DE3507232C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Radnabenantrieb mit Planetengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie er aus der FR-PS 21 51 980 bekannt ist. Derartige Radnabenantriebe werden insbesondere für Antriebsachsen von Arbeitsmaschinen wie z. B. Mobilbaggern, Ladern oder Gradern verwendet.

Bei den vorgenannten Radnabenantrieben ist das die Planeten­ räder enthaltende Planetenträgergehäuse mit der auf dem Achsgehäusekörper drehbar gelagerten Radnabe verbunden und wird das Reaktionsdrehmoment des feststehenden, innen ver­ zahnten Hohlrades des Planetengetriebes auf das Kopplungs­ rad und von diesem auf den Achsgehäusekörper übertragen. Um das Kopplungsrad lösbar und drehmomentübertragend mit dem Achsgehäusekörper zu verbinden, ist bisher eine Zahnwellen­ verbindung angewendet worden, bei der das Kopplungsrad eine Nabe mit einer axialen Innenverzahnung hat und auf eine axiale Außenverzahnung am Ende des Achsgehäusekörpers auf­ gesteckt ist und durch Kontermuttern auf dem Achsgehäuse­ körper axial gesichert wird. Diese Zahnwellenverbindung zwischen dem Kopplungsrad und dem Achsgehäusekörper hat den Nachteil, daß sie einen verhältnismäßig großen axialen Bau­ raum für den Radnabenantrieb erfordert. Der erhöhte Bau­ raum verteuert die Herstellungskosten des Radnabenantriebs und läßt bei einer Fahrzeugachse mit Einzelbereifung den Radnabenantrieb nach außen aus der Radfelge vorstehen, so daß die für den Straßenverkehr zulässige Fahrzeugbreite mit den beiden vorstehenden Radnabenantrieben der Fahrzeug­ achse eingehalten werden muß und nicht mit dem Abstand zwischen den Radfelgen ausgenutzt werden kann. Bei einer ungelenkten Fahrzeugachse ist der zwischen den beiden Rad­ nabenantrieben noch das Differentialgetriebe enthaltende Achsengehäusekörper im Bereich jedes Radnabenantriebs als getrenntes Achsrohr auszubilden, um an diesem vom übrigen Achsgehäusekörper abnehmbaren Achsrohr die axiale Verzahnung der Zahnwellenverbindung wirtschaftlich fertigen zu können.

Um bei einer gelenkten Achse, deren schwenkbare Achs­ schenkel ein vom übrigen Achsgehäusekörper gesondertes Achsrohr enthalten, zur Herstellung der axialen Ver­ zahnung durch Fräsen das Achsrohr auf einer Bearbei­ tungsmaschine um seine Längsachse verdrehen zu können, ist eine Einschränkung der Größe des Achsschenkel­ schwenkgelenkes in Durchmesserrichtung des Achsrohres erforderlich oder werden große und teure, eine solche Verdrehung des Achsrohres ermöglichende Bearbeitungs­ maschinen benötigt, insbesondere wenn der Achsschenkel sogleich einen fest angegossenen Lenkhebel enthält.

Zur drehfesten, kupplungsartigen Verbindung der Enden zweier rotierender Wellen oder dergleichen gibt es die z. B. aus dem DE-Buch "Hütte, Des Ingenieurs Taschen­ buch" (Maschinenbau Teil A), 28. Auflage, 1954 bekannte Plan-Kerbverzahnung, bei der die Wellenenden an gegenüberliegenden scheiben­ artigen Flächen mit einer Vielzahl von strahlenförmig verlaufenden und ineinander greifenden kleinen Zähnen und Zahnlücken versehen sind und durch eine in der Mittelachse der Wellenenden liegende Schraubverbindung zusammengehalten sind. Aus der DE-PS 29 21 292 ist eine Kupplung für rotierende Wellen, wie z. B. für die Kardan­ wellen von Kraftfahrzeugen, bekannt, bei der die an den Enden der miteinander zu kuppelnden Wellenabschnitte als rotierende Kupplungshälften angeordneten Flanschscheiben möglichst nah in ihrem freien äußeren Scheibenrand mit Flanschschrauben miteinander verbindbar sind sowie an den die Löcher für die Flanschschrauben aufweisenden Stellen mit klauenkupplungsartig ineinander greifenden Vorsprüngen und Vertiefungen versehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radnaben­ antrieb der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Bauraum für die lösbare, das Reaktionsdrehmoment übertragende Verbindung des Kopplungsrades mit dem Achs­ gehäusekörper und dadurch der Bauraum für den Radnaben­ antrieb insgesamt kleiner wird und daß ferner die Ferti­ gung der Verbindungselemente für diese Verbindung kosten­ günstiger wird und die Fertigung der Verbindungselemente in einfacher Weise mit normalen Bearbeitungsmaschinen auch an Achsgehäusekörpern ohne gesondertes, abnehmbares Achsrohr wie auch an Achsschenkeln mit sogleich fest an­ gegossenem Lenkhebel möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 enthaltenen Merk­ male gelöst. In dem Unteranspruch ist eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung angegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der er­ findungsgemäßen Ausbildung des Radnabenantriebes dar­ gestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch den Radna­ benantrieb,

Fig. 2 und Fig. 3 zwei Einzelheiten des Radnaben­ antriebes in perspektivischer Ansicht.

Auf dem Ende eines Achsgehäusekörpers 1 ist mittels Wälzlagern eine anzutreibende Radnabe 2 drehbar ge­ lagert. An dem Ende des Achsgehäusekörpers 1 ist das Planetengetriebe für den Antrieb der Radnabe 2 an­ geordnet. Das Planetengetriebe besteht aus einer durch den Achsgehäusekörper 1 geführten Ritzelwelle 3, die an ihrem Ende das sogenannte Sonnenrad von Pla­ netengetrieben aufweist, aus einem Planetenträger­ gehäuse 4, an dem die mit dem Sonnenrad kämmenden Planetenräder 5 gelagert sind und das zur eigenen drehbaren Lagerung und zur Antriebskraftübertragung mit der Radnabe 2 verbunden ist, und aus einem innen verzahnten Hohlrad 6, das mit den Planetenrädern kämmt und zur Übertragung des Reaktionsdrehmomentes feststehend mit dem Achsgehäusekörper 1 in Verbindung steht. Hierzu dient ein Kopplungsrad 7, das mit einer Außenverzahnung am äußeren Umfangsrand in die Innen­ verzahnung des Hohlrades eingreift und undrehbar mit dem Achsgehäusekörper 1 lösbar verbunden ist.

Die lösbare, das Reaktionsdrehmoment übertragende Verbindung von Kopplungsrad 7 und Achsgehäusekör­ per 1 besteht erfindungsgemäß darin, daß Kopplungsrad und Achsgehäusekörper an ihren einander zugekehrten Stirnseiten mit einer passend ineinandergreifenden Verzahnung ausgebildet sind und das Kopplungsrad an der Stirnseite des Achsgehäusekörpers fest ange­ flanscht ist. Diese Stirnflächenverzahnung besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus vier am Kopplungsrad 7 von dessen Stirnseite axial vor­ springenden Zähnen 8 (Fig. 2) und dazu paßgenau am Achsgehäusekörper 1 auf dessen Stirnfläche axial zurückspringenden Zahnlücken 9. An den Zähnen 8 und in den Zahnlücken 9 sind das Kopplungsrad 7 und der Achsgehäusekörper 1 mit Bohrungen 10 bzw. 11 für Ver­ bindungsschrauben 12 versehen, mit denen das Kopp­ lungsrad 7 lösbar gegen die Stirnseite des Achsge­ häusekörpers 1 angeflanscht ist und die die Stirn­ flächenverzahnung an den aufeinanderliegenden Stirn­ seiten von Kopplungsrad und Achsgehäusekörper in Ein­ griff zusammenhalten. Die vier symmetrisch auf den Stirnflächen von Kopplungsrad und Achsgehäusekörper angeordneten Zähne 8 und Zahnlücken 9 ergeben eine stirnseitige Verzahnung, die in zwei senkrecht zur Radnabenantriebsmittellinie stehenden Achsen form- und kraftschlüssig ineinandergreift. Dadurch kann die Stirnflächenverzahnung die Anflanschung des Kopp­ lungsrades 7 an den Achsgehäusekörper 1 zentrieren und die Verbindungsschrauben 12 von Querkräften in beliebigen, senkrecht zur Radnabenantriebsmittel­ linie verlaufenden Radialrichtungen entlasten. Zweck­ mäßigerweise bilden die in Umfangsrichtung weisenden Flanken der Zähne 8 und der Zahnlücken 9 mit dem in axialer Richtung weisenden Zahn- bzw. Zahnlücken­ grund einen Winkel ungleich 90°. Dadurch wird beim axialen Anflanschen des Kopplungsrades 7 an den Achs­ gehäusekörper 8 ein etwaiges Eingriffsspiel der stirn­ seitigen Verzahnung in Umfangsrichtung selbsttätig aufgehoben. Vorteilhafterweise ist hierbei aber der Eingriffswinkel, mit dem die Zähne 8 und die Zahn­ lücken 9 an ihren in Umfangsrichtung weisenden Flan­ ken ineinandergreifen, kleiner als der Reibungswin­ kel, damit bei der Übertragung des Reaktionsdreh­ momentes von dem Kopplungsrad 7 auf den Achsgehäuse­ körper 1 keine zusätzlich die Verbindungsschrauben 12 belastenden Axialkraftkomponenten entstehen.

Die beschriebene drehmomentübertragungsfähige und dabei lösbare Verbindung des Kopplungsrades 7 mit dem Achsgehäusekörper 1 durch die stirnseitige form- und kraftschlüssige Verzahnung 8, 9 auf den zusammenflanschbaren Stirnflächen von Kopplungsrad und Achsgehäusekörper hat den Vorteil, daß sie nur einen außerordentlich kleinen axialen Bauraum er­ fordert und daß sich die stirnseitige Verzahnung kostengünstig und mit einfachen Bearbeitungsmaschinen an dem Achsgehäusekörper auch dann herstellen läßt, wenn er kein getrenntes, vom übrigen Teil der unge­ lenkten Fahrzeugachse abnehmbares Achsrohr ist oder wenn er ein sogleich mit einem angegossenen Lenk­ hebel ausgebildeter Achsschenkel einer gelenkten Fahrzeugachse ist.

Claims (2)

1. Radnabenantrieb mit Planetengetriebe, bei dem eine auf dem Ende eines Achsgehäusekörpers (1) drehbar gelagerte Fahrzeugradnabe (2) außen vor dem Gehäuse­ körperende mit einem haubenförmigen Planetenträger­ gehäuse (4) verbunden ist, in dem sich das aus dem Gehäusekörperende herausragende Ende einer Ritzel­ welle (3), mehrere mit der Ritzelwelle kämmende Planetenräder (5) des Planetenträgergehäuses, ein mit den Planetenrädern kämmendes Hohlrad (6) und ein das Hohlrad festhaltendes, stillstehendes Kopp­ lungsrad (7) befinden, welches an seiner eine Öffnung für den Durchtritt der Ritzelwelle aufweisenden Mitte an dem Gehäusekörperende befestigt ist, da­ durch gekennzeichnet, daß das Kopplungsrad (7) an seinem ohne Nabe die Durchtrittsöffnung für die Ritzelwelle umgebenden inneren Umfangsrand auf der ringförmigen Stirnseite des rohrförmigen Gehäuse­ körperendes (1) mittels axialer Schrauben (12) be­ festigt ist und am inneren Umfangsrand auf der dem Gehäusekörperende (1) zugekehrten Seite wenigstens drei Zähne (8) aufweist, deren Zahnachsen in ver­ schiedene radiale Richtungen weisen und durch die die Bohrungen (10) für die Befestigungsschrauben führen, und daß die Rohrwandung des Gehäusekörper­ endes (1) auf der ringförmigen Stirnseite mit einer entsprechenden Anzahl von radial gerichteten Zahn­ lücken (9) ausgebildet ist, in die die Zähne (8) mit paßgenauer und selbstzentrierender Berührung an den in Umfangsrichtung weisenden Flanken der Zähne und Zahnlücken eingreifen und in denen die Rohrwan­ dung des Gehäusekörperendes (1) mit den axialen Gewindelöchern (11) für die Befestigungsschrauben versehen ist.

2. Radnabenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in Umfangsrichtung weisenden Flan­ ken der Zähne (8) und Zahnlücken (9) mit der Stirn­ seite des Kopplungsrades (7) beziehungsweise des Gehäusekörperendes (1) einen von 90° abweichenden Winkel bilden und daß hierbei der Eingriffswinkel der Zähne und Zahnlücken kleiner als der Reibungs­ winkel ist.