DE102011078808A1

DE102011078808A1 - Elektromotorisches Antriebssystem mit thermisch entkoppelter Reibungsbremse

Info

Publication number: DE102011078808A1
Application number: DE201110078808
Authority: DE
Inventors: Tobias Vogler; Raphael Fischer; Mark LAUGER
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2013-01-10
Also published as: WO2013004406A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem, insbesondere einen Radnabenantrieb für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, umfassend einen Elektromotor und eine Reibungsbremse. Um wärmeempfindliche Bauteile des Elektromotors, insbesondere den Rotor (3), vor einem Wärmeeintrag durch eine Reibungsbremse zu schützen, umfasst das Antriebssystem mindestens ein wärmeisolierendes Verbindungselement (1, 11), über welches mindestens ein Bauteil (2) der Reibungsbremse mit einem Bauteil (3) des Elektromotors verbunden oder verbindbar ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem und ein Elektro- und/oder Hybridfahrzeug mit einem Antriebssystem.
Elektromotoren weisen wärmeempfindliche Bauteile auf. So können der Rotor und der Stator, insbesondere der Rotor, empfindlich auf einen übermäßigen Wärmeeintrag reagieren.
Ein Elektromotor kann herkömmlicherweise sowohl als Motor als auch als Generator dienen. Eine besondere Ausführungsform eines Elektromotors ist ein elektrischer Radnabenantrieb. Ein Radnabenantrieb umfasst einen Elektromotor, welcher direkt in ein Rad eines Fahrzeuges eingebaut ist und gleichzeitig die Radnabe trägt, so dass ein Teil des Motors mit dem Rad umläuft. Radnabenantriebe weisen eine hohe Integrationsdichte auf und sind meist als im Wesentlichen geschlossenes System ausgeführt.
Insbesondere kann beim Betätigen einer Reibungsbremse ein hohes Maß an Wärme entstehen. Diese kann beim Einsatz einer Reibungsbremse in einem hochintegrierten, im Wesentlichen geschlossenen System, herkömmlicherweise nur schlecht abgeführt werden, was zu einer Erwärmung von wärmeempfindlichen Bauteilen, wie dem Rotor, führen kann.
Gegenstand der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmeübertragung von einer Reibungsbremse auf ein, insbesondere wärmeempfindliches, Bauteil eines Elektromotors, zu verringern.
Die Aufgabe wird durch ein Antriebssystem für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, zum Beispiel einen Personenkraftwagen, gelöst, welches einen Elektromotor, eine Reibungsbremse und mindestens ein wärmeisolierendes Verbindungselement, wobei mindestens ein Bauteil der Reibungsbremse über ein wärmeisolierendes Verbindungselement mit einem, insbesondere wärmeempfindlichen, Bauteil des Elektromotors, insbesondere drehfest, verbunden oder verbindbar ist. Insbesondere kann es sich bei dem Antriebssystem beziehungsweise Elektromotor um einen Radnabenantrieb handeln.
Durch ein wärmeisolierendes Verbindungselement kann vorteilhafterweise der Wärmefluss an der Verbindungsstelle verringert und so durch Wärmeleitung übertragene Wärme von thermisch empfindlichen Bauteilen ferngehalten werden.
Die Begriffe wärmeisolierend und wärmeleitend beziehen sich insbesondere auf den Transport von Wärme durch Wärmeleitung, also den Wärmefluss in einem Festkörper oder ruhenden Fluid. Dabei kann insbesondere ein Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit als wärmeisolierend und ein Material mit einer mittleren bis hohen Wärmeleitfähigkeit als wärmeleitend verstanden werden. Der ebenfalls später verwendete Begriff der thermischen Abschirmung bezieht sich hingegen insbesondere auf den Transport von Wärme durch Wärmestrahlung, welche insbesondere von der Oberflächenbeschaffenheit eines Körpers abhängig ist. Daher kann sowohl ein Körper aus einem wärmeisolierenden Material als auch ein Körper aus einem wärmeleitenden Material thermisch abschirmende Eigenschaften aufweisen.
Da ein elektromotorisches Antriebssystem auch durch einen Rekuperationsbetrieb des Elektromotors (Betrieb des Elektromotors als Generator) gebremst werden kann, kommt eine Reibungsbremse bei derartigen Systemen seltener oder in einem geringeren Maße zum Einsatz. Daher ist bei elektromotorischen Antriebssystemen die von der Reibungsbremse über einen längeren Zeitraum erzeugte Wärme insgesamt geringer als bei einem konventionellen Fahrzeugantrieb. Gelegentlich auftretende Leistungsspitzen können vorteilhafterweise durch eines oder mehrere wärmeisolierende Verbindungselemente und/oder das später erläuterte wärmeisolierende Entkopplungselement und/oder die später erläuterte Abschirmeinrichtung und/oder die später erläuterte Kühlvorrichtung und/oder das später erläuterte wärmeleitende Wärmeableitelement abgefangen werden. So können vorteilhafterweise wärmeempfindliche Bauteile des Elektromotors, wie der Rotor, vor einer Überhitzung geschützt werden.
Der Elektromotor kann insbesondere einen Rotor und einen Stator umfassen. Der Elektromotor kann weiterhin einen Rotorträger zum Befestigen des Rotors, insbesondere am drehbaren Teil eines Radlagers, beispielsweise an einem drehbaren Außenring oder Innenring eines Radlagers, umfassen. Vorzugsweise ist der Elektromotor als Motor und Generator betreibbar.
Die Reibungsbremse kann insbesondere ein drehbares Reibelement und mindestens ein, an das Reibelement anpressbares Bremselement umfassen. Zum Beispiel kann die Reibungsbremse eine Trommelbremse oder eine Scheibenbremse sein.
Im Rahmen einer Ausführungsform ist das Reibelement daher eine Bremstrommel oder Bremsscheibe. Das Bremselement kann dementsprechend einen Bremsbelag oder Bremsklotz umfassen oder ein Bremsbelag oder Bremsklotz sein. Das Bremselement kann beispielsweise durch eine Bremsbacke oder einen Bremssattel an das Reibelement anpressbar sein.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das Reibelement über ein wärmeisolierendes Verbindungselement mit dem Rotor oder das Bremselement über ein wärmeisolierendes Verbindungselement mit dem Stator, insbesondere drehfest, verbunden oder verbindbar. Insbesondere kann das, insbesondere wärmeempfindliche, Bauteil des Elektromotors, beispielsweise der Rotor oder Stator, derart über ein oder mehrere wärmeisolierende Verbindungselement/e mit dem mindestens einen Bauteil der Reibungsbremse, beispielsweise dem Reibelement oder dem Bremselement, verbunden sein, dass eine Wärmeisolation des, insbesondere wärmeempfindlichen, Bauteils des Elektromotors, beispielsweise des Rotors oder Stators, bezüglich von, von der Reibungsbremse mittels Wärmeleitung ausgehender Wärme gewährleistet ist.
Die Reibungsbremse kann insbesondere in den Elektromotor integriert sein. Zum Beispiel kann die Reibungsbremse, insbesondere bei einem als Innenläufer ausgebildeten Radnabenantrieb, innerhalb des Rotors des Elektromotors angeordnet sein. Im Fall eines als Außenläufer ausgebildeten Elektromotors kann die Reibungsbremse zum Beispiel innerhalb des Stators oder am Umfang oder an einer Stirnseite des Stators oder Rotors des Elektromotors angeordnet sein.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeisolierende Verbindungselement beziehungsweise weisen die wärmeisolierenden Verbindungselemente eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 42 Wm^–1K^–1 auf. Insbesondere kann das wärmeisolierende Verbindungselement beziehungsweise können die wärmeisolierenden Verbindungselemente eine Wärmeleitfähigkeit von ≤ 40 Wm^–1K^–1 oder ≤ 35 Wm^–1K^–1 oder ≤ 30 Wm^–1K^–1 oder ≤ 25 Wm^–1K^–1. Beispielsweise kann das wärmeisolierende Verbindungselement beziehungsweise können die wärmeisolierenden Verbindungselemente eine Wärmeleitfähigkeit von ≤ 20 Wm^–1K^–1 aufweisen.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das wärmeisolierende Verbindungselement beziehungsweise sind die wärmeisolierenden Verbindungselemente aus einem hochlegierten, insbesondere austenitischen, Stahl, beispielsweise X5CrNi18-10, ausgebildet. Hochlegierte, insbesondere austenitische, Stähle, wie X5CrNi18-10 weisen vorteilhafterweise eine besonders geringe Wärmeleitfähigkeit auf. Insbesondere weisen hochlegierte, insbesondere austenitische, Stähle eine geringere Wärmeleitfähigkeit als niedrig legierte Stähle oder Aluminium (236 Wm^–1K^–1) auf. Niedrig legierte Stähle weisen beispielsweise eine Wärmeleitfähigkeit von ≥ 42 Wm^–1K^–1 auf. Hochlegierte, insbesondere austenitische, Stähle, wie X5CrNi18-10, können hingegen sogar eine Wärmeleitfähigkeit von 15 Wm^–1K^–1 aufweisen. Das wärmeisolierende Verbindungselement beziehungsweise die wärmeisolierenden Verbindungselemente können jedoch auch aus anderen Materialien mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit als hochlegierten Stählen ausgebildet sein.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Antriebssystem mindestens ein, als Schraubverbindung und/oder Steckverbindung und/oder Nietverbindung ausgestaltetes wärmeisolierendes Verbindungselement. Dabei kann das mindestens eine, als Schraubverbindung und/oder Steckverbindung und/oder Nietverbindung ausgestaltete wärmeisolierende Verbindungselement eine oder mehrere, aus einem wärmeisolierenden Material ausgebildete Bolzen, insbesondere Gewindebolzen, beispielsweise Schrauben, Bauteile mit Innengewinde, beispielsweise Muttern oder Hülsen, Nieten oder eine Kombination davon umfassen, insbesondere wobei das wärmeisolierenden Material eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 42 Wm^–1K^–1, insbesondere von ≤ 40 Wm^–1K^–1 oder ≤ 35 Wm^–1K^–1 oder ≤ 30 Wm^–1K^–1 oder ≤ 25 Wm^–1K^–1, beispielsweise ≤ 20 Wm^–1K^–1, aufweist und/oder ein hochlegierter, insbesondere austenitischer, Stahl, beispielsweise X5CrNi18-10, ist. Bei einem mehrteiligen wärmeisolierenden Verbindungselement, beispielsweise bei einem, als Schraubverbindung ausgestalteten, wärmeisolierenden Verbindungselement, kann es ausreichend sein, wenn mindestens eines der Bauteile, beispielsweise eine Schraube, aus einem wärmeisolierenden Material ausgebildet ist. Je nach Aufbau können dabei die übrigen Bauteile, beispielsweise die zugehörige Mutter, ebenfalls aus einem wärmeisolierenden Material oder aus einem Material mit einer mittleren oder sogar hohen Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sein. Es können jedoch auch alle Bauteile aus einem wärmeisolierenden Material ausgebildet sein.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Antriebssystem mindestens ein, als stoffschlüssige Verbindung, ausgestaltetes, wärmeisolierendes Verbindungselement. Insbesondere kann dabei das mindestens eine, als stoffschlüssige Verbindung, ausgestaltete, wärmeisolierende Verbindungselement in Form eines wärmeisolierenden Bauteilabschnitts ausgestaltet ist, welcher stoffschlüssig mit einem wärmeleitenden Bauteilabschnitt verbunden ist. Zum Beispiel kann dabei das Bauteil durch ein Gießverfahren mit unterschiedlichen Gießmaterialien hergestellt sein. Oder das Bauteil kann durch Verschweißen von unterschiedlichen Materialien, beispielsweise von Aluminium und Stahl, hergestellt sein. Auch ist es möglich das Bauteil durch Verwendung eines oder mehrerer Verbundwerkstoffe herzustellen.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst der Rotorträger einen, insbesondere bezüglich des Radlagers distalen, wärmeisolierenden Abschnitt als wärmeisolierendes Verbindungselement. Weiterhin kann der Rotorträger einen, insbesondere bezüglich des Radlagers proximalen, wärmeleitenden Abschnitt umfassen. So kann ein, als stoffschlüssige Verbindung, ausgestaltetes, wärmeisolierendes Verbindungselement auf einfache Weise bereitgestellt werden, welches einen besonders guten Überhitzungsschutz des Rotors gewährleisten kann.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das Reibelement, insbesondere die Bremstrommel oder die Bremsscheibe, mit dem Rotorträger, insbesondere dem wärmeleitenden Abschnitt des Rotorträgers, insbesondere drehfest, verbunden oder verbindbar. Durch eine Befestigung des Reibelements an einem wärmeleitenden Abschnitt des Rotorträgers kann vorteilhafterweise eine gute Wärmeableitung von der Reibungsbremse in den Rotorträger und von dort in andere Bauteile mit einer hohen Wärmekapazität, wie einer Felge, dem Radlager, der Radachse gewährleistet werden, wobei eine Wärmeübertragung auf den Rotor durch einen wärmeisolierenden Abschnitt des Rotorträgers vermieden werden kann.
Des Weiteren können zwischen die zu wärmeisolierenden Bauteile, insbesondere die Reibungsbremse und den Rotor, ein oder mehrere Bauteile eingebracht werden, die als Wärmeisolator dienen. Hierzu können Unterlegscheiben oder auch anders gestaltete Zwischenelemente aus wärmeisolierenden Materialien eingesetzt werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Antriebssystem mindestens ein wärmeisolierendes Entkopplungselement beziehungsweise zwei oder mehr wärmeisolierende Entkopplungselemente.
Das beziehungsweise die wärmeisolierenden Entkopplungselement/e sind dabei insbesondere zum zumindest teilweisen thermischen Entkoppeln mindestens eines Bauteils der Reibungsbremse und mindestens eines, insbesondere wärmeempfindlichen, Bauteils des Elektromotors zum zumindest teilweisen thermischen Entkoppeln einer Schraubverbindung und/oder Steckverbindung und/oder Nietverbindung ausgelegt. Insbesondere können das beziehungsweise die wärmeisolierenden Entkopplungselement/e eine zumindest teilweise thermische Entkopplung durch eine Verkleinerung der Kontaktflächen der Bauteile und/oder durch Ausbilden eines, insbesondere wärmeisolierenden, Luftspalts zwischen den Bauteilen bereitstellen. Insbesondere können das beziehungsweise die wärmeisolierenden Entkopplungselement/e zum zumindest teilweisen thermischen Entkoppeln eines als Schraubverbindung und/oder Steckverbindung und/oder Nietverbindung ausgestalteten, wärmeisolierenden Verbindungselements ausgelegt sein. Insbesondere können durch das oder die wärmeisolierenden Entkopplungselement/e die Kontaktflächen zwischen Reibelement, insbesondere Bremstrommel, und Rotorträger beziehungsweise Rotor verringert und/oder ein dazwischen liegender Luftspalt ausgebildet werden.
Das beziehungsweise die wärmeisolierenden Entkopplungselement/e können beispielsweise in Form eines Abstandshalters beziehungsweise einer Unterlegscheibe ausgebildet sein.
Das beziehungsweise die wärmeisolierenden Entkopplungselement/e können insbesondere ebenfalls eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 42 Wm^–1K^–1, insbesondere von ≤ 40 Wm^–1K^–1 oder ≤ 35 Wm^–1K^–1 oder ≤ 30 Wm^–1K^–1 oder ≤ 25 Wm^–1K^–1, beispielsweise ≤ 20 Wm^–1K^–1, aufweisen und/oder aus einem hochlegierten, insbesondere austenitischen, Stahl, beispielsweise X5CrN118-10, ausgebildet sein. Das beziehungsweise die wärmeisolierenden Entkopplungselement/e können jedoch auch aus anderen Materialien mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit als hochlegierten Stählen ausgebildet sein.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Antriebssystem weiterhin eine Abschirmeinrichtung zur thermischen Abschirmung des Rotors oder Stators vor einem Eintrag von Wärme, insbesondere durch Wärmestrahlung, durch die Reibungsbremse.
Die Abschirmeinrichtung kann insbesondere einen ringförmigen Grundkörper aufweisen. Unter einem ringförmigen Körper kann dabei ein im Wesentlichen hohlzylinderförmiger Körper verstanden werden. Insbesondere kann der im Wesentlichen hohlzylinderförmige Körper eine im Wesentlichen runde, beispielsweise kreisförmige oder ovaloide Grundfläche, aufweisen. Der Begriff im Wesentlichen hohlzylinderförmig umfasst dabei sowohl herkömmliche Hohlzylinder mit einem in sich geschlossenen Mantel (geschlossener Ring) als auch Körper die von einem herkömmlichen Hohlzylinder durch eine Unterbrechung des Mantels (offener Ring) abweichen. Insbesondere kann der Grundkörper in Form eines geschlossenen Rings ausgebildet sein. Durch eine Ausgestaltung des Grundkörpers in Form eines geschlossenen Rings kann vorteilhafterweise die mechanische Stabilität des Grundkörpers erhöht werden.
Der ringförmige Grundkörper kann insbesondere radial beabstandet zwischen dem Reibelement, beispielsweise der Bremstrommel oder der Bremsscheibe, insbesondere der äußeren Mantelfläche der Bremstrommel oder Bremsscheibe, und dem Rotor angeordnet sein.
Neben dem ringförmigen Grundkörper kann die Abschirmeinrichtung, insbesondere an einer Stirnseite des ringförmigen Grundkörpers, mindestens ein Abschirmeinrichtungsbefestigungselement zum Befestigen der Abschirmeinrichtung, insbesondere am Reibelement, beispielsweise an der Bremstrommel, aufweisen. Das beziehungsweise die Abschirmeinrichtungsbefestigungselement/e können insbesondere zum Befestigen der Abschirmeinrichtung an einem stirnseitigen Bremstrommelbefestigungsabschnitt der Bremstrommel und/oder am Rotorträger ausgebildet sein. Insbesondere kann der ringförmige Grundkörper an einer Stirnseite mit dem oder den Abschirmeinrichtungsbefestigungselement/en verbunden sein, insbesondere wobei sich das oder die Abschirmeinrichtungsbefestigungselement/e auf der Stirnseite radial einwärts erstrecken.
Der ringförmige Grundkörper und das oder die Abschirmeinrichtungsbefestigungselement/e können einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Insgesamt kann die Abschirmeinrichtung eine topfartige Struktur, ähnlich einer Bremstrommel, aufweisen. Im Rahmen einer Ausgestaltung sind der ringförmige Grundkörper und das beziehungsweise die Abschirmeinrichtungsbefestigungselement/e einteilig ausgebildet. Zum Beispiel in dem der, ansonsten ringförmige Grundkörper an einer Stirnseite einen oder mehrer Abschnitte aufweist, welche/r als Abschirmeinrichtungsbefestigungselement/e dienen.
Um ein Aufheizen des ringförmigen Grundkörpers der Abschirmeinrichtung durch von der Reibungsbremse ausgehende, durch Wärmeleitung transportierte Wärme zu vermeiden, kann das beziehungsweise die Abschirmeinrichtungsbefestigungselement/e teilweise oder vollständig aus einem wärmeisolierenden Material ausgebildet sein. Das wärmeisolierende Material kann ebenfalls eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 42 Wm^–1K^–1, insbesondere von ≤ 40 Wm^–1K^–1 oder ≤ 35 Wm^–1K^–1 oder ≤ 30 Wm^–1K^–1 oder ≤ 25 Wm^–1K^–1, beispielsweise ≤ 20 Wm^–1K^–1, aufweisen und/oder ein hochlegierter, insbesondere austenitischer, Stahl, beispielsweise X5CrNi18-10, oder ein anderes Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit als hochlegierter Stahl sein.
Es ist jedoch ebenso möglich die Abschirmeinrichtung, insbesondere das beziehungsweise die Abschirmeinrichtungsbefestigungselement/e, teilweise oder vollständig aus einem wärmeleitenden Material auszubilden. Im Rahmen dieser Ausgestaltung ist es vorteilhaft, die Abschirmeinrichtung wärmeleitend, beispielsweise mittels eines Wärmeableitelements, mit einem oder mehreren Bauteilen, welche eine große Wärmekapazität aufweisen und/oder welche mit dem Rotor wärmeisolierend verbunden sind und/oder welche wärmeleitend mit einer Kühleinrichtung verbunden sind, zu verbinden. So kann vorteilhafterweise die von der Abschirmeinrichtung absorbierte Wärme abgeleitet werden.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann zwischen der Reibungsbremse und der Abschirmeinrichtung ein wärmeisolierendes Entkopplungselement vorgesehen sein. So kann ebenfalls ein aufheizen des ringförmigen Grundkörpers der Abschirmeinrichtung durch von der Reibungsbremse ausgehende, durch Wärmeleitung transportierte Wärme vermieden werden.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann das beziehungsweise die Abschirmeinrichtungsbefestigungselement/e abschnittsweise zwei- oder mehrlagig gefaltete Bereiche aufweisen. Durch eine Faltung kann dabei vorteilhafterweise nicht nur die mechanische Stabilität und die Pass- beziehungsweise Ausgleichseigenschaften, sondern auch die Wärmeisolationseigenschaften in dem entsprechenden Abschnitt verbessert werden, da die Wärmekapazität erhöht und die Wärmeleitfähigkeit, insbesondere durch zwischen den Lagen ausgebildete wärmeisolierende Luftpolster und damit einhergehende verringerte Kontaktflächen, gesenkt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann das beziehungsweise die Abschirmeinrichtungsbefestigungselement/e eine oder mehrere Materialausnehmungen zur Ausbildungen von luftgefüllten (und damit wärmeisolierenden) und vorzugsweise durch Konvektion kühlbaren, insbesondere durchströmbaren, Hohlräumen aufweisen.
Weiterhin kann das beziehungsweise können die Abschirmeinrichtungsbefestigungselement/e eine Zentrierung zum Zentrieren der Abschirmeinrichtung am Rotorträger (oder gegebenenfalls am drehbaren Teil des Radlagers) und/oder an dem Reibelement, beispielsweise der Bremstrommel, insbesondere am Bremstrommelbefestigungsabschnitt, aufweisen. Die Zentrierung der Abschirmeinrichtung kann beispielsweise in Form eines, insbesondere umlaufenden, beispielsweise stirnseitig umlaufenden, Bords ausgebildet sein. Dieser Bord kann sowohl durchgängig als auch segmentiert sein, das heißt mit einer oder mehreren Materialausnehmungen zur Ausbildungen von luftgefüllten (und damit wärmeisolierenden) Hohlräumen versehenen, sein. Zudem kann der Bord zwei- oder mehrlagig gefaltet ausgestaltet sein. Gegebenenfalls kann der Bord aus einem wärmeisolierenden Material ausgebildet sein, insbesondere wobei das wärmeisolierende Material ebenfalls eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 42 Wm^–1K^–1, insbesondere von ≤ 40 Wm^–1K^–1 oder ≤ 35 Wm^–1K^–1 oder ≤ 30 Wm^–1K^–1 oder ≤ 25 Wm^–1K^–1, beispielsweise ≤ 20 Wm^–1K^–1, aufweisen und/oder ein hochlegierter, insbesondere austenitischer, Stahl, beispielsweise X5CrNi18-10, oder ein anderes Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit als hochlegierter Stahl sein kann.
Vorzugsweise ist die Zentrierung der Abschirmeinrichtung auch zur Zentrierung des Reibelements, insbesondere der Bremstrommel, ausgelegt (Doppelpassung). So kann vorteilhafterweise sowohl eine Zentrierung der Abschirmeinrichtung am Rotorträger (oder gegebenenfalls am drehbaren Teil des Radlagers) als auch des Reibelements an der Abschirmeinrichtung erzielt werden.
Im Weiteren besteht die Möglichkeit, die in die Reibungsbremse eingebrachte Energie gezielt abzuleiten beziehungsweise innerhalb des Systems zu verteilen, beispielsweise in dem Wärme an zirkulierte Luft abgegeben wird.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst daher das Antriebssystem weiterhin eine Kühlvorrichtung zum Abtransport von, von der Reibungsbremse und/oder von der Abschirmeinrichtung ausgehender Wärme mittels Wärmekonvektion, insbesondere eine Kühler-Lüfter-Kombination oder einen passiven Kühler. Beispielsweise kann von der Reibungsbremse und/oder von der Abschirmeinrichtung ausgehender Wärme durch die Kühlvorrichtung an die Luft innerhalb und/oder außerhalb des Systems abgegeben werden.
Im Rahmen einer Ausführungsform ist dabei die Kühlvorrichtung in den Rotorträger integriert oder am Rotorträger befestigt ist, insbesondere wobei der Rotorträger mit Kühlrippen ausgestattet ist. Der Rotorträger kann Wärme gut aufnehmen und besitzt eine große mit Kühlrippen versehbare Oberfläche über welche die Wärme an Luft abgegeben und Luft zirkuliert werden kann. Durch Rotation des Rotorträgers beziehungsweise des Rotors kann der Rotorträger so vorteilhafterweise als Kühler-Lüfter-Kombination dienen, insbesondere in dem er über die eingebrachten Rippen die dazwischen befindliche Luft zentrifugiert und damit eine systeminterne Luftzirkulation anstößt. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine Abgabe der Wärme an die Luft begünstigt.
Eine Ableitung von Wärme kann auch durch ein oder mehrere wärmeleitende Bauteile erreicht werden, welche möglichst wärmeleitend mit der Reibungsbremse, insbesondere der Bremstrommel, verbunden oder verbindbar sind.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst daher das Antriebssystem weiterhin mindestens ein Wärmeableitelement zum Ableiten von, von der Reibungsbremse und/oder der Abschirmeinrichtung ausgehender Wärme, insbesondere mittels Wärmeleitung. So kann vorteilhafterweise Wärme zum Beispiel in Richtung Achsmitte angeleitet werden. Eine Wärmeableitung in Richtung Achsmitte ist vorteilhaft, da sich hier durch das Radlager, den Rotorträger, die Felge und gegebenenfalls weitere Bauteile eine Materialanhäufung befindet, die eine beträchtliche Wärmekapazität besitzt und Leistungsspitzen abfangen kann. Über die Felge kann die Wärme zudem in die Luft außerhalb des Systems abgegeben werden, da diese bei der Fahrt von Luft umströmt wird und eine große Oberfläche aufweist.
Beispielsweise kann das beziehungsweise können Wärmeableitelement/e zum Ableiten von, von der Reibungsbremse und/oder der Abschirmeinrichtung ausgehender Wärme zum Rotorträger, insbesondere zum wärmeleitenden Abschnitt des Rotorträgers, und/oder zur Kühlvorrichtung, insbesondere zum als Kühlvorrichtung dienenden Abschnitt des Rotorträgers, und/oder zum Radlager, insbesondere zum drehbaren Teil des Radlagers, und/oder zur Radfelge und/oder zur Radachse ausgebildet sein.
Das beziehungsweise die Wärmeableitelement/e können beispielsweise eine Wärmeleitfähigkeit von ≥ 100 Wm^–1K^–1, insbesondere von ≥ 150 Wm^–1K^–1, beispielsweise ≥ 200 Wm^–1K^–1 oder ≥ 230 Wm^–1K^–1, aufweisen und/oder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder einem anderen Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sein.
Insbesondere kann das Antriebssystem mindestens ein, als wärmeleitendes Verbindungselement ausgestaltetes Wärmeableitelement umfassen. Beispielsweise kann das Antriebssystem mindestens ein, als wärmeleitende Schraubverbindung und/oder Steckverbindung und/oder Nietverbindung ausgestaltetes Wärmeableitelement umfassen. Dabei kann das mindestens eine, als wärmeleitende Schraubverbindung und/oder Steckverbindung und/oder Nietverbindung ausgestaltete Wärmeableitelement eine oder mehrere, aus einem wärmeleitenden Material ausgebildete Bolzen, insbesondere Gewindebolzen, beispielsweise Schrauben, Bauteile mit Innengewinde, beispielsweise Muttern oder Hülsen, Nieten oder eine Kombination davon umfassen, insbesondere wobei das wärmeleitende Material eine Wärmeleitfähigkeit von ≥ 100 Wm^–1K^–1, insbesondere von ≥ 150 Wm^–1K^–1, beispielsweise ≥ 200 Wm^–1K^–1 oder ≥ 230 Wm^–1K^–1, aufweist und/oder Aluminium oder eine Aluminiumlegierung oder ein anderes Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit ist. Bei einem mehrteiligen Wärmeableitelement, beispielsweise bei einem, als wärmeleitende Schraubverbindung ausgestalteten, Wärmeableitelement, kann es ausreichend sein, wenn mindestens eines der Bauteile, beispielsweise eine Schraube, aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet ist. Je nach Aufbau können dabei die übrigen Bauteile, beispielsweise die zugehörige Mutter, ebenfalls aus einem wärmeleitenden Material oder aus einem Material mit einer mittleren Wärmeleitfähigkeit oder sogar aus einem wärmeisolierenden Material ausgebildet sein.
Es können jedoch auch alle Bauteile aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet sein.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Antriebssystem mindestens ein, als Wärmeableitblech ausgestaltetes Wärmeableitelement aufweisen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Elektro- und/oder Hybridfahrzeug, welches ein erfindungsgemäßes Antriebssystem umfasst.
Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen und deren Beschreibung sollen zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Ausführungsformen dienen und nicht dazu herangezogen werden die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
1 einen schematischen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Antriebssystems mit einem als Schraubverbindung ausgestalteten, wärmeisolierenden Verbindungselement und Entkopplungselementen;
2 einen schematischen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Antriebssystems mit einem als Schraubverbindung ausgestalteten, wärmeisolierenden Verbindungselement, Entkopplungselementen sowie einer Abschirmeinrichtung;
3 einen schematischen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Antriebssystems mit einem als Schraubverbindung ausgestalteten, wärmeisolierenden Verbindungselement, Entkopplungselementen, einer Abschirmeinrichtung sowie Wärmeableitelementen;
4 einen schematischen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines Antriebssystems mit einem als Schraubverbindung ausgestalteten, wärmeisolierenden Verbindungselement, Entkopplungselementen, einer Abschirmeinrichtung sowie Wärmeableitelementen; und
5 einen schematischen Querschnitt durch eine fünfte Ausführungsform eines Antriebssystems mit einem Rotorträger, wobei der Rotorträger einen wärmeisolierenden Abschnitt als wärmeisolierendes Verbindungselement, einen wärmeleitenden Abschnitt sowie Kühlrippen umfasst.
Die 1 bis 5 zeigen schematische Querschnitte durch verschiedene Ausführungsformen von Antriebssystemen. Da die Antriebssysteme im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sind, sind in den Figuren nur Ausschnitte der Gesamtquerschnitte gezeigt.
1 zeigt, dass das Antriebssystem im Rahmen einer ersten Ausführungsform ein als Innenläufer ausgestalteter Radnabenantrieb ist, welcher einen Elektromotor mit einem Rotor 3 und einen Stator (nicht dargestellt) sowie eine Trommelbremse mit einer Bremstrommel 2 umfasst. 1 illustriert, dass dabei die Trommelbremse innerhalb des Elektromotors, insbesondere Rotors 3, angeordnet ist.
1 illustriert, dass der Rotor 3 mit einem Rotorträger 10 verbunden ist, Der Rotorträger 10 ist wiederum über eine Schraubverbindung 8 mit einem drehbaren Außenring 5a eines Radlagers 5 und einer Radfelge (nicht dargestellt)verbunden ist. Der drehbare Außenring 5a des Radlagers ist wiederum über ein Wälzkörper 5c umfassendes Wälzlager mit dem stehenden Teil 5b des Radlagers verbunden. Die Wälzkörper 5c sind in Wälzlagerkäfigen (nur in 3 bis 5 dargestellt) angeordnet, wobei das Radlager 5 durch eine mit einem Wälzlagerinnenring 5d zusammenwirkende Spannvorrichtung 5e spannbar ist.
1 zeigt, dass die Bremstrommel 2 über ein als Schraubverbindung ausgestaltetes Verbindungselement 1 mit dem Rotorträger 10 verbunden ist. Um eine Übertragung von, von der Bremstrommel 2 ausgehender Wärme mittels Wärmeleitung auf den Rotor 3 zu verringern, ist das Verbindungselement 1 wärmeisolierend ausgestaltet. Insbesondere umfasst das wärmeisolierende Verbindungselement 1 dafür eine Schraube 1a aus einem wärmeisolierenden Material, beispielsweise einem hochlegierten Edelstahl. Zudem ist zwischen der Bremstrommel 2 und dem Rotorträger 10 sowie zwischen dem Rotorträger 10 und der Mutter 1b des wärmeisolierenden Verbindungselements 1 jeweils ein, als Unterlegscheibe ausgebildetes, wärmeisolierendes Entkopplungselement 4a, 4b angeordnet. So können vorteilhafterweise die Kontaktflächen zwischen den voneinander zu isolierenden Bauteilen, nämlich der Bremstrommel 2 und Rotorträger 3 auf die Auflagefläche der Unterlegscheiben 4a, 4b reduziert werden. Dadurch, dass die Unterlegscheiben 4a, 4b dicker als mechanisch notwendig ausgebildet sind, kann zudem der wärmeisolierende Effekt erhöht werden. Durch die Unterlegscheiben 4a, 4b und die wärmeisolierende Schraube 1a kann bereits eine Wärmeisolation erzielt werden. Die zu der wärmeisolierenden Schraube 1a zugehörige Mutter 1b kann daher grundsätzlich sowohl ebenfalls aus einem wärmeisolierenden Material als auch aus einem Material mit einer mittleren oder sogar hohen Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Mutter 1b jedoch aus dem gleichen Material wie die wärmeisolierende Schraube ausgebildet.
Die in 2 gezeigte zweite Ausführungsform unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform, dass das Antriebssystem weiterhin eine Abschirmeinrichtung 6 zur thermischen Abschirmung des Rotors 3 vor einem Eintrag von Wärme, insbesondere durch Wärmestrahlung, durch die Trommelbremse 2 umfasst.
2 zeigt, dass die Abschirmeinrichtung einen ringförmigen Grundkörper 6a mit einem in sich geschlossenen Mantel umfasst, welcher radial beabstandet zwischen der Bremstrommel 3, insbesondere der äußeren Mantelfläche der Bremstrommel 2, und dem Rotor 3, insbesondere der inneren Mantelfläche des Rotors 3, angeordnet ist. So kann vorteilhafterweise von der Bremstrommel 2 ausgehende Wärmestrahlung abgefangen und vom Rotor 3 ferngehalten werden.
An einer Stirnseite des ringförmigen Grundkörpers 6a weist die Abschirmeinrichtung 6 ein Abschirmeinrichtungsbefestigungselement 6b, 6c zum Befestigen der Abschirmeinrichtung 6 am Rotorträger 10 auf, welches einteilig mit dem ringförmigen Grundkörper 6a ausgebildet ist und sich auf der Stirnseite radial einwärts erstreckt. Insgesamt weist die Abschirmeinrichtung 6 dadurch eine topfartige Struktur, ähnlich einer Bremstrommel, auf.
2 veranschaulicht weiterhin, dass das Abschirmeinrichtungsbefestigungselement 6b eine Zentrierung 6c aufweist, welche vorteilhafterweise gleichermaßen zum Zentrieren der Abschirmeinrichtung 6 am Rotorträgers 10 als auch zum Zentrieren der Bremstrommel 2 an der Abschirmeinrichtung ausgelegt ist. Die Zentrierung kann daher auch als Doppelpassung bezeichnet werden. Die Zentrierung 6c ist insbesondere in Form eines stirnseitig umlaufenden Bords 6c ausgebildet, auf welchem sich die Abschirmeinrichtung 6 am Rotorträger 10 zentriert, wobei der Bord 6c wiederum die Zentrierung für die Bremstrommel 2 darstellt. Vorzugsweise ist das Abschirmeinrichtungsbefestigungselement 6b, 6c derart geformt, dass es auch im Bereich der Zentrierung 6c die Wärmeleitung vermindert.
2 zeigt zudem, dass der Bord 6c zweilagig gefaltet ausgestaltet ist. Durch eine Faltung kann dabei vorteilhafterweise nicht nur die mechanische Stabilität und die Pass- beziehungsweise Ausgleichseigenschaften, sondern auch die Wärmeisolationseigenschaften in dem entsprechenden Abschnitt verbessert werden, da die Wärmekapazität erhöht und die Wärmeleitfähigkeit, insbesondere durch zwischen den Lagen ausgebildete warmeisolierende Luftpolster und damit einhergehende verringerte Kontaktflächen, gesenkt werden kann. Zudem kann das Abschirmeinrichtungsbefestigungselement 6b, 6c in Abschnitt 6b und/oder 6c eine oder mehrere Materialausnehmungen zur Ausbildungen von luftgefüllten und damit wärmeisolierenden und gegebenenfalls sogar durch Konvektion kühlbaren, insbesondere durchströmbaren, Hohlräumen aufweisen. So kann vorteilhafterweise die Wärmeisolation und sogar die Kühlung verbessert werden.
Um eine Wärmeübertragung mittels Wärmeleitung von der Bremstrommel 2 auf die Abschirmeinrichtung 6 zu verringern, ist im Gegensatz zu der in 1 gezeigten Ausführungsform eines der, als Unterlegscheibe ausgestalteten, wärmeisolierenden Entkopplungselemente 4a zwischen der Bremstrommel 2 und der Abschirmeinrichtung 6, insbesondere dem Abschirmeinrichtungsbefestigungselement 6b, angeordnet. Zusätzlich kann ein weiteres, als Unterlegscheibe ausgestaltetes, wärmeisolierendes Entkopplungselement (nicht dargestellt) zwischen der Abschirmeinrichtung 6, insbesondere dem Abschirmeinrichtungsbefestigungselement 6b, und dem Rotorträger 10 angeordnet sein, um eine Wärmeübertragung durch Wärmeleitung von dem Abschirmelement 6 auf den Rotorträger zu verringern.
Alternativ dazu kann die Abschirmeinrichtung 6 über das Abschirmeinrichtungsbefestigungselement 6b mit der Bremstrommel 2 verbunden sein. Um eine Wärmeübertragung von der Bremstrommel 2 auf die Abschirmeinrichtung 6 mittels Wärmeleitung zu verhindern kann alternativ oder zusätzlich zu den vorstehenden beschriebenen Mitteln das Abschirmeinrichtungsbefestigungselement 6b, 6c oder sogar die gesamte Abschirmeinrichtung 6 aus einem wärmeisolierenden Material ausgebildet sein. So kann zudem in der gezeigten Ausführungsform die thermisch isolierende Wirkung der wärmeisolierenden Verbindungselemente 1 und wärmeisolierenden Entkopplungselemente 4a, 4b verstärkt werden.
Die in 3 gezeigte dritte Ausführungsform unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform, dass das Antriebssystem weiterhin ein wärmeleitendes Wärmeableitelement 7a zum Ableiten von, von der Bremstrommel 2 ausgehender Wärme mittels Wärmeleitung zum Radlager 5, insbesondere zum drehbaren Teil 5a des Radlagers 5, und zur Radfelge umfasst. Dabei ist das Wärmeableitelement 7a als Wärmeableitblech ausgestaltet, welches über das wärmeisolierende Verbindungselement 1 mit der Bremstrommel 2 und über eine Radschraube mit dem Radlager 5, insbesondere dem drehbaren Teil 5a des Radlagers 5, und der Radfelge (nicht dargestellt) wärmeleitend verbunden ist. So kann vorteilhafterweise erzielt werden, dass in der Bremstrommel erzeugte Wärme mittels Wärmeleitung von wärmeempfindlichen Bauteilen des Elektromotors, wie dem Rotor 2, weg in wärmeunempfindliche Bauteile mit einer hohen Wärmekapazität abgeleitet wird.
Die in 4 gezeigte vierte Ausführungsform unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der in 3 gezeigten dritten Ausführungsform, dass das, als Wärmeableitblech ausgestaltete Wärmeableitelement 7a nicht nur zum Ableiten von, von der Bremstrommel 2 ausgehender Wärme, sondern auch von, von der Abschirmeinrichtung 6 ausgehender Wärme mittels Wärmeleitung zum Radlager 5, insbesondere zum drehbaren Teil 5a des Radlagers 5, und zur Radfelge ausgelegt ist. Vorzugsweise ist im Rahmen dieser Ausführungsform das Abschirmeinrichtungsbefestigungselement 6b, 6c aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet. So kann vorteilhafterweise die von der Abschirmeinrichtung als Wärmestrahlung absorbierte Wärme mittels Wärmeleitung abgeleitet werden.
Die in 5 gezeigte fünfte Ausführungsform unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von den in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen, dass das wärmeisolierende Verbindungselement 11 nicht als Schraubverbindung, sondern als stoffschlüssige Verbindung ausgestaltet ist und dass der Rotorträger 10 mit Kühlrippen 13 ausgestattet ist und auch als Kühlvorrichtung 13, insbesondere eine Kühler-Lüfter-Kombination, zum Abtransport von, von der Reibungsbremse 2 ausgehender Wärme mittels Wärmekonvektion dient. Zudem wird in der dargestellten Variante die Wärmeableitung durch wärmeleitende Verbindungselemente 7b, insbesondere Bolzen beziehungsweise Schrauben, erreicht, welche die Wärme in den auch als Kühlvorrichtung 13 dienenden Rotorträger 10 ableiten. Die zu der wärmeleitenden Schrauben 7b zugehörigen Muttern 7b' können hierbei grundsätzlich sowohl ebenfalls aus einem wärmeleitenden Material als auch aus einem Material mit einer mittleren oder sogar geringen Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Muttern 7b' jedoch aus dem gleichen Material wie die wärmeleitenden Schraube 7b ausgebildet.
Insbesondere ist das als stoffschlüssige Verbindung ausgestaltete, wärmeisolierende Verbindungselement 11 in Form eines wärmeisolierenden Abschnitts 11 des Rotorträgers 10 ausgestaltet, welcher stoffschlüssig mit einem wärmeleitenden Abschnitt 12 des Rotorträgers 10 verbunden ist. Insbesondere ist dabei der, als wärmeisolierendes Verbindungselement dienende, wärmeisolierende Abschnitt 11 des Rotorträgers 10 bezüglich des Radlagers 5 distal und der wärmeleitende Abschnitt 12 des Rotorträgers 10 bezüglich des Radlagers 5 proximal ausgebildet. Der Rotor 3 ist dabei nur an dem, als wärmeisolierendes Verbindungselement dienenden, wärmeisolierenden Abschnitt 11 des Rotorträgers 10 befestigt. Die Bremstrommel 2 ist hingegen nur an dem wärmeleitenden Abschnitt 12 des Rotorträgers 10 befestigt. Dabei sind die Schraubverbindungen 7b, 7b' zur Befestigung der Bremstrommel 2 am Rotorträger 10 aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet und dienen als Wärmeableitelemente. So kann insgesamt vorteilhafterweise erzielt werden, dass von der Trommelbremse 2 durch Wärmeleitung ausgehende Wärme in Richtung Rotor 3 weniger stark ableitet wird als in Richtung der Kühlrippen 13 oder der Achsmitte und über die Kühlrippen 13, das Radlager 5 und die Radfelge (nicht dargestellt) abgeleitet werden kann, wobei der Rotor 3 durch den, als wärmeisolierendes Verbindungselement dienenden, wärmeisolierenden Abschnitt 11 des Rotorträgers 10 vor einer Überhitzung geschützt wird. Insgesamt können so vorteilhafterweise mehrere der bereits angesprochenen Funktionen in wenigen Bauteilen integriert und somit Gewicht und Kosten reduziert werden.
Bezugszeichenliste

1: wärmeisolierendes Verbindungselement
1a: wärmeisolierender Bolzen, insbesondere Schraube
1b: Mutter
2: Bremstrommel
3: Rotor
4a, 4b: wärmeisolierende Entkopplungselemente
5: Radlager
5a: drehbarer Teil des Radlagers
5b: stehender Teil des Radlagers
5c: Wälzkörper
5d: Wälzlagerinnenring
5e: Wälzlagerverspannung
6: Abschirmelement
6a: ringförmiger Grundkörper
6b: Abschirmelementbefestigungsabschnitt
6c: Zentrierung des Abschirmelement
7a: Wärmeableitblech
7b: Wärmeableitbolzen, insbesondere Wärmeableitschraube
7b': wärmeleitende Mutter
8: Bolzen, insbesondere Schraube
10: Rotorträger
11: wärmeisolierender Rotorträgerbschnitt
12: wärmeleitender Rotorträgerbschnitt
13: Kühlrippe

Claims

Antriebssystem, insbesondere Radnabenantrieb, für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, umfassend einen Elektromotor, eine Reibungsbremse und mindestens ein wärmeisolierendes Verbindungselement (1, 11), wobei mindestens ein Bauteil (2) der Reibungsbremse über ein wärmeisolierendes Verbindungselement (1, 11) mit einem, insbesondere wärmeempfindlichen, Bauteil (3) des Elektromotors verbunden oder verbindbar ist.
Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor einen Rotor (3) und einen Stator umfasst, wobei die Reibungsbremse ein drehbares Reibelement (2) und mindestens ein, an das Reibelement (2) anpressbares Bremselement umfasst, wobei das Reibelement (2) über ein wärmeisolierendes Verbindungselement (1, 11) mit dem Rotor (3) oder das Bremselement über ein wärmeisolierendes Verbindungselement mit dem Stator verbunden oder verbindbar ist.
Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Reibelement (2) eine Bremstrommel oder Bremsscheibe ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das wärmeisolierende Verbindungselement (1, 11) eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 42 Wm^–1K^–1, insbesondere von ≤ 40 Wm^–1K^–1, insbesondere von ≤ 20 Wm^–1K^–1, aufweist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das wärmeisolierende Verbindungselement (1, 11) aus einem hochlegierten, insbesondere austenitischen, Stahl, beispielsweise X5CrNi18-10, ausgebildet ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Antriebssystem mindestens ein, als Schraubverbindung (1a, 1b) und/oder Steckverbindung und/oder Nietverbindung ausgestaltetes wärmeisolierendes Verbindungselement (1) umfasst.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Antriebssystem mindestens ein, als stoffschlüssige Verbindung, ausgestaltetes, wärmeisolierendes Verbindungselement (11) umfasst, insbesondere wobei das als stoffschlüssige Verbindung ausgestaltete, wärmeisolierende Verbindungselement (11) in Form eines wärmeisolierenden Bauteilabschnitts (11) ausgestaltet ist, welcher stoffschlüssig mit einem wärmeleitenden Bauteilabschnitt (12) verbunden ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Elektromotor einen Rotorträger (10) zum Befestigen des Rotors (3), insbesondere am drehbaren Teil (5a) eines Radlagers (5), umfasst, wobei der Rotorträger (10) einen, insbesondere bezüglich des Radlagers (5) distalen, wärmeisolierenden Abschnitt (11) als wärmeisolierendes Verbindungselement (11) umfasst, wobei der Rotorträger (10) weiterhin einen, insbesondere bezüglich des Radlagers (5) proximalen, wärmeleitenden Abschnitt (12) umfasst.
Antriebssystem nach Anspruch 8, wobei das Reibelement (2), insbesondere die Bremstrommel oder die Bremsscheibe, mit dem Rotorträger (10), insbesondere dem wärmeleitenden Abschnitt (12) des Rotorträgers (10), verbunden oder verbindbar ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Antriebssystem mindestens ein wärmeisolierendes Entkopplungselement (4a, 4b) umfasst, wobei das Entkopplungselement (4a, 4b) zum zumindest teilweisen thermischen Entkoppeln mindestens eines Bauteils (2) der Reibungsbremse und mindestens eines Bauteils (3, 10) des Elektromotors, insbesondere durch Verkleinerung der Kontaktflächen der Bauteile (2; 3, 10) und/oder durch Ausbilden eines Luftspalts zwischen den Bauteilen (2; 10) und/oder zum zumindest teilweisen thermischen Entkoppeln einer Schraubverbindung (1a, 1b) und/oder Steckverbindung und/oder Nietverbindung ausgelegt ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Antriebssystem weiterhin eine Abschirmeinrichtung (6) zur thermischen Abschirmung des Rotors (3) oder Stators vor einem Eintrag von Wärme, insbesondere durch Wärmestrahlung, durch die Reibungsbremse (2) umfasst.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Antriebssystem weiterhin eine Kühlvorrichtung (13) zum Abtransport von, von der Reibungsbremse (2) und/oder der Abschirmeinrichtung (6) ausgehender Wärme mittels Wärmekonvektion, insbesondere eine Kühler-Lüfter-Kombination oder einen passiven Kühler, umfasst.
Antriebssystem nach Anspruch 12, wobei die Kühlvorrichtung (13) in den Rotorträger (10) integriert oder am Rotorträger (10) befestigt ist, insbesondere wobei der Rotorträger (10) mit Kühlrippen (13) ausgestattet ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Antriebssystem weiterhin mindestens ein wärmeleitendes Wärmeableitelement (7a, 7b, 7b') zum Ableiten von, von der Reibungsbremse (2) und/oder der Abschirmeinrichtung (6) ausgehender Wärme zum Rotorträger (10), insbesondere zum wärmeleitenden Abschnitt des Rotorträgers (12), und/oder zur Kühlvorrichtung (13), insbesondere zum als Kühlvorrichtung (13) dienenden Abschnitt des Rotorträgers (10), und/oder zum Radlager (5), insbesondere zum drehbaren Teil (5a) des Radlagers (5), und/oder zur Radfelge und/oder zur Radachse umfasst.
Elektro- und/oder Hybridfahrzeug, umfassend ein Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14.