DE102022121428A1

DE102022121428A1 - wheel side

Info

Publication number: DE102022121428A1
Application number: DE102022121428.1A
Authority: DE
Inventors: Günter Bittlingmaier
Original assignee: Kessler and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Kessler and Co GmbH and Co KG
Priority date: 2022-08-24
Filing date: 2022-08-24
Publication date: 2024-02-29

Abstract

Eine Radseite umfasst: einen Elektromotor, der einen Stator und einen Rotor umfasst; eine Antriebswelle, die sich entlang einer Antriebsachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt und im Bereich des ersten Endes mit dem Rotor zu gemeinsamer Drehung um die Antriebsachse verbunden ist, so dass eine vom Elektromotor erzeugte Antriebsleistung über die Antriebswelle im Bereich von deren zweitem Ende an weitere Komponenten der Radseite ausgebbar ist; sowie einen Resolver zum Erfassen der Winkellage des Rotors. Der Resolver ist dabei separat von dem Elektromotor ausgebildet. Die Verbindung zwischen dem Rotor und der Antriebswelle ist als konischer Pressverband ausgebildet.A wheel side includes: an electric motor including a stator and a rotor; a drive shaft which extends along a drive axis from a first end to a second end and is connected in the region of the first end to the rotor for common rotation about the drive axis, so that a drive power generated by the electric motor via the drive shaft in the region of its second The end can be output to other components on the wheel side; and a resolver for detecting the angular position of the rotor. The resolver is designed separately from the electric motor. The connection between the rotor and the drive shaft is designed as a conical press fit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radseite, die einen Elektromotor mit Stator und Rotor zur Erzeugung einer Antriebsleistung umfasst. Bei einer solchen Radseite braucht die Antriebsleistung also nicht von außerhalb der Radseite, beispielsweise von einem zentralen Motor eines Fahrzeugs, empfangen zu werden, sondern die Erzeugung der Antriebsleistung ist in die Radseite integriert. Um die erzeugte Antriebsleistung vom Elektromotor auf weitere Komponenten der Radseite, insbesondere letztlich auf eine Radnabe der Radseite, übertragen zu können, umfasst die Radseite eine Antriebswelle, die als Ausgangswelle des Elektromotors fungiert und sich entlang einer Antriebsachse der Radseite erstreckt, um die sie drehbar ist.The invention relates to a wheel side that includes an electric motor with a stator and rotor for generating drive power. With such a wheel side, the drive power does not need to be received from outside the wheel side, for example from a central motor of a vehicle, but rather the generation of the drive power is integrated into the wheel side. In order to be able to transmit the drive power generated by the electric motor to other components of the wheel side, in particular ultimately to a wheel hub of the wheel side, the wheel side comprises a drive shaft which functions as an output shaft of the electric motor and extends along a drive axis of the wheel side, about which it is rotatable .

Für die Ansteuerung des Elektromotors ist es in der Regel wichtig, die Winkellage des Rotors und/oder der damit verbundenen Antriebswelle präzise zu überwachen. Typischerweise wird dazu ein Resolver verwendet, der die Winkellage fortlaufend erfasst.To control the electric motor, it is usually important to precisely monitor the angular position of the rotor and/or the drive shaft connected to it. A resolver is typically used for this purpose, which continuously records the angular position.

Für das Erfassen der Winkellage ist der Resolver mit dem Elektromotor so verbunden, so dass sich ein Teil des Resolvers und der Rotor gemeinsam drehen. Dabei ist es wichtig, dass die Ausrichtung des Resolvers und des Elektromotors relativ zueinander, insbesondere die Winkellage des Drehteils des Resolvers relativ zu dem Rotor des Elektromotors, äußerst präzise festgelegt ist, damit nicht nur eine Änderung der Winkellage, sondern auch die absolute Winkellage des Rotors zuverlässig erfasst werden kann.To detect the angular position, the resolver is connected to the electric motor so that part of the resolver and the rotor rotate together. It is important that the alignment of the resolver and the electric motor relative to each other, in particular the angular position of the rotating part of the resolver relative to the rotor of the electric motor, is determined extremely precisely, so that not only a change in the angular position, but also the absolute angular position of the rotor can be reliably recorded.

Der Elektromotor stellt oftmals (gegebenenfalls zusammen mit der Antriebswelle) eine von der übrigen Radseite weitgehend unabhängige Baugruppe dar. Als solche wird der Elektromotor als Ganzes an einer tragenden Struktur, etwa einem Gehäuse, der Radseite abgestützt und lediglich antriebswirksam mit der übrigen Radseite gekoppelt. Insofern kann der Elektromotor auch hinsichtlich seiner Lagerung von der übrigen Radseite weitgehend unabhängig sein. In einem solchen Elektromotor ist der Resolver oftmals direkt integriert.The electric motor often represents (possibly together with the drive shaft) an assembly that is largely independent of the rest of the wheel side. As such, the electric motor as a whole is supported on a supporting structure, such as a housing, on the wheel side and is only coupled to the rest of the wheel side in a driving manner. In this respect, the electric motor can also be largely independent of the rest of the wheel side with regard to its storage. The resolver is often directly integrated into such an electric motor.

Bei einem in den Elektromotor integrierten Resolver kann der Resolver einmalig vergleichsweise präzise relativ zu dem Elektromotor positioniert und mit diesem gekoppelt werden. Zudem kann anschließend noch eine, insbesondere softwareseitige, Kalibrierung vorgenommen werden, wodurch verbleibende Abweichungen erfasst und dauerhaft hinterlegt werden können. Dies kann dann beim Auslesen des Resolvers berücksichtigt werden, um einen präzisen Wert für die Winkellage des Rotors des Elektromotors zu erhalten.With a resolver integrated into the electric motor, the resolver can be positioned comparatively precisely relative to the electric motor and coupled to it. In addition, a calibration, particularly on the software side, can then be carried out, whereby any remaining deviations can be recorded and stored permanently. This can then be taken into account when reading out the resolver in order to obtain a precise value for the angular position of the rotor of the electric motor.

Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, den Elektromotor weniger unabhängig von der übrigen Radseite auszubilden und den Resolver nicht fest in den Elektromotor zu integrieren. Gründe hierfür können sich beispielweise aus speziellen Beschränkungen des Bauraums ergeben. Eine weniger unabhängige Ausbildung des Elektromotors und eine von dem Elektromotor separate Ausbildung des Resolvers können außerdem ermöglichen, etwa für den Fall einer Wartung, mit vergleichsweise wenig Aufwand an Teile der Radseite zu gelangen, zu denen der Zugang ansonsten, insbesondere durch den Elektromotor, versperrt wäre.However, it can also be expedient to make the electric motor less independent of the rest of the wheel side and not to permanently integrate the resolver into the electric motor. Reasons for this can arise, for example, from special restrictions on the installation space. A less independent design of the electric motor and a separate design of the resolver from the electric motor can also make it possible, for example in the event of maintenance, to reach parts of the wheel side with comparatively little effort to which access would otherwise be blocked, in particular by the electric motor .

Ein Elektromotor, der lediglich indirekt, nämlich über die Antriebswelle, gelagert ist, wird beispielsweise in CN 110588310 A beschrieben. Der Resolver ist dabei von dem Elektromotor separat ausgebildet. Konkret ist der Resolver an einem Ende der axialen Erstreckung der Antriebswelle angeordnet, während die Antriebswelle an dem dazu entgegengesetzten Ende ihrer axialen Erstreckung mit dem Rotor des Elektromotors verbunden ist.An electric motor that is only mounted indirectly, namely via the drive shaft, is used, for example CN 110588310 A described. The resolver is designed separately from the electric motor. Specifically, the resolver is arranged at one end of the axial extent of the drive shaft, while the drive shaft is connected to the rotor of the electric motor at the opposite end of its axial extent.

Mit einer separaten Ausbildung des Resolvers geht jedoch zugleich einher, dass beim Einbauen des Resolvers in die Radseite (und gegebenenfalls jedem weiteren Einbauen beispielsweise nach einem vorübergehenden Ausbauen im Rahmen einer Wartung) die Winkellage des Resolvers relativ zum Elektromotor (wieder) möglichst präzise eingestellt und anschließend eine Kalibrierung zum Erfassen der verbleibenden Abweichungen durchgeführt werden muss. Wenn ein von dem Elektromotor separat ausgebildeter Resolver mit dem Elektromotor nur mittelbar verbunden ist, kann es zudem sein, dass die Winkellage durch störende Einflüsse, wie etwa Spiel oder sonstige Toleranzen, eines oder mehrerer den Resolver mit dem Elektromotor verbindender Elemente nicht präzise beibehalten wird.However, a separate design of the resolver also means that when installing the resolver in the wheel side (and possibly every further installation, for example after temporary removal as part of maintenance), the angular position of the resolver relative to the electric motor is (again) set as precisely as possible and then a calibration must be carried out to record the remaining deviations. If a resolver designed separately from the electric motor is only indirectly connected to the electric motor, it may also be that the angular position is not precisely maintained due to disruptive influences, such as play or other tolerances, of one or more elements connecting the resolver to the electric motor.

Insbesondere kann auch die Verbindung zwischen dem Rotor des Elektromotors und der Antriebswelle selbst ein gewisses Spiel in Umlaufrichtung um die Antriebsachse aufweisen, so dass die Antriebswelle dem Rotor stets um einen bestimmten geringfügigen Winkelversatz (Umkehrspanne) nachläuft, was sich insbesondere beim Anfahren sowie vor allem bei Drehrichtungswechseln und Lastwechseln (Umschaltung von Zug- auf Schubbetrieb oder umgekehrt) auswirkt (sogenanntes Umschlagspiel). Als Folge davon kann es sein, dass zwischen dem Resolver und entweder der Antriebswelle oder dem Rotor des Elektromotors keine definierte Winkellage hinreichend zuverlässig eingehalten werden kann.In particular, the connection between the rotor of the electric motor and the drive shaft itself can have a certain amount of play in the direction of rotation around the drive axle, so that the drive shaft always follows the rotor by a certain small angular offset (reversal margin), which is particularly noticeable when starting up and especially when Changes in direction of rotation and load changes (switching from pulling to pushing operation or vice versa) (so-called reversal play). As a result, it may be that no defined angular position can be maintained with sufficient reliability between the resolver and either the drive shaft or the rotor of the electric motor.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Radseite der eingangs genannten Art bereitzustellen, die vergleichsweise kompakt ausgebildet sein kann, dabei eine gute Zugänglichkeit zu ihrem Komponenten bietet und bei der auf einfache Weise die Winkellage des Rotors des Elektromotors und der Antriebswelle mit hoher Zuverlässigkeit erfasst werden kann.It is an object of the invention to provide a wheel side of the type mentioned at the outset, which can be designed to be comparatively compact, while offering good accessibility to its components and in which the angular position of the rotor of the electric motor and the drive shaft can be detected with high reliability in a simple manner.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Radseite mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie der Figur.The task is solved by a wheel side with the features of claim 1. Advantageous embodiments result from the subclaims, the present description and the figure.

Die erfindungsgemäße Radseite umfasst: einen Elektromotor, der einen Stator und einen Rotor umfasst; eine Antriebswelle, die sich entlang einer Antriebsachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt und im Bereich des ersten Endes mit dem Rotor zu gemeinsamer Drehung um die Antriebsachse verbunden ist, so dass eine vom Elektromotor erzeugte Antriebsleistung über die Antriebswelle im Bereich von deren zweitem Ende an weitere Komponenten der Radseite ausgebbar ist; sowie einen Resolver zum Erfassen der Winkellage des Rotors.The wheel side according to the invention includes: an electric motor comprising a stator and a rotor; a drive shaft which extends along a drive axis from a first end to a second end and is connected in the region of the first end to the rotor for common rotation about the drive axis, so that a drive power generated by the electric motor via the drive shaft in the region of its second The end can be output to other components on the wheel side; and a resolver for detecting the angular position of the rotor.

Der Elektromotor kann dabei, insbesondere hinsichtlich seiner Funktionsweise, auf grundsätzlich bekannte Weise ausgebildet sein. Die elektromotorisch herbeigeführte Drehbewegung des Rotors relativ zu dem Stator wird vom Elektromotor über die Antriebswelle ausgegeben. Da die Antriebswelle zu gemeinsamer Drehung mit dem Rotor verbunden ist, dreht sie sich dabei zusammen mit dem Rotor jeweils in dieselbe Richtung und mit derselben Geschwindigkeit um die Antriebsachse. Die Antriebswelle kann den Elektromotor beispielsweise mit einer Getriebestufe der Radseite verbinden. Letztlich kann die vom Elektromotor erzeugte und über die Antriebswelle ausgegebene Antriebsleistung zu einer Radnabe der Radseite übertragen werden, um ein daran gegebenenfalls angeordnetes Rad anzutreiben.The electric motor can be designed in a fundamentally known manner, particularly with regard to its functionality. The rotary movement of the rotor relative to the stator caused by an electric motor is output by the electric motor via the drive shaft. Since the drive shaft is connected to the rotor for common rotation, it rotates together with the rotor in the same direction and at the same speed around the drive axis. The drive shaft can connect the electric motor, for example, to a gear stage on the wheel side. Ultimately, the drive power generated by the electric motor and output via the drive shaft can be transmitted to a wheel hub on the wheel side in order to drive a wheel that may be arranged thereon.

Mittels des Resolvers kann überwacht werden, welche Winkellage der Rotor des Elektromotors und die Antriebswelle relativ zu einer bestimmten stationären Referenz, insbesondere relativ zum Stator, aufweisen. Bei dem Resolver handelt es sich um einen elektromagnetischen Winkellagengeber, der seinerseits einen Rotor und einen Stator umfasst und ein von der Winkellage seines Rotors relativ zu seinem Stator abhängiges Signal erzeugen und ausgeben kann. Der Stator ist daher zweckmäßigerweise stationär angeordnet, während der Rotor mit dem Rotor des Elektromotors (und somit auch mit der Antriebswelle) zu gemeinsamer Drehung verbunden und dadurch um die Antriebsachse drehbar ist.The resolver can be used to monitor which angular position the rotor of the electric motor and the drive shaft have relative to a specific stationary reference, in particular relative to the stator. The resolver is an electromagnetic angular position sensor, which in turn comprises a rotor and a stator and can generate and output a signal that is dependent on the angular position of its rotor relative to its stator. The stator is therefore expediently arranged in a stationary manner, while the rotor is connected to the rotor of the electric motor (and thus also to the drive shaft) for common rotation and is therefore rotatable about the drive axis.

Erfindungsgemäß ist der Resolver separat von dem Elektromotor ausgebildet. Insbesondere ist der Resolver nicht derart in den Elektromotor integriert, dass der Elektromotor und der Resolver als gemeinsame Baugruppe in die Radseite eingebaut beziehungsweise aus der Radseite ausgebaut werden müssen. Vielmehr lässt sich der Resolver vorteilhafterweise aus der Radseite ausbauen, ohne dass dazu zwangsläufig auch der Elektromotor ausgebaut werden müsste; umgekehrt kann bei der Montage der Radseite zunächst der Elektromotor eingebaut und der Resolver anschließend daran angebracht werden. Zudem ist der Resolver vorzugsweise unabhängig vom Elektromotor gelagert, insbesondere nicht an dem Elektromotor gelagert.According to the invention, the resolver is designed separately from the electric motor. In particular, the resolver is not integrated into the electric motor in such a way that the electric motor and the resolver have to be installed as a common assembly in the wheel side or removed from the wheel side. Rather, the resolver can advantageously be removed from the wheel side without necessarily having to remove the electric motor; Conversely, when assembling the wheel side, the electric motor can be installed first and the resolver can then be attached to it. In addition, the resolver is preferably mounted independently of the electric motor, in particular not mounted on the electric motor.

Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verbindung zwischen dem Rotor und der Antriebswelle als Pressverband ausgebildet ist. Bei einem Pressverband sind zwei Teile durch Pressfügen mechanisch miteinander verbunden. Beispielsweise kann es sich um einen zylindrischen Pressverband handeln, bei dem sowohl die Außenfläche des inneren Teils (Welle) und die Innenfläche des äußeren Teils (Rotor), die nach der Verbindung aneinander anliegen, jeweils zumindest im Wesentlichen zylindermantelförmig sind.Furthermore, it is provided according to the invention that the connection between the rotor and the drive shaft is designed as a press fit. In a press fit, two parts are mechanically connected to each other by press joining. For example, it can be a cylindrical press fit in which both the outer surface of the inner part (shaft) and the inner surface of the outer part (rotor), which rest against each other after the connection, are each at least essentially cylindrical jacket-shaped.

Zur Herstellung des Pressverbands kann die Antriebswelle axial bezüglich der Antriebsachse in den Rotor eingepresst werden. Vorzugsweise wird zuvor die Welle abgekühlt, so dass sie sich zusammenzieht, und/oder der Rotor aufgeheizt, so dass er sich ausdehnt. Bei der Rückkehr zur Normaltemperatur stellt sich die Antriebswelle in ihre Normalform bzw. der Rotor in seine Normalform zurück, so dass die beiden Teile dadurch noch zusätzlich gegeneinander gepresst werden. To produce the press fit, the drive shaft can be pressed into the rotor axially with respect to the drive axle. Preferably the shaft is previously cooled so that it contracts and/or the rotor is heated so that it expands. When returning to normal temperature, the drive shaft returns to its normal shape or the rotor returns to its normal shape, so that the two parts are additionally pressed against each other.

Gegenüber üblicheren Arten der Verbindung zweier koaxialer Teile, wie etwa einer Steckverzahnung, weist der Pressverband den Vorteil auf, axial und radial spielfrei zu sein. Durch den Pressverband kann also gewährleistet werden, dass der Rotor und die Antriebswelle in einer festen Winkelbeziehung zueinander stehen. Gleichwohl ist die Verbindung auch bei einem Pressverband grundsätzlich reversibel, so dass der Rotor und die Antriebswelle auch wieder voneinander gelöst werden können.Compared to more common types of connection between two coaxial parts, such as a spline, the press fit has the advantage of being free of axial and radial play. The press fit can therefore ensure that the rotor and the drive shaft are in a fixed angular relationship to one another. Nevertheless, the connection is fundamentally reversible, even with a press fit, so that the rotor and the drive shaft can also be separated from each other again.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Verbindung zwischen dem Rotor und der Antriebswelle als konischer Pressverband ausgebildet. Bei einem konischen Pressverband, der auch als Kegelpressverbindung bezeichnet wird, sind die aneinander anliegenden Flächen (Außenfläche des inneren Teils und Innenfläche des äußeren Teils) konisch, entsprechen also jeweils zumindest im Wesentlichen der Mantelfläche eines Kegelstumpfs. Der Öffnungswinkel der Kegelform kann im Bereich einiger weniger Grade, beispielsweise im Bereich von 0,5° bis 10°, liegen. Durch die konische Ausbildung der an der Verbindung beteiligen Abschnitte des Rotors und der Antriebswelle kann sich der Pressverband einfacher herstellen lassen.According to an advantageous embodiment, the connection between the rotor and the drive shaft is designed as a conical press fit. In a conical press fit, which is also referred to as a conical press fit, the surfaces that lie against one another (outer surface of the inner part and inner surface of the outer part) are conical, i.e. each correspond at least essentially to the lateral surface of a truncated cone. The opening angle of the cone shape can be in the range of a few degrees, for example in the range from 0.5° to 10°. Due to the conical design By connecting the sections of the rotor and the drive shaft involved in the connection, the press fit can be made more easily.

Vorzugsweise nimmt dabei der Durchmesser der Antriebswelle innerhalb der axialen Erstreckung des konischen Pressverbandes in Richtung zum genannten ersten Ende der Antriebswelle hin ab. Auf diese Weise kann der Rotor direkt am ersten Ende der Antriebswelle auf diese aufgebracht und mit ihr verbunden werden und braucht nicht über das zweite Ende auf die Antriebswelle aufgebracht zu werden.Preferably, the diameter of the drive shaft decreases within the axial extent of the conical press fit in the direction of the first end of the drive shaft. In this way, the rotor can be attached to and connected to the drive shaft directly at the first end and does not need to be attached to the drive shaft via the second end.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Rotor des Elektromotors ein Rotorteil, das mit dem Stator zusammenwirkt, und eine Zwischennabe umfasst, die bezüglich der Antriebsachse radial innerhalb des Rotorteils angeordnet, mit diesem verbunden und durch den Pressverband mit der Antriebswelle verbunden ist, so dass das Rotorteil über die Zwischennabe mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei das Rotorteil und die Zwischennabe, insbesondere hinsichtlich ihrer jeweiligen Form, derart ausgebildet sind, dass die Zwischennabe in bezüglich der Antriebsachse axialer, von dem zweiten Ende der Antriebsachse weg weisender Richtung von dem Rotorteil lösbar ist.According to a further advantageous embodiment, it is provided that the rotor of the electric motor comprises a rotor part, which cooperates with the stator, and an intermediate hub, which is arranged radially within the rotor part with respect to the drive axis, is connected to it and is connected to the drive shaft by the press fit, so that the rotor part is connected to the drive shaft via the intermediate hub, wherein the rotor part and the intermediate hub, in particular with regard to their respective shape, are designed such that the intermediate hub is axial in relation to the drive axle, pointing away from the second end of the drive axle Rotor part is detachable.

Die Verbindung der Zwischennabe mit dem Rotor kann grundsätzlich durch Befestigungsmittel, wie etwa Schrauben, erfolgen. Zum Lösen der Zwischennabe von dem Rotorteil müssen dann zunächst die Befestigungsmittel gelöst werden. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung an mehreren, insbesondere drei oder mehr, Befestigungspunkten, die in Umfangsrichtung um die Antriebsachse verteilt sind und an denen jeweils ein Befestigungsmittel vorgesehen ist. Die Befestigungspunkte können dabei im Wesentlichen regelmäßig verteilt sein. Ihre Anordnung weist jedoch vorzugsweise keine Rotationssymmetrie auf, damit die Zwischennabe und der Rotor zumindest im Wesentlichen in nur einer Winkellage relativ zueinander durch die Befestigungsmittel zu gemeinsamer Drehung miteinander verbunden werden können.The intermediate hub can generally be connected to the rotor using fasteners such as screws. In order to release the intermediate hub from the rotor part, the fastening means must first be loosened. The connection preferably takes place at several, in particular three or more, fastening points which are distributed in the circumferential direction around the drive axle and at each of which a fastening means is provided. The attachment points can essentially be distributed regularly. However, their arrangement preferably has no rotational symmetry so that the intermediate hub and the rotor can be connected to one another at least essentially in only one angular position relative to one another by the fastening means for common rotation.

Damit die Zwischennabe in bezüglich der Antriebsachse axial von dem zweiten Ende der Antriebswelle weg weisender Richtung von dem Rotorteil gelöst werden kann, darf die Zwischennabe das Rotorteil bezüglich dieser Richtung nicht hintergreifen. Zugleich kann es aber für das Verbinden der Zwischennabe mit dem Rotorteil, insbesondere mittels Befestigungsmitteln wie etwa Schrauben, zweckmäßig sein, wenn ein, insbesondere ein flanschartig ausgebildeter, Abschnitt der Zwischennabe und ein, insbesondere flanschartig ausgebildeter, Abschnitt des Rotorteils axial aneinander anliegen. Dabei liegen die Abschnitte dann vorzugsweise derart axial aneinander an, dass die Zwischennabe nicht in bezüglich der Antriebsachse axial zu dem zweiten Ende der Antriebswelle hin weisender Richtung von dem Rotorteil gelöst werden kann. Mit anderen Worten befindet sich von den beiden axial aneinander anliegenden Abschnitten der Abschnitt des Rotorteils näher an dem zweiten Ende der Abtriebswelle als der Abschnitt der Zwischennabe.So that the intermediate hub can be released from the rotor part in a direction axially pointing away from the second end of the drive shaft with respect to the drive axle, the intermediate hub must not engage behind the rotor part in this direction. At the same time, however, for connecting the intermediate hub to the rotor part, in particular by means of fastening means such as screws, it can be expedient if a section of the intermediate hub, in particular a flange-shaped section, and a section of the rotor part, in particular a flange-shaped section, lie axially against one another. The sections then preferably lie axially against one another in such a way that the intermediate hub cannot be detached from the rotor part in a direction pointing axially towards the second end of the drive shaft with respect to the drive axle. In other words, of the two axially adjacent sections, the section of the rotor part is closer to the second end of the output shaft than the section of the intermediate hub.

Wenn nicht nur vorgesehen ist, dass die Zwischennabe axial in Richtung vom zweiten Ende der Antriebswelle weg von dem Rotorteil gelöst werden kann, sondern die Verbindung zwischen der Zwischennabe und der Antriebswelle auch als konischer Pressverband mit in Richtung zum ersten Ende der Antriebswelle hin abnehmendem Durchmesser ausgebildet ist, kann die Zwischennabe (gegebenenfalls nach einem Ausbauen des Resolvers) aus der Radnabe ausgebaut werden, ohne dass auch der übrigen Elektromotor oder die Antriebswelle ausgebaut werden müssten. Auf diese Weise können Bereiche der Radseite, insbesondere im Umfeld der Antriebswelle, die ansonsten schwer zugänglich wären, auf vergleichsweise einfache Weise axial durch das Rotorteil hindurch zugänglich gemacht werden. Das kann insbesondere nützlich sein, um einen in einem mittleren Abschnitt der Antriebswelle vorgesehenen Dichtring nach dessen Verschleiß austauschen zu können.If it is not only provided that the intermediate hub can be released axially away from the rotor part in the direction of the second end of the drive shaft, but the connection between the intermediate hub and the drive shaft is also designed as a conical press fit with a decreasing diameter towards the first end of the drive shaft the intermediate hub can be removed from the wheel hub (if necessary after removing the resolver) without having to remove the remaining electric motor or the drive shaft. In this way, areas of the wheel side, particularly in the vicinity of the drive shaft, which would otherwise be difficult to access, can be made axially accessible through the rotor part in a comparatively simple manner. This can be particularly useful in order to be able to replace a sealing ring provided in a central section of the drive shaft after it has worn out.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Portalachse für ein Kraftfahrzeug, mit zwei Radseiten der erläuterten Art, die über eine Achsbrücke miteinander verbunden sind. Derartige Portalachsen kommen insbesondere bei Niederflur-Omnibussen, beispielsweise bei Nahverkehrs- und Stadtbussen, zum Einsatz, wobei ein möglichst großer Freiraum (hinsichtlich der vertikalen Tiefe und auch der horizontalen Breite) für die Passagiere erwünscht ist.The invention also relates to a portal axle for a motor vehicle, with two wheel sides of the type explained, which are connected to one another via an axle bridge. Such portal axles are used in particular in low-floor buses, for example local and city buses, whereby the greatest possible free space (in terms of vertical depth and also horizontal width) is desired for the passengers.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur, die eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radseite in stark vereinfachter schematischer Darstellung zeigt, beispielhaft weiter erläutert.The invention is further explained by way of example below with reference to the figure, which shows an embodiment of a wheel side according to the invention in a highly simplified schematic representation.

Die in 1 dargestellte Radseite 11 umfasst einen Elektromotor 13, der einen stationären Stator 15 und einen relativ zu dem Stator 15 drehbaren Rotor 17 aufweist, sowie eine Antriebswelle 19, die sich entlang einer Antriebsachse I von einem ersten Ende 37 zu einem zweiten Ende 39 erstreckt und im Bereich des ersten Endes 37 mit dem Rotor 17 des Elektromotors 13 zu gemeinsamer Drehung um die Antriebsachse I verbunden ist, so dass sie sich bei Drehung des Rotors 17 in dieselbe Drehrichtung und mit derselben Drehgeschwindigkeit wie dieser ebenfalls dreht.In the 1 Wheel side 11 shown comprises an electric motor 13, which has a stationary stator 15 and a rotor 17 rotatable relative to the stator 15, as well as a drive shaft 19, which extends along a drive axis I from a first end 37 to a second end 39 and in the area of the first end 37 is connected to the rotor 17 of the electric motor 13 for common rotation about the drive axis I, so that when the rotor 17 rotates in the same direction of rotation and at the same speed of rotation as this, it also rotates.

Die Radseite 11 umfasst ferner ein Versatzgetriebe 21, das als einfache Stirnradstufe ausgebildet ist, eine Abtriebswelle 23, ein als untersetzendes Planetengetriebe ausgebildetes Radnabengetriebe 25, einen Nabenträger 27 sowie eine Radnabe 29. Die Antriebswelle 19 ist im Bereich ihres zweiten Endes 39 mit einem Antriebsrad des Versatzgetriebes 21 verbunden. Ein damit kämmendes Abtriebsrad des Versatzgetriebes 21 ist mit einem Ende der Abtriebswelle 23 verbunden, deren anderes Ende mit einem Sonnenrad des Radnabengetriebes 25 verbunden ist. Ein Planetenträger des Radnabengetriebes 25 ist mit der Radnabe 29 verbunden, die an dem Nabenträger 27 drehbar gelagert ist, an dem zugleich ein Hohlrad des Radnabengetriebes 25 ausgebildet ist. Durch diesen Aufbau wird ein von dem Elektromotor 13 erzeugtes Antriebsmoment von der Antriebswelle 19 entlang der Antriebsachse I zum Versatzgetriebe 21 übertragen, von dem es zu einer Abtriebsachse O versetzt wird, entlang welcher es dann von der Abtriebswelle 23 über das Radnabengetriebe 25 weiter bis zur Radnabe 29 übertragen wird.The wheel side 11 further comprises an offset gear 21, which is designed as a simple spur gear stage, an output shaft 23, a wheel hub gear 25 designed as a reducing planetary gear, a hub carrier 27 and a wheel hub 29. The drive shaft 19 is in the area of its second end 39 with a drive wheel of the Offset gear 21 connected. A meshing output gear of the offset gear 21 is connected to one end of the output shaft 23, the other end of which is connected to a sun gear of the wheel hub gear 25. A planet carrier of the wheel hub gear 25 is connected to the wheel hub 29, which is rotatably mounted on the hub carrier 27, on which a ring gear of the wheel hub gear 25 is also formed. Through this structure, a drive torque generated by the electric motor 13 is transmitted from the drive shaft 19 along the drive axle I to the offset gear 21, from which it is offset to an output axle O, along which it then continues from the output shaft 23 via the wheel hub gear 25 to the wheel hub 29 is transferred.

Grundsätzlich könnte das Versatzgetriebe 21 auch mehrstufig oder komplexer ausgebildet sein. Des Weiteren könnte das Radnabengetriebe 25 auch fehlen, so dass die Abtriebswelle 23 das Versatzgetriebe 21 direkt mit der Radnabe 29 verbindet.In principle, the offset gear 21 could also be designed to be multi-stage or more complex. Furthermore, the wheel hub gear 25 could also be missing, so that the output shaft 23 connects the offset gear 21 directly to the wheel hub 29.

Die Radseite 11 weist ferner einen Resolver 31 auf, der von dem Elektromotor 13 separat ausgebildet und in axialer Verlängerung der Antriebswelle 19 über deren erstes Ende 37 hinaus angeordnet ist. Der Resolver 31 ist dabei mit dem Rotor 17 des Elektromotors 13 gekoppelt, so dass sich mittels des Resolvers 31 die jeweilige Winkellage des Rotors 17 und damit auch der Antriebswelle 19 erfassen lässt.The wheel side 11 also has a resolver 31, which is designed separately from the electric motor 13 and is arranged in the axial extension of the drive shaft 19 beyond its first end 37. The resolver 31 is coupled to the rotor 17 of the electric motor 13, so that the respective angular position of the rotor 17 and thus also of the drive shaft 19 can be detected by means of the resolver 31.

Die Verbindung zwischen dem Rotor 17 und der Antriebswelle 19 ist als konischer Pressverband ausgebildet. Dazu weisen die beiden aneinander anliegenden Flächen, nämlich die um die Antriebsachse I umlaufende und radial nach innen weisende Innenfläche des Rotors 17 und die um die Antriebsachse I umlaufende und radial nach außen weisende Außenfläche der Antriebswelle 19, jeweils die Form der Mantelfläche eines Kegelstumpfes auf. Entlang der axialen Erstreckung des Pressverbands nimmt der Durchmesser der Antriebswelle 19 in Richtung zum ersten Ende 37 der Antriebswelle 19 kontinuierlich ab. Dadurch kann der Rotor 17 zur Herstellung des Pressverbands axial in Richtung zum zweiten Ende 39 der Antriebswelle 19 über das erste Ende 37 der Antriebswelle 19 auf diese aufgepresst werden. Die Verbindung zwischen dem Rotor 17 und der Antriebswelle 19 ist dann spielfrei, so dass der Rotor 17 und die Antriebswelle 19 unabhängig von Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit hinsichtlich ihrer Winkellage relativ zueinander eindeutig festgelegt sind.The connection between the rotor 17 and the drive shaft 19 is designed as a conical press fit. For this purpose, the two adjacent surfaces, namely the inner surface of the rotor 17 which runs around the drive axis I and points radially inwards and the outer surface of the drive shaft 19 which runs around the drive axis I and points radially outwards, each have the shape of the lateral surface of a truncated cone. Along the axial extent of the press fit, the diameter of the drive shaft 19 decreases continuously towards the first end 37 of the drive shaft 19. As a result, the rotor 17 can be pressed onto the drive shaft 19 via the first end 37 of the drive shaft 19 axially in the direction of the second end 39 to produce the press fit. The connection between the rotor 17 and the drive shaft 19 is then free of play, so that the rotor 17 and the drive shaft 19 are clearly defined in terms of their angular position relative to one another, regardless of the direction of rotation and the speed of rotation.

Wie durch die strichpunktierte Linie veranschaulicht wird, kann der Rotor 17 mehrteilig ausgebildet sein, nämlich ein Rotorteil 33 und eine Zwischennabe 35 umfassen. Dabei wirkt das Rotorteil 33 mit dem Stator 15 zusammen und ist über die Zwischennabe 35, die bezüglich der Antriebsachse I radial innerhalb des Rotorteils 33 angeordnet ist, mit der Antriebswelle 19 verbunden. Der konische Pressverband ist dabei zwischen der Zwischennabe 35 und der Antriebswelle 19 ausgebildet, so dass die genannte Innenfläche des Rotors 17 eine Innenfläche der Zwischennabe 35 ist.As illustrated by the dash-dotted line, the rotor 17 can be designed in several parts, namely a rotor part 33 and an intermediate hub 35. The rotor part 33 cooperates with the stator 15 and is connected to the drive shaft 19 via the intermediate hub 35, which is arranged radially within the rotor part 33 with respect to the drive axis I. The conical press fit is formed between the intermediate hub 35 and the drive shaft 19, so that the inner surface of the rotor 17 is an inner surface of the intermediate hub 35.

Das Rotorteil 33 und die Zwischennabe 35 weisen jeweils einen Flanschabschnitt auf und liegen mit ihren Flanschabschnitten axial aneinander an. Entlang dieser Anlagefläche sind das Rotorteil 33 und die Zwischennabe 35 an mehreren Befestigungspunkten, die in Umfangsrichtung um die Antriebsachse I verteilt sind, miteinander verschraubt (nicht dargestellt). Das Rotorteil 33 und die Zwischennabe 35 sind dabei derart ausgebildet, dass die Zwischennabe 35 (nach Lösen der Verschraubung) in die bezüglich der Antriebsachse I axiale Richtung, in die die Antriebswelle 19 mit ihrem ersten Ende 37 weist, von dem Rotorteil 33 gelöst werden kann.The rotor part 33 and the intermediate hub 35 each have a flange section and lie axially against one another with their flange sections. Along this contact surface, the rotor part 33 and the intermediate hub 35 are screwed together at several fastening points that are distributed in the circumferential direction around the drive axis I (not shown). The rotor part 33 and the intermediate hub 35 are designed in such a way that the intermediate hub 35 (after loosening the screw connection) can be detached from the rotor part 33 in the axial direction with respect to the drive axis I, in which the drive shaft 19 points with its first end 37 .

Insbesondere aufgrund der konischen Ausbildung des Pressverbands lässt sich die Zwischennabe 35 auch von der Antriebswelle 19 wieder lösen. Dadurch ist es möglich, durch Ausbauen des Resolvers 31 und der Zwischennabe 35 ansonsten schwer zugängliche Bereiche der Radseite 11, insbesondere um einen mittleren Abschnitt der Antriebswelle 19 zwischen dem Elektromotor 13 und dem Versatzgetriebe 21, axial durch das Rotorteil 33 hindurch zugänglich zu machen. Das kann beispielsweise nützlich sein, um im Bedarfsfall einen in diesem Bereich vorgesehenen Dichtring zwischen dem Elektromotor 13 und dem Versatzgetriebe 21 austauschen zu können.Particularly due to the conical design of the press fit, the intermediate hub 35 can also be detached from the drive shaft 19 again. This makes it possible to make otherwise difficult-to-access areas of the wheel side 11, in particular a central section of the drive shaft 19 between the electric motor 13 and the offset gear 21, axially accessible through the rotor part 33 by removing the resolver 31 and the intermediate hub 35. This can be useful, for example, in order to be able to exchange a sealing ring provided in this area between the electric motor 13 and the offset gear 21 if necessary.

BezugszeichenReference symbols

1111: Radseitewheel side
1313: ElektromotorElectric motor
1515: Statorstator
1717: Rotorrotor
1919: Antriebswelledrive shaft
2121: Versatzgetriebeoffset gear
2323: Abtriebswelleoutput shaft
2525: RadnabengetriebeWheel hub gear
2727: NabenträgerHub carrier
2929: Radnabewheel hub
3131: Resolverresolver
3333: RotorteilRotor part
3535: Zwischennabeintermediate hub
3737: erstes Endefirst ending
3939: zweites Endesecond ending
II: AntriebsachseDrive axle
OO: AbtriebsachseOutput axle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

CN 110588310 A [0007]

Claims

Wheel side (11) with an electric motor (13), which comprises a stator (15) and a rotor (17), with a drive shaft (19) which extends along a drive axle (I) from a first end (37) to a second End (39) extends and in the area of the first end (37) is connected to the rotor (17) for common rotation about the drive axis (I), so that a drive power generated by the electric motor (13) via the drive shaft (19) in the area from the second end (39) of which further components (21, 23, 25, 29) of the wheel side (11) can be output, and with a resolver (31) for detecting the angular position of the rotor (17), the resolver (31) is formed separately from the electric motor (31), and wherein the connection between the rotor (17) and the drive shaft (19) is designed as a press fit.

wheel side Claim 1 , wherein the connection between the rotor (17) and the drive shaft (19) is designed as a conical press fit.

wheel side Claim 2 , wherein the diameter of the drive shaft (19) decreases towards the first end (37) within the axial extent of the conical press fit.

Wheel side according to one of the preceding claims, wherein the rotor (17) of the electric motor (13) comprises a rotor part (33) which cooperates with the stator (15) and an intermediate hub (35) which is radially inside with respect to the drive axle (I). of the rotor part (33), connected to it and connected to the drive shaft (19) by the press fit, so that the rotor part (33) is connected to the drive shaft (I) via the intermediate hub (35), and wherein the rotor part ( 33) and the intermediate hub (35) are designed such that the intermediate hub (35) can be detached from the rotor part (33) in an axial direction with respect to the drive axle (I), pointing away from the second end (39) of the drive axle (19). .

Portal axle with two wheel sides (11) according to one of the preceding claims, which are connected to one another via an axle bridge.