DE3641656A1

DE3641656A1 - Antriebseinrichtung mit einem elektromotor und einem untersetzungsgetriebe

Info

Publication number: DE3641656A1
Application number: DE19863641656
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Wittenstein; Bernhard Dipl Ing Orlowski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-12-05
Filing date: 1986-12-05
Publication date: 1988-06-16
Also published as: DE3641656C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung, insbesondere für separat angetriebene auf einem ortsfesten Untergrund abrollende Räder oder Radgruppen eines Fahrzeuges, mit einem Elektromotor mit elektromagnetisch erregten Rotoren und ei nem mechanischen Untersetzungsgetriebe.

Bei derartigen Antriebseinrichtungen sind die Elektromotoren und die erforderlichen Untersetzungsgetriebe jeweils getrenn te lediglich kraftübertragend in Verbindung stehende Bau elemente, die zusammen ein relativ großes Einbauvolumen be nötigen. Das führt insbesondere in Fällen, in denen auf einer Achse in geringem Abstand zueinander stehende Räder angetrie ben werden sollen, dazu, daß die Rotorachse des Elektromotors gegenüber der Achse der anzutreibenden Räder winklig ange ordnet sein muß.

Hier eine Verbesserung in Richtung einer möglichst raum sparend einbaubaren Antriebseinrichtung zu schaffen, ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausbildung der gattungs gemäßen Antriebseinrichtung nach den kennzeichnenden Merk malen des Patentanspruchs 1.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung eignet sich insbe sondere für Fälle, in denen einerseits zur Erzielung einer kompakten raumsparenden Bauweise hochdrehende Elektromotoren erwünscht sind, andererseits die Drehzahlen für die anzutrei benden Räder bei gleichzeitig gefordertem hohen Drehmoment erheblich niedriger liegen.

Die Verwendung eines Planetengetriebes mit zum Teil in das mit dem Motor gemeinsame Gehäuse integrierten Teilen führt sowohl radial als auch axial zu einer insgesamt äußerst kleinen Bauweise.

Indem die Rotorwelle des Elektromotors erfindungsgemäß an einem Ende direkt in dem Planetengetriebe abgestützt ist, wird gegenüber dem Einbau in einem separaten Motorgehäuse das dort an diesem Ende des Gehäuses erforderliche Lager ganz eingespart. Die Lagerung kann dadurch an den höhere Drehzahlen aufweisenden Abtriebsbereich verlegt werden.

Durch die Anordnung des die Rotorwelle in dem Elektromo tor-Raum des Antriebsgehäuses allein stützenden und axial fixierenden Lagers in einem separaten Einschubteil läßt sich die Antriebsleistung einer solchen Antriebseinrichtung durch baukastenmäßige Erweiterung einer im wesentlichen unverän dert bleibenden Basiseinheit auf einfache Weise erweitern. Denn zur Leistungserhöhung ist es lediglich erforderlich, durch Veränderung des Einschubteils axial zusätzliche Motor ständerwicklungen vorzusehen. Zusätzlich sind dann nur noch die axial in Reihe vorzusehenden Rotoren durch eine ent sprechend verlängerte Rotorwelle miteinander zu verbinden.

Insbesondere verglichen mit Fällen, in denen Vorschaltgetrie be und Elektromotoren mit jeweils eigenständigen getrennten Gehäusen miteinander zu verbinden sind, bietet die erfindungs gemäße Ausführung den Vorteil einer einfachen und stabilen Lagerung. Denn durch die Integration von Getriebe und Elektro motor existiert auch bei kleiner Bauweise der Einzelelemente stets ein ausreichend breites Geamtgehäuse, das einfach und sicher montierbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 eine Antriebseinrichtung teils in Ansicht und teils im Längsschnitt

Fig. 2 eine Seitenansicht der Antriebseinrichtung nach Pfeil II in Fig. 1

In einem einheitlichen Antriebsgehäuse 1, das im wesentlichen die Form eines einseitig geschlossenen Zylindermantels auf weist, sind getrennte Räume zur Aufnahme eines Elektromotors (Raum 2) und eines zweistufigen Planetengetriebes (Raum 3) vorgesehen. Die Hauptteile des Elektromotors sind unbeweglich montierte Ständer 4 mit ihren Stromleitungswicklungen sowie auf einer Rotorwelle 5 montierte Rotoren 6. Die Ständer 4 be finden sich in einem in das Antriebsgehäuse 1 von dessen axial offenen Ende aus eingeführten und fixierten Einschub teil 7.

Durch alleinige Veränderung des für die Aufnahme der Stän der 4 erforderlichen Einbauraumes innerhalb des Einschub teiles 7 ist es auf einfache Weise möglich, zur Leistungs steigerung des Antriebes mehrere Ständer 4 axial in Reihe vorzusehen. Integriert in das Einschubteil 7 ist eine elek trische Bremseinrichtung 8, die mit der Rotorwelle 5 in Wirk verbindung steht. Über einen in das Einschubteil 7 ebenfalls noch eingebauten Stromverteiler 9 erfolgt die Stromversorg ung für den Elektromotor und die Bremse. An dem Antriebsge häuse 1 ist das Einschubteil 7 über Schrauben 10 angeflanscht.

In dem Getriebe-Raum 3 ist das zweistufige Planetengetriebe wie folgt eingesetzt und aufgebaut.

Die erste Getriebestufe besteht aus einem Umlaufträger 11, dessen Planetenräder 12 radial außen in einem starr mit dem Antriebsgehäuse 1 verbundenen Hohlrad 13 und radial innen in einem starr an der Rotorwelle 5 befestigten ersten Sonnen ritzel 14 kämmen. Die starre Verbindung des Sonnenritzels 14 mit der Rotorwelle 5 erfolgt über eine Welle 15, die an ihrem zweiten Ende in dem Umlaufträger 11 gelagert ist. Die Lager ung der Rotorwelle 5 über die Welle 15 in dem Umlaufträger 11 kann auch entfallen. Die Rotorwelle 5 ist dann nur an ihrem dem Getriebe abgewandten Ende in einem Lager 16 gelagert, während sie getriebeseitig ausschließlich von dem in den Planetenrädern 12 kämmenden Sonnenritzel 14 geführt ist. Der Umlaufträger 11 ist ausschließlich radial außen in den Lagern 17 gelagert.

Bei der zweiten Getriebestufe sind die Achsen der Planeten räder 18 in Stegen 19 des Antriebsgehäuses 1 ortsfest gegen über diesem Gehäuse festgelegt. Angetrieben werden die Pla netenräder 18 von einem starr mit dem Umlaufträger 11 ver bundenen zweiten Sonnenritzel 20. Die Planetenräder 18 ragen radial aus dem Antriebsgehäuse 1 heraus und treiben dort ein Abtriebshohlrad 21 an. Dieses Abtriebshohlrad 21 ist wie derum starr mit einem das Antriebsgehäuse 1 kappenartig über ragenden Abtriebsflansch 22 verbunden, der über Lager 23, 24 drehbar auf dem Antriebsgehäuse 1 gelagert ist. Der Abtriebs flansch 22 dient zur Aufnahme des anzutreibenden Rades, das den Flansch zweckmäßigerweise radial übergreift.

Die Antriebseinrichtung kann z.B. für den Einsatz eines Drehstrom-Motors mit einer Ausgangsleistung von 600 Watt bei 4000 U/min in der ersten Getriebestufe eine Übersetzung ins Langsame von i ₁=8,5 und in der zweiten Stufe eine gleich gerichtete Übersetzung von i ₂=6 erhalten. Bei dieser Ausleg ung läßt sich an dem Abtriebsflansch 22 ein Abtriebsdrehmo ment von 70 Nm erzielen.

Die gesamte Baulänge des gesamten Antriebsgehäuses 1 inclu sive des Einschubteils 7 beträgt dabei etwa 260 mm bei einem Durchmesser des Abtriebsflansches 22 von etwa 150 mm.

Die erfindungsgemäß aufgebaute Antriebseinrichtung erlaubt also recht kurze Achslängen, was insbesondere bei Fahrzeugen wichtig ist, bei gleichzeitig radial zur Achsrichtung äußerst niedrigen Bauhöhen. Das Antriebsgehäuse 1 läßt sich einfach derart an einem Fahrzeuggestell montieren, daß das anzutrei bende Rad nur noch an dem Abtriebsflansch 22 zu befestigen ist.

Claims

1. Antriebseinrichtung, insbesondere für separat angetriebene auf einem ortsfesten Untergrund abrollende Räder oder Radgruppen eines Fahrzeuges, mit einem Elektromotor mit elektromagnetisch angeregten Rotoren und einem mechani schen Untersetzungsgetriebe, gekennzeichnet durch die Merkmale

a) die Achsen des anzutreibenden Rades und der Rotor welle (5) liegen in einer gemeinsamen Achse A,
b) der Elektromotor und das Untersetzungsgetriebe sind in einem gemeinsamen im wesentlichen zylindrischen Antriebsgehäuse (1) mit axial voneinander getrennten Räumen (2, 3) für das Getriebe und den Motor unter gebracht,
c) das Getriebe ist ein zweistufiges Planetengetriebe,
d) die Achsen der auf die Planetenräder (12, 18) der ersten und zweiten Getriebestufe einwirkenden Son nenritzel (14, 20) fluchten in der Achse A,
e) das Sonnenritzel (14) der ersten Getriebestufe ist starr mit der Rotorwelle (5) des Elektromotors ver bunden,
f) der Träger der Planetenräder (12) der ersten Getriebe stufe ist als um die gemeinsame Achse A rotierender Umlaufträger (11) ausgebildet,
g) mit dem Umlaufträger (11) der ersten Getriebestufe starr verbunden ist das Sonnenritzel (20) der zweiten Stufe,
h) der Träger der Planetenräder (18) der zweiten Stufe ist starr mit dem gemeinsamen Antriebsgehäuse (1) verbunden,
i) die Planetenräder der zweiten Getriebestufe wirken - aus dem Antriebsgehäuse (1) radial herausragend - auf ein starr mit dem anzutreibenden Rad verbindbares Abtriebs-Hohlrad (21),
k) das Abtriebshohlrad (21) ist an dem Antriebsgehäuse (1) gelagert.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Umlaufträger (11) der ersten Getriebestufe radial außen in dem Antriebs gehäuse (1) gelagert ist.

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwelle (5) ausschließlich an ihrem dem Getriebe abgewandten Ende gelagert ist.

4. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Getriebeseite abgelegene Lagerung der Rotorwelle (5) in einem an das Antriebsgehäuse (1) ansetzbaren Einschubteil (7) erfolgt.

5. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwelle (5) zusätzlich noch in dem Umlauf träger (11) der ersten Getriebestufe gelagert ist.

6. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebshohlrad (21) im Inneren eines das Antriebsgehäuse (1) übergreifenden und daran gelagerten kappenförmigen Abtriebsflansches (22) fixiert ist.

7. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtriebsflansch (22) an dem Antriebsgehäuse (1) jeweils im Bereich seines axial geschlossenen und offenen Endes, insbesondere über Wälzlager, gelagert ist.

8. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwelle (5) an ihrem dem Getriebe abgewand ten Ende mit einer starr mit dem Antriebgehäuse (1) ver bundenen Bremseinrichtung (8) in Wirkverbindung steht.