DE4228746C2 - Radnabenantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Radnabenantrieb, bestehend aus einem Fahrmotor und einem nachgeschalteten ein- oder mehrstufigen Planetengetriebe, das ein mit der Abtriebswelle des Fahrmotors direkt oder indirekt drehfest verbundenes, eingangsseitiges Sonnenrad aufweist und ein mit der Radnabe direkt oder indirekt verbundenes Abtriebselement, wobei im vorderen, dem Fahrmotor fernen Bereich des Radnabenantriebs eine lösbare Verbindungseinrichtung zum drehfesten Verbinden von Bauteilen des Radnabenantriebs angeordnet ist, wobei die Verbindungseinrichtung durch einen hydraulisch beaufschlagbaren Kolben lösbar oder schließbar ist.

Bei einem aus der DE-OS 27 44 977 bekannten gattungsgemäßen Radnabenantrieb wird eine als Lamellenkupplung ausgebildete Verbindungseinrichtung mittels eines hydraulisch beaufschlag­ baren Kolbens betätigt, der direkt auf die Kupplung einwirkt und zu diesem Zweck unmittelbar im Bereich der Lamellen ange­ ordnet ist. Die Kupplung benötigt aufgrund der Anordnung des Kolbens einerseits einen erheblichen Bauraum, andererseits ist es erforderlich das zur Betätigung der Kupplung erforderliche Druckmittel durch den gesamten, aus Fahrmotor, Planetengetriebe und Kupplung bestehenden Radnabenantrieb hindurch bis zum Kolben zu führen, was fertigungstechnisch teuer ist. Darüber hinaus gestaltet sich auch der konstruktive Aufbau der Kupplung sehr aufwendig. So ist beispielsweise der Einsatz eines ring­ förmig ausgebildeten Kolbens vorgesehen. Die Abtriebswelle des Fahrmotors erstreckt sich durch die Kupplung und den Ringkolben hindurch und wird über ein Lager abgestützt, das in einem dem­ entsprechend verstärkt ausgebildeten und sehr genau zu zentrie­ renden Deckel angeordnet ist, der zur Wartung der Kupplung entfernt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen auf wirtschaftliche Weise herstellbaren Radnabenantrieb der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der einfacher und platzsparender aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kolben im hinteren, der Verbindungseinrichtung fernen Bereich des Radnabenantriebs angeordnet ist und über ein Zugmittel­ organ, welches sich durch die hohle Abtriebswelle des Fahr­ motors bis zur Verbindungseinrichtung erstreckt, mit der Verbindungseinrichtung in Wirkverbindung steht. Der erfindungs­ wesentliche Gedanke besteht demnach darin, eine räumliche Trennung zwischen der eigentlichen Verbindungseinrichtung und deren hydraulischen Betätigung vorzusehen, wodurch sich sowohl der Aufbau des Radnabenantriebs einfacher gestaltet als auch der Platzbedarf verringert wird. Die Verbindungseinrichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Radnabenantrieb kann dabei sowohl als Kupplung als auch als Bremse verwendet werden. Im erst­ genannten Fall kann die Kupplung reib- oder formschlüssig sein.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Kolben entgegen Feder­ kraft hydraulisch beaufschlagbar und die Verbindungseinrichtung bei unbeaufschlagtem Kolben geschlossen. Durch die Wirkung der Federn befindet sich also die Verbindungseinrichtung in Ein­ griff. Sofern die Verbindungseinrichtung als Bremse ausgebildet ist, wirkt diese somit als Federspeicherbremse. Wenn der beispielsweise mit einem Hydromotors als Fahrmotor ausgerüstete Radnabenantrieb durch Beaufschlagung des Hydromotors mit unter Druck stehendem Druckmittel bewegt werden soll, wird daher zuerst mittels einer geeigneten Steuerschaltung die Feder­ speicherbremse durch Druckmittel gelöst. Umgekehrt kann bei Druckabbau am Hydromotor unterhalb eines bestimmten Druckes automatisch die Federspeicherbremse einfallen.

Eine besonders platzsparende Bauweise ergibt sich, wenn zur Erzeugung der Federkraft Tellerfedern vorgesehen sind. Mit Tellerfedern lassen sich sehr hohe Vorspannkräfte erreichen.

Als zweckmäßig erweist sich eine eine Anordnung, bei der die Verbindungseinrichtung wechselweise direkt oder indirekt mit der Abtriebswelle des Fahrmotors oder der Radnabe drehfest verbundene, axial gegen einen Anschlag bewegliche Lamellen aufweist, die durch das Zugmittelorgan in und außer Eingriff miteinander bringbar sind. Bei geschlossener Verbindungs­ einrichtung wird somit das Eingangselement des Planeten­ getriebes mit dessen Ausgangselement drehfest verbunden, wodurch ein Gesperre entsteht und der Radnabenantrieb arretiert ist.

Es ist günstig, wenn an dem mit der Verbindungseinrichtung in Eingriff bringbaren Ende des Zugmittelorgans ein Axiallager angeordnet ist, dessen stillstehendes Teil mit dem Zugmittel­ organ drehfest verbunden ist und dessen drehbares Teil mit einer der Lamellen oder einem damit in Wirkverbindung stehenden Bauteil in Eingriff bringbar ist. Beim Verbinden der Radnabe mit der Abtriebswelle des Fahrmotors zum Abbremsen des Radnaben­ antriebs wird dadurch eine Rotation des Zugmittelorgans und des Kolbens verhindert.

Um das Lager bei gelöster Verbindungseinrichtung zu entlasten, ist vorgesehen, daß zwischen dem drehbaren Teil des Axiallagers und dem damit in Wirkverbindung bringbaren Bauteil der Verbindungseinrichtung Spiel vorhanden ist.

Zu diesem Zweck ist das Axiallager mit Vorteil auf dem Zug­ mittelorgan axial einstellbar befestigt.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist als Zugmittelorgan eine Zugstange vorgesehen. Es ist aber auch möglich, hierfür ein Seil (Bowdenzug) zu verwenden.

Wenn eine Zugstange zum Einsatz kommt, erweist es sich als günstig, die Zugstange an dem der Verbindungseinrichtung zugeordneten Ende mit einem Gewinde zu versehen, auf dem eine den Innenring des Axiallagers tragende Buchse befestigt ist. Durch mehr oder weniger weites Aufschrauben der Buchse und anschließendes Sichern mit einer Kontermutter kann auf diese Weise sehr einfach das Lagerspiel eingestellt werden.

Es wird vorgeschlagen, daß die Radnabe zum Einstellen des Lagerspiels an dem Zugmittelorgan und zur Reparatur bzw. Wartung der Verbindungseinrichtung (z. B. Austausch von verschlissenen Lamellen) im Bereich der Verbindungseinrichtung eine axiale Ausnehmung aufweist, die durch einen Deckel verschließbar ist. Nach Abnahme des Deckels können die erforderlichen Arbeiten an der Verbindungseinrichtung durchgeführt werden. Als Deckel kann ein einfacher Blechdeckel verwendet werden, da dieser lediglich eine Abdichtfunktion zu übernehmen hat.

Eine weitere Verringerung des Platzbedarfs des erfindungs­ gemäßen Radnabenantriebs ergibt sich, wenn der Fahrmotor als Hydromotor, insbesondere als Axialkolbenmotor in Schrägscheiben­ bauweise mit im hinteren Bereich des Radnabenantriebs vorge­ sehenem Steuerboden ausgebildet und der Kolben zwischen den im Steuerboden vorhandenen Druckmittelkanälen angeordnet ist. Zur Beaufschlagung des Kolbens braucht daher nur der Kreislauf des hydrostatischen Getriebes mittels einer geeigneten Steuer­ schaltung angezapft werden. Darüber hinaus wird der Platz zwischen den ohnehin vorhandenen Druckmittelkanälen des Axialkolbenmotors zur Unterbringung des Kolbens ausgenutzt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungs­ beispiele näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Radnabenantrieb;

Fig. 2 eine Variante des Radnabenantriebs gemäß Fig. 1.

Der erfindungsgemäße Radnabenantrieb, ist in den zu beschrei­ benden Ausführungsbeispielen mit einem als Hydromotor 1 (Axial­ kolbenmotor in Schrägscheibenbauweise) ausgebildeten Fahrmotor ausgerüstet. Es ist aber auch möglich, andere geeignete Fahr­ motoren vorzusehen, beispielsweise Elektromotoren.

Das Gehäuse 2 des Hydromotors 1 ist im Bereich der Schräg­ scheibe mit einem als Innenring eines Lagers ausgebildeten Nabenträger 3 verschraubt, der an einer Achse oder an einem Achsschenkel mittels Bohrungen 3a und in den Figuren nicht dargestellten Schrauben befestigt wird. Auf dem Nabenträger 3 ist die Radnabe 4 gelagert, die über die strichpunktiert dargestellten Bolzen mit einer Radfelge verbunden wird und die darüber hinaus als Abtriebselement, nämlich als Steg eines einstufigen, innerhalb der Radnabe 4 angeordneten Planeten­ getriebes ausgebildet ist. Das Hohlrad des Planetengetriebes ist hierbei am Innendurchmesser des feststehenden Nabenträgers 3 angeformt, während das Sonnenrad des Planetengetriebes an einer Teilwelle 5a der in diesem Ausführungsbeispiel zweige­ teilten Abtriebswelle des Hydromotors 1 angeformt ist. An Stelle eines mit der Abtriebswelle bzw. mit einer Teilwelle einstückigen Sonnenrades ist es aber auch möglich, hier zwei getrennte Teile vorzusehen, nämlich ein eigenständiges Sonnen­ rad, das mit der Antriebswelle bzw. der Teilwelle beispiels­ weise über eine Nut-Feder-Anordnung drehfest verbunden ist.

Die Verbindung der Teilwelle 5a mit einer Teilwelle 5b erfolgt formschlüssig durch einen der Verzahnung der Teilwellen 5a und 5b entsprechend geformten Innenring eines Lagers 6 des Hydro­ motors 1. Dieses im Gehäuse 2 des Hydromotors 1 angeordnete Lager 6 dient einerseits zusammen mit einem Lager 6a der Abstützung der Teilwelle 5b und andererseits zusammen mit den auf Zapfen der Radnabe 4 (Steg des Planetengetriebes) gelagerten Planetenrädern 7 des Planetengetriebes der Abstützung der Teilwelle 5a.

Die Teilwelle 5a ist länger als es für die Funktion als Sonnen­ rad des Planetengetriebes nötig ist und erstreckt sich in eine axiale Ausnehmung 4a der Radnabe 4 hinein, in der eine als Lamellenbremse 8 ausgebildete Verbindungseinrichtung angeordnet ist, die der Verbindung des Sonnenrads des Planetengetriebes bzw. der Abtriebswelle/Teilwelle 5a des Hydromotors 1 mit dem Steg des Planetengetriebes bzw. der Radnabe 4 dient. Die Lamellenbremse 8 weist Bremslamellen 9 auf, die abwechselnd mit der Teilwelle 5a oder der Radnabe 4 drehfest verbunden und gegen einen Anschlag 10 längsverschieblich sind.

Die Bremslamellen 9 der Lamellenbremse 8 sind durch ein ring­ förmiges Bauteil 11 in Schließstellung bewegbar, gegen das der Außenring 12 eines Axiallagers anstellbar ist. Auch wenn hier die Bezeichnung "Axiallager" verwendet wird, kann wie in den Figuren gezeigt, ein Lager verwendet werden, das normalerweise als Radiallager benutzt wird. In jedem Fall muß jedoch das Lager zur Aufnahme von Axialkräften geeignet sein. Der Innen­ ring 13 des Axiallagers ist auf einer Buchse 14 angeordnet, die auf ein Außengewinde einer Zugstange 15 aufgeschraubt und dort durch eine Kontermutter 16 gegen Verstellung gesichert ist.

Die Zugstange 15 ist durch die als Hohlwellen ausgebildeten Teilwellen 5a und 5b der Abtriebswelle hindurchgeführt und mit dem der Lamellenbremse 8 fernen Ende an einem Kolben 17 befestigt, der innerhalb eines zwischen Druckmittelkanälen 18a, 18b angeordneten Zylinders 19 im Steuerboden des Hydromotors 1 längsbeweglich ist. Der Kolben 17 ist mittels Tellerfedern 20 nach in der Figur rechts, also in Richtung auf Zugbelastung der Zugstange 15 beaufschlagt, wodurch der Außenring 12 des Axiallagers gegen das ringförmige Bauteil 11 und somit die Bremslamellen 9 gegen den Anschlag 10 gedrückt werden. Die Lamellenbremse 8 befindet sich also zunächst in Schließstellung.

Wenn der Kolben 17 durch Zufuhr von Druckmittel in den Zylinder 19 in Gegenrichtung zur Kraft der Tellerfedern 20 hydraulisch beaufschlagt wird, öffnet die Lamellenbremse 8. Dabei wird die Kolbenstange 15 soweit verschoben und ist die Position des Axiallagers durch vorheriges Justieren der Buchse 14 so eingestellt, daß ein Spiel zwischen dem Außenring 12 des Axiallagers und dem ringförmigen Bauteil 11 besteht. Dadurch wird eine Rotation der Zugstange 15 und damit des Kolbens 17 verhindert.

Die axiale Ausnehmung 4a in der Radnabe 4 ist durch einen Deckel 21 verschlossen, der entfernbar ist, um die Lamellen­ bremse 8 zu warten (z. B. Austausch von verschlissenen Brems­ lamellen 9) und das Spiel zwischen dem Axiallager und dem ringförmigen Bauteil 11 einzustellen.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung bei der die Zylindertrommel des Hydromotors 1 am Außenumfang gelagert ist, wodurch das Lager 6a im Steuerboden und das Lager 6 entfallen und eine kürzere, einstückige Antriebswelle 5 zum Einsatz kommen kann. Durch diese Maßnahme verkürzt sich auch der Steuerboden und damit der gesamte Radnabenantrieb.

Claims (11)

1. Radnabenantrieb, bestehend aus einem Fahrmotor und einem nachgeschalteten ein- oder mehrstufigen Planetengetriebe, das ein mit der Abtriebswelle des Fahrmotors direkt oder indirekt drehfest verbundenes, eingangsseitiges Sonnenrad aufweist und ein mit der Radnabe direkt oder indirekt verbundenes Abtriebselement, wobei im vorderen, dem Fahrmotor fernen Bereich des Radnabenantriebs eine lösbare Verbindungseinrichtung zum drehfesten Verbinden von Bauteilen des Radnabenantriebs angeordnet ist, wobei die Verbindungseinrichtung durch einen hydraulisch beauf­ schlagbaren Kolben lösbar oder schließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (17) im hinteren, der Verbindungseinrichtung (8) fernen Bereich des Radnaben­ antriebs angeordnet ist und über ein Zugmittelorgan (15), welches sich durch die hohle Abtriebswelle (5a, 5b) des Fahrmotors (1) bis zur Verbindungseinrichtung (8) erstreckt, mit der Verbindungseinrichtung (8) in Wirk­ verbindung steht.

2. Radnabenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (17) entgegen Federkraft hydraulisch beaufschlagbar und die Verbindungseinrichtung (8) bei unbeaufschlagtem Kolben (17) geschlossen ist.

3. Radnabenantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Federkraft Tellerfedern (20) vorgesehen sind.

4. Radnabenantrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (8) wechselweise direkt oder indirekt mit der Abtriebswelle (5a, 5b) des Fahrmotors (1) oder der Radnabe (4) drehfest verbundene, axial gegen einen Anschlag (10) bewegliche Lamellen (9) aufweist, die durch das Zugmittelorgan (15) in und außer Eingriff miteinander bringbar sind.

5. Radnabenantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem mit der Verbindungseinrichtung (8) in Eingriff bringbaren Ende des Zugmittelorgans (15) ein Axiallager angeordnet ist, dessen stillstehendes Teil (13) mit dem Zugmittelorgan (15) drehfest verbunden ist und dessen drehbares Teil (12) mit einer der Lamellen (9) oder einem damit in Wirkverbindung stehenden Bauteil (11) in Eingriff bringbar ist.

6. Radnabenantrieb nach den Ansprüchen 2 oder 3 und nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei gelöster Verbindungseinrichtung (8) zwischen dem drehbaren Teil (12) des Axiallagers und dem damit in Wirkverbindung bringbaren Bauteil (11) der Verbindungseinrichtung (8) Spiel vorhanden ist.

7. Radnabenantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager auf dem Zugmittelorgan (15) axial einstellbar befestigt ist.

8. Radnabenantrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Zugmittelorgan (15) eine Zugstange (15) vorgesehen ist.

9. Radnabenantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (15) an dem der Verbindungseinrichtung (8) zugeordneten Ende ein Gewinde aufweist, auf dem eine den Innenring (13) des Axiallagers tragende Buchse (14) befestigt ist.

10. Radnabenantrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radnabe (4) im Bereich der Verbindungseinrichtung (8) eine axiale Ausnehmung (4a) aufweist, die durch einen Deckel (21) verschließbar ist.

11. Radnabenantrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrmotor (1) als Hydro­ motor (1), insbesondere als hydrostatischer Axialkolben­ motor in Schrägscheibenbauweise mit im hinteren Bereich des Radnabenantriebs vorgesehenem Steuerboden ausgebildet und der Kolben (17) zwischen den im Steuerboden vor­ handenen Druckmittelkanälen (18a, 18b) angeordnet ist.