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Die Erfindung betrifft ein Grundgehäuse für einen Radnabenmotor eines Fahrzeugs mit einem Statorgehäuseabschnitt, wobei der Statorgehäuseabschnitt einen Statoraufnahmebereich für einen Stator in einer radialen Richtung begrenzt, mit einem Statorträgerabschnitt, wobei der Statorträgerabschnitt mit dem Statorgehäuseabschnitt verbunden ist und wobei der Statorträgerabschnitt den Statoraufnahmebereich in einer axialen Richtung begrenzt, wobei in dem Statorgehäuseabschnitt Kühlkanäle zur Kühlung des Stators angeordnet sind. Die Erfindung betrifft auch einen Radnabenmotor mit dem Grundgehäuse sowie ein Verfahren zur Herstellung.
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Radnabenmotoren stellen eine interessante Alternative bei der Umsetzung eine Antriebs für von Elektrofahrzeugen dar. Im Gegensatz zu wie in bekannter Weise zentral angeordneten Motoren, deren Drehmoment auf mehrere Antriebsräder des Fahrzeugs verteilt wird, sind bei dem Einsatz von Radnabenmotoren üblicherweise mindestens zwei Räder mit Radnabenmotoren ausgestattet, sodass das Antriebsmoment lokal, dezentral und unmittelbar an den Antriebsrädern bereitgestellt wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Radnabenmotoren in dem Bauraum innerhalb der Reifen der Antriebsräder zu platzieren, um auf diese Weise möglichst viel Bauraum von einem Innenbereich des Fahrzeugs motorenfrei ausgestalten zu können. Allerdings ist der Bauraum innerhalb der Reifen stark begrenzt, sodass Radnabenmotoren eine hohe Integrationsdichte voraussetzen müssen.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 081 503 B4 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbar ein Radnabenantriebssystem mit einem innerhalb einer Felge anordenbaren Elektromotor. Der Stator des Elektromotors ist mit einem stationären Gehäuseabschnitt des Radnabenantriebssystems verbunden. Radial außen liegt an dem Stator ein ringförmiges Kühlelement mit Kühlkanälen an, die mit einer Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser oder einer Wasser-Glykol-Mischung, beaufschlagt werden. Das Kühlelement ist als eine Hülse ausgebildet, an deren radialen Außenseite die Kühlstrukturen eingebracht sind und mit einer zweiten Hülse dichtend abgeschlossen sind.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Grundgehäuse für einen Radnabenmotor vorzuschlagen, welcher eine hohe Integrationsdichte bei vertretbaren Fertigungskosten ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch ein Grundgehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch einen Radnabenmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen des Grundgehäuses oder des Radnabenmotors mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Im Rahmen der Erfindung wird somit ein Grundgehäuse vorgeschlagen, welches für einen Radnabenmotor eines Fahrzeugs geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen handeln. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Fahrzeug als ein Dreirad oder Zweirad, insbesondere Motorrad, ausgebildet ist. Das Fahrzeug weist mindestens einen Radnabenmotor auf, wobei der Radnabenmotor ein konventionelles Rad ersetzt. Das Fahrzeug kann mehrere derartiger Radnabenmotoren aufweisen, insbesondere weist das Fahrzeug an einer Achse zwei Radnabenmotoren auf. Das Grundgehäuse wird im Betrieb relativ zu dem Fahrzeug gestellfest und/oder stationär angeordnet und bildet einen Lagerpartner zu dem sich im Betrieb drehenden Reifen des Rades. Das Grundgehäuse und/oder der Radnabenmotor definiert eine Hauptdrehachse, um die das Rad rotiert.
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Das Grundgehäuse weist einen Statorgehäuseabschnitt auf, wobei dieser einen Statoraufnahmebereich für einen Stator in einer radialen Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse begrenzt. Insbesondere stellt der Statorgehäuseabschnitt eine Zylindermantelfläche bereit, welche koaxial und/oder konzentrisch zu der Hauptdrehachse angeordnet ist. Die Zylindermantelfläche bildet eine radiale Anlagefläche für den Stator. Insbesondere ist der Stator über eine Press- und/oder Druckverbindung mit der Anlagefläche verbunden. Besonders bevorzugt ist der Statorgehäuseabschnitt als ein Ring ausgebildet, welcher die Zylindermantelfläche als Anlagefläche bereitstellt. Besonders bevorzugt ist der Statoraufnahmebereich als ein Innenraum des Statorgehäuseabschnitts ausgebildet.
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Ferner weist das Grundgehäuse einen Statorträgerabschnitt auf, welcher mit dem Statorgehäuseabschnitt verbunden ist. Der Statorträgerabschnitt erstreckt sich vorzugsweise in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse. Der Statorträgerabschnitt ist so angeordnet, dass dieser den Statoraufnahmebereich in einer axialen Richtung zu der Hauptdrehachse begrenzt. Besonders bevorzugt bilden der Statorgehäuseabschnitt und der Statorträgerabschnitt gemeinsam einen Topf, wobei der Statorgehäuseabschnitt die Topfwand und der Statorträgerabschnitt den Topfboden darstellt. Der Stator kann wahlweise radial innerhalb des Topfes oder radial außerhalb des Topfes angeordnet sein.
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In dem Statorgehäuseabschnitt sind Kühlkanäle für eine Kühlflüssigkeit zur Kühlung des Radnabenmotors, insbesondere zur Kühlung des Stators, angeordnet. Die Kühlkanäle verlaufen zumindest abschnittsweise in einer Umlaufrichtung um die Hauptdrehachse und können durch axial verlaufende Kühlkanalabschnitte strömungstechnisch gekoppelt sein. Insbesondere sind die Kühlkanäle in einer durch den Statorgehäuseabschnitt gebildeten Wandung angeordnet.
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Als Material für das Grundgehäuse wird vorzugsweise eine Metalllegierung, insbesondere eine Aluminiumlegierung verwendet.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Statorgehäuseabschnitt, insbesondere mindestens oder genau der Statorgehäuseabschnitt durch ein Urformverfahren hergestellt ist und/oder der Statorgehäuseabschnitt als ein Urformteilabschnitt ausgebildet ist. Durch das Urformverfahren wird aus einem formlosen Ausgangsmaterial ein fester Körper hergestellt. Insbesondere wird durch das Urformverfahren die Form des Statorgehäuseabschnitts umfassend die Kühlkanäle in dem Statorgehäuseabschnitt gebildet. Bei dem Urformverfahren handelt es sich insbesondere um ein Formgussverfahren. Insbesondere handelt es sich um ein Sandgussverfahren, wobei Sand als Formmaterial eingesetzt wird. Alternativ oder ergänzend ist das Formgussverfahren als ein Aluminiumvollformgießen ausgebildet.
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Durch das Urformverfahren wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass der Statorgehäuseabschnitt oder sogar das Grundgehäuse sehr komplex und damit funktionsangepasst konstruiert werden kann und trotzdem im Rahmen einer Fertigungstechnologie gefertigt werden kann. Damit wird erreicht, dass der Radnabenmotor hochintegriert ausgeführt werden kann und zugleich die Fertigungskosten auch massenproduktverträglich sind.
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Als ein mögliches Ausführungsbeispiel für ein Formgussverfahren ist das Lost-Foam-Verfahren zu nennen. Das Lost-Foam-Verfahren ist ein Fertigungsverfahren, welches üblicherweise nicht bei Massenprodukten wie dem Grundgehäuse für den Radnabenmotor angewendet wird. Das Lost-Foam-Verfahren ist ein Sandgussverfahren, welches in einer möglichen Ausgestaltung als ein Hauptschritt die Erstellung eines Positivmodells durch Einbringen von sogenannten EPS-Perlen in eine Dauerform umfasst, wobei das Positivmodell das gewünschte Modell bilden. Gegebenenfalls können in dem ersten Hauptschritt auch nur Modellsegmente des Grundgehäuses hergestellt werden. In einem nachfolgenden Schritt werden die gefertigten Endmodelle mit einem Einguss-/Angusssystem verbunden, sodass eine sogenannte Modelltraube oder Cluster gebildet wird. An diese Modelltraube können unterschiedlich viele Modelle angebracht werden. In einem nachfolgenden Hauptschritt wird die fertige Modelltraube mit einer wasserbasierten, keramischen Schlichte überzogen und getrocknet. Der nächste Hauptschritt bildet ein Einformen in das Formmaterial, wobei die nun getrocknete Modelltraube in einen Gießbehälter eingesetzt und mit dem Formmaterial berieselt wird. Insbesondere wird Quarzsand als Formmaterial verwendet. Durch ein Gießlauf- und Anschnittsystem wird eine Metallschmelze in das eingebettete Modell geleitet, wo die thermische Energie der Metallschmelze die Modelltraube zersetzt. Die Schmelze füllt den dann frei gewordenen Hohlraum der Modelltraube vollständig aus und wird somit nach dem Erstarren des Metalls der Modellform nachgebildet. In einem letzten Hauptschritt wird das Formmaterial abgezogen. Das Endteil liegt in einer Positivform vor und erfordert nur eine geringe Nachbearbeitung. Besondere Vorteile ergeben sich bei dem Lost-Foam-Verfahren insbesondere dadurch, dass funktionsintegrierte Gusskomponenten durch einen schichtweisen Aufbau der Modellsegmente einteilig dargestellt werden können. Insbesondere ist es möglich, durch ein Zusammensetzen von Modellsegmenten auch Hinterschnitte und dergleichen zu fertigen. Alternativ können auch Sandgussverfahren mit einem Salzkern als Positivmodell umgesetzt werden.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden der Statorgehäuseabschnitt und der Statorträgerabschnitt einteilig und gemeinsam durch das Urformverfahren, insbesondere das Formgussverfahren, als ein gemeinsamer Urformteilabschnitt hergestellt. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Statorgehäuseabschnitt und der Statorträgerabschnitt aus einem gemeinsamen Modellsegment bzw. Salzkern bei dem Urformverfahren oder aus zwei Modellsegmenten bzw. Salzkerne gefertigt wurde. Für den Fall, dass die Abschnitte aus mindestens zwei Modellsegmenten bzw. Salzkernen gefertigt wurden, können Funktionen und insbesondere Hinterschnitte besser in die Modellsegmente integriert werden.
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Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung weist das Grundgehäuse einen oder mehrere Elektronikaufnahmeabschnitte für die Leistungselektronik und/oder Steuergeräte und/oder Umrichtergeräte zur Umrichtung eines Gleichstroms von dem Fahrzeug in einen Wechselstrom für den Elektromotorenabschnitt auf. Der Elektronikaufnahmeabschnitt ist auf dem Statorträgerabschnitt angeordnet, jedoch bevorzugt auf einer dem Statorgehäuseabschnitt abgewandten Seite positioniert. Damit bildet der Statorträgerabschnitt eine Trennwand zwischen dem Statorgehäuseabschnitt und dem Elektronikaufnahmeabschnitt. Es ist vorgesehen, dass der Elektronikaufnahmeabschnitt, der Statorgehäuseabschnitt und der Statorträgerabschnitt einteilig ausgebildet sind und gemeinsam durch das Urformverfahren, insbesondere durch das Formgussverfahren, als ein gemeinsamer Urformteilabschnitt hergestellt sind. Auch bei dieser Ausführungsform ist es möglich, dass die drei Abschnitte durch ein gemeinsames Modellsegment hergestellt sind. Es ist jedoch auch möglich – in Abhängigkeit der Komplexität der Einzelabschnitte –, diese durch zum Beispiel mindestens drei Modellsegmente herzustellen.
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Insbesondere ist der Urformteilabschnitt als ein Gussformteilabschnitt oder als ein Gussformteil ausgebildet.
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Der Vorteil der Fertigung des Grundgehäuses als Urformteil mit mindestens zwei oder den drei Abschnitten ist darin zu sehen, dass zwar die Konstruktion des Grundgehäuses mit der Verdichtung von Funktionselementen in einem Bauteil steigt, die Kosten für die Fertigung jedoch konstant bleiben, wobei insbesondere bei einem Massenprodukt die anfänglichen Konstruktionskosten meist weist hinter den späteren Fertigungskosten zurückbleiben, so dass der höhere Konstruktionsaufwand im Ergebnis zu günstigeren Fertigungskosten führt. Außerdem kann durch die steigende Integrationsdichte die Baugröße des Grundkörpers reduziert werden, was wieder zu einer besseren Integrationsfähigkeit des Radnabenmotors in dem Fahrzeug führt.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst das Grundgehäuse eine Lagerplatte zur Befestigung eines Radlagers. Nachdem das Grundgehäuse stationär an dem Fahrzeug befestigt werden soll, muss das eigentliche Rad drehbar zu dem Grundgehäuse angeordnet sein. Dies kann beispielsweise durch ein integriertes Radlager umgesetzt werden, welches an der Lagerplatte befestigt wird. Prinzipiell ist es möglich, die Lagerplatte mit dem Statorträgerabschnitt zu verschrauben oder zu vernieten oder anders zu verbinden. Es ist jedoch besonders bevorzugt, dass die Lagerplatte im Rahmen Urformverfahrens insbesondere umgossen wird und auf diese Weise an dem Grundgehäuse befestigt ist. Durch das Vergießen erfolgt eine stoffschlüssige und dauerhafte Verbindung zwischen Lagerplatte und Grundgehäuse. Zudem kann die zum Beispiel aus Stahl ausgebildete Lagerplatte belastungsgerecht ausgelegt werden, ohne Rücksicht auf spezifische Einschränkungen des Urformverfahrens berücksichtigen zu müssen.
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Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung weist das Grundgehäuse, insbesondere der Statorträgerabschnitt, mechanische Bremsankerschnittstellen auf, welche zur Anbindung einer Bremseinrichtung oder einer Bremsankerplatte ausgebildet sind. Die Bremsankerschnittstellen sind in dem Statorträgerabschnitt ausgeformt, das heißt, sie werden bereits durch Urformverfahren hergestellt. Durch die Integration der Bremsankerschnittstellen im Rahmen des Urformverfahrens wird erreicht, dass Nachbearbeitung, zum Beispiel ein nachträgliches Einbringen der Bremsankerschnittstellen durch trennende Bearbeitung, nicht notwendig ist.
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Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung weist das Grundgehäuse, insbesondere der Statorträgerabschnitt, mechanische Stützstellen auf, welche zur gleitenden Abstützung von Bremsbacken ausgebildet sind. Insbesondere können die mechanischen Stützstellen die Bremsbacken in axialer Richtung zu der Hauptdrehachse abstützen. Die mechanischen Stützstellen ermöglichen somit eine Führung der Bremsbacken und können ebenfalls bei der Erstellung des Modells bzw. Salzkerns für das Grundgehäuse bereits eingeplant werden und führen zu keiner Erhöhung der Kosten für das Grundgehäuse.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass mindestens eine Funktionsfläche auf dem Statorträgerabschnitt und/oder auf dem Statorgehäuseabschnitt ausgebildet ist, welche eine Beschichtung als Verschleißschutz aufweist. Als Beschichtung kommen beispielsweise ein Gleitlack, eine Eloxalschicht oder eine Hardcoatschicht in Frage. Die Beschichtung erfordert zwar einen nachfolgenden Bearbeitungsschritt, nachdem jedoch die Flächen als solche bereits bei der Modellerstellung berücksichtigt werden können, ist auch der Aufwand für das Bereitstellen derartiger Verschleißbereiche gering.
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Es ist besonders bevorzugt – wie bereits weiter oben bemerkt –, dass der Statorgehäuseabschnitt einen Innenraum als Statoraufnahmebereich umschließt und/oder dass das Grundgehäuse für einen Innenläufermotor ausgebildet ist. In dieser Ausgestaltung sitzt der Statorgehäuseabschnitt als ein Ring oder eine Topfwand radial außen. Nach radial innen schließt sich zunächst der ringförmige Stator an, welcher in einem unmittelbaren und/oder körperlichen Kontakt mit dem Statorgehäuseabschnitt steht, sodass zum Beispiel auch thermische Energie von dem Stator in den Statorgehäuseabschnitt und weiter über die Kühlkanäle abgeleitet werden kann. Der Rotor ist weiter radial innen angeordnet und relativ zu dem Stator gelagert.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bildet einen Radnabenmotor, welcher ein Grundgehäuse aufweist, wie dies zuvor beschrieben wurde. Ferner weist der Radnabenmotor den Stator und den Rotor auf, wobei der Stator in dem Statorgehäuseabschnitt angeordnet ist und wobei der Rotor relativ zu dem Stator gelagert ist. In dieser Ausgestaltung ist der Radnabenmotor besonders kompakt ausgebildet, sodass dieser in den verfügbaren Bauraum innerhalb eines Reifens angeordnet werden kann. Stator und Rotor bilden gemeinsam einen Elektromotorenabschnitt. Insbesondere ist der Elektromotorenabschnitt als ein permanenterregter Synchronmotor ausgebildet.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen des Grundgehäuses oder des Radnabenmotors, wie diese jeweils zuvor beschrieben wurden. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass mindestens der Statorgehäuseabschnitt durch das Urformverfahren hergestellt wird.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei zeigen:
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1 eine Längsschnittdarstellung eines Radnabenmotors als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 ein Grundgehäuse des Radnabenmotors in der 1 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung von der Motoraufnahmeseite;
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3 das Grundgehäuse in der 2 von der Rückseite;
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4 einen schematischen Längsschnitt durch das Grundgehäuse mit eingezeichnetem Stator.
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Die 1 zeigt in einer Längsschnittdarstellung entlang einer Hauptachse 1 einen Radnabenmotor 2 – auch Radnabensystem genannt – für ein Fahrzeug 3. Bei dem Fahrzeug kann es sich zum Beispiel um einen Personenkraftwagen handeln, wobei jeweils ein Radnabenmotor an beiden Rädern einer angetriebenen Achse angeordnet ist. Es ist auch möglich, damit einen Vierradantrieb eines Fahrzeugs 3 umzusetzen, indem jedes der Räder als ein Radnabenmotor 2 ausgebildet ist. Auch Umsetzungen in Form eines Trikes oder eines Motorrads, wobei jeweils nur ein angetriebenes Rad mit Radnabenmotor 2 vorgesehen ist, sind möglich. Der Radnabenmotor 2 ist im radialen Innenraum eines Reifens 4 wahlweise vollständig oder zumindest abschnittsweise angeordnet.
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Der Radnabenmotor 2 weist ein Grundgehäuse 5 auf, welches gestellfest oder stationär an dem Fahrzeug 3 angeordnet ist. Das Grundgehäuse 5 trägt einen Stator 6. Ferner weist der Radnabenmotor 2 einen Rotorträger 7 auf, der einen Rotor 8 trägt. Stator 6 und Rotor 8 bilden gemeinsam einen Elektromotorenabschnitt 9, welcher als ein Innenläufer ausgebildet ist. Der Stator 6 ist in der Form als ein um die Hauptachse 1 umlaufender, koaxial zu dieser angeordneten Hohlzylinder ausgebildet. Der Rotor 8 ist ebenfalls als ein Hohlzylinder ausgebildet und konzentrisch und koaxial zu dem Stator 6 angeordnet. Der Rotorträger 7 ist drehfest mit dem Rotor 8 verbunden und rotiert im Betrieb relativ zu dem Stator 6 und damit zu dem Grundgehäuse 5. Der Rotorträger 7 ist über einen Felgenabschnitt 10 mit dem Reifen 4 verbunden, sodass ein elektrisches Antriebsdrehmoment des Elektromotorenabschnitts 9, welches mittels Stator 6 und Rotor 8 erzeugt wird, über den Rotorträger 7 und den Felgenabschnitt 10 auf den Reifen 4 übertragen werden kann, um das Fahrzeug 3 anzutreiben. Der Stator 6 und der Rotor 8 sind in axialer Richtung zu der Hauptdrehachse 1 betrachtet innerhalb des Felgenabschnitts 10 angeordnet und ragen axial nicht über diesen und/oder über den Reifen 4 hinaus.
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Das Grundgehäuse 5 kann in drei Abschnitte, nämlich einen Statorgehäuseabschnitt 11, einen Statorträgerabschnitt 12 sowie einen Elektronikaufnahmeabschnitt 13 unterteilt werden. Der Statorgehäuseabschnitt 11 ist als ein rohrförmiger oder hohlzylinderförmiger Abschnitt ausgebildet und umläuft die Hauptachse 1 vollständig in Umlaufrichtung. Der Statorgehäuseabschnitt 11 ist koaxial zu der Hauptachse 1 sowie zu dem Stator 6 angeordnet. An seiner inneren Umfangswandung oder Innenwandung 25, welche als eine Zylindermantelfläche ausgebildet ist, liegt der Stator 6 flächig an, sodass ein Wärmeübertrag von dem Stator 6 zu dem Statorgehäuseabschnitt 11 erfolgen kann. Alternativ sind zwischen dem Stator 6 und der Innenwandung 25 eine oder mehrere Wärmekoppelschichten angeordnet. Beispielsweise liegt der Stator 6 in einem Innenraum 14, welcher durch den Statorgehäuseabschnitt 11 radial innen zu dem Statorgehäuseabschnitt 11 gebildet ist, in einer Presspassung in Bezug auf die Innenwandung 25.
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Für eine Ableitung der durch den Elektromotorenabschnitt 9 erzeugten Wärme weist der Statorgehäuseabschnitt 11 Kühlkanäle 15 auf, welche zumindest abschnittsweise in Umlaufrichtung um die Hauptachse 1 verlaufen und in axialer Richtung mehrreihig übereinander angeordnet sind. Bezogen auf eine Breite B des Stators 6 in axialer Richtung zu der Hauptachse 1 sind mindestens 80 Prozent der Breite B mit Kühlkanälen 15 durchzogen.
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Der Statorgehäuseabschnitt 11 ist an dem Statorträgerabschnitt 12 angebunden, welcher in einer Radialebene zu der Hauptachse 1 verläuft beziehungsweise den Statorgehäuseabschnitt 11 trägt und als Scheibenabschnitt den Bauraum in Richtung Hauptachse 1 überbrückt.
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Auf der dem Statorgehäuseabschnitt 11 abgewandten Seite des Statorträgerabschnitts 12 ist der Elektronikaufnahmeabschnitt 13 angeordnet, welcher – wie sich insbesondere aus den nachfolgenden Figuren ergibt – als einer oder mehrere Aufnahmestrukturen ausgebildet ist, in der bei dem fertig montierten Radnabenmotor 2 die Leistungselektronik und/oder die Steuerelektronik und/oder Umrichtergeräte angeordnet ist. Der Elektronikaufnahmeabschnitt 13 ist bodenseitig durch den Statorträgerabschnitt 12 oder durch einen eigenen Boden begrenzt und weist randseitig sich in axialer Richtung erstreckende Seitenwände 16a, b auf.
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An dem Grundgehäuse 5 ist eine Ankerplattenschnittstelle 17 für eine integrierte Bremseinrichtung 18 angeordnet, insbesondere eingeformt. Die Ankerplattenschnittstelle 17 ist als ein ebener Plattenbereich in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse 1 ausgebildet, in den zwei Aufnahmeöffnungen für Befestigungselemente wie Zapfen eingebracht sind. Auf der Ankerplattenplattenschnittstelle 17 kann ein Bremszylinder als die Bremseinrichtung 18 angeordnet sein, welche Bremsbacken 19 in radialer Richtung nach außen gegen eine mit dem Rotorträger 7 verbundene Bremstrommel 20 drückt. Ferner kann das Grundgehäuse 5, insbesondere der Statorträgerabschnitt 12 mindestens eine mechanische Stützstelle 21 aufweisen, welche zur gleitenden Abstützung der Bremsbacken 19 ausgebildet ist. Die mechanische Stützstelle 21 ist als ein weiterer ebener Plattenbereich in einer weiteren Radialebene zu der Hauptdrehachse 1 ausgebildet sein. Optional ist die mechanische Stützstelle 21 mit einer Verschleißschutzschicht versehen.
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Um eine Relativrotation zwischen dem Rotorträger 7 und dem Grundgehäuse 5 zu ermöglichen, ist ein Radlager 22 vorgesehen, welches zum einen mit dem Grundgehäuse 5 drehfest als einen ersten Lagerpartner und zum anderen mit dem Rotorträger 7 als den anderen Lagerpartner drehfest verbunden ist. Das Grundgehäuse 5 beziehungsweise der Statorträgerabschnitt 12 weist eine entsprechende Lagerschnittstelle 23 auf. Mit Bezug auf die Lagerschnittstelle 23 ist es zum einen möglich, dass diese integral in den Statorträgerabschnitt 12 eingearbeitet, insbesondere eingeformt ist. Alternativ ist es möglich, dass der Statorträgerabschnitt 12 mit einer separaten Lagerplatte (nicht dargestellt) verbunden ist, welche die Lagerschnittstelle 23 trägt.
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Das Grundgehäuse 5 ist als ein multifunktionaler Körper ausgebildet und könnte wie aus dem Stand der Technik prinzipiell bekannt durch eine spanende Bearbeitung hergestellt werden. In dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Grundgehäuse 5 jedoch zumindest abschnittsweise durch ein Formgussverfahren, insbesondere durch ein Lost-Foam-Verfahren, hergestellt. Es kann dabei vorgesehen sein, dass der Statorgehäuseabschnitt 11 als ein erstes Formgussteil hergestellt ist. Der Statorträgerabschnitt 12 und/oder der Elektronikaufnahmeabschnitt 13 können als weitere Formgussteile hergestellt sein und nachträglich verbunden sein. Das Formgussverfahren hat den Vorteil, dass filigrane Strukturen, wie insbesondere die Kühlkanäle 15, bereits bei der Formgebung mit einem geringen Nachbearbeitungsbedarf hergestellt werden können.
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Alternativ hierzu können auch Statorgehäuseabschnitt 11 und Statorträgerabschnitt 12 als ein gemeinsames Formgussteil hergestellt sein. Dabei ist es zum einen möglich, dass diese durch ein gemeinsames Grundmodell hergestellt sind oder durch zwei, zusammengesetzte Modellsegmente hergestellt wurden. Durch zwei gemeinsam hergestellte Modellsegmente ist es möglich, in dem Schnittbereich oder Anlagebereich der beiden Modellsegmente Strukturen, wie zum Beispiel Kühlkanäle 15, unterzubringen, welche mit einem einzigen Modell nicht oder nur aufwändig herstellbar sind.
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Bei einer weiteren Alternative sind Statorgehäuseabschnitt 11, Statorträgerabschnitt 12 und Elektronikaufnahmeabschnitt 13 als ein gemeinsames Formgussteil hergestellt, wobei dieses ebenfalls die Vorteile des Formgussverfahrens genießen kann.
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Als Material für das Grundgehäuse wird eine Metalllegierung, insbesondere eine Aluminiumlegierung verwendet.
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In der 2 ist eine mögliche konstruktive Ausgestaltung des Grundgehäuses 5 in der 1 dargestellt. In dieser Ausgestaltung ist der hohlzylinderförmige Statorgehäuseabschnitt 11 besonders gut zu erkennen, wobei axial stirnseitig Ein- und Austrittsöffnungen 24 für die Kühlkanäle 15 angeordnet sind. Besonders gut ist die umlaufende, zylindermantelförmige Innenwandung 25 des Statorgehäuseabschnitts 11 dargestellt, welche eine Anlagefläche für den Stator 6 bildet.
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Auf dem Statorträgerabschnitt 12 ist eine Vielzahl von Schnittstellen angeordnet, welche – statt mit aufwendigen trennenden Verfahren – durch das formgebende Formgussverfahren in einem einzigen Arbeitsschritt hergestellt werden können. Insbesondere sind die Ankerplattenschnittstelle 17 und die mechanische Stützstelle 21 zur gleitenden Abstützung sowie die Lagerschnittstelle 23 dargestellt.
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Die 3 zeigt das Grundgehäuse 5 von der Rückseite, wobei mehrere Elektronikaufnahmeabschnitte 13 zu erkennen sind, welche voneinander abgetrennt sind und welche unterschiedliche elektrische Funktionsmodule aufnehmen können.
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In der 4 ist ein Längsschnitt dargestellt, wobei nochmals zu sehen ist, dass der Stator 6 flächig an der umlaufenden Innenwandung 25 des Statorgehäuseabschnitts 11 anliegt, um die Wärme über den Statorgehäuseabschnitt 11 und die Kühlkanäle 15 abtransportieren zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hauptachse
- 2
- Radnabenmotor
- 3
- Fahrzeug
- 4
- Reifen
- 5
- Grundgehäuse
- 6
- Stator
- 7
- Rotorträger
- 8
- Rotor
- 9
- Elektromotorenabschnitt
- 10
- Felgenabschnitt
- 11
- Statorgehäuseabschnitt
- 12
- Statorträgerabschnitt
- 13
- Elektronikaufnahmeabschnitt
- 14
- Innenraum
- 15
- Kühlkanäle
- 16a, b
- Seitenwände
- 17
- Ankerplattenschnittstelle
- 18
- Bremseinrichtung/Bremszylinder
- 19
- Bremsbacken
- 20
- Bremstrommel
- 21
- mechanische Stützstelle zur gleitenden Abstützung
- 22
- Radlager
- 23
- Lagerschnittstelle
- 24
- Ein- und Austrittsöffnungen
- 25
- umlaufende, zylinderförmige Innenwandung
- B
- Breite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011081503 B4 [0003]
