WO2023117273A1 - Wheel hub drive, in particular turas drive - Google Patents

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WO2023117273A1
WO2023117273A1 PCT/EP2022/082941 EP2022082941W WO2023117273A1 WO 2023117273 A1 WO2023117273 A1 WO 2023117273A1 EP 2022082941 W EP2022082941 W EP 2022082941W WO 2023117273 A1 WO2023117273 A1 WO 2023117273A1
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brake
motor
drive according
drive
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Bernward Welschof
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Bernward Welschof
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Definitions

  • Wheel hub drive in particular sprocket drive
  • the invention relates to a wheel hub drive, in particular a sprocket drive, comprising a drive motor, a reduction gear driven by the drive motor, a hub driven by the reduction gear, in particular a sprocket wheel, a hub carrier and a braking device.
  • Wheel hub drives designed as sprocket drives are used in tracked or caterpillar vehicles, for example in mobile construction machines such as excavators, bulldozers, mobile crawler work platforms, mobile crawler drills or dampers.
  • Wheel hub drives designed as sprocket drives for tracked vehicles have hitherto had a hydraulic motor as the drive motor. Due to the high power density of hydraulic motors and their compact dimensions, sprocket drives with a drive motor designed as a hydraulic motor allow the crawler vehicle to have a high ground clearance and a corresponding passage between a left and right sprocket drive of the tracked vehicle or crawler vehicle. High ground clearance and a correspondingly large passage between a left and right sprocket drive of the tracked or tracked vehicle is imperative for tracked or tracked vehicles designed as mobile construction machines that are used on construction sites and off-road due to good off-road mobility.
  • small tracked or caterpillar vehicles for example mini excavators or mini dampers or small mobile caterpillar work platforms or small mobile caterpillar drills that are used for a limited time in urban areas with limited power requirements, replacing an internal combustion engine drive with an electric, especially battery-electric drive is necessary due to increasing emissions regulations , drive desired.
  • small tracked or caterpillar vehicles with a battery-electric drive it is possible to meet the requirements for ground clearance and passage between a left and right
  • compact sprocket drives with hydraulic motors as drive motors, which are supplied with pressure medium by an electrically driven hydraulic pump.
  • a battery-electric drive concept causes a high construction cost.
  • the object of the present invention is to make available a wheel hub drive for a tracked vehicle that has compact dimensions.
  • the drive motor has an output shaft which is arranged coaxially to an input shaft of the reduction gear and the braking device is arranged in the axial direction between the drive motor and the reduction gear and in the radial direction inside the wheel hub carrier.
  • the installation of the braking device in the axial direction between the drive motor and the reduction gear and in the radial direction within the wheel hub carrier has the advantage that the braking device uses the space within the wheel hub carrier between the drive motor and the reduction gear, so that the braking device does not increase the axial Overall length of the wheel hub drive leads and a large passage between a left and right wheel hub drive of the chain or caterpillar vehicle is achieved.
  • the reduction gear is designed as a multi-stage planetary gear, the input shaft of the reduction gear being designed as a sun gear shaft of an input planetary gear, with the braking device as a Multi-disc brake is designed, which has at least one stator plate and one rotor plate, wherein the at least one stator plate is arranged on the wheel hub carrier in a rotationally fixed and axially displaceable manner and the at least one rotor plate is arranged on the sun gear shaft of the input planetary gear or a planetary carrier of the input planetary gear in a rotationally fixed and axially displaceable manner.
  • a disk brake in which at least one stator disk is arranged on the wheel hub carrier in a rotationally fixed and axially displaceable manner, can easily be installed inside the wheel hub carrier between the drive motor and the reduction gear.
  • the at least one rotor disk can be arranged on the sun gear shaft of the input planetary gear in a rotationally fixed and axially displaceable manner, resulting in a high-speed multi-disk brake in which the rotor disks rotate at the speed of the input shaft of the reduction gear, which is designed as a sun gear shaft.
  • the at least one rotor disk can be arranged on the planet carrier of the input planetary gear in a rotationally fixed and axially displaceable manner, resulting in a medium-speed multi-disc brake in which the rotor disks rotate at the speed of the planet carrier of the input planetary gear, which is lower than the speed of the input shaft of the reduction gear, which is designed as a sun gear shaft .
  • a medium-speed multi-disc brake reduced splashing losses can be achieved compared to a high-speed multi-disk brake due to the reduced speed of the rotor disks immersed in a gear oil of the reduction gear, and thus a high degree of efficiency of the wheel hub drive can be achieved.
  • additional cooling of the braking device can be dispensed with.
  • the braking device is designed as a spring-loaded brake, which is acted upon by a spring device in the direction of a braking position and by a release actuator in the direction of a release position.
  • Spring-loaded brakes of this type are preferably used as parking brakes, which are only actuated when the vehicle is stationary. Since such spring brakes working as parking brakes have a low heat input and work almost wear-free, such a spring brake can also be located at the less accessible point axially between the Drive motor and the reduction gear and are arranged radially inside the wheel hub carrier.
  • the spring-loaded brake can be designed so that it can be actuated electrically, for example by means of a magnet, into the release position.
  • the spring-loaded brake can be acted upon hydraulically into the release position and the release actuator is designed as a brake piston which is acted upon in the direction of a release position by a hydraulic brake release pressure present in a brake release pressure chamber.
  • a spring-loaded brake that can be hydraulically acted upon in the release position leads to a small installation space requirement for the brake piston and can be arranged in a simple manner between the drive motor and the reduction gear and within the wheel hub carrier.
  • the brake piston is arranged coaxially with the input shaft of the reduction gear.
  • the drive motor is fastened to the wheel hub carrier with a motor housing cover, with the release actuator being arranged in the motor housing cover.
  • the motor housing cover is advantageously provided with a longitudinal bore in which the brake piston is arranged in a longitudinally displaceable manner, the brake release pressure chamber being formed between the longitudinal bore and the brake piston.
  • the brake piston can be arranged in the motor housing cover in a simple manner and the brake release pressure chamber can be formed.
  • a brake pressure line carrying a brake release pressure is advantageously arranged in a motor housing of the drive motor that includes the motor housing cover Motor housing is performed. With such a brake pressure line formed in the motor housing, the brake release pressure can be routed to the brake release pressure chamber in a simple manner.
  • the release actuator is arranged in the wheel hub carrier.
  • the wheel hub carrier is advantageously provided with a longitudinal bore in which the brake piston is arranged to be longitudinally displaceable, the brake release pressure chamber being formed between the longitudinal bore and the brake piston.
  • the brake piston can be arranged in the wheel hub carrier in a simple manner and the brake release pressure chamber can be formed.
  • a brake pressure line carrying a brake release pressure is advantageously arranged in the wheel hub carrier and is routed from the brake release pressure chamber to a connection port on the wheel hub carrier. With such a brake pressure line formed in the wheel hub carrier, the brake release pressure can be routed to the brake release pressure chamber in a simple manner.
  • a brake pressure line which is arranged in the motor housing of the drive motor and is routed to a brake connection on the motor housing is connected to the connection connection of the wheel hub carrier, the brake release pressure can be routed from a brake connection arranged on the motor housing to the brake release pressure chamber.
  • the spring device is formed by at least one disk spring.
  • Disk springs have compact dimensions in the axial direction and therefore enable further advantages with regard to a small axial overall length of the wheel hub drive. If at least two disc springs are provided, they are preferably arranged in a series stacking, which allows a greater spring deflection to be achieved, which leads to a greater opening stroke and thus greater play of the disks of the disk brake in the open position of the braking device, resulting in reduced splashing losses of the Gear oil of the reduction geared rotating rotor blades can be achieved.
  • the drive motor is designed as an electric motor and the electric motor is provided with liquid cooling for cooling, which comprises a cooling fluid circuit.
  • a liquid-cooled electric motor is used as the drive motor of the wheel hub drive, the liquid cooling of which comprises a cooling fluid circuit.
  • the cooling fluid circuit preferably circulates a cooling fluid between a pump and a heat exchanger.
  • An electric motor cooled by liquid cooling which includes a cooling fluid circuit, can be operated with high electrical currents.
  • the liquid cooling thus makes it possible to increase the continuous torque of the electric motor. Since with liquid cooling the heat is no longer dissipated to the environment - as with air cooling - via internal heat conduction/heat radiation/heat transfer to poorly ventilated surfaces of the electric motor, but is accomplished via the much more effective heat transport via mass transport of the cooling liquid, acceptable Steady-state temperatures are guaranteed despite the significantly increased current density.
  • the liquid cooling thus makes it possible to reduce the dimensions of the electric motor of the wheel hub drive and to generate a high torque with an electric motor that is compact in terms of dimensions, in particular the axial and/or radial dimensions.
  • a compact, liquid-cooled electric motor can be arranged with the output shaft coaxially to an input shaft of the reduction gear of the wheel hub drive, so that the wheel hub drive with the liquid-cooled electric motor as the drive motor allows high ground clearance and a large passage between a left and right wheel hub drive of the vehicle.
  • the liquid cooling of the electric motor has an output shaft cooling system, with the output shaft cooling system having an axial channel in the output shaft, which is designed as a coolant channel for a cooling fluid, in particular oil, of the liquid cooling system and is connected to a cooling fluid inlet and a cooling fluid outlet.
  • Such an output shaft cooling of the electric motor forms a heat sink in the middle of the electric motor, with which in particular the bearings of the output shaft of the electric motor and the shaft sealing rings on the output shaft of the electric motor, which are at risk of temperature damage from the thermal radiation of the end windings, from the rotor losses and from their own running losses, can be specifically cooled.
  • the shaft-rotor group of the electric motor where high temperatures occur, can be cooled in a targeted manner.
  • Liquid cooling with a cooling fluid for example oil, enables a high cooling capacity with little effort.
  • the axial channel is designed as a central blind bore in the output shaft, in which a tube is arranged concentrically, with an annular gap being formed between the tube and the blind bore and the inner space of the tube being in flow connection with the annular gap, the tube being connected to the cooling fluid inlet of the cooling fluid circuit is connected and the annular gap is connected to the cooling fluid outlet of the cooling fluid circuit.
  • the liquid cooling of the electric motor has, alternatively or additionally, a stator cooling of a stator arranged in the motor housing.
  • a stator cooling the stator of the electric motor, where high temperatures occur, can be cooled in a targeted manner.
  • Liquid cooling with a cooling fluid, for example oil, enables a high cooling capacity with little effort.
  • the motor housing is provided with a coolant channel, which extends along the stator, for a cooling fluid, in particular oil, for liquid cooling.
  • a cooling fluid in particular oil
  • the stator can be effectively cooled over its entire length including the winding overhangs at the axial ends of the stator.
  • the coolant channel is expediently connected to a cooling fluid inlet arranged on the motor housing and a cooling fluid outlet arranged on the motor housing. As a result, the coolant channel can be connected to the cooling fluid circuit in a simple manner.
  • the coolant channel is designed as a spiral groove, which is designed in a sleeve arranged in the radial direction between the stator and the motor housing.
  • the invention also relates to a tracked vehicle with at least one wheel hub drive according to the invention.
  • the tracked vehicle has an electrical, in particular battery-electric, drive system in which a traction battery supplies the electric motor of the wheel hub drive with electrical energy.
  • the electric wheel hub drive according to the invention which has a compact design due to the arrangement of the braking device and the liquid cooling of the electric motor, makes it possible to have an electric wheel hub drive with compact dimensions and low construction costs in an electrically, in particular battery-electrically operated, tracked or caterpillar vehicle to provide that results in a high ground clearance and a large passage between a left and right wheel hub drives of the crawler vehicle.
  • the electric wheel hub drive according to the invention is particularly suitable for this small chain or crawler vehicles, such as mini excavators, mini dampers, small mobile crawler work platforms or small mobile crawler drills.
  • the arrangement and installation of the braking device in the axial direction between the drive motor and the reduction gear and in the radial direction within the wheel hub carrier leads to the advantage that the braking device optimally utilizes the space within the wheel hub carrier between the drive motor and the reduction gear, so that compact dimensions of the Wheel hub drive can be achieved in the axial direction.
  • the braking device is designed as a parking brake, this has an almost wear-free operation, so that the braking device can also be arranged in the less accessible area within the wheel hub carrier between the drive motor and the reduction gear.
  • the additional liquid cooling of the electric motor By means of the additional liquid cooling of the electric motor, compact dimensions of the electric motor and thus an electric wheel hub drive with compact dimensions are also made available.
  • the additional liquid cooling of the electric motor also makes it possible to operate the electric motor with a higher current density due to the determinate heat dissipation and thus to generate a higher torque, which leads to a higher utilization (greater power) of the electric motor.
  • With the determined liquid cooling of the electric motor which is routed in safe hoses to the wheel hub drive and away from the wheel hub drive, it is ensured that the wheel hub drives are effectively cooled and do not overheat even in the deepest terrain, for example mud, water, dirt.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a wheel hub drive according to the invention in a longitudinal section
  • Figure 2 shows a development of the wheel hub drive of Figure 1 in a longitudinal section.
  • Figure 3 shows a second embodiment of a wheel hub drive according to the invention in a longitudinal section
  • Figure 4 shows a third embodiment of a wheel hub drive according to the invention in a longitudinal section
  • FIG. 5 shows a fourth embodiment of a wheel hub drive according to the invention in a longitudinal section.
  • FIGS. 1 to 5 each show a wheel hub drive 1 according to the invention for a tracked or caterpillar vehicle, which is designed as an electric sprocket drive.
  • the same components are provided with the same reference numbers.
  • the tracked or caterpillar vehicle preferably has an electric drive system, for example a battery electric drive system.
  • the wheel hub drive 1 according to the invention as shown in FIGS. 1 to 5 has a drive motor 2 , a reduction gear 3 driven by the drive motor 2 and a hub 6 driven by the reduction gear 3 .
  • a sprocket wheel which is not shown in detail, can be attached to the hub 6 and is provided for driving a caterpillar track of a tracked vehicle or a rubber track of a caterpillar vehicle.
  • the wheel hub drive 1 has a hub carrier 5 which is fastened to a vehicle frame of the tracked or caterpillar vehicle, not shown in detail.
  • the hub 6 is rotatably mounted about an axis of rotation D on the hub carrier 5 by means of bearings 7, which are formed by roller bearings in the illustrated exemplary embodiments.
  • the hub carrier 5 and the hub 6 form a gear installation space 10 in which the reduction gear 3 is arranged.
  • the reduction gear 3 is designed as a multi-stage planetary gear in the illustrated embodiment.
  • An input shaft 11 of the reduction gear 3 is formed by a sun gear shaft S1 of an input planetary gear 3a of the reduction gear 3 .
  • a planetary carrier P1 of the input planetary gear 3a carries planetary gears PR1, which mesh with the sun gear shaft S1 and a ring gear H of the hub carrier 5.
  • the planetary carrier P1 drives a sun gear shaft S2 of an intermediate planetary gear 3b.
  • a planetary carrier P2 of the intermediate planetary gear 3b carries planetary gears PR2, which mesh with the sun gear shaft S2 and Holradveriereung H of the hub carrier 5.
  • the planetary carrier P2 drives a sun gear shaft S3 of an output planetary gear 3c.
  • a planetary carrier P3 of the output planetary gear 3c is rotationally supported on the ring gear H of the wheel hub carrier 5 and carries planetary gears PR3, which mesh with the sun gear shaft S3 and a ring gear H1 of the driven hub 6 and drive them.
  • the input shaft 11 designed as a sun gear shaft S1 is arranged coaxially to the axis of rotation D. Furthermore, the sun gear shafts S2, S3 are arranged coaxially to the axis of rotation D.
  • the drive motor 2 is designed as an electric motor 12 .
  • the electric motor 12 has a motor housing 13 which is attached to the hub carrier 5 .
  • a stator 14 of the electric motor 12 is fastened in the motor housing 13 .
  • the stator 14 is provided with a winding overhang 14a, 14b at each of the two axial ends.
  • a rotor 15 of the electric motor 12 is also arranged in the motor housing 13 and is fastened to a rotatable output shaft 16 of the drive motor 2 .
  • the rotatable output shaft 16 of the drive motor 2 is arranged coaxially to the input shaft 11 of the reduction gear 3 and thus coaxially to the axis of rotation D.
  • the output shaft 16 is coupled in a torque-proof manner to the input shaft 11 of the reduction gear 3 at a first end facing the reduction gear 3 .
  • the output shaft 16 is rotatably mounted in the motor housing 13 in the region of the first end by means of a first bearing 20 in the motor housing 13 and is rotatably mounted in the region of a second end opposite the first end by means of a second bearing 21 in the motor housing 13 .
  • the bearings 20, 21 are formed in the illustrated embodiments of roller bearings,
  • the motor housing 13 has a tubular housing part 23 in which the stator 14 is fastened.
  • a first end motor housing cover 24 is fastened to the housing part 23 and is provided with an end shield in which the first bearing 20 is arranged.
  • a second end motor housing cover 25 is also attached, which is provided with an end shield in which the second bearing 21 is arranged.
  • the housing part 23 with the two motor housing covers 24, 25 forms a rotor installation space 27 in which the rotating rotor 15 of the electric motor 12 is arranged.
  • the end motor housing cover 24 is attached to an end face of the wheel hub carrier 5 .
  • a shaft sealing ring 40 is arranged adjacent to the first bearing 20 between the output shaft 16 and the motor housing cover 24 , with which the rotor installation space 27 is sealed off from the transmission installation space 10 .
  • a shaft sealing ring 41 is arranged in the region of the second end of the output shaft 16 adjacent to the second bearing 21 between the output shaft 16 and the motor housing cover 25 .
  • a protective tube 46 is also attached to the hub carrier 5, within which the motor housing 13 of the drive motor 2 is located.
  • the electric motor 12 is provided for its cooling with a liquid cooling system, which includes améfluid Vietnamese.
  • the liquid cooling of the electric motor 12 has an output shaft cooling of the output shaft 16.
  • the output shaft cooling has an axial channel 50 in the output shaft 16 which is designed as a coolant channel for a cooling fluid, in particular oil, of the liquid cooling and is connected to a cooling fluid inlet 60 and a cooling fluid outlet 61 .
  • the cooling fluid inlet 60 and the cooling fluid outlet 61 are arranged on the motor housing cover 25 .
  • the axial channel 50 here extends from a second end of the output shaft 16 opposite the first end, at which the output shaft 16 is coupled to the input shaft 11 of the reduction gear 3 , into the output shaft 16 .
  • the axial channel 50 extends in the axial direction of the output shaft 16 from the end face 51 of the second end of the output shaft 16 via the second bearing 21, the rotor 15 to the area of the first bearing 20.
  • the axial channel 50 is designed as a central blind hole in the output shaft 16 which is machined into the output shaft 16 from the end face 51 .
  • a tube 52 fastened to the motor housing cover 25 is arranged concentrically in the central blind hole.
  • An annular gap 53 is formed between the tube 52 and the blind bore. The interior of the tube 52 is in fluid communication with the annular gap 53 .
  • the tube 52 is connected to the cooling fluid inlet 60 of the cooling fluid circuit, which is arranged on the motor housing cover 25, and in the area of the first end of the output shaft 16 it is connected to the annular gap 53 by means of at least one recess, the annular gap 53 is connected to the cooling fluid outlet 61 of the cooling fluid circuit.
  • the shaft sealing ring 41 seals a connection space 62 into which the annular gap 53 opens and with which the cooling fluid outlet 61 of the cooling fluid circuit arranged on the motor housing cover 25 is connected to the rotor installation space 27 .
  • the tube 52 is arranged in the area of the first end in the output shaft 16 so that it cantilevers freely, with the recess being designed as an open end face 66 at the inner end of the tube 52, by means of which the tube interior of the tube 52 is connected to the annular gap 53 is in flow communication.
  • Cool cooling fluid is introduced at the first end into the interior of the pipe 52 via the cooling fluid inlet 60 .
  • the cool cooling fluid flows through the pipe 52 in the axial direction and flows via the open end face 66 of the pipe 52 into the annular gap 53.
  • the cooling fluid flows back to the end face 51 of the output shaft 16, as a result of which the output shaft 16, the two bearings 20, 21 and the two shaft sealing rings 40, 41 are cooled.
  • the electric motor 12 With the output shaft cooling, the electric motor 12 is cooled from the inside out by means of volume flow convection.
  • the heated pressure medium flows from the end face 51 of the output shaft 16 into the connection space 62 and is discharged from the connection space 62 to the cooling fluid outlet 61 .
  • the cooling fluid can be cooled back again at a heat exchanger connected to the cooling fluid outlet 61 and fed to the cooling fluid inlet 60 .
  • the liquid cooling of the electric motor 12 also has a stator cooling of the stator 14 arranged on the motor housing 13 .
  • the motor housing 13 is provided with a coolant channel 110, which extends along the stator 14, for a cooling fluid, in particular oil, for liquid cooling.
  • the coolant channel 110 extends from the first end winding 14a of the stator 14 to the second end winding 14b of the stator 14 and is connected to a cooling fluid inlet 100 arranged on the motor housing 13 and to the cooling fluid outlet 101 arranged on the motor housing 13 .
  • the coolant channel 110 is preferably designed as a spiral groove which is formed in a sleeve 115 arranged in the radial direction between the stator 14 and the motor housing 13 .
  • the stator 14 is arranged on the inner wall of the sleeve 115 .
  • the spiral groove is incorporated in the outer wall of the sleeve 115.
  • the sleeve 115 is preferably pressed into the tubular housing part 23 of the motor housing 13 so that the coolant channel 110 is formed between the outer wall of the sleeve 115 and the inner wall of the housing part 23 .
  • cool cooling fluid is introduced via the cooling fluid inlet 100 into the coolant channel 110 in the area of the first end winding 14a, which flows through the coolant channel 110, whereby the stator 14 and its end windings 14a, 14b are cooled.
  • the heated cooling fluid is discharged at the cooling fluid outlet 101 in the area of the second end winding 14b.
  • the cooling fluid can be cooled back again at a heat exchanger connected to the cooling fluid outlet 101 and fed to the cooling fluid inlet 100 .
  • a braking device 150 is arranged in the axial direction of the wheel hub drive 1 between the drive motor 2 and the reduction gear 3 and in the radial direction inside the wheel hub carrier 5 .
  • the wheel hub drive 1 can be further optimized with regard to axially compact dimensions and a large passage can be achieved between a left wheel hub drive and a right wheel hub drive of the tracked or tracked vehicle.
  • the braking device 150 is in the form of a multi-plate brake which has at least one stator plate 151 and one rotor plate 152 .
  • the at least one stator plate 151 is arranged on the wheel hub carrier 5 in a rotationally fixed and axially displaceable manner.
  • the at least one rotor disk 152 is arranged on the planetary carrier P1 of the input planetary gear 3a in a rotationally fixed and axially displaceable manner.
  • the multi-disc brake of FIGS. 1 to 3 is thus designed as a medium-speed multi-disk brake in which the at least one rotor disk 152 rotates at the speed of the planetary carrier P1.
  • the at least one Rotor disk 152 on the sun gear shaft S1 of the input planetary gear 3a is arranged such that it can rotate and be axially displaceable.
  • the multi-disk brake of FIGS. 4 and 5 is thus designed as a high-speed multi-disk brake in which the at least one rotor disk 152 rotates at the speed of the input shaft 11 of the reduction gear 3, which is designed as a sun gear shaft S1.
  • the braking device 150 is designed as a spring-loaded brake, which is acted upon by a spring device 160 in the direction of a braking position and by a release actuator 161 in the direction of a release position.
  • the spring-loaded brake can be hydraulically loaded into the release position.
  • the release actuator 161 is designed as a brake piston 162 which is acted upon by a hydraulic brake release pressure present in a brake release pressure chamber 163 in the direction of the release position.
  • the spring-loaded brake can be designed so that it can be acted upon electrically, for example by means of a magnet, into the release position.
  • the brake piston 162 is arranged coaxially to the input shaft 11 of the reduction gear 3 in FIGS.
  • the release actuator 161 is arranged in the motor housing cover 24, with which the drive motor 2 is attached to the wheel hub carrier 5
  • the motor housing cover 24 is provided with a stepped longitudinal bore 164 in which the brake piston 162 embodied as a stepped piston is arranged in a longitudinally displaceable manner. Furthermore, the brake release pressure chamber 163 is formed between the longitudinal bore 164 and the brake piston 162 .
  • a brake pressure line 165 carrying the brake release pressure is arranged in the motor housing 13 of the drive motor 2 and leads from the brake release pressure chamber 163 to a brake connection 166 on the motor housing 13 .
  • the brake connection 166 is arranged on the motor housing cover 25 in FIGS.
  • the brake pressure line 165 is of a radially arranged bore 170 in the Motor housing cover 24 is formed, which is connected to the brake release pressure chamber 163, an axially arranged bore 171 which is arranged in the housing part 23 and which is connected to the bore 170, and a bore 172 in the motor housing cover 25 which is connected to the bore 171 and the brake connection 166 is.
  • the release actuator 161 is arranged in the wheel hub carrier 5 in FIGS.
  • the wheel hub carrier 5 is provided with a stepped longitudinal bore 180 in which the brake piston 162 embodied as a stepped piston is arranged in a longitudinally displaceable manner.
  • the brake release pressure chamber 163 is formed between the longitudinal bore 180 and the brake piston 162 .
  • a brake pressure line 190 carrying a brake release pressure is arranged in the wheel hub carrier 5 to apply the brake release pressure to the brake release pressure chamber 163 .
  • the connecting connection 191 is arranged on the end face of the wheel hub carrier 5 facing the motor housing cover 24 .
  • a brake pressure line 200 which is arranged in the motor housing 13 of the drive motor 2 and is routed to a brake connection 201 on the motor housing 13 is connected to the connection connection 191 of the wheel hub carrier 5 .
  • the brake connection 201 is arranged on the motor housing cover 25 in FIGS.
  • the brake pressure line 200 is formed by a radially arranged bore 202 in the motor housing cover 24, which is connected to the connection port 191, an axially arranged bore 203 arranged in the housing part 23, which is connected to the bore 202, and a bore 204 in the motor housing cover 25, which is connected to the bore 203 and the brake connection 201.
  • the discs of the braking device 150 are supported in the braking position of the braking device 150 on a stop disk 210 which is arranged opposite the brake piston 162 and is fixed in the wheel hub carrier 5 in a rotationally fixed and axially secured manner.
  • the disks of the braking device 150 are supported on a stop surface 215 in the braking position of the braking device 150, which is arranged opposite the brake piston 162 and is formed on the wheel hub carrier 5.
  • the spring device 160 that actuates the brake piston 162 into the braking position is formed by a single plate spring 220.
  • the plate spring 220 is supported on the motor housing cover 24 and acts on the brake piston 162 on the right in FIGS. 1, 3 to 5 into the braking position.
  • the spring device 160 that actuates the brake piston 162 into the braking position is formed by a plurality of disk springs 221, 222, two disk springs in the exemplary embodiment shown, which are arranged in a serial stack.
  • the plate spring 221 is supported on the motor housing cover 24 and the plate spring 22 supported on the plate spring 221 acts on the brake piston 162 to the right in FIG. 2 into the braking position.
  • FIG. 2 Several disk springs according to FIG. 2 can also be used in the embodiments of FIGS. 3 to 5.

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Abstract

The invention relates to a wheel hub drive (1), in particular a turas drive, comprising a drive motor (2), a reduction gear (3) driven by the drive motor (2), a hub (6), in particular a sprocket (4), driven by the reduction gear (3), a hub carrier (5) and a braking device (150). The drive motor (2) has an output shaft (16) which is arranged coaxially to an input shaft (11) of the reduction gear (3). The braking device (150) is arranged in the axial direction between the drive motor (2) and the reduction gear (3) and in the radial direction within the wheel hub carrier (5).

Description

Beschreibung Description
Radnabenantrieb, insbesondere Turasantrieb Wheel hub drive, in particular sprocket drive
Die Erfindung betrifft einen Radnabenantrieb, insbesondere Turasantrieb, umfassend einen Antriebsmotor, ein von dem Antriebsmotor angetriebenes Untersetzungsgetriebe, eine von dem Untersetzungsgetriebe angetriebene Nabe, insbesondere ein Turasrad, einen Nabenträger und eine Bremseinrichtung. The invention relates to a wheel hub drive, in particular a sprocket drive, comprising a drive motor, a reduction gear driven by the drive motor, a hub driven by the reduction gear, in particular a sprocket wheel, a hub carrier and a braking device.
Als Turasantriebe ausgebildete Radnabenantriebe werden in Ketten- bzw. Raupenfahrzeugen, beispielsweise in mobilen Baumaschinen, wie Baggern, Planierraupen, mobilen Raupenarbeitsbühnen, mobilen Raupenbohrgeräten oder Dampern, eingesetzt. Wheel hub drives designed as sprocket drives are used in tracked or caterpillar vehicles, for example in mobile construction machines such as excavators, bulldozers, mobile crawler work platforms, mobile crawler drills or dampers.
Als Turasantriebe ausgebildete Radnabenantriebe für Kettenfahrzeuge weisen bislang als Antriebsmotor einen Hydraulikmotor auf. Turasantriebe mit einem als Hydraulikmotor ausgebildeten Antriebsmotor ermöglichen aufgrund der hohen Leistungsdichte von Hydraulikmotoren und deren kompakten Abmessungen eine hohe Bodenfreiheit des Raupenfahrzeugs und einen entsprechenden Durchgang zwischen einem linken und rechten Turasantrieb des Ketten- bzw. Raupenfahrzeugs. Eine hohe Bodenfreiheit und eine entsprechend großer Durchgang zwischen einem linken und rechten Turasantrieb des Ketten- bzw. Raupenfahrzeugs ist bei als mobilen Baumaschinen ausgebildeten Ketten- bzw. Raupenfahrzeugen, die auf Baustellen und im Gelände eingesetzt werden, aufgrund einer guten Geländegängigkeit zwingend erforderlich. Wheel hub drives designed as sprocket drives for tracked vehicles have hitherto had a hydraulic motor as the drive motor. Due to the high power density of hydraulic motors and their compact dimensions, sprocket drives with a drive motor designed as a hydraulic motor allow the crawler vehicle to have a high ground clearance and a corresponding passage between a left and right sprocket drive of the tracked vehicle or crawler vehicle. High ground clearance and a correspondingly large passage between a left and right sprocket drive of the tracked or tracked vehicle is imperative for tracked or tracked vehicles designed as mobile construction machines that are used on construction sites and off-road due to good off-road mobility.
Bei kleinen Ketten- bzw. Raupenfahrzeugen, beispielsweise Minibaggern oder Minidampern oder kleinen mobilen Raupenarbeitsbühnen oder kleinen mobilen Raupenbohrgeräten, die einen zeitlich begrenzten, innerörtlichen Einsatz mit limitiertem Leistungsbedarf aufweisen, ist aufgrund zunehmender Abgasvorschriften ein Ersatz eines verbrennungsmotorischen Antriebs durch einen elektrischen, insbesondere batterie-elektrischen, Antrieb gewünscht. Bei kleinen Ketten- bzw. Raupenfahrzeugen mit einem batterie-elektrische Antrieb ist es möglich, um die Anforderungen an Bodenfreiheit und Durchgang zwischen einem linken und rechten Turasantrieb des Ketten- bzw. Raupenfahrzeugs zu erfüllen, kompakte Turasantriebe mit Hydraulikmotoren als Antriebsmotoren einzusetzen, die von einer elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe mit Druckmittel versorgt werden. Ein derartiges batterie-elektrisches Antriebskonzept verursacht jedoch einen hohen Bauaufwand. In the case of small tracked or caterpillar vehicles, for example mini excavators or mini dampers or small mobile caterpillar work platforms or small mobile caterpillar drills that are used for a limited time in urban areas with limited power requirements, replacing an internal combustion engine drive with an electric, especially battery-electric drive is necessary due to increasing emissions regulations , drive desired. In the case of small tracked or caterpillar vehicles with a battery-electric drive, it is possible to meet the requirements for ground clearance and passage between a left and right To meet the sprocket drive of the tracked or caterpillar vehicle, to use compact sprocket drives with hydraulic motors as drive motors, which are supplied with pressure medium by an electrically driven hydraulic pump. However, such a battery-electric drive concept causes a high construction cost.
Bei gattungsgemäßen Radnabenantrieben ist es bekannt, eine Bremseinrichtung vorzusehen, die an dem Antriebsmotor axial gegenüberliegend zum Untersetzungsgetriebe angeordnet ist und auf die Abtriebswelle des Antriebsmotors wirkt. Eine derartige Anordnung einer Bremseinrichtung an dem dem Untersetzungsgetriebe gegenüberliegenden Ende des Antriebsmotors führt jedoch zu einer Zunahme der axialen Baulänge des Radnabenantriebs, so dass der Durchgang zwischen einem linken und rechten Radnabenantrieb des Ketten- bzw. Raupenfahrzeugs verringert wird. In the case of wheel hub drives of this type, it is known to provide a braking device which is arranged on the drive motor axially opposite the reduction gear and acts on the output shaft of the drive motor. However, such an arrangement of a braking device at the end of the drive motor opposite the reduction gear leads to an increase in the axial overall length of the wheel hub drive, so that the passage between a left and right wheel hub drive of the tracked or caterpillar vehicle is reduced.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radnabenantrieb für ein Ketten- bzw. Raupenfahrzeug zur Verfügung zu stellen, der kompakte Abmessungen aufweist. The object of the present invention is to make available a wheel hub drive for a tracked vehicle that has compact dimensions.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Antriebsmotor eine Abtriebswelle aufweist, die koaxial zu einer Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes angeordnet ist und die Bremseinrichtung in axialer Richtung zwischen dem Antriebsmotor und dem Untersetzungsgetriebe und in radialer Richtung innerhalb des Radnabenträgers angeordnet ist. Der Einbau der Bremseinrichtung in axialer Richtung zwischen dem Antriebsmotor und dem Untersetzungsgetriebe und in radialer Richtung innerhalb des Radnabenträgers führt zu dem Vorteil, dass die Bremseinrichtung den Bauraum innerhalb des Radnabenträgers zwischen dem Antriebsmotor und dem Untersetzungsgetriebe nutzt, so dass die Bremseinrichtung zu keiner Zunahme der axialen Baulänge des Radnabenantriebs führt und ein großer Durchgang zwischen einem linken und rechten Radnabenantrieb des Ketten- bzw. Raupenfahrzeugs erzielt wird. This object is achieved according to the invention in that the drive motor has an output shaft which is arranged coaxially to an input shaft of the reduction gear and the braking device is arranged in the axial direction between the drive motor and the reduction gear and in the radial direction inside the wheel hub carrier. The installation of the braking device in the axial direction between the drive motor and the reduction gear and in the radial direction within the wheel hub carrier has the advantage that the braking device uses the space within the wheel hub carrier between the drive motor and the reduction gear, so that the braking device does not increase the axial Overall length of the wheel hub drive leads and a large passage between a left and right wheel hub drive of the chain or caterpillar vehicle is achieved.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Untersetzungsgetriebe als mehrstufiges Planetengetriebe ausgebildet, wobei die Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes als Sonnenradwelle eines Eingangsplanetengetriebes ausgebildet ist, wobei die Bremseinrichtung als Lamellenbremse ausgebildet ist, die mindestens eine Statorlamelle und eine Rotorlamelle aufweist, wobei die mindestens eine Statorlamelle an dem Radnabenträger drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist und die mindestens eine Rotorlamelle an der Sonnenradwelle des Eingangsplanetengetriebes oder einem Planetenträger des Eingangsplanetengetriebes drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist. Eine Lamellenbremse, bei der die mindestens eine Statorlamelle an dem Radnabenträger drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist, kann in einfacher Weise innerhalb des Radnabenträgers zwischen dem Antriebsmotor und dem Untersetzungsgetriebe eingebaut werden. Die mindestens eine Rotorlamelle kann hierbei an der Sonnenradwelle des Eingangsplanetengetriebes drehfest und axial verschiebbar angeordnet sein, wodurch sich eine schnelllaufende Lamellenbremse ergibt, bei der die Rotorlamellen mit der Drehzahl der als Sonnenradwelle ausgebildeten Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes drehen. Alternativ kann die mindestens eine Rotorlamelle an dem Planetenträger des Eingangsplanetengetriebes drehfest und axial verschiebbar angeordnet sein, wodurch sich eine mittelschnelllaufende Lamellenbremse ergibt, bei der die Rotorlamellen mit der Drehzahl des Planetenträger des Eingangsplanetengetriebes, die geringer als die Drehzahl der als Sonnenradwelle ausgebildeten Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes ist. Bei einer derartigen mittelschnelllaufende Lamellenbremse können gegenüber einer schelllaufenden Lamellenbremse aufgrund der verringerten Drehzahl der in ein Getriebeöl des Untersetzungsgetriebes eintauchenden Rotorlamellen verringerte Planschverluste erzielt werden und somit ein hoher Wirkungsgrad des Radnabenantriebs erzielt werden. Weiterhin kann bei einer mittelschnelllaufende Lamellenbremse auf eine zusätzliche Kühlung der Bremseinrichtung verzichtet werden. According to an advantageous embodiment of the invention, the reduction gear is designed as a multi-stage planetary gear, the input shaft of the reduction gear being designed as a sun gear shaft of an input planetary gear, with the braking device as a Multi-disc brake is designed, which has at least one stator plate and one rotor plate, wherein the at least one stator plate is arranged on the wheel hub carrier in a rotationally fixed and axially displaceable manner and the at least one rotor plate is arranged on the sun gear shaft of the input planetary gear or a planetary carrier of the input planetary gear in a rotationally fixed and axially displaceable manner. A disk brake, in which at least one stator disk is arranged on the wheel hub carrier in a rotationally fixed and axially displaceable manner, can easily be installed inside the wheel hub carrier between the drive motor and the reduction gear. The at least one rotor disk can be arranged on the sun gear shaft of the input planetary gear in a rotationally fixed and axially displaceable manner, resulting in a high-speed multi-disk brake in which the rotor disks rotate at the speed of the input shaft of the reduction gear, which is designed as a sun gear shaft. Alternatively, the at least one rotor disk can be arranged on the planet carrier of the input planetary gear in a rotationally fixed and axially displaceable manner, resulting in a medium-speed multi-disc brake in which the rotor disks rotate at the speed of the planet carrier of the input planetary gear, which is lower than the speed of the input shaft of the reduction gear, which is designed as a sun gear shaft . With such a medium-speed multi-disc brake, reduced splashing losses can be achieved compared to a high-speed multi-disk brake due to the reduced speed of the rotor disks immersed in a gear oil of the reduction gear, and thus a high degree of efficiency of the wheel hub drive can be achieved. Furthermore, in the case of a medium-speed multi-disc brake, additional cooling of the braking device can be dispensed with.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bremseinrichtung als Federspeicherbremse ausgebildet, die von einer Federeinrichtung in Richtung einer Bremsstellung und von einem Löseaktuator in Richtung einer Lösestellung beaufschlagt ist. Derartige Federspeicherbremse werden bevorzugt als Feststellbremsen verwendet, die nur im Stillstand des Fahrzeugs betätigt werden. Da derartige als Feststellbremsen arbeitende Federspeicherbremsen einen geringen Wärmeeintrag aufweisen und nahezu verschleißfrei arbeiten, kann eine derartige Federspeicherbremse auch an der weniger gut zugänglichen Stelle axial zwischen dem Antriebsmotor und dem Untersetzungsgetriebe und radial innerhalb des Radnabenträgers angeordnet werden. According to a preferred embodiment of the invention, the braking device is designed as a spring-loaded brake, which is acted upon by a spring device in the direction of a braking position and by a release actuator in the direction of a release position. Spring-loaded brakes of this type are preferably used as parking brakes, which are only actuated when the vehicle is stationary. Since such spring brakes working as parking brakes have a low heat input and work almost wear-free, such a spring brake can also be located at the less accessible point axially between the Drive motor and the reduction gear and are arranged radially inside the wheel hub carrier.
Die Federspeicherbremse kann elektrisch, beispielsweise mittels eines Magneten, in die Lösestellung beaufschlagbar ausgeführt sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Federspeicherbremse hydraulisch in die Lösestellung beaufschlagbar und ist der Löseaktuator als Bremskolben ausgebildet, der von einem in einem Bremslösedruckraum anstehenden hydraulischen Bremslösedruck in Richtung einer Lösestellung beaufschlagt ist. Eine hydraulisch in die Lösestellung beaufschlagbare Federspeicherbremse führt zu einem geringen Bauraumbedarf für den Bremskolben und kann in einfacher Weise zwischen dem Antriebsmotor und dem Untersetzungsgetriebe und innerhalb des Radnabenträgers angeordnet werden. The spring-loaded brake can be designed so that it can be actuated electrically, for example by means of a magnet, into the release position. According to an advantageous embodiment of the invention, the spring-loaded brake can be acted upon hydraulically into the release position and the release actuator is designed as a brake piston which is acted upon in the direction of a release position by a hydraulic brake release pressure present in a brake release pressure chamber. A spring-loaded brake that can be hydraulically acted upon in the release position leads to a small installation space requirement for the brake piston and can be arranged in a simple manner between the drive motor and the reduction gear and within the wheel hub carrier.
Hinsichtlich eines bauraumsparenden Einbaus des Bremskolbens ergeben sich Vorteile, wenn der Bremskolben gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung koaxial zur Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes angeordnet ist. With regard to installing the brake piston in a space-saving manner, there are advantages if, according to an advantageous embodiment of the invention, the brake piston is arranged coaxially with the input shaft of the reduction gear.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Antriebsmotor mit einem Motorgehäusedeckel an dem Radnabenträger befestigt, wobei der Löseaktuator in dem Motorgehäusedeckel angeordnet ist. Hierdurch ergeben sich besondere Vorteile, da der Motorgehäusedeckel des Antriebsmotors und der Löseaktuator der Bremseinrichtung eine Einheit bilden, die in einfacher Weise an dem Radnabenträger montiert und demontiert werden kann. According to an advantageous embodiment of the invention, the drive motor is fastened to the wheel hub carrier with a motor housing cover, with the release actuator being arranged in the motor housing cover. This results in particular advantages, since the motor housing cover of the drive motor and the release actuator of the braking device form a unit that can be easily assembled and disassembled on the wheel hub carrier.
Der Motorgehäusedeckel ist vorteilhafterweise mit einer Längsbohrung versehen, in der der Bremskolben längsverschiebbar angeordnet ist, wobei zwischen der Längsbohrung und dem Bremskolben der Bremslösedruckraum ausgebildet ist. Mit einer derartigen Längsbohrung kann der Bremskolben in einfacher Weise in dem Motorgehäusedeckel angeordnet werden und der Bremslösedruckraum gebildet werden. The motor housing cover is advantageously provided with a longitudinal bore in which the brake piston is arranged in a longitudinally displaceable manner, the brake release pressure chamber being formed between the longitudinal bore and the brake piston. With such a longitudinal bore, the brake piston can be arranged in the motor housing cover in a simple manner and the brake release pressure chamber can be formed.
Vorteilhafterweise ist in einem den Motorgehäusedeckel umfassenden Motorgehäuse des Antriebsmotors eine einen Bremslösedruck führende Bremsdruckleitung angeordnet, die von dem Bremslösedruckraum zu einem Bremsenanschluss am Motorgehäuse geführt ist. Mit einer derartigen im Motorgehäuse ausgebildeten Bremsdruckleitung kann in einfacher Weise der Bremslösedruck zu dem Bremslösedruckraum geführt werden. A brake pressure line carrying a brake release pressure is advantageously arranged in a motor housing of the drive motor that includes the motor housing cover Motor housing is performed. With such a brake pressure line formed in the motor housing, the brake release pressure can be routed to the brake release pressure chamber in a simple manner.
Gemäß einer alternativen und ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Löseaktuator in dem Radnabenträger angeordnet. According to an alternative and likewise advantageous embodiment of the invention, the release actuator is arranged in the wheel hub carrier.
Der Radnabenträger ist vorteilhafterweise mit einer Längsbohrung versehen, in der der Bremskolben längsverschiebbar angeordnet ist, wobei zwischen der Längsbohrung und dem Bremskolben der Bremslösedruckraum ausgebildet ist. Mit einer derartigen Längsbohrung kann der Bremskolben in einfacher Weise in dem Radnabenträger angeordnet werden und der Bremslösedruckraum gebildet werden. The wheel hub carrier is advantageously provided with a longitudinal bore in which the brake piston is arranged to be longitudinally displaceable, the brake release pressure chamber being formed between the longitudinal bore and the brake piston. With such a longitudinal bore, the brake piston can be arranged in the wheel hub carrier in a simple manner and the brake release pressure chamber can be formed.
Vorteilhafterweise ist in dem Radnabenträger eine einen Bremslösedruck führende Bremsdruckleitung angeordnet, die von dem Bremslösedruckraum zu einem Verbindungsanschluss am Radnabenträger geführt ist. Mit einer derartigen im Radnabenträger ausgebildeten Bremsdruckleitung kann in einfacher Weise der Bremslösedruck zu dem Bremslösedruckraum geführt werden. A brake pressure line carrying a brake release pressure is advantageously arranged in the wheel hub carrier and is routed from the brake release pressure chamber to a connection port on the wheel hub carrier. With such a brake pressure line formed in the wheel hub carrier, the brake release pressure can be routed to the brake release pressure chamber in a simple manner.
Sofern gemäß einer Weiterbildung der Erfindung an den Verbindungsanschluss des Radnabenträgers eine in dem Motorgehäuse des Antriebsmotors angeordnete Bremsdruckleitung angeschlossen ist, die zu einem Bremsenanschluss am Motorgehäuse geführt ist, kann der Bremslösedruck von einem am Motorgehäuse angeordneten Bremsenanschluss zu dem Bremslösedruckraum geführt werden. If, according to a further development of the invention, a brake pressure line which is arranged in the motor housing of the drive motor and is routed to a brake connection on the motor housing is connected to the connection connection of the wheel hub carrier, the brake release pressure can be routed from a brake connection arranged on the motor housing to the brake release pressure chamber.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Federeinrichtung von mindestens einer Tellerfeder gebildet. Tellerfedern weisen in axialer Richtung kompakte Abmessungen auf und ermöglichen daher weitere Vorteile hinsichtlich einer geringen axialen Baulänge des Radnabenantriebs. Sofern mindestens zwei Tellerfedern vorgesehen sind, sind diese bevorzugt in einer seriellen Stapelung angeordnet, wodurch sich ein größerer Federweg erzielen lässt, der zu einem größeren Öffnungshub und somit einem größeren Spiel der Lamellen der Lamellenbremse in der Öffnungsstellung der Bremseinrichtung führt, wodurch verringerte Planschverlusten der im Getriebeöl des Untersetzungsgetriebenes drehenden Rotorlamellen erzielt werden können. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Antriebsmotor als Elektromotor ausgebildet und der Elektromotor zur Kühlung mit einer Flüssigkeitskühlung versehen, die einen Kühlfuidkreislauf umfasst. Als Antriebsmotor des Radnabenantriebs wird somit ein flüssigkeitsgekühlter Elektromotor eingesetzt, dessen Flüssigkeitskühlung einen Kühlfuidkreislauf umfasst. Der Kühlfluidkreislauf wälzt bevorzugt ein Kühlfluid zwischen einer Pumpe und einem Wärmetauscher um. Ein mittels einer Flüssigkeitskühlung, die einen Kühlfuidkreislauf umfasst, gekühlter Elektromotor kann mit hohen elektrischen Strömen betrieben werden. Die Flüssigkeitskühlung ermöglicht es somit, das Dauerdrehmoment des Elektromotors zu erhöhen. Da mit einer Flüssigkeitskühlung die Wärmeabfuhr an die Umgebung nicht mehr - wie bei einer Luftkühlung - über interne Wärmeleitung/Wärmestrahlung/Wärmeübergänge an schlecht belüfteten Oberflächen des Elektromotors erfolgt, sondern über den wesentlich effektiveren Wärmetransport über Stofftransport der Kühlflüssigkeit bewerkstelligt wird, können an dem Elektromotor akzeptable Beharrungstemperaturen trotz deutlich erhöhter Stromdichte garantiert werden. Die Flüssigkeitskühlung ermöglicht es somit, die Abmessungen des Elektromotors des Radnabenantriebs zu verkleinern und mit einem in den Abmessungen, insbesondere den axialen und/oder radialen Abmessungen, kompakten Elektromotor ein hohes Drehmoment zu erzeugen. Ein derartiger kompakter, flüssigkeitsgekühlter Elektromotor kann mit der Abtriebswelle koaxial zu einer Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes des Radnabenantriebs angeordnet werden, so dass der Radnabenantrieb mit dem flüssigkeitsgekühlten Elektromotor als Antriebsmotor eine hohe Bodenfreiheit und einen großer Durchgang zwischen einem linken und rechten Radnabenantrieb des Fahrzeugs ermöglicht. Da zur Versorgung des Elektromotors aus einer Traktionsbatterie lediglich ein Controller bzw. Umrichter erforderlich ist, kann somit insgesamt ein elektrischer Radnabenantrieb für ein elektrisch, insbesondere batterie-elektrisch, betriebenes Ketten- bzw. Raupenfahrzeug zur Verfügung gestellt werden, der kompakte Abmessungen und einen geringen Bauaufwand aufweist, so dass mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Radnabenantrieb die Anforderungen an Bodenfreiheit und Durchgang zwischen einem linken und rechten Radnabenantrieb bei einem elektrisch, insbesondere batterieelektrisch, betriebenen Ketten- bzw. Raupenfahrzeugs erfüllt werden können. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Flüssigkeitskühlung des Elektromotors eine Abtriebswellenkühlung auf, wobei die Abtriebswellenkühlung einen Axialkanal in der Abtriebswelle aufweist, der als Kühlmittelkanal für ein Kühlfluid, insbesondere Öl, der Flüssigkeitskühlung ausgebildet ist und mit einem Kühlfluidzulauf und einem Kühlfluidablauf verbunden ist. Eine derartige Abtriebswellenkühlung des Elektromotors bildet eine Wärmesenke in der Mitte des Elektromotors, mit der insbesondere die Lager der Abtriebswelle des Elektromotors und die Wellendichtringe an der Abtriebswelle des Elektromotors, die durch die Wärmestrahlung der Wickelköpfe, durch die Läuferverluste und durch die eigenen Laufverluste temperaturgefährdet sind, gezielt gekühlt werden können. Mit einer derartigen Abtriebswellenkühlung kann somit die Welle-Rotor-Gruppe des Elektromotors, an der hohe Temperaturen auftreten, gezielt gekühlt werden. Eine Flüssigkeitskühlung mit einem Kühlfluid, beispielswiese Öl, ermöglicht hierbei mit geringem Aufwand eine hohe Kühlleistung. According to an advantageous embodiment of the invention, the spring device is formed by at least one disk spring. Disk springs have compact dimensions in the axial direction and therefore enable further advantages with regard to a small axial overall length of the wheel hub drive. If at least two disc springs are provided, they are preferably arranged in a series stacking, which allows a greater spring deflection to be achieved, which leads to a greater opening stroke and thus greater play of the disks of the disk brake in the open position of the braking device, resulting in reduced splashing losses of the Gear oil of the reduction geared rotating rotor blades can be achieved. According to an advantageous embodiment of the invention, the drive motor is designed as an electric motor and the electric motor is provided with liquid cooling for cooling, which comprises a cooling fluid circuit. A liquid-cooled electric motor is used as the drive motor of the wheel hub drive, the liquid cooling of which comprises a cooling fluid circuit. The cooling fluid circuit preferably circulates a cooling fluid between a pump and a heat exchanger. An electric motor cooled by liquid cooling, which includes a cooling fluid circuit, can be operated with high electrical currents. The liquid cooling thus makes it possible to increase the continuous torque of the electric motor. Since with liquid cooling the heat is no longer dissipated to the environment - as with air cooling - via internal heat conduction/heat radiation/heat transfer to poorly ventilated surfaces of the electric motor, but is accomplished via the much more effective heat transport via mass transport of the cooling liquid, acceptable Steady-state temperatures are guaranteed despite the significantly increased current density. The liquid cooling thus makes it possible to reduce the dimensions of the electric motor of the wheel hub drive and to generate a high torque with an electric motor that is compact in terms of dimensions, in particular the axial and/or radial dimensions. Such a compact, liquid-cooled electric motor can be arranged with the output shaft coaxially to an input shaft of the reduction gear of the wheel hub drive, so that the wheel hub drive with the liquid-cooled electric motor as the drive motor allows high ground clearance and a large passage between a left and right wheel hub drive of the vehicle. Since only one controller or converter is required to supply the electric motor from a traction battery, an electric wheel hub drive for an electrically, in particular battery-electric, operated tracked or caterpillar vehicle can be made available that has compact dimensions and low construction costs has, so that with the electric wheel hub drive according to the invention, the requirements for ground clearance and passage between a left and right wheel hub drive can be met in an electrically, in particular battery-powered, tracked or caterpillar vehicle. According to an advantageous embodiment of the invention, the liquid cooling of the electric motor has an output shaft cooling system, with the output shaft cooling system having an axial channel in the output shaft, which is designed as a coolant channel for a cooling fluid, in particular oil, of the liquid cooling system and is connected to a cooling fluid inlet and a cooling fluid outlet. Such an output shaft cooling of the electric motor forms a heat sink in the middle of the electric motor, with which in particular the bearings of the output shaft of the electric motor and the shaft sealing rings on the output shaft of the electric motor, which are at risk of temperature damage from the thermal radiation of the end windings, from the rotor losses and from their own running losses, can be specifically cooled. With such an output shaft cooling, the shaft-rotor group of the electric motor, where high temperatures occur, can be cooled in a targeted manner. Liquid cooling with a cooling fluid, for example oil, enables a high cooling capacity with little effort.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Axialkanal als zentrische Sackbohrung in der Abtriebswelle ausgebildet, in der ein Rohr konzentrisch angeordnet ist, wobei zwischen dem Rohr und der Sackbohrung ein Ringspalt ausgebildet ist und der Rohrinnenraum mit dem Ringspalt in Strömungsverbindung steht, wobei das Rohr an den Kühlfluidzulauf des Kühlfluidkreislaufs angeschlossen ist und der Ringspalt mit dem Kühlfluidablauf des Kühlfluidkreislaufs verbunden ist. Das Kühlfluid des Kühlfluidkreislaufs kann hierdurch über den Rohrinnenraum des Rohr zugeführt werden und über den das Rohr umgebenden Ringspalt wieder abgeführt werden, wodurch eine effektive Kühlung der Abtriebswelle erzielt wird. According to an advantageous embodiment of the invention, the axial channel is designed as a central blind bore in the output shaft, in which a tube is arranged concentrically, with an annular gap being formed between the tube and the blind bore and the inner space of the tube being in flow connection with the annular gap, the tube being connected to the cooling fluid inlet of the cooling fluid circuit is connected and the annular gap is connected to the cooling fluid outlet of the cooling fluid circuit. As a result, the cooling fluid of the cooling fluid circuit can be supplied via the inner space of the tube and removed again via the annular gap surrounding the tube, as a result of which effective cooling of the output shaft is achieved.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung weist alternativ oder zusätzlich die Flüssigkeitskühlung des Elektromotors eine Statorkühlung eines in dem Motorgehäuse angeordneten Stators auf. Mit einer derartigen Statorkühlung kann der Stator des Elektromotors, an dem hohe Temperaturen auftreten, gezielt gekühlt werden. Eine Flüssigkeitskühlung mit einem Kühlfluid, beispielswiese Öl, ermöglicht hierbei mit geringem Aufwand eine hohe Kühlleistung. According to a preferred embodiment of the invention, the liquid cooling of the electric motor has, alternatively or additionally, a stator cooling of a stator arranged in the motor housing. With such a stator cooling, the stator of the electric motor, where high temperatures occur, can be cooled in a targeted manner. Liquid cooling with a cooling fluid, for example oil, enables a high cooling capacity with little effort.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Motorgehäuse mit einem sich entlang des Stators erstreckenden Kühlmittelkanal für ein Kühlfluid, insbesondere Öl, der Flüssigkeitskühlung versehen. Ein in dem Motorgehäuse ausgebildeter Kühlmittelkanal für das Kühlfluid, der sich entlang des Stators erstreckt, ermöglicht eine weitere Verbesserung der Kühlung des Stators. According to an advantageous embodiment of the invention, the motor housing is provided with a coolant channel, which extends along the stator, for a cooling fluid, in particular oil, for liquid cooling. One in the engine case trained coolant channel for the cooling fluid, which extends along the stator, allows a further improvement in the cooling of the stator.
Sofern sich der Kühlmittelkanal von einem ersten Wickelkopf des Stators zu einem zweiten Wickelkopf des Stators erstreckt, kann der Stator über seine gesamte Länge mitsamt der Wickelköpfe an den axialen Enden des Stators in effektiver Weise gekühlt werden. If the coolant channel extends from a first winding overhang of the stator to a second winding overhang of the stator, the stator can be effectively cooled over its entire length including the winding overhangs at the axial ends of the stator.
Der Kühlmittelkanal ist zweckmäßigerweise mit einem am Motorgehäuse angeordnete Kühlfluidzulauf und einem am Motorgehäuse angeordneten Kühlfluidablauf verbunden. Hierdurch kann der Kühlmittelkanal in einfacher Weise an den Kühlfluidkreislauf angeschlossen werden. The coolant channel is expediently connected to a cooling fluid inlet arranged on the motor housing and a cooling fluid outlet arranged on the motor housing. As a result, the coolant channel can be connected to the cooling fluid circuit in a simple manner.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Kühlmittelkanal als Spiralnut ausgebildet, die in einem in radialer Richtung zwischen dem Stator und dem Motorgehäuse angeordneten Hülse ausgebildet ist. Mit einer derartigen, mit einer Spiralnut versehenen Hülse, die in geeigneter Weise im Motorgehäuse befestigt ist, beispielsweise eingepresst ist, kann in einfacher Weise ein sich entlang des Stators erstreckender Kühlmittelkanal im Motorgehäuse hergestellt werden. According to an advantageous embodiment of the invention, the coolant channel is designed as a spiral groove, which is designed in a sleeve arranged in the radial direction between the stator and the motor housing. With such a sleeve provided with a spiral groove, which is fastened in a suitable manner in the motor housing, for example is pressed in, a coolant channel extending along the stator can be produced in the motor housing in a simple manner.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kettenfahrzeug mit mindestens einem erfindungsgemäßen Radnabenantrieb. The invention also relates to a tracked vehicle with at least one wheel hub drive according to the invention.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Kettenfahrzeug ein elektrisches, insbesondere batterie-elektrisches, Antriebssystem auf, bei dem eine Traktionsbatterie den Elektromotor des Radnabenantriebs mit elektrischer Energie versorgt. Der erfindungsgemäße elektrische Radnabenantrieb, der aufgrund der Anordnung der Bremseinrichtung und der Flüssigkeitskühlung des Elektromotors eine kompakte Bauweise aufweist, ermöglicht es, bei einem elektrisch, insbesondere batterie-elektrisch, betriebenen Ketten- bzw. Raupenfahrzeugs einen elektrischen Radnabenantrieb mit kompakten Abmessungen und geringem Bauaufwand zur Verfügung zu stellen, der eine hohe Bodenfreiheit und einen großen Durchgang zwischen einem linken und rechten Radnabenantrieb des Raupenfahrzeugs ergibt. Der erfindungsgemäße elektrische Radnabenantrieb eignet sich hierbei besonders für kleine Ketten- bzw. Raupenfahrzeuge, beispielsweise Minibagger, Minidamper, kleine mobile Raupenarbeitsbühnen oder kleine mobile Raupenbohrgeräte. According to an advantageous embodiment of the invention, the tracked vehicle has an electrical, in particular battery-electric, drive system in which a traction battery supplies the electric motor of the wheel hub drive with electrical energy. The electric wheel hub drive according to the invention, which has a compact design due to the arrangement of the braking device and the liquid cooling of the electric motor, makes it possible to have an electric wheel hub drive with compact dimensions and low construction costs in an electrically, in particular battery-electrically operated, tracked or caterpillar vehicle to provide that results in a high ground clearance and a large passage between a left and right wheel hub drives of the crawler vehicle. The electric wheel hub drive according to the invention is particularly suitable for this small chain or crawler vehicles, such as mini excavators, mini dampers, small mobile crawler work platforms or small mobile crawler drills.
Die Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen: The invention offers a number of advantages:
Die Anordnung und der Einbau der Bremseinrichtung in axialer Richtung zwischen dem Antriebsmotor und dem Untersetzungsgetriebe und in radialer Richtung innerhalb des Radnabenträgers führt zu dem Vorteil, dass die Bremseinrichtung den Bauraum innerhalb des Radnabenträgers zwischen dem Antriebsmotor und dem Untersetzungsgetriebe optimal ausnutzt, so dass kompakte Abmessungen des Radnabenantriebs in axialer Richtung erzielt werden können. The arrangement and installation of the braking device in the axial direction between the drive motor and the reduction gear and in the radial direction within the wheel hub carrier leads to the advantage that the braking device optimally utilizes the space within the wheel hub carrier between the drive motor and the reduction gear, so that compact dimensions of the Wheel hub drive can be achieved in the axial direction.
Sofern die Bremseinrichtung als Feststellbremse ausgeführt ist, weist diese einen nahezu verschleißfreien Betrieb aus, so dass die Bremseinrichtung auch in den weniger gut zugänglichen Bereich innerhalb des Radnabenträgers zwischen dem Antriebsmotor und dem Untersetzungsgetriebe angeordnet werden kann. If the braking device is designed as a parking brake, this has an almost wear-free operation, so that the braking device can also be arranged in the less accessible area within the wheel hub carrier between the drive motor and the reduction gear.
Mittels der zusätzlichen Flüssigkeitskühlung des Elektromotors werden zudem kompakte Abmessungen des Elektromotors und damit ein elektrischer Radnabenantrieb mit kompakten Abmessungen zur Verfügung gestellt. Die zusätzliche Flüssigkeitskühlung des Elektromotors ermöglicht es weiterhin, durch die determinierte Wärmeabfuhr den Elektromotor mit einer höheren Stromdichte zu betreiben und somit ein höheres Drehmoment zu erzeugen, was zu einer höheren Ausnutzung (größere Leistung) des Elektromotors führt. Mit der determinierten Flüssigkeitskühlung des Elektromotors, die in sicheren Schläuchen hin zu dem Radnabenantrieb und weg von dem Radnabenantrieb verlegt ist, wird sichergestellt, dass auch im tiefsten Gelände, beispielsweise Schlamm, Wasser, Dreck, die Radnabenantriebe wirksam gekühlt werden und nicht überhitzen. By means of the additional liquid cooling of the electric motor, compact dimensions of the electric motor and thus an electric wheel hub drive with compact dimensions are also made available. The additional liquid cooling of the electric motor also makes it possible to operate the electric motor with a higher current density due to the determinate heat dissipation and thus to generate a higher torque, which leads to a higher utilization (greater power) of the electric motor. With the determined liquid cooling of the electric motor, which is routed in safe hoses to the wheel hub drive and away from the wheel hub drive, it is ensured that the wheel hub drives are effectively cooled and do not overheat even in the deepest terrain, for example mud, water, dirt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt Further advantages and details of the invention are explained in more detail with reference to the exemplary embodiments illustrated in the schematic figures. Here shows
Figur 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radnabenantriebs in einem Längsschnitt und Figur 2 eine Weiterbildung des Radnabenantriebs der Figur 1 in einem Längsschnitt. Figure 1 shows a first embodiment of a wheel hub drive according to the invention in a longitudinal section and Figure 2 shows a development of the wheel hub drive of Figure 1 in a longitudinal section.
Figur 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radnabenantriebs in einem Längsschnitt und Figure 3 shows a second embodiment of a wheel hub drive according to the invention in a longitudinal section and
Figur 4 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radnabenantriebs in einem Längsschnitt und Figure 4 shows a third embodiment of a wheel hub drive according to the invention in a longitudinal section and
Figur 5 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radnabenantriebs in einem Längsschnitt. FIG. 5 shows a fourth embodiment of a wheel hub drive according to the invention in a longitudinal section.
In den Figuren 1 bis 5 ist jeweils ein erfindungsgemäßer Radnabenantrieb 1 für ein Ketten- oder Raupenfahrzeug dargestellt, der als elektrischer Turasantrieb ausgebildet ist. Gleiche Bauteile sind hierbei mit gleichen Bezugsziffern versehen. Das Kettenoder Raupenfahrzeug weist bevorzugt ein elektrisches, beispielsweise ein batterieelektrisches, Antriebssystem auf. FIGS. 1 to 5 each show a wheel hub drive 1 according to the invention for a tracked or caterpillar vehicle, which is designed as an electric sprocket drive. The same components are provided with the same reference numbers. The tracked or caterpillar vehicle preferably has an electric drive system, for example a battery electric drive system.
Der erfindungsgemäße Radnabenantrieb 1 gemäß den Figuren 1 bis 5 weist einen Antriebsmotor 2, ein von dem Antriebsmotor 2 angetriebenes Untersetzungsgetriebe 3 und eine von dem Untersetzungsgetriebe 3 angetriebene Nabe 6 auf. An der Nabe 6 kann ein nicht näher dargestelltes Turasrad befestigt werden, das zum Antrieb einer Gleiskette eines Kettenfahrzeugs oder einer Gummikette eines Raupenfahrzeugs vorgesehen ist. The wheel hub drive 1 according to the invention as shown in FIGS. 1 to 5 has a drive motor 2 , a reduction gear 3 driven by the drive motor 2 and a hub 6 driven by the reduction gear 3 . A sprocket wheel, which is not shown in detail, can be attached to the hub 6 and is provided for driving a caterpillar track of a tracked vehicle or a rubber track of a caterpillar vehicle.
Der Radnabenantrieb 1 weist einen Nabenträger 5 auf, der an einem nicht näher dargestellten Fahrzeugrahmen des Ketten- oder Raupenfahrzeugs befestigt ist. Auf dem Nabenträger 5 ist die Nabe 6 mittels Lagerungen 7, die in den dargestellten Ausführungsbeispielen von Wälzlagern gebildet sind, um eine Drehachse D drehbar gelagert. The wheel hub drive 1 has a hub carrier 5 which is fastened to a vehicle frame of the tracked or caterpillar vehicle, not shown in detail. The hub 6 is rotatably mounted about an axis of rotation D on the hub carrier 5 by means of bearings 7, which are formed by roller bearings in the illustrated exemplary embodiments.
Der Nabenträger 5 und die Nabe 6 bilden einen Getriebeeinbauraum 10, in dem das Untersetzungsgetriebe 3 angeordnet ist. Das Untersetzungsgetriebe 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als mehrstufiges Planetengetriebe ausgebildet. Eine Eingangswelle 11 des Untersetzungsgetriebes 3 ist von einer Sonnenradwelle S1 eines Eingangsplanetengetriebes 3a des Untersetzungsgetriebes 3 gebildet. Ein Planetenträger P1 des Eingangsplanetengetriebes 3a trägt Planetenräder PR1, die mit der Sonnenradwelle S1 und einer Hohlradverzahnung H des Nabenträgers 5 kämmen. Der Planetenträger P1 treibt eine Sonnenradwelle S2 eines Zwischenplanetengetriebes 3b an. Ein Planetenträger P2 des Zwischenplanetengetriebes 3b trägt Planetenräder PR2, die mit der Sonnenradwelle S2 und einer Holradverzahnung H des Nabenträgers 5 kämmen. Der Planetenträger P2 treibt eine Sonnenradwelle S3 eines Ausgangsplanetengetriebes 3c an. Ein Planetenträger P3 des Ausgangsplanetengetriebes 3c ist an der Hohlradverzahnung H des Radnabenträgers 5 drehtest abgestützt und trägt Planetenräder PR3, die mit der Sonnenradwelle S3 und einer Hohlradverzahnung H1 der angetriebenen Nabe 6 kämmen und diese antreiben. The hub carrier 5 and the hub 6 form a gear installation space 10 in which the reduction gear 3 is arranged. The reduction gear 3 is designed as a multi-stage planetary gear in the illustrated embodiment. An input shaft 11 of the reduction gear 3 is formed by a sun gear shaft S1 of an input planetary gear 3a of the reduction gear 3 . A planetary carrier P1 of the input planetary gear 3a carries planetary gears PR1, which mesh with the sun gear shaft S1 and a ring gear H of the hub carrier 5. The planetary carrier P1 drives a sun gear shaft S2 of an intermediate planetary gear 3b. A planetary carrier P2 of the intermediate planetary gear 3b carries planetary gears PR2, which mesh with the sun gear shaft S2 and Holradverzahnung H of the hub carrier 5. The planetary carrier P2 drives a sun gear shaft S3 of an output planetary gear 3c. A planetary carrier P3 of the output planetary gear 3c is rotationally supported on the ring gear H of the wheel hub carrier 5 and carries planetary gears PR3, which mesh with the sun gear shaft S3 and a ring gear H1 of the driven hub 6 and drive them.
Die als Sonnenradwelle S1 ausgebildete Eingangswelle 11 ist koaxial zur Drehachse D angeordnet. Weiterhin sind die Sonnenradwellen S2, S3 koaxial zur Drehachse D angeordnet. The input shaft 11 designed as a sun gear shaft S1 is arranged coaxially to the axis of rotation D. Furthermore, the sun gear shafts S2, S3 are arranged coaxially to the axis of rotation D.
Im den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Antriebsmotor 2 als Elektromotor 12 ausgebildet. Der Elektromotor 12 weist ein Motorgehäuse 13 auf, das an dem Nabenträger 5 befestigt ist. In dem Motorgehäuse 13 ist ein Stator 14 des Elektromotors 12 befestigt. Der Stator 14 ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen an den beiden axialen Enden jeweils mit einem Wickelkopf 14a, 14b versehen. In dem Motorgehäuse 13 ist weiterhin ein Rotor 15 des Elektromotors 12 angeordnet, der auf einer drehbaren Abtriebswelle 16 des Antriebsmotors 2 befestigt ist. In the exemplary embodiments shown, the drive motor 2 is designed as an electric motor 12 . The electric motor 12 has a motor housing 13 which is attached to the hub carrier 5 . A stator 14 of the electric motor 12 is fastened in the motor housing 13 . In the exemplary embodiments shown, the stator 14 is provided with a winding overhang 14a, 14b at each of the two axial ends. A rotor 15 of the electric motor 12 is also arranged in the motor housing 13 and is fastened to a rotatable output shaft 16 of the drive motor 2 .
Die drehbare Abtriebswelle 16 des Antriebsmotors 2 ist koaxial zur Eingangswelle 11 des Untersetzungsgetriebes 3 und somit koaxial zur Drehachse D angeordnet. The rotatable output shaft 16 of the drive motor 2 is arranged coaxially to the input shaft 11 of the reduction gear 3 and thus coaxially to the axis of rotation D.
Die Abtriebswelle 16 ist an einem ersten, dem Untersetzungsgetriebe 3 zugewandten Ende mit der Eingangswelle 11 des Untersetzungsgetriebes 3 drehfest gekoppelt. Die Abtriebswelle 16 ist im Motorgehäuse 13 im Bereich des ersten Endes mittels einer ersten Lagerung 20 in dem Motorgehäuse 13 drehbar gelagert und im Bereich eines zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Endes mittels einer zweiten Lagerung 21 in dem Motorgehäuse 13 drehbar gelagert. Die Lagerungen 20, 21 sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen von Wälzlagern gebildet, The output shaft 16 is coupled in a torque-proof manner to the input shaft 11 of the reduction gear 3 at a first end facing the reduction gear 3 . The output shaft 16 is rotatably mounted in the motor housing 13 in the region of the first end by means of a first bearing 20 in the motor housing 13 and is rotatably mounted in the region of a second end opposite the first end by means of a second bearing 21 in the motor housing 13 . The bearings 20, 21 are formed in the illustrated embodiments of roller bearings,
Das Motorgehäuse 13 weist in den dargestellten Ausführungsbeispielen ein rohrartiges Gehäuseteil 23 auf, in dem der Stator 14 befestigt ist. An dem Gehäuseteil 23 ist ein erster stirnseitige Motorgehäusedeckel 24 befestigt, der mit einem Lagerschild versehen ist, in dem die erste Lagerung 20 angeordnet ist. An dem Gehäuseteil 23 ist weiterhin ein zweiter stirnseitiger Motorgehäusedeckel 25 befestigt, der mit einem Lagerschild versehen ist, in dem die zweite Lagerung 21 angeordnet ist. Das Gehäuseteil 23 mit den beiden Motorgehäusedeckel 24, 25 bildet einen Rotoreinbauraum 27, in dem der drehende Rotor 15 des Elektromotors 12 angeordnet ist. In the exemplary embodiments shown, the motor housing 13 has a tubular housing part 23 in which the stator 14 is fastened. A first end motor housing cover 24 is fastened to the housing part 23 and is provided with an end shield in which the first bearing 20 is arranged. On the housing part 23, a second end motor housing cover 25 is also attached, which is provided with an end shield in which the second bearing 21 is arranged. The housing part 23 with the two motor housing covers 24, 25 forms a rotor installation space 27 in which the rotating rotor 15 of the electric motor 12 is arranged.
Der stirnseitige Motorgehäusedeckel 24 ist an einer Stirnseite des Radnabenträgers 5 befestigt. The end motor housing cover 24 is attached to an end face of the wheel hub carrier 5 .
Im Bereich des ersten Endes der Abtriebswelle 16 ist benachbart zur ersten Lagerung 20 zwischen der Abtriebswelle 16 und dem Motorgehäusedeckel 24 ein Wellendichtring 40 angeordnet, mit dem der Rotoreinbauraum 27 gegenüber dem Getriebeeinbauraum 10 abgedichtet ist. In the area of the first end of the output shaft 16 , a shaft sealing ring 40 is arranged adjacent to the first bearing 20 between the output shaft 16 and the motor housing cover 24 , with which the rotor installation space 27 is sealed off from the transmission installation space 10 .
Im Bereich des zweiten Endes der Abtriebswelle 16 ist benachbart zur zweiten Lagerung 21 zwischen der Abtriebswelle 16 und dem Motorgehäusedeckel 25 ein Wellendichtring 41 angeordnet. A shaft sealing ring 41 is arranged in the region of the second end of the output shaft 16 adjacent to the second bearing 21 between the output shaft 16 and the motor housing cover 25 .
In den Figuren 1 bis 5 ist weiterhin an dem Nabenträger 5 ein Schutzrohr 46 befestigt, innerhalb dessen sich das Motorgehäuse 13 des Antriebsmotors 2 befindet. In the figures 1 to 5, a protective tube 46 is also attached to the hub carrier 5, within which the motor housing 13 of the drive motor 2 is located.
Um kompakte axiale und radiale Abmessungen des Elektromotors 12 zu erzielen, die eine hohe Bodenfreiheit und einen großen Durchgang zwischen einem linken Radnabenantrieb und einem rechten Radnabenantrieb des Ketten- bzw. Raupenfahrzeugs ermöglichen, ist der Elektromotor 12 zu seiner Kühlung mit einer Flüssigkeitskühlung versehen, die einen Kühlfuidkreislauf umfasst. In order to achieve compact axial and radial dimensions of the electric motor 12, which have a high ground clearance and a large passage between a left wheel hub drive and a right wheel hub drive of the chain or Allow crawler vehicle, the electric motor 12 is provided for its cooling with a liquid cooling system, which includes a Kühlfluidkreis.
In den Figuren 1 bis 5 weist die Flüssigkeitskühlung des Elektromotors 12 eine Abtriebswellenkühlung der Abtriebswelle 16 auf. Die Abtriebswellenkühlung weist einen Axialkanal 50 in der Abtriebswelle 16 auf, der als Kühlmittelkanal für ein Kühlfluid, insbesondere Öl, der Flüssigkeitskühlung ausgebildet ist und mit einem Kühlfluidzulauf 60 und einem Kühlfluidablauf 61 verbunden ist. Der Kühlfluidzulauf 60 und der Kühlfluidablauf 61 sind an dem Motorgehäusedeckel 25 angeordnet. In FIGS. 1 to 5, the liquid cooling of the electric motor 12 has an output shaft cooling of the output shaft 16. The output shaft cooling has an axial channel 50 in the output shaft 16 which is designed as a coolant channel for a cooling fluid, in particular oil, of the liquid cooling and is connected to a cooling fluid inlet 60 and a cooling fluid outlet 61 . The cooling fluid inlet 60 and the cooling fluid outlet 61 are arranged on the motor housing cover 25 .
Der Axialkanal 50 erstreckt sich hierbei von einem dem ersten Ende, an dem die Abtriebswelle 16 mit der Eingangswelle 11 des Untersetzungsgetriebes 3 gekoppelt ist, gegenüberliegenden zweiten Ende der Abtriebswelle 16 aus in die Abtriebswelle 16 hinein. The axial channel 50 here extends from a second end of the output shaft 16 opposite the first end, at which the output shaft 16 is coupled to the input shaft 11 of the reduction gear 3 , into the output shaft 16 .
In den Figuren 1 bis 5 erstreckt sich der Axialkanal 50 in axialer Richtung der Abtriebswelle 16 von der Stirnseite 51 des zweiten Endes der Abtriebswelle 16 aus über die zweite Lagerung 21 , den Rotor 15 bis in den Bereich der ersten Lagerung 20. In Figures 1 to 5, the axial channel 50 extends in the axial direction of the output shaft 16 from the end face 51 of the second end of the output shaft 16 via the second bearing 21, the rotor 15 to the area of the first bearing 20.
Der Axialkanal 50 ist als zentrische Sackbohrung in der Abtriebswelle 16 ausgebildet, die von der Stirnseite 51 aus in Abtriebswelle 16 eingearbeitet ist. In der zentrischen Sackbohrung ist ein an dem Motorgehäusedeckel 25 befestigtes Rohr 52 konzentrisch angeordnet. Zwischen dem Rohr 52 und der Sackbohrung ist ein Ringspalt 53 ausgebildet. Der Rohrinnenraum des Rohrs 52 steht mit dem Ringspalt 53 in Strömungsverbindung. The axial channel 50 is designed as a central blind hole in the output shaft 16 which is machined into the output shaft 16 from the end face 51 . A tube 52 fastened to the motor housing cover 25 is arranged concentrically in the central blind hole. An annular gap 53 is formed between the tube 52 and the blind bore. The interior of the tube 52 is in fluid communication with the annular gap 53 .
Das Rohr 52 ist im Bereich des zweiten, dem Untersetzungsgetriebe 3 gegenüberliegenden Endes der Abtriebswelle 16 an den am Motorgehäusedeckel 25 angeordneten Kühlfluidzulauf 60 des Kühlfluidkreislaufs angeschlossen und im Bereich des ersten Endes der Abtriebswelle 16 mittels mindestens einer Ausnehmung mit dem Ringspalt 53 verbunden, wobei der Ringspalt 53 mit dem Kühlfluidablauf 61 des Kühlfluidkreislaufs verbunden ist. Der Wellendichtring 41 dichtet hierbei einen Anschlussraum 62, in den der Ringspalt 53 mündet und mit dem der am Motorgehäusedeckel 25 angeordnete Kühlfluidablauf 61 des Kühlfluidkreislaufs verbunden ist, zu dem Rotoreinbauraum 27 ab. In the area of the second end of the output shaft 16, opposite the reduction gear 3, the tube 52 is connected to the cooling fluid inlet 60 of the cooling fluid circuit, which is arranged on the motor housing cover 25, and in the area of the first end of the output shaft 16 it is connected to the annular gap 53 by means of at least one recess, the annular gap 53 is connected to the cooling fluid outlet 61 of the cooling fluid circuit. The shaft sealing ring 41 seals a connection space 62 into which the annular gap 53 opens and with which the cooling fluid outlet 61 of the cooling fluid circuit arranged on the motor housing cover 25 is connected to the rotor installation space 27 .
In den Figuren 1 bis 5 ist das Rohr 52 im Bereich des ersten Endes in der Abtriebswelle 16 frei auskragend angeordnet, wobei die Ausnehmung als offene Stirnseite 66 am inneren Ende des Rohr 52 ausgebildet ist, mittels der der Rohrinnenraum des Rohrs 52 mit dem Ringspalt 53 in Strömungsverbindung steht. In Figures 1 to 5, the tube 52 is arranged in the area of the first end in the output shaft 16 so that it cantilevers freely, with the recess being designed as an open end face 66 at the inner end of the tube 52, by means of which the tube interior of the tube 52 is connected to the annular gap 53 is in flow communication.
Die Abtriebswellenkühlung der Figuren 1 bis 5 arbeitet wie folgt. The output shaft cooling of Figures 1 to 5 works as follows.
Über den Kühlfluidzulauf 60 wird kühles Kühlfluid am ersten Ende in das Rohrinnere des Rohres 52 eingeleitet. Das kühle Kühlfluid durchströmt das Rohr 52 in axialer Richtung und strömt über die offene Stirnseite 66 des Rohres 52 in den Ringspalt 53. In dem Ringspalt 53 strömt das Kühlfluid zur Stirnseite 51 der Abtriebswelle 16 zurück, wodurch die Abtriebswelle 16, die beiden Lagerungen 20, 21 und die beiden Wellendichtringe 40, 41 gekühlt werden. Mit der Abtriebswellenkühlung wird der Elektromotor 12 von innen heraus mittels Volumenstromkonvektion gekühlt. Von der Stirnseite 51 der Abtriebswelle 16 strömt das erwärmte Druckmittel in den Anschlussraum 62 und von dem Anschlussraum 62 zu dem Kühlfluidablauf 61 abgeleitet wird. An einem mit dem Kühlfluidablauf 61 verbundenen Wärmetauscher kann das Kühlfluid wieder zurückgekühlt werden und dem Kühlfluidzulauf 60 zugeführt werden. Cool cooling fluid is introduced at the first end into the interior of the pipe 52 via the cooling fluid inlet 60 . The cool cooling fluid flows through the pipe 52 in the axial direction and flows via the open end face 66 of the pipe 52 into the annular gap 53. In the annular gap 53, the cooling fluid flows back to the end face 51 of the output shaft 16, as a result of which the output shaft 16, the two bearings 20, 21 and the two shaft sealing rings 40, 41 are cooled. With the output shaft cooling, the electric motor 12 is cooled from the inside out by means of volume flow convection. The heated pressure medium flows from the end face 51 of the output shaft 16 into the connection space 62 and is discharged from the connection space 62 to the cooling fluid outlet 61 . The cooling fluid can be cooled back again at a heat exchanger connected to the cooling fluid outlet 61 and fed to the cooling fluid inlet 60 .
In den Figuren 1 bis 5 weist die Flüssigkeitskühlung des Elektromotors 12 weiterhin eine Statorkühlung des an dem Motorgehäuse 13 angeordneten Stators 14 auf. In FIGS. 1 to 5, the liquid cooling of the electric motor 12 also has a stator cooling of the stator 14 arranged on the motor housing 13 .
In den Figuren 1 bis 5 ist für die Statorkühlung das Motorgehäuse 13 mit einem sich entlang des Stators 14 erstreckenden Kühlmittelkanal 110 für ein Kühlfluid, insbesondere Öl, der Flüssigkeitskühlung versehen. Der Kühlmittelkanal 110 erstreckt sich hierbei von dem ersten Wickelkopf 14a des Stators 14 zu dem zweiten Wickelkopf 14b des Stators 14 und ist mit einem am Motorgehäuse 13 angeordnete Kühlfluidzulauf 100 und mit dem am Motorgehäuse 13 angeordneten Kühlfluidablauf 101 verbunden. Der Kühlmittelkanal 110 ist bevorzugt als Spiralnut ausgebildet, die in einem in radialer Richtung zwischen dem Stator 14 und dem Motorgehäuse 13 angeordneten Hülse 115 ausgebildet ist. An der Innenwand der Hülse 115 ist der Stator 14 angeordnet. In die Außenwand der Hülse 115 ist die Spiralnut eingearbeitet. Die Hülse 115 ist bevorzugt in das rohrartiges Gehäuseteil 23 des Motorgehäuses 13 eingepresst, so dass zwischen der Außenwand der Hülse 115 und der Innenwand des Gehäuseteils 23 der Kühlmittelkanal 110 gebildet wird. In FIGS. 1 to 5, for the stator cooling, the motor housing 13 is provided with a coolant channel 110, which extends along the stator 14, for a cooling fluid, in particular oil, for liquid cooling. The coolant channel 110 extends from the first end winding 14a of the stator 14 to the second end winding 14b of the stator 14 and is connected to a cooling fluid inlet 100 arranged on the motor housing 13 and to the cooling fluid outlet 101 arranged on the motor housing 13 . The coolant channel 110 is preferably designed as a spiral groove which is formed in a sleeve 115 arranged in the radial direction between the stator 14 and the motor housing 13 . The stator 14 is arranged on the inner wall of the sleeve 115 . In the outer wall of the sleeve 115, the spiral groove is incorporated. The sleeve 115 is preferably pressed into the tubular housing part 23 of the motor housing 13 so that the coolant channel 110 is formed between the outer wall of the sleeve 115 and the inner wall of the housing part 23 .
Die Statorkühlung der Figuren 1 bis 5 arbeitet wie folgt. The stator cooling of Figures 1 to 5 works as follows.
Über den Kühlfluidzulauf 100 wird in den Figuren 1 bis 5 kühles Kühlfluid über den Kühlfluidzulauf 100 in den Kühlmittelkanal 110 im Bereich des ersten Wickelkopfes 14a eingeleitet werden, das den Kühlmittelkanal 110 durchströmt, wodurch der Stator 14 und dessen Wickelköpfe 14a, 14b gekühlt werden. Das erwärmte Kühlfluid wird an dem Kühlfluidablauf 101 im Bereich des zweiten Wickelkopfes 14b abgeleitet. An einem mit dem Kühlfluidablauf 101 verbundenen Wärmetauscher kann das Kühlfluid wieder zurückgekühlt werden und dem Kühlfluidzulauf 100 zugeführt werden. In FIGS. 1 to 5, cool cooling fluid is introduced via the cooling fluid inlet 100 into the coolant channel 110 in the area of the first end winding 14a, which flows through the coolant channel 110, whereby the stator 14 and its end windings 14a, 14b are cooled. The heated cooling fluid is discharged at the cooling fluid outlet 101 in the area of the second end winding 14b. The cooling fluid can be cooled back again at a heat exchanger connected to the cooling fluid outlet 101 and fed to the cooling fluid inlet 100 .
Bei dem erfindungsgemäßen Radnabenantrieb 1 der Figuren 1 bis 5 ist eine Bremseinrichtung 150 in axialer Richtung des Radnabenantriebs 1 zwischen dem Antriebsmotor 2 und dem Untersetzungsgetriebe 3 und in radialer Richtung innerhalb des Radnabenträgers 5 angeordnet. Dadurch kann der Radnabenantrieb 1 hinsichtlich axial kompakter Abmessungen weiter optimiert werden und ein großen Durchgang zwischen einem linken Radnabenantrieb und einem rechten Radnabenantrieb des Ketten- bzw. Raupenfahrzeugs erzielt werden. In the wheel hub drive 1 according to the invention in FIGS. 1 to 5, a braking device 150 is arranged in the axial direction of the wheel hub drive 1 between the drive motor 2 and the reduction gear 3 and in the radial direction inside the wheel hub carrier 5 . As a result, the wheel hub drive 1 can be further optimized with regard to axially compact dimensions and a large passage can be achieved between a left wheel hub drive and a right wheel hub drive of the tracked or tracked vehicle.
Die Bremseinrichtung 150 ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen als Lamellenbremse ausgebildet, die mindestens eine Statorlamelle 151 und eine Rotorlamelle 152 aufweist. In den Figuren 1 bis 5 ist die mindestens eine Statorlamelle 151 an dem Radnabenträger 5 drehfest und axial verschiebbar angeordnet. In den Figuren 1 bis 3 ist die mindestens eine Rotorlamelle 152 an dem Planetenträger P1 des Eingangsplanetengetriebes 3a drehfest und axial verschiebbar angeordnet. Die Lamellenbremse der Figuren 1 bis 3 ist somit als mittelschnelllaufende Lamellenbremse ausgebildet, bei der die mindestens eine Rotorlamelle 152 mit der Drehzahl des Planetenträgers P1 dreht. In den Figuren 4 und 5 ist die mindestens eine Rotorlamelle 152 an der Sonnenradwelle S1 des Eingangsplanetengetriebes 3a drehtest und axial verschiebbar angeordnet. Die Lamellenbremse der Figuren 4 und 5 ist somit als schnelllaufende Lamellenbremse ausgebildet, bei der die mindestens eine Rotorlamelle 152 mit der Drehzahl der als Sonnenradwelle S1 ausgebildeten Eingangswelle 11 des Untersetzungsgetriebes 3 dreht. In the illustrated exemplary embodiments, the braking device 150 is in the form of a multi-plate brake which has at least one stator plate 151 and one rotor plate 152 . In FIGS. 1 to 5, the at least one stator plate 151 is arranged on the wheel hub carrier 5 in a rotationally fixed and axially displaceable manner. In FIGS. 1 to 3, the at least one rotor disk 152 is arranged on the planetary carrier P1 of the input planetary gear 3a in a rotationally fixed and axially displaceable manner. The multi-disc brake of FIGS. 1 to 3 is thus designed as a medium-speed multi-disk brake in which the at least one rotor disk 152 rotates at the speed of the planetary carrier P1. In Figures 4 and 5, the at least one Rotor disk 152 on the sun gear shaft S1 of the input planetary gear 3a is arranged such that it can rotate and be axially displaceable. The multi-disk brake of FIGS. 4 and 5 is thus designed as a high-speed multi-disk brake in which the at least one rotor disk 152 rotates at the speed of the input shaft 11 of the reduction gear 3, which is designed as a sun gear shaft S1.
In den Figuren 1 bis 5 ist die Bremseinrichtung 150 als Federspeicherbremse ausgebildet, die von einer Federeinrichtung 160 in Richtung einer Bremsstellung und von einem Löseaktuator 161 in Richtung einer Lösestellung beaufschlagt ist. In FIGS. 1 to 5, the braking device 150 is designed as a spring-loaded brake, which is acted upon by a spring device 160 in the direction of a braking position and by a release actuator 161 in the direction of a release position.
In den Figuren 1 bis 5 ist die Federspeicherbremse hydraulisch in die Lösestellung beaufschlagbar. Der Löseaktuator 161 ist hierzu als Bremskolben 162 ausgebildet, der von einem in einem Bremslösedruckraum 163 anstehenden hydraulischen Bremslösedruck in Richtung der Lösestellung beaufschlagt ist. In FIGS. 1 to 5, the spring-loaded brake can be hydraulically loaded into the release position. For this purpose, the release actuator 161 is designed as a brake piston 162 which is acted upon by a hydraulic brake release pressure present in a brake release pressure chamber 163 in the direction of the release position.
Alternativ kann die Federspeicherbremse elektrisch, beispielsweise mittels eines Magneten, in die Lösestellung beaufschlagbar ausgeführt sein. Alternatively, the spring-loaded brake can be designed so that it can be acted upon electrically, for example by means of a magnet, into the release position.
Der Bremskolben 162 ist in den Figuren 1 bis 5 koaxial zur Eingangswelle 11 des Untersetzungsgetriebes 3 angeordnet. The brake piston 162 is arranged coaxially to the input shaft 11 of the reduction gear 3 in FIGS.
In den Figuren 1 , 2 und 4 ist der Löseaktuator 161 in dem Motorgehäusedeckel 24 angeordnet, mit dem der Antriebsmotor 2 an dem Radnabenträger 5 befestigt ist In FIGS. 1, 2 and 4, the release actuator 161 is arranged in the motor housing cover 24, with which the drive motor 2 is attached to the wheel hub carrier 5
Der Motorgehäusedeckel 24 ist hierfür mit einer gestuften Längsbohrung 164 versehen ist, in der der als Stufenkolben ausgebildete Bremskolben 162 längsverschiebbar angeordnet ist. Zwischen der Längsbohrung 164 und dem Bremskolben 162 ist weiterhin der Bremslösedruckraum 163 ausgebildet. For this purpose, the motor housing cover 24 is provided with a stepped longitudinal bore 164 in which the brake piston 162 embodied as a stepped piston is arranged in a longitudinally displaceable manner. Furthermore, the brake release pressure chamber 163 is formed between the longitudinal bore 164 and the brake piston 162 .
Zur Beaufschlagung des Bremslösedruckraums 163 mit dem Bremslösedruck ist in dem Motorgehäuse 13 des Antriebsmotors 2 eine den Bremslösedruck führende Bremsdruckleitung 165 angeordnet, die von dem Bremslösedruckraum 163 zu einem Bremsenanschluss 166 am Motorgehäuse 13 geführt ist. In den Figuren 1, 2 und 4 ist der Bremsenanschluss 166 an dem Motorgehäusedeckel 25 angeordnet. Die Bremsdruckleitung 165 ist von einer radial angeordneten Bohrung 170 in dem Motorgehäusedeckel 24 gebildet, die mit dem Bremslösedruckraum 163 verbunden ist, einer in dem Gehäuseteil 23 angeordneten axial angeordneten Bohrung 171 , die mit der Bohrung 170 verbunden ist, und einer Bohrung 172 in dem Motorgehäusedeckel 25, die mit der Bohrung 171 und dem Bremsenanschluss 166 verbunden ist. To apply the brake release pressure to the brake release pressure chamber 163 , a brake pressure line 165 carrying the brake release pressure is arranged in the motor housing 13 of the drive motor 2 and leads from the brake release pressure chamber 163 to a brake connection 166 on the motor housing 13 . The brake connection 166 is arranged on the motor housing cover 25 in FIGS. The brake pressure line 165 is of a radially arranged bore 170 in the Motor housing cover 24 is formed, which is connected to the brake release pressure chamber 163, an axially arranged bore 171 which is arranged in the housing part 23 and which is connected to the bore 170, and a bore 172 in the motor housing cover 25 which is connected to the bore 171 and the brake connection 166 is.
In den Figuren 3 und 5 ist der Löseaktuator 161 in dem Radnabenträger 5 angeordnet The release actuator 161 is arranged in the wheel hub carrier 5 in FIGS
Der Radnabenträger 5 ist hierfür mit einer gestuften Längsbohrung 180 versehen, in der der als Stufenkolben ausgebildete Bremskolben 162 längsverschiebbar angeordnet ist. Zwischen der Längsbohrung 180 und dem Bremskolben 162 ist der Bremslösedruckraum 163 ausgebildet. For this purpose, the wheel hub carrier 5 is provided with a stepped longitudinal bore 180 in which the brake piston 162 embodied as a stepped piston is arranged in a longitudinally displaceable manner. The brake release pressure chamber 163 is formed between the longitudinal bore 180 and the brake piston 162 .
Zur Beaufschlagung des Bremslösedruckraums 163 mit dem Bremslösedruck ist in dem Radnabenträger 5 eine einen Bremslösedruck führende Bremsdruckleitung 190 angeordnet, die von dem Bremslösedruckraum 163 zu einem Verbindungsanschluss 191 am Radnabenträger 5 geführt ist. Der Verbindungsanschluss 191 ist in den Ausführungsbeispielen der Figuren 3 und 5 an der dem Motorgehäusedeckel 24 zugewandten Stirnfläche des Radnabenträgers 5 angeordnet. A brake pressure line 190 carrying a brake release pressure is arranged in the wheel hub carrier 5 to apply the brake release pressure to the brake release pressure chamber 163 . In the exemplary embodiments of FIGS. 3 and 5, the connecting connection 191 is arranged on the end face of the wheel hub carrier 5 facing the motor housing cover 24 .
An den Verbindungsanschluss 191 des Radnabenträgers 5 ist eine in dem Motorgehäuse 13 des Antriebsmotors 2 angeordnete Bremsdruckleitung 200 angeschlossen, die zu einem Bremsenanschluss 201 am Motorgehäuse 13 geführt ist. In den Figuren 3 und 5 ist der Bremsenanschluss 201 an dem Motorgehäusedeckel 25 angeordnet. Die Bremsdruckleitung 200 ist von einer radial angeordneten Bohrung 202 in dem Motorgehäusedeckel 24 gebildet, die mit dem Verbindungsanschluss 191 verbunden ist, einer in dem Gehäuseteil 23 angeordneten axial angeordneten Bohrung 203, die mit der Bohrung 202 verbunden ist, und einer Bohrung 204 in dem Motorgehäusedeckel 25, die mit der Bohrung 203 und dem Bremsenanschluss 201 verbunden ist. A brake pressure line 200 which is arranged in the motor housing 13 of the drive motor 2 and is routed to a brake connection 201 on the motor housing 13 is connected to the connection connection 191 of the wheel hub carrier 5 . The brake connection 201 is arranged on the motor housing cover 25 in FIGS. The brake pressure line 200 is formed by a radially arranged bore 202 in the motor housing cover 24, which is connected to the connection port 191, an axially arranged bore 203 arranged in the housing part 23, which is connected to the bore 202, and a bore 204 in the motor housing cover 25, which is connected to the bore 203 and the brake connection 201.
In den Figuren 1, 2 und 4 stützen sich die Lamellen der Bremseinrichtung 150 in der Bremsstellung der Bremseinrichtung 150 an einer Anschlagscheibe 210 ab, die gegenüberliegend zu dem Bremskolben 162 angeordnet ist und in dem Radnabenträger 5 drehfest und axial gesichert befestigt ist. In den Figuren 3 und 5 stützen sich die Lamellen der Bremseinrichtung 150 in der Bremsstellung der Bremseinrichtung 150 an einer Anschlagfläche 215 ab, die gegenüberliegend zu dem Bremskolben 162 angeordnet ist und an dem Radnabenträger 5 ausgebildet ist. In FIGS. 1, 2 and 4, the discs of the braking device 150 are supported in the braking position of the braking device 150 on a stop disk 210 which is arranged opposite the brake piston 162 and is fixed in the wheel hub carrier 5 in a rotationally fixed and axially secured manner. In FIGS. 3 and 5, the disks of the braking device 150 are supported on a stop surface 215 in the braking position of the braking device 150, which is arranged opposite the brake piston 162 and is formed on the wheel hub carrier 5.
In den Figuren 1, 3 bis 5 ist die den Bremskolben 162 in die Bremsstellung betätigende Federeinrichtung 160 von einer einzelnen Tellerfeder 220 gebildet. Die Tellerfeder 220 ist hierzu an dem Motorgehäusedeckel 24 abgestützt und beaufschlagt den Bremskolben 162 nach in den Figuren 1 , 3 bis 5 rechts in die Bremsstellung. In FIGS. 1, 3 to 5, the spring device 160 that actuates the brake piston 162 into the braking position is formed by a single plate spring 220. FIG. For this purpose, the plate spring 220 is supported on the motor housing cover 24 and acts on the brake piston 162 on the right in FIGS. 1, 3 to 5 into the braking position.
In der Figur 2 ist die den Bremskolben 162 in die Bremsstellung betätigende Federeinrichtung 160 von mehreren Tellerfeder 221, 222, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Tellerfedern, gebildet, die einer seriellen Stapelung angeordnet sind. Die Tellerfeder 221 ist hierzu an dem Motorgehäusedeckel 24 abgestützt und die an der Tellerfeder 221 abgestützte Tellerfeder 22 beaufschlagt den Bremskolben 162 nach in der Figur 2 rechts in die Bremsstellung. In FIG. 2, the spring device 160 that actuates the brake piston 162 into the braking position is formed by a plurality of disk springs 221, 222, two disk springs in the exemplary embodiment shown, which are arranged in a serial stack. For this purpose, the plate spring 221 is supported on the motor housing cover 24 and the plate spring 22 supported on the plate spring 221 acts on the brake piston 162 to the right in FIG. 2 into the braking position.
Mehrere Tellerfedern gemäß der Figur 2 können ebenfalls in den Ausführungsformen der Figuren 3 bis 5 verwendet werden. Several disk springs according to FIG. 2 can also be used in the embodiments of FIGS. 3 to 5.

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Radnabenantrieb (1 ), insbesondere Turasantrieb, umfassend einen Antriebsmotor (2), ein von dem Antriebsmotor (2) angetriebenes Untersetzungsgetriebe (3), eine von dem Untersetzungsgetriebe (3) angetriebene Nabe (6), insbesondere ein Turasrad (4), einen Nabenträger (5) und eine Bremseinrichtung (150), dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (2) eine Abtriebswelle (16) aufweist, die koaxial zu einer Eingangswelle (11 ) des Untersetzungsgetriebes (3) angeordnet ist und die Bremseinrichtung (150) in axialer Richtung zwischen dem Antriebsmotor (2) und dem Untersetzungsgetriebe (3) und in radialer Richtung innerhalb des Radnabenträgers (5) angeordnet ist. 1. Wheel hub drive (1), in particular a sprocket drive, comprising a drive motor (2), a reduction gear (3) driven by the drive motor (2), a hub (6) driven by the reduction gear (3), in particular a sprocket wheel (4), a hub carrier (5) and a braking device (150), characterized in that the drive motor (2) has an output shaft (16) which is arranged coaxially to an input shaft (11) of the reduction gear (3) and the braking device (150) in is arranged in the axial direction between the drive motor (2) and the reduction gear (3) and in the radial direction inside the wheel hub carrier (5).
2. Radnabenantrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (3) als mehrstufiges Planetengetriebe (3a, 3b, 3c) ausgebildet ist, wobei die Eingangswelle (11 ) des Untersetzungsgetriebes (3) als Sonnenradwelle (S1 ) eines Eingangsplanetengetriebes (3a) ausgebildet ist, und dass die Bremseinrichtung (150) als Lamellenbremse ausgebildet ist, die mindestens eine Statorlamelle (151 ) und eine Rotorlamelle (152) aufweist, wobei die mindestens eine Statorlamelle (151 ) an dem Radnabenträger (5) drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist und die mindestens eine Rotorlamelle (152) an der Sonnenradwelle (S1 ) des Eingangsplanetengetriebes (3a) oder einem Planetenträger (P1 ) des Eingangsplanetengetriebes (3a) drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist. 2. Wheel hub drive according to claim 1, characterized in that the reduction gear (3) is designed as a multi-stage planetary gear (3a, 3b, 3c), the input shaft (11) of the reduction gear (3) as a sun wheel shaft (S1) of an input planetary gear (3a) is designed, and that the braking device (150) is designed as a disk brake, which has at least one stator disk (151) and a rotor disk (152), wherein the at least one stator disk (151) is non-rotatably and axially displaceably arranged on the wheel hub carrier (5). and the at least one rotor disk (152) on the sun gear shaft (S1) of the input planetary gear (3a) or a planetary carrier (P1) of the input planetary gear (3a) is non-rotatably and axially displaceable.
3. Radnabenantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (150) als Federspeicherbremse ausgebildet ist, die von einer Federeinrichtung (160) in Richtung einer Bremsstellung und von einem Löseaktuator (161 ) in Richtung einer Lösestellung beaufschlagt ist. 3. Wheel hub drive according to claim 1 or 2, characterized in that the braking device (150) is designed as a spring-loaded brake which is acted upon by a spring device (160) in the direction of a braking position and by a release actuator (161) in the direction of a release position.
4. Radnabenantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federspeicherbremse hydraulisch in die Lösestellung beaufschlagbar ist und der Löseaktuator (161 ) als Bremskolben (162) ausgebildet ist, der von einem in einem Bremslösedruckraum (163) anstehenden hydraulischen Bremslösedruck in Richtung einer Lösestellung beaufschlagt ist. 4. Wheel hub drive according to claim 3, characterized in that the spring-loaded brake can be acted upon hydraulically into the release position and the release actuator (161) is designed as a brake piston (162) which is acted upon in the direction of a release position by a hydraulic brake release pressure present in a brake release pressure chamber (163). is.
5. Radnabenantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskolben (162) koaxial zur Eingangswelle (11) des Untersetzungsgetriebes (3) angeordnet ist. 5. Wheel hub drive according to claim 4, characterized in that the brake piston (162) is arranged coaxially to the input shaft (11) of the reduction gear (3).
6. Radnabenantrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (2) mit einem Motorgehäusedeckel (24) an dem Radnabenträger (5) befestigt ist, wobei der Löseaktuator (161) in dem Motorgehäusedeckel (24) angeordnet ist. 6. Wheel hub drive according to one of claims 3 to 5, characterized in that the drive motor (2) is fastened to the wheel hub carrier (5) with a motor housing cover (24), the release actuator (161) being arranged in the motor housing cover (24).
7. Radnabenantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorgehäusedeckel (24) mit einer Längsbohrung (164) versehen ist, in der der Bremskolben (162) längsverschiebbar angeordnet ist, wobei zwischen der Längsbohrung (164) und dem Bremskolben (162) der Bremslösedruckraum (163) ausgebildet ist. 7. Wheel hub drive according to claim 6, characterized in that the motor housing cover (24) is provided with a longitudinal bore (164) in which the brake piston (162) is arranged to be longitudinally displaceable, with the longitudinal bore (164) and the brake piston (162) being Brake release pressure chamber (163) is formed.
8. Radnabenantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Motorgehäuse (13) des Antriebsmotors (2) eine einen Bremslösedruck führende Bremsdruckleitung (165) angeordnet ist, die von dem Bremslösedruckraum (163) zu einem Bremsenanschluss (166) am Motorgehäuse (13) geführt ist. 8. Wheel hub drive according to Claim 7, characterized in that a brake pressure line (165) carrying a brake release pressure is arranged in a motor housing (13) of the drive motor (2) and extends from the brake release pressure chamber (163) to a brake connection (166) on the motor housing (13 ) is led.
9. Radnabenantrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Löseaktuator (161) in dem Radnabenträger (5) angeordnet ist. 9. Wheel hub drive according to one of claims 3 to 5, characterized in that the release actuator (161) is arranged in the wheel hub carrier (5).
10. Radnabenantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Radnabenträger (5) mit einer Längsbohrung (180) versehen ist, in der der Bremskolben (162) längsverschiebbar angeordnet ist, wobei zwischen der Längsbohrung (180) und dem Bremskolben (162) der Bremslösedruckraum (163) ausgebildet ist. 10. Wheel hub drive according to claim 9, characterized in that the wheel hub carrier (5) is provided with a longitudinal bore (180) in which the brake piston (162) is arranged to be longitudinally displaceable, with the longitudinal bore (180) and the brake piston (162) being Brake release pressure chamber (163) is formed.
11. Radnabenantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Radnabenträger (5) eine einen Bremslösedruck führende Bremsdruckleitung (190) angeordnet ist, die von dem Bremslösedruckraum (164) zu einem Verbindungsanschluss (191) am Radnabenträger (5) geführt ist. 11. Wheel hub drive according to claim 10, characterized in that a brake pressure line (190) carrying a brake release pressure is arranged in the wheel hub carrier (5) and is routed from the brake release pressure chamber (164) to a connection port (191) on the wheel hub carrier (5).
12. Radnabenantrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an den Verbindungsanschluss (191 ) des Radnabenträgers (5) eine in dem Motorgehäuse (13) des Antriebsmotors (2) angeordnete Bremsdruckleitung (200) angeschlossen ist, die zu einem Bremsenanschluss (201) am Motorgehäuse (13) geführt ist. 12. Wheel hub drive according to claim 11, characterized in that a brake pressure line (200) arranged in the motor housing (13) of the drive motor (2) is connected to the connection connection (191) of the wheel hub carrier (5) and leads to a brake connection (201) on the Motor housing (13) is guided.
13. Radnabenantrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (160) von mindestens einer Tellerfeder (220; 221 , 222) gebildet ist. 13. Wheel hub drive according to one of claims 3 to 12, characterized in that the spring device (160) is formed by at least one plate spring (220; 221, 222).
14. Radnabenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (2) als Elektromotor (12) ausgebildet ist und der Elektromotor (12) zur Kühlung mit einer Flüssigkeitskühlung versehen ist, die einen Kühlfuidkreislauf umfasst. 14. Wheel hub drive according to one of claims 1 to 13, characterized in that the drive motor (2) is designed as an electric motor (12) and the electric motor (12) is provided for cooling with a liquid cooling system comprising a cooling fluid circuit.
15. Radnabenantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskühlung des Elektromotors (12) eine Abtriebswellenkühlung aufweist, wobei die Abtriebswellenkühlung einen Axialkanal (50) in der Abtriebswelle (16) aufweist, der als Kühlmittelkanal für ein Kühlfluid, insbesondere Öl, der Flüssigkeitskühlung ausgebildet ist und mit einem Kühlfluidzulauf (60) und einem Kühlfluidablauf (61) verbunden ist. 15. Wheel hub drive according to claim 14, characterized in that the liquid cooling of the electric motor (12) has an output shaft cooling system, wherein the output shaft cooling system has an axial channel (50) in the output shaft (16) which is used as a coolant channel for a cooling fluid, in particular oil, of the liquid cooling system is formed and is connected to a cooling fluid inlet (60) and a cooling fluid outlet (61).
16. Radnabenantrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialkanal (50) als zentrische Sackbohrung in der Abtriebswelle (16) ausgebildet ist, in der ein Rohr (52) konzentrisch angeordnet ist, wobei zwischen dem Rohr (52) und der Sackbohrung ein Ringspalt (53) ausgebildet ist und der Rohrinnenraum mit dem Ringspalt (53) in Strömungsverbindung steht, wobei das Rohr (52) an den Kühlfluidzulauf (60) des Kühlfluidkreislaufs angeschlossen ist und der Ringspalt (53) mit dem Kühlfluidablauf (61) des Kühlfluidkreislaufs verbunden ist. 7. Radnabenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskühlung des Elektromotors (12) eine Statorkühlung eines in dem Motorgehäuse (13) angeordneten Stators (14) aufweist. 8. Radnabenantrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (13) mit einem sich entlang des Stators (14) erstreckenden 22 16. Wheel hub drive according to claim 15, characterized in that the axial channel (50) is designed as a central blind bore in the output shaft (16), in which a tube (52) is arranged concentrically, with between the tube (52) and the blind bore a annular gap (53) and the interior of the tube is flow-connected to the annular gap (53), the tube (52) being connected to the cooling fluid inlet (60) of the cooling fluid circuit and the annular gap (53) being connected to the cooling fluid outlet (61) of the cooling fluid circuit is. 7. Wheel hub drive according to one of claims 1 to 16, characterized in that the liquid cooling of the electric motor (12) has a stator cooling of a motor housing (13) arranged stator (14). 8. Wheel hub drive according to claim 17, characterized in that the motor housing (13) with a along the stator (14) extending 22
Kühlmittelkanal (110) für ein Kühlfluid, insbesondere Öl, der Flüssigkeitskühlung versehen ist. Radnabenantrieb nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kühlmittelkanal (110) von einem ersten Wickelkopf (14a) des Stators (14) zu einem zweiten Wickelkopf (14b) des Stators (14) erstreckt. Radnabenantrieb nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal (110) mit dem am Motorgehäuse (13) angeordnete Kühlfluidzulauf (100) und dem am Motorgehäuse (13) angeordneten Kühlfluidablauf (101 ) verbunden ist. Radnabenantrieb nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal (110) als Spiralnut ausgebildet ist, die in einem in radialer Richtung zwischen dem Stator (14) und dem Motorgehäuse (13) angeordneten Hülse (115) ausgebildet ist. Kettenfahrzeug mit mindestens einem Radnabenantrieb (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche. Kettenfahrzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenfahrzeug ein elektrisches, insbesondere batterie-elektrisches, Antriebssystem aufweist, bei dem eine Traktionsbatterie den Elektromotor des Radnabenantriebs (1) mit elektrischer Energie versorgt. Coolant channel (110) for a cooling fluid, in particular oil, which is provided with liquid cooling. Wheel hub drive according to Claim 18, characterized in that the coolant channel (110) extends from a first winding overhang (14a) of the stator (14) to a second winding overhang (14b) of the stator (14). Wheel hub drive according to Claim 18 or 19, characterized in that the coolant channel (110) is connected to the cooling fluid inlet (100) arranged on the motor housing (13) and the cooling fluid outlet (101) arranged on the motor housing (13). Wheel hub drive according to one of Claims 18 to 20, characterized in that the coolant channel (110) is designed as a spiral groove which is designed in a sleeve (115) arranged in the radial direction between the stator (14) and the motor housing (13). Tracked vehicle with at least one wheel hub drive (1) according to one of the preceding claims. Tracked vehicle according to Claim 22, characterized in that the tracked vehicle has an electrical, in particular battery-electric, drive system in which a traction battery supplies the electric motor of the wheel hub drive (1) with electrical energy.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20090078528A1 (en) * 2005-08-01 2009-03-26 Nobuo Uzawa Drum rotating apparatus for use on construction machines
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EP3539813A1 (en) * 2018-03-14 2019-09-18 Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co. Ltd. Reducer

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