Radnabenantrieb, insbesondere Turasantrieb

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.

Als Turasantriebe ausgebildete Radnabenantriebe werden in Ketten- bzw. Raupenfahrzeugen, beispielsweise in mobilen Baumaschinen, wie Baggern, Planierraupen, mobilen Raupenarbeitsbühnen, mobilen Raupenbohrgeräten oder Dampern, eingesetzt.

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.

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.

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.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radnabenantrieb für ein Ketten- bzw. Raupenfahrzeug zur Verfügung zu stellen, der kompakte Abmessungen aufweist.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Gemäß einer alternativen und ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Löseaktuator in dem Radnabenträger angeordnet.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kettenfahrzeug mit mindestens einem erfindungsgemäßen Radnabenantrieb.

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.

Die Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen:

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.

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.

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.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt

Figur 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radnabenantriebs in einem Längsschnitt und Figur 2 eine Weiterbildung des Radnabenantriebs der Figur 1 in einem Längsschnitt.

Figur 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radnabenantriebs in einem Längsschnitt und

Figur 4 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radnabenantriebs in einem Längsschnitt und

Figur 5 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radnabenantriebs in einem Längsschnitt.

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.

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.

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.

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.

Die als Sonnenradwelle S1 ausgebildete Eingangswelle 11 ist koaxial zur Drehachse D angeordnet. Weiterhin sind die Sonnenradwellen S2, S3 koaxial zur Drehachse D angeordnet.

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.

Die drehbare Abtriebswelle 16 des Antriebsmotors 2 ist koaxial zur Eingangswelle 11 des Untersetzungsgetriebes 3 und somit koaxial zur Drehachse D angeordnet.

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,

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.

Der stirnseitige Motorgehäusedeckel 24 ist an einer Stirnseite des Radnabenträgers 5 befestigt.

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.

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.

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.

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 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.

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.

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.

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.

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 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.

Die Abtriebswellenkühlung der Figuren 1 bis 5 arbeitet wie folgt.

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.

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 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.

Die Statorkühlung der Figuren 1 bis 5 arbeitet wie folgt.

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.

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.

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 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 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.

Alternativ kann die Federspeicherbremse elektrisch, beispielsweise mittels eines Magneten, in die Lösestellung beaufschlagbar ausgeführt sein.

Der Bremskolben 162 ist in den Figuren 1 bis 5 koaxial zur Eingangswelle 11 des Untersetzungsgetriebes 3 angeordnet.

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

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.

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.

In den Figuren 3 und 5 ist der Löseaktuator 161 in dem Radnabenträger 5 angeordnet

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.

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.

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.

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 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 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.

Mehrere Tellerfedern gemäß der Figur 2 können ebenfalls in den Ausführungsformen der Figuren 3 bis 5 verwendet werden.