DE102018210626B3

DE102018210626B3 - Achsbaugruppe

Info

Publication number: DE102018210626B3
Application number: DE102018210626.6A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wolf-Monheim
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2038-06-29
Also published as: CN110654226A; US20200001700A1; US10807462B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Achsbaugruppe (1), aufweisend ein drehfest mit einer ersten Radwelle (3a) verbundenes erstes Rad (2a) mit einem Radnabenmotor (7) und ein drehfest mit einer zweiten Radwelle (3b) verbundenes zweites Rad (2b), das durch einen mechanischen Übertragungsmechanismus (9) antreibend an den Radnabenmotor (7) gekoppelt ist. Um einen optimierten Antrieb für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug bereitzustellen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Übertragungsmechanismus (9) eine sich in Y-Richtung erstreckende Übertragungswelleneinheit (10) aufweist, die quer zur Y-Richtung gegenüber den Radwellen (3a, 3b) versetzt und über Kopplungseinheiten (12a, 12b) kraftübertragend einerseits an den Radnabenmotor (7) sowie andererseits an das zweite Rad (2b) gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsbaugruppe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Bei einem klassischen Antriebskonzept eines Kraftfahrzeugs wird die Antriebskraft durch einen im Fahrzeugaufbau untergebrachten Motor erzeugt und über verschiedene Getriebekomponenten auf die Antriebsräder übertragen. Dieses Konzept ist sowohl bei reinen Verbrennungsmotoren als auch bei Elektroantrieben oder Hybridantrieb bekannt. Neben der Übertragung der Antriebskraft erfolgt in aller Regel auch noch eine Über- bzw. Untersetzung. Bei einer verbreiteten Bauform ist bspw. der Motor als Frontmotor zusammen mit einem Getriebe in einem vorderen Teil des Fahrzeugaufbaus untergebracht, von wo die Antriebskraft über eine in Längsrichtung verlaufende Antriebswelle auf die Hinterräder übertragen wird. Daneben sind allerdings auch bei Elektrofahrzeugen sowie Hybridfahrzeugen Antriebsräder mit (Elektro-)Radnabenmotoren bekannt. Bei einem Radnabenmotor ist der Motor dem jeweiligen angetriebenen Rad unmittelbar zugeordnet und wenigstens teilweise, normalerweise vollständig, in dieses integriert. Somit kann die Antriebskraft ohne Zwischenschaltung eines Getriebes auf das Rad übertragen werden. Gegenüber einem klassischen Antriebsstrang zeichnet sich der Antrieb mittels Radnabenmotor durch eine wesentlich kompaktere Bauweise aus. Des Weiteren kann im Allgemeinen auch die Masse des Fahrzeugs reduziert werden, da auf diverse Getriebekomponenten verzichtet werden kann.
Ein Problem ergibt sich allerdings hinsichtlich des Antriebs bei einer zweirädrigen Achse. Einerseits ist es dabei möglich, beide Räder einzeln jeweils mit einem Radnabenmotor zu versehen. Dies ermöglicht einen Verzicht auf jegliche Komponenten zur Kraftübertragung und erlaubt zudem auch eine vollkommen unabhängige Einstellung der Drehzahl sowie des Drehmoments an beiden Rädern. Andererseits erhöhen sich durch die zwei Motoren die Masse des Fahrzeugs und insbesondere die Herstellungskosten. Daneben sind auch bereits Antriebskonzepte vorgeschlagen worden, bei denen nur eines der Räder einen Radnabenmotor aufweist und das gegenüberliegende Rad über eine quer verlaufende Achswelle oder ggf. unter Zwischenschaltung eines Differenzialgetriebes mit angetrieben wird.
Aus der CN 201 264 517 Y ist eine zweirädrige Hinterachse für ein Solarfahrzeug bekannt. Gemäß einer Ausführungsform weist eines der Räder einen Radnabenmotor auf, bei dem sich ein Rotor mit der Felge mitdreht, während ein Stator drehfest mit einem ersten Achsabschnitt verbunden ist, der über ein Kegelrad-Differenzialgetriebe an einen zweiten Achsabschnitt gekoppelt ist, mit welchem die Felge des zweiten Rades drehfest verbunden ist.
Ein ähnlicher Antrieb ist aus der CN 2 840 491 Y bekannt. Dabei ist allerdings in eines der Räder ein leistungsstärkerer Motor eingebaut und in das andere Rad ein leistungsschwächerer Motor. Je nach momentaner Anforderung können der leistungsschwächere, der leistungsstärkere oder beide Motoren simultan betrieben werden.
Die US 6 390 216 B1 offenbart ein dreirädriges Fahrzeug mit Elektroantrieb. Bei einigen Ausführungsformen sind die Räder der Hinterachse durch eine gerade Achswelle miteinander verbunden und ein Elektromotor ist in eines der Räder integriert. Dieser treibt über die Achswelle auch das gegenüberliegende Rad an. Letzteres kann optional Batterien aufnehmen, die als Energiespeicher zum Betrieb des Motors dienen. Andere Ausführungsformen sehen vor, dass die beiden Räder unabhängig durch jeweils integrierte Elektromotoren angetrieben werden.
Die US 2005 / 0 052 080 A1 zeigt ein vierrädriges Elektrofahrzeug, bei dem jedes der Räder unabhängig durch einen Radnabenmotor angetrieben wird. Dabei wird hervorgehoben, dass jegliche mechanischen Übertragungskomponenten entfallen und dass bei Ausfall eines der Motoren das Fahrzeug mit den verbleibenden Motoren weiter betrieben werden kann.
In der CN 103 895 483 A ist ein Elektrofahrzeug mit jeweils zweirädriger Vorder- und Hinterachse gezeigt. An jeder der Achsen ist nur ein Rad durch einen Elektromotor angetrieben, der auf eine mit dem Rad verbundene Achswelle wirkt. Das jeweils andere Rad der Achse ist nicht angetrieben. Durch den Antrieb an Vorder- und Hinterachse soll ein Betrieb des Fahrzeugs auch bei Ausfall eines der Motoren ermöglicht werden.
Die EP 1 386 815 A2 offenbart eine Einzelradantriebseinheit eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs. Diese weist einen Elektromotor auf, dessen Motorwelle im Wesentlichen normal zur Radachse angeordnet ist und der ein Einzelrad antreibt, wobei zwischen Elektromotor und Einzelrad ein Getriebe angeordnet ist. Der Elektromotor ist ein lüfterloser luftgekühlter Elektromotor, dessen Kühlung über die äußere Oberfläche erfolgt. Bei einem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Kopplung der Motorwelle an die Achse des Einzelrades über ein Kegelradgetriebe gezeigt.
Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die Bereitstellung eines optimierten, insbesondere kostengünstigen Antriebskonzepts für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug durchaus noch Raum für Verbesserungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optimierten Antrieb für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Achsbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
Durch die Erfindung wird eine Achsbaugruppe zur Verfügung gestellt. Diese ist normalerweise für ein Kraftfahrzeug wie einen PKW oder LKW vorgesehen, genauer gesagt für ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug. Die Achsbaugruppe könnte auch bspw. an einem Anhänger bzw. Auflieger eingesetzt werden, der einen eigenen Antrieb aufweist. Normalerweise handelt es sich um eine Achsbaugruppe für eine nicht lenkende Achse, insbesondere eine Hinterachse.
Die Achsbaugruppe weist ein drehfest mit einer ersten Radwelle verbundenes erstes Rad mit einem Radnabenmotor auf sowie ein drehfest mit einer zweiten Radwelle verbundenes zweites Rad, das durch einen mechanischen Übertragungsmechanismus antreibend an den Radnabenmotor gekoppelt ist. Jedes der Räder ist mit der ihm zugehörigen Radwelle drehfest verbunden. Dabei ist jedes Rad bzw. die ihm zugehörige jeweilige Radwelle selbstverständlich drehbar gelagert, bspw. in einem Radträger. Somit sind das erste und zweite Rad um eine erste und zweite Drehachse drehbar gelagert, wobei die beiden Drehachsen zumindest zeitweise miteinander übereinstimmen können bzw. eine Drehachse die Verlängerung der anderen bilden kann. Das erste und das zweite Rad sind in Y-Richtung bzw. entlang der Y-Achse (Querachse) auf unterschiedlichen Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet. Sämtliche Bezugnahmen auf die X-Achse, Y-Achse sowie die Z-Achse des Fahrzeugs beziehen sich hier und im Folgenden auf den bestimmungsgemäß eingebauten Zustand der Achsbaugruppe. Die Bezeichnungen „erstes Rad“ und „zweites Rad“ implizieren hierbei keinerlei Reihenfolge, d.h. jedes der beiden Räder kann entweder das linke oder das rechte Rad sein. Das erste Rad weist einen Radnabenmotor auf, d.h. einen Elektromotor, der wenigstens teilweise in das erste Rad integriert ist. Insofern, als das erste Rad mit der ersten Radwelle drehfest verbunden ist, ist der Radnabenmotor normalerweise als Innenläufer ausgebildet, d.h. der Rotor ist vom Stator umgeben. Es versteht sich, dass das erste Rad durch den Radnabenmotor antreibbar ist. Zur Stromversorgung ist der Radnabenmotor in zusammengebautem Zustand selbstverständlich mit wenigstens einem Generator oder wenigstens einer Batterie verbunden, die normalerweise nicht unmittelbar an dem ersten Rad oder in dessen Nähe angeordnet ist.
Neben dem Antrieb des ersten Rades ist vorgesehen, dass der Radnabenmotor auch das zweite Rad antreibt. Hierzu ist das zweite Rad über den mechanischen Übertragungsmechanismus antreibend an den Radnabenmotor gekoppelt. Der Übertragungsmechanismus ist zur mechanischen Übertragung einer Antriebskraft bzw. eines Antriebsdrehmoments vom Radnabenmotor auf das zweite Rad ausgebildet. Dies schließt grundsätzlich die Möglichkeit ein, dass die Kraft bzw. das Drehmoment nicht nur übertragen, sondern auch verändert werden kann, bspw. durch eine Untersetzung oder Übersetzung. Normalerweise ist vorgesehen, dass nur das erste Rad einen Radnabenmotor aufweist, so dass ein beidseitiger Antrieb mit nur einem Radnabenmotor erreicht wird. Anders ausgedrückt, obwohl der dem Antrieb dienende Radnabenmotor nur in dem ersten Rad lokalisiert ist, wird ein Antrieb des Fahrzeugs über beide Räder erreicht. Da auf einen zweiten Radnabenmotor für das zweite Rad verzichtet werden kann, lässt sich die erfindungsgemäße Achsbaugruppe kostengünstig und gewichtssparend realisieren.
Erfindungsgemäß weist der Übertragungsmechanismus eine sich in Y-Richtung erstreckende Übertragungswelleneinheit auf, die quer zur Y-Richtung gegenüber den Radwellen versetzt ist und über Kopplungseinheiten kraftübertragend einerseits an den Radnabenmotor sowie andererseits an das zweite Rad gekoppelt ist. Die Übertragungswelleneinheit erstreckt sich in Y-Richtung, also entlang der Y-Achse. Insbesondere kann sie parallel zur Y-Achse und parallel zu den Radwellen verlaufen. Die Bezeichnung „Übertragungswelleneinheit“ zeigt, dass diese zur Kraftübertragung eingerichtet ist. Normalerweise weist die Übertragungswelleneinheit wenigstens eine Übertragungswelle auf, die sich in Y-Richtung erstreckt und ggf. parallel zur Y-Achse verläuft. Ggf. können auch mehrere Übertragungswellen vorgesehen sein, die bspw. über ein Kardangelenk, ein Differenzialgetriebe oder andere Elemente miteinander verbunden sind.
Die Übertragungswelleneinheit kann sich insbesondere so weit von einer Seite des Kraftfahrzeugs zur anderen Seite erstrecken, dass sie sich bezüglich der Y-Achse mit beiden Radwellen überschneidet bzw. mit diesen überlappt. Sie verläuft allerdings nicht koaxial zu den Radwellen, sondern ist quer zur Y-Richtung zu diesen versetzt. Um diesen Versatz auszugleichen, sind Kopplungseinheiten vorgesehen, über die die Übertragungswelleneinheit kraftübertragend an den Radnabenmotor sowie an das zweite Rad gekoppelt ist. Hinsichtlich der - selbstverständlich auch rein mechanisch ausgebildeten - Kopplungseinheiten bestehen unterschiedliche Möglichkeiten, von denen einige nachfolgend noch erläutert werden. In jedem Fall ist durch den Versatz der Übertragungswelleneinheit quer zur Y-Achse ein Zwischenraum zwischen den beiden Radwellen gegeben, der nicht von der Übertragungswelleneinheit eingenommen wird und somit bspw. freigelassen werden kann oder in dem beliebige Teile des Fahrzeugs angeordnet sein können.
Bevorzugt ist die Übertragungswelleneinheit gegenüber den Radwellen in X-Richtung versetzt. Dies schließt ausdrücklich die Möglichkeit ein, dass die Übertragungswelleneinheit zusätzlich in Z-Richtung versetzt ist. In jedem Fall kann durch eine Versetzung in X-Richtung erreicht werden, dass der Raum zwischen den Radwellen sowie (in Z-Richtung) darüber oder darunter nicht durch die Übertragungswelleneinheit eingenommen wird. Es ist somit bspw. möglich, eine oder mehrere Komponenten wenigstens teilweise zwischen den Radwellen anzuordnen, ohne dass die Bauhöhe der entsprechenden Komponenten durch die Übertragungswelleneinheit eingeschränkt wäre.
Vorteilhaft weist wenigstens eine Kopplungseinheit ein schleifenförmig in sich geschlossenes Übertragungselement auf, das einerseits an die Übertragungswelleneinheit sowie andererseits an eine Radwelle gekoppelt ist. Das Übertragungselement ist schleifenförmig bzw. ringförmig in sich geschlossen. Es ist einerseits auf Seiten der Übertragungswelleneinheit sowie andererseits auf Seiten der Radwelle um jeweils eine Welle herumgeführt, wodurch eine Drehbewegung zwischen den beiden Wellen übertragen wird. Ein Beispiel für ein solches Übertragungselement wäre eine ringförmig geschlossene Kette, die beiderseits mit jeweils einem Zahnrad eingreift und somit einen Kettenantrieb bildet. Es versteht sich, dass mittels eines solchen Übertragungselements optional neben einer reinen Übertragung der Drehbewegung auch eine Untersetzung bzw. Übersetzung realisierbar ist.
Bevorzugt ist das Übertragungselement direkt an die Radwelle sowie an die Übertragungswelleneinheit gekoppelt. In diesem Fall umläuft das Übertragungselement einerseits die Übertragungswelleneinheit sowie andererseits die Radwelle. Dabei erfolgt an jeder der Wellen eine tangentiale Kraftübertragung, die zumindest durch einen Kraftschluss, normalerweise aber durch einen Formschluss erreicht wird. In letzterem Fall kann man davon sprechen, dass das Übertragungselement einerseits mit der Übertragungswelleneinheit sowie andererseits mit der Radwelle eingreift. Als unmittelbare Kopplung wird ja auch bspw. eine Ankopplung über ein Zahnrad oder eine Riemenscheibe angesehen, die drehfest mit der jeweiligen Welle verbunden ist.
Bevorzugt ist das Übertragungselement als Treibriemen ausgebildet. Ein derartiger Treibriemen kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, bspw. als Flachriemen, Keilriemen oder Rundriemen. Da im Allgemeinen erhebliche Antriebskräfte übertragen werden müssen und ein Schlupf zu vermeiden ist, kann der Treibriemen bevorzugt als Zahnriemen ausgebildet sein. In diesem Fall ist auf Seiten der Radwelle sowie auf Seiten der Übertragungswelleneinheit jeweils ein Zahnrad ausgebildet, mit welchem der Zahnriemen eingreift. Gegenüber einem alternativ denkbaren Kettenantrieb hat der Treibriemen zum einen den Vorteil, dass keinerlei Reinigung oder Schmierung notwendig ist, um seine Funktionsfähigkeit aufrechtzuerhalten. Zum anderen kann der Treibriemen eine gewisse Dehnbarkeit aufweisen, wodurch - in einem gewissen Rahmen - Veränderungen des Abstands zwischen der Übertragungswelleneinheit und der Radwelle ausgeglichen werden können.
Wie bereits erwähnt, kann die Übertragungswelleneinheit mehrere, bspw. über ein Kardangelenk, ein Differenzialgetriebe oder andere Elemente aneinander gekoppelte Wellen aufweisen. Im Sinne eines kostengünstigen, einfachen Aufbaus kann die Übertragungswelleneinheit allerdings bevorzugt als einstückige Übertragungswelle ausgebildet sein. D.h., es handelt sich um eine einzelne, sich in Y-Richtung erstreckende Übertragungswelle, die quer zur Y-Richtung gegenüber den Radwellen versetzt und über Kopplungseinheiten kraftübertragend einerseits an den Radnabenmotor sowie andererseits an das zweite Rad gekoppelt ist. In vielen Fällen ist diese einfache Ausgestaltung absolut ausreichend, womit sich geringe Materialkosten und ein vereinfachter Zusammenbau ergeben. Außerdem kann sich diese Bauform positiv auf die Gesamtmasse bzw. das Gesamtgewicht auswirken.
Es versteht sich, dass auch bei der erfindungsgemäßen Achsbaugruppe vorteilhaft eine Federung der Räder vorgesehen sein kann. Dabei ist es bevorzugt, dass Räder unabhängig von der Übertragungswelleneinheit gegenüber einem Fahrzeugaufbau auslenkbar gelagert sind. Anders ausgedrückt, jede Radwelle ist unabhängig von der Übertragungswelleneinheit gegenüber dem Fahrzeugaufbau auslenkbar. Die Auslenkbarkeit ist dabei wenigstens anteilig in Z-Richtung gegeben. Die Bezeichnung „Fahrzeugaufbau“ dient hierbei als Sammelbegriff für die Karosserie, das Chassis sowie ggf. einen Hilfsrahmen. Die jeweilige Radwelle kann wie bereits oben erwähnt drehbar in einem Radträger gelagert sein. Da die Auslenkung der Räder unabhängig von der Übertragungswelleneinheit ist, kann je nach Grad der Auslenkung der Abstand zwischen der jeweiligen Radwelle und der Übertragungswelleneinheit variieren. In diesem Fall muss der sich verändernde Abstand durch die Kopplungseinheit ausgeglichen werden, was bspw. mittels eines oben erwähnten elastischen Treibriemens möglich ist. Jedem der Räder können ein oder mehrere Federelemente (z. B. eine Blattfeder oder eine Schraubenfeder) und/oder Stoßdämpfer zugeordnet sein. Ein derartiges Element kann sich bspw. einerseits am Fahrzeugaufbau sowie andererseits am Radträger abstützen.
Ebenfalls bevorzugt ist, dass die Räder unabhängig voneinander gegenüber dem Fahrzeugaufbau auslenkbar gelagert sind. In diesem Fall liegt somit eine Einzelradaufhängung vor. Sofern das jeweilige Rad über einen Radträger gelagert ist, kann der entsprechende Radträger über wenigstens einen, normalerweise mehrere Lenker mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sein. Dabei sind unterschiedliche Arten von Lenkern, bspw. Längslenker, Schräglenker und/oder Querlenker möglich.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Übertragungswelleneinheit stationär am Fahrzeugaufbau gelagert. Anders ausgedrückt, die Übertragungswelleneinheit ist über wenigstens ein stationäres Drehlager am Fahrzeugaufbau gelagert. Dies bedeutet bei Vorliegen einer Federung automatisch, dass die Übertragungswelleneinheit Teil der gefederten Masse ist, d.h. sie folgt nicht den Bewegungen der Räder beim Einfedern gegenüber dem Fahrzeugaufbau, sondern bleibt stationär zu diesem.
Bei der erfindungsgemäßen Achsbaugruppe wird die Antriebskraft des zweiten Rades durch den Radnabenmotor des ersten Rades bereitgestellt. Hierdurch ergibt sich innerhalb des zweiten Rades Bauraum, der entweder frei bleiben kann oder aber zur Unterbringung von verschiedenen Elementen genutzt werden kann. Insbesondere kann dem zweiten Rad wenigstens eine Batterie angeordnet sein. Die wenigstens eine Batterie, die selbstverständlich normalerweise als Akkumulator ausgebildet ist, kann bevorzugt elektrisch mit dem Radnabenmotor verbunden sein. D. h., sie dient dabei zum einen als Energiequelle für den Radnabenmotor, zum anderen kann aber auch Energie aus dem Radnabenmotor in die wenigstens eine Batterie eingespeist werden, wenn der Radnabenmotor als Generator betrieben wird, also Energie rekuperiert wird.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Achsbaugruppe; sowie
2 eine Schnittdarstellung der Achsbaugruppe aus 1.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
1 und 2 zeigen verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Achsbaugruppe 1, die für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, z. B. einen Pkw oder Lkw, verwendet werden kann.
Erkennbar sind ein erstes Rad 2a sowie ein zweites Rad 2b, die beiderseits eines Fahrzeugaufbaus 20 angeordnet sind. Das erste Rad 2a ist drehfest mit einer ersten Radwelle 3a verbunden, während das zweite Rad 2b drehfest mit einer zweiten Radwelle 3b verbunden ist. Jede der Radwellen 3a, 3b ist drehbar in einem Radträger 4a, 4b gelagert, wodurch eine erste Drehachse A und eine zweite Drehachse B definiert sind, die parallel zur Y-Achse verlaufen. Der Radträger 4a, 4b ist über Längslenker 5a, 5b sowie Querlenker 6a, 6b mit dem Fahrzeugaufbau 20 verbunden. Hierdurch sind die Radträger 4a, 4b sowie die hiermit verbundenen Räder 2a, 2b unabhängig voneinander gegenüber dem Fahrzeugaufbau 20 auslenkbar. Jedem der Räder 2a, 2b sind dabei normalerweise wenigstens ein Federelement sowie ein Stoßdämpfer zugeordnet, welche hier aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen wurden.
Das erste Rad 2a weist einen elektrisch betreibbaren Radnabenmotor 7 auf (erkennbar in der Schnittdarstellung in 2), der in das erste Rad 2a integriert ist. Der Radnabenmotor 7 ist als Innenläufer ausgebildet, wobei der Stator mit dem Radträger 4a verbunden ist, während der innenliegende Rotor auf die Radwelle 3 wirkt. Das zweite Rad 2b weist keinen Radnabenmotor auf; dafür können in diesem optional ein oder mehrere Akkumulatoren 8 aufgenommen sein, die bspw. mit dem Radnabenmotor 7 elektrisch verbunden sein können, um Energie an diesen abzugeben oder - beim Rekuperieren - Energie vom Radnabenmotor 7 aufzunehmen. Durch die Unterbringung der Akkumulatoren 8 im zweiten Rad 2b wird Bauraum innerhalb des Fahrzeugaufbaus 20 eingespart.
Die jeweiligen Radwellen 3a, 3b sind vergleichsweise kurz ausgebildet und erstrecken sich nur ein Stück weit entlang der Y-Achse nach innen. Um eine Übertragung der Antriebskraft des Radnabenmotors 7 auf das zweite Rad 2b zu realisieren, sind diese über einen Übertragungsmechanismus 9 aneinandergekoppelt. Der Übertragungsmechanismus 9 weist eine parallel zur Y-Achse verlaufende Übertragungswelle 10 auf, die mittels zweier stationärer Drehlager 11a, 11b am Fahrzeugaufbau 20 gelagert ist, wodurch eine dritte Drehachse C definiert ist. Insgesamt ist die Übertragungswelle 10 gegenüber den Radwellen 3a, 3b in X-Richtung nach hinten versetzt. Zusätzlich kann sie optional in Z-Richtung versetzt sein. Durch die versetzte Anordnung ist entlang der Y-Achse zwischen den beiden Radwellen 3a, 3b ein Raum gegeben, der nicht von der Übertragungswelle 10 eingenommen wird und den sie gewissermaßen umgeht. Dieser kann bspw. als Bauraum für unterschiedliche Komponenten des Fahrzeugs genutzt werden.
Um die Kraftübertragung zwischen der Übertragungswelle 10 und dem Radnabenmotor 7 einerseits sowie dem zweiten Rad 2b andererseits zu ermöglichen, sind 2 Kopplungseinheiten 12a, 12b vorgesehen. Diese sind im vorliegenden Beispiel gleichartig ausgestaltet. An jeder Radwelle 3a, 3b ist jeweils eine vordere Riemenscheibe 13a, 13b ausgebildet, deren Position entlang der Y-Achse mit der Position einer hinteren Riemenscheibe 14a, 14b an der Übertragungswelle 10 übereinstimmt. Die Riemenscheiben 13a, 13b, 14a, 14b sind dabei jeweils drehfest mit der zugehörigen Welle 3a, 3b, 10 verbunden und können optional auch einstückig mit dieser gefertigt sein. Jeweils ein Treibriemen 15a, 15b wirkt mit einer vorderen Riemenscheibe 13a, 13b sowie mit einer hinteren Riemenscheibe 14a, 14b zusammen. Der Treibriemen 15a, 15b kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, bspw. als Keilriemen oder auch als Zahnriemen. Die Form der jeweiligen Riemenscheibe 13a, 13b, 14a, 14b ist dabei selbstverständlich an die Form des Treibriemens 15a, 15b angepasst. In jedem Fall erfolgt eine Übertragung einer Antriebskraft bzw. eines Antriebsdrehmomentes durch einen Kraftschluss sowie ggf. durch einen Formschluss. Im Betriebszustand verläuft der Kraftfluss vom Radnabenmotor 7 über die erste Radwelle 3a und ihre zugehörige vordere Riemenscheibe 13a sowie über den ersten Treibriemen 15a zu einer ersten hinteren Riemenscheibe 14a. Weiter führt der Kraftfluss durch die Übertragungswelle 10 und eine zweite hintere Riemenscheibe 14b über den zweiten Treibriemen 15b zur zweiten vorderen Riemenscheibe 13b und somit zur zweiten Radwelle 3b des zweiten Rades 2b.
Wie bereits erläutert, können die Radträger 4a, 4b mit den daran angeordneten Rädern 2a, 2b gegenüber dem Fahrzeugaufbau 20 einfedern, während die Übertragungswelle 10 stationär am Fahrzeugaufbau 20 gelagert ist. Daher ergeben sich beim Einfedern Änderungen der Abstände zwischen der jeweiligen Radwelle 3a, 3b und der Übertragungswelle 10. Da die Treibriemen 15a, 15b jedoch eine gewisse Elastizität aufweisen, können diese Abstandsänderungen kompensiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Achsbaugruppe
2a, 2b: Rad
3a, 3b: Radwelle
4a, 4b: Radträger
5a, 5b: Längslenker
6a, 6b: Querlenker
7: Radnabenmotor
8: Akkumulator
9: Übertragungsmechanismus
10: Übertragungswelle
11a, 11b: Drehlager
12a, 12b: Kopplungseinheit
13a, 13b, 14a, 14b: Riemenscheibe
15a, 15b: Treibriemen
20: Fahrzeugaufbau
A, B, C: Drehachse
X: X-Achse
Y: Y-Achse
Z: Z-Achse

Claims

Achsbaugruppe (1), aufweisend ein drehfest mit einer ersten Radwelle (3a) verbundenes erstes Rad (2a) mit einem Radnabenmotor (7) und ein drehfest mit einer zweiten Radwelle (3b) verbundenes zweites Rad (2b), das durch einen mechanischen Übertragungsmechanismus (9) antreibend an den Radnabenmotor (7) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsmechanismus (9) eine sich in Y-Richtung erstreckende Übertragungswelleneinheit (10) aufweist, die quer zur Y-Richtung gegenüber den Radwellen (3a, 3b) versetzt und über Kopplungseinheiten (12a, 12b) kraftübertragend einerseits an den Radnabenmotor (7) sowie andererseits an das zweite Rad (2b) gekoppelt ist.
Achsbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungswelleneinheit (10) gegenüber den Radwellen (3a, 3b) in X-Richtung versetzt ist.
Achsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kopplungseinheit (12a, 12b) ein schleifenförmig in sich geschlossenes Übertragungselement (15a, 15b) aufweist, das einerseits an die Übertragungswelleneinheit (10) sowie andererseits an eine Radwelle (3a, 3b) gekoppelt ist.
Achsbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (15a, 15b) direkt an die Radwelle (3a, 3b) sowie an die Übertragungswelleneinheit (10) gekoppelt ist.
Achsbaugruppe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (15a, 15b) als Treibriemen ausgebildet ist.
Achsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungswelleneinheit (10) als einstückige Übertragungswelle ausgebildet ist.
Achsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (2a, 2b) unabhängig von der Übertragungswelleneinheit (10) gegenüber einem Fahrzeugaufbau (20) gelagert auslenkbar sind.
Achsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (2a, 2b) unabhängig voneinander gegenüber dem Fahrzeugaufbau (20) auslenkbar gelagert sind.
Achsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungswelleneinheit (10) stationär am Fahrzeugaufbau (20) gelagert ist.
Achsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Rad (2b) wenigstens eine Batterie (8) angeordnet ist.