EP3947069A2 - Elektrische radantriebseinheit zum antrieb eines rades eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Elektrische radantriebseinheit zum antrieb eines rades eines kraftfahrzeuges

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Publication number
EP3947069A2
EP3947069A2 EP20711041.2A EP20711041A EP3947069A2 EP 3947069 A2 EP3947069 A2 EP 3947069A2 EP 20711041 A EP20711041 A EP 20711041A EP 3947069 A2 EP3947069 A2 EP 3947069A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
braking
fluid
passage
drive unit
brake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20711041.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Philippe Wagner
Aurelien Grauss
Simon Ortmann
Laurent Ineichen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP3947069A2 publication Critical patent/EP3947069A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • Electric wheel drive unit for driving a wheel of a motor vehicle
  • the invention relates to an electric wheel drive unit for driving a wheel of a motor vehicle.
  • thermal endurance is a focus when developing a brake.
  • the brake disc or drum
  • the brake disc is cooled by the flow of air that is created when the vehicle is in motion.
  • an electric wheel drive unit for driving a wheel of a motor vehicle which ensures air cooling of a braking device, is preferably inexpensive and easy to adjust or assemble and preferably can be arranged in the available space to save space.
  • an electric wheel drive unit for driving a wheel of a motor vehicle comprises:
  • a housing which accommodates the braking device in its interior.
  • the housing favorably completely encloses the braking device.
  • the braking device is thus enclosed within the housing.
  • the braking device is preferably designed to convert kinetic energy into heat in order to brake and to suck in a fluid in the axial direction and in to promote the radial direction in order to cool the braking device by a largely radially directed fluid flow which flows through the braking device.
  • a radially oriented fluid flow can also include an axially oriented flow component in addition to the radially oriented flow component.
  • the proportion of the axially aligned component in the total fluid flow is preferably a maximum of 10%.
  • the braking device is designed to convey a fluid in the axial direction in order to cool the braking device by means of a further fluid flow which flows along the outside of the braking device.
  • the housing is designed to guide the axial fluid flow outside along the braking device.
  • the braking device advantageously has a first braking element for converting kinetic energy into heat.
  • the first brake element is radially outwardly attached to a third Bremsele element, in particular designed as an outer disk carrier.
  • first braking element can be rotated relative to the housing.
  • the first brake element is designed as a brake disk and preferably as an impeller of a centrifugal pump.
  • the first braking element can simultaneously fulfill two tasks, namely a braking task and a conveying task. It is thus possible for the first brake element to give off heat by actively conveying a fluid flow through the first brake element.
  • the first braking element comprises at least one passage in the radial direction. This passage serves to establish a flow of fluid that flows through the first braking element.
  • the first braking element can thus be actively cooled.
  • the first braking element has various passages which are at regular intervals from one another or equally spaced from one another in the circumferential direction. Active cooling can thus be improved.
  • the at least one passage of the first braking element advantageously has a fluid inlet opening and a fluid outlet opening, between which a fluid flows when the braking device is in operation.
  • the fluid inlet opening is arranged radially inward in comparison to the fluid outlet opening.
  • the area of the fluid inlet opening is made smaller than the area of the fluid outlet opening.
  • the fluid outlet opening is adapted, in particular geometrically adapted, to a second passage of a third braking element.
  • the fluid inlet opening is favorably adapted to a first passage of a second brake element, in particular adapted geometrically.
  • geometrically adapted is preferably understood to mean that one component / element / opening is adapted to the other component / element / opening in terms of shape and / or size.
  • the at least one passage is preferably designed conically, with the at least one passage preferably being designed as a truncated cone from radially outside to radially inside, which tapers radially inwards towards a theoretical cone tip.
  • the at least one passage is inclined in the axial direction.
  • the at least one passage preferably encloses an angle between 5 and 25 degrees, more preferably an angle of 15 degrees, to a perpendicular that is oriented perpendicular to a straight line that extends in the axial direction.
  • a fluid flow can be generated through the first braking element, which flows for the most part in the radial direction and preferably has an axially aligned component of a maximum of 10% of the total fluid flow. Due to the inclined design, the outflow of fluid can be facilitated, without this accumulating radially on the outside with a mere radial alignment of the at least one passage.
  • the at least one passage is advantageously L-shaped in cross section in the axial direction.
  • the tip of the long leg of the L-shaped design forms a fluid inlet opening on the side facing away from the short leg of the L-shaped design.
  • the short leg of the L-shaped design extends away in the direction from the long leg of the L-shaped design, which preferably corresponds to the conveying direction of a fluid to be conveyed.
  • the braking device preferably has a second braking element.
  • the second brake element has at least one first passage in the radial direction. Fluid can flow through this in order to ensure cooling for the braking device.
  • the second braking element preferably has various first passages, which are spaced at regular intervals from one another or equally spaced from one another in the circumferential direction. In this way, even heat dissipation can be guaranteed.
  • the at least one first passage advantageously has an area for a fluid to flow through which is adapted to a fluid inlet opening of the first brake element, in particular adapted geometrically.
  • the at least one first passage and a fluid inlet opening of the first braking element are aligned in one state. In this way, a fluid stream or a fluid can flow through the at least one first passage and the fluid inlet opening.
  • the second braking element preferably has at least one first Axialpassa ge in the axial direction. Fluid can also flow through the at least one first axial passage in order to ensure cooling for the braking device. Furthermore, it is preferred that the second braking element has various first axial passages which are at regular intervals from one another or equally spaced from one another in the circumferential direction. In this way, a uniform fluid flow can be realized in the axial direction.
  • the second braking element is preferably not rotatable relative to the housing.
  • the second braking element is preferably rigidly connected to the housing.
  • the second brake element comprises a disk carrier, in particular an inner disk carrier.
  • the second braking element comprises a counter-pressure element. Lamellae of a lamellar carrier can be pressed against the counter-pressure element.
  • the disk carrier of the second braking element is advantageously attached to the counterpressure element.
  • the at least one first axial passage extends in the axial direction through the disk carrier and through the counter-pressure element.
  • a fluid flow can pass through the inner disk carrier and the counter-pressure element.
  • a friction lining is preferably arranged between the lamellae of the lamellar carrier and the counterpressure element. With this, the friction or a coefficient of friction between the two components mentioned can be set.
  • the at least one first axial passage is preferably adapted to at least one second axial passage of a third braking element, in particular is geometrically adapted.
  • a fluid flow can pass through or flow through all axial passages.
  • the braking device has a third braking element.
  • the third braking element has at least one second passage in the radial direction. It is thus possible for a fluid flow to flow through the third brake element in the radial direction.
  • the third braking element advantageously has various second passages, which are spaced apart at regular intervals in the circumferential direction or are equally spaced apart from one another. This ensures continuous and even cooling.
  • the at least one second passage has an area for a fluid to flow through which is adapted, in particular geometrically, to a fluid outlet opening of the first braking element.
  • the flow behavior can thus be adapted and improved.
  • first braking element and the third braking element are fastened to one another in such a way that the at least one second passage and the fluid outlet opening of the at least one passage are in alignment in order to ensure a rapid flow of fluid.
  • the braking device has a third braking element.
  • the third braking element preferably has at least one second Axialpassa ge in the axial direction. In this way, a fluid stream can also flow through the third braking element in the axial direction.
  • the third braking element preferably has various second axial passages which are spaced apart at regular intervals or at the same distance from one another in the circumferential direction. A uniform and continuous flow of fluid can thus be generated in the axial direction.
  • the at least one second axial passage is adapted to at least one first axial passage of a second braking element, in particular is adapted geometrically. This design ensures that a fluid flow can flow through several elements or components.
  • the at least one second axial passage and the at least one first axial passage are advantageously aligned in one state. In this state, fluid can flow through both axial passages.
  • the third braking element prefferably be rotatable relative to the housing.
  • the third brake element is designed as a disk carrier, in particular as an outer disk carrier.
  • the electric wheel drive unit advantageously has a wheel carrier element to which the braking device is partially connected.
  • the first braking element of the braking device in particular the inner disc carrier and / or the counter-pressure element, is connected to the Radträ gerelement, preferably in a form-fitting manner. In this way, forces can be transmitted in a simple, safe and loss-free manner.
  • the wheel carrier element cannot be rotated relative to the housing and / or the first brake element is connected to the wheel carrier element, in particular directly.
  • first, second and third brake elements are aligned with one another in such a way that forces can be transmitted between the brake elements. A braking effect can thus be brought about.
  • the braking device comprises a pressure element which can be brought into operative connection with the first braking element. Active activation of the braking device is possible with the aid of the pressure element.
  • a friction lining is preferably arranged between the pressure element and the disk carrier of the first braking element. With this, the friction or the coefficient of friction between the components mentioned can be adjusted.
  • the pressure element is arranged and designed in such a way that a force can be exerted on the disk carrier of the second brake element, so that a relative rotation of the third brake element designed as a disk carrier with respect to the disk carrier of the second brake element can be prevented.
  • a braking process is described here in which the relative speed of the second and third braking elements are adjusted to one another.
  • the first brake element can be brought into contact with the second brake element and with the third brake element and can be released from one another.
  • the pressure element can be arranged indirectly and sealingly on the first brake element, so that preferably when the pressure element is shifted in the axial direction and in the direction of the first brake element in an interior space between Pressure element and first braking element, the evasive options for a flow of the fluid or for air that is promoted from the inside to the radially outward selement through the first Brem, can be limited.
  • the suction effect of the rotating first braking element with its at least one passage can be increased.
  • a more stable negative pressure between the first braking element and the pressure element can be achieved by the sealing contact of the pressure element, whereby an air flow with a high cooling effect can be generated.
  • an interior space is formed between the pressure element, the first brake element and the second brake element, the tightness of which can be increased by shifting the pressure element, in particular in the direction of the first brake element, so that there are opportunities for a flowing fluid or for air that is conveyed through the first brake element from the inside to the outside radially, can be limited. It is thus possible to increase the suction effect of the rotating first brake element with its at least one passage in order to ensure a more stable negative pressure between the first brake element, the pressure element and the second brake element. This also makes it possible to achieve an improved flow through the at least one passage, and thus an air flow with a high cooling effect can be generated.
  • the sealing contact of the pressure element on the first brake element, with a friction lining being able to be arranged in between, is preferably ensured or implemented when generating a braking force or preferably only when generating a braking force.
  • the pressure element preferably moves in the direction of the first braking element in order to generate a braking force.
  • first and third brake elements with which a wheel can be connected, can be rotated relative to the housing and to the second brake element.
  • the housing it is advantageous if it has at least one axial opening in order to suck in fluid.
  • the housing advantageously has at least one radial opening in order to dispense fluid that has been sucked in. Furthermore, it is advantageous if the radial opening is offset axially with respect to the braking device, so that fluid that is sucked in must flow past the braking device in the axial direction.
  • the housing is designed to guide the axial fluid flow through the axial openings along the outside of the braking device.
  • the axial fluid flow guided outside the braking device can also add an axial velocity component to the radially conveyed fluid flow, which has absorbed a significantly larger amount of heat when cooling the braking device. As a result, the warm fluid can be quickly transported radially outside the braking device, so that no heat build-up can occur.
  • the braking device comprises a suction side and a pressure side, where with preferably the suction side is arranged radially inward and in comparison, the pressure side ra dial outside and preferably also axially outside.
  • This idea preferably consists - in simplified form - of generating active air cooling of a braking device or a brake disc in an electric wheel drive unit or in a so-called e-wheel.
  • a negative pressure area is preferably generated in the interior of an inner disk carrier or a second brake element in order to suck in cool air from the outside.
  • This cool air is then preferably conveyed through the brake disc or through the first brake element and between an outer disk carrier / a third brake element and a housing of the electric wheel drive unit in order to cool it.
  • the air mentioned is preferably conveyed out through openings or radial openings in the housing (negative pressure inside, positive pressure outside).
  • the present invention preferably makes use of the so-called centrifugal pump effect.
  • at least one channel or at least one passage is advantageously arranged in the brake disc or in the first brake element, which is preferably mounted on the rotating thoroughlylamellenträ ger / the third brake element, so that centrifugal forces allow the air to flow inwards from the inside can be promoted externally.
  • the inner plate carrier or the second brake element is advantageously designed radially with openings or with various first passages so that the air can flow through (can also be added to the outer plate carrier).
  • a pressure pot is advantageously used to separate both rooms (negative pressure & positive pressure) from one another.
  • FIG. 2 shows a three-dimensional view of the wheel drive unit from FIG.
  • FIG. 3 shows the same view as in FIG. 1, but without reference characters for it with arrows to show the fluid flow.
  • FIG. 1 shows a sectional view of an electric wheel drive unit 1 according to the invention
  • FIG. 2 showing a three-dimensional view of the wheel drive unit 1 from FIG. 1 with arrows to illustrate the fluid flow
  • FIG. 3 shows the same view as in FIG. 1, but without reference characters for it with arrows to illustrate the fluid flow.
  • an electric wheel drive unit 1 for driving a wheel of a motor vehicle has a braking device 2 for braking the electric wheel drive unit 1 during operation.
  • the wheel drive unit 1 has a housing 3, which receives the braking device 2 in its interior I.
  • the braking device 2 is designed to convert kinetic energy into heat in order to brake, and to suck in a fluid in the axial direction A and to convey it in the radial direction R in order to drive the braking device 2 through a largely radially directed fluid flow that flows through the braking device 2 flows through it to cool len (see. Figure 3).
  • the braking device 2 is designed to convey a fluid in the axial direction A in order to cool the braking device 2 by means of a further fluid flow which flows along the outside of the braking device 2 (see FIG. 3).
  • the housing 3 is designed to guide the axial fluid flow along the outside of the braking device 2.
  • the braking device 2 has a first braking element 4, a second braking element 5 and a third braking element 6.
  • the first braking element 4 is used to convert kinetic energy into heat, it being attached radially on the outside of the third braking element 6, designed as an outer disc carrier.
  • the first brake element 4 is designed as a brake disk and as an impeller of a centrifugal pump, so that the brake device 2 has a suction side and a pressure side.
  • the suction side is arranged radially on the inside and, in comparison, the pressure side is arranged radially on the outside (see FIG. 3).
  • the first braking element 4 has di verse passages 7 in the radial direction R, which are spaced apart from one another in the circumferential direction U at regular intervals.
  • Each passage 7 has a fluid inlet opening 8 and a fluid outlet opening 9, between which a fluid flows when the braking device 2 is in operation. This is because the rotation of the first braking element 4 causes a fluid within the passages 7 to experience a centrifugal force, as a result of which the fluid is conveyed or flows from the inside to the outside.
  • the figures show that the fluid inlet opening 8 is arranged radially inward compared to the fluid outlet opening 9, the area of the fluid inlet opening 8 being smaller than the area of the fluid outlet opening 9.
  • the suction effect can be improved in one way.
  • Each fluid outlet opening 9 is geometrically adapted to second passages 15 of the third brake element 6 and each fluid input opening 8 to first passages 10 of the second brake element 5, i.e. in terms of size and shape.
  • a passage or each passage 7 is conical and is designed as a truncated cone from radially outside to radially inside, which tapers radially inwards towards a theoretical cone apex.
  • the passage 7 shown by way of example is also inclined in the axial direction A, where the passage 7 encloses an angle of 15 degrees to a perpendicular that is oriented perpendicular to a straight line that extends in the axial direction A.
  • FIG. 1 shows that the passage 7 is L-shaped in cross section in the axial direction A, the short leg of the L-shaped design having a fluid outlet opening 9 and the tip of the long leg of the L-shaped design on the side which facing away from the short leg of the L-shaped configuration, a fluid inlet opening 8 forms.
  • the short leg of the L-shaped design extends in the direction away from the long leg of the L-shaped design, which corresponds to the conveying direction of a fluid to be conveyed (compare in particular FIG. 3 with an exemplary illustration of a fluid flow through the electric wheel drive unit 1 ).
  • the braking device 2 has a second braking element 5 which has various first passages 10 which are spaced apart from one another in the circumferential direction U at regular intervals.
  • Each passage 10 has an area for a fluid to flow through which is geometrically adapted to the fluid inlet opening 8 of the first braking element 4.
  • a first passage 10 and a fluid inlet opening 8 of the first braking element 4 are aligned. In this way, a fluid flow can flow from the first passage 10 to the fluid inlet opening 8.
  • the second brake element 5 has various first axial passages 11 which are spaced apart from one another in the circumferential direction U at regular intervals.
  • the second braking element 5 is composed of an inner disk carrier 12 and a counter-pressure element 13, the disk carrier 12 being attached to the counter-pressure element 13.
  • the counter-pressure element 13 is used to give slats a stop against which they can be moved.
  • the first axial passage 11 extends in the axial direction A through the lamella carrier 12 and through the counter-pressure element 13.
  • a friction lining 14 is arranged with which the friction or the coefficient of friction between the elements mentioned can be adjusted in a targeted manner.
  • first axial passage 11 is geometrically adapted to a second axial passage 16 of the third brake element 6, i.e. in terms of size and shape.
  • the braking device 2 has a third braking element 6, which has various second passages 15 which are spaced from one another in the circumferential direction U at regular intervals.
  • every second passage 15 has an area for a fluid to flow through which is geometrically adapted to the fluid outlet opening 10 of the first braking element 4, that is to say in terms of shape and size.
  • FIG. 2 shows that the first braking element 4 and the third braking element 6 are fastened to one another in such a way that every second passage 15 and every fluid outlet opening 9 are aligned in order to ensure that fluid can flow through. Furthermore, the third brake element 6 has various second axial passages 16 which are spaced apart from one another in the circumferential direction U at regular intervals.
  • every second axial passage 16 is geometrically adapted to every first axial passage 11 of the second braking element 5 in terms of size and shape in order to ensure a continuous flow of fluid as best as possible.
  • the third brake element 6 is designed as an outer disk carrier.
  • the electric wheel drive unit 1 has a Radträ gerelement 19, to which the braking device 2 is partially connected, the inner disc carrier 12 and the counter-pressure element 13 are positively connected to the Radaniiele element 19.
  • first and third brake elements 4, 6 are rotatable relative to the housing 3, the second brake element 5 and the wheel carrier element 19 are not rotatable relative to the housing 3, the second brake element 5 being directly connected to the wheel carrier element 19.
  • Figures 1 and 3 also show that the first, second and third brake elements 4, 5, 6 are aligned with one another in such a way that forces between the brake elements 4, 5,
  • FIG. 1 shows that the braking device 2 comprises a pressure element 17 which can be brought into operative connection with the second braking element 5, a friction lining 18 being arranged between the pressure element 17 and the disk carrier 12 of the second braking element 5.
  • the friction lining With the friction lining, the friction between the named elements can be adjusted in a targeted manner.
  • the pressure element 17 is also arranged and designed in such a way that a force can be exerted on the disks of the second and third brake elements 5, 6 so that a relative rotation of the third brake element 6, designed as a disk carrier, with respect to the disk carrier 12 of the second brake element 5 can be prevented.
  • a slave device 20 in particular a slave cylinder 20
  • the first brake element 4 can be brought into contact with the second brake element 5 and with the third brake element 6 and can be released from one another.
  • the pressure element 17 is arranged indirectly and sealingly on the first braking element 4, so that when the pressure element 17 is displaced in the axial direction A and in the direction of the first braking element 4 in an interior space between the pressure element 17 and the first braking element 4, there is a possibility of evasion for a flowing fluid or for air that is promoted from the inside to the radially outside through the first brake element ge are limited. In this way, the suction effect of the rotating first braking element 4 with its passages 7 can be increased.
  • a more stable vacuum between the first braking element 4 and the pressure element 17 can be achieved by the sealing engagement of the Druckele element 17, whereby an air flow with a high cooling effect can be generated.
  • the sealing contact of the pressure element 4 on the first braking element 4, with the friction lining 18 also being arranged in between (see FIG. 1), is preferably only ensured or implemented when a braking force is generated.
  • an interior space is formed between the pressure element 17, the first braking element 4 and the second braking element 5, the tightness of which can be increased by shifting the pressure element 4, in particular in the direction of the first braking element 4, so that there are opportunities for a flowing fluid or for Limited air.
  • the housing 3 In order to suck in fluid, as FIG. 2 shows, the housing 3 has various axial openings 21, and in order to discharge fluid, the housing 3 has various radial openings 22, the radial openings 22 being axially offset from the braking device 2, so that the fluid sucked in in the axial direction A. the braking device 2 must flow past (see FIG. 3). Furthermore, the figures show that the wheel drive unit 1 has a shaft 23 to which the braking device 2 is partially connected, the third braking element 6 of the braking device 2 being positively and / or non-positively connected to the shaft 22.
  • the shaft 23 is rotatable relative to the housing 3 and to the second braking element 5, a drive unit, in particular an electric motor (not shown), being attachable to the shaft 23.
  • Figures 1 and 3 also show that a bearing unit 24 is arranged between the shaft 23 and the housing 3, so that these two can be rotated relative to one another. Finally, it should be mentioned that the housing 3 can be fixedly attached to a vehicle frame.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Radantriebseinheit (1) zum Antrieb eines Rades eines Kraftfahrzeuges aufweisend: - eine Bremsvorrichtung (2) zum Abbremsen der elektrischen Radantriebseinheit (1) während des Betriebes, - ein Gehäuse (3), welches in seinem Inneren (I) die Bremsvorrichtung (2) aufnimmt, - wobei die Bremsvorrichtung (2) ausgebildet ist, Bewegungsenergie in Wärme umzuwandeln, um zu bremsen, und ein Fluid in axialer Richtung (A) anzusaugen und in radialer Richtung (R) zu fördern, um die Bremsvorrichtung (2) durch einen größtenteils radial ausgerichteten Fluidstrom, der durch die Bremsvorrichtung (2) hindurch strömt, zu kühlen.

Description

Elektrische Radantriebseinheit zum Antrieb eines Rades eines Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft eine elektrische Radantriebseinheit zum Antrieb eines Rades ei nes Kraftfahrzeuges.
Aus dem Stand der Technik sind diverse Lösungen für Bremssysteme bei Radantrie ben bekannt, so z. B. Scheibenbremsen.
Insbesondere ist der thermische Aushalt ein Schwerpunkt bei der Entwicklung einer Bremse. In heutigen Bremssystemen wird die Bremsscheibe (oder Trommel) über den Luftstrom, der bei Bewegung des Fahrzeugs entsteht, gekühlt.
Bei einer elektrische Radantriebseinheit (z. B. E-Wheel) existiert das Problem, dass die Bremse bzw. eine Bremsvorrichtung in einem Gehäuse der Radantriebseinheit in tegriert ist, und somit nicht von einem Luftstrom gekühlt werden kann, der durch die Bewegung des Fahrzeugs entsteht.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Radantriebseinheit zum Antrieb eines Rades eines Kraftfahrzeuges anzugeben, welche eine Luftkühlung einer Bremsvorrichtung gewährleistet, vorzugsweise kostengünstig und einfach her stellbar bzw. montierbar ist sowie vorzugsweise bauraumsparend im zur Verfügung stehenden Bauraum angeordnet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Pa tentanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Un- teransprüche.
Erfindungsgemäß umfasst bei einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine elektrische Radantriebseinheit zum Antrieb eines Rades eines Kraftfahrzeuges:
- eine Bremsvorrichtung zum Abbremsen der elektrischen Radantriebseinheit während des Betriebes, und
- ein Gehäuse, welches in seinem Inneren die Bremsvorrichtung aufnimmt.
Günstigerweise umschließt das Gehäuse die Bremsvorrichtung vollständig. Somit ist die Bremsvorrichtung also innerhalb des Gehäuses eingeschlossen.
Bevorzugterweise ist die Bremsvorrichtung ausgebildet, Bewegungsenergie in Wärme umzuwandeln, um zu bremsen, und ein Fluid in axialer Richtung anzusaugen und in radialer Richtung zu fördern, um die Bremsvorrichtung durch einen größtenteils radial ausgerichteten Fluidstrom, der durch die Bremsvorrichtung hindurch strömt, zu küh len.
Unter„größtenteils“ wird in der vorliegenden Beschreibung günstigerweise verstan den, dass ein radial ausgerichteter Fluidstrom auch eine axial ausgerichtete Strö mungskomponente neben der radial ausgerichteten Strömungskomponente umfassen kann. Hierbei ist vorzugsweise der Anteil der axial ausgerichteten Komponente am gesamten Fluidstrom maximal 10 %.
Auch ist es möglich, dass die Bremsvorrichtung ausgebildet ist, ein Fluid in axialer Richtung zu fördern, um die Bremsvorrichtung durch einen weiteren Fluidstrom, der außen entlang der Bremsvorrichtung strömt, zu kühlen.
In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn das Gehäuse ausgebildet ist, den axialen Fluidstrom außen entlang der Bremsvorrichtung zu führen.
Vorteilhafterweise weist die Bremsvorrichtung ein erstes Bremselement zum Umwan deln von Bewegungsenergie in Wärme auf.
Vorzugsweise ist das erste Bremselement radial außen an einem dritten Bremsele ment, insbesondere ausgebildet als Außenlamellenträger, befestigt.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das erste Bremselement relativ zum Gehäuse drehbar ist.
Auch ist es günstig, wenn das erste Bremselement als Bremsscheibe und bevorzug terweise als Laufrad einer Kreiselpumpe ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das erste Bremselement gleichzeitig zwei Aufgaben erfüllen, nämlich eine Bremsaufgabe und eine Förderaufgabe. So ist es also möglich, dass das erste Bremselement Wärme dadurch abgibt, indem ein Fluidstrom aktiv durch das erste Bremselement hindurch gefördert wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das erste Bremselement mindestens einen Durch lass in radialer Richtung umfasst. Dieser Durchlass dient dazu, einen Fluidstrom zu etablieren, der durch das erste Bremselement hindurchströmt. Somit kann das erste Bremselement aktiv gekühlt werden. Des Weiteren ist es günstig, wenn das erste Bremselement diverse Durchlässe auf weist, die in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen zueinander oder gleich zu einander beabstandet sind. Somit kann die aktive Kühlung verbessert werden.
Günstigerweise weist der mindestens eine Durchlass des ersten Bremselements eine Fluideingangsöffnung und eine Fluidausgangsöffnung auf, zwischen denen ein Fluid im Betrieb der Bremsvorrichtung strömt.
Vorteilhafterweise ist die Fluideingangsöffnung radial innen im Vergleich zur Fluidaus gangsöffnung angeordnet.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Fläche der Fluideingangsöffnung kleiner ausgebildet ist als die Fläche der Fluidausgangsöffnung. Dadurch kann eine zusätzlich Sogwir kung generiert werden, wodurch der Fluidstrom durch den mindestens einen Durch lass hindurch sicher gewährleistbar und verbesserbar ist.
Ferner ist es günstig, wenn die Fluidausgangsöffnung an einen zweiten Durchgang eines dritten Bremselements angepasst, insbesondere geometrisch angepasst, ist.
Günstigerweise ist die Fluideingangsöffnung an einen ersten Durchgang eines zwei ten Bremselements angepasst, insbesondere geometrisch angepasst.
In der vorliegenden Beschreibung wird vorzugsweise unter„geometrisch angepasst“ verstanden, dass das eine Bauteil / Element / Öffnung an das andere Bauteil / Ele ment / Öffnung hinsichtlich Form und/oder Größe angepasst ist.
Bevorzugterweise ist der mindestens eine Durchlass konisch ausgebildet, wobei vor zugsweise der mindestens eine Durchlass von radial außen nach radial innen als Ke gelstumpf ausgebildet ist, der auf eine theoretische Kegelspitze nach radial innen zu läuft.
Auch ist bevorzugt, dass der mindestens eine Durchlass in axialer Richtung geneigt ist.
Vorzugsweise schließt der mindestens eine Durchlass einen Winkel zwischen 5 und 25 Grad, bevorzugterweise einen Winkel von 15 Grad, zu einer Senkrechten ein, die senkrecht zu einer Geraden orientiert ist, die sich in axialer Richtung erstreckt. Auf diese Weise kann ein Fluidstrom durch das erste Bremselement hindurch generiert werden, der größtenteils in radialer Richtung strömt und vorzugsweise dabei eine axial ausgerichtete Komponente von maximal 10 % am gesamten Fluidstrom aufweist. Durch die geneigte Ausbildung kann das Abströmen von Fluid erleichtert werden, oh ne dass sich dieses bei bloßer radialer Ausrichtung des mindestens einen Durchlas ses radial außen staut.
Vorteilhafterweise ist der mindestens eine Durchlass im Querschnitt in axialer Rich tung L-förmig ausgebildet ist.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der kurze Schenkel der L-förmigen Ausbildung eine Flu idausgangsöffnung bildet.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Spitze des langen Schenkels der L-förmigen Ausbildung an der Seite, die dem kurzen Schenkel der L-förmigen Ausbildung abge wandt ist, eine Fluideingangsöffnung bildet.
Auch kann vorgesehen sein, dass sich der kurze Schenkel der L-förmigen Ausbildung in die Richtung von dem langen Schenkel der L-förmigen Ausbildung wegerstreckt, welche vorzugsweise der Förderrichtung eines zu fördernden Fluids entspricht.
Bevorzugterweise weist die Bremsvorrichtung ein zweites Bremselement auf.
Ferner ist bevorzugt, dass das zweite Bremselement mindestens einen ersten Durch gang in radialer Richtung aufweist. Durch diesen kann Fluid strömen, um eine Küh lung für die Bremsvorrichtung zu gewährleisten.
Vorzugsweise weist das zweite Bremselement diverse erste Durchgänge auf, die in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen zueinander oder gleich zueinander be- abstandet sind. Auf diese Weise kann eine gleichmäßige Wärmeabfuhr gewährleistet werden.
Vorteilhafterweise weist der mindestens eine erste Durchgang eine Fläche zum Durchströmen eines Fluids auf, die an eine Fluideingangsöffnung des ersten Brem selements angepasst ist, insbesondere geometrisch angepasst ist.
Auch ist es von Vorteil, wenn in einem Zustand der mindestens eine erste Durchgang und eine Fluideingangsöffnung des ersten Bremselements fluchten. Auf diese Weise kann ein Fluidstrom bzw. ein Fluid durch den mindestens einen ersten Durchgang und die Fluideingangsöffnung strömen.
Bevorzugterweise weist das zweite Bremselement mindestens eine erste Axialpassa ge in axialer Richtung auf. Auch durch die mindestens eine erste Axialpassage kann Fluid strömen, um eine Kühlung für die Bremsvorrichtung zu gewährleisten. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass das zweite Bremselement diverse erste Axial passagen aufweist, die in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen zueinander oder gleich zueinander beabstandet sind. Auf diese Weise kann ein gleichmäßiger Fluidstrom in axialer Richtung realisiert werden.
Vorzugsweise ist das zweite Bremselement nicht relativ zum Gehäuse drehbar. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das zweite Bremselement vorzugsweise starr mit dem Gehäuse verbunden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das zweite Bremselement einen Lamellenträger umfasst, insbesondere einen Innenlamellenträger.
Auch ist es möglich, dass das zweite Bremselement ein Gegendruckelement umfasst. Gegen das Gegendruckelement können Lamellen eines Lamellenträgers gedrückt werden.
Vorteilhafterweise ist der Lamellenträger des zweiten Bremselements am Gegendru ckelement befestigt.
Ferner ist es bevorzugt, dass die mindestens eine erste Axialpassage in axialer Rich tung sich durch den Lamellenträger und durch das Gegendruckelement erstreckt. Somit kann ein Fluidstrom durch die Innenlamellenträger und das Gegendruckelement treten.
Bevorzugterweise ist zwischen Lamellen des Lamellenträgers und dem Gegendru ckelement ein Reibbelag angeordnet. Mit diesem ist die Reibung bzw. ein Reibwert zwischen den beiden genannten Bauteilen einstellbar.
Vorzugsweise ist die mindestens eine erste Axialpassage an mindestens eine zweite Axialpassage eines dritten Bremselements angepasst, insbesondere geometrisch an gepasst ist. Durch die Anpassung kann ein Fluidstrom durch alle Axialpassagen hin durchtreten bzw. strömen.
Auch ist bevorzugt, dass die Bremsvorrichtung ein drittes Bremselement aufweist.
Es kann vorgesehen sein, dass das dritte Bremselement mindestens einen zweiten Durchgang in radialer Richtung aufweist. Somit ist es also möglich, dass ein Flu idstrom in radialer Richtung durch das dritte Bremselement strömen kann. Vorteilhafterweise weist das dritte Bremselement diverse zweite Durchgänge auf, die in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen zueinander oder gleich zueinander beabstandet sind. Dies gewährleistet eine kontinuierliche und gleichmäßige Kühlung.
Auch ist es von Vorteil, wenn der mindestens eine zweite Durchgang eine Fläche zum Durchströmen eines Fluids aufweist, die an eine Fluidausgangsöffnung des ersten Bremselements angepasst ist, insbesondere geometrisch angepasst ist. Somit kann das Strömungsverhalten angepasst und verbessert werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das erste Bremselement und das dritte Brem selement derart aneinander befestigt sind, dass der mindestens eine zweite Durch gang und die Fluidausgangsöffnung des mindestens einen Durchlasses fluchten, um ein Flindurchströmen von Fluid zu gewährleisten.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Bremsvorrichtung ein drittes Bremselement aufweist.
Bevorzugterweise weist das dritte Bremselement mindestens eine zweite Axialpassa ge in axialer Richtung auf. Auf diese Weise kann ein Fluidstrom auch in axialer Rich tung durch das dritte Bremselement strömen.
Vorzugsweise weist das dritte Bremselement diverse zweite Axialpassagen auf, die in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen zueinander oder gleich zueinander be abstandet sind. Somit kann in axialer Richtung ein gleichmäßiger und kontinuierlicher Fluidstrom erzeugt werden.
Auch ist es von Vorteil, wenn die mindestens eine zweite Axialpassage an mindestens eine erste Axialpassage eines zweiten Bremselements angepasst ist, insbesondere geometrisch angepasst ist. Diese Ausbildung sorgt dafür, dass ein Fluidstrom durch mehrere Elemente bzw. Bauteile hindurchströmen kann.
Vorteilhafterweise fluchten in einem Zustand die mindestens eine zweite Axialpassage und die mindestens eine erste Axialpassage. Eben in diesem Zustand kann Fluid durch beide Axialpassagen strömen.
Ferner ist es möglich, dass das dritte Bremselement relativ zum Gehäuse drehbar ist.
Auch kann vorgesehen sein, dass das dritte Bremselement als Lamellenträger, insbe sondere als Außenlamellenträger, ausgebildet ist. Günstigerweise weist die elektrische Radantriebseinheit ein Radträgerelement auf, an welchem die Bremsvorrichtung teilweise angebunden ist.
Ferner ist es günstig, wenn das erste Bremselement der Bremsvorrichtung, insbeson dere der Innenlamellenträger und/oder das Gegendruckelement, mit dem Radträ gerelement, bevorzugterweise formschlüssig, verbunden ist. Somit können Kräfte auf einfache Weise und sicher sowie verlustfrei übertragen werden.
Auch kann vorgesehen sein, dass das Radträgerelement nicht relativ zum Gehäuse drehbar ist und/oder das erste Bremselement mit dem Radträgerelement verbunden ist, insbesondere unmittelbar.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das erste, zweite und dritte Bremselement derart zueinander ausgerichtet sind, dass Kräfte zwischen den Bremselementen übertragbar sind. Somit kann eine Bremswirkung bewirkt werden.
Ferner ist bevorzugt, dass die Bremsvorrichtung ein Druckelement umfasst, das mit dem ersten Bremselement in Wirkverbindung bringbar ist. Mithilfe des Druckelements ist eine aktive Aktivierung der Bremsvorrichtung möglich.
Bevorzugterweise ist zwischen dem Druckelement und dem Lamellenträger des ers ten Bremselements ein Reibbelag angeordnet. Mit diesem ist die Reibung bzw. der Reibwert zwischen den genannten Bauteilen einstellbar.
Auch kann vorgesehen sein, dass das Druckelement derart angeordnet und ausgebil det ist, dass auf den Lamellenträger des zweiten Bremselements eine Kraft ausübbar ist, sodass eine relative Drehung des als Lamellenträger ausgebildeten dritten Brem selements gegenüber dem Lamellenträger des zweiten Bremselements unterbindbar ist. Mit anderen Worten wird hier ein Bremsvorgang beschrieben, bei dem die relative Geschwindigkeit des zweiten und dritten Bremselement aneinander angeglichen wird.
Vorzugsweise ist durch Verschiebung des Druckelements in axialer Richtung mittels einer Nehmervorrichtung, insbesondere eines Nehmerzylinders, das erste Bremsele ment mit dem zweiten Bremselement und mit dem dritten Bremselement in Kontakt bringbar und voneinander lösbar ausgebildet.
Vorteilhafterweise ist das Druckelement mittelbar und dichtend am ersten Bremsele ment anordenbar, sodass vorzugsweise bei Verschiebung des Druckelements in axia ler Richtung und in Richtung des ersten Bremselements in einem Innenraum zwischen Druckelement und erstem Bremselement die Ausweichmöglichkeiten für ein strömen des Fluid bzw. für Luft, das/die von innen nach radial außen durch das erste Brem selement gefördert wird, begrenzbar sind. Auf diese Weise kann die Sogwirkung des rotierenden ersten Bremselements mit seinen mindestens einen Durchlass verstärkt werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann durch das dichtende Anliegen des Druckelements ein stabilerer Unterdrück zwischen dem ersten Bremselement und dem Druckelement erzielt werden, wodurch ein Luftstrom mit hoher Kühlwirkung ge nerierbar ist.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn zwischen dem Druckelement, dem ersten Bremselement und dem zweiten Bremselement ein Innenraum ausgebildet ist, dessen Dichtheit durch Verschiebung des Druckelements, insbesondere in Richtung des ers ten Bremselements, erhöhbar ist, sodass Ausweichmöglichkeiten für ein strömendes Fluid bzw. für Luft, das/die von innen nach radial außen durch das erste Bremsele ment gefördert wird, begrenzbar sind. Somit ist es möglich, die Sogwirkung des rotie renden ersten Bremselements mit seinen mindestens einen Durchlass zu verstärken, um einen stabileren Unterdrück zwischen dem ersten Bremselement, dem Druckele ment und dem zweiten Bremselement zu gewährleisten. Auch ist dadurch eine ver besserte Durchströmung des mindestens einen Durchlasses erreichbar, und somit ist ein Luftstrom mit hoher Kühlwirkung generierbar.
Vorzugsweise wird das dichtende Anliegen des Druckelements am ersten Bremsele ment, wobei ein Reibbelag dazwischen angeordnet sein kann, beim Erzeugen einer Bremskraft oder bevorzugterweise nur beim Erzeugen einer Bremskraft gewährleistet bzw. realisiert. Vorzugsweise bewegt sich das Druckelement in Richtung des ersten Bremselements um eine Bremskraft zu erzeugen.
Ferner ist bevorzugt, dass das erste und dritte Bremselement, mit welchen ein Rad verbindbar ist, relativ zum Gehäuse und zum zweiten Bremselement drehbar ist.
Betreffend das Gehäuse ist es von Vorteil, wenn dieses mindestens eine Axialöffnung aufweist, um Fluid anzusaugen.
Vorteilhafterweise weist das Gehäuse mindestens eine Radialöffnung auf, um ange saugtes Fluid abzugeben. Ferner ist es von Vorteil, wenn die Radialöffnung axial zur Bremsvorrichtung versetzt ist, sodass angesaugtes Fluid in axialer Richtung an der Bremsvorrichtung vorbei strömen muss.
Durch die Kombination von Axial- und Radialöffnungen kann das Innere der Brems vorrichtung und deren Äußeres gekühlt werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Ge häuse ausgebildet ist, den axialen Fluidstrom durch die Axialöffnungen außen entlang der Bremsvorrichtung zu führen. Auch kann durch den außerhalb der Bremsvorrich tung geführten axialen Fluidstrom dem radial geförderten Fluidstrom, welcher eine deutlich größere Wärmemenge beim Kühlen der Bremsvorrichtung aufgenommen hat, eine axiale Geschwindigkeitskomponente hinzugefügt werden. Dadurch ist der Ab transport von warmen Fluid radial außerhalb der Bremsvorrichtung schnell gewähr leistbar, sodass kein Wärmestau entstehen kann.
Vorzugsweise umfasst die Bremsvorrichtung eine Saugseite und eine Druckseite, wo bei vorzugsweise die Saugseite radial innen und im Vergleich dazu die Druckseite ra dial außen und bevorzugterweise auch axial außen angeordnet ist.
Nachfolgend wird der oben dargestellte Erfindungsgedanke ergänzend mit anderen Worten ausgedrückt.
Dieser Gedanke besteht vorzugsweise - vereinfacht dargestellt - darin, in einer elektrischen Radantriebseinheit bzw. in einem sogenannten E-Wheel eine aktive Luft kühlung einer Bremsvorrichtung bzw. einer Bremsscheibe zu erzeugen.
Bevorzugterweise wird ein Unterdruckbereich im Inneren eines Innenlamellenträgers bzw. eines zweiten Bremselements erzeugt, um kühle Luft von außen anzusaugen.
Diese kühle Luft wird vorzugsweise dann durch die Bremsscheibe bzw. durch das ers te Bremselement und zwischen einem Außenlamellenträger / einem dritten Brem selement und einem Gehäuse der elektrischen Radantriebseinheit gefördert, um diese zu kühlen.
Schließlich wird vorzugsweise die erwähnte Luft über Öffnungen bzw. Radialöffnun gen im Gehäuse rausgefördert (Unterdrück im Inneren, Überdruck außen).
Hierbei bedient sich die vorliegende Erfindung vorzugsweise dem sogenannten Flieh- kraftpum pen-Effekt. Um diesen Effekt zu realisieren, ist vorteilhafterweise in der Bremsscheibe bzw. in dem ersten Bremselement, das vorzugsweise auf dem drehenden Außenlamellenträ ger / dem dritten Bremselement montiert ist, mindestens ein Kanal bzw. mindestens ein Durchlass angeordnet, sodass über Zentrifugalkräften die Luft von innen nach au ßen gefördert werden kann.
Der Innenlammelenträger bzw. das zweite Bremselement wird günstigerweise radial mit Öffnungen bzw. mit diversen ersten Durchgängen gestaltet, sodass die Luft hin durch strömen kann (kann ebenfalls auch am Außenlamellenträger hinzugefügt wer den).
Das gleiche wird vorzugsweise auch axial gemacht, damit die Luft auch zwischen In nenlamellenträger bzw. dem zweiten Bremselement und dem Gehäuse der elektri schen Radantriebseinheit gefördert werden kann.
Ein Drucktopf dient vorteilhafterweise dazu, beide Räume (Unterdrück & Überdruck) voneinander zu trennen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:
Fig. 1 eine Schnittansicht auf ein erfindungsgemäße elektrische
Radantriebseinheit;
Fig. 2 eine räumliche Ansicht auf die Radantriebseinheit aus Figur
1 mit Pfeilen zur Darstellung der Fluidströmung; und
Fig. 3 dieselbe Ansicht wie in Figur 1 , jedoch ohne Bezugszei chen dafür mit Pfeilen zur Darstellung der Fluidströmung.
In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Ge genstände verwendet.
Figur 1 zeigt eine Schnittansicht auf eine erfindungsgemäße elektrische Radantriebs einheit 1 , wobei Figur 2 eine räumliche Ansicht auf die Radantriebseinheit 1 aus Figur 1 mit Pfeilen zur Darstellung der Fluidströmung darstellt. Des Weiteren zeigt Figur 3 dieselbe Ansicht wie in Figur 1 , jedoch ohne Bezugszei chen dafür mit Pfeilen zur Darstellung der Fluidströmung.
Der Einfachheit halber werden nachfolgend alle drei Figuren gleichzeitig beschrieben.
Wie den Figuren 1 bis 3 entnommen werden kann, weist eine elektrische Radan triebseinheit 1 zum Antrieb eines Rades eines Kraftfahrzeuges eine Bremsvorrichtung 2 zum Abbremsen der elektrischen Radantriebseinheit 1 während des Betriebes auf.
Die Radantriebseinheit 1 hat ein Gehäuse 3, welches in seinem Inneren I die Brems vorrichtung 2 aufnimmt.
Hierbei ist die Bremsvorrichtung 2 ausgebildet, Bewegungsenergie in Wärme umzu wandeln, um zu bremsen, und ein Fluid in axialer Richtung A anzusaugen und in radi aler Richtung R zu fördern, um die Bremsvorrichtung 2 durch einen größtenteils radial ausgerichteten Fluidstrom, der durch die Bremsvorrichtung 2 hindurch strömt, zu küh len (vgl. Figur 3).
Ferner ist die Bremsvorrichtung 2 ausgebildet, ein Fluid in axialer Richtung A zu för dern, um die Bremsvorrichtung 2 durch einen weiteren Fluidstrom, der außen entlang der Bremsvorrichtung 2 strömt, zu kühlen (vgl. Figur 3). Dabei ist das Gehäuse 3 aus gebildet, den axialen Fluidstrom außen entlang der Bremsvorrichtung 2 zu führen.
Die Bremsvorrichtung 2 hat ein erstes Bremselement 4, ein zweites Bremselement 5 und ein drittes Bremselement 6.
Das erste Bremselement 4 dient dem Umwandeln von Bewegungsenergie in Wärme, wobei es radial außen an dem dritten Bremselement 6, ausgebildet als Außenlamel lenträger, befestigt ist.
Präzise geschildert, ist das erste Bremselement 4 als Bremsscheibe und als Laufrad einer Kreiselpumpe ausgebildet, sodass die Bremsvorrichtung 2 eine Saugseite und eine Druckseite hat.
Dabei ist die Saugseite radial innen und im Vergleich dazu die Druckseite radial au ßen angeordnet (vgl. Figur 3).
Wie den Figuren 1 bis 3 entnommen werden kann, hat das erste Bremselement 4 di verse Durchlässe 7 in radialer Richtung R, die in Umfangsrichtung U in regelmäßigen Abständen zueinander beabstandet sind. Dabei hat jeder Durchlass 7 eine Fluideingangsöffnung 8 und eine Fluidausgangsöff nung 9, zwischen denen ein Fluid im Betrieb der Bremsvorrichtung 2 strömt. Denn durch Rotation des ersten Bremselement 4 erfährt ein Fluid innerhalb der Durchlässe 7 eine Zentrifugalkraft, wodurch das Fluid von innen nach außen gefördert wird bzw. strömt.
Ferner ist in den Figuren gezeigt, dass die Fluideingangsöffnung 8 radial innen im Vergleich zur Fluidausgangsöffnung 9 angeordnet ist, wobei die Fläche der Fluidein gangsöffnung 8 kleiner ausgebildet ist als die Fläche der Fluidausgangsöffnung 9. Somit kann auf eine Weise die Sogwirkung verbessert werden.
Jede Fluidausgangsöffnung 9 ist an zweite Durchgänge 15 des dritten Bremselements 6 und jede Fluideingangsöffnung 8 an erste Durchgänge 10 des zweiten Bremsele ments 5 geometrisch angepasst, d.h. hinsichtlich Größe und Form.
Des Weiteren ist insbesondere in Figur 1 dargestellt, dass ein Durchlass bzw. jeder Durchlass 7 konisch und von radial außen nach radial innen als Kegelstumpf ausge bildet ist, der auf eine theoretische Kegelspitze nach radial innen zuläuft.
Auch ist der exemplarisch dargestellte Durchlass 7 in axialer Richtung A geneigt, wo bei der Durchlass 7 einen Winkel von 15 Grad zu einer Senkrechten einschließt, die senkrecht zu einer Geraden orientiert ist, die sich in axialer Richtung A erstreckt.
Zudem zeigt Figur 1 , dass der Durchlass 7 im Querschnitt in axialer Richtung A L- förmig ausgebildet ist, wobei der kurze Schenkel der L-förmigen Ausbildung eine Flu idausgangsöffnung 9 und die Spitze des langen Schenkels der L-förmigen Ausbildung an der Seite, die dem kurzen Schenkel der L-förmigen Ausbildung abgewandt ist, eine Fluideingangsöffnung 8 bildet.
Hierbei erstreckt sich der kurze Schenkel der L-förmigen Ausbildung in die Richtung von dem langen Schenkel der L-förmigen Ausbildung weg, welche der Förderrichtung eines zu fördernden Fluids entspricht (vergleiche insbesondere Figur 3 mit einer exemplarischen Darstellung einer Fluidströmung durch die elektrische Radantriebs einheit 1 ).
Wie bereits erwähnt und wie den Figuren gezeigt, hat die Bremsvorrichtung 2 ein zweites Bremselement 5, das diverse erste Durchgänge 10 aufweist, die in Umfangs- richtung U in regelmäßigen Abständen zueinander beabstandet sind. Dabei hat jeder Durchgang 10 eine Fläche zum Durchströmen eines Fluids, die an die Fluideingangsöffnung 8 des ersten Bremselements 4 geometrisch angepasst ist.
In einem Zustand fluchten ein erster Durchgang 10 und eine Fluideingangsöffnung 8 des ersten Bremselements 4. Auf diese Weise kann ein Fluidstrom von dem ersten Durchgang 10 zu der Fluideingangsöffnung 8 strömen.
Wie ferner den Figuren 1 bis 3 entnommen werden kann, hat das zweite Bremsele ment 5 diverse erste Axialpassagen 11 , die in Umfangsrichtung U in regelmäßigen Abständen zueinander beabstandet sind.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel setzt sich das zweite Bremselement 5 aus ei nem Innenlamellenträger 12 und einem Gegendruckelement 13 zusammen, wobei der Lamellenträger 12 am Gegendruckelement 13 befestigt ist. Das Gegendruckelement 13 dient dazu, Lamellen einen Anschlag zu geben, gegen welchen diese verrückbar sind.
Die erste Axialpassage 11 erstreckt sich in axialer Richtung A durch den Lamellenträ ger 12 und durch das Gegendruckelement 13.
Zwischen den Lamellen des Lamellenträgers 12 und dem Gegendruckelement 13 ist ein Reibbelag 14 angeordnet, mit welchem die Reibung bzw. der Reibwert zwischen den genannten Elementen gezielt einstellbar ist.
Auch ist insbesondere in Figur 2 zu erkennen, dass die erste Axialpassage 11 an eine zweite Axialpassage 16 des dritten Bremselements 6 geometrisch angepasst ist, d.h. also hinsichtlich Größe und Form.
Ferner zeigen alle Figuren, dass - wie bereits erwähnt - die Bremsvorrichtung 2 ein drittes Bremselement 6 hat, das diverse zweite Durchgänge 15 aufweist, die in Um fangsrichtung U in regelmäßigen Abständen zueinander beabstandet sind.
Hierbei hat jeder zweite Durchgang 15 eine Fläche zum Durchströmen eines Fluids, die an die Fluidausgangsöffnung 10 des ersten Bremselements 4 geometrisch, also hinsichtlich Form und Größe, angepasst ist.
Figur 2 zeigt, dass das erste Bremselement 4 und das dritte Bremselement 6 derart aneinander befestigt sind, dass jeder zweite Durchgang 15 und jede Fluidausgangs öffnung 9 fluchten, um ein Hindurchströmen von Fluid zu gewährleisten. Des Weiteren hat das dritte Bremselement 6 diverse zweite Axialpassagen 16, die in Umfangsrichtung U in regelmäßigen Abständen zueinander beabstandet sind.
Auch ist jede zweite Axialpassage 16 an jede erste Axialpassage 1 1 des zweiten Bremselements 5 geometrisch hinsichtlich Größe und Form angepasst, um einen kon tinuierlichen Fluidstrom bestmöglich zu gewährleisten.
Dabei existiert ein Zustand, in welchem die zweiten Axialpassagen 16 und die ersten Axialpassagen 1 1 fluchten, wodurch ein Fluidstrom durch beide Axialpassagen 16, 1 1 ermöglicht wird.
Auch ist den Figuren 1 bis 3 zu entnehmen, dass das dritte Bremselement 6 als Au ßenlamellenträger ausgebildet ist.
Ferner hat, wie in Figur 1 gezeigt, die elektrische Radantriebseinheit 1 ein Radträ gerelement 19, an welchem die Bremsvorrichtung 2 teilweise angebunden ist, wobei der Innenlamellenträger 12 und das Gegendruckelement 13 mit dem Radträgerele ment 19 formschlüssig verbunden sind.
Während das erste und dritte Bremselement 4, 6 relativ zum Gehäuse 3 drehbar sind, sind das zweite Bremselement 5 und das Radträgerelement 19 nicht relativ zum Ge häuse 3 drehbar, wobei das zweite Bremselement 5 mit dem Radträgerelement 19 unmittelbar verbunden ist.
Auch zeigen Figuren 1 und 3, dass das erste, zweite und dritte Bremselement 4, 5, 6 derart zueinander ausgerichtet sind, dass Kräfte zwischen den Bremselementen 4, 5,
6 übertragbar sind.
Ferner zeigt Figur 1 , dass die Bremsvorrichtung 2 ein Druckelement 17 umfasst, das mit dem zweiten Bremselement 5 in Wirkverbindung bringbar ist, wobei zwischen dem Druckelement 17 und dem Lamellenträger 12 des zweiten Bremselements 5 ein Reib belag 18 angeordnet ist. Mit dem Reibbelag ist die Reibung zwischen den genannten Elementen gezielt einstellbar.
Auch ist das Druckelement 17 derart angeordnet und ausgebildet ist, dass auf die Lamellen des zweiten und dritten Bremselements 5, 6 eine Kraft ausübbar ist, sodass eine relative Drehung des als Lamellenträger ausgebildeten dritten Bremselements 6 gegenüber dem Lamellenträger 12 des zweiten Bremselements 5 unterbindbar ist. So ist durch Verschiebung des Druckelements 17 in axialer Richtung A mittels einer Nehmervorrichtung 20, insbesondere eines Nehmerzylinders 20, das erste Brem selement 4 mit dem zweiten Bremselement 5 und mit dem dritten Bremselement 6 in Kontakt bringbar und voneinander lösbar ausgebildet.
Somit ist das Druckelement 17 mittelbar und dichtend am ersten Bremselement 4 an geordnet, sodass bei Verschiebung des Druckelements 17 in axialer Richtung A und in Richtung des ersten Bremselements 4 in einem Innenraum zwischen Druckelement 17 und erstem Bremselement 4 die Ausweichmöglichkeiten für ein strömendes Fluid bzw. für Luft, das/die von innen nach radial außen durch das erste Bremselement ge fördert wird, begrenzt sind. Auf diese Weise kann die Sogwirkung des rotierenden ers ten Bremselements 4 mit seinen Durchlässen 7 verstärkt werden.
Mit anderen Worten ausgedrückt, kann durch das dichtende Anliegen des Druckele ments 17 ein stabilerer Unterdrück zwischen dem ersten Bremselement 4 und dem Druckelement 17 erzielt werden, wodurch ein Luftstrom mit hoher Kühlwirkung gene rierbar ist.
Das dichtende Anliegen des Druckelements 4 am ersten Bremselement 4, wobei hier noch der Reibbelag 18 dazwischen angeordnet ist (vgl. Figur 1 ), wird vorzugsweise nur beim Erzeugen einer Bremskraft gewährleistet bzw. realisiert.
Genauer beschrieben, ist zwischen dem Druckelement 17, dem ersten Bremselement 4 und dem zweiten Bremselement 5 ein Innenraum ausgebildet, dessen Dichtheit durch Verschiebung des Druckelements 4, insbesondere in Richtung des ersten Bremselements 4, erhöhbar ist, sodass Ausweichmöglichkeiten für ein strömendes Fluid bzw. für Luft begrenzt werden.
Somit ist es möglich, die Sogwirkung des rotierenden ersten Bremselements 4 mit seinen Durchlässen 7 zu verstärken, um einen stabileren Unterdrück zwischen dem ersten Bremselement 4, dem Druckelement 17 und dem zweiten Bremselement 5 zu gewährleisten.
Um Fluid anzusaugen, wie Figur 2 zeigt, hat das Gehäuse 3 diverse Axialöffnungen 21 , und um Fluid abzugeben, hat das Gehäuse 3 diverse Radialöffnungen 22, wobei die Radialöffnungen 22 axial zur Bremsvorrichtung 2 versetzt sind, sodass angesaug tes Fluid in axialer Richtung A an der Bremsvorrichtung 2 vorbeiströmen muss (vgl. Figur 3). Des Weiteren zeigen die Figuren, dass die Radantriebseinheit 1 eine Welle 23 auf weist, an welcher die Bremsvorrichtung 2 teilweise angebunden ist, wobei das dritte Bremselement 6 der Bremsvorrichtung 2 form- und/oder kraftschlüssig mit der Welle 22 verbunden ist.
Hierbei ist die Welle 23 relativ zum Gehäuse 3 und zum zweiten Bremselement 5 drehbar, wobei an der Welle 23 eine Antriebseinheit, insbesondere ein Elektromotor (nicht dargestellt), befestigbar ist.
Auch zeigen Figuren 1 und 3, dass zwischen der Welle 23 und dem Gehäuse 3 eine Lagereinheit 24 angeordnet ist, sodass diese beiden relativ zueinander drehbar sind. Abschließend sei erwähnt, dass das Gehäuse 3 an einem Fahrzeugrahmen fest an- bringbar ist.
Bezuqszeichenliste
1 Radantriebseinheit
Bremsvorrichtung
3 Gehäuse
4 erstes Bremselement
5 zweites Bremselement
6 drittes Bremselement
7 Durchlass
8 Fluideingangsöffnung
9 Fluidausgangsöffnung
10 erster Durchgang
11 erste Axialpassage
12 Innenlamellenträger
13 Gegendruckelement
14 Reibbelag
15 zweiter Durchgang
16 zweite Axialpassage
17 Druckelement
18 Reibbelag
19 Radträgerelement
20 Nehmervorrichtung
21 Axialöffnung
22 Radialöffnung
23 Welle
24 Lagereinheit
A axiale Richtung
R radiale Richtung
U Umfangsrichtung
I Innere des Gehäuses

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Radantriebseinheit (1 ) zum Antrieb eines Rades eines Kraftfahrzeuges aufweisend:
- eine Bremsvorrichtung (2) zum Abbremsen der elektrischen Radantriebseinheit (1 ) während des Betriebes,
- ein Gehäuse (3), welches in seinem Inneren (I) die Bremsvorrichtung (2) auf nimmt,
- wobei die Bremsvorrichtung (2) ausgebildet ist, Bewegungsenergie in Wärme umzuwandeln, um zu bremsen, und ein Fluid in axialer Richtung (A) anzusau gen und in radialer Richtung (R) zu fördern, um die Bremsvorrichtung (2) durch einen größtenteils radial ausgerichteten Fluidstrom, der durch die Bremsvor richtung (2) hindurch strömt, zu kühlen.
2. Elektrische Radantriebseinheit nach Anspruch 1 ,
- wobei die Bremsvorrichtung (2) ferner ausgebildet ist, ein Fluid in axialer Rich tung (A) zu fördern, um die Bremsvorrichtung (2) durch einen weiteren Flu idstrom, der außen entlang der Bremsvorrichtung (2) strömt, zu kühlen,
- wobei vorzugsweise das Gehäuse (3) ausgebildet ist, den axialen Fluidstrom außen entlang der Bremsvorrichtung (2) zu führen.
3. Elektrische Radantriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2,
- wobei die Bremsvorrichtung (2) ein erstes Bremselement (4) zum Umwandeln von Bewegungsenergie in Wärme aufweist,
- wobei vorzugsweise das erste Bremselement (4) radial außen an einem dritten Bremselement (6), insbesondere ausgebildet als Außenlamellenträger, befes tigt ist,
- wobei vorzugsweise das erste Bremselement (4) relativ zum Gehäuse (3)
drehbar ist,
- wobei vorzugsweise das erste Bremselement (4) als Bremsscheibe und bevor zugterweise als Laufrad einer Kreiselpumpe ausgebildet ist.
4. Elektrische Radantriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
- wobei vorzugsweise das erste Bremselement (4) mindestens einen Durchlass (7) in radialer Richtung (R) umfasst,
- wobei vorzugsweise der mindestens eine Durchlass (7) des ersten Bremsele ments (4) eine Fluideingangsöffnung (8) und eine Fluidausgangsöffnung (9) aufweist, zwischen denen ein Fluid im Betrieb der Bremsvorrichtung (2) strömt,
- wobei vorzugsweise die Fluideingangsöffnung (8) radial innen im Vergleich zur Fluidausgangsöffnung (9) angeordnet ist,
- wobei vorzugsweise die Fläche der Fluideingangsöffnung (8) kleiner ausgebil det ist als die Fläche der Fluidausgangsöffnung (9).
5. Elektrische Radantriebseinheit nach Anspruch 4,
- wobei der mindestens eine Durchlass (7) konisch ausgebildet ist,
- wobei vorzugsweise der mindestens eine Durchlass (7) von radial außen nach radial innen als Kegelstumpf ausgebildet ist, der auf eine theoretische Kegel spitze nach radial innen zuläuft,
- wobei vorzugsweise der mindestens eine Durchlass (7) in axialer Richtung (A) geneigt ist,
- wobei vorzugsweise der mindestens eine Durchlass (7) einen Winkel zwischen 5 und 25 Grad, bevorzugterweise einen Winkel von 15 Grad, zu einer Senk rechten einschließt, die senkrecht zu einer Geraden orientiert ist, die sich in axialer Richtung (A) erstreckt.
6. Elektrische Radantriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
- wobei die Bremsvorrichtung (2) ein zweites Bremselement (5) aufweist,
- wobei vorzugsweise das zweite Bremselement (5) mindestens einen ersten Durchgang (10) in radialer Richtung (R) aufweist,
- wobei vorzugsweise der mindestens eine erste Durchgang (10) eine Fläche zum Durchströmen eines Fluids aufweist, die an eine Fluideingangsöffnung (8) des ersten Bremselements (4) angepasst ist, insbesondere geometrisch ange passt ist,
- wobei vorzugsweise in einem Zustand der mindestens eine erste Durchgang (10) und eine Fluideingangsöffnung (8) des ersten Bremselements (4) fluchten.
7. Elektrische Radantriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
- wobei die Bremsvorrichtung (2) ein zweites Bremselement (5) aufweist,
- wobei vorzugsweise das zweite Bremselement (5) mindestens eine erste Axial passage (11 ) in axialer Richtung (A) aufweist,
- wobei vorzugsweise das zweite Bremselement (5) nicht relativ zum Gehäuse (3) drehbar ist,
- wobei vorzugsweise das zweite Bremselement (5) einen Lamellenträger (12) umfasst, insbesondere einen Innenlamellenträger.
8. Elektrische Radantriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
- wobei die Bremsvorrichtung (2) ein drittes Bremselement (6) aufweist,
- wobei vorzugsweise das dritte Bremselement (5) mindestens einen zweiten Durchgang (15) in radialer Richtung (R) aufweist,
- wobei vorzugsweise der mindestens eine zweite Durchgang (15) eine Fläche zum Durchströmen eines Fluids aufweist, die an eine Fluidausgangsöffnung (10) des ersten Bremselements (4) angepasst ist, insbesondere geometrisch angepasst ist,
- wobei vorzugsweise das erste Bremselement (4) und das dritte Bremselement (6) derart aneinander befestigt sind, dass der mindestens eine zweite Durch gang (15) und die Fluidausgangsöffnung (9) fluchten, um ein Hindurchströmen von Fluid zu gewährleisten.
9. Elektrische Radantriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
- wobei die Bremsvorrichtung (2) ein drittes Bremselement (6) aufweist,
- wobei vorzugsweise das dritte Bremselement (6) mindestens eine zweite Axial passage (16) in axialer Richtung (A) aufweist,
- wobei vorzugsweise das dritte Bremselement (6) relativ zum Gehäuse (3) drehbar ist,
- wobei vorzugsweise das dritte Bremselement (6) als Lamellenträger, insbeson dere als Außenlamellenträger, ausgebildet ist.
10. Elektrische Radantriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, - wobei die Bremsvorrichtung (1 ) ein Druckelement (17) umfasst, das mit dem ersten Bremselement (4) in Wirkverbindung zum Aktivieren der Bremsvorrich tung (1 ) bringbar ist,
- wobei vorzugsweise zwischen dem Druckelement (17) und dem Lamellenträger des ersten Bremselements (4) ein Reibbelag (18) angeordnet ist,
- wobei vorzugsweise durch Verschiebung des Druckelements (17) in axialer Richtung (A) mittels einer Nehmervorrichtung, insbesondere eines Nehmerzy linders, das erste Bremselement (4) mit dem zweiten Bremselement (5) und mit dem dritten Bremselement (6) in Kontakt bringbar und voneinander lösbar aus- gebildet ist,
- wobei vorzugsweise das Druckelement (17) mittelbar und dichtend am ersten Bremselement (4) anordenbar ist, sodass vorzugsweise bei Verschiebung des Druckelements (17) in axialer Richtung (A) und in Richtung des ersten Brem selements (4) in einem Innenraum zwischen Druckelement (17) und erstem Bremselement (4) die Ausweichmöglichkeiten für ein strömendes Fluid, das von innen nach radial außen durch das erste Bremselement (4) gefördert wird, begrenzbar sind,
- wobei vorzugsweise zwischen dem Druckelement (17), dem ersten Bremsele ment (4) und dem zweiten Bremselement (5) ein Innenraum ausgebildet ist, dessen Dichtheit durch Verschiebung des Druckelements (17) erhöhbar ist, so dass Ausweichmöglichkeiten für ein strömendes Fluid begrenzbar sind.
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