DE102022132486B3

DE102022132486B3 - Braking system of a motor vehicle driven electrically by means of an electric machine

Info

Publication number: DE102022132486B3
Application number: DE102022132486.9A
Authority: DE
Inventors: Doris Maria Wimmer; Simon ORTMANN; Benedikt Grubauer; Alan Barrera Bohorquez
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-12-07
Filing date: 2022-12-07
Publication date: 2024-06-06
Anticipated expiration: 2042-12-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem (1) eines mittels einer elektrischen Maschine (2) elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (3), wobei das Bremssystem (1) eine Trommelbremse (4) mit einer Bremstrommel (5) umfasst, welche mittels wenigstens eine durch einen Bremsaktuator (7) radial in Richtung der Bremstrommel (5) versetzbare Bremsbacke (6) mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist, und die elektrische Maschine (2) einen Rotor (8) aufweist, welcher drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad (10) des Kraftfahrzeugs (3) gekoppelt ist, wobei die Trommelbremse (4) in einem Bremsgehäuse (9) aufgenommen und die Bremstrommel (5) drehmomentübertragend mit dem Rotor (8) der elektrischen Maschine (2) verbunden ist.The invention relates to a braking system (1) of a motor vehicle (3) that can be electrically driven by means of an electric machine (2), wherein the braking system (1) comprises a drum brake (4) with a brake drum (5) which can be subjected to a frictional torque by means of at least one brake shoe (6) that can be displaced radially in the direction of the brake drum (5) by a brake actuator (7), and the electric machine (2) has a rotor (8) which is coupled to at least one vehicle wheel (10) of the motor vehicle (3) in a torque-transmitting manner, wherein the drum brake (4) is accommodated in a brake housing (9) and the brake drum (5) is connected to the rotor (8) of the electric machine (2) in a torque-transmitting manner.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem eines mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem eine Trommelbremse mit einer Bremstrommel umfasst, welche mittels wenigstens eine durch einen Bremsaktuator radial in Richtung der Bremstrommel versetzbare Bremsbacke mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist, und die elektrische Maschine einen Rotor aufweist, welcher drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist.The present invention relates to a braking system of a motor vehicle that can be electrically driven by means of an electric machine, wherein the braking system comprises a drum brake with a brake drum, which can be subjected to a friction torque by means of at least one brake shoe that can be displaced radially in the direction of the brake drum by a brake actuator, and the electric machine has a rotor that is coupled to at least one vehicle wheel of the motor vehicle in a torque-transmitting manner.

Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden. Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich beispielsweise aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist.Electric motors are increasingly being used to drive motor vehicles in order to create alternatives to combustion engines that require fossil fuels. Considerable efforts have already been made to improve the everyday suitability of electric drives and also to be able to offer users the usual driving comfort. A detailed description of an electric drive can be found, for example, in an article in the magazine ATZ 113th year, 05/2011, pages 360-365 by Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski and Jens Liebold with the title: Highly integrated and flexible electric drive unit for electric vehicles. This article describes a drive unit for an axle of a vehicle, which includes an electric motor that is arranged coaxially to a bevel gear differential.

Hierbei können derartige Kraftfahrzeuge mit einem hybridisierten oder elektrifizierten Antriebstrang nicht nur mit Hilfe einer elektrischen Maschine beschleunigen und sondern auch abbremsen. Beim Bremsvorgang wird hierzu die elektrische Maschine generatorisch betrieben und die rekuperierte Energie beispielsweise zum Laden des Akkus verwendet. Aus Sicherheitsgründen wird jedoch weiterhin eine weitere, mechanische Bremsvorrichtung benötigt. Bei radnahen Antrieben, wie beispielsweise einem Radnabenmotor oder einer elektrischen Achse, ergibt sich hierbei eine erschwerte Bauraumsituation.Such motor vehicles with a hybridized or electrified drive train can not only accelerate and brake with the help of an electric machine, but also. During braking, the electric machine is operated as a generator and the recuperated energy is used, for example, to charge the battery. For safety reasons, however, an additional mechanical braking device is still required. With drives close to the wheels, such as a wheel hub motor or an electric axle, this results in a more difficult installation space situation.

Insbesondere bei einem Fahrzeug mit einem elektrischen Radnabenantrieb, einem sogenannten E-Wheel Drive, kommen oftmals Bremsen mit Lamellen zum Einsatz, um das Fahrzeug abzubremsen. Es sind aber auch Bremsen in der Ausführung als Scheibenbremse mit Schwimmsattel, Scheibenbremse mit Festsattel, Trommelbremse und Mehrscheibenbremse bekannt.Particularly in vehicles with an electric wheel hub drive, a so-called E-Wheel Drive, brakes with discs are often used to slow the vehicle down. However, brakes in the form of disc brakes with floating calipers, disc brakes with fixed calipers, drum brakes and multiple disc brakes are also known.

Aus der DE 10 2019 120 409 A1 ist beispielsweise eine Bremsvorrichtung für eine Radnabenantriebsanordnung bekannt, bei der die gegenüber der Umfangsrichtung feststehenden Bremspartner Kühlkanäle aufweisen. Der axial bewegliche Bremspartner wird über Bremszylinder betätigt. Der in Umfangsrichtung bewegliche Bremspartner ist als Lamellenträger ausgebildet.From the EN 10 2019 120 409 A1 For example, a braking device for a wheel hub drive arrangement is known in which the brake partners that are fixed relative to the circumferential direction have cooling channels. The axially movable brake partner is actuated by brake cylinders. The brake partner that is movable in the circumferential direction is designed as a disk carrier.

Ferner existiert eine zunehmende Anforderung, die Emissionen von Bremsabrieb, der häufig als Feinstaub anfällt, zu reduzieren oder vollständig zu vermeiden.. Aus der WO 2016/ 146 625 A1 ist eine Bremsvorrichtung mit einer Bremsscheibe für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug bekannt, die zusammen mit einem Elektromotor und einem Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen ist. Die Bremsvorrichtung jener Offenbarung ist drehmomentübertragend mit einem Rotor eines Elektromotors gekoppelt. Darüber hinaus ist in der US 1 906 519 A eine gekühlte Trommelbremse offenbart.Furthermore, there is an increasing requirement to reduce or completely avoid emissions of brake dust, which often occurs as fine dust. WO 2016/ 146 625 A1 A braking device with a brake disc for an electrically operated vehicle is known, which is accommodated together with an electric motor and a transmission in a common housing. The braking device of that disclosure is coupled to a rotor of an electric motor in a torque-transmitting manner. In addition, in the US 1 906 519 A a cooled drum brake revealed.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Bremssystem mit hohen Bremsmomenten, hoher Betriebssicherheit und geringen Bremsstaub-Emissionen bereitzustellen.It is therefore the object of the invention to provide an improved braking system with high braking torques, high operational reliability and low brake dust emissions.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bremssystem eines mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem eine Trommelbremse mit einer Bremstrommel umfasst, welche mittels wenigstens eine durch einen Bremsaktuator radial in Richtung der Bremstrommel versetzbare Bremsbacke mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist, und die elektrische Maschine einen Rotor aufweist, welcher drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, wobei die Trommelbremse in einem Bremsgehäuse aufgenommen und die Bremstrommel drehmomentübertragend mit dem Rotor der elektrischen Maschine verbunden ist.This object is achieved by a braking system of a motor vehicle that can be electrically driven by means of an electric machine, wherein the braking system comprises a drum brake with a brake drum, which can be subjected to a friction torque by means of at least one brake shoe that can be displaced radially in the direction of the brake drum by a brake actuator, and the electric machine has a rotor that is coupled to at least one vehicle wheel of the motor vehicle in a torque-transmitting manner, wherein the drum brake is accommodated in a brake housing and the brake drum is connected to the rotor of the electric machine in a torque-transmitting manner.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass das erfindungsgemäße Bremssystem die Rekuperation der elektrischen Maschine im Generatorbetrieb in Fahrsituationen ergänzt, wo diese allein nicht eine erwünschte Bremsenergie bereitstellen kann. Das sind zum Beispiel Fahrsituationen mit niedriger Geschwindigkeit des Fahrzeugs bzw. Drehzahl der elektrischen Maschine oder ein Halten zum Stillstand oder Bremsvorgänge bei niedriger Temperatur.This provides the advantage that the braking system according to the invention supplements the recuperation of the electric machine in generator mode in driving situations where this alone cannot provide the desired braking energy. These are, for example, driving situations with a low vehicle speed or speed of the electric machine or stopping at a standstill or braking at low temperatures.

Der Vorteil einer zusätzlichen, gekapselten Bremse ist es, dass die Bremsenergie als Wärme an das Thermomanagement des Kraftfahrzeugs weitergeben kann, ohne dass die Energie zwischendurch beispielsweise in der Batterie des Fahrzeugs gespeichert werden muss. Zudem werden Bremsstaubpartikel nicht an die Umwelt gegeben. Falls die gesetzlichen Regularien dies in Zukunft zulassen, kann zudem beispielsweise auch auf die Radbremsen an einer Achse evtl. verzichtet werden.The advantage of an additional, encapsulated brake is that the braking energy can be transferred to the thermal management of the vehicle as heat, without the energy having to be stored in the vehicle's battery, for example. In addition, brake dust particles are not released into the environment. If legal regulations allow this in the future, it may also be possible to dispense with the wheel brakes on one axle, for example.

Eine derartige Bremse wird gelegentlich aus als Komplementärbremse bezeichnet.Such a brake is sometimes referred to as a complementary brake.

BremsgehäuseBrake housing

Die Bremse ist bevorzugt in einem Bremsgehäuse angeordnet. Das Bremsgehäuse umhaust die Bremse. Ein Bremsgehäuse kann darüber hinaus auch einen oder mehrere Bremsaktuatoren aufnehmen. Das Bremsgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Bremsgehäuse dem Bremssystem zugeführt wird und/oder die Wärme über die Gehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Bremsgehäuse die Komplementärbremse vor äußeren mechanischen und/oder chemischen Einflüssen. Ein Bremsgehäuse kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafterweise kann das Bremsgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Grauguss oder Stahlguss geformt sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Bremsgehäuse ganz oder teilweise aus einem Kunststoff auszubilden. Ferner ist es möglich, dass das Bremsgehäuse einstückig oder mehrteilig ausgeführt ist. Das Bremsgehäuse kann auch vollständig oder teilweise als ein Teil eines Motorgehäuses einer elektrischen Maschine oder eines Getriebegehäuses eines mit der elektrischen Maschine gekoppelten Getriebes ausgebildet sein. Bevorzugt bilden das Bremsgehäuse und das Motorgehäuse oder das Getriebegehäuse eine bauliche Einheit. Hierzu kann das Bremsgehäuse beispielsweise mit dem Motorgehäuse oder dem Getriebegehäuse verschraubt sein. Bevorzugt ist das Bremsgehäuse derart ausgeführt, dass beim Bremsen entstehender Abrieb nicht aus dem Bremsgehäuse entweichen kann. Hierdurch kann eine ungewollte Belastung der Umwelt mit Bremsabrieb vermieden werden. Ferner lassen sich durch eine derartige Kapslung des Bremssystems auch Bremsgeräusche gegenüber der Umwelt reduzieren. Ein weiterer vorteilhafter Aspekt dieser Kapslung ist es, dass die Bremsleistung des Bremssystems unabhängig von den Witterungsbedingungen außerhalb des Kraftfahrzeugs ist.The brake is preferably arranged in a brake housing. The brake housing encloses the brake. A brake housing can also accommodate one or more brake actuators. The brake housing can also be part of a cooling system and designed in such a way that cooling fluid is supplied to the brake system via the brake housing and/or the heat can be dissipated to the outside via the housing surfaces. In addition, the brake housing protects the complementary brake from external mechanical and/or chemical influences. A brake housing can in particular be made from a metallic material. The brake housing can advantageously be formed from a metallic cast material, such as gray cast iron or cast steel. In principle, it is also conceivable to form the brake housing entirely or partially from a plastic. It is also possible for the brake housing to be made in one piece or in multiple parts. The brake housing can also be designed entirely or partially as part of a motor housing of an electrical machine or a transmission housing of a transmission coupled to the electrical machine. The brake housing and the motor housing or the transmission housing preferably form a structural unit. For this purpose, the brake housing can be screwed to the engine housing or the transmission housing, for example. The brake housing is preferably designed in such a way that abrasion that occurs during braking cannot escape from the brake housing. This can prevent unwanted pollution of the environment with brake abrasion. Furthermore, encapsulating the brake system in this way can also reduce braking noise in the environment. Another advantageous aspect of this encapsulation is that the braking performance of the brake system is independent of the weather conditions outside the vehicle.

BremsaktuatorBrake actuator

Ein Bremsaktuator hat insbesondere die Funktion, die Bremse zu aktuieren, also in einen reibschlüssigen Betriebszustand und einem vom Reibschluss gelösten Betriebszustand zu versetzen. Der Bremsaktuator kann hierzu insbesondere pneumatisch, hydraulisch, elektromotorisch, mechanisch, elektromagnetisch oder aus einer beliebigen Kombination hieraus betätigt werden.A brake actuator has the particular function of actuating the brake, i.e. putting it into a frictionally engaged operating state and an operating state released from the frictional engagement. For this purpose, the brake actuator can be actuated in particular pneumatically, hydraulically, by an electric motor, mechanically, electromagnetically or by any combination thereof.

Elektrische MaschineElectric machine

Das erfindungsgemäße Bremssystem ist bevorzugt für ein mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug vorgesehen. Elektrische Maschinen im Sinne dieser Anmeldung dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfassen in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung kann eine elektrische Maschine insbesondere als Rotationsmaschine ausgebildet sein. Bei derartigen elektrischen Rotationsmaschinen wird insbesondere zwischen Radialflussmaschinen und Axialflussmaschinen unterschieden. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken, während im Falle einer Axialflussmaschine sich die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator gebildeten Luftspalt in axialer Richtung erstrecken. Eine elektrische Maschine ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist die elektrische Maschine eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.The braking system according to the invention is preferably provided for a motor vehicle that can be driven electrically by means of an electric machine. Electric machines in the sense of this application serve to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and generally comprise a stationary part referred to as a stator, stand or armature and a part referred to as a rotor or runner and arranged to be movable relative to the stationary part. In connection with this invention, an electric machine can be designed in particular as a rotary machine. In such rotary electric machines, a distinction is made in particular between radial flux machines and axial flux machines. A radial flux machine is characterized in that the magnetic field lines in the air gap formed between the rotor and stator extend in the radial direction, while in the case of an axial flux machine the magnetic field lines in the air gap formed between the rotor and stator extend in the axial direction. In connection with the present invention, an electric machine is intended in particular for use within a drive train of a hybrid or fully electrically driven motor vehicle. In particular, the electric machine is dimensioned such that vehicle speeds of more than 50 km/h, preferably more than 80 km/h and in particular more than 100 km/h can be achieved. The electric machine particularly preferably has an output of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW. It is further preferred that the electric machine provides speeds of more than 5,000 rpm, particularly preferably more than 10,000 rpm, very particularly preferably more than 12,500 rpm.

Die elektrische Maschine kann ein Gehäuse aufweisen, das auch als Motorgehäuse bezeichnet wird. Das Motorgehäuse umhaust die elektrische Maschine. Ein Motorgehäuse kann darüber hinaus auch die Steuer- und Leistungselektronik, sowie bevorzugt auch zumindest Teile des Bremssystems aufnehmen. Das Motorgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems für die elektrische Maschine und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Motorgehäuse der elektrischen Maschine zugeführt wird und/oder die Wärme über die Motorgehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Motorgehäuse die elektrische Maschine sowie die ggf. vorhandene Elektronik vor äußeren mechanischen und/oder chemischen Einflüssen. Ein Motorgehäuse der elektrischen Maschine kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafterweise kann das Motorgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Grauguss oder Stahlguss geformt sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Motorgehäuse ganz oder teilweise aus einem Kunststoff auszubilden. Ferner ist es möglich, dass das Motorgehäuse der elektrischen Maschine einstückig oder mehrteilig ausgeführt ist.The electric machine can have a housing, which is also referred to as a motor housing. The motor housing encloses the electric machine. A motor housing can also accommodate the control and power electronics, and preferably also at least parts of the braking system. The motor housing can also be part of a cooling system for the electric machine and can be designed in such a way that cooling fluid is supplied to the electric machine via the motor housing and/or the heat can be dissipated to the outside via the motor housing surfaces. In addition, the motor housing protects the electric machine and any electronics present from external mechanical and/or chemical influences. A motor housing of the electric machine can in particular be made of a metallic material. Advantageously The motor housing can usually be made from a metallic cast material, such as gray cast iron or cast steel. In principle, it is also conceivable to make the motor housing entirely or partially from a plastic. It is also possible for the motor housing of the electrical machine to be made in one piece or in multiple parts.

Ein Rotor ist der sich drehende (rotierende) Teil einer elektrischen Maschine. Der Rotor umfasst insbesondere eine Rotorwelle und einen oder mehrere drehfest auf der Rotorwelle angeordnete, aus Rotorblechpaketen gebildete Rotorkörper. Die Rotorwelle kann hohl ausgeführt sein, was zum einen eine Gewichtsersparnis zur Folge hat und was zum anderen die Zufuhr von Schmier- oder Kühlmittel zum Rotorkörper erlaubt. Die Rotorwelle ist insbesondere mit der Bremswelle der Komplementärbremse koppelbar.A rotor is the rotating part of an electrical machine. The rotor comprises in particular a rotor shaft and one or more rotor bodies formed from rotor laminations arranged on the rotor shaft in a rotationally fixed manner. The rotor shaft can be hollow, which on the one hand results in a weight saving and on the other hand allows the supply of lubricant or coolant to the rotor body. The rotor shaft can be coupled in particular to the brake shaft of the complementary brake.

Getriebetransmission

Die elektrische Maschine und/oder die Bremse sind/ist bevorzugt mit einem Getriebe koppelbar, welches insbesondere zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, so dass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird.The electric machine and/or the brake can preferably be coupled to a transmission which is designed in particular to generate a drive torque for the motor vehicle. The drive torque is particularly preferably a main drive torque, so that the motor vehicle is driven exclusively by the drive torque.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und/oder die Bremse sowie das Getriebe in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung der Getriebeanordnung gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet. Das Antriebsstranggehäuse ist bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt. Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, das Antriebsstranggehäuse aus einem Kunststoff zu bilden. Das Antriebsstranggehäuse kann insbesondere bevorzugt eine topfartige Grundform aufweisen, so dass die elektrische Maschine und das Getriebe über die offene Stirnseite des Antriebsstranggehäuses in dieses eingesetzt werden können.In particular, it can be provided that the electric machine and/or the brake and the transmission are arranged in a common drive train housing. Alternatively, it would of course also be possible for the electric machine to have a motor housing and the transmission to have a transmission housing, the structural unit then being able to be effected by fixing the transmission arrangement relative to the electric machine. This structural unit is sometimes also referred to as an electric axle. The drive train housing is preferably made of a metallic material, particularly preferably aluminum, gray cast iron or cast steel, in particular by means of a primary forming process such as casting or die casting. In principle, however, it would also be possible to form the drive train housing from a plastic. The drive train housing can particularly preferably have a pot-like basic shape, so that the electric machine and the transmission can be inserted into the drive train housing via the open front side of the drive train housing.

Die elektrische Maschine besitzt bevorzugt ein Motorgehäuse und/oder das Getriebe ein Getriebegehäuse, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung des Getriebes gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Das Getriebegehäuse ist ein Gehäuse zur Aufnahme eines Getriebes. Es hat die Aufgabe, vorhandene Wellen jeweils über die Lager zu führen und den Rädern (eventuell Kurvenscheiben) bei allen Belastungen diejenigen Freiheitsgrade zu gewähren, derer sie bedürfen, ohne sie in der Dreh- und eventuell Bahnbewegung zu behindern, sowie Lagerkräfte und Abstützmomente aufzunehmen. Ein Getriebegehäuse kann ein- oder mehrschalig, das heißt, ungeteilt oder geteilt ausgebildet sein. Das Getriebegehäuse sollte insbesondere auch sowohl Geräusche und Vibrationen dämpfen als auch Hydraulikfluid sicher aufnehmen können. Das Getriebegehäuse ist bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt.The electric machine preferably has a motor housing and/or the gearbox a gearbox housing, the structural unit then being able to be effected by fixing the gearbox relative to the electric machine. The gearbox housing is a housing for accommodating a gearbox. Its job is to guide existing shafts via the bearings and to grant the wheels (possibly cam disks) the degrees of freedom they require under all loads without hindering their rotation and possible path movement, as well as to absorb bearing forces and support moments. A gearbox housing can be single- or multi-shell, i.e. undivided or divided. The gearbox housing should in particular also be able to dampen noise and vibrations and safely accommodate hydraulic fluid. The gearbox housing is preferably made of a metallic material, particularly preferably aluminum, gray cast iron or cast steel, in particular by means of a primary forming process such as casting or die casting.

Das Getriebe kann des Weiteren bevorzugt als ein Planetengetriebe konfiguriert sein oder ein Planetengetriebe umfassen. Das Planetengetriebe kann bevorzugt ein Sonnenrad und mehrere mit dem Sonnenrad in Eingriff stehende und in einem Planetenradträger drehbar gelagerte Planetenräder aufweisen, die sich rotatorisch um das Sonnenrad bewegen, sowie ein koaxial zum Sonnenrad angeordnetes Hohlrad, in welchem die Planetenräder wälzen.The transmission can further preferably be configured as a planetary transmission or comprise a planetary transmission. The planetary transmission can preferably have a sun gear and a plurality of planetary gears that mesh with the sun gear and are rotatably mounted in a planetary gear carrier, which move in rotation around the sun gear, as well as a ring gear arranged coaxially to the sun gear, in which the planetary gears roll.

Das Getriebe kann ferner ein Differentialgetriebe aufweisen. Ein Differentialgetriebe ist ein Planetengetriebe mit einem Antrieb und zwei Abtrieben. Es hat üblicherweise die Funktion, zwei Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs so anzutreiben, dass sie in Kurven unterschiedlich schnell, aber mit gleicher Vortriebskraft drehen können.The transmission can also have a differential gear. A differential gear is a planetary gear with one input and two outputs. Its function is usually to drive two wheels of a motor vehicle so that they can turn at different speeds in curves but with the same propulsive force.

TrennkupplungSeparating clutch

Um verschiedene Antriebs- bzw. Betriebsmodi für das Kraftfahrzeug zu realisieren, kann eine oder mehrere Trennkupplungen innerhalb des Drehmomentenpfads zwischen der elektrischen Maschine und einem Fahrzeugrad vorgesehen werden. Eine Trennkupplung kann beispielsweise zwischen dem Ausgang der elektrischen Maschine und dem Eingang des Getriebes angeordnet sein, so dass die elektrische Maschine von dem Getriebe entkoppelbar ist, wodurch sich ein Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs bereitstellen lässt. Auch wäre es denkbar, eine Trennkupplung zwischen dem Ausgang des Getriebes und einem Fahrzeugrad oder den Fahrzeugrädern anzuordnen, wodurch ebenfalls ein Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs realisierbar ist. Schließlich ist es auch möglich, eine Trennkupplung zwischen dem Eingang des Bremssystems und dem Ausgang der elektrischen Maschine anzuordnen, womit sich das Bremssystem vollständig von der elektrischen Maschine entkuppeln lässt.In order to implement different drive or operating modes for the motor vehicle, one or more separating clutches can be provided within the torque path between the electric machine and a vehicle wheel. A separating clutch can, for example, be arranged between the output of the electric machine and the input of the transmission, so that the electric machine can be decoupled from the transmission, thereby enabling the motor vehicle to coast. It would also be conceivable to arrange a separating clutch between the output of the transmission and a vehicle wheel or wheels, thereby also enabling the motor vehicle to coast. Finally, it is also possible to arrange a separating clutch between the input of the braking system and the output of the electric machine, whereby the braking system can be completely decoupled from the electric machine.

KraftfahrzeugMotor vehicle

Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.For the purposes of this application, motor vehicles are land vehicles that are moved by mechanical power without being tied to railway tracks. A motor vehicle can, for example, be selected from the group of passenger cars (PCs), lorries (HGVs), mopeds, light motor vehicles, motorcycles, buses (KOM) or tractors.

Vorteilhafte Ausführungsformen der ErfindungAdvantageous embodiments of the invention

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims. The features listed individually in the dependent claims can be combined with one another in a technologically meaningful manner and can define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred embodiments of the invention being presented.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Bremssystem ein Bremskühlkreislauf zu Abfuhr von Wärme aus der Trommelbremse aufweist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die durch die Reibungsenergie der Bremse erzeugte Wärme abgeführt und beispielsweise einem Thermomanagement-System eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt werden kann. Ferner kann durch die Kühlung der Bremse deren Bremsleistung erhöht und insbesondere auch ein sog. thermisches Fading, also einen wärmebedingten Bremskraftverlust, verringert werden.According to an advantageous embodiment of the invention, the brake system can have a brake cooling circuit to dissipate heat from the drum brake. The advantage of this embodiment is that the heat generated by the frictional energy of the brake can be dissipated and made available, for example, to a thermal management system of a motor vehicle. Furthermore, cooling the brake can increase its braking performance and, in particular, reduce so-called thermal fading, i.e. a loss of braking force due to heat.

Thermomanagement-SystemThermal management system

Der Begriff Thermomanagement bezeichnet im Rahmen dieser Erfindung die bedarfsgerechte und effiziente Lenkung der thermischen Energieströme in einem insbesondere batteriebetriebenen, elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug entsprechend dem jeweils vorherrschenden Betriebs- bzw. Lastzustand.In the context of this invention, the term thermal management refers to the needs-based and efficient control of thermal energy flows in a particularly battery-operated, electrically driven motor vehicle according to the prevailing operating or load condition.

Das Thermomanagement-System des Kraftfahrzeugs kann ein hydraulisches Steuersystem umfassen. Ein hydraulisches Steuersystem lenkt die Volumenströme innerhalb eines Thermomanagements eines Kraftfahrzeugs mittels hydraulisch auf ein Fluid einwirkender Schaltelemente, wie beispielsweise Ventile, Schieber, Pumpen und dergleichen. Das hydraulische Steuersystem kann hierzu beispielsweise insbesondere einen Volumenstrom völlig oder teilweise abdrosseln und/oder an die relevanten Wärmequellen und -senken in Subkreisläufen des Thermomanagements eines Kraftfahrzeugs verteilen. Hierzu werden die hydraulischen Schaltelemente durch die elektronische Steuereinheit gesteuert und geschaltet.The thermal management system of the motor vehicle can comprise a hydraulic control system. A hydraulic control system directs the volume flows within a thermal management system of a motor vehicle by means of switching elements that act hydraulically on a fluid, such as valves, slides, pumps and the like. For this purpose, the hydraulic control system can, for example, completely or partially throttle a volume flow and/or distribute it to the relevant heat sources and sinks in sub-circuits of the thermal management system of a motor vehicle. For this purpose, the hydraulic switching elements are controlled and switched by the electronic control unit.

Ein hydraulisches Schaltelement kann eine Hydraulikpumpe, ein Schaltventil, ein steuerbares Drosselventil und dergleichen sein. Bevorzugt ist ein hydraulisches Schaltelement elektrisch ansteuerbar. Des Weiteren weist ein hydraulisches Schaltelement bevorzugt wenigstens zwei voneinander verschiedene, schaltbare Betriebszustände auf, in denen das hydraulische Schaltelement in unterschiedlicher Weise auf das entsprechende Fluid in einem Kreislauf einwirkt.A hydraulic switching element can be a hydraulic pump, a switching valve, a controllable throttle valve and the like. A hydraulic switching element can preferably be controlled electrically. Furthermore, a hydraulic switching element preferably has at least two different, switchable operating states in which the hydraulic switching element acts in different ways on the corresponding fluid in a circuit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann also vorgesehen sein, dass die Bremse einen Bremskühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zur Bremse aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Bremskühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Bremskühlkreislauf einwirkt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can therefore be provided that the brake has a brake cooling circuit for dissipating or supplying heat from or to the brake, wherein the hydraulic control unit acts on the brake cooling circuit by means of at least one hydraulic switching element in order to influence the volume flows in the brake cooling circuit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das die elektrische Maschine einen Motorkühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zur elektrischen Maschine aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Motorkühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Motorkühlkreislauf einwirkt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the electric machine has an engine cooling circuit for dissipating or supplying heat from or to the electric machine, wherein the hydraulic control unit acts on the engine cooling circuit by means of at least one hydraulic switching element to influence the volume flows in the engine cooling circuit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Thermomanagement-System ferner einen Inverter mit einem Inverterkühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zum Inverter aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Inverterkühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Inverterkühlkreislauf einwirkt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the thermal management system further comprises an inverter with an inverter cooling circuit for dissipating or supplying heat from or to the inverter, wherein the hydraulic control unit acts on the inverter cooling circuit by means of at least one hydraulic switching element in order to influence the volume flows in the inverter cooling circuit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das die Fahrzeugbatterie einen Batteriekühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zur Fahrzeugbatterie aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Batteriekühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Batteriekühlkreislauf einwirkt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the vehicle battery has a battery cooling circuit for dissipating or supplying heat from or to the vehicle battery, wherein the hydraulic control unit acts on the battery cooling circuit by means of at least one hydraulic switching element to influence the volume flows in the battery cooling circuit.

Es ist gemäß der Erfindung auch vorgesehen, dass die Trommelbremse wenigstens eine axial- sowie radialbewegliche Bremsbacke aufweist, welcher durch den in Axialrichtung aktuierenden Bremsaktuator in einen Reibschluss mit einer Mantelfläche der Bremstrommel versetzbar ist, wobei die Bremsbacke mit dem Bremsgehäuse so zusammenwirkt, dass ein axialer Versatz der Bremsbacke auch einen radialen Versatz der Bremsbacke bewirkt. Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die radial versetzbare Bremsbacke einen ersten Rampenabschnitt aufweist, der bei einem axialen Versatz der Bremsbacke gegen einen korrespondierenden am Bremsgehäuse ausgebildeten zweiten Rampenabschnitt anläuft, so dass ein axialer Versatz der Bremsbacke über die Rampenabschnitte, einen radialen Versatz der Bremsbacke bewirkt.According to the invention, it is also provided that the drum brake has at least one axially and radially movable brake shoe, which can be brought into frictional engagement with a jacket surface of the brake drum by the brake actuator acting in the axial direction, wherein the Brake shoe interacts with the brake housing in such a way that an axial offset of the brake shoe also causes a radial offset of the brake shoe. Furthermore, according to a likewise advantageous embodiment of the invention, it can be provided in this context that the radially displaceable brake shoe has a first ramp section which, in the event of an axial offset of the brake shoe, runs against a corresponding second ramp section formed on the brake housing, so that an axial offset of the brake shoe via the ramp sections causes a radial offset of the brake shoe.

Diese Anordnung bietet den Vorteil einer zusätzlichen Kontaktfläche in der Nähe der Reibfläche zwischen der Bremsbacke und der Bremstrommel, über die der Wärmetransport erfolgen kann. Die Kühlkanäle können sich dadurch fest im Bremsgehäuse in der Nähe der „schiefen Ebene“ befinden und müssen daher nicht in die Bremsbacke oder die Bremstrommel integriert werden. Das erleichtert den Anschluss, da die Kühlkanäle in Bezug zum Bremsgehäuse nicht in Bewegung sind. Außerdem kann die Betätigungseinheit - hydraulisch oder elektromechanisch - von dieser Reibfläche entfernt platziert werden, um die Hydraulik oder Elektronik vor Hitze zu schützen.This arrangement offers the advantage of an additional contact surface near the friction surface between the brake shoe and the brake drum, via which heat can be transported. The cooling channels can therefore be located firmly in the brake housing near the "inclined plane" and therefore do not have to be integrated into the brake shoe or the brake drum. This makes connection easier because the cooling channels do not move in relation to the brake housing. In addition, the actuation unit - hydraulic or electromechanical - can be placed away from this friction surface in order to protect the hydraulics or electronics from heat.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Bremsaktuator radial außerhalb der Bremstrommel angeordnet ist, was für eine Reihe von gegebenen Bauraumsituationen vorteilhaft sein kann. Ferner kann der Bremsaktuator so auch räumlich getrennt von den thermisch besonders belasteten Bereichen der Trommelbremse positioniert werden.According to another particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that the brake actuator is arranged radially outside the brake drum, which can be advantageous for a number of given installation space situations. Furthermore, the brake actuator can also be positioned spatially separated from the areas of the drum brake that are subject to particularly high thermal stress.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass an der radial äußeren Mantelfläche der Bremstrommel ein Reibbelag fixiert ist und/oder an der radial inneren Kontaktfläche der Bremsbacke ein Reibbelag fixiert ist, wodurch sich die Bremswirkung der Trommelbremse weiter verbessern lässt.Furthermore, the invention can also be further developed in such a way that a friction lining is fixed to the radially outer surface of the brake drum and/or a friction lining is fixed to the radially inner contact surface of the brake shoe, whereby the braking effect of the drum brake can be further improved.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass in oder an dem Bremsgehäuse wenigstens ein an den Bremskühlkreislauf anschließbarer Kühlkanal ausgebildet ist. Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Kühlkanal im Bereich des zweiten Rampenabschnitts verläuft, was einen guten Wärmeübergang erlaubt, ohne dass hierzu Kühlkanäle durch bewegliche Teile der Trommelbremse geführt werden müssen.In a likewise preferred embodiment of the invention, it can also be provided that at least one cooling channel that can be connected to the brake cooling circuit is formed in or on the brake housing. It can also be advantageous to further develop the invention in such a way that the cooling channel runs in the region of the second ramp section, which allows good heat transfer without cooling channels having to be guided through moving parts of the drum brake.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass der Bremsaktuator als hydraulischer oder elektromechanischer Aktuator ausgebildet ist.According to a further preferred embodiment of the subject matter of the invention, it can be provided that the brake actuator is designed as a hydraulic or electromechanical actuator.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der Bremsaktuator sowie die Bremsbacke radial innerhalb der Bremstrommel angeordnet ist sind, und an der radial inneren Mantelfläche der Bremstrommel ein Reibbelag fixiert ist und/oder an der radial äußeren Kontaktfläche der Bremsbacke ein Reibbelag fixiert ist, was ebenfalls für eine Reihe von Bauraumsituationen günstig sein kann, insbesondere, wenn die Trommelbremse besonders kompakt bauend ausgeführt werden muss.Finally, the invention can also be advantageously designed such that the brake actuator and the brake shoe are arranged radially inside the brake drum, and a friction lining is fixed to the radially inner surface of the brake drum and/or a friction lining is fixed to the radially outer contact surface of the brake shoe, which can also be advantageous for a number of installation space situations, in particular if the drum brake has to be designed to be particularly compact.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass die Bremse als trocken laufende Bremse konfiguriert ist. Es ist somit bevorzugt, dass das Bremssystem als ein „trockenes“ Bremssystem ausgeführt ist, dass in einer der Bremskomponenten - vorzugsweise in der nicht-rotierenden - Kühlkanäle oder Kühlschläuche besitzt. Durch diese wird ein Kühlmittel, beispielsweise eine Wasser-Glykol-Mischung oder ein Kühlöl, zum Thermomanagement-System des Kraftfahrzeugs transportiert. Gegenüber einem „nassen“ (Lamellen-) Bremssystem hat ein „trockenes“ Bremssystem den Vorteil, dass es in unbetätigtem Zustand deutlich weniger Verluste erzeugt und der Reibwert und damit das Bremsmoment konstanter ist.Finally, the invention can also be advantageously designed such that the brake is configured as a dry-running brake. It is therefore preferred that the brake system is designed as a "dry" brake system that has cooling channels or cooling hoses in one of the brake components - preferably in the non-rotating one. A coolant, for example a water-glycol mixture or a cooling oil, is transported through these to the thermal management system of the motor vehicle. Compared to a "wet" (multi-disk) brake system, a "dry" brake system has the advantage that it generates significantly fewer losses when not actuated and the coefficient of friction and thus the braking torque is more constant.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to figures without limiting the general inventive concept.

Es zeigt:

1 ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug mit einem Bremssystem in einer schematischen Blockschaltansicht,
2 einen Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Bremssystem in einer schematischen Axialschnittdarstellung,
3 eine Trommelbremse in einer schematischen Axialschnittansicht,

It shows:

1 an electrically driven motor vehicle with a braking system in a schematic block diagram,
2 an axle drive train of a motor vehicle with a braking system in a schematic axial sectional view,
3 a drum brake in a schematic axial sectional view,

Die 1 zeigt ein Bremssystem 1 eines mittels einer elektrischen Maschine 2 elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs 3, wie es exemplarisch auch in der 2 gezeigt ist. Das Bremssystem 1 besitzt in der Ausführungsform der 2 ferner ein Betriebsbremssystem 27 zur radselektiven Bremsmomentbeaufschlagung der Fahrzeugräder 10 der ersten Fahrzeugachse und der zweiten Fahrzeugachse.The 1 shows a braking system 1 of a motor vehicle 3 that can be driven electrically by means of an electric machine 2, as is also shown by way of example in the 2 The brake system 1 has in the embodiment of the 2 furthermore, a service brake system 27 for wheel-selective braking torque application to the vehicle wheels 10 of the first vehicle axle and the second vehicle axle.

Wie aus der 1 weiter ersichtlich, umfasst das Bremssystem 1 eine Trommelbremse 4 mit einer Bremstrommel 5, welche mittels wenigstens eine durch einen Bremsaktuator 7 radial in Richtung der Bremstrommel 5 versetzbare Bremsbacke 6 mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist. Die in dem Motorgehäuse 18 aufgenommene elektrische Maschine 2 verfügt über einen Rotor 8, welcher drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad 10 des Kraftfahrzeugs 3 gekoppelt ist,As from the 1 As can be seen further, the brake system 1 comprises a drum brake 4 with a brake drum 5, which can be subjected to a friction torque by means of at least one brake shoe 6 that can be displaced radially in the direction of the brake drum 5 by a brake actuator 7. The electric machine 2 accommodated in the motor housing 18 has a rotor 8, which is coupled to at least one vehicle wheel 10 of the motor vehicle 3 in a torque-transmitting manner,

Die Trommelbremse 4 ist in einem Bremsgehäuse 9 aufgenommen und die Bremstrommel 5 drehmomentübertragend mit dem Rotor 8 der elektrischen Maschine 2 verbunden. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass er dem Aufbau einer herkömmlichen Trommelbremse ähnlich und daher sehr kompakt ist. Hierzu ist die Bremswelle 23 drehfest mit der Rotorwelle 24 verbunden, beispielsweise mittels einer Steckverzahnung.The drum brake 4 is accommodated in a brake housing 9 and the brake drum 5 is connected to the rotor 8 of the electric machine 2 in a torque-transmitting manner. This arrangement offers the advantage that it is similar to the structure of a conventional drum brake and is therefore very compact. For this purpose, the brake shaft 23 is connected to the rotor shaft 24 in a rotationally fixed manner, for example by means of a spline.

Die elektrische Maschine 2, das Getriebe 26 sowie die Trommelbremse 4 bilden eine bauliche Einheit, die auch als Achsantriebsstrang 17 bezeichnet ist. Zwischen der elektrischen Maschine 2 und dem Fahrzeugrad 10 ist eine Trennkupplung 25 angeordnet, durch die die elektrische Maschine 2 aus dem Drehmomentenpfad ausgekoppelt werden kann, so dass sich hierdurch beispielsweise der Achsantriebsstrang 17 in einen Segelbetrieb versetzen lässt.The electric machine 2, the transmission 26 and the drum brake 4 form a structural unit, which is also referred to as the axle drive train 17. A separating clutch 25 is arranged between the electric machine 2 and the vehicle wheel 10, by means of which the electric machine 2 can be decoupled from the torque path, so that the axle drive train 17 can be put into coasting mode, for example.

In dieser Konfiguration können also drei verschiedene Verzögerungsmomente auf ein oder mehrere der Fahrzeugräder 10 wirken: Das von der Trommelbremse 4 erzeugte Verzögerungsmoment, dass von der elektrischen Maschine 2 erzeugte Verzögerungsmoment und/oder das von dem Betriebsbremssystem 27 erzeugte Verzögerungsmoment. Je nach Fahrsituation und Verzögerungsbedarf können diese drei zu Verfügung stehende Verzögerungsmomente miteinander kombiniert und gesteuert beaufschlagt werden.In this configuration, three different deceleration moments can act on one or more of the vehicle wheels 10: the deceleration moment generated by the drum brake 4, the deceleration moment generated by the electric machine 2 and/or the deceleration moment generated by the service brake system 27. Depending on the driving situation and deceleration requirement, these three available deceleration moments can be combined with one another and applied in a controlled manner.

Wie aus der 3 gut erkennbar ist, besitzt die Trommelbremse 4 wenigstens eine axial- sowie radialbewegliche und geführte, drehfeste Bremsbacke 6, welche durch den in Axialrichtung aktuierenden Bremsaktuator 7 in einen Reibschluss mit einer Mantelfläche der Bremstrommel 5 versetzbar ist, wobei die Bremsbacke 6 mit dem Bremsgehäuse 9 so zusammenwirkt, dass ein axialer Versatz der Bremsbacke 6 auch einen radialen Versatz der Bremsbacke 6 bewirkt. Hierzu verfügt die radial versetzbare Bremsbacke 6 über einen ersten Rampenabschnitt 13, der bei einem axialen Versatz der Bremsbacke 6 gegen einen korrespondierenden am Bremsgehäuse 9 ausgebildeten zweiten Rampenabschnitt 14 anläuft, so dass ein axialer Versatz der Bremsbacke 6 über die Rampenabschnitte 13,14 einen radialen Versatz der Bremsbacke 6 bewirkt. Der Bremsaktuator 7 ist hierbei radial außerhalb der Bremstrommel 5 angeordnet.As from the 3 As can be clearly seen, the drum brake 4 has at least one axially and radially movable and guided, rotationally fixed brake shoe 6, which can be brought into frictional engagement with a jacket surface of the brake drum 5 by the brake actuator 7 actuated in the axial direction, the brake shoe 6 interacting with the brake housing 9 in such a way that an axial offset of the brake shoe 6 also causes a radial offset of the brake shoe 6. For this purpose, the radially displaceable brake shoe 6 has a first ramp section 13, which, when the brake shoe 6 is axially offset, runs against a corresponding second ramp section 14 formed on the brake housing 9, so that an axial offset of the brake shoe 6 causes a radial offset of the brake shoe 6 via the ramp sections 13, 14. The brake actuator 7 is arranged radially outside the brake drum 5.

Im unbetätigten Zustand der Trommelbremse 4 ist ein Lüftspalt zwischen der Bremsbacke 6 und der Bremstrommel 5 sowie zwischen dem der Bremsbacke 6 und der Kontaktfläche zum Bremsgehäuse 9 ausgebildet. Erst durch eine axiale Betätigung der Bremsbacke 6 in Richtung des Rampenabschnitts 14 kommen auch der Reibbelag 21 der Bremstrommel 5 und die Bremsbacke 6 in Kontakt und erzeugen ein Bremsmoment. Die dabei entstehende Wärme wird mit Hilfe des Kühlkanals 15 in der Nähe des Rampenabschnitts 14 über den Bremskühlkreislauf und den Wärmetauscher 16 zum Thermomanagement des Kraftfahrzeugs 3 transportiert. Um den Wärmefluss in Richtung des Bremsaktuators 7 zu verlangsamen, kann ein wärmeisolierendes Material zwischen dem Bremsaktuator 7 und der Bremsbacke 6 angeordnet werden.When the drum brake 4 is not actuated, an air gap is formed between the brake shoe 6 and the brake drum 5 and between the brake shoe 6 and the contact surface to the brake housing 9. Only when the brake shoe 6 is actuated axially in the direction of the ramp section 14 do the friction lining 21 of the brake drum 5 and the brake shoe 6 come into contact and generate a braking torque. The heat generated is transported to the thermal management of the motor vehicle 3 with the help of the cooling channel 15 near the ramp section 14 via the brake cooling circuit and the heat exchanger 16. In order to slow down the heat flow in the direction of the brake actuator 7, a heat-insulating material can be arranged between the brake actuator 7 and the brake shoe 6.

An der radial äußeren Mantelfläche 20 der Bremstrommel 5 ist ein Reibbelag 21 fixiert. Alternativ oder ergänzend wäre es auch möglich, dass an der radial inneren Kontaktfläche 22 der Bremsbacke 6 ein Reibbelag 21 fixiert ist.A friction lining 21 is fixed to the radially outer surface 20 of the brake drum 5. Alternatively or additionally, it would also be possible for a friction lining 21 to be fixed to the radially inner contact surface 22 of the brake shoe 6.

Auch wenn es in den Figuren nicht gezeigt ist, so ist es dennoch möglich, dass der Bremsaktuator 7 sowie die Bremsbacke 6 radial innerhalb der Bremstrommel 5 angeordnet sind, und an der radial inneren Mantelfläche der Bremstrommel 5 ein Reibbelag 21 fixiert ist und/oder an der radial äußeren Kontaktfläche der Bremsbacke 6 ein Reibbelag 21 fixiert ist.Even if it is not shown in the figures, it is nevertheless possible that the brake actuator 7 and the brake shoe 6 are arranged radially inside the brake drum 5, and a friction lining 21 is fixed to the radially inner surface of the brake drum 5 and/or a friction lining 21 is fixed to the radially outer contact surface of the brake shoe 6.

Das Bremssystem 1 weist ferner einen Bremskühlkreislauf 11 zu Abfuhr von Wärme aus der Trommelbremse 4 auf. In oder an dem Bremsgehäuse 9 ist wenigstens ein an den Bremskühlkreislauf 11 anschließbarer Kühlkanal 15 ausgebildet, der im Bereich des zweiten Rampenabschnitts 14 verläuft.The brake system 1 further comprises a brake cooling circuit 11 for dissipating heat from the drum brake 4. At least one cooling channel 15 which can be connected to the brake cooling circuit 11 and which runs in the region of the second ramp section 14 is formed in or on the brake housing 9.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The above description is therefore not to be regarded as restrictive, but as explanatory. The following patent claims are to be understood in such a way that a named feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of further features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' features, this designation serves to distinguish between two similar features without establishing a ranking.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: BremssystemBraking system
22: elektrische Maschineelectric machine
33: KraftfahrzeugMotor vehicle
44: Trommelbremsedrum brake
55: BremstrommelBrake drum
66: BremsbackeBrake shoe
77: BremsaktuatorBrake actuator
88th: Rotorrotor
99: BremsgehäuseBrake housing
1010: FahrzeugradVehicle wheel
1111: Bremskühlkreislauf Brake cooling circuit
1313: RampenabschnittRamp section
1414: RampenabschnittRamp section
1515: KühlkanalCooling channel
1616: WärmetauscherHeat exchanger
1717: AchsantriebsstrangAxle drive train
1818: Motorgehäuse Engine housing
2020: MantelflächeShell surface
2121: ReibbelagFriction lining
2222: KontaktflächeContact surface
2323: BremswelleBrake shaft
2424: RotorwelleRotor shaft
2525: TrennkupplungSeparating clutch
2626: Getriebetransmission
2727: BetriebsbremssystemService brake system

Claims

Brake system (1) of a motor vehicle (3) that can be electrically driven by means of an electric machine (2), wherein the brake system (1) comprises a drum brake (4) with a brake drum (5) that can be subjected to a frictional torque by means of at least one brake shoe (6) that can be displaced radially in the direction of the brake drum (5) by a brake actuator (7), and the electric machine (2) has a rotor (8) that is coupled to at least one vehicle wheel (10) of the motor vehicle (3) in a torque-transmitting manner, wherein the drum brake (4) is accommodated in a brake housing (9) and the brake drum (5) is connected to the rotor (8) of the electric machine (2) in a torque-transmitting manner, and wherein the drum brake (4) has at least one axially and radially movable brake shoe (6) that can be displaced into a frictional engagement with a lateral surface (20) of the brake drum (5) by the brake actuator (7) that acts in the axial direction, wherein the brake shoe (6) is connected to the Brake housing (9) interacts in such a way that an axial offset of the brake shoe (6) also causes a radial offset of the brake shoe (6).

Braking system (1) according to Claim 1 , characterized in that the braking system (1) has a brake cooling circuit (11) for dissipating heat from the drum brake (4).

Brake system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the radially displaceable brake shoe (6) has a first ramp section (13) which, in the event of an axial displacement of the brake shoe (6), runs against a corresponding second ramp section (14) formed on the brake housing (9), so that an axial displacement of the brake shoe (6) via the ramp sections (13, 14) causes a radial displacement of the brake shoe (6).

Braking system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the brake actuator (7) is arranged radially outside the brake drum (5).

Brake system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a friction lining (21) is fixed to the radially outer surface (20) of the brake drum (5) and/or a friction lining (21) is fixed to the radially inner contact surface (22) of the brake shoe (6).

Braking system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one cooling channel (15) connectable to the brake cooling circuit (11) is formed in or on the brake housing (9).

Braking system (1) according to Claim 6 , characterized in that the cooling channel (15) runs in the region of the second ramp section (14).

Braking system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the brake actuator (7) is designed as a hydraulic or electromechanical actuator.

Brake system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the brake actuator (7) and the brake shoe (6) are arranged radially inside the brake drum (5), and a friction lining (21) is fixed to the radially inner surface of the brake drum (5) and/or to a friction lining (21) is fixed to the radially outer contact surface of the brake shoe (6).