DE102010049615A1

DE102010049615A1 - Einzelradantriebsvorrichtung und Fahrzeug mit Einzelradantriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE102010049615A1
Application number: DE102010049615A
Authority: DE
Inventors: Michael Kistler; Urban Panther; Oswald Friedmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2011-05-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einzelradantriebsvorrichtung für den Einsatz in Fahrzeugen, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine, deren Antriebswelle wenigstens mittelbar über ein Wellengelenk mit einem Rad koppelbar ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass diese eine der elektrischen Antriebsmaschine zugeordnete Schwenklageranordnung zur direkten Lagerung am Chassis des Fahrzeuges und zumindest einen Längenausgleich umfasst. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einer Einzelradantriebsvorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einzelradantriebsvorrichtung für den Einsatz in Fahrzeugen, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine, deren Antriebswelle wenigstens mittelbar über ein Wellengelenk mit einem Rad koppelbar ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einer Einzelradantriebsvorrichtung.
Radantriebsvorrichtungen, umfassend zumindest eine, einem Rad zugeordnete elektrische Maschine, sind hinsichtlich ihrer Zuordnung zu den einzelnen Rädern in zwei Grundausführungen vorbekannt. Gemäß einer ersten Ausführung ist eine elektrische Antriebsmaschine zumindest zwei auf einer gemeinsamen Achse angeordneten Rädern zugeordnet. Dazu ist die elektrische Antriebsmaschine starr am Fahrwerk befestigt. Das Moment wird mittels jeweils einer, in der Regel einer Übersetzungsstufe nachgeordneten Gelenkwelle auf die Räder übertragen. Diese Ausführung benötigt viel Bauraum und erlaubt keine variable Kraftverteilung zwischen beiden Rädern.
Die zweite Grundausführung beinhaltet die Zuordnung jeweils einer elektrischen Antriebsmaschine zu einem Rad und wird daher als Einzelradantrieb bezeichnet. Die Ausführung kann direkt als Radnabenmotor mit im Rad integrierter elektrischer Antriebsmaschine erfolgen. Aufgrund der erforderlichen Integration von Zusatzeinrichtungen, wie beispielsweise Kühleinrichtungen, elektrische Versorgungsleitungen für die elektrische Maschine vergrößert sich die ungefederte Masse, was die Fahrdynamik nachteilig beeinflusst. Ferner ist in diesem Fall die elektrische Antriebsmaschine im Fahrbetrieb sehr stark Vibrationen ausgesetzt und erfordert aufgrund der räumlich nahen Anordnung zu den Bremsscheiben Zusatzmaßnahmen zur Vermeidung einer Erhitzung aufgrund heißer Bremsscheiben.
Zur Reduzierung von Bauraum und der Gewährleistung nur geringer bewegter Massen ist aus der Druckschrift DE 103 59 130 A1 eine Radantriebsanordnung mit einer Achsvorrichtung zur Lagerung zweier Räder eines Kraftfahrzeuges mit zwei Achslenkereinrichtungen zur Befestigung des jeweiligen Rades an einem Rahmen des Fahrzeuges vorbekannt. Diese umfasst je einen Elektromotor zum Antrieb jedes der einzelnen Räder und jeweils eine Antriebswelleneinrichtung, insbesondere Gelenkwelle zur Übertragung des Momentes von der Antriebsmaschine zum jeweiligen Rad, wobei jede der Antriebswelleneinrichtungen in der jeweiligen Achslenkereinrichtung integriert oder an dieser befestigt ist. Durch die Anordnung am Achslenker ist die Einbausituation starr vorgegeben. Die Auslegung und Ausrichtung erfolgt immer in Abhängigkeit der Lenkerausbildung. Bei entsprechender Neigung der Antriebswelle der elektrischen Antriebsmaschine gegenüber der Fahrzeuglängsachse wird immer eine Gelenkwelle benötigt. Diese Anordnung ist daher hinsichtlich des nutzbaren Bauraumes stark beschränkt und durch eine hohe Bauteilanzahl charakterisiert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Radantriebsvorrichtung, insbesondere eine Einzelradantriebsvorrichtung zu entwickeln, die bei gleicher oder verbesserter Funktionalität noch bauraumsparender im Bereich des anzutreibenden Rades mit großer Variantenvielfalt anordenbar und durch geringste ungefederte Massen charakterisiert ist. Des Weiteren soll die Radantriebsanordnung in einfacher Art und Weise frei von zusätzlichen Modifikationen und ohne das Erfordernis der Bereitstellung zusätzlichen Bauraumes in bestehende Radantriebskonfigurationen integrierbar sein.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Eine erfindungsgemäße Einzelradantriebsvorrichtung für den Einsatz in Fahrzeugen, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine, deren Antriebswelle wenigstens mittelbar über ein Wellengelenk mit einem Rad koppelbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass diese eine der elektrischen Antriebsmaschine zugeordnete Schwenklageranordnung zur direkten Lagerung der elektrischen Antriebsmaschine am Fahrwerk des Fahrzeuges und zumindest einen Längenausgleich innerhalb der Einzelradantriebsvorrichtung, zum Längenausgleich bei Vornahme der Schwenkbewegung umfasst.
Unter einem Wellengelenk wird eine Wellenkupplung verstanden, welche zwei Wellen kraft- oder formschlüssig miteinander verbindet und Winkel- oder Längenänderungen aufnehmen kann. In besonders vorteilhafter Ausführung finden in der Verbindung zwischen der Antriebswelle der elektrischen Antriebsmaschine und dem Rad homokinetische Gelenke als Wellengelenk Verwendung. Dieses erlaubt eine gleichmäßige Drehmomentübertragung von der elektrischen Antriebsmaschine beziehungsweise einem dieser nachgeordneten Übertragungselemente auf eine winklig dazu angeordnete zweite Welle. Unter Wellengelenk soll dabei nicht nur die gelenkige Verbindung selbst verstanden werden. Das Wellengelenk kann auch an zumindest einem Gelenkteil mit einer Welle eine bauliche Einheit unter Ausbildung einer Gelenkwelle bilden.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht die Anordnung einer elektrischen Antriebsmaschine innerhalb des Bauraumes einer Gelenkwelle, wobei die elektrische Antriebsmaschine und die mit dieser verbundenen Übertragungselemente durch die beidseitige gelenkige Anbindung und den integrierten Längenausgleich quasi die Funktion einer Gelenkwelle, jedoch mit bereits integrierter Antriebsmaschine übernehmen. Die Funktion der ansonsten üblichen starren Lagerung an einem, gegenüber dem Fahrwerk schwenkbaren Radführungsteil, insbesondere Längslenker wird hier durch die Schwenklager – und Längenausgleichsanordnung erfolgende direkte Lagerung der elektrischer Antriebsmaschine am Fahrwerk übernommen. Dadurch kann in der Verbindung zwischen der Antriebswelle der elektrischen Antriebsmaschine und dem Rad auf ein weiteres Gelenk verzichtet werden. Ferner besteht gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen an schwenkbar gegenüber dem Fahrwerk gelagerten Radführungsteilen der Vorteil einer wesentlich erhöhten Anordnungsvielfalt für die Einzelradantriebsvorrichtung selbst und dadurch der Erweiterung des Einsatzspektrums für diese.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung ist der elektrischen Antriebsmaschine im Kraftfluss zum Rad eine Getriebebaueinheit nachgeordnet, welche insbesondere der Untersetzung der Drehzahl der elektrischen Antriebsmaschine dient. Die Anordnung von elektrischer Antriebsmaschine, Getriebe und Wellengelenk kann entsprechend zweier weiter modifizierbarer Grundausführungen erfolgen, welche unterschiedliche Möglichkeiten der Gewichtsverteilung zwischen Chassis und Rad eröffnen.
Gemäß einer ersten Grundausführung ist das Getriebe zwischen der elektrischen Antriebsmaschine und dem Wellengelenk angeordnet. Das Wellengelenk kann dann gemäß einer ersten Untervariante direkt mit dem anzutreibenden Rad, insbesondere der Radnabe gekoppelt werden. Elektrische Antriebsmaschine, Getriebe und Wellengelenk sind koaxial zueinander angeordnet und ermöglichen bei räumlich naher Anordnung eine kurze und besonders kompakte Einzelradantriebsvorrichtung, welche keine zusätzlichen Massen in das Rad einbringt. Die ungefederte Masse im anzutreibenden Rad wird dadurch gering gehalten. Ferner besteht die Möglichkeit die Masse von elektrischer Antriebsmaschine und Getriebe zwischen Chassis und Rad hinsichtlich der Abstützung entsprechend den Erfordernissen des Einsatzfalles aufteilen zu können.
In einer zweiten Grundausführung ist das Getriebe dem Wellengelenk nachgeordnet, wobei dessen Ausgang direkt mit dem Rad, insbesondere der Radnabe verbindbar ist. Das Getriebe ist dazu in das Rad integriert, d. h. innerhalb der axialen Erstreckung des Rades angeordnet. Aufgrund der Anordnung des Getriebes und der fehlenden Untersetzung vor dem Wellengelenk ist das über das Wellengelenk in das Rad übertragene Moment relativ gering, wodurch auch weniger Moment am Chassis abzustützen ist. Demzufolge können die Übertragungselemente vor dem Getriebe sowie die entsprechenden Lageranordnungen kleiner ausgelegt werden, was sich neben einem geringeren Bauraumbedarf in geringen Kosten niederschlägt.
Eine Untervariante der zweiten Grundausführung bietet optional die Möglichkeit des zusätzlichen Vorsehens eines, eine Untersetzungsstufe bildenden Getriebes, das zwischen Wellengelenk und elektrischer Antriebsmaschine angeordnet ist. Diese Lösung vereint die Vorteile beider Grundausführungen miteinander. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine mehrstufige Untersetzung realisiert werden, wobei in Abhängigkeit der Auslegung damit das in das Rad einzutragende Moment beeinflusst werden kann.
Zur einfachen Montage sind vorzugsweise zumindest die elektrische Antriebsmaschine und das Getriebe zu einer Funktionseinheit zusammengefasst. In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung sind die elektrische Antriebsmaschine, das Getriebe, das Wellengelenk, das zwischen der elektrischen Antriebsmaschine und dem Wellengelenk angeordnete Getriebe und/oder das dem Wellengelenk nachgeordnete Getriebe, die Schwenklageranordnung zur direkten Lagerung am Chassis des Fahrzeuges und der Längenausgleich zu einer vormontierten baulichen Einheit zusammengefasst. Diese Ausführung erlaubt später die einfache und schnelle Montage vorgefertigter Einzelradantriebsvorrichtungen.
In einer Ausführung ist die Schwenkachse des der elektrischen Antriebsmaschine zugeordneten und zur Ankopplung an das Chassis vorgesehenen Schwenklagers im Schwerpunkt der elektrischen Antriebsmaschine oder einer Funktionseinheit aus elektrischer Antriebsmaschine und Getriebe angeordnet. Die Anordnung bietet den Vorteil der Abstützung der gesamten Masse der elektrischen Antriebsmaschine oder einer Funktionseinheit aus elektrischer Antriebsmaschine und Getriebe am Chassis. Das Rad wird bei dieser Ausbildung frei von Zusatzmassen gehalten.
Gemäß einer alternativen vorteilhaften Weiterentwicklung wird die Lage der Schwenkachse des Schwenklagers jedoch als Funktion eines gewünschten, im Rad abzustützenden dynamischen Masseanteils der Gesamtmasse der elektrischen Antriebsmaschine oder der Funktionseinheit aus elektrischer Antriebsmaschine und Getriebe gezielt festgelegt. Die Variabilität der Anordnung der Schwenkachse bietet den Vorteil einer individuellen Anpassung der Einzelradantriebsvorrichtung an unterschiedliche Einsatzerfordernisse, insbesondere hinsichtlich der Masseverteilung und der damit einhergehenden Auslegung und Anordnung der Lagerung am Chassis.
In einer besonders vorteilhaften Ausbildung sind das Schwenklager und der Längenausgleich räumlich und/oder funktional in einer kombinierten Schwenk – und Längenausgleichslageranordnung zusammengefasst, wodurch separate Einrichtungen für das Schwenklager und den Längenausgleich sowie aufwendige Maßnahmen zu dessen Integration in den Antriebsstrang vermieden werden können. Dabei kann das die kombinierte Schwenk – und Längenausgleichslageranordnung bildende Funktionselement in einer bevorzugten Ausführung von einem Pleuel oder einer Gabel gebildet werden, welche mit ihren einander gegenüberliegenden Endbereichen jeweils schwenkbar um zueinander parallel angeordnete Schwenkachsen an der elektrischen Antriebsmaschine und dem Fahrwerk anlenkbar sind. Bei diesen Ausbildungen handelt es sich um besonders einfach ausgestaltete Funktionselemente mit geringem Herstellungsaufwand und Gewicht. Insbesondere kann diese Ausführung relativ einfach durch die Gabel- oder Pleuellänge an unterschiedliche Abstände zwischen Schwenkachse und Fahrwerk angepasst werden.
Eine weitere Ausbildung des die kombinierte Schwenk – und Längenausgleichslageranordnung bildenden Funktionselementes besteht in der Ausführung als homokinetisches Gelenk mit Längenausgleich, insbesondere einem mit der elektrischen Antriebsmaschine verbundenen Tripodegelenk. Bei diesem handelt es sich um eine Standardgelenkausführung, für welche auf Standardgelenke zurückgegriffen werden kann.
Ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebiet der Einzelradantriebsvorrichtung sind Fahrzeuge. Die Integration einer Einzelradantriebsvorrichtung, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine, ein Getriebe und ein Wellengelenk, in ein Fahrzeug erfolgt dabei innerhalb eines Bauraumes, welcher bei konventionellen Radantriebsvorrichtungen für eine Gelenkwelle vorgesehen ist und räumlich durch einen, durch den zulässigen Winkelbereich des Wellengelenkes um die Radachse beschreibenden Konus und in vertikaler Richtung durch das Chassis und die Bodenfreiheit begrenzt ist.
Diese Lösung bietet neben den bereits zum Anspruch 1 genannten Vorteilen den Vorteil einer einfachen Integration von Einzelradantriebsvorrichtungen in bestehende Antriebskonfigurationen durch den bloßen Ersatz der Gelenkwelle. Der zur Verfügung stehende Bauraum erlaubt dabei eine sehr große Anordnungsvielfalt, da als einzige Fixpunkte für die Anbindung das Rad und das Chassis anzusehen sind.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Einzelradantriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet. Diese Ausbildungen sind hinsichtlich der räumlichen und funktionalen Anordnung zueinander charakterisiert, erlauben jedoch sowohl eine sehr kompakte als auch aufgelöste Bauweise, welche insbesondere durch die Wellenlänge des Wellengelenkes variierbar ist. Damit bietet eine derartige Einzelradantriebsvorrichtung ein breites Auslegungsspektrum und optimale Bedingungen zur einfachen Anpassung an die Einsatzerfordernisse und bestehende Bauraumgegebenheiten. Die Einzelradantriebsvorrichtung wird dabei über das Schwenklager gelenkig am Chassis und das Wellengelenk gelenkig am Rad angelenkt, wobei das Wellengelenk direkt mit dem Rad verbunden ist oder über das Getriebe, welches innerhalb der axialen Erstreckung des Rades angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
1a und 1b verdeutlichen die erfindungsgemäße Anordnung und Ausführung einer Einzelradantriebsvorrichtung in einem Fahrzeug in zwei Ansichten;
2a bis 2c verdeutlichen die theoretischen Möglichkeiten zur Masseaufteilung als Funktion der Anordnung der Lage der Schwenkachse;
3a bis 3e zeigen schematisiert stark vereinfacht Grundausführungen und Modifikationen erfindungsgemäß ausgeführter Einzelradantriebsvorrichtungen;
4a bis 4c verdeutlichen eine besonders vorteilhafte Ausbildung einer Einzelradantriebsvorrichtung gemäß einer ersten Grundausführung;
5 verdeutlicht eine alternative Ausführung einer kombinierten Schwenk- und Längenausgleichslageranordnung gemäß 4a;
6a und 6b verdeutlichen eine weitere alternative Ausführung einer kombinierten Schwenk- und Längenausgleichslageranordnung gemäß 4a in zwei Ansichten;
7 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Ausbildung einer Einzelradantriebsvorrichtung gemäß einer zweiten Grundausführung;
8a zeigt eine Ausbildung einer Einzelradantriebsvorrichtung gemäß 7 in einem Axialschnitt durch die elektrische Antriebsmaschine und das Getriebe;
8b zeigt eine Ausbildung einer Einzelradantriebsvorrichtung gemäß 7 in einem Axialschnitt durch das Wellengelenk.
Die 1a und 1b verdeutlichen in schematisiert vereinfachter Darstellung in einer Ansicht von oben und einer Ansicht von vorn den Grundaufbau und die Grundanordnung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einzelradantriebsvorrichtung 1 für den Einsatz in einem Fahrzeug 2 zum Antrieb eines Rades 3. Dabei ist eine derartige Einzelradantriebsvorrichtung 1 einem Rad 3 direkt zugeordnet. Zur Verdeutlichung der einzelnen Richtungen beim Einbau im Fahrzeug 2 sind hier beispielhaft die Fahrzeuglängsachse F_L und die senkrecht dazu in der Horizontalebene verlaufende Fahrzeugquerachse F_Q dargestellt. Die Einzelradantriebsvorrichtung 1 umfasst eine elektrische Antriebsmaschine 4, die zum Antrieb eines Rades 3 dient und im Traktionsbetrieb als Elektromotor sowie vorzugsweise im Bremsbetrieb als Generator betreibbar ist. Dazu ist eine hier im einzelnen nicht dargestellte Antriebswelle 5 der elektrischen Antriebsmaschine 4 mit dem Rad 3, insbesondere der als Radantriebswelle fungierenden und hier mittels unterbrochener Linie nur angedeuteten Radnabe 6 gekoppelt. Diese Kopplung erfolgt dabei nicht direkt, sondern über zwischengeordnete Übertragungselemente in Form zumindest eines als Untersetzungsgetriebe fungierenden Getriebes 7.
Um die Einfederungsbewegung in vertikaler Richtung des Rades 3 gegenüber dem Chassis 8 bei bestimmten Fahrzuständen zu ermöglichen erfolgt die Anordnung der Radantriebsvorrichtung 1 schwenkbar am Fahrwerk 8 um eine in einem Winkel, vorzugsweise senkrecht zur Radachse A_R, welche der geometrischen Mittelachse des Rades 3 entspricht und mit der Drehachse R des Rades 3 zusammenfällt, ausgerichtete und in einer durch die Fahrzuglängsachse F_L und die Fahrzeugsquerachse F_Q aufgespannten Ebene liegende Schwenkachse A_S. Dazu ist die Einzelradantriebsvorrichtung 1, insbesondere die elektrische Antriebsmaschine 4 mittels eines Schwenklagers 15 am Fahrwerk 8, insbesondere dem Chassis direkt angelenkt. Ferner ist ein Längenausgleich 16 in die Verbindung zwischen Schwenklager 15 und Rad 3 integriert, um die Verschwenkbewegung zu ermöglichen. Dabei können die Funktionen von Schwenklager 15 und Längenausgleich 16 von separaten Funktionselementen, die räumlich getrennt voneinander angeordnet sind beziehungsweise an unterschiedlichen Stellen in der Einzelradantriebsvorrichtung 1 integriert sind, übernommen werden oder aber gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung mit Funktionskonzentration von einer kombinierten Schwenk- und Längenausgleichslageranordnung 11.
Die Einzelradantriebsvorrichtung 1 ist derart ausgeführt und angeordnet, dass diese vorzugsweise nur die Antriebsfunktion übernimmt. In diesem Fall ist bei gelenkten Rädern innerhalb der Verbindung der elektrischen Antriebsmaschine 4 mit der Radnabe 6 ein Wellengelenk 9, insbesondere ein homokinetisches Gelenk vorgesehen. Dieses ist hier beispielhaft in einer möglichen Ausführung der Funktionseinheit 10 aus elektrischer Antriebsmaschine 4 und Untersetzungsgetriebe 7 nachgeordnet und der Radnabe 6 vorgeordnet. Die Kopplung mit dem Rad 3 erfolgt gelenkig über das Wellengelenk 9, welches eine winklige Anordnung zwischen der Radnabe 6 und Funktionseinheit 10 ermöglicht.
Dabei kann gemäß einer ersten besonders vorteilhaften Ausbildung der Ausgang des Getriebes 7 direkt über das Wellengelenk 9 mit dem Rad 3 verbunden werden. Denkbar ist es jedoch auch, die Funktionseinheit 10 entfernt vom Rad 3 zu platzieren und zwischen der Funktionseinheit 10 und dem Wellengelenk 9 einen Wellenstrang 12 vorzusehen, wobei dieser Bestandteil des Getriebes 7 oder des Wellengelenkes 9 unter Ausbildung einer Gelenkwelle ist.
Erfindungsgemäß erfolgt die Anordnung der Radantriebsvorrichtung 1 innerhalb des Bauraumes, der bei konventionellen Radantrieben in der Regel für die Anordnung der Gelenkwelle vorgesehen ist. Dadurch kann in bereits bestehenden konventionellen Antriebskonzepten der Antrieb ohne erhebliche Zusatzmodifikationen durch erfindungsgemäß ausgeführte Einzelradantriebsvorrichtungen 1 ersetzt werden.
Der Bauraum für die Anordnung der Einzelradantriebsvorrichtung 1 wird in vertikaler Richtung durch das Chassis 8 und die Bodenfreiheit, insbesondere eine Ebene begrenzt, die durch die Lage der Bodenfreiheit und eine Senkrechte zu dieser in der Horizontalebene beschreibbar ist. Der Anordnungsbereich ist ferner durch den vom Wellengelenk 9 theoretisch überstreichbaren Winkelbereich von +/–β umschriebenen Raumbereich begrenzt, der ausgehend vom auf der Radachse A_R angeordneten Wellengelenk 9 durch einen Konus beschreibbar ist. Dieser Winkelbereich erstreckt sich dabei von der Radachse A_R in Abhängigkeit der Ausführung des Wellengelenkes 9 in alle Richtungen und würde bei derzeit üblicherweise Anwendung findenden Wellengelenken im Bereich von +/–40° liegen. Dieser Winkelbereich gilt damit sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung, wird jedoch in letzterer durch das Chassis 8 und die Bodenfreiheit begrenzt.
Durch die schwenkbare Lagerung der Einzelradantriebsvorrichtung 1 gegenüber dem Rad 3 aufgrund der Anbindung dieser mittels der kombinierten Schwenk- und Längenausgleichslageranordnung 11 an das Fahrwerk 8 auf der einen Seite und dem Wellengelenk 9 auf der anderen Seite ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung quasi die Ausbildung einer zwischen Fahrwerk 8 und Rad 3 angeordneten Gelenkwelle mit integrierter Antriebsmaschine 4 in Form eines Gelenkwellenmotors. Dabei vereinen hier die Schwenk- und Längenausgleichslageranordnung 11, das Wellengelenk 9 und die elektrische Antriebsmaschine 4 die Funktion einer Gelenkwelle.
In bevorzugter Ausführung sind die elektrische Antriebsmaschine 4 und das Getriebe 7 koaxial zueinander angeordnet, wobei die Anordnung unmittelbar einander benachbart, insbesondere durch Anflanschen erfolgt. In einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann auch das Getriebe 7 in die elektrische Antriebsmaschine 4 unter Ausbildung eines Getriebemotors integriert sein.
Die 2a bis 2c dienen zur Erläuterung der Anordnungsmöglichkeiten der Schwenkachse A_S und damit das Schwenklager 15 der Einzelradantriebsvorrichtung 1, insbesondere der Funktionseinheit 10 aus elektrischer Antriebsmaschine 4 und Getriebe 7 an das Fahrwerk 8. Die Ausführungen gelten auch für alle weiteren Ausführungen einer erfindungsgemäß ausgeführten Einzelradantriebsvorrichtung 1.
Die 2a zeigt schematisiert stark vereinfacht die Grundsituation bei Anordnung der elektrischen Antriebsmaschine 4 sowie des eventuell dieser nachgeordneten Getriebes 7 gegenüber dem Rad 3 und dem Chassis 8 mit einer Masseträgheit J um die Schwenkachse A_S. Die Schwenkachse A_S beziehungsweise deren Kopplung mit der elektrischen Antriebsmaschine 4 kann dabei – hier nicht dargestellt im Schwerpunkt G – oder aber entsprechend 2a außerhalb des Schwerpunktes G liegen. Die Masseträgheit um die Schwenkachse A_S wird hier abstrakt anhand von Massepunkten M wiedergegeben. Die Gesamtmasse, charakterisiert durch den Massepunkt M liegt hier im Schwerpunkt G. Durch die Wahl der Anordnung der Schwenkachse A_S kann die Masseverteilung zwischen Rad 3 und Chassis 8 in einer erforderlichen Weise verteilt und in Abhängigkeit der Einsatzerfordernisse optimiert werden. Die Lage der Schwenkachse A_S ergibt sich dabei als Funktion der gewünschten abzustützenden Masseanteile M1 und M2 im Rad 3 und dem Fahrwerk 8.
2b verdeutlicht schematisiert stark vereinfacht eine dynamische Massebetrachtung für den sich über das Rad 3 abstützenden Masseanteil. Der Massepunkt M1 verdeutlicht den dynamischen Masseanteil im Rad 3 mit der gleichen Masseträgheit J um die Schwenkachse A_S. In einer besonders vorteilhaften Ausführung wird die Lage der Schwenkachse A_S derart gewählt, dass der sich im Rad 3 abstützende und durch den Massepunkt M1 verdeutlichte Masseanteil am kleinsten ist. M2 ist hier nicht dargestellt.
Die 2c verdeutlicht demgegenüber die sich über das Rad 3 und am Fahrwerk 8 abstützenden Masseanteile M1 und M2 bei statischer Betrachtungsweise einer Ausführung gemäß 2a. Die Gesamtmasse M ist verteilt und der Massepunkt M1, welcher hier den statischen Masseanteil im Rad 3 verdeutlicht, weist den gleichen Wert auf, wie die der dynamische Masseanteil M1 in 2b bei minimierter dynamischer Masse.
Die Ausbildung und Anordnung der Einzelkomponenten der Einzelradantriebsvorrichtung 1 erfolgt in zwei unterschiedlichen Grundausführungen, welche weiter modifizierbar sind. Dies gilt ferner für die Anordnung der Schwenkachse und des Längenausgleichs 16. Diese Möglichkeiten sind stark schematisiert in den 3a bis 3e wiedergegeben.
3a verdeutlicht eine erste Grundausführung gemäß der 1a und 1b. Diese ist durch die Anordnung des Getriebes 7 zwischen Wellengelenk 9 und elektrischer Antriebsmaschine 4 charakterisiert. Bei dieser Ausführung erfolgt die Kopplung des Rades 3 direkt mit dem Wellengelenk 9.
3b verdeutlicht eine zweite Grundausführung, bei welcher das Wellengelenk 9 zwischen elektrischer Antriebsmaschine 4 und Getriebe 7 angeordnet ist. Die Kopplung mit dem Rad 3 erfolgt dann direkt zwischen dem Ausgang des Getriebes 7 und beispielsweise der Radnabe 6.
In einer Weiterentwicklung der zweiten Grundausführung gemäß 3c kann das Getriebe 7 zweistufig ausgebildet werden, wobei eine Getriebestufe als Getriebe 17 zwischen elektrischer Antriebsmaschine 4 und Wellengelenk 9 angeordnet sein kann.
In beiden Grundausführungen sind in einer ersten Variante die Schwenkachse 15 und der Längenausgleich 16 in einer kombinierten Schwenk- und Längsausgleichslageranordnung 11 am vom Antriebsstrang wegweisenden Endbereich 4.1 der elektrischen Antriebsmaschine 4 oder – mittels unterbrochener Linie in einer beispielhaften Anordnung wiedergegeben und mit 15' und 16' bezeichnet – innerhalb von deren Erstreckung oder aber innerhalb der Erstreckung einer Funktionseinheit 10 aus elektrischer Antriebsmaschine 4 und Getriebe 7 in Kraftübertragungsrichtung angeordnet.
Die Aufteilung der Funktionen des Schwenklagers 15 und des Längenausgleichs 16 sind für die erste Grundausführung in 3d und die zweite Grundausführung in 3e wiedergegeben. Für die Anordnung der Schwenkachse 15 gelten die Ausführungen in den 3a bis 3c.
Der Längenausgleich 16 kann in der ersten Grundausführung auch zwischen dem Getriebe 7 und dem Rad 3 angeordnet sein, wie in 3d beispielhaft verdeutlicht. Demgegenüber ist der Längenausgleich 16 in 3e für die zweite Grundausführung zwischen elektrischer Antriebsmaschine 4 und Getriebe 7 angeordnet. Dabei kann in beiden Fällen der Längenausgleich 16 mit dem Wellengelenk 9 in einer Funktionseinheit zusammengefasst sein, beispielsweise einer Gelenkwelle mit Längenausgleich.
Die 4a verdeutlicht anhand einer Perspektivansicht eine besonders vorteilhafte Ausführung einer erfindungsgemäß ausgeführten Einzelradantriebsvorrichtung 1 gemäß einer ersten Grundausführung. Diese ist durch die Anordnung einer elektrischen Antriebsmaschine 4 und einem dieser nachgeordneten Getriebe 7, insbesondere Untersetzungsgetriebe charakterisiert, welche zu einer Funktionseinheit 10 zusammengefasst werden können. Im dargestellten Fall ist dabei das Untersetzungsgetriebe direkt an die elektrische Antriebsmaschine 4 angeflanscht und vorzugsweise die Antriebswelle 5 der elektrischen Antriebsmaschine direkt in das Untersetzungsgetriebe eingeführt oder mit dem Eingangsteil des Untersetzungsgetriebes direkt gekoppelt, wobei im erstgenannten Fall die Antriebswelle 5 eine Welle des Getriebes 7 bilden kann. Die Funktionseinheit 10 aus der elektrischen Antriebsmaschine 4 und dem Untersetzungsgetriebe kann als vollständig vormontierte Baueinheit zum Einsatz gelangen. Diese ist über ein Wellengelenk 9 mit dem Rad 3, insbesondere der Radnabe 6 verbunden. Die elektrischen Antriebsmaschine 4, hier die Funktionseinheit 10 ist mittels einer kombinierten und ein Schwenklager 15 und einen Längenausgleich 16 vereinende Schwenk- und Längenausgleichslageranordnung 11 mit dem Fahrwerk 8 verbunden. Dabei muss die Schwenk- und Längenausgleichslageranordnung 11 von der Kinematik her derart ausgeführt sein, dass die elektrische Antriebsmaschine 4 der Schwenkbewegung vom Rad 3 folgen kann. Das heißt, diese muss in der Lage sein, sich um eine Achse zu drehen, ähnlich wie ein Querlenker, wenn das Rad 3 in vertikaler Richtung bewegt wird. Ferner muss diese auch geeignet sein, einen Längenausgleich vorzunehmen, da das Rad 3 bei seiner Bewegung auch leicht nach innen und außen geht. Eine weitere Anforderung an die Schwenk- und Längenausgleichslageranordnung 11 besteht darin, zumindest das Drehmoment von der elektrischen Antriebsmaschine, bei der dargestellten Ausführung auch zusätzlich von dem Untersetzungsgetriebe abstützen müssen.
Die kombinierte Schwenk- und Längenausgleichslageranordnung 11 umfasst in der 3 einen Pleuel 13 zur Umwandlung der Bewegung der über das Rad 3 eingebrachten Bewegung in eine Schwenkbewegung. Bei diesem handelt es sich im einfachsten Fall um ein längliches, stangen- oder streifenförmiges Element, das zwei einander gegenüberliegende Endbereiche 13.1, 13.2 aufweist, die vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene liegen, und die jeweils an parallel zueinander ausgerichteten Schwenkachsen am Chassis 8 und der Einzelradantriebsvorrichtung 1, insbesondere der elektrischen Antriebsmaschine 4 schwenkbar angelenkt sind. Der Endbereich 13.2 ist im dargestellten Fall vorzugsweise an der am von der Antriebswelle 5 weggerichteten Endbereich 4.1 angeordneten Schwenkachse A_S angelenkt. Der Endbereich 13.1 ist über eine Schwenkachse A_S8 am Chassis 8 befestigbar. Die Schwenkachsen A_S und A_S8 sind parallel zueinander angeordnet. Dabei übernimmt der Pleuel 13 sowohl die Funktion des Längenausgleichs als auch der Schwenkbewegung. Bei Auslenkbewegung um die Schwenkachse A_S8 erfolgt gleichzeitig eine mitgeführte Bewegung der Schwenkachse A_S entlang eines Kreisbogens. Es versteht sich, dass am Fahrwerk 8 die Schwenkachse A_S8 zur Anlenkung des Pleuels 13 in entsprechender Weise vorzusehen ist.
Der Pleuel 13 kann beispielsweise einteilig als Blechformteil, Schmiedeteil oder als Gußteil ausgebildet sein. Denkbar sind auch zusammengesetzte Anordnungen von kraft-, form- oder stoffschlüssig miteinander verbundenen Bauteilen, insbesondere Blechformteilen. Insbesondere kann der Pleuel 13 auch mehrteilig, insbesondere als verschweißte, vernietete oder auf sonstige Weise verbundene Konstruktion ausgebildet sein.
Die 4a verdeutlicht dabei eine Anordnung außerhalb des Schwerpunktes G der Einzelradantriebsvorrichtung 1, insbesondere außerhalb des Schwerpunktes G der Funktionseinheit 10 aus elektrischer Antriebsmaschine 4 und Getriebe 7. Denkbar ist jedoch auch, hier jedoch nicht dargestellt, eine Ausführung mit Anordnung des Pleuels 13 innerhalb der axialen Erstreckung von elektrischer Antriebsmaschine 4 und Getriebe 7 zur gezielten Aufteilung der von Rad 3 und Chassis 8 abzustützenden Massen M1, M2 auf diese.
Ferner kann, wie in der 5 beispielhaft dargestellt, die Anbindung anstatt über einen Pleuel 13 auch über eine Gabel 14 erfolgen. Diese findet insbesondere bei Ausführungen mit gewünschter Anlenkung innerhalb der Erstreckung der Funktionseinheit 10 im Bereich des Schwerpunktes G oder außerhalb dessen Anwendung. Die Gabel 14 umgreift die elektrische Antriebsmaschine 4, welche vorzugsweise einen zylindrischen Aufbau aufweist, auf einem Teilbereich ihres Außenumfanges 18. Die Gabel 14 weist einen ersten Endbereich 14.1 zur Anbindung an das Chassis 8 an einer Schwenkachse A_S8 und einen zweiten Endbereich 14.2 zur Kopplung mit der Funktionseinheit 10, insbesondere der elektrischen Antriebsmaschine 4 auf, wobei die Ankopplung auch hier an einer Achse A_S erfolgt. Beide Schwenkachsen A_S8 und A_S sind, wie bereits ausgeführt, parallel zueinander angeordnet.
Die Lage der Gabel 14 ist hier beispielhaft derart gewählt, dass die Schwenkachse A_S der elektrischen Antriebsmaschine 4 durch den Schwerpunkt G der Funktionseinheit 10 aus elektrischer Antriebsmaschine 4 und Getriebe 7 verlauft. Dadurch wird das gesamte Gewicht dieser am Chassis 8 abgestützt und das Rad 3 wird nicht mit einem Zusatzgewicht belastet.
Auch bezüglich der Ausführung der Gabel 14 bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Diese kann einteilig als Formteil oder Gußteil hergestellt werden oder aber mehrteilig aus kraft-, form- oder stoffschlüssig miteinander verbundenen Elementen. Vorzugsweise erfolgt die Ausbildung aus Gewichtsgründen aus miteinander verschweißten Blechformteilen.
In einer vorteilhaften Ausbildung werden in der Verbindung zwischen dem Fahrwerk 8 und der Gabel 14 sowie der Gabel 14 und der elektrischen Antriebsmaschine 4 vorzugsweise Dämpfungsmittel, insbesondere Gummipuffer integriert.
Die 4b verdeutlicht für eine Ausführung gemäß 4a einen Ausschnitt aus einem Axialschnitt durch eine Einzelradantriebsvorrichtung 1 im ungeneigten Zustand des Rades 3. Die 4c verdeutlicht einen Ausschnitt aus einem Axialschnitt durch eine Einzelradantriebsvorrichtung 1 bei ausgeschwenktem Rad 3. Erkennbar sind hier die Funktionseinheit 10 aus elektrischer Antriebsmaschine 4 und das dieser nachgeordnete Getriebe 7 in Form des Untersetzungsgetriebes sowie die Anordnung des Wellengelenkes 9 innerhalb der Radnabe 6. Dabei kann zumindest die Funktionseinheit 10 aus elektrischer Antriebsmaschine 4 und Getriebe 7 als vormontierte Einheit hergestellt werden. Vorzugsweise kann auch ein entsprechender Getriebemotor verwendet werden, der die entsprechende Untersetzung ermöglicht. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung ist das Untersetzungsgetriebe als Planetenradgetriebe 19 ausgeführt und umfasst beispielhaft zwei Planetenradstufen 19.1, 19.2, über welche die gewünschte Über – oder Untersetzung erfolgt.
Die Antriebswelle 5 der elektrischen Antriebsmaschine 5 erstreckt sich hier in das Getriebe 7 und bildet vorzugsweise mit dessen Eingangswelle 7E eine bauliche Einheit oder ist mit dieser drehfest verbunden. Die Ausgangswelle 7A des Getriebes 7 ist über das Wellengelenk 9, hier in besonderer Ausführung in Form eines Gleichlaufgelenkes 20 mit der Radnabe 6 verbunden. Dazu ist die Ausgangswelle 7A entweder mit einem, mit dem Wellengelenk 9 verbundenen Wellenstrang verbunden, wird von der Welle des Wellengelenkes 9 gebildet oder ist mit dieser drehfest verbunden. Die Ausgangswelle 7A oder der Wellenstrang bilden dann mit dem Wellengelenk 9 eine Gelenkwelle mit nur einem einseitig vorgesehenen Gelenk.
Die Ausführung des Getriebes 7 kann verschiedenartig erfolgen. Denkbar sind alle Lösungen, die die erforderlichen Über- und Untersetzungen gewährleisten. Neben Planetenradgetrieben finden Zykloidgetriebe oder ein Harmonic-Drive^® Verwendung.
Um die Biegemomente in einer Ausführung gemäß der ersten Grundausführung sicher abstützen zu können, die aufgrund der Trägheit von elektrischer Antriebsmaschine 4 und Getriebe 7 zwischen Getriebe 7 und Wellengelenk 9 bei großer Beschleunigung des Rades 3 auftreten, sind entsprechende Mittel zur Abstützung der Biegemomente vorgesehen, welche ein massives doppelreihiges Schrägkugellager 21 umfassen. Alternativ dazu kann die Biegung auch durch eine O-Lageranordnung, insbesondere aus Schrägkugellagern aufgenommen werden oder eine Los-Festlagerung, die beispielsweise mittels Rillenkugellagern, Zylinderrollenlagern oder Nadellagern realisiert werden kann.
Die 6a verdeutlicht eine alternative Ausführung einer kombinierten Schwenk- und Längenausgleichslageranordnung 11 zur Anbindung an den Fahrwerksteil 8 durch Ersatz des Pleuels 13 oder der Gabel 14 durch ein Gleichlaufgelenk 22 mit einem Standardlängenausgleich in Form einer Tripodegelenkwelle beziehungsweise eines Tripoidgelenkes. Bei diesem handelt es sich um ein Gleichlauf-Verschiebegelenk. Derartige Ausführungen sind hinlänglich aus dem Stand der Technik vorbekannt. Der Führungsteil 22.1 mit Führungsbahnen ist dabei mit dem Chassis 8 verbunden und damit ortsfest, während die die drehbar gelagerten Rollen an am Außenumfang sich in radialer Richtung erstreckenden Zapfen einer mit elektrischen Antriebsmaschine 4 verbundenen Achse 22.2 angeordnet sind, wobei die Achse 22.2 gegenüber dem Führungsteil 22.1 verschiebbar ist. Die Verbindung des Führungsteils 22.1-erfolgt beispielhaft über einen Verbindungsflansch.
Die 6b verdeutlicht einen Axialschnitt zur Ausführung gemäß 6a. Erkennbar sind die einzelnen Führungsbahnen für die Rollen im Führungsteil 22.1.
Die 7 verdeutlicht in einer Perspektivansicht eine Ausbildung einer Einzelradantriebsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Grundausführung der erfindungsgemäßen Lösung. Bei dieser umfasst die Einzelradantriebsvorrichtung 1 in Analogie zur ersten Ausführung eine elektrische Antriebsmaschine 4, ein Getriebe 7, insbesondere in Form eines Untersetzungsgetriebes und ein Wellengelenk 9. Die Anordnung erfolgt auch hier im Bereich des Bauraumes konventioneller Gelenkwellen wie in den Ausführungen zu den 1a und 1b erörtert, weshalb auf diese verwiesen wird. Das Getriebe 7 ist hier jedoch innerhalb der axialen Erstreckung des Rades 3 angeordnet und vorzugsweise dessen Ausgang 7A direkt mit der Radnabe 6 verbunden. Die Kopplung zwischen elektrischer Antriebsmaschine 4 und Getriebe 7 erfolgt über das Wellengelenk 9, insbesondere eine Gelenkwelle. Ferner ist auch hier eine kombinierte Schwenk- und Längenausgleichslageranordnung 11 zur Anbindung der elektrischen Antriebsmaschine 4 an den Chassis 8 vorgesehen, welche im dargestellten Fall in Analogie zur Ausführung gemäß 4a als Pleuel 13 ausgebildet ist. Bezüglich der Ausbildung und Anordnung der kombinierte Schwenk- und Längenausgleichslageranordnung 11 wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen zu den 2a bis 2c, 3b, 3c sowie 4 bis 6 verwiesen.
Die 8a zeigt die Ausführung gemäß 7 in einem Ausschnitt aus einem Axialschnitt durch das Rad 3 und einen Teil der elektrischen Antriebsmaschine 4. Die 8b verdeutlicht einen Schnitt durch das Wellengelenk 9. Daraus ersichtlich und erkennbar ist die Ausbildung des Wellengelenkes 9, insbesondere in Form eines Gleichlaufgelenkes 10, die Ankopplung an die elektrische Antriebsmaschine 4 sowie das Getriebe 7, dessen Ausgang 7A mit der Radnabe 6 drehfest verbunden ist. Bezüglich der Ausbildung des Getriebes 7 wird auf die Ausführungen zu den 4a bis 4c verwiesen.
Die Dimensionierung des Wellengelenkes 9 kann gegenüber den Ausführungen der 4 bis 6 kleiner erfolgen, da nur das Moment der elektrischen Antriebsmaschine 4 über dieses geleitet wird, wodurch Bauraum und Gewicht gespart werden kann. Denkbar ist es, hier Kugeln mit einem Durchmesser zwischen 4 mm und 8 mm einzusetzen.
Für beide Anordnungen gemäß der ersten und zweiten Anordnung der Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung finden standardmäßige Bauteile Verwendung, die für Radantriebsvorrichtungen oder andere Anwendungskonzepte zum Einsatz gelangen. Beiden gemeinsam ist, dass hier die Anordnung zum einen im ohnehin vorhandenen Raum der Gelenkwelle konventioneller Radantriebslösungen liegt und ferner, dass die Anordnung der Schwenkachse bei optimierter Gewichtsverteilung erfolgt.
Die elektrische Antriebsmaschine 4 ist vorzugsweise mit einem großen Verhältnis ihrer Länge zum Durchmesser, in besonders vorteilhafter Ausführung von ≥ 3 gewählt. Damit wird diesem Rechnung getragen, dass dieser möglichst klein im Durchmesser sein soll und schnell drehen kann.
Bezugszeichenliste

1: Einzelradantriebsvorrichtung
2: Fahrzeug
3: Rad
4: elektrische Antriebsmaschine
5: Antriebswelle der elektrischen Antriebsmaschine
6: Radantriebswelle, Radnabe
7: Getriebebaueinheit, Untersetzungsgetriebe
7E: Eingang Getriebe
7A: Ausgang Getriebe
8: Chassis
9: Wellengelenk
10: Funktionseinheit
11: Schwenk- und Längenausgleichslageranordnung
12: Wellenstrang
13: Pleuel
13.1, 13.2: Endbereich
14: Gabel
14.1, 14.2: Endbereich
15: Schwenklager
16: Längenausgleich
17: Getriebe
18: Außenumfang
19: Planetenradgetriebe
19.1, 19.2: Planetenradstufe
20: Gleichlaufgelenk
21: Schrägkugellager
22: homokinetisches Gelenk, insbesondere Tripodegelenk mit Längenausgleich
FL: Fahrzeuglängsachse
FQ: Fahrzeugquerachse
AR: Radachse
AS: Schwenkachse
AS8: Schwenkachse
R: Drehachse
M: Massepunkt
M1: Massepunkt
M2: Massepunkt
G: Schwerpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10359130 A1 [0005]

Claims

Einzelradantriebsvorrichtung (1) für den Einsatz in Fahrzeugen (2), umfassend eine elektrische Antriebsmaschine (4), deren Antriebswelle (5) wenigstens mittelbar über ein Wellengelenk (9) mit einem Rad (3) koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein der elektrischen Antriebsmaschine (4) zugeordnetes Schwenklager (15) zur direkten Lagerung dessen am Chassis (8) des Fahrzeuges (2) und zumindest einen Längenausgleich (16) innerhalb der Einzelradantriebsvorrichtung (1) umfasst.
Einzelradantriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein zwischen der elektrischen Antriebsmaschine (4) und dem Wellengelenk (9) angeordnetes Getriebe (7, 17) umfasst, und das Wellengelenk (9) direkt mit dem Rad (3) verbindbar ist.
Einzelradantriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein dem Wellengelenk (9) nachgeordnetes Getriebe (7) umfasst, dessen Ausgang (7A) direkt mit dem Rad (3), insbesondere der Radnabe (6) verbindbar ist, wobei optional ein, eine Untersetzungsstufe bildendes Getriebe (17) zwischen elektrischer Antriebsmaschine (4) und Wellengelenk (9) vorsehbar ist.
Einzelradantriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die elektrische Antriebsmaschine (4) und das Getriebe (7), vorzugsweise die elektrische Antriebsmaschine (4), das Getriebe (7), das Wellengelenk (9), das zwischen der elektrischen Antriebsmaschine (4) und dem Wellengelenk (9) angeordnete Getriebe (7) und/oder das dem Wellengelenk (9) nachgeordnete Getriebe (7), das Schwenklager (15) zur direkten Lagerung am Chassis (8) des Fahrzeuges (2) und der Längenausgleich (15) eine vormontierbare bauliche Einheit bilden.
Einzelradantriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (A_S) des Schwenklagers (15) im Schwerpunkt (G) der elektrischen Antriebsmaschine (4) oder einer Funktionseinheit (10) aus elektrischer Antriebsmaschine (4) und Getriebe (7) angeordnet ist.
Einzelradantriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Schwenkachse (A_S) des Schwenklagers als Funktion eines gewünschten, im Rad (3) abzustützenden dynamischen Masseanteils (M1) der Gesamtmasse (M) der elektrischen Antriebsmaschine (4) oder der Funktionseinheit (10) aus elektrischer Antriebsmaschine (4) und Getriebe (7) festgelegt ist.
Einzelradantriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager (15) und der Längenausgleich (16) in einem Funktionselement integriert sind, und das Funktionselement gemäß einer der nachfolgenden Ausführungen ausgeführt ist: – das Funktionselement wird von einem Pleuel (13) oder einer Gabel 14) gebildet, welche mit ihren einander gegenüberliegenden Endbereichen (13.1, 13.2, 14.1, 14.2) jeweils schwenkbar um zueinander parallel angeordnete Schwenkachsen (A_S, A_S8) an der elektrischen Antriebsmaschine (4) und dem Chassis (8) anlenkbar sind; – das Funktionselement wird von einem homokinetischen Gelenk (22) mit Längenausgleich, insbesondere einem mit der elektrischen Antriebsmaschine (4) verbundenen Tripodegelenk gebildet.
Fahrzeug (2) mit zumindest einer Einzelradantriebsvorrichtung (1) zum Antrieb eines Rades (3), umfassend eine elektrische Antriebsmaschine (4), ein Getriebe (7) und ein Wellengelenk (9), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Antriebsmaschine (4), das Getriebe (7) und das Wellengelenk (9) innerhalb eines Bauraumes angeordnet sind, welcher bei konventionellen Radantriebsvorrichtungen für eine Gelenkwelle vorgesehen ist und der räumlich durch einen, den zulässigen Winkelbereich des Wellengelenkes (9) um die Radachse (A_R) abbildenden Konus und in vertikaler Richtung durch das Chassis (8) und die Bodenfreiheit begrenzt ist.
Fahrzeug (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelradantriebsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
Fahrzeug (2) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelradantriebsvorrichtung (1) über das Schwenklager (15) gelenkig am Chassis (8) und das Wellengelenk (9) gelenkig am Rad (3) angelenkt ist, wobei das Wellengelenk (9) direkt mit dem Rad (3) oder über das Getriebe (7), welches innerhalb der axialen Erstreckung des Rades (3) angeordnet ist, verbunden ist.