DE102018130819A1

DE102018130819A1 - Electric final drive unit with integrated braking device

Info

Publication number: DE102018130819A1
Application number: DE102018130819.1A
Authority: DE
Inventors: Doris Maria Reutter; Simon ORTMANN; Benjamin Wübbolt-Gorbatenko; Marcel Philipp Mayer; Jannick Dominik Herbert Altherr; Philippe Wagner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2020-06-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Achsantriebseinheit (1) für ein Elektrofahrzeug, mit einem Elektromotor (2), wobei ein Stator (3) des Elektromotors (2) in einem Gehäuse (4) fest aufgenommen ist und ein relativ zu dem Stator (3) verdrehbar gelagerter Rotor (5) des Elektromotors (2) mit einer Radnabe (6) drehgekoppelt ist, sowie einer in dem Gehäuse (4) integrierten, zumindest teilweise konzentrisch zu der Radnabe (6) angeordneten und mit der Radnabe (6) in Wirkzusammenhang stehenden Bremseinrichtung (7), wobei eine Betätigungseinheit (8) der Bremseinrichtung (7) an dem Gehäuse (4) angebracht ist.The invention relates to an electric axle drive unit (1) for an electric vehicle, with an electric motor (2), a stator (3) of the electric motor (2) being fixed in a housing (4) and being rotatable relative to the stator (3) mounted rotor (5) of the electric motor (2) is rotationally coupled to a wheel hub (6), and a braking device integrated in the housing (4), at least partially concentric to the wheel hub (6) and in operative connection with the wheel hub (6) (7), wherein an actuating unit (8) of the braking device (7) is attached to the housing (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Achsantriebseinheit (auch als elektrische Achse / E-Achse bezeichnet) für ein Elektrofahrzeug / elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, wie ein Pkw, Lkw, Bus oder sonstiges Nutzfahrzeug.The invention relates to an electric axle drive unit (also referred to as an electric axle / e-axle) for an electric vehicle / electrically driven motor vehicle, such as a car, truck, bus or other commercial vehicle.

Bei allgemein bekannten E-Achsen rein elektrisch angetriebener Fahrzeuge wird die Energie des Bremsvorgangs im Normalfall rekuperiert. Wenn der Akku jedoch voll ist bzw. bei einem Notbremsvorgang, kurz bei Verzögerung größer ca. 0,5 G, bei dem auch der Einsatz des ABS üblicherweise notwendig ist, wird prinzipiell eine zusätzliche Bremse benötigt. In Fahrzeugen mit elektrischen Antrieben, die gegenwärtig auf dem Markt sind, wird daher eine zusätzliche konventionelle mechanische Bremsanlage eingebaut, die separat zu der elektrischen Antriebseinheit ausgebildet ist. Dadurch wird häufig relativ viel Bauraum in Anspruch genommen.In the case of generally known electric axles of purely electrically driven vehicles, the energy of the braking process is normally recuperated. If, however, the battery is full or during an emergency braking operation, shortly after a deceleration greater than approx. 0.5 G, in which the use of ABS is also usually necessary, an additional brake is generally required. In vehicles with electric drives that are currently on the market, an additional conventional mechanical brake system is therefore installed, which is separate from the electric drive unit. This often requires a relatively large amount of installation space.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Achsantriebseinheit zur Verfügung zu stellen, die eine kompaktere Bauweise ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to provide an electric axle drive unit which enables a more compact design.

Dies wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist eine elektrische Achsantriebseinheit für ein Elektrofahrzeug umgesetzt, welche Achsantriebseinheit einen Elektromotor, wobei ein Stator des Elektromotors in einem Gehäuse fest aufgenommen ist und ein relativ zu dem Stator verdrehbar gelagerter Rotor des Elektromotors mit einer Radnabe drehgekoppelt ist, sowie eine in dem Gehäuse integrierte, zumindest teilweise konzentrisch zu der Radnabe angeordnete und mit der Radnabe in Wirkzusammenhang stehende Bremseinrichtung aufweist, wobei eine Betätigungseinheit der Bremseinrichtung an dem Gehäuse angebracht ist.This is solved according to the invention by the subject matter of claim 1. Accordingly, an electric axle drive unit for an electric vehicle is implemented, the axle drive unit is an electric motor, a stator of the electric motor being fixedly accommodated in a housing and a rotor of the electric motor rotatably mounted relative to the stator being rotatably coupled to a wheel hub, and an integrated in the housing, Has at least partially concentrically arranged to the wheel hub and in operative connection with the wheel hub braking device, wherein an actuating unit of the braking device is attached to the housing.

Durch eine derartige erfindungsgemäße Achsantriebseinheit ist die Bremseinrichtung, die für das jeweilige Rad in bestimmten Betriebszuständen zusätzlich notwendig ist, in besonders kompakter Weise in die Achsantriebseinheit integriert. Auch werden die ungefederten Massen an dem jeweiligen Rad des Fahrzeuges deutlich reduziert. With such an axle drive unit according to the invention, the braking device, which is additionally necessary for the respective wheel in certain operating states, is integrated into the axle drive unit in a particularly compact manner. The unsprung masses on the respective wheel of the vehicle are also significantly reduced.

Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous designs are claimed with the subclaims and explained in more detail below.

Ist die Betätigungseinheit zumindest teilweise radial außerhalb einer mit der Radnabe verbundenen Achswelle angeordnet, ist sie besonders kompakt in bestehendem Bauraum integrierbar.If the actuating unit is at least partially arranged radially outside of an axle shaft connected to the wheel hub, it can be integrated particularly compactly in the existing installation space.

Auch hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Betätigungseinheit einen konzentrischen Bremszylinder aufweist. Dadurch wird die Kompaktheit weiter verbessert. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der konzentrische Bremszylinder konzentrisch zu der Radnabe / der Achswelle angeordnet ist.It has also proven to be advantageous if the actuating unit has a concentric brake cylinder. This further improves the compactness. In this context, it is particularly advantageous if the concentric brake cylinder is arranged concentrically with the wheel hub / axle shaft.

Es ist auch vorteilhaft, alternativ hierzu eine mechanische Betätigungseinheit vorzusehen. Dadurch werden insbesondere die Herstellungskosten der Betätigungseinheit gering gehalten.As an alternative, it is also advantageous to provide a mechanical actuation unit. As a result, in particular the manufacturing costs of the actuating unit are kept low.

Ist ein zumindest eine Bremsscheibe aufweisender erster Bremsbestandteil der Bremseinrichtung über einen Formschluss drehfest mit der Radnabe verbunden, ist ebenfalls eine besonders kompakte Anbindung eines ersten Bremsbestandteils der Bremseinrichtung umgesetzt.If a first brake component of the brake device having at least one brake disc is connected in a rotationally fixed manner to the wheel hub via a positive connection, a particularly compact connection of a first brake component of the brake device is also implemented.

In diesem Zusammenhang ist es besonders zweckmäßig, wenn die zumindest eine Bremsscheibe über eine Verzahnung (Steckverzahnung) unmittelbar mit der Radnabe oder einem mit der Radnabe oder der Achswelle verbundenen Nabenelement drehverbunden ist.In this context, it is particularly expedient if the at least one brake disk is rotationally connected directly to the wheel hub or to a hub element connected to the wheel hub or the axle shaft via a toothing (spline toothing).

Die Bremseinrichtung ist des Weiteren besonders geschickt aufgebaut, wenn ein mit dem ersten Bremsbestandteil zusammenwirkender zweiter Bremsbestandteil der Bremseinrichtung gehäusefest weiter verbunden / aufgenommen ist.The braking device is also particularly cleverly designed if a second braking component of the braking device, which interacts with the first braking component, is further connected / accommodated in a manner fixed to the housing.

Weist die Betätigungseinheit eine Aufnahmehülse auf, wobei die Aufnahmehülse derart angeordnet und weiterverbunden ist, dass ein geschlossener Kraftfluss bei Aufbringen einer Bremskraft durch die Betätigungseinheit erzeugt ist, ergibt sich eine besonders geschickte interne Umleitung des Kraftflusses. Die entstehenden Bremskräfte / Betätigungskräfte sind dadurch robust abgestützt.If the actuating unit has a receiving sleeve, the receiving sleeve being arranged and connected in such a way that a closed flow of force is generated by the actuating unit when a braking force is applied, this results in a particularly clever internal redirection of the flow of force. The braking forces / actuating forces that arise are thus supported in a robust manner.

Als besonders geschickt hat es sich herausgestellt, wenn der zweite Bremsbestandteil unmittelbar auf diese Aufnahmehülse angebracht / auf dieser Aufnahmehülse aufgenommen ist.It has turned out to be particularly clever if the second brake component is attached directly to this receiving sleeve / received on this receiving sleeve.

Zudem ist es für die kompakte Aufnahme der Bremseinrichtung / Betätigungseinheit von Vorteil, wenn die Betätigungseinheit ein Aktorgehäuse, das zu einer ersten axialen Seite an der Aufnahmehülse fest abgestützt ist, sowie ein in oder an dem Aktorgehäuse relativverschieblich aufgenommenes Stellglied aufweist, welches Stellglied zu einer der ersten axialen Seite abgewandten zweiten axialen Seite auf die zumindest eine, axial zwischen dem Stellglied und einem Gegenhaltebereich der Aufnahmehülse angeordnete Bremsscheibe einwirkt.In addition, it is advantageous for the compact mounting of the braking device / actuation unit if the actuation unit has an actuator housing which is firmly supported on the receiving sleeve on a first axial side, and an actuator which is accommodated relatively displaceably in or on the actuator housing and which actuator is one of the second axial side facing away from the first axial side acts on the at least one brake disk arranged axially between the actuator and a counter-holding area of the receiving sleeve.

Für einen weiter vereinfachten Aufbau ist es zudem zweckmäßig, wenn die Betätigungseinheit mit ihrem Aktorgehäuse direkt oder indirekt an dem Gehäuse aufgenommen ist und mit ihrem Stellglied auf die zumindest eine, axial zwischen dem Stellglied und dem Gehäuse angeordnete Bremsscheibe einwirkt. For a further simplified construction, it is also expedient if the actuating unit with its actuator housing is received directly or indirectly on the housing and acts with its actuator on the at least one brake disk arranged axially between the actuator and the housing.

Ist die Betätigungseinheit in einem Nassraum angeordnet, wird die Kompaktheit weiter erhöht.If the actuation unit is arranged in a wet room, the compactness is further increased.

In diesem Zusammenhang ist es alternativ auch zweckmäßig, wenn die Betätigungseinheit außerhalb des Nassraums angeordnet ist.In this context, it is alternatively also expedient if the actuating unit is arranged outside the wet room.

In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein integriertes Bremssystem (Bremseinrichtung) in einer E-Achse (Achsantriebseinheit) umgesetzt. Insbesondere schlägt die Erfindung die Integration eines konzentrischen Bremszylinders in die E-Achse vor. Die Bremsscheibe / Lamellen können über Verzahnungen (innen / außen) mit der Radnabe oder mit der Achse (Achswelle) verbunden sein. Die Verbindung mit der Achse kann über eine eigenständige Nabe (Nabenelement) erfolgen. Für den geschlossenen Kraftfluss innerhalb des E-Achsengehäuses (Gehäuse) ist eine entsprechende Hülse (Aufnahmehülse) weiter bevorzugt vorgesehen.In other words, according to the invention, an integrated brake system (braking device) is implemented in an E-axis (axle drive unit). In particular, the invention proposes the integration of a concentric brake cylinder in the E-axis. The brake disc / plates can be connected to the wheel hub or to the axle (axle shaft) via toothing (inside / outside). The connection to the axle can be made via an independent hub (hub element). For the closed flow of force within the E-axis housing (housing), a corresponding sleeve (receiving sleeve) is further preferably provided.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind.The invention will now be explained in more detail with reference to figures, in which context various exemplary embodiments are also shown.

Es zeigen:

1 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Achsantriebseinheit nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei eine Bremseinrichtung auf eine Radnabe einwirkt,
2 eine Detailansicht der Achsantriebseinheit nach 1 im Bereich der Bremseinrichtung,
3 eine perspektivische Ansicht des in 2 dargestellten detaillierten Längsschnittbereichs der Achsantriebseinheit,
4 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Achsantriebseinheit nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die Bremseinrichtung nun innerhalb eines Nassraumes angeordnet ist,
5 eine perspektivische Darstellung der in 4 eingesetzten Bremseinrichtung,
6 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Achsantriebseinheit nach einem dritten Ausführungsbeispiel, wobei ein mit einer Radnabe drehgekoppelter Bremsbestandteil nun ein zusätzliches Nabenelement aufweist,
7 eine perspektivische Detailansicht der Betätigungseinheit in dem Längsschnittbereich nach 6, sowie
8 eine schematische Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Achsantriebseinheit nach einem vierten Ausführungsbeispiel, wobei ein entsprechend geschlossener Kraftfluss der Betätigungseinheit über ein Gehäuse der Achsantriebseinheit geleitet ist.

Show it:

1 2 shows a longitudinal sectional illustration of an electric axle drive unit according to the invention according to a first exemplary embodiment, a braking device acting on a wheel hub,
2nd a detailed view of the final drive unit after 1 in the area of the braking device,
3rd a perspective view of the in 2nd detailed longitudinal section of the axle drive unit shown,
4th 2 shows a longitudinal sectional view of an electric axle drive unit according to the invention according to a second exemplary embodiment, the braking device now being arranged within a wet room,
5 a perspective view of the in 4th braking device used,
6 2 shows a longitudinal sectional illustration of an electric axle drive unit according to the invention according to a third exemplary embodiment, a brake component now rotationally coupled to a wheel hub now having an additional hub element,
7 a detailed perspective view of the actuating unit in the longitudinal section 6 , such as
8th is a schematic longitudinal sectional view of an electric axle drive unit according to the invention according to a fourth embodiment, wherein a correspondingly closed power flow of the actuating unit is guided via a housing of the axle drive unit.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Des Weiteren sind die verschiedenen Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele frei miteinander kombinierbar.The figures are only schematic in nature and serve only to understand the invention. The same elements are provided with the same reference symbols. Furthermore, the different features of the different exemplary embodiments can be freely combined with one another.

In 1 ist zunächst ein Aufbau einer erfindungsgemäßen elektrischen Achsantriebseinheit 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zu erkennen. Soweit nachfolgend nicht anders beschrieben, entsprechen die weiteren zweiten bis vierten Ausführungsbeispiele der 4 bis 8 in Funktion und Aufbau diesem ersten Ausführungsbeispiel. Der Kürze wegen sind somit lediglich die Unterschiede zwischen den einzelnen Ausführungsbeispielen beschrieben.In 1 is first a construction of an electric axle drive unit according to the invention 1 recognizable according to a first embodiment. Unless otherwise described below, the further second to fourth exemplary embodiments correspond to FIG 4th to 8th in function and structure of this first embodiment. For the sake of brevity, only the differences between the individual exemplary embodiments are described.

Die elektrische Achsantriebseinheit 1 ist auch als so genannte E-Achse bezeichnet. Die Achsantriebseinheit 1 weist einen integrierten Elektromotor 2 auf. Der Elektromotor 2 ist im Betrieb zum Antrieb einer Radnabe 6 bzw. einer mit der Radnabe 6 drehverbundenen Achswelle 9 eingesetzt. Die Radnabe 6 ist auf typische Weise weiter mit einer Felge eines Antriebsrades des Fahrzeuges weiter verbunden. Der Elektromotor 2 ist mit seinem Stator 3 und seinem relativ zu dem Stator 3 drehbar gelagerten Rotor 5 konzentrisch zu einer zentralen Drehachse 21 der Radnabe 6 / der Achswelle 9 angeordnet. Die Achswelle 9 durchdringt den Elektromotor 2 folglich radial innerhalb dessen Rotors 5. Der Elektromotor 2 ist mit seinem Stator 3 wiederum fest in einem zentralen Gehäuse 4 (auch als Antriebsgehäuse bezeichnet) der Achsantriebseinheit 1 aufgenommen. Die Achswelle 9 und die Radnabe 6 sind auf typische Weise relativ zu diesem Gehäuse 4 relativverdrehbar gelagert.The electric final drive unit 1 is also known as the so-called E-axis. The final drive unit 1 has an integrated electric motor 2nd on. The electric motor 2nd is in operation for driving a wheel hub 6 or one with the wheel hub 6 rotationally connected axle shaft 9 used. The wheel hub 6 is typically further connected to a rim of a drive wheel of the vehicle. The electric motor 2nd is with his stator 3rd and its relative to the stator 3rd rotatably mounted rotor 5 concentric to a central axis of rotation 21st the wheel hub 6 / the axle shaft 9 arranged. The axle shaft 9 penetrates the electric motor 2nd consequently radially within its rotor 5 . The electric motor 2nd is with his stator 3rd again firmly in a central housing 4th (also referred to as the drive housing) of the final drive unit 1 added. The axle shaft 9 and the wheel hub 6 are typically relative to this case 4th mounted relatively rotatable.

Die nachfolgenden Richtungsbezeichnungen axial, radial sowie Umfangsrichtung beziehen sich auf die zentrale Drehachse 21. Unter axialer Richtung ist folglich eine Richtung entlang der Drehachse 21, unter radialer Richtung eine Richtung senkrecht zu der Drehachse 21 und in Umfangsrichtung eine Richtung entlang einer konzentrisch um die Drehachse 21 herum verlaufenden Kreislinie zu verstehen.The following axial, radial and circumferential directions refer to the central axis of rotation 21st . The axial direction is therefore a direction along the axis of rotation 21st , a direction perpendicular to the axis of rotation under the radial direction 21st and a circumferential direction along a concentric around the axis of rotation 21st to understand the circular line running around.

Erfindungsgemäß ist in der Achsantriebseinheit 1, d. h. in dem Gehäuse 4, eine mit der Radnabe 6 bzw. mit der mit der Radnabe 6 verbundenen Achswelle 9 zusammenwirkende Bremseinrichtung 7 integriert. Die Bremseinrichtung 7 ist an dem Gehäuse 4 aufgenommen. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die weitere Ausbildung sowie die Aufnahme der Bremseinrichtung 7 besonders gut in 2 zu erkennen. Hierbei wird deutlich, dass ein erster Bremsbestandteil 12 der Bremseinrichtung 7 unmittelbar drehfest an der Radnabe 6 aufgenommen ist. Dieser erste Bremsbestandteil 12 weist eine (erste) Bremsscheibe 11 auf. Die als Lamelle ausgebildete erste Bremsscheibe 11 ist, wie dann in 3 näher zu erkennen, formschlüssig an der Radnabe 6 aufgenommen. Die Radnabe 6 bildet hierzu einen axial vorspringenden ringförmigen Zapfenbereich 22 aus, zu dessen radialer Innenseite eine Aufnahmeverzahnung 23 ausgebildet ist. Diese Aufnahmeverzahnung 23 nimmt eine entsprechende Verzahnung 13 (Außenverzahnung) an einer radialen Außenseite der ersten Bremsscheibe 11, unter Ausbildung einer so genannten Steckverzahnung, auf. Dadurch ist die erste Bremsscheibe 11 im Wesentlichen in axialer Richtung relativverschieblich zu der Radnabe 6 angeordnet, jedoch drehfest mit der Radnabe 6 über den Formschluss verbunden. According to the invention is in the axle drive unit 1 , ie in the housing 4th , one with the wheel hub 6 or with the one with the wheel hub 6 connected axle shaft 9 interacting braking device 7 integrated. The braking device 7 is on the case 4th added. According to the first embodiment, the further training and the inclusion of the braking device 7 particularly good in 2nd to recognize. Here it becomes clear that a first braking component 12 the braking device 7 immediately rotatably on the wheel hub 6 is included. This first brake component 12 has a (first) brake disc 11 on. The first brake disc designed as a lamella 11 is like then in 3rd recognizable, positively on the wheel hub 6 added. The wheel hub 6 for this purpose forms an axially projecting annular pin region 22 off, to the radial inside of a receiving toothing 23 is trained. This serration 23 takes appropriate gearing 13 (External toothing) on a radial outside of the first brake disc 11 , with the formation of a so-called splines, on. This is the first brake disc 11 substantially axially displaceable relative to the wheel hub 6 arranged, but non-rotatably with the wheel hub 6 connected via the form fit.

Ein zweiter Bremsbestandteil 15 der Bremseinrichtung 7 ist gehäusefest, d. h. fest an dem Gehäuse 4, angebracht. Der zweite Bremsbestandteil 15 ist in Abhängigkeit eines Steuerungszustandes einer Betätigungseinheit 8 der Bremseinrichtung 7 mit dem ersten Bremsbestandteil 12, d. h. der ersten Bremsscheibe 11 reibkraftschlüssig verbindbar. Die Betätigungseinheit 8 weist zu diesem Zwecke einen konzentrisch ausgebildeten Bremszylinder 10 auf. Der konzentrische Bremszylinder 10 ist gesamtheitlich ringförmig realisiert und konzentrisch zu der Drehachse 21 angeordnet. Der Bremszylinder 10 weist ein ringförmiges Gehäuse, nachfolgend als Aktorgehäuse 17 bezeichnet, auf. Das Aktorgehäuse 17 ist unmittelbar (mittels Gewindehülse 30 und Blattfeder 31) an dem Gehäuse 4 / an einer Wand 24 des Gehäuses 4 angebracht. In diesem Zusammenhang ist auch zu erkennen, dass die Betätigungseinheit 8 samt des Bremszylinders 10 in axialer Richtung außerhalb eines durch die Wand 24 begrenzten Nassraums 20 der Achsantriebseinheit 1 angeordnet ist. Der Nassraum 20 dient auf typische Weise zum Aufnehmen eines Kühlmediums für den Elektromotor 2. Die (einen durch Deckel gebildete) Wand 24 ist zu ihrer radialen Innenseite hin über eine Dichtung 25 zu einer radialen Außenseite der Radnabe 6 abgedichtet.A second brake component 15 the braking device 7 is fixed to the housing, ie fixed to the housing 4th , appropriate. The second brake component 15 is dependent on a control state of an actuating unit 8th the braking device 7 with the first brake component 12 , ie the first brake disc 11 frictionally connectable. The actuation unit 8th has a concentrically designed brake cylinder for this purpose 10th on. The concentric brake cylinder 10th is realized in a ring shape as a whole and concentric to the axis of rotation 21st arranged. The brake cylinder 10th has an annular housing, hereinafter as an actuator housing 17th referred to. The actuator housing 17th is immediate (using a threaded sleeve 30th and leaf spring 31 ) on the housing 4th / on a wall 24th of the housing 4th appropriate. In this context it can also be seen that the actuating unit 8th including the brake cylinder 10th in the axial direction outside one through the wall 24th limited wet room 20th the final drive unit 1 is arranged. The wet room 20th typically serves to hold a cooling medium for the electric motor 2nd . The wall (formed by a lid) 24th is on its radial inside over a seal 25th to a radial outside of the wheel hub 6 sealed.

In axialer Richtung relativ zu dem Aktorgehäuse 17 verschieblich ist in dem Aktorgehäuse 17 ein Stellglied 18, hier in Form eines hydraulischen Druckkolbens realisiert, aufgenommen. Das Stellglied 18 wirkt mit einem Druckstück 26 zusammen, welches Druckstück 26 wiederum zum Kraftbeaufschlagen der ersten Bremsscheibe 11 dient. Das Druckstück 26 wirkt des Weiteren mit einem ebenfalls gehäusefest abgestützten Gegenhaltebereich 19 zusammen, der in radialer Richtung überlappend zu der ersten Bremsscheibe 11 angeordnet ist. Der Gegenhaltebereich 19 bildet somit eine Art (zweite) Bremsscheibe 27 aus. Bei Betätigung der Bremseinrichtung 7 wird folglich die erste Bremsscheibe 11 in axialer Richtung zwischen dem Druckstück 26 und dem Gegenhaltebereich 19 durch Druckbeaufschlagung des Stellglieds 18 eingespannt und somit reibkraftschlüssig verbunden. Dadurch kommt es zu einem entsprechenden Abbremsen der Radnabe 6 relativ zu dem Gehäuse 4.In the axial direction relative to the actuator housing 17th is slidable in the actuator housing 17th an actuator 18th , realized here in the form of a hydraulic pressure piston, added. The actuator 18th works with a pressure piece 26 together what thrust piece 26 again to apply force to the first brake disc 11 serves. The pressure piece 26 also works with a support area that is also supported by the housing 19th together, which overlaps in the radial direction to the first brake disc 11 is arranged. The counter holding area 19th thus forms a kind of (second) brake disc 27 out. When the braking device is actuated 7 consequently becomes the first brake disc 11 in the axial direction between the pressure piece 26 and the counter area 19th by pressurizing the actuator 18th clamped and thus frictionally connected. This results in a corresponding braking of the wheel hub 6 relative to the housing 4th .

In diesem Zusammenhang sei auch darauf hingewiesen, dass der Gegenhaltebereich 19 unmittelbar Teil einer Aufnahmehülse 16 ist, welche Aufnahmehülse 16 wiederum zu ihrer radialen Außenseite das Aktorgehäuse 17 aufnimmt. Das Aktorgehäuse 17 ist dann weiter mit der Wand 24 und somit mit dem Gehäuse 4 verschraubt. Das Aktorgehäuse 17 ist über einen Sicherungsring 28 in axialer Richtung lagegesichert. Das Aktorgehäuse 17 ist folglich zu zwei einander abgewandten ersten und zweiten axialen Seiten hin auf der Aufnahmehülse 16 fixiert.In this context, it should also be noted that the counter holding area 19th directly part of a receiving sleeve 16 is which receptacle 16 again the actuator housing on its radial outside 17th records. The actuator housing 17th then continues with the wall 24th and thus with the housing 4th screwed. The actuator housing 17th is over a circlip 28 Secured in the axial direction. The actuator housing 17th is consequently on two opposite first and second axial sides on the receiving sleeve 16 fixed.

Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass es gemäß weiteren Ausführungen prinzipiell auch möglich ist, mehr als eine erste Bremsscheibe 11 oder mehr als eine zweite Bremsscheibe 27 vorzusehen und somit bspw. ein Bremslamellenpaket zu realisieren. Auch ist es prinzipiell möglich eine andere Art einer Betätigungseinheit 8 einzusetzen, so bspw. auch eine mechanische Betätigungseinheit statt der hier gezeigten hydraulischen Bremseinrichtung mittels des hydraulischen Bremszylinders 10. Auch ist es möglich mehrere Bremszylinder 10 einzusetzen.Furthermore, it should be pointed out that, according to further explanations, it is in principle also possible to have more than one first brake disc 11 or more than a second brake disc 27 to be provided and thus to implement, for example, a brake disk package. In principle, another type of actuation unit is also possible 8th to use, for example, a mechanical actuation unit instead of the hydraulic braking device shown here by means of the hydraulic brake cylinder 10th . It is also possible to have several brake cylinders 10th to use.

In Verbindung mit den 4 und 5 ist dann ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Achsantriebseinheit 1 veranschaulicht. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Betätigungseinheit 8 nun innerhalb des Nassraums 20 integriert. Zudem ist der erste Bremsbestandteil 12 nicht mehr unmittelbar an der Radnabe 6 befestigt, sondern an der Achswelle 9. Somit ist die erste Bremsscheibe 11 unmittelbar über ein Nabenelement 14 an der Achswelle 9 angebracht. Wie in 5 zu erkennen, ist die Verzahnung 13 der ersten Bremsscheibe 11 auch nicht mehr als Außenverzahnung, wie in 3 realisiert, sondern als Innenverzahnung. Die entsprechende Aufnahmeverzahnung 23 an dem Nabenelement 14 ist folglich als Außenverzahnung realisiert. Es ergibt sich jedoch wiederum eine drehfeste Verbindung der ersten Bremsscheibe 11 mit dem Nabenelement 14 / der Achswelle 9 über einen Formschluss. Zudem ist das Aktorgehäuse 17 im Wesentlichen radial innerhalb der Aufnahmehülse 16, wie in 5 dargestellt, aufgenommen. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte radiale Schachtelung der Betätigungseinheit 8.In connection with the 4th and 5 is then a second embodiment of the axle drive unit according to the invention 1 illustrated. Compared to the first embodiment, the actuation unit 8th now inside the wet room 20th integrated. It is also the first brake component 12 no longer directly on the wheel hub 6 attached, but to the axle shaft 9 . This is the first brake disc 11 directly via a hub element 14 on the axle shaft 9 appropriate. As in 5 the gearing can be seen 13 the first brake disc 11 also no longer as external teeth, as in 3rd realized, but as an internal toothing. The corresponding splines 23 on the hub member 14 is therefore realized as an external toothing. However, there is again a rotationally fixed connection of the first brake disc 11 with the hub element 14 / the axle shaft 9 via a form fit. In addition, the actuator housing 17th essentially radially inside the receiving sleeve 16 , as in 5 shown, recorded. This results in a particularly compact radial nesting of the actuating unit 8th .

In Verbindung mit den 6 und 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Achsantriebseinheit 1 realisiert. Im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Bremseinrichtung 7 samt der Betätigungseinheit 8 in diesem dritten Ausführungsbeispiel, wie bereits in dem zweiten Ausführungsbeispiel, innerhalb des Nassraums 20 eingesetzt. Das Nabenelement 14 ist im Vergleich zu dem zweiten Ausführungsbeispiel jedoch derart ausgebildet, dass die erste Bremsscheibe 11 mit ihrer als Außenverzahnung ausgebildeten Verzahnung 13 formschlüssig in die als Innenverzahnung ausgebildete Aufnahmeverzahnung 23 an dem Nabenelement 14 eingreift. Das Nabenelement 14 ist wiederum drehfest mit der Achswelle 9 direkt verbunden.In connection with the 6 and 7 is a third embodiment of the axle drive unit according to the invention 1 realized. In comparison to the first embodiment, the braking device 7 together with the operating unit 8th in this third exemplary embodiment, as in the second exemplary embodiment, within the wet room 20th used. The hub element 14 is compared to the second embodiment, however, designed such that the first brake disc 11 with their teeth designed as external teeth 13 form-fitting in the receiving toothing designed as an internal toothing 23 on the hub member 14 intervenes. The hub element 14 is in turn non-rotatable with the axle shaft 9 directly connected.

In Verbindung mit 8 ist ein viertes Ausführungsbeispiel prinzipiell veranschaulicht, woraus hervorgeht, dass die Betätigungseinheit 8 prinzipiell auch derart angeordnet sein kann und ausschließlich an dem Gehäuse 4 zu einer ersten axialen Seite hin abgestützt sein kann, dass ein entsprechender bei Betätigung der Betätigungseinheit 8 / der Bremseinrichtung 7 wirkender Kraftfluss über ein weiteres Lager 29 umgeleitet werden kann. Somit kann auch unmittelbar das Gehäuse 4 zum Abstützen der Betätigungskräfte bzw. Gegenkräfte eingesetzt sein.Combined with 8th is a fourth embodiment illustrated in principle, from which it emerges that the actuating unit 8th can also be arranged in principle and only on the housing 4th can be supported towards a first axial side, that a corresponding one when the actuating unit is actuated 8th / the braking device 7 force flow through another bearing 29 can be redirected. So the housing can also directly 4th be used to support the actuating forces or opposing forces.

In anderen Worten ausgedrückt, wird erfindungsgemäß eine Bremsanlage (Bremseinrichtung 7) in das E-Achsen-Modul (Gehäuse 4) integriert. Die Bremsanlage 7 wird mit einem (bzw. mehreren) konzentrischen Bremszylinder(n) 10 betätigt. Idealerweise wird pro Abtriebsseite eine Bremse 7, respektive ein CBC 10 vorgesehen. So verändert sich auch für eine heutige ESP- / ABS-Steuerung nichts, und das System könnte in eine übliche Steuerung integriert werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die ungefederten Massen am Rad reduziert werden.In other words, according to the invention, a braking system (braking device 7 ) in the E-axis module (housing 4th ) integrated. The brake system 7 is operated with one (or more) concentric brake cylinder (s) 10. Ideally there is one brake per output side 7 , respectively a CBC 10th intended. Nothing changes for today's ESP / ABS control, and the system could be integrated into a conventional control. Another advantage is that the unsprung masses on the wheel are reduced.

1 zeigt eine Integration direkt an der Radnabe 6 der E-Achse 1, außerhalb des Nassraums 20. Hier ist eine Innenverzahnung 23 an der Radnabe 6 vorgesehen ( 3) und das CBC 10 wird an einem Element (z.B. dem Gehäusedeckel 24) an der E-Achse 1 befestigt. Die Hülse 16 wird so angeordnet, dass ein interner Kraftfluss gewährleistet wird. In 2 lassen sich die einzelnen Bauteile erkennen. 1 shows an integration directly on the wheel hub 6 the E axis 1 , outside the wet room 20th . Here is an internal toothing 23 on the wheel hub 6 intended ( 3rd ) and the CBC 10th is attached to an element (e.g. the housing cover 24th ) on the E axis 1 attached. The sleeve 16 is arranged so that an internal flow of force is guaranteed. In 2nd the individual components can be recognized.

4 stellt eine „nasses“ Konzept dar: Hier befindet sich das CBC 10 im Nassraum 20. Vorteil ist, dass die Lamellen 11, 27 gekühlt werden und kein Schmutz von außen eindringt. In diesem Konzept wird an der Achse 9 eine Nabe 14 befestigt (z.B. mit einer Verzahnung). An dieser Nabe 14 befindet sich eine Außenverzahnung 23 als Schnittstelle für die Reiblamellen 11 des CBCs 10. Die Hülse 16 in 5 ist nun außen am CBC 10 angeordnet. Dazu sind Aussparungen für die Blattfedern 31 notwendig und zur Befestigung der Hülse 16 werden nun zwei Sicherungsringe 28 benötigt: einen am Gehäuse 4 und einen an der Stahlscheibe zur Reiblamelle. 4th represents a "wet" concept: Here is the CBC 10th in the wet room 20th . The advantage is that the slats 11 , 27 be cooled and no dirt penetrates from the outside. In this concept is on the axis 9 a hub 14 attached (eg with a toothing). On this hub 14 there is an external toothing 23 as an interface for the friction plates 11 of the CBC 10th . The sleeve 16 in 5 is now outside the CBC 10th arranged. There are also cutouts for the leaf springs 31 necessary and for fastening the sleeve 16 are now two circlips 28 required: one on the housing 4th and one on the steel disc to the friction plate.

6 ist auch ein nasses Konzept, bei dem die Nabe 14 allerdings eine Innenverzahnung 23 (7) als Schnittstelle zum CBC 10 bereitstellt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Hülse 16 für den inneren Kraftfluss einfacher und platzsparender angebracht werden kann und keine Aussparungen für andere Bauteile angebracht werden müssen. Zudem benötigt diese Anordnung nur einen Sicherungsring 28. 6 is also a wet concept where the hub 14 however, an internal toothing 23 ( 7 ) as an interface to the CBC 10th provides. This arrangement has the advantage that the sleeve 16 can be attached more easily and space-savingly for the internal flow of force and no recesses for other components have to be made. In addition, this arrangement only requires a locking ring 28 .

Generell ist bei allen Konzepten eine variable Anzahl der Lamellenpakete möglich, also eine oder mehrere Lamellen 11, 27. Ebenfalls sind in den Figuren immer nur reine Stahllamellen gezeigt, jedoch ist hier durchaus möglich, diese Lamellen 11, 27 über irgendwie geartete Beläge (zum Bsp. Reibbeläge bei der trockenen Anordnung oder von Papierbelägen bei der nassen Variante) zu ergänzen. Ebenso wäre auch eine Betätigung auf mechanische Weise möglich. Des Weiteren kann in einer weiteren Variante die Bremskraft über ein Lager 29 direkt am Gehäuse 4 der E-Achse 1 abgestützt werden. Hierfür ist ein Prinzipbild in 8 dargestellt. Diese Variante ist natürlich auch sowohl mechanisch als auch hydraulisch denkbar.In general, a variable number of slat packages is possible with all concepts, i.e. one or more slats 11 , 27 . Likewise, only pure steel lamellas are shown in the figures, however, these lamellas are quite possible 11 , 27 about any kind of pads (e.g. friction pads for the dry arrangement or paper pads for the wet variant). Actuation in a mechanical manner would also be possible. In a further variant, the braking force can also be via a bearing 29 directly on the housing 4th the E axis 1 be supported. For this is a principle in 8th shown. Of course, this variant is also conceivable both mechanically and hydraulically.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: AchsantriebseinheitFinal drive unit
22nd: ElektromotorElectric motor
33rd: Statorstator
44th: Gehäusecasing
55: Rotorrotor
66: Radnabewheel hub
77: BremseinrichtungBraking device
88th: BetätigungseinheitActuator
99: AchswelleAxle shaft
1010th: BremszylinderBrake cylinder
1111: erste Bremsscheibefirst brake disc
1212: erster Bremsbestandteilfirst brake component
1313: VerzahnungGearing
1414: NabenelementHub element
1515: zweiter Bremsbestandteilsecond brake component
1616: AufnahmehülseReceptacle
1717th: AktorgehäuseActuator housing
1818th: StellgliedActuator
1919th: GegenhaltebereichCounter area
2020th: NassraumWet room
2121st: DrehachseAxis of rotation
2222: ZapfenbereichCone area
2323: AufnahmeverzahnungSplines
2424th: Wandwall
2525th: Dichtungpoetry
2626: DruckstückPressure piece
2727th: zweite Bremsscheibesecond brake disc
2828: SicherungsringCirclip
2929: Lagerwarehouse
3030th: GewindehülseThreaded sleeve
3131: BlattfederLeaf spring

Claims

Electric axle drive unit (1) for an electric vehicle, with an electric motor (2), a stator (3) of the electric motor (2) being accommodated in a housing (4) and a rotor (5) rotatably mounted relative to the stator (3) ) of the electric motor (2) is rotationally coupled to a wheel hub (6), and a brake device (7) integrated in the housing (4), at least partially concentric to the wheel hub (6) and in operative connection with the wheel hub (6), an actuating unit (8) of the braking device (7) being attached to the housing (4).

Final drive unit (1) after Claim 1 , characterized in that the actuating unit (8) has a concentric brake cylinder (10).

Final drive unit (1) after Claim 1 or 2nd , characterized in that the actuating unit (8) is at least partially arranged radially outside of an axle shaft (9) connected to the wheel hub (6).

Final drive unit (1) according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that a first brake component (12) of the brake device (7) having at least one brake disc (11) is connected in a rotationally fixed manner to the wheel hub (6) via a positive connection.

Final drive unit (1) after Claim 4 , characterized in that the at least one brake disc (11) is rotationally connected via a toothing (13) directly to the wheel hub (6) or to a hub element (14) connected to the wheel hub (6) or the axle shaft (9).

Final drive unit (1) after Claim 4 or 5 , characterized in that a second brake component (15) of the brake device (7) cooperating with the first brake component (12) is further connected to the housing.

Final drive unit (1) according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the actuating unit (8) has a receiving sleeve (16), the receiving sleeve (16) being arranged and connected in such a way that a closed flow of force is generated by the actuating unit (8) when a braking force is applied.

Final drive unit (1) after Claim 7 characterized in that the actuating unit (8) has an actuator housing (17) which is firmly supported on the receiving sleeve (16) on a first axial side, and an actuator (18) which is accommodated in or on the actuator housing (17) in a relatively displaceable manner, which actuator (18) acts on a second axial side facing away from the first axial side on the at least one brake disc (11) arranged axially between the actuator (18) and a counter-holding area (19) of the receiving sleeve (16).

Final drive unit (1) according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the actuating unit (8) with its actuator housing (17) is received directly or indirectly on the housing (4) and with its actuator (18) on the at least one axially between the actuator (18) and the housing ( 4) arranged brake disc (11) acts.

Final drive unit (1) according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the actuating unit (8) is arranged in a wet room (20).