DE10121372A1 - Allradangetriebenes Kraftfahrzeug, insbesondere militärisches Kraftfahrzeug, mit dieselelektrischer Antriebsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Ein allradangetriebenes Kraftfahrzeug, insbesondere militärisches Kraftfahrzeug, das für die Teilnahme am öffentlichen Straßenverkehr zugelassen ist, mit dieselelektrischer Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung weist einen von einem Dieselmotor angetriebenen elektrischen Generator auf sowie mehrere jeweils einem der Antriebsräder (2) zugeordnete und diese über ein Untersetzungsgetriebe (7) antreibende, an den Generator angeschlossene Elektromotoren. Jeder Elektromotor (8) ist zusammen mit dem Untersetzungsgetriebe (7) und der Bremsvorrichtung (9) als kompaktes Radmodul (RM) aufgebaut, das in die Radnabe eines Antriebsrades (2) integriert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein allradangetriebenes Kraftfahrzeug, insbe­ sondere ein militärisches Kraftfahrzeug, mit dieselelektrischer An­ triebsvorrichtung, wobei die Antriebsvorrichtung einen von einem Dieselmotor angetriebenen elektrischen Generator aufweist sowie mehrere, jeweils einem der Antriebsräder zugeordnete und diese über ein Untersetzungsgetriebe antreibende, an den Generator an­ geschlossene Elektromotoren.

Militärische Fahrzeuge mit Kettenantrieb und einer dieselelektrischen Antriebsvorrichtung sind allgemein bekannt und beispielsweise in DE 195 37 945 A1 und EP 0 825 411 B1 beschrieben. Bei diesen bekannten Kettenfahrzeugen sind die Elektromotoren im allgemeinen innerhalb des Fahrzeugs koaxial zu den Kettenantriebsrädern angeordnet und treiben diese über eine Antriebswelle und ein Unter­ setzungsgetriebe an.

Es ist weiterhin in US-4325451 A ein allradangetriebenes, als Muldenkipper ausgebildetes Kraftfahrzeug mit dieselelektrischer Antriebsvorrichtung beschrieben, bei dem die Elektromotoren innerhalb der Antriebsräder angeordnet sind. Die Konstruktion ist jedoch aufwendig und beansprucht viel Platz.

Zur Zeit besitzt innerhalb der Bundesrepublik Deutschland noch kein dieselelektrisch angetriebenes Rad- oder Kettenfahrzeug die Zulas­ sung für den öffentlichen Straßenverkehr.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein allradangetriebenes Kraftfahrzeug, insbesondere ein militärisches Kraftfahrzeug, mit den eingangs und im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen zu schaffen, bei dem die elektrischen Antriebsmotoren so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie sehr wenig Platz beanspru­ chen, wobei der Aufbau derart sein sollte, daß alle Forderungen be­ züglich der Zulassung für den öffentlichen Straßenverkehr erfüllbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Elektromotoren innerhalb eines kompakten Radmoduls, das außerdem das Unterset­ zungsgetriebe und die Bremsvorrichtung enthält, derart in die Rad­ nabe des jeweiligen Antriebsrades zu integrieren, daß die Radnabe hinsichtlich ihrer Dimensionen und ihrer Befestigungsart so ausgebilet sein kann, daß sie in eine übliche Standardfelge eines Kraftfahrzeug­ rades einsetzbar und dort befestigbar ist.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug hat den Vorteil, daß eine Op­ timierung des Fahrzeuginnenraumes möglich ist, in dem beispiels­ weise das dieselelektrische Aggregat, bestehend aus Dieselmotor und elektrischem Generator, unter der Motorhaube des Fahrzeugs angeordnet wird und dann keinerlei weitere Einzelkomponenten des Antriebs innerhalb des Fahrzeuginnenraumes vorhanden sind, so daß dieser vollständig als Lade- und Mannschaftsraum zur Verfügung steht. Durch die kompakte Ausbildung des Radmoduls ist es weiter­ hin mit einfachen Mitteln möglich, eine Trennvorrichtung zur Abkop­ pelung des Untersetzungsgetriebes vom Elektromotor vorzusehen, die im Notbetrieb, beispielsweise nach Ausfall eines Elektromotors, betätigt werden kann. Es ist weiterhin möglich, das Radmodul so aufzubauen, daß die verschiedenen Baugruppen des Radmoduls zum Zwecke des Ersatzes von Verschleißteilen und für erforderliche Repa­ raturarbeiten leicht zugänglich und demontierbar sind. Da das Rad­ modul in eine Standardfelge einbaubar ist, sind keinerlei aufwendige Sonderkonstruktionen von Rad und Karosserie notwendig. Die Einzel­ radaufhängung kann an das Radmodul unter Berücksichtigung der Forderungen nach einem akzeptablen Lenkrollradius, Federweg und Wendekreis angebunden werden. Weiterhin ist es möglich, alle Ka­ bel- und Leitungsführungen für die Stromversorgung und Kühlung des Elektromotors sowie Leitungen und Ventile einer Reifendruck­ regelanlage und die Leitungen für einen Raddrehzahlgeber des Anti- Blockier-Systems in das Radmodul zu integrieren. Die Bremsvorrich­ tung kann als Mischbremsanlage, bestehend aus einem elektrischen und mechanischen Anteil, ausgeführt sein.

Der erfindungsgemäße Aufbau des Kraftfahrzeugs hat weiterhin den Vorteil, daß eine Erweiterung zu einem mehrachsigen Fahrzeug problemlos realisierbar ist.

Im folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen Ausfüh­ rungsbeispiele für ein Kraftfahrzeug nach der Erfindung näher er­ läutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 bis 4 in Seitenansicht, Draufsicht, Vorderansicht und Rückansicht ein militärisches Kraftfahrzeug als Ganzes;

Fig. 5 in einer explodierten, perspektivischen Darstellung ein Rad mit Radaufhängung des Fahrzeugs nach den Fig. 1 bis 4 mit in die Radnabe integriertem Radmodul;

Fig. 6 in einer perspektivischen Zusammenbauzeichnung das Rad mit Radmodul nach Fig. 5;

Fig. 7 einen Axialschnitt in vertikaler Ebene durch Rad und Radaufhängung nach Fig. 5 und 6;

Fig. 8 in einer Darstellung analog Fig. 5 eine Variante der Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 7;

Fig. 9 in einer Darstellung analog Fig. 6 die Ausführungsform nach Fig. 8;

Fig. 10 in einer Darstellung analog Fig. 7 die Variante nach Fig. 8 und 9;

Fig. 11 in einer nur teilweise geschnittenen Darstellung analog Fig. 10 eine weitere Variante der Ausführungsform nach den Fig. 8 bis 10.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen ein allradangetriebenes militärisches Kraftfahr­ zeug mit einem Wagenkasten 1, einer Motorhaube 1.1 und vier an­ getriebenen Rädern 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, die in nicht genauer darge­ stellten Weise in Einzelradaufhängung am Fahrzeugchassis befestigt sind. Das Fahrzeug besitzt eine dieselelektrische Antriebsvorrichtung, die einen von einem Dieselmotor angetriebenen elektrischen Genera­ tor aufweist, der im folgenden nicht näher beschrieben ist und bei­ spielsweise unter der Motorhaube 1.1 angeordnet sein kann. Im Heckbereich besitzt das Fahrzeug eine Klappe 1.2 zum Beladen und zum Ein- und Ausstieg der Mannschaft. Die Antriebsräder 2.1-2.4 werden jeweils über Untersetzungsgetriebe von Elektromotoren an­ getrieben, die an den Generator angeschlossen sind.

Aufbau und Anordnung dieser Komponenten des Antriebs werden im folgenden anhand der Fig. 5 bis 11 näher erläutert.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 7 ist innerhalb der Felge 3 des in diesen Figur lediglich mit Bezugsziffer 2 bezeichneten Rades eine Radnabe einsetzbar, die als kompaktes Radmodul RM ausgebildet ist, und in dieses Radmodul sind in der Reihenfolge von außen nach innen ein Planetenuntersetzungsgetriebe 7, ein Elektro­ motor 8 und eine Bremsvorrichtung 9 koaxial zueinander angeordnet. Fig. 5 ist diese prinzipielle Anordnung gut zu entnehmen. Wie Fig. 6 zu entnehmen, besitzt die Radaufhängung einen Achsschenkel 4 mit Achszapfen 4.1 sowie einen Querlenker 5 und einen Achsträger 6, an dem ein Raumlenker 14 angreift. Weitere an sich bekannte Komponenten einer Radaufhängung und -federung sind in den Figuren nicht dargestellt.

Die Bremsvorrichtung umfaßt eine Betriebsbremse 9.1 und eine Feststellbremse 9.2 an sich bekannter Bauart.

Weitere Einzelheiten des Radmoduls RM sind Fig. 7 zu entnehmen. Das Radnabengehäuse 11 ist über Lager 12.1 und 12.3 auf Achs­ schenkel 4 und Achszapfen 4.1 gelagert. Auf den Achszapfen 4.1 ist der Ständer 8.1 des Elektromotors aufgesteckt, während der Läufer 8.2 über Lager 12.2 drehbar gelagert ist. An der Außenseite des Elektromotors 8 ist das Planetenuntersetzungsgetriebe 7 angeordnet, dessen Eingang an den Läufer 8.2 des Elektromotors angekoppelt ist. Wie leicht ersichtlich, kann nach dem Abnehmen des Rades 2 mit Felge 3 die Radnabe in der auch aus Fig. 5 ersichtlichen Weise de­ montiert werden, und die einzelnen Komponenten können voneinan­ der getrennt werden.

Bei den in Fig. 5 bis 7 dargestellten Ausführungsformen sind sämtli­ che elektrischen und hydraulischen Leitungen zum und vom Radmo­ dul RM in nur angedeuteter Weise durch den Achsschenkel 4 und aus diesem heraus geführt. Hierzu besitzt der Achsschenkel 4 an der Innenseite einen Rohrstutzen 4.2, an den sich ein Schutzrohr 10 an­ schließt, durch welches die Kabel und Leitungen 10.1 geführt sind. Durch dieses Schutzrohr können sowohl die elektrischen Leitungen zum Antrieb des Elektromotors 8 und die hydraulischen Leitungen zu seiner Kühlung geführt sein und ebenso Leitungen einer Reifendruck­ regelanlage und Kabel für einen Raddrehzahlgeber, die beide in nicht eigens dargestellter Weise in das Radmodul integriert sein können.

In den Fig. 8 bis 10 ist eine Variante der Ausführungsform nach den Fig. 6 bis 7 dargestellt, die sich von der oben beschriebenen Aus­ führungsform im wesentlichen nur durch eine etwas andere Führung der Leitungen und Kabel unterscheidet. Aus diesem Grund sind bei dieser Ausführungsform in den Fig. 8 bis 10 alle Bauteile, die genau der Ausführungsform nach Fig. 5 bis 7 entsprechen, mit den glei­ chen Bezugsziffern bezeichnet und werden im folgenden nicht mehr genauer erläutert.

Die Führung der Kabel und Leitungen erfolgt bei dieser Ausfüh­ rungsform durch den Achsschenkel 4' und den Achsträger 6'. Dies ist in Fig. 10 mit den durch den Achsschenkel 4' und den Achsträ­ ger 6' über den Raumlenker 14' zum nicht dargestellten Gehäuse hindurchgeführten Kabeln und Leitungen 10.1' angedeutet.

Fig. 11 zeigt eine weitere Variante der Ausführungsform nach den Fig. 8 bis 10, wobei wiederum alle Teile, die genau der Ausführungs­ form nach den Fig. 8 bis 10 entsprechen, mit den gleichen Bezugs­ ziffern versehen sind.

Die Ausführungsform nach Fig. 11 ist zusätzlich mit einer von außen manuell bedienbaren Trennvorrichtung 13 zur Abkoppelung des Pla­ netenuntersetzungsgetriebes 7 vom Elektromotor 8 versehen. Durch Betätigen der Trennvorrichtung in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung wird beispielsweise beim Ausfall des Elektromotors dieser vom Getriebe entkoppelt. Auch eine elektrische oder pneumatische Trennung von der Innenseite des Fahrzeugs her ist realisierbar.

Claims (11)

1. Allradangetriebenes Kraftfahrzeug, insbesondere militärisches Kraftfahrzeug, mit dieselelektrischer Antriebsvorrichtung, wobei die Antriebsvorrichtung einen von einem Dieselmotor angetriebe­ nen elektrischen Generator aufweist sowie mehrere jeweils einem der Antriebsräder zugeordnete und diese über ein Untersetzungs­ getriebe antreibende, an den Generator angeschlossene Elektro­ motoren, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Elektromotor (8) zu­ sammen mit dem Untersetzungsgetriebe (7) und der Bremsvorrich­ tung (9) als kompaktes Radmodul RM aufgebaut ist, das in die Radnabe eines Antriebsrades (2) integriert ist.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einzel­ radaufhängung, wobei die Radnabe mit dem integrierten Radmodul (RM) in eine Standardfelge (2) eingesetzt ist.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Radmodul (RM) von außen nach innen erst das Unterset­ zungsgetriebe (7), dann der Elektromotor (8) und anschließend die Bremsvorrichtung (9) koaxial zueinander angeordnet sind und diese Komponenten voneinander trennbar und demontierbar sind.

4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung (9) eine elektrische Betriebsbremse, eine me­ chanische Betriebsbremse (9.1) sowie eine Feststellbremse (9.2) umfaßt.

5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 oder 4, gekennzeich­ net durch eine Trennvorrichtung (13) zur Abkopplung des Unter­ setzungsgetriebes (7) vom Elektromotor (8).

6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtug (13) von der Außenseite des Rades (2) her be­ tätigbar ist.

7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sämtliche elektrischen und hydraulischen Lei­ tungen (10 a') zum und vom Radmodul (RM) durch den Achs­ schenkel (4'), den Achsträger (6') und den Raumlenker (14') der Radaufhängung geführt sind.

8. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sämtliche elektrischen und hydraulischen Lei­ tungen (10a) zum und vom Radmodul (RM) durch ein aus dem Achsschenkel (4) der Radaufhängung herausgeführtes Schutzrohr (10) geführt sind.

9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (10a, 10 a') zum und vom Radmodul (RM) die Kabel für die Stromversorgung und die Leitungen für die Kühlung des Elektromotors (8) umfassen.

10. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in das Radmodul (RM) die Leitungen und Ven­ tile einer Reifendruckregelanlage integriert sind.

11. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in das Radmodul (RM) ein Raddrehzahlgeber des Anti-Blockiersystems mit den zu ihm führenden Leitungen integriert ist.