AT618U1

AT618U1 - WHEEL DRIVE UNIT FOR ELECTRIC VEHICLES

Info

Publication number: AT618U1
Application number: AT0003795U
Authority: AT
Inventors: Karl Ing Friedrich
Original assignee: Steyr Daimler Puch Ag
Priority date: 1995-01-24
Filing date: 1995-01-24
Publication date: 1996-02-26
Also published as: DE29519489U1

Description

AT 000 618 UlAT 000 618 Ul

Die Neuerung handelt von einer Radantriebseinheit für Elektrofahrzeuge, bestehend aus einer Radlagerung, deren Außenteil den stationären Radträger und dessen Innenteil die Radnabe bildet, aus einem an der Fahrzeuginnenseite an den Radträger angeflanschten Untersetzungsgetriebe und aus einem an dessen dem Radträger abgewandter Seite angeflanschtem Elektromotor.The innovation deals with a wheel drive unit for electric vehicles, consisting of a wheel bearing, the outer part of which forms the stationary wheel carrier and the inner part of which forms the wheel hub, a reduction gear unit flanged to the inside of the wheel carrier and an electric motor flanged to the side facing away from the wheel carrier.

Eine solche Einheit hat vielen Anforderungen zu genügen: o Geringer Raumbedarf, somit für minimales Bauvolumen von Motor und Untersetzungsgetriebe optimierte Motordrehzahl, o Verwendung gängiger Fahrzeugräder, Radlagerungen und Bremsen, somit Anordnung von Motor und Getriebe auf der Fahrzeuginnenseite des Rades und geringer Raumbedarf in der Radschüssel, trotzdem auch möglichst geringe Baulänge, o Keine ganz konzentrische Anordnung von Motor und Nabe, damit Einbau in verschiedenen Winkellagen bzw in verschiedenen Fahrzeugen möglich, o Trotz hoher Präzision und Steifigkeit möglichst niedere Herstellkosten und einfacher Zusammenbau, 2 AT 000 618 Ul o Günstiger Anschluß der Radaufhängung, sowohl bei gelenkten als auch bei ungelenkten Rädern.Such a unit has to meet many requirements: o Small space requirement, thus optimized engine speed for a minimal construction volume of the motor and reduction gear, o Use of common vehicle wheels, wheel bearings and brakes, thus arrangement of the motor and transmission on the inside of the wheel and small space requirement in the wheel disc , nevertheless the smallest possible overall length, o No very concentric arrangement of motor and hub, so that installation in different angular positions or in different vehicles is possible, o Despite high precision and rigidity, the lowest possible production costs and simple assembly, 2 AT 000 618 Ul o Favorable connection of Wheel suspension, both with steered and unguided wheels.

Aus der DE-A 41 08 647 ist eine innenliegende Radantriebseinheit mit außerhalb des Radlagers angeordnetem Radträger bekannt, bei der ein Planetengetriebe Verwendung findet. Dieses ist nicht nur konstruktiv sehr aufwendig, es nimmt bei dem erforderlichen Untersetzungsverhältnis auch sehr viel Bauraum in Anspruch und erfordert eine Hohlwelle. Am Getriebekasten ist weit nach oben versetzt der Elektromotor angeflanscht und in großer Entfernung von der Radebene eine Verbindung mit dem Achskörper vorgesehen. Diese Konstruktion genügt obigen Anforderungen somit in keiner Weise.From DE-A 41 08 647 an internal wheel drive unit with a wheel carrier arranged outside the wheel bearing is known, in which a planetary gear is used. This is not only structurally very complex, it also takes up a lot of installation space with the required reduction ratio and requires a hollow shaft. The electric motor is flange-mounted on the gearbox far up and a connection to the axle body is provided at a great distance from the wheel plane. This construction therefore does not meet the above requirements in any way.

Aus der DE-A 42 14 716 ist eine weitere Konstruktion mit außerhalb des Radlagers angeordnetem Radträger bekannt, bei der ein Elektromotor ohne zwischengeschaltetes Getriebe die Nabe antreibt. Naturgemäß ist der Motor sehr groß und es ist zu erkennen, wie schwierig sich dadurch die Unterbringung der Bremsen und der Anschluß an die Radaufhängung gestaltet.From DE-A 42 14 716 another construction is known with a wheel carrier arranged outside the wheel bearing, in which an electric motor drives the hub without an intermediate gear. Naturally, the engine is very large and you can see how difficult it is to place the brakes and connect it to the wheel suspension.

Es ist daher Ziel der Neuerung, eine Konstruktion zu schaffen, die die Nachteile des Standes der-Technik vermeidet und den oben aufgezählten Anforderungen in höchstem Maße gerecht wird.It is therefore the aim of the innovation to create a construction which avoids the disadvantages of the prior art and meets the requirements listed above to the greatest possible extent.

Neuerungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß das Untersetzungsgetriebe ein zweistufiges festwelliges Getriebe ist, bei dem eine Zwischenwelle ein mit einer Ritzelwelle des Motors kämmendes Zahnrad und ein mit einem mit der Radnabe antriebsverbundenen Hohlrad kämmendes Ritzel aufweist und daß der Radträger Flanschteile für die Verbindung mit Radaufhängung und Bremssattel besitzt.According to the innovation, this is achieved in that the reduction gear is a two-stage fixed-shaft gear, in which an intermediate shaft has a gear meshing with a pinion shaft of the motor and a pinion meshing with a ring gear that is connected to the wheel hub and that the wheel carrier has flange parts for connection to the wheel suspension and Has caliper.

Durch das festwellige Getriebe wird - im Gegensatz zu einem Planetengetriebe - eine kostengünstige Bauweise mit nicht konzentrischen Wellen erreicht. Bei dieser Anordnung benötigt das abtriebsseitig angeordnete Hohlrad keine eigene Lagerung, es 3 AT 000 618 Ul partizipiert an der Radlagerung, was Baulänge und Kosten senkt. Weiters kann durch das Hohlrad der axiale Versatz der beiden Wellen in einem Bereich gewählt werden, in dem sich ideale Einbauverhältnisse ergeben. So kann die Antriebseinheit in verschiedenen Winkellagen eingebaut werden, etwa mit Achsversatz nach oben für die Vorderräder und mit Achsversatz nach vorne oder hinten für die Hinterräder.In contrast to a planetary gearbox, the fixed-shaft gearbox is a cost-effective construction with non-concentric shafts. In this arrangement, the ring gear arranged on the output side does not require its own bearing, it participates in 3 AT 000 618 Ul in the wheel bearing, which reduces overall length and costs. Furthermore, the ring gear enables the axial offset of the two shafts to be selected in a range in which ideal installation conditions result. For example, the drive unit can be installed in various angular positions, for example with an upward axis offset for the front wheels and with an axial offset front or rear for the rear wheels.

Obige Vorteile treten in besonders hohem Maße auf, wenn die Ritzelwelle des Elektromotors und die Nabenachse auf derselben Seite der Zwischenwelle angeordnet sind (Anspruch 2). Dann erhält man zusätzlich noch ein besonders kompaktes und steifes Getriebegehäuse, an dem sogar die Radaufhängung ohne konstruktive Probleme angreifen kann.The above advantages occur to a particularly high degree if the pinion shaft of the electric motor and the hub axis are arranged on the same side of the intermediate shaft (claim 2). Then you also get a particularly compact and rigid gear housing, on which even the wheel suspension can engage without any design problems.

Diese Vorteile können noch dadurch gesteigert werden, daß der Radträger das Hohlrad umgibt und einen Gehäuseflansch bildet, der mit einem vorgezogenen Flansch des Motorschildes verschraubt ist, wobei zwischen beiden Flanschen noch eine das zweite Lager der Zwischenwelle aufnehmende Zwischenplatte vorgesehen ist (Anspruch 3). Dadurch gewinnt man nebst der weiteren Versteifung des Getriebegehäuses auch noch eine bessere und präzisere Lagerung der Zwischenwelle und eine vereinfachte Demontage der Einheit.These advantages can be further increased in that the wheel carrier surrounds the ring gear and forms a housing flange which is screwed to an advanced flange of the motor shield, an intermediate plate receiving the second bearing of the intermediate shaft being provided between the two flanges (claim 3). In addition to the further stiffening of the gear housing, this also results in better and more precise mounting of the intermediate shaft and simplified disassembly of the unit.

Schließlich kann das Hohlrad mit einer Stummelwelle vereint sein, die mit der Radnabe über eine Keilverzahnung antriebsverbunden ist (Anspruch 4). Dadurch ist die Demontierbarkeit noch besser und das Hohlrad mit Wellenstummel kann billig aus einem Stück gefertigt oder zusammengeschweißt werden.Finally, the ring gear can be combined with a stub shaft which is drive-connected to the wheel hub via a spline (Claim 4). This makes disassembly even better and the ring gear with stub shaft can be cheaply made from one piece or welded together.

Im folgenden wird die Neuerung anhand von Abbildungen einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung beschrieben und erläutert. Es stellen dar:The innovation is described and explained below with the aid of illustrations of a preferred embodiment of the innovation. They represent:

Fig.l einen Achsialschnitt durch die Einheit, und Fig.2 eine Ansicht nach II-II. 4 AT 000 618 UlFig.l shows an axial section through the unit, and Fig.2 shows a view according to II-II. 4 AT 000 618 ul

In Figur 1 ist das Rad eines Elektrofahrzeuges allgemein mit 1 bezeichnet. Eine Radschüssel 2 und eine Bremsscheibe 4 sind mittels Radbolzen 5 an einer Radnabe 3 befestigt. Diese ist mittels eines Radlagers 6 im Radträger 7 gelagert. Der Radträger 7 setzt sich nach innen in einem äußeren Gehäuseteil 8 fort, der mit einem ersten Flansch 9 endet. An diesen schließt eine Zwischenplatte 10, gefolgt von einem inneren Gehäuseteil ll mit einem zweiten Flansch 12. Erster Flansch 9, Zwischenplatte 10 und zweiter Flansch 12 sind durch eine Reihe auf dem Umfang verteilter Flanschschrauben 2.9 miteinander verbunden. Der innere Gehäuseteil 11 ist einstückig mit dem Motorschild 13, der in bekannter Weise mit dem Elektromotor 14 verschraubt ist.In Figure 1, the wheel of an electric vehicle is generally designated 1. A wheel disc 2 and a brake disc 4 are fastened to a wheel hub 3 by means of wheel bolts 5. This is mounted in the wheel carrier 7 by means of a wheel bearing 6. The wheel carrier 7 continues inwards in an outer housing part 8, which ends with a first flange 9. An intermediate plate 10 adjoins this, followed by an inner housing part 11 with a second flange 12. The first flange 9, the intermediate plate 10 and the second flange 12 are connected to one another by a series of flange screws 2.9 distributed over the circumference. The inner housing part 11 is in one piece with the motor shield 13, which is screwed to the electric motor 14 in a known manner.

Die Welle des Motors ist eine Ritzelwelle 15, die eine hier hohl ausgebildete Zwischenwelle 16 über ein Zahnrad 17 antreibt. Die Zwischenwelle 16 ist mit dem Zahnrad 17 verbunden und ist an ihrem dem Motor 14 abgewandten Ende als Ritzel 18 ausgebildet. Die Zwischenwelle 16 ist rechts in einem Loslager 19 und zwischen dem Zahnrad 17 und dem Ritzel 18 in einem Festlager 20 gelagert, das von der Zwischenplatte 10 unterstützt wird. Das Ritzel 18 kämmt mit einem innen verzahnten Hohlrad 21, das mit einer Stummelwelle 22 einstückig oder fest verbunden, beispielsweise verschweißt, ist. Die Stummelwelle 22 ist mittels einer Keilverzahnung 23 mit der Radnabe 3 antriebsverbunden.The shaft of the motor is a pinion shaft 15, which drives an intermediate shaft 16, which is hollow here, via a toothed wheel 17. The intermediate shaft 16 is connected to the gear 17 and is designed as a pinion 18 at its end facing away from the motor 14. The intermediate shaft 16 is mounted on the right in a floating bearing 19 and between the gear 17 and the pinion 18 in a fixed bearing 20 which is supported by the intermediate plate 10. The pinion 18 meshes with an internally toothed ring gear 21 which is integrally or fixedly connected, for example welded, to a stub shaft 22. The stub shaft 22 is drive-connected to the wheel hub 3 by means of spline teeth 23.

In Figur 2 ist weiters ein erster Flanschteil 25 zur Aufnahme eines Bremssattels 26 (Figur 1) und sind zweite Flanschteile 27 erkennbar. Diese sind entweder mit nicht dargestellten achsialen Bohrungen oder, wie in Figur 2 dargestellt, mit radialen Bohrungen 31 versehen, die für die Aufnahme nicht dargestellter Befestigungsteile für den Anschluß der Radaufhängung versehen sind. Die einstückig mit dem Radträger ausgebildeten ersten und zweiten Flanschteile 25,27 weisen Verstärkungsrippen 28 auf. Symbolisch für die Radaufhängung ist noch ein Federbein 30 an- 5 AT 000 618 Ul gedeutet, das mittels geeigneter nicht dargestellter Zwischenteile mit den zweiten Flanschteilen 27 verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier je um 90° gegeneinander versetzte zweite Flanschteile 27 eingezeichnet, sodaß der Radträger 7 in vier verschiedenen Winkelstellungen mit der Radaufhängung verbunden werden kann. 6FIG. 2 also shows a first flange part 25 for receiving a brake caliper 26 (FIG. 1) and second flange parts 27 can be seen. These are either provided with axial bores, not shown, or, as shown in FIG. 2, with radial bores 31, which are provided for receiving fastening parts, not shown, for connecting the wheel suspension. The first and second flange parts 25, 27 formed in one piece with the wheel carrier have reinforcing ribs 28. A shock absorber 30 to 5 AT 000 618 Ul is also symbolically indicated for the wheel suspension and is connected to the second flange parts 27 by means of suitable intermediate parts (not shown). In the illustrated embodiment, four second flange parts 27, each offset by 90 °, are shown, so that the wheel carrier 7 can be connected to the wheel suspension in four different angular positions. 6

Claims

AT 000 618 Ul CLAIMS · 1. Wheel drive unit for electric vehicles, consisting of a wheel bearing, the outer part of which forms the stationary wheel carrier (7) and the inner part of which forms the wheel hub (3), from a reduction gear (8) flanged on the inside of the vehicle to the wheel carrier (7) , 11) and from an electric motor (14) flanged to its side facing away from the wheel carrier (7), characterized in that the reduction gear (8, 11) is a two-stage fixed-shaft gear, in which an intermediate shaft (16) has a pinion shaft ( 15) of the motor (14) meshing gear (17) and a pinion (18) meshing with a ring gear (21) which is connected to the wheel hub (3) and that the wheel carrier (7) has flange parts (25, 27) for connection to Has wheel suspension (30) and brake caliper (26).

2. Wheel drive unit according to claim 1, characterized in that the pinion shaft (15) of the electric motor (14) and the central axis of the hub (3) are arranged on the same side of the intermediate shaft (16).

3. Wheel drive unit according to claim 1, characterized in that the wheel carrier (7, 8) surrounds the ring gear (21) and forms a housing flange (9) which is screwed to a flange-drawn inner housing part (11) of the motor shield (13), an intermediate plate (10) accommodating the fixed bearing (20) of the intermediate shaft (16) is provided between the two flanges (9, 12). 7 AT 000 618 ul

4. Wheel drive unit according to claim 1, characterized in that the ring gear (21) is combined with a stub shaft (22) which is drive-connected to the wheel hub (3) via a spline (23). 8th