlwelle 9 die Antriebsleistung dem Getriebe 10 zuleitet.
Das Untersetzungsgetriebe 10 ist als zweistufiges Planetengetriebe ausgebildet, dessen erster Radsatz 11 aus einem auf der mit dem Motor 6 verbundenen Hohlwelle 9 drehfest gelagerten Sonnenrad 13 und einem mit dem Gehäuse 5 verschraubten Hohlrad 14 sowie in diesen kämmenden,durch einen Steg 16 gehaltenen Planetenrädern 15 besteht. Der zweite Radsatz-12 ist über ein Sonnenrad 17 mit dem Steg 16 des ersten Radsatzes 11 verbunden, in das sowie das ortsfeste Hohlrad 18 Planetenräder 19 eingreifen. Von dem Steg 20 des zweiten Radsatzes 12 wird die Antriebsenergie unmittelbar auf die Radnabe 2 gebracht.
Außerdem ist das Sonnenrad 17 des zweiten Radsatzes 12 über eine die Hohlwelle 9 durchgreifende Welle 21 mit einer Bremseinrichtung 22 verbunden, die in einer Baueinheit aus einer Scheibenbremse 23 als Betriebsbremse und einer Trommelbremse 24 als Feststellbremse gebildet ist.
Wird dem Elektromotor 6 zum Beispiel von einem in dem Fahrzeug angeordneten mit einem Dieselmotor verbundenen Generator elektrische Energie zugeführt, so wird von dessen Rotor 8 und der Hohlwelle 9 das Sonnenrad 13 des ersten Radsatzes 11 angetrieben. Da das Hohlrad 14 zusammen mit dem Hohlrad 18 des zweiten Radsatzes 12 fest mit dem Gehäuse 5 verbunden ist, wird die Antriebsleistung von dem Steg 16 auf das Sonnenrad 17 des zweiten Radsatzes 12 übertragen, dessen Steg 20 wiederum mit der Radnabe 2 verschraubt ist, so daß von diesem der Antrieb für das Rad 1 abgenommen wird. Bevor das Fahrzeug in Bewegung gesetzt wird, ist Jedoch die Trommelbremse 24 zu lösen, durch die über die Welle 21 und das Sonnenrad 17 das Rad 1 festgebremst wird. Um das Rad 1 während des Fahrbetriebes abbremsen zu können, ist die Scheibenbremse 23 zu betätigen, die ebenfalls über die Welle 21 sowie mit der Radnabe 2 als auch mit dem Motor 6 in Triebverbindung steht, so daß ein rasches Stillsetzen des Rades 1 gewährleistet ist.

Claims

P a t e n t a n s p r U c h e:

r 11.inzelrad-Antrieb fUr schwere Nutzfahrzeuge mit einem in einer Radnabe oder einer Achse des Fahrzeuges angeordneten Elektromotor als Antriebsmaschine und einem mit diesem verbundenen Untersetzungsgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe(10)als zweistufiges Planetengetriebe (11, 12) ausgebildet ist, dessen erster Radsatz (11) über das Sonnenrad (13) und eine Hohlwelle (9) mit der Antriebsmaschine (6) und dessen zweiter Radsatz (12) über seinen Steg (20) mit der Radnabe (2) verbunden ist, und daß das die beiden Radsätze (11, 12) verbindende Sonnenrad (17) des zweiten Radsatzes (12) über eine die Hohlwelle (9) und den Antriebsmotor (6) durchgreifende Welle ( mit einer Bremseinrichtung (22) gekoppelt ist.
2. Einzelrad-Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Radsätze (11, 12) ein gemeinsames, mit der Antriebsmaschine (Stator 7) fest verbundenes und in der Radnabe (2) angeordnetes Hohlrad (14, 18) aufweisen.
3. Einzelrad-Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Sonnenrad (17) des zweiten Radsatzes (12) verbundene Bremseinrichtung (22) als Scheibenbremse k23) ausgebildet und auf der dem Untersetzungsgetriebe (10) gegendberliegenden Seite der Antriebsmaschine (6) angeordnet ist.
4. Einzelrad-Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenbremse (23) mit einer als Trommelbremse (24) ausgebildeten Feststellbremse zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist.