DE3247297A1

DE3247297A1 - Radnabe mit Untersetzungsgetriebe und integrierter Bremse

Info

Publication number: DE3247297A1
Application number: DE19823247297
Authority: DE
Inventors: Léonce 93200 Saint-Denis Rogier
Original assignee: SOMA EUROP TRANSMISSIONS
Current assignee: SOMA EUROP TRANSMISSIONS
Priority date: 1981-12-22
Filing date: 1982-12-21
Publication date: 1983-06-30
Also published as: IT8212691A0; JPS58166167A; SE8207269L; US4496017A; FR2518703A1; GB2112885B; FR2518703B1; IT1157795B; SE8207269D0; GB2112885A

Description

Die vorliegende Erfindung besieht sich allgemein auf Rad- nahen_v die insbesondere für gewerbliche Fahrzeuge, Landmaschinen oder Maschinen oder Fahrzeuge für den öffentlichen 'Verkehr bestimmt sind,, und ist insbesondere auf Radenaben mit einem Hohlkörper gerichtet, der ausgelegt ist-, flüssiges Schmiermittel aufzunehmen, und in dem ein erster abgeschlossener Raum, der Einfachheit halber als erstes Abteil bezeichnet, mit einem darin angeordneten Rad-Untersetzungsgetriebe vorgesehen ist, während in einem zweiten, neben dem ersten Abteil vorgesehenen abgeschlossenen Raum dieses Hohlkörpers, der Einfachheit halber zweites Abteil genannt, das mit dem ersten in Strömungsverbindung steht, eine Rad-Bremse angeordnet ist ο

In einer solchen Radnabe wird vorteilhafterweise das Vorhandensein von flüssigem Schmiermittel, das normalerweise zur Schmierung des Rad-Untersetzungsgetriebes vorgesehen ist,

Bankverbindung: Bayer. Vareinsbanlc München, Konto 620404 (BlZ 70020270) · Postscheckkonto: München 27044-802 (BLZ 700100BO)

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dazu ausgenutzt, eine Kühlung der zugeordneten Rad-Bremse während des Betriebes sicherzustellen.

In der Praxis wurde jedoch häufig festgestellt, daß keinerlei oder nur eine reduzierte Zirkulation des flüssigen Schmiermittels zwischen dem ersten Abteil, in dem das Untersetzungsgetriebe angeordnet ist, und dem zweiten, die zugeordnete Bremse enthaltenden Abteil vorhanden ist.

Dies gilt umso mehr, als . meistens das erste Abteil in Querrichtung von dem zweiten durch eine innere ringförmige, die Planetenritzel des Untersetzungsgetriebes tragenden Wand abgetrennt ist und die Füllung des flüssigen Schmiermittels in dem Hohlkörper, in welchem dieses Abteil ausgebildet ist, praktisch nur partiell ist, um einen exzessiven Druckverlust infolge der Rührtätigkeit während des Betriebes wie auch Entwicklung von Verlusten durch Leckage zu vermeiden, denen das flüssige Schmiermittel unvermeidbar während des Betriebes aufgrund der thermischen Dilatation ausgesetzt ist, wenn die Anfangsfüllung vollständig wäre. Und es trifft auch umso mehr zu, als sich während des Betriebes durch die Zentrifugalkraft in den genannten Abteilen zwei unterschiedliche Schmiermittelringe ausbilden, die voneinander durch die genannte innere ringförmige Wand getrennt sind.

Wenn nun aber die Temperatur in dem ersten Abteil, das ist dasjenige, in welchem das Untersetzungsgetriebe eingesetzt ist, stets relativ gering bleibt, im Bereich beispielsweise von 40° C, insbesondere weil das Abteil Nutzen von einem größeren Schmiermittelvolumen zieht, so gilt dies nicht für das zweite Abteil, in dem die zugeordnete Bremse untergebracht ist, und in welcher die Temperatur demgegenüber einen relativ hohen Wert im Bereich z.B. von 110⁰C erreichen kann, insbesondere wegen der hohen, während einer Bremsung abgestrahlten wärmeerzeugenden Energie.

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Daraus ergibt sich die zweifache Gefahr, zum einen einer möglichen Zerstörung der Reibbeläge der Rad-Bremse, die nicht richtig gekühlt werden, und zum anderen einer lokalen überhitzung des '' flüssigen Schmiermittels, das dadurch verschlechtert werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt allgemein die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die geeignet ist, diese Nachteile zu vermeiden»

Genauer liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Radnabe zu schaffen, insbesondere für gewerbliche Fahrzeuge, Landmaschinen oder Maschinen bzw« Fahrzeuge für den öffentlichen Verkehr, mit einem Hohlkörper, der ausgelegt ist, flüssiges Schmiermittel aufzunehmen, in dem ein erster Raum,der Einfachheit halber als erstes Abteil bezeichnet, mit einem darin angeordneten Rad-Untersetzungsgetriebe vorgesehen ist, während in einem zweiten, neben dem ersten Abteil vorgesehen abgeschlossenen Raum,der Einfachheit halber als zweites Abteil bezeichnet, und der mit dem ersten in Strömungsverbindung steht, eine Rad-Bremse eingesetzt ist, wobei die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst wird, daß mindestens der Bereich der Umfangswand des Hohlkörpers, der das eine der Abteile ringförmig begrenzt, an seiner Innenfläche mindestens zwei einander zugeordnete in Längsrichtung verlaufende Nuten aufweist, die jeweils bezüglich der Achse der Anordnung schräg in die eine bzw» in die dazu entgegengesetzte Richtung verlaufen, um eine Zirkulation des Schmiermittels in Achsrichtung von einem Abteilung zum anderen zu bewirken»

Vorzugsweise sind eine Vielzahl von einander zugeordneten Nuten vorgesehen, wobei die Nuten des einen Richtungssinns auf einer Halbkreislinie und die Hüten des anderen Richtungssinns den ersten jeweils gegenüberliegend auf der anderen Hälfte der Kreislinie verteilt sind, und wobei die einander zugeordneten Nuten in dem zweiten Abteil vorgesehen sind, in dem die Rad-Bremse angeordnet ist»

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Die einen der erfindungsgemäßen, einander zugeordneten Nuten stellen den axialen Vorlauf des flüssigen Schmiermittels von einem der Abteile des Hohlkörpers in das andere, und die anderen den axialen Rücklauf in umgekehrtem Sinne zwischen den genannten Abteilen sicher, indem sie nach Art einer Schraube ohne Ende, die eine in der einen Richtung, die andere in der entgegengesetzten Richtung, auf die Schmierflüssigkeit einwirken, welche durch das Zentrifugieren zu einen Ring unausbleiblich in die Nuten eingedrückt werden, da diese an der Innenfläche der Umfangswandung des Hohlkörpers ausgeformt sind, gegen den die genannten Ringe dann gepreßt werden.

Es ergibt sich somit zwischen den Abteilen des Hohlkörpers der betreffenden Radnabe eine systematische Zirkulation des flüssigen Schmiermittels, die günstig ist für eine gute Homogenisierung seiner Temperatur, was insbesondere zugunsten der Temperatur in demjenigen der Abteile ist, in welchem die Rad-Bremse eingesetzt ist.

Diese Zirkulation des flüssigen Schmiermittels tritt in gleicher Weise für die Vorwärtsbewegung wie auch für die Rückwärtsbewegung des betreffenden Fahrzeugs ein, bei der die Drehbewegung der Radnabe umgekehrt ist. Die Funktion der erfindungsgemäßen einander zugeordneten Nuten ist dabei ebenfalls umgekehrt.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher hervor.

Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Radnabe, zum Teil im Axialschnitt entlang der unterbrochenen Linie I-I aus Figur 2,

2 eine Endansicht auf die .Ebene der Linie XX-II in

Figur 1 eines Bestandteils des Hohlkörpers, der die Radnabe bildet, in isolierter Darstellung,

Figur 3 eine Schnittansicht dieses Bauteils mit lokalen

herausgebrochenen Bereichen entlang der Linie III-

III in Figur 2₀ von außen betrachtet, und

Figur 4 eine weitere Seitenansicht eines Bereichs dieses Bauteils aus Richtung des Pfeils IV in Figur 1, von innen betrachtet»

Die in diesen Figuren dargestellte erfindungsgemäße Radnabe 10 ist dasu bestimmt, an das Ende eines Achsschenkels 11 angebracht zu werdenο Die Radnabe bildet einen Hohlkörper für die Aufnahme v©a flüssigem Sehmiermittel, das nicht dargestellt ist.

In der dargestellten Äusführungsform besteht die ümfangswand 12

ie der die Radnabe 10 bildet, aus drei Teilen.

Es gibt ein erstes Teil 13, das die eigentliche Wabe bildet und über welches die Nabe 10 mit einem Ende an dem Achsschenkel 11 unter Zwischenschaltung von nicht dargestellten Kugellagern be-

Dieses erst© Teil 13 weist an seinem dem Achsschenkel 11 gegenüberliegenden Ende einen umlaufenden abstehenden Bund 14 auf.

Ein weites Teil 15, das mit seinem axialen Ende gegen das Teil 13 gewandt ist, weist, in Berührkontakt mit dem abstehenden umlaufenden Bund 14 einen abstehenden umlaufenden Bund 17 auf. Dieser Bund 17 stößt gegen den Bund 14 und ist an diesem mittels in den Figuren nicht dargestellter Schrauben befestigt,, Diese Anordnung bildet einen Radialflansch 18, über welchen die in den Zeichnungen nicht darg^ellte Felge eines zugeordneten Rads an der Wabe 10 befestigt sein kann»

Am Ende der Anordnung gibt es dann noch ein drittes Teil 20, das in der dargestellten Ausfuhrungsform sich auf ein einfaches ringförmiges Zwischenteil reduziert, und das an seinem dem zweiten Teil 15 abgewandten axialen Ende in Querrichtung mittels eines Deckels 21 verschlossen ist. Die Anordnung wird axial mittels der Schrauben 22 an dem zweiten Teil 15 angeflanscht.

Im Inneren bildet das erste Teil 15 der Umfangswandung 12 des Hohlkörpers, den die Nabe 10 bildet, ein Abteil 23, der Einfachheit halber als erstes Abteil bezeichnet, in welchem ein Rad-Untersetzungsgetriebe 24 eingesetzt ist.

Folglich bildet das dritte Teil 20 der Umfangswandung des Hohlkörpers im Inneren ein weiteres Abteil 26, der Einfachheit halber zweites Abteil genannt, das an das erste Abteil 23 angrenzt und in dem eine Rad-Bremse 27 angeordnet ist.

Praktisch ist wie dargestellt das erste Abteil 23 in Querrichtung von dem zweiten Abteil 26 durch eine Planetenritzel 29 des Untersetzungsgetriebes 27 tragende innere ringförmige Wandung 28 getrennt. Durch eine Mittelöffnung 30 dieser ringförmigen Wandung 28 tritt die Zentralwelle 31 des Untersetzungsgetriebes 24 in das Abteil 26 hinein, um einen Kranz 32 zu tragen, welches das Bremsorgan der Bremse 27 bildet, die in diesem Abteil angeordnet ist.

Zwischen der Zentralöffnung 30 der ringförmigen Umfangswand 28 und einer die Zentralwelle 31 im Durchgang dieser ringförmigen Wandung 28 umgebenden Hülse 34 ist ein ringförmiger Spalt 35 freigelassen, über welchen die Abteile 23 und 26 normalerweise miteinander in Verbindung stehen.

Diese Anordnungen sind an sich bekannt und daher nicht Teil der vorliegenden Erfindung, sie werden deshalb auch nicht näher im Detail beschrieben.

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Insbesondere bezieht sich die Erfindung nicht auf das Untersetzungsgetriebe 24 und die Rad~Bremse 2I₁, die hier nicht näher beschrieben werden»

Erfindungsgemäß weist zumindest ein Bereich der Umfangswand 12 des Hohlkörpers _e die das eine dieser Abteile 26 und 23 ringförmig begrenzt an ihrer Innenfläche in Längsrichtung mindestens zwei einander zugeordnete Nuten 36ä und 36B auf, die im wesentlichen bezüglich der Achse der Anordnung schräg angeordnet sind, die eine in eine Richtung _g die andere in eine dazu entgegengesetzte Richtung„ um eine axiale Zirkulation des flüssigen Schmiermittels i, das in dem von der Radnabe 10 gebildeten Hohlraum enthalten ist» von einem der Äbteile 23»26 zu dem anderen herzu-

Vorsugsx-jeise sind wie dargestellt diese einander zugeordneten Nuten 36Ä und 36B in dem zureiten Abteil 26 angeordnet,, in welchem die Rad-Bremse 27 vorgesehen ist»

Sie sind somit in der Innenfläche des ringförmigen Zwischenteils ausgebildete den das zweite Teil 20 der Umfangswandung 12 des Hohlkörpers bildete

In der Praxis sind eine Vielzahl von einander zugeordneten Nuten 36A und 36B in der Innenfläche dieses ringförmigen Zwischenrings vorgesehen, wobei sie jeweils paarweise einander symmetrisch gegenüberliegend angeordnet sind«, die Abschrägungen in eine Richtung,, ZoB₀ die Nuten 36A₄, die entlang der Halbkreislinie A der genannten Innenfläche verteilt sind, während die Abschrägungen der anderen Nuten 36B^ die entlang der Halbkreislinie B, die. der ersteren gegenüberliegt, verteilt sind, in die andere Richtung gewandt sind (Figuren 2 bis 4).

In der dargestellten Form gibt es fünf Nuten 36A, die in die gleiche Richtung schräg angeordnet sind und fünf Nuten 36B, die in die entgegengesetzte Richtung schräg angeordnet und jeweils den vorhergehenden zugeordnet sind.

Praktisch ist die schräge Nutenanordnung 36A bei jeder Nute gleich, dasselbe gilt für die Nuten 36B.

Desweiteren weist die Abschrägung der Nuten 36A absolut gesehen den gleichen Wert auf wie die der Nuten 36B. Diese Abschrägung I, wie sie in den Figuren dargestellt ist, kann beispielsweise zwischen 20 und 25° in Bezug auf die Achse der Anordnung betragen, insbesondere in der Nähe von 23°.

In der dargestellten Ausführungsform verläuft die Innenfläche des ringförmigen Zwischenteils, an welchem die einander zugeordneten Nuten 36A und 36B ausgeformt sind, bezüglich der Außenfläche dieses Zwischenteils exzentrisch.

Es handelt sich dabei um eine besondere Ausbildung dieser Ausführungsform, die jedoch nicht die vorliegende Erfindung betrifft.

In einem solchen Fall ist wie dargestellt die Tiefe der zugeordneten Nuten 36A und 36B vorzugsweise,abhängig von ihrer Lage/ unterschiedlich: sie ist umso größer, je näher die einander zugeordneten Nuten 36A und 36B im Bereich der größeren Dicke des betreffenden ringförmigen Zwischenteils angeordnet sind.

Daraus resultiert in diesem Fall, daß die einander zugeordneten Nuten 36A und 36B an bezüglich einer axialen Symmetrieebene der Anordnung einander symmetrisch zugeordnet sind.

Es versteht sich, daß bei einer Ausführungsvariante, wenn die Innenfläche des betreffenden ringförmigen Zwischenteils, an dem die Nuten angeordnet sind, nicht exzentrisch ausgebildet ist, die einander zugeordneten Nuten 36A und 36B alle die gleiche Tiefe haben.

Desweiteren sind sie zu zweit symmetrisch zueinander in Bezug auf die Achse der Anordnung vorgesehen. Während des Betriebes

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rufen die axialen Nuten 36A₁₇ wenn man eine Drehrichtung der Radnabe 10 annimmt^ die dem Pfeil P1 in Figur 2 entspricht, eine axiale Bewegung des flüssigen Schmiermittels ,,das sich in dem Abteil 26 dieser Radnabe befindet, in Richtung des Pfeils F2hervor,- während die zugeordneten Nuten 3633 eine axiale Bewegung in entgegengesetzter Richtung bewirken«,

Auf diese Weise x^ird eine Zirkulation des flüssigen Schmiermitteis zwischen den Abteilen 23 und 24 der Radnabe 10 gefördert.

Wie man somit versteht, erleichtert die Veränderung der Tiefe der einander zugeordneten Nuten 36Ά und 36B während des Betriebes als Ergebnis ihrer Stellung die Anpassung an die Ausbildung des Flüssigkeitsrings,. der von dem sich in dem Abteil 26 befindlichen flüssigen Schmiermitteis infolge der Zentrifugalkraft ausgebildet i-jirdo Dieser Schmiermittelring,, der in Figur 2 mit den gestrichelten Linien 40 schematisch dargestellt ist, verläuft dann zentrisch. sur Achse der Anordnung„

Um die Zirkulation des flüssigen Schmiermittels zwischen den Abteilen 23 und 2β der Radnabe 10 su begünstigen^, sind vorzugsweise Kanäle 41A?41B anschließenden die einander -zugeordneten Nuten 36A und 3SB In der ringförmigen Wandung 28 ausgebildet, welche diese Abteile voneinander trennt„ so wie es mit unterbrochenen Linien in Figur 1 dargestellt ist»

Es versteht sich _t daß die vorliegende Erfindung nicht auf die dargestellt© Äusführungsform begrenzt ist,- sondern alle Varianten umfaßte

Claims

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Patentanwälte Dr. Findic · Bohr · Sfaeger · Müllerstr. 31 · 8000 München 5 Ihre/Your Ref.:

Unsere/Our-Ref.!

EUROPE TRANSMISSIONS SOCI&TE NOUVELLE MECÄNIQUE

₀ Saint=Etienne _e Frankreich

EÄDHÄBE MIT UNTERSETZUNGSGETRIEBE UND

PÄTBNTANS P RO CHE

f 1 ο jRadnafoe i, insbesondere für gewerbliche Fahrzeuge, Landmaschinen oder Maschinen bzw_o Fahrzeuge für den öffentlichen Verkehrj, mit einem Hohlkörper„ der ausgelegt ist, flüssiges Schmiermittel aufzunehmen _β in dem ein erster Raum,? der Einfachheit halber als erstes Abteil bezeichnet „ mit einem darin angeordneten Rad-Untersetzungsgetriebe vorgesehen ist* während in einem zweiten„ neben dem ersten Abteil vorgesehenen abgeschlossenen Raum, der Einfachheit halber als zweites Abteil-bezeichnet, und der mit dem ersten in Strömungsverbindung steht, eine Radbremse eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Bereich der ümfangswand (12) des Hohlkörpers,, der das eine der Äbteile (23,26) ringförmig begrenzt g an seiner Innenfläche mindestens zwei einander zugeordnete, in Längsrichtung verlaufende Nuten (36A,36B) aufweist^ die jeweils bezüglich der Achse der Anordnung schräg in die eine bzi-j_o die dazu entgegengesetzte Richtung verlaufen,, um eine Zirkulation des flüssigen Schmiermittels

Bankverbindung: Bayer. Verainibonlt MOnchen, Konto έ20 404 (8LZ 780 202 70) . Postscheckkonto: München 270 44-802 [BXZ 700100 80)

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in Achsrichtung von einem Abteil zum anderen zu bewirken.
2. Radnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/

daß die einander zugeordneten Nuten (36A, 36B) an einander symmetrischen Stellen angeordnet sind.
3. Radnabe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere einander zugeordnete Nuten (36A,36B) vorgesehen sind, wobei die schräg in entgegengesetzte Richtungen angeordneten Nuten jeweils entlang einander gegenüberliegender Halbkreislinien verteilt sind.
4. Radnabe nach mindestens einem der Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die einander zugeordneten Nuten (36A,36B) in dem zweiten Abteil (26) vorgesehen sind, in welchem die Rad-Bremse (27) angeordnet ist.
5. Radnabe nach Anspruch 4, worin das erste Abteil von dem zweiten Abteil in Querrichtung von einer inneren ringförmigen Wandung getrennt wird, welche die Planetenräder des Untersetzungsgetriebes trägt, dadurch gekennzeichnet, daß geradlinig fortlaufend an die einander zugeordneten Nuten (36A,36B) Kanäle (41A,41B) anschließen, die in der genannten ringförmigen Wandung (28) ausgearbeitet sind.
6. Radnabe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Innenfläche des Bereichs der ringförmigen Wandung (12), des Hohlkörpers, an dem die einander zugeordneten Nuten ausgeformt sind, exzentrisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Vielzahl von einander zugeordneten Nuten (36A,36B) vorgesehen sind, wobei die Tiefe dieser einander zugeordneten Nuten entsprechend ihrer Position verändert ist.