WO2024199817A1 - Elektrischer radnabenantrieb für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug - Google Patents

Elektrischer radnabenantrieb für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug Download PDF

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WO2024199817A1
WO2024199817A1 PCT/EP2024/054063 EP2024054063W WO2024199817A1 WO 2024199817 A1 WO2024199817 A1 WO 2024199817A1 EP 2024054063 W EP2024054063 W EP 2024054063W WO 2024199817 A1 WO2024199817 A1 WO 2024199817A1
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WO
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brake fluid
carrier
rotor
wheel hub
bearing ring
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PCT/EP2024/054063
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Schmidt
Fabian Schwed
Arthur Adam
Johannes Dehn
Jessica Roosz
Victor Kühn
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
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Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0038—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor moving together with the wheel axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0092—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor axle being coaxial to the wheel axle

Definitions

  • the invention relates to an electric wheel hub drive for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle, in particular a motor vehicle, with at least one such wheel hub drive.
  • DE 102009 035 176 A1 discloses a wheel hub drive for a motor vehicle, with an electric machine and a disc brake system, both of which are arranged radially within a rim. Further relevant prior art is provided by DE 10 2013 202 809 A1, JP 2020 - 128 134 A and JP 4 868 367 B2.
  • the object of the present invention is to provide an electric wheel hub drive for a motor vehicle and a motor vehicle with at least one such electric wheel hub drive, so that a particularly space-efficient design can be realized.
  • a first aspect of the invention relates to an electric wheel hub drive for a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle.
  • the electric wheel hub drive is also referred to as a wheel hub motor or can be operated as a wheel hub motor, whereby at least or exactly one vehicle wheel, also referred to simply as a wheel, of the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically, by means of the electric wheel hub drive.
  • the motor vehicle preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, in its fully manufactured state has the electric wheel hub drive.
  • the motor vehicle in its fully manufactured state, has at least one vehicle axle, also referred to simply as an axle, which has at least or exactly two vehicle wheels, also referred to simply as wheels, of which one vehicle wheel is the aforementioned vehicle wheel.
  • the vehicle wheels of the vehicle axle are arranged on opposite sides of the motor vehicle in the transverse direction of the motor vehicle.
  • the vehicle wheels are ground contact elements by means of which the motor vehicle can be or is supported downwards on a ground in the vertical direction of the motor vehicle. If the motor vehicle is driven along the ground while the motor vehicle is supported downwards on the ground via the ground contact elements in the vertical direction of the vehicle, the ground contact elements roll, in particular directly, on the ground.
  • the electric wheel hub drive also referred to as the first electric wheel hub drive
  • the electric wheel hub drive is assigned, in particular precisely, to one of the vehicle wheels of the vehicle axle, so that the vehicle wheel to which the wheel hub drive is assigned can be electrically driven by means of the wheel hub drive.
  • the one vehicle wheel i.e. the vehicle wheel that can be driven by means of the electric wheel hub drive, which is also referred to as the drive wheel.
  • the electric wheel hub drive has a wheel carrier and a wheel bearing, which has a first bearing ring that is connected to the wheel carrier in a rotationally fixed manner.
  • the first bearing ring is formed separately from the wheel carrier and is connected to the wheel carrier in a rotationally fixed manner.
  • the first bearing ring is formed in one piece with the wheel carrier, so that the wheel carrier and the first bearing ring are formed, for example, from a single piece and are thus formed by a monoblock or are designed as a monoblock.
  • the first bearing ring is a first bearing shell or the first bearing ring is also referred to as a first bearing shell.
  • the wheel bearing has a second bearing ring that can be rotated about a main axis of rotation relative to the first bearing ring and thus relative to the wheel carrier, which second bearing ring is, for example, a second bearing shell or is also referred to as a second bearing shell.
  • the wheel carrier is very preferably designed as a rolling bearing that has rolling elements.
  • the rolling elements are designed as balls, so that the rolling bearing is, for example, a ball bearing.
  • the first bearing ring has at least one first raceway, and for example the second bearing ring has at least one second raceway.
  • the second bearing ring via the rolling elements, i.e. mounted on the first bearing ring so as to be rotatable about the main axis of rotation relative to the first bearing ring.
  • the rolling elements are supported, in particular each directly on the raceways.
  • the rolling elements roll, in particular each directly, on the raceways.
  • the electric wheel hub drive also has, in particular at least or precisely, a braking device, which is also simply referred to as a brake or braking device.
  • the braking device has a first friction unit, which is in particular permanently and rotationally fixedly connected to the wheel carrier, which is also referred to as the first braking element.
  • the braking device has a second friction unit, which is in particular permanently and rotationally fixedly connected to the second bearing ring, which is also referred to as the second braking element.
  • the braking device is thus designed as a friction brake, wherein it is preferably provided that the braking device is a service brake of the motor vehicle.
  • the braking device it would be conceivable for the braking device to be a disc brake, so that, for example, the first braking element, thus the first friction unit, is a brake caliper or comprises a brake caliper.
  • the first friction unit comprises at least one brake pad with at least one friction surface or is at least one brake pad with at least one friction surface.
  • the second friction unit is a brake disk with at least one second friction surface corresponding to the friction surface.
  • the first friction unit has at least one first friction surface
  • the second friction unit has at least one second friction surface corresponding to the first friction surface.
  • the electric wheel hub drive further comprises an electric machine which comprises a stator and a rotor.
  • the rotor is rotatable about the main axis of rotation relative to the stator, relative to the first bearing ring and relative to the wheel carrier and preferably also relative to the second bearing ring.
  • the stator can drive the rotor and thereby rotate it about the main axis of rotation relative to the stator.
  • the electric wheel hub drive also has a stator carrier which is connected in a rotationally fixed manner to the wheel carrier.
  • the stator carrier is connected in a rotationally fixed manner to the stator, which is supported, for example, by the stator carrier.
  • the electric wheel hub drive also has a rotor carrier which is connected in a rotationally fixed manner to the rotor.
  • the rotor and the rotor carrier are rotatable about the main axis of rotation relative to the stator carrier and relative to the stator.
  • the drive wheel can be connected or connected to the second bearing ring in a rotationally fixed manner, in particular in a way that can be removed without causing any damage, so that in particular the drive wheel can rotate with the second bearing ring about the main axis of rotation relative to the first bearing ring and relative to the rotor carrier.
  • the second bearing ring can be driven by the rotor and can therefore rotate about the main axis of rotation relative to the wheel carrier.
  • the rotor can drive the second bearing ring and, via the second bearing ring, the drive wheel and can thereby rotate the second bearing ring and the drive wheel about the main axis of rotation relative to the wheel carrier, whereby the motor vehicle can be driven.
  • the second bearing ring is connected, in particular permanently, to a wheel hub in a rotationally fixed manner, whereby the drive wheel can be removed, in particular in a non-destructive manner, is connected or connectable to the wheel hub in a rotationally fixed manner.
  • the second bearing ring and the wheel hub are formed separately from one another and, in particular, are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner, or the second bearing ring and the wheel hub are formed integrally with one another, thus made from a single piece.
  • the stator carrier has a stator carrier cylinder section which is cylindrical, for example, in particular on the outer circumference.
  • the stator carrier cylinder section is arranged coaxially, axially overlapping and radially surrounding the rotor.
  • the stator carrier has a stator plate section which is arranged coaxially to the rotor and which extends, for example, in a plane which runs perpendicular to the main axis of rotation. In particular, it is provided that the stator plate section extends radially inwards and thus towards the main axis of rotation away from the stator carrier cylinder section.
  • stator plate section viewed in the radial outward direction and thus away from the main axis of rotation, does not extend to a side of the stator carrier cylinder section that points radially outward and thus away from the main axis of rotation, so that the stator plate section, viewed in the radial outward direction, preferably ends, in particular exactly, at the stator carrier cylinder section.
  • the feature that two components such as the first bearing ring and the wheel carrier are connected to one another in a rotationally fixed manner is to be understood as meaning that the components are connected to one another in a rotationally fixed manner when the components are arranged coaxially to one another, in particular with respect to a component rotation axis and/or with respect to a rotational symmetry axis, and when the components are connected to one another in such a way that they always rotate at the same angular speed, in particular about the component rotation axis.
  • the component rotation axis can be about the main rotation axis.
  • an element is connected to a housing in a rotationally fixed manner when it cannot be rotated relative to the housing.
  • the feature “radially overlapping” is to be understood in particular as follows: Two, in particular at least substantially rotationally symmetrical, elements are arranged radially overlapping one another with respect to a common axis such as the main rotation axis, when they are at least partially arranged in a region of the same radial coordinates, in particular the same angular coordinates.
  • the feature “axially overlapping” is in particular, the following is to be understood: two elements are arranged axially overlapping one another with respect to a common axis, for example with respect to the main axis of rotation, if they are at least partially arranged in a region of the same axial coordinates.
  • the first bearing ring is a radially outer bearing ring of the wheel bearing that is fixed to the wheel carrier, so that, for example, the first bearing ring is arranged radially, i.e. in the radial direction of the wheel hub drive, outside the second bearing ring. Furthermore, it is preferably provided that the first bearing ring is arranged at least partially axially overlapping the second bearing ring.
  • the second bearing ring is a radially inner bearing ring of the wheel bearing, so that, for example, the second bearing ring is arranged radially further inside than the first bearing ring.
  • the first bearing ring is, in particular permanently, rotationally connected to a third bearing ring, on which, for example, the rotor carrier is mounted so as to be rotatable about the main axis of rotation relative to the third bearing ring.
  • the third bearing ring is a component of a rotor carrier bearing, also referred to as a rotor bearing, by means of which the rotor carrier and thus the rotor are mounted on the wheel carrier so that they can rotate about the main axis of rotation relative to the wheel carrier, at least indirectly.
  • the first bearing ring and the third bearing ring are formed separately from one another and connected to one another, in particular non-rotatably connected to one another and very particularly permanently non-rotatably connected to one another, or the first bearing ring and the third bearing ring are formed integrally with one another, thus formed from a single piece.
  • the rotor carrier bearing can have a fourth bearing ring which is, for example, permanently non-rotatably connected to the rotor carrier.
  • the fourth bearing ring and the rotor carrier can be formed integrally with one another, thus formed from a single piece, or the fourth bearing ring and the rotor carrier are formed separately from one another and connected to one another.
  • the fourth bearing ring is rotatable, in particular via second rolling elements, i.e. mounted on the third bearing ring so that it can rotate about the main axis of rotation relative to the third bearing ring, so that a compact and low-friction mounting of the rotor carrier and thus of the rotor can be achieved.
  • the first friction unit and the second friction unit are arranged on a side of the stator plate section facing away from the rotor, particularly in the axial direction, also referred to as the stator plate section side.
  • both friction units are on the same stator plate section side when viewed in the axial direction of the electric wheel hub drive. This allows a particularly compact design to be achieved, particularly in the axial direction.
  • the electric wheel hub drive has a first brake fluid line arranged in the stator carrier cylinder section, thus running within the stator carrier cylinder section, which is also referred to as the first brake line and through which a brake fluid can flow.
  • the brake fluid is preferably liquid and thus a brake fluid.
  • the brake fluid is preferably a component of the electric wheel hub drive.
  • the first brake fluid line is at least fluidically and preferably also mechanically connected to the brake device, so that the brake device can be supplied with the brake fluid via the first brake fluid line for hydraulic actuation of the brake device.
  • the brake device can be supplied with the brake fluid flowing through the first brake fluid line by means of the first brake fluid line, wherein the brake device can be actuated by means of the brake fluid with which the brake device can be or is supplied via the first brake fluid line.
  • Actuating the brake device is to be understood in particular as the following:
  • the first friction unit or at least one first brake part of the first friction unit, for example having the first brake surface is movable, for example, relative to the second friction unit, in particular relative to at least one second brake part of the second friction unit, in particular having the second friction surface, between the at least one starting position and at least one braking position, also referred to as the actuation position.
  • the actuation position In the actuated position, the braking surfaces interact with each other more strongly than in the initial position.
  • the friction surfaces are spaced apart from one another in the starting position, so that the friction surfaces do not interact in the starting position. This means that the braking device in the actuating position provides a greater braking torque for braking the second bearing ring than in the starting position.
  • the braking device in the starting position does not provide any braking torque for braking the second bearing ring, for example, the braking device in the actuating position provides a braking torque for braking the second bearing ring that is greater than zero, or the braking device in the starting position provides a first braking torque for braking the second bearing ring that is greater than zero, for example, and the braking device in the actuating position provides a in particular, a second braking torque which is greater than zero and compared to the first braking torque is available for braking the second bearing ring.
  • the first friction unit or the first braking part is or will be moved relative to the second friction unit or the second braking part from the starting position into the actuating position, so that, for example, the first friction unit or the first braking part is pressed more strongly against the second friction unit or the second braking part in the actuating position compared to the starting position.
  • the second bearing ring can be braked relative to the first bearing ring.
  • the first brake fluid line is formed separately from the stator carrier and is arranged in the stator carrier cylinder section, thus running within the stator carrier cylinder section, wherein, for example, the first brake fluid line, in particular a first inner circumferential surface of the first brake fluid line, delimits, in particular directly, a first channel through which the brake fluid can flow. It is also conceivable that the first brake fluid line is a first brake fluid channel through which the brake fluid can flow, which is delimited, in particular directly, by the stator carrier cylinder section, in particular by an inner circumferential surface of the stator carrier cylinder section.
  • the first brake fluid line is also referred to as a hydraulic line and in the invention is integrated in the stator carrier cylinder section and thus in the stator carrier in a particularly space-saving manner, so that a particularly space-saving, thus space-efficient integration of the first brake fluid line and thus of the braking device as a whole in the wheel hub drive can be achieved.
  • the first brake fluid line can be particularly advantageously protected from environmental influences such as stone chips.
  • the number of parts can be kept low compared to conventional solutions, so that the weight, costs and installation space requirements of the wheel hub drive can be kept to a particularly low level.
  • an advantageously low complexity of the wheel hub drive can be achieved, so that its costs can be kept to a particularly low level.
  • the first brake fluid line extends at least substantially in the axial direction of the electric wheel hub drive.
  • a further embodiment is characterized by a second brake fluid line which is fluidically connected to the first brake fluid line and through which the brake fluid can flow.
  • the second brake fluid line is designed separately from the first brake fluid line and is at least fluidically and preferably also mechanically connected to the first brake fluid line, or the first brake fluid line and the second brake fluid line are designed in one piece with one another, thus formed from a single piece and thus formed by a monoblock or designed as a monoblock.
  • the second brake fluid line is arranged in the stator plate section. In other words, the second brake fluid line runs within the stator plate section.
  • the braking device can be supplied with the brake fluid flowing through the second brake fluid line via the second brake fluid line, so that the braking device can be actuated by means of the brake fluid flowing through the second brake fluid line and the first brake fluid line.
  • the second brake fluid line which is also referred to as the second brake line or second hydraulic line
  • the second brake fluid line is formed separately from the stator plate section and runs in the stator plate section.
  • a second channel through which the brake fluid can flow is delimited, in particular directly delimited, by the second brake fluid line, in particular by a second inner circumferential surface of the second brake fluid line.
  • the second brake fluid line is a second brake fluid channel through which the brake fluid can flow and which is delimited, in particular directly, by the stator plate section, in particular by an inner circumferential surface of the stator plate section.
  • the second brake fluid line in the flow direction of the brake fluid flowing through the first brake fluid line and the second brake fluid line and thereby flowing towards the braking device, is arranged downstream of the first brake fluid line and upstream of the braking device, so that, for example, the brake fluid first flows through the first brake fluid line and then the second brake fluid line on its way to the braking device.
  • first brake fluid line and the second brake fluid line form an overall line or the first brake fluid line and the second brake fluid line are part of an overall line, wherein the brake fluid can flow through the entire line.
  • the brake fluid flowing through the entire line can flow through the braking device via the entire line.
  • a further embodiment is characterized in that the second brake fluid line extends at least substantially in the radial direction of the electric wheel hub drive.
  • the second brake fluid line extends inwards in the radial direction of the electric wheel hub drive and thus towards the main axis of rotation away from the first brake fluid line. This allows a particularly space-saving and simple and therefore cost-effective integration of the second brake fluid line into the stator carrier.
  • the electric wheel hub drive has a third brake fluid line that is fluidically connected to the second brake fluid line, which is also referred to as a third brake line or third hydraulic line.
  • the brake fluid can flow through the third brake fluid line, wherein the third brake fluid line extends at least partially in the wheel carrier, i.e. within the wheel carrier.
  • the third brake fluid line is formed separately from the first brake fluid line and/or separately from the second brake fluid line and is at least fluidically and preferably also mechanically connected to the first brake fluid line and/or to the second brake line.
  • the third brake fluid line is formed in one piece with the first and/or second brake fluid line, so that, for example, the third brake fluid line and the first brake fluid line are formed from a single piece.
  • the second brake fluid line and the third brake fluid line are formed from a single piece, thus formed in one piece with one another.
  • the braking device is also supplied with brake fluid via the third brake fluid line.
  • the third brake fluid line is also part of the overall line.
  • a brake fluid through-flow, third channel of the third brake fluid line is delimited, in particular directly, by the third brake fluid line, in particular by a third inner peripheral surface of the third brake fluid line.
  • the third brake fluid line is a third brake fluid channel which is delimited, in particular directly, by the wheel carrier, in particular by an inner peripheral surface of the wheel carrier.
  • the third brake fluid line is arranged upstream of the first brake fluid line, which is preferably arranged upstream of the second brake fluid line, which is arranged upstream of the braking device.
  • the brake fluid flows on its way to the braking device first through the third brake fluid line, then through the first brake fluid line and then through the second brake fluid line.
  • a further embodiment is characterized in that the braking device is designed as a drum brake, with the first friction unit being designed as a brake shoe and the second friction unit being designed as a brake drum.
  • the installation space required for the wheel hub drive can be kept particularly low. It is also possible to arrange the braking device particularly far outwards, particularly in the radial direction, which makes it possible to achieve particularly advantageous repair and maintenance capabilities.
  • the electric wheel hub drive has the aforementioned wheel hub, which is connected, in particular permanently, in a rotationally fixed manner to the second bearing ring.
  • the wheel hub has threaded holes for receiving wheel bolts. This means that a wheel bolt can be received or is received in the respective threaded hole, in particular precisely.
  • the respective wheel bolt can be screwed or is screwed, in particular directly, into the respective threaded hole in which the respective wheel bolt can be received or is received.
  • the drive wheel can be fastened or fastened to the wheel hub by means of the wheel bolt, in particular in a non-destructive manner, in particular in such a way that the drive wheel can be connected or is connected to the wheel hub in a rotationally fixed manner.
  • an actuator of the braking device is arranged at least partially axially overlapping the threaded holes.
  • the actuator can be supplied with the brake fluid, whereby the actuator can be actuated by means of the brake fluid with which the actuator can be supplied or is supplied.
  • the actuator By actuating the actuator, for example, the first friction unit or the first brake part can be moved or is moved from the starting position into the actuating position by means of the actuator.
  • the electric wheel hub drive has a clutch which is designed to connect the rotor carrier to the second bearing ring in a rotationally fixed manner.
  • the clutch is designed to connect the rotor and thus the rotor carrier to the second bearing ring in a rotationally fixed manner, in particular in a form-fitting rotationally fixed manner.
  • the clutch can be switched between a coupled state and a decoupling state, for example. In the coupled state, the rotor and thus the rotor carrier are connected to the second bearing ring in a rotationally fixed manner by means of the clutch, so that in particular the rotor can drive the second bearing ring and thereby rotate relative to the wheel carrier about the main axis of rotation.
  • the clutch releases the rotor and thus the rotor carrier for rotation about the main axis of rotation and relative to the second bearing ring, so that in the decoupling state the second bearing ring and the rotor and thus the second bearing ring and the rotor carrier can rotate about the main axis of rotation relative to one another.
  • the clutch is therefore a decoupling unit or separation unit, which is also referred to as a disconnect unit (DCU).
  • DCU disconnect unit
  • the rotor and thus the rotor carrier are in the coupled state with the second bearing ring is connected by means of the coupling, in particular in a form-fitting manner. This ensures particularly efficient operation of the wheel hub drive in a particularly space-saving manner.
  • the coupling has a first coupling half and a second coupling half, which can be connected to one another in a rotationally locked manner.
  • the coupling halves are connected to one another in a rotationally locked manner, in particular in a form-fitting manner, in the coupled state, as a result of which the rotor carrier is connected to the second bearing ring in a rotationally locked manner, in particular in a form-fitting manner.
  • the coupling halves are uncoupled from one another and can rotate relative to one another about the main axis of rotation, so that in the uncoupled state the rotor carrier and the second bearing ring can rotate relative to one another about the main axis of rotation.
  • the first coupling half is, in particular permanently, connected to the rotor carrier and thus to the rotor.
  • the second coupling half is, in particular permanently, connected to the second bearing ring.
  • a further embodiment of the invention provides that the first clutch half is displaceable axially, i.e. in the axial direction of the wheel hub drive and preferably relative to the rotor carrier, relative to the rotor, relative to the stator, relative to the stator carrier and relative to the first bearing ring and relative to the second bearing ring, in particular between at least one coupling position causing the coupling state and at least one decoupling position causing the decoupling state.
  • the electric machine is designed as an axial flux machine (AFM), wherein the rotor is designed in H-shape and as an internal rotor.
  • AFM axial flux machine
  • the rotor carrier has a first rotor cylinder section which is arranged coaxially to the rotor and radially inside the rotor and which is cylindrical on the inner circumference and/or outer circumference, for example.
  • the first rotor cylinder section is arranged at least partially axially overlapping the stator carrier cylinder section.
  • a second aspect of the invention relates to a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular a passenger car, and has at least one electric wheel hub drive according to the first aspect.
  • Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.
  • the drawing shows in the only figure a schematic sectional view of an electric wheel hub drive for a motor vehicle.
  • the only figure shows a detail in a schematic sectional view of an electric wheel hub drive 10, also referred to as a wheel hub motor, for a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle.
  • a motor vehicle also referred to simply as a vehicle.
  • the motor vehicle which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, has at least or exactly two vehicle axles arranged one after the other in the longitudinal direction of the vehicle, wherein the respective vehicle axle has, in particular exactly, two vehicle wheels.
  • the vehicle wheels of the motor vehicle are ground contact elements by means of which the motor vehicle can be or is supported downwards on a ground in the vertical direction of the motor vehicle.
  • the ground contact elements roll, in particular directly, on the ground.
  • at least one of the vehicle axles has the wheel hub drive 10, wherein the at least one vehicle axle having the wheel hub drive 10 is also referred to as the drive axle.
  • the wheel hub drive 10 is connected to a first of the vehicle wheels of the Drive axle, the first vehicle wheel of the drive axle is also referred to as the first drive wheel, is partially shown in the figure and is designated 12.
  • a second wheel hub drive is assigned to a second of the vehicle wheels of the drive axle, the following and previous statements on the wheel hub drive 10 can easily be transferred to the second wheel hub drive and vice versa.
  • the first vehicle wheel 12 can be driven by means of the wheel hub drive 10, and the second vehicle wheel can be driven by means of the second wheel hub drive, so that the second vehicle wheel is also referred to as the second drive wheel.
  • the motor vehicle as a whole can be driven by driving the drive wheels.
  • the vehicle wheel 12 has a rim 14, on which a tire of the vehicle wheel 12 (not shown in the figure) can be mounted.
  • the wheel hub drive 10 has a wheel carrier 16, which is connected, for example, in an articulated manner to a structure of the motor vehicle, which is designed in particular as a self-supporting body, the interior of which, also referred to as the passenger cell or passenger compartment, is formed by the structure.
  • a structure of the motor vehicle which is designed in particular as a self-supporting body, the interior of which, also referred to as the passenger cell or passenger compartment, is formed by the structure.
  • passengers such as the driver of the motor vehicle can be present in the interior while the motor vehicle is traveling.
  • the wheel hub drive 10 also has a wheel bearing 18, which has a first bearing ring 20 that is connected to the wheel carrier in a rotationally fixed manner.
  • the bearing ring 20 is formed separately from the wheel carrier 16 and is connected to the wheel carrier 16 in a rotationally fixed manner.
  • at least one screw 22 is provided, by means of which the bearing ring 20 is connected to the wheel carrier 16 in a rotationally fixed manner.
  • the wheel bearing 18 also has a second bearing ring 24, which can be rotated about a main axis of rotation 26 relative to the bearing ring 20 and thus relative to the wheel carrier 16.
  • the rim 14 and thus the vehicle wheel 12 for example by means of at least one or more wheel bolts 28, can be non-destructively detachable and are connected to the bearing ring 24 in a rotationally fixed manner, so that the vehicle wheel 12 can rotate with the bearing ring 24 about the main axis of rotation 26 relative to the bearing ring 20 and relative to the wheel carrier 16.
  • the bearing ring 24 is connected in a rotationally fixed manner to a wheel hub 30, to which the vehicle wheel 12 is connected in a rotationally fixed and non-destructively detachable manner.
  • the wheel hub 30 and the bearing ring 24 can be formed integrally with one another, thus formed from a single piece. or the wheel hub 30 and the bearing ring 24 are formed separately from each other and rotationally connected to each other.
  • the electric wheel hub drive 10 has a brake 32, which has a first braking element, which is referred to as a brake shoe 34.
  • the brake shoe 34 is rotationally connected to the first bearing ring 20 and thus to the wheel carrier 16, so that the bearing ring 24 and thus the wheel hub 30 and the vehicle wheel 12 can be rotated about the main axis of rotation 26 relative to the brake shoe 34.
  • the brake 32 By means of the brake 32, the bearing ring 24 and thus the wheel hub 30 and the vehicle wheel 12 can be braked with respect to rotations taking place about the main axis of rotation 26 and relative to the wheel carrier 16 and relative to the bearing ring 20, whereby the motor vehicle as a whole can be braked.
  • the electric wheel hub drive 10 also comprises, in particular precisely, an electric machine 36, which in the embodiment shown in the figure is designed as an axial flux machine (AFM).
  • the electric machine 36 has a stator 38 and a rotor 40, which can be driven by means of the stator 38 and is therefore rotatable about the main axis of rotation 26 relative to the stator 38, relative to the first bearing ring 20 and relative to the wheel carrier 16 and in this case also relative to the second bearing ring 24.
  • AFM axial flux machine
  • the rotor 40 Since the electric machine 36 in the embodiment shown in the figure is designed as an axial flux machine, the rotor 40 has two rotor elements 42 and 44, in this case designed as rotor disks, which are spaced apart from one another in the axial direction of the electric machine 36 and thus of the wheel hub drive 10 as a whole.
  • the rotor elements 42 and 44 form a receptacle in the axial direction of the wheel hub drive 10, in which receptacle the stator 38 is arranged, so that the stator 38 is arranged at least partially between the rotor elements 42 and 44 in the axial direction of the wheel hub drive 10, such that the rotor element 42 is at least partially overlapped by the stator 38 in a first direction coinciding with the axial direction or running parallel to the axial direction and illustrated by an arrow 47, which runs from the rotor element 42 towards the rotor element 44.
  • the rotor element 44 is at least partially overlapped by the stator 38 in a second direction coinciding with or parallel to the axial direction, opposite to the first direction and illustrated by an arrow 48, which extends from the rotor element 44 to the rotor element 42.
  • the electric machine 36 has a stator carrier 50, which is formed separately from the stator 38, for example, and is connected to the stator 38 in a rotationally fixed manner.
  • the stator carrier 50 is connected to the wheel carrier 16 in a rotationally fixed manner, in particular by means of the screw 22.
  • the stator carrier 50 is or comprises a housing, by which a receiving space 52 is delimited, in particular directly, wherein the stator 38 and also the rotor 40 can each be arranged at least partially in the receiving space 52.
  • the housing is clamped against the wheel carrier 16 by means of the screw 22 and is thus connected to the wheel carrier 16 in a rotationally fixed manner.
  • the brake shoe 34 is connected to the stator carrier 50 in a rotationally fixed manner, so that the brake shoe 34 is connected to the wheel carrier 16 in a rotationally fixed manner via the stator carrier 50.
  • the electric machine 36 has a rotor carrier 54 which is connected to the rotor 40 in a rotationally fixed manner.
  • the rotor carrier 54 is formed separately from the rotor 40 and is connected to the rotor 40 in a rotationally fixed manner.
  • the rotor elements 42 and 44 are connected to the rotor carrier 54 in a rotationally fixed manner, in particular, for example, in such a way that the rotor elements 42 and 44 are formed separately from the rotor carrier 54 and are connected to the rotor carrier 54 in a rotationally fixed manner.
  • the rotor 40 is thus rotatable about the main axis of rotation relative to the stator carrier 50.
  • the stator carrier 50 has a stator carrier cylinder section Z1, which in this case is cylindrical on the outer circumference and optionally on the inner circumference and thus has the shape of a right circular cylinder.
  • the stator carrier cylinder section Z1 is also referred to as the first cylinder section, wherein the stator carrier cylinder section Z1 is arranged coaxially, axially overlapping and radially surrounding the rotor 40.
  • the rotor carrier 54 has a first rotor cylinder section Z2, which is arranged coaxially to the rotor 40 and radially inside the rotor 40 and is also referred to as the second cylinder section and is cylindrical on the inner circumference and optionally on the outer circumference and thus has the shape of a right circular cylinder.
  • the first rotor cylinder section Z2 is arranged at least partially axially overlapping the first stator carrier cylinder section Z1.
  • the rotor carrier 54 has a second rotor cylinder section Z3 arranged coaxially to the rotor 40, which is also referred to as the third cylinder section and is arranged at least partially axially overlapping the first rotor cylinder section Z2 and radially within the first rotor cylinder section Z2.
  • the rotor carrier 54 has a rotor plate section RT arranged coaxially to the rotor 40, which is arranged radially between the first rotor cylinder section Z2 and the second rotor cylinder section Z3 and is directly connected to the first rotor cylinder section Z2 and to the second rotor cylinder section Z3.
  • the rotor plate section RT is arranged at a first end E1 of the first rotor cylinder section Z2 facing away from the wheel carrier 16 and at a second end E2 of the second rotor cylinder section Z3 facing away from the wheel carrier 16.
  • the wheel hub drive 10 has a clutch K, which has a first clutch half 56.
  • the clutch K By means of the clutch K, the rotor carrier 54 and thus the rotor 40 can be connected in a rotationally fixed manner to the bearing ring 24 and thus in a rotationally fixed manner to the wheel hub 30 and the vehicle wheel 12.
  • the clutch K can thus be switched between a coupled state and an uncoupled state.
  • the rotor carrier 54 and thus the rotor 40 are connected in a rotationally fixed manner to the bearing ring 24 and thus to the vehicle wheel 12 by means of the clutch K, so that when the stator 38 drives the rotor 40 and thus the rotor carrier 54 while the clutch K is in its coupled state, the electric machine 36 electrically drives the bearing ring 24 and thus the vehicle wheel 12 and subsequently the motor vehicle.
  • the coupling K allows relative rotations around the main axis of rotation 26 between the rotor 40 and the bearing ring 24 and thus between the rotor carrier 54 and the bearing ring 24, so that in the uncoupling state, the bearing ring 24 and thus the vehicle wheel 12 are uncoupled from the rotor 40 and the rotor carrier 54.
  • the first coupling half 56 is to be understood as a coupling element which is movable relative to the bearing rings 20 and 24, relative to the rotor carrier 54, relative to the wheel carrier 16 and relative to the rotor 40 between at least one coupling position causing the coupling state and at least one decoupling position causing the decoupling state, in particular translationally, in particular in the axial direction of the wheel hub drive 10.
  • the coupling half 56 is, for example, a pin, thus a Pin element which, for example, is cylindrical on the outer circumference at least over a length range.
  • the coupling half 56 is arranged radially between the first rotor cylinder section Z2 and the second rotor cylinder section Z3.
  • the coupling half 56 is in the coupling position. It can be seen that the coupling half 56 penetrates the rotor plate section RT axially, in particular completely, at least in the coupling position and preferably also in the decoupling position.
  • the electrical machine 36 is designed as an axial flux machine, wherein the rotor 40 is H-shaped and designed as an internal rotor.
  • the figure shows the coupling state of the clutch K, the coupling state of which is also referred to as the engaged state.
  • the decoupling state is also referred to as the disengaged state of the clutch K.
  • the clutch K is also referred to as a disconnect unit (DCU) or uncoupling unit.
  • DCU disconnect unit
  • the rotor 40 is connected to the wheel hub 30 in a form-fitting, rotationally fixed manner, such that the rotor 40 rotates with the wheel hub 30.
  • the disengaged state the rotor 40 is decoupled from the wheel hub 30, such that the rotor 40 and the wheel hub 30 can rotate relative to one another about the main axis of rotation 26.
  • the decoupling state can be used, for example, to implement what is known as sailing operation, as a result of which losses can be kept particularly low.
  • the brake 32 has a second braking element in the form of a brake drum 58.
  • the brake 32 is designed as a drum brake.
  • the brake 32 comprises an actuator 60, by means of which the brake shoe 34 can be moved relative to the brake drum 58, in particular in the radial direction, between at least one release position and at least one braking position.
  • the brake shoe 34 In the braking position, for example, the brake shoe 34 directly touches the brake drum 58, whereby the bearing ring 24 is braked via the brake drum 58 with respect to rotations around the main axis of rotation 26 and relative to the bearing ring 20, in particular frictionally, i.e. is braked relative to the bearing ring 20.
  • the brake shoe 34 In the release position, for example, the brake shoe 34 is spaced from the brake drum 58, whereby a Braking of the bearing ring 24 does not occur.
  • the actuator 60 is arranged axially overlapping the brake shoe 34 and the brake drum 58 and radially inside the brake shoe 34 and the brake drum 58. This ensures a particularly short axial length of the wheel hub drive 10.
  • the coupling half 56 is assigned an actuator 62, by means of which the coupling half 56 can be moved from the coupling position to the uncoupling position and/or from the uncoupling position to the coupling position.
  • the actuator 62 can be operated electrically.
  • the actuator 62 comprises a shaft and a pinion, via which the coupling half 56 can be moved from the coupling position to the uncoupling position and/or from the uncoupling position to the coupling position.
  • a release bearing 64 having a toothing for example, is provided, via which the coupling half 56 can be moved by means of the actuator 62 from the coupling position to the uncoupling position and/or from the uncoupling position to the coupling position.
  • the bearing ring 20 is arranged axially overlapping the bearing ring 24 and radially outside the bearing ring 24.
  • rolling elements 65 designed as balls are provided, via which the bearing ring 24 is rotatably mounted on the bearing ring 20.
  • the bearing rings 20 and 24 and the rolling elements 65 are, for example, components of a first bearing L1, which can be designed as a first rolling bearing.
  • the bearing L1 is axially sealed by means of sealing elements 66 and 68, which are designed, for example, as cover disks or sealing rings.
  • the first sealing element 66 is arranged directly between the first bearing ring 20 and the second bearing ring 24.
  • a second bearing in the form of a rotor bearing L2 is provided.
  • the rotor bearing L2 has a third bearing ring 70 and a fourth bearing ring 72.
  • the bearing ring 70 is arranged axially overlapping the bearing ring 72 and radially within the bearing ring 72, wherein the bearing ring 72 is rotatable via second rolling elements 74 of the rotor bearing L2, i.e. is mounted on the bearing ring 70 so as to be rotatable about the main axis of rotation 26 relative to the bearing ring 70.
  • the rolling elements 74 are designed as balls.
  • the rotor bearing L2 is thus designed as a second rolling bearing.
  • the third bearing ring 70 is connected, in particular permanently, in a rotationally fixed manner to the first bearing ring 20, in particular in such a way that the bearing rings 70 and 20 are integrally formed with one another, thus can be formed from a single piece, or the bearing rings 20 and 70 are formed separately from one another and connected to one another in a rotationally fixed manner.
  • the bearing ring 72 is, in particular permanently, rotationally fixedly connected to the rotor carrier 54, so that the rotor carrier 54 and thus the rotor 40 are rotatably mounted on the bearing ring 70 via the bearing ring 72 and the rolling elements 74 and via this on the wheel carrier 16.
  • the rotor bearing L2 is sealed on both sides in the axial direction by sealing elements 76, which are designed, for example, as cover disks.
  • the rotor bearing L2 is arranged axially overlapping the second rotor cylinder section Z3 and radially between the second rotor cylinder section Z3 and the first bearing ring 20.
  • a further sealing element 78 is also provided, which is designed, for example, as a radial seal.
  • the first sealing element 66 is a first sealing ring or is also referred to as a first sealing ring.
  • the sealing element 78 is a second sealing ring or is also referred to as a second sealing ring.
  • a counter element 80 is connected to the bearing ring 24, in particular permanently, in a rotationally fixed manner, with which the coupling half 56 cooperates in the coupling position, in particular in a form-fitting manner, in order to thereby connect the rotor 40 and thus the rotor carrier 54 in a rotationally fixed manner to the bearing ring 20.
  • the counter element 80 is designed, for example, as a slotted sheet metal, which is provided, for example, at least indirectly on the bearing ring 24.
  • the counter element 80 is, for example, a second coupling half of the coupling K or is also referred to as the second coupling half.
  • a rotor chamber is sealed by means of the sealing elements 66 and 78, also referred to as seals.
  • the sealing element 78 also referred to as a seal
  • the sealing element 68 is arranged in the rotor chamber.
  • the second coupling half i.e. the counter element 80, is arranged axially overlapping and radially inside the brake drum 58.
  • the wheel hub 30, which is connected to the second bearing ring 24 in a rotationally fixed manner, in particular permanently, has, for example, threaded holes 82, in each of which one of the wheel bolts 28, also referred to as screws, is received.
  • the respective wheel bolt 28 is screwed into the respective threaded hole 82 in which the respective wheel bolt 28 is received.
  • the sealing element 78 is arranged so as to axially overlap and radially surround the threaded holes 82.
  • the first sealing ring (sealing element 669) is arranged so as to axially overlap the stator 38 and/or axially overlap to the rotor 40.
  • the sealing element 78 is arranged, for example, in particular radially, directly between the stator carrier 50 and the counter element 80 (second coupling half).
  • the stator carrier 50 has a stator plate section ST which is arranged coaxially to the rotor 40 and which extends, for example, in a first plane.
  • the first plane runs perpendicular to the main axis of rotation 26.
  • the rotor plate section RT extends in a second plane which runs perpendicular to the main axis of rotation 26.
  • the first plane and the second plane can coincide, or the first plane and the second plane are spaced apart from one another, in particular in the axial direction of the electric wheel hub drive 10.
  • the brake 32 also referred to as the braking device, has the brake shoe 34 as the first friction unit which is connected, in particular permanently, in a rotationally fixed manner to the second bearing ring 24.
  • the brake 32 also referred to as the braking device, has the brake drum 58 as the second friction unit which is connected, in particular permanently, in a rotationally fixed manner to the second bearing ring.
  • the actuator 60 can be supplied with a preferably liquid brake fluid, whereby by means of the actuator 60, for example, at least a first friction surface of the brake shoe 34 can be pressed against at least a second friction surface of the brake drum 58, in particular such that by supplying the actuator 60 with the brake fluid by means of the actuator 60, the first friction surface can be moved in the direction of the second friction surface and in particular can be moved or brought into direct contact with the second friction surface.
  • the brake 32 can be actuated or actuated, whereby the brake 32 provides a braking torque for braking the second bearing ring 24 and thus the drive wheel 12.
  • stator plate section ST is arranged at least partially radially overlapping the rotor 40.
  • both the first friction unit (brake shoe 34) and the second friction unit (brake drum 58) are arranged on a side S1 of the stator plate section ST facing away from the rotor 40 in the axial direction of the electric wheel hub drive 10.
  • the electric wheel hub drive 10 has a brake fluid reservoir arranged in the stator carrier cylinder section Z1, i.e. running within the stator carrier cylinder section Z1 and through which the brake fluid can flow. and fluidically connected to the brake 32, via which the brake 32 can be supplied with the brake fluid for hydraulic actuation of the braking device (brake 32).
  • the brake 32 can be supplied with the brake fluid flowing through the brake fluid line 35 via the brake fluid line 35, so that the brake 32 can be actuated or is actuated by means of the brake fluid with which the brake 32 can be supplied or is supplied.
  • the first brake fluid line 35 extends in the axial direction of the electric wheel hub drive 10.
  • the electric wheel hub drive 10 also has a second brake fluid line 37 which is at least fluidically connected to the first brake fluid line 35 and is arranged in the stator plate section ST, thus running within the stator plate section ST, through which the brake fluid can flow.
  • the brake 32 can be supplied with the brake fluid for actuation via the brake fluid line 37, i.e. for actuating the brake 32.
  • the brake fluid line 37 is arranged downstream of the brake fluid line 35. Supplying the brake 32 with the brake fluid is to be understood as supplying the actuator 60 with the brake fluid.
  • the actuator 60 By supplying the actuator 60 with the brake fluid, the actuator 60 is or will be operable or operated, that is to say actuatable or actuated, wherein by operating or actuating the actuator 60 by means of the actuator 60, the friction surfaces, also referred to as braking surfaces, are or will be pressed against one another, whereby the drive wheel 12 can be braked.
  • the wheel hub drive 10 also has a third brake fluid line 39 which is fluidically connected to the second brake fluid line 37 and to the first brake fluid line 35, through which the brake fluid can flow and which extends at least partially in the wheel carrier 16.
  • the brake fluid line 39 is arranged upstream of the brake fluid line 35 and the brake fluid line 37. It can be seen that the brake fluid line 37 extends at least substantially in the radial direction of the wheel hub drive 10.
  • the stator carrier 50 has a second stator carrier cylinder section Z4, which is cylindrical on the inner circumference and/or outer circumference.
  • the stator plate section ST extends in the radial direction of the wheel hub drive 10 between the stator cylinder sections Z1 and Z4, in this case such that the stator plate section ST is an end of the stator cylinder section Z1 facing away from the wheel carrier 16 in the axial direction and at an end of the second stator cylinder section Z4 facing the wheel carrier 16 in the axial direction of the electric wheel hub drive 10.
  • stator plate section ST does not extend beyond the stator cylinder section Z1 when viewed in the radially outward direction, and the stator plate section ST does not extend beyond the second stator cylinder section Z4 when viewed in the radially inward direction, so that the stator plate section ST ends or begins at the first stator cylinder section Z1 and at the second stator cylinder section Z4 when viewed in the radial direction of the electric wheel hub drive 10.
  • the wheel hub drive 10 has a fourth brake fluid line 41 through which the brake fluid can flow and which is fluidically connected to the brake fluid lines 35, 37 and 39, which is arranged in the second stator cylinder section Z4, thus extending in the second stator cylinder section Z4.
  • the fourth brake fluid line 41 which is also referred to as the fourth brake line or fourth hydraulic line, is arranged upstream of the brake 32 and downstream of the second brake fluid line 37.
  • the brake 32 i.e. the actuator 60, can thus also be supplied with the brake fluid via the fourth brake fluid line 41, by means of which the actuator 60 or the brake 32 can be actuated.
  • the brake fluid line 41 it would be conceivable for the brake fluid line 41 to be formed separately from the stator cylinder section Z4 and to be arranged in the stator cylinder section Z4.
  • the fourth brake fluid line 41 has a fourth channel through which the brake fluid can flow and which is delimited, for example, in particular directly, by the fourth brake fluid line 41, in particular by a fourth inner peripheral surface of the brake fluid line 41.
  • the fourth brake fluid line 41 is a fourth brake fluid channel through which the brake fluid can flow and which is delimited, in particular directly, by the second stator cylinder section Z4, that is to say by an inner peripheral surface of the second stator cylinder section Z4.
  • the fourth brake fluid channel and thus the fourth brake fluid line 41, is designed as a bore in the second stator cylinder section Z4.
  • the statements regarding the brake fluid line 41 and the stator cylinder section Z4 can also be easily transferred to the brake line 37 and the stator plate section ST as well as to the brake line 35 and the first stator cylinder section Z1.
  • the first brake fluid line 35 is formed separately from the stator cylinder section Z1 and runs within the stator cylinder section Z1, so that, for example, the brake fluid line 35 has a first channel through which the brake fluid can flow and which is delimited, in particular directly, by the brake fluid line 35, in particular by a first inner peripheral surface of the brake fluid line.
  • the first brake fluid line 35 is a first brake fluid channel through which the brake fluid can flow and which is delimited, in particular directly, by the first stator cylinder section Z1, in particular by an inner peripheral surface of the first stator cylinder section Z1.
  • the brake fluid line 35 is formed, for example, as a bore in the first stator cylinder section Z1.
  • the second brake fluid line 37 it would be conceivable for the second brake fluid line 37 to be formed separately from the stator plate section ST and arranged in the stator plate section ST, thus running in the stator plate section ST, so that, for example, the second brake fluid line 37 has a second channel through which the brake fluid line can flow and which is delimited, in particular directly, by the second brake fluid line 37, in particular by a second inner peripheral surface of the brake fluid line 37.
  • the second brake fluid line 37 is a second brake fluid channel through which the brake fluid can flow and which is delimited, in particular directly, by the stator plate section ST, in particular by an inner peripheral surface of the stator plate section ST.
  • the second brake fluid line 37 it is particularly conceivable for the second brake fluid line 37 to be designed as a bore in the stator plate section ST.
  • the third brake fluid line 39 it would be conceivable for the third brake fluid line 39 to be formed separately from the wheel carrier 16 and arranged in the wheel carrier 16, thus running inside the wheel carrier 16, so that, for example, the third brake fluid line 39 has a third channel through which the brake fluid can flow, which is delimited, in particular directly, by the third brake fluid line 39, in particular by a third inner circumferential surface of the brake fluid line 39.
  • the third brake fluid line 39 is a third brake fluid channel through which the brake fluid can flow, which is delimited, in particular directly, by the wheel carrier 16, in particular by an inner circumferential surface of the wheel carrier 16.
  • the third brake fluid line 39 is designed as a bore in the wheel carrier 16. formed.
  • the number of parts, the installation space requirement, the weight and the costs of the electric wheel hub drive 10 can be kept particularly low.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Radnabenantrieb (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Radträger (16), mit einem Radlager (18), welches einen drehfest mit dem Radträger (16) verbundenen, ersten Lagerring (20) und einen um eine Hauptdrehachse (26) relativ zu dem ersten Lagerring (20) drehbaren, zweiten Lagerring (24) aufweist, mit einer Bremsvorrichtung (32), welche eine drehfest mit dem Radträger (16) verbundene, erste Reibeinheit (34) und eine drehfest mit dem zweiten Lagerring (24) verbundene, zweite Reibeinheit (58) aufweist, mit einer elektrischen Maschine (36), welche einen Stator (38) und einen Rotor (40) aufweist, mit einem Statorträger (50), welcher drehfest mit dem Radträger (16) verbunden ist, und mit einem Rotorträger (54), welcher drehfest mit dem Rotor (40) verbunden ist, wobei der Statorträger (50) einen Statorträgerzylinderabschnitt (Z1) aufweist, welcher koaxial, axial überlappend und radial umgebend zu dem Rotor (40) angeordnet ist.

Description

Elektrischer Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit wenigstens einem solchen Radnabenantrieb.
Der DE 102009 035 176 A1 ist ein Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug als bekannt zu entnehmen, mit einer elektrischen Maschine und einem Scheibenbremssystem, die beide radial innerhalb einer Felge angeordnet sind. Weiterer relevanter Stand der Technik ist durch die DE 10 2013 202 809 A1, die JP 2020 - 128 134 A sowie die JP 4 868 367 B2 gegeben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen elektrischen Radnabenantrieb zu schaffen, sodass eine besonders bauraumgünstige Bauweise realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Radnabenantrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen elektrischen Radnabenantrieb für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Der elektrische Radnabenantrieb wird auch als Radnabenmotor bezeichnet oder ist als ein Radnabenmotor betreibbar, wobei mittels des elektrischen Radnabenantriebs wenigstens oder genau ein einfach auch als Rad bezeichnetes Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den elektrischen Radnabenantrieb aufweist. Insbesondere weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens eine einfach auch als Achse bezeichnete Fahrzeugachse auf, welche wenigstens oder genau zwei einfach auch als Räder bezeichnete Fahrzeugräder aufweist, von denen ein Fahrzeugrad das zuvor genannte Fahrzeugrad ist. Insbesondere sind die Fahrzeugräder der Fahrzeugachse auf in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs einander gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet. Die Fahrzeugräder sind Bodenkontaktelemente, über welche das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs nach unten hin an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Wird das Kraftfahrzeug entlang des Bodens gefahren, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Bodenkontaktelemente an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Bodenkontaktelemente, insbesondere direkt, an dem Boden ab. Der auch als erster elektrischer Radnabenantrieb bezeichnete, elektrische Radnabenantrieb ist, insbesondere genau, einem der Fahrzeugräder der Fahrzeugachse zugeordnet, sodass mittels des Radnabenantriebs das Fahrzeugrad, dem der Radnabenantrieb zugeordnet ist, elektrisch angetrieben werden kann. Wenn im Folgenden von dem Fahrzeugrad oder dem Rad ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das eine Fahrzeugrad, mithin das mittels des elektrischen Radnabenantriebs antreibbare Fahrzeugrad zu verstehen, welches auch als Antriebsrad bezeichnet wird.
Der elektrische Radnabenantrieb weist einen Radträger und ein Radlager auf, welches einen drehfest mit dem Radträger verbundenen, ersten Lagerring aufweist. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass der erste Lagerring separat von dem Radträger ausgebildet und drehfest mit dem Radträger verbunden ist. Ferner wäre es denkbar, dass der erste Lagerring einstückig mit dem Radträger ausgebildet ist, sodass der Radträger und der erste Lagerring beispielsweise aus einem einzigen Stück gebildet und somit durch einen Monoblock gebildet oder als ein Monoblock ausgebildet sind. Beispielsweise ist der erste Lagerring eine erste Lageschale oder der erste Lagerring wird auch als erste Lagerschale bezeichnet. Das Radlager weist einen um eine Hauptdrehachse relativ zu dem ersten Lagerring und somit relativ zu dem Radträger drehbaren, zweiten Lagerring auf, welcher beispielsweise eine zweite Lageschale ist oder auch als zweite Lageschale bezeichnet wird. Ganz vorzugsweise ist das Radträger als ein Wälzlager ausgebildet, welches Wälzkörper aufweist. Beispielsweise sind die Wälzkörper als Kugeln ausgebildet, sodass das Wälzlager beispielsweise ein Kugellager ist. Dabei weist beispielsweise der erste Lagerring wenigstens eine erste Laufbahn auf, und beispielsweise weist der zweite Lagerring wenigstens eine zweite Laufbahn auf. Insbesondere ist der zweite Lagerring über die Wälzkörper drehbar, das heißt um die Hauptdrehachse relativ zu dem ersten Lagerring drehbar an dem ersten Lagerring gelagert. Beispielsweise sind die Wälzkörper, insbesondere jeweils, direkt an den Laufbahnen abgestützt. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass bei einer um die Hauptdrehachse und relativ zu dem ersten Lagerring erfolgenden Drehung des zweiten Lagerrings die Wälzkörper, insbesondere jeweils direkt, an den Laufbahnen abwälzen.
Der elektrische Radnabenantrieb weist außerdem, insbesondere wenigstens oder genau, eine Bremsvorrichtung auf, welche auch einfach als Bremse oder Bremseinrichtung bezeichnet wird. Die Bremsvorrichtung weist eine, insbesondere permanent, drehfest mit dem Radträger verbundene, erste Reibeinheit auf, welche auch als erstes Bremselement bezeichnet wird. Des Weiteren weist die Bremsvorrichtung eine, insbesondere permanent, drehfest mit dem zweiten Lagerring verbundene, zweite Reibeinheit auf, welche auch als zweites Bremselement bezeichnet wird. Mittels der Bremsvorrichtung und somit mittels der Reibeinheiten kann beispielsweise der zweite Lagerring hinsichtlich um die Hauptdrehachse und relativ zu dem ersten Lagerring erfolgender Drehungen, insbesondere rein, reibschlüssig, das heißt per Reibung, abgebremst werden, wodurch insbesondere das Antriebsrad und somit das Kraftfahrzeug insgesamt, abgebremst werden können. Somit ist die Bremsvorrichtung als eine Reibbremse ausgebildet, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Bremsvorrichtung eine Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs ist. Grundsätzlich wäre es denkbar, dass die Bremsvorrichtung eine Scheibenbremse ist, sodass beispielsweise das erste Bremselement, mithin die erste Reibeinheit ein Bremssattel ist oder einen Bremssattel umfasst. Insbesondere ist es denkbar, dass die erste Reibeinheit wenigstens einen Bremsbelag mit wenigstens einer Reibfläche umfasst oder wenigstens einen Bremsbelag mit wenigstens einer Reibfläche ist. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die zweite Reibeinheit eine Bremsscheibe mit wenigstens einer mit der Reibfläche korrespondierenden, zweiten Reibfläche ist. Mit anderen Worten weist beispielsweise die erste Reibeinheit wenigstens eine erste Reibfläche auf, und beispielsweise weist die zweite Reibeinheit wenigstens eine mit der ersten Reibfläche korrespondierende, zweite Reibfläche auf. Mittels der Reibeinheiten, insbesondere mittels der auch als Bremsflächen bezeichneten Reibflächen, ist unter, insbesondere direktem, Zusammenwirken der Reibeinheiten, insbesondere der Reibflächen, der zweite Lagerring hinsichtlich um die Hauptdrehachse und relativ zu dem ersten Lagerring verlaufender Drehungen, insbesondere rein, reibschlüssig abbremsbar, wodurch insbesondere das Antriebsrad und das Kraftfahrzeug insgesamt abgebremst werden können. Insbesondere ist es bei der Erfindung möglich, die zweite Reibeinheit radial, das heißt in radialer Richtung des elektrischen Radnabenantriebs, dessen axiale Richtung mit der Hauptdrehachse zusammenfällt und senkrecht zur radialen Richtung des elektrischen Radnabenantriebs verläuft, betrachtet besonders weit außen anzuordnen, sodass eine besonders hohe Bremsleistung realisiert und der axiale, mithin in axialer Richtung des elektrischen Radnabenantriebs verlaufende Bauraumbedarf des Radnabenantriebs besonders gering gehalten werden kann. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der axialen Richtung ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die axiale Richtung des elektrischen Radnabenantriebs zu verstehen. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der radialen Richtung ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die radiale Richtung des elektrischen Radnabenantriebs zu verstehen.
Der elektrische Radnabenantrieb weist des Weiteren eine elektrische Maschine auf, welche einen Stator und einen Rotor aufweist. Insbesondere ist der Rotor um die Hauptdrehachse relativ zu dem Stator, relativ zu dem ersten Lagerring und relativ zu dem Radträger und vorzugsweise auch relativ zu dem zweiten Lagerring drehbar.
Beispielsweise kann der Stator den Rotor antreiben und dadurch um die Hauptdrehachse relativ zu dem Stator drehen. Der elektrische Radnabenantrieb weist außerdem einen Statorträger auf, welcher drehfest mit dem Radträger verbunden ist. Insbesondere ist der Statorträger drehfest mit dem Stator verbunden, welcher beispielsweise durch den Statorträger getragen ist. Der elektrische Radnabenantrieb weist außerdem einen Rotorträger auf, welcher drehfest mit dem Rotor verbunden ist. Somit sind der Rotor und der Rotorträger um die Hauptdrehachse relativ zu dem Statorträger und relativ zu dem Stator drehbar.
Beispielsweise ist das Antriebsrad, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, mit dem zweiten Lagerring drehfest verbindbar oder verbunden, sodass sich insbesondere das Antriebsrad mit dem zweiten Lagerring um die Hauptdrehachse relativ zu dem ersten Lagerring und relativ zu dem Rotorträger mitdrehen kann. Beispielsweise ist der zweite Lagerring von dem Rotor antreibbar und dadurch um die Hauptdrehachse relativ zu dem Radträger drehbar. Da das Antriebsrad drehfest mit dem zweiten Lagerring verbunden oder verbindbar ist, kann der Rotor den zweiten Lagerring und über den zweiten Lagerring das Antriebsrad antreiben und dadurch den zweiten Lagerring und das Antriebsrad um die Hauptdrehachse relativ zu dem Radträger drehen, wodurch das Kraftfahrzeug angetrieben werden kann.
Beispielsweise ist der zweite Lagerring, insbesondere permanent, drehfest mit einer Radnabe verbunden, wobei das Antriebsrad, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, drehfest mit der Radnabe verbunden oder verbindbar ist. Es ist denkbar, dass der zweite Lagerring und die Radnabe separat voneinander ausgebildet und, insbesondere permanent, drehtest miteinander verbunden sind, oder der zweite Lagerring und die Radnabe sind einstückig miteinander ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet.
Der Statorträger weist einen Statorträgerzylinderabschnitt auf, welcher beispielsweise, insbesondere außenumfangsseitig, zylindrisch ausgebildet ist. Der Statorträgerzylinderabschnitt ist koaxial, axial überlappend und radial umgebend zu dem Rotor angeordnet. Des Weiteren weist der Statorträger einen koaxial zu dem Rotor angeordneten Statortellerabschnitt auf, welcher sich beispielsweise in einer Ebene erstreckt, welche senkrecht zur Hauptdrehachse verläuft. Insbesondere ist es vorgesehen, dass sich der Statortellerabschnitt in radialer Richtung nach innen und somit zur Hauptdrehachse hin von dem Statorträgerzylinderabschnitt wegerstreckt.
Beispielsweise ist es vorgesehen, dass sich der Statortellerabschnitt in radialer Richtung nach außen hin und somit weg von der Hauptdrehachse betrachtet nicht auf eine in radialer Richtung nach außen und somit von der Hauptdrehachse wegweisende Seite des Statorträgerzylinderabschnitts erstreckt, sodass vorzugsweise der Statortellerabschnitt in radialer Richtung nach außen hin betrachtet, insbesondere genau, an dem Statorträgerzylinderabschnitt endet.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente wie beispielsweise der erste Lagerring und der Radträger drehfest miteinander verbunden sind, zu verstehen, dass die Bauelemente drehfest miteinander verbunden sind, wenn die Bauelemente koaxial zueinander angeordnet sind, insbesondere bezogen auf eine Bauelementdrehachse und/oder auf eine Rotationssymmetrieachse, und wenn die Bauelemente derart miteinander verbunden sind, dass sie stets mit gleicher Winkelgeschwindigkeit insbesondere um die Bauelementdrehachse drehen. Insbesondere kann es sich um die Bauelementdrehachse um die Hauptdrehachse handeln. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist ein Element drehfest mit einem Gehäuse verbunden, wenn es nicht relativ zu dem Gehäuse verdreht werden kann. Unter dem Merkmal „radial überlappend“ ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Zwei, insbesondere zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrische, Elemente sind in Bezug auf eine gemeinsame Achse wie beispielsweise die Hauptdrehachse radial überlappend zueinander angeordnet, wenn sie zumindest teilweise in einem Bereich gleicher radialer Koordinaten, insbesondere gleicher Winkelkoordinaten, angeordnet sind. Unter dem Merkmal „axial überlappend“ ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Zwei Elemente sind hinsichtlich einer gemeinsamen Achse wie beispielsweise hinsichtlich der Hauptdrehachse axial überlappend zueinander angeordnet, wenn sie zumindest teilweise in einem Bereich gleicher axialer Koordinaten angeordnet sind. Insbesondere ist der erste Lagerring ein radial äußerer und radträgerfester Lagerring des Radlagers, sodass beispielsweise der erste Lagerring radial, das heißt in radialer Richtung des Radnabenantriebs außerhalb des zweiten Lagerrings angeordnet ist. Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der erste Lagerring zumindest teilweise axial überlappend zu dem zweiten Lagerring angeordnet ist. Somit ist beispielsweise der zweite Lagerring ein radial innerer Lagerring des Radlagers, sodass beispielsweise der zweite Lagerring radial weiter innen als der erste Lagerring angeordnet ist. Beispielsweise ist der erste Lagerring, insbesondere permanent, drehtest mit einem dritten Lagerring verbunden, an welchem beispielsweise der Rotorträger um die Hauptdrehachse relativ zu dem dritten Lagerring drehbar gelagert ist. Somit ist beispielsweise der dritte Lagerring ein Bestandteil eines auch als Rotorlager bezeichneten Rotorträgerlagers, mittels welchem der Rotorträger und somit der Rotor um die Hauptdrehachse relativ zu dem Radträger drehbar zumindest mittelbar an dem Radträger gelagert sind. Beispielsweise sind der erste Lagerring und der dritte Lagerring separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden, insbesondere drehtest miteinander verbunden und ganz insbesondere permanent drehtest miteinander verbunden, oder aber der erste Lagerring und der dritte Lagerring sind einstückig miteinander ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet. Dabei kann das Rotorträgerlager einen vierten Lagerring aufweisen, welcher beispielsweise, insbesondere permanent, drehtest mit dem Rotorträger verbunden ist. Dabei können der vierte Lagerring und der Rotorträger einstückig miteinander ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet sein, oder der vierte Lagerring und der Rotorträger sind separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden. Dabei ist beispielsweise der vierte Lagerring, insbesondere über zweite Wälzkörper, drehbar, das heißt um die Hauptdrehachse relativ zu dem dritten Lagerring drehbar an dem dritten Lagerring gelagert, sodass eine kompakte und reibungsarme Lagerung des Rotorträgers und somit des Rotors dargestellt werden kann.
Hinsichtlich der axialen Richtung des elektrischen Radnabenantriebs sind die erste Reibeinheit und die zweite Reibeinheit auf einer insbesondere in axialer Richtung von dem Rotor abgewandten, auch als Statortellerabschnittsseite bezeichnete Seite des Statortellerabschnitts angeordnet. Somit sind beide Reibeinheiten in axialer Richtung des elektrischen Radnabenantriebs betrachtet auf derselben Statortellerabschnittsseite angeordnet. Hierdurch kann insbesondere in axialer Richtung eine besonders kompakte Bauweise realisiert werden.
Um nun einen besonders geringen Bauraumbedarf, mithin eine besonders kompakte Bauweise des elektrischen Radnabenantriebs realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der elektrische Radnabenantrieb eine in dem Statorträgerzylinderabschnitt angeordnete, mithin innerhalb des Statorträgerzylinderabschnitts verlaufende, erste Bremsfluidleitung aufweist, welcher auch als erste Bremsleitung bezeichnet und von einem Bremsfluid durchströmbar ist.
Vorzugsweise ist das Bremsfluid flüssig und somit eine Bremsflüssigkeit. Vorzugsweise ist das Bremsfluid Bestandteil des elektrischen Radnabenantriebs. Die erste Bremsfluidleitung ist zumindest fluidisch und vorzugsweise auch mechanisch mit der Bremsvorrichtung verbunden, sodass zur hydraulischen Betätigung der Bremsvorrichtung die Bremsvorrichtung über die erste Bremsfluidleitung mit dem Bremsfluid versorgbar ist. Mit anderen Worten kann die Bremsvorrichtung mittels der ersten Bremsfluidleitung mit dem die erste Bremsfluidleitung durchströmenden Bremsfluid versorgt werden, wobei die Bremsvorrichtung mittels des Bremsfluids, mit welchem die Bremsvorrichtung über die erste Bremsfluidleitung versorgbar ist oder versorgt wird, betätigbar ist. Unter dem Betätigen der Bremsvorrichtung ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Die erste Reibeinheit oder zumindest ein beispielsweise die erste Bremsfläche aufweisendes, erstes Bremsteil der ersten Reibeinheit ist beispielsweise relativ zu der zweiten Reibeinheit, insbesondere relativ zu wenigstens einem insbesondere die zweite Reibfläche aufweisenden, zweiten Bremsteil der zweiten Reibeinheit, zwischen der wenigstens einen Ausgangsstellung und wenigstens einer auch als Betätigungsstellung bezeichneten Bremsstellung bewegbar. In der Betätigungsstellung wirken die Bremsflächen stärker als in der Ausgangsstellung reibschlüssig zusammen.
Beispielsweise sind die Reibflächen (Bremsflächen) in der Ausgangsstellung voneinander beabstandet, sodass die Reibflächen in der Ausgangsstellung nicht Zusammenwirken. Dies bedeutet, dass die Bremsvorrichtung in der Betätigungsstellung ein größeres Bremsmoment zum Abbremsen des zweiten Lagerrings bereitstellt als in der Ausgangsstellung. Beispielsweise stellt die Bremsvorrichtung in der Ausgangsstellung kein Bremsmoment zum Abbremsen des zweiten Lagerrings bereit, wobei beispielsweise die Bremsvorrichtung in der Betätigungsstellung ein insbesondere gegenüber null größeres Bremsmoment zum Abbremsen des zweiten Lagerrings bereitstellt, oder aber die Bremsvorrichtung stellt beispielsweise in der Ausgangsstellung eine insbesondere gegenüber null größeres, erstes Bremsmoment zum Abbremsen des zweiten Lagerrings bereit, und beispielsweise stellt die Bremsvorrichtung in der Betätigungsstellung ein insbesondere gegenüber null und gegenüber dem ersten Bremsmoment größeres, zweites Bremsmoment zum Abbremsen des zweiten Lagerrings bereit. Durch Betätigen der Bremsvorrichtung ist oder wird die erste Reibeinheit beziehungsweise das erste Bremsteil relativ zu der zweiten Reibeinheit beziehungsweise zu dem zweiten Bremsteil aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt, sodass beispielsweise die erste Reibeinheit beziehungsweise das erste Bremsteil in der Betätigungsstellung gegenüber der Ausgangsstellung stärker gegen die zweite Reibeinheit beziehungsweise gegen das zweite Bremsteil gedrückt wird. Somit kann durch Betätigen der Bremsvorrichtung der zweite Lagerring relativ zu dem ersten Lagerring abgebremst werden.
Es ist denkbar, dass die erste Bremsfluidleitung separat von dem Statorträger ausgebildet ist und in dem Statorträgerzylinderabschnitt angeordnet ist, mithin innerhalb des Statorträgerzylinderabschnitts verläuft, wobei beispielsweise die erste Bremsfluidleitung, insbesondere eine erste innenumfangsseitige Mantelfläche der ersten Bremsfluidleitung, einen von dem Bremsfluid durchströmbaren, ersten Kanal, insbesondere direkt, begrenzt. Ferner ist es denkbar, dass die erste Bremsfluidleitung ein von dem Bremsfluid durchströmbarer, erster Bremsfluidkanal ist, welcher, insbesondere direkt, durch den Statorträgerzylinderabschnitt, insbesondere durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche des Statorträgerzylinderabschnitts, begrenzt ist. Die erste Bremsfluidleitung wird auch als Hydraulikleitung bezeichnet und ist bei der Erfindung besonders platzsparend in den Statorträgerzylinderabschnitt und somit in den Statorträger integriert, sodass eine besonders platzsparende, mithin bauraumgünstige Integration der ersten Bremsfluidleitung und somit der Bremsvorrichtung insgesamt in dem Radnabenantrieb darstellbar ist. Durch diese Integration der ersten Bremsfluidleitung in den Statorträger können übermäßige Abstände durch Bewegungsfreiheiten und Durchmesser von separaten, externen Hydraulikleitungen vermieden werden. Außerdem kann die erste Bremsfluidleitung besonders vorteilhaft vor Umgebungseinflüssen wie Steinschlag geschützt werden. Außerdem kann im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen die Teileanzahl gering gehalten werden, sodass das Gewicht, die Kosten und der Bauraumbedarf des Radnabenantriebs in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können. Des Weiteren kann eine vorteilhaft geringe Komplexität des Radnabenantriebs realisiert werden, sodass dessen Kosten in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können.
Um die erste Bremsfluidleitung besonders bauraumgünstig und einfach in den Statorträgerzylinderabschnitt und somit in den Statorträger integrieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass sich die erste Bremsfluidleitung zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung des elektrischen Radnabenantriebs erstreckt.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich durch eine mit der ersten Bremsfluidleitung fluidisch verbundene, zweite Bremsfluidleitung auf, welche von dem Bremsfluid durchströmbar ist. Es ist denkbar, dass die zweite Bremsfluidleitung separat von der ersten Bremsfluidleitung ausgebildet und zumindest fluidisch und vorzugsweise auch mechanisch mit der ersten Bremsfluidleitung verbunden ist, oder die erste Bremsfluidleitung und die zweite Bremsfluidleitung sind einstückig miteinander ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet und somit durch einen Monoblock gebildet oder als ein Monoblock ausgebildet. Die zweite Bremsfluidleitung ist in dem Statortellerabschnitt angeordnet. Mit anderen Worten verläuft die zweite Bremsfluidleitung innerhalb des Statortellerabschnitts. Die Bremsvorrichtung kann über die zweite Bremsfluidleitung mit dem die zweite Bremsfluidleitung durchströmenden Bremsfluid versorgt werden, sodass die Bremsvorrichtung mittels des die zweite Bremsfluidleitung und die erste Bremsfluidleitung durchströmenden Bremsfluids betätigbar ist.
Die vorigen und folgenden Ausführungen zur ersten Bremsfluidleitung und dem Statorträgerzylinderabschnitt können ohne Weiteres auch auf die zweite Bremsfluidleitung und den Statortellerabschnitt übertragen werden und umgekehrt. Somit ist es denkbar, dass die zweite Bremsfluidleitung, welche auch als zweite Bremsleitung oder zweite Hydraulikleitung bezeichnet wird, separat von dem Statortellerabschnitt ausgebildet ist und in dem Statortellerabschnitt verläuft. Somit ist beispielsweise ein von dem Bremsfluid durch ström barer, zweiter Kanal durch die zweite Bremsfluidleitung, insbesondere durch eine zweite innenumfangsseitige Mantelfläche der zweiten Bremsfluidleitung, begrenzt, insbesondere direkt begrenzt. Alternativ ist es denkbar, dass die zweite Bremsfluidleitung ein zweiter Bremsfluidkanal ist, welcher von dem Bremsfluid durchströmbar und, insbesondere direkt, durch den Statortellerabschnitt, insbesondere durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche des Statortellerabschnitts, begrenzt ist. Insbesondere ist es denkbar, dass in Strömungsrichtung des die erste Bremsfluidleitung und die zweite Bremsfluidleitung durchströmenden und dabei zu der Bremsvorrichtung hinströmenden Bremsfluids die zweite Bremsfluidleitung stromab der ersten Bremsfluidleitung und stromauf der Bremsvorrichtung angeordnet ist, sodass beispielsweise das Bremsfluid auf seinem Weg zu der Bremsvorrichtung zunächst die erste Bremsfluidleitung und daraufhin die zweite Bremsfluidleitung durchströmt. Beispielsweise bilden die erste Bremsfluidleitung und die zweite Bremsfluidleitung eine Gesamtleitung oder die erste Bremsfluidleitung und die zweite Bremsfluidleitung sind Bestandteil einer Gesamtleitung, wobei die Gesamtleitung von dem Bremsfluid durchströmbar ist. Dabei kann die Bremsvorrichtung über die Gesamtleitung mit dem die Gesamtleitung durchströmenden Bremsfluid durchströmt werden. Durch die Anordnung der zweiten Bremsfluidleitung in dem Statortellerabschnitt ist die zweite Bremsfluidleitung in den Statortellerabschnitt integriert, sodass die erste Bremsfluidleitung und die zweite Bremsfluidleitung in den Statorträger integriert sind. Dadurch kann eine besonders bauraumgünstige und einfache Integration der Gesamtleitung in den Statorträger dargestellt werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass sich die zweite Bremsfluidleitung zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung des elektrischen Radnabenantriebs erstreckt. Insbesondere ist es dabei vorgesehen, dass sich die zweite Bremsfluidleitung in radialer Richtung des elektrischen Radnabenantriebs nach innen und somit zur Hauptdrehachse hin von der ersten Bremsfluidleitung weg erstreckt. Dadurch kann eine besonders platzsparende sowie einfache und somit kostengünstige Integration der zweiten Bremsfluidleitung in den Statorträger dargestellt werden.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der elektrischen Radnabenantrieb eine mit der zweite Bremsfluidleitung fluidisch verbundene, dritte Bremsfluidleitung auf, welche auch als dritte Bremsleitung oder dritte Hydraulikleitung bezeichnet wird. Die dritte Bremsfluidleitung ist von dem Bremsfluid durchströmbar, wobei sich die dritte Bremsfluidleitung zumindest teilweise in dem Radträger, das heißt innerhalb des Radträgers erstreckt. Beispielsweise ist die dritte Bremsfluidleitung separat von der ersten Bremsfluidleitung und/oder separat von der zweiten Bremsfluidleitung ausgebildet und zumindest fluidisch und vorzugsweise auch mechanisch mit der ersten Bremsfluidleitung und/oder mit der zweiten Bremsleitung verbunden. Ferner ist es denkbar, dass die dritte Bremsfluidleitung einstückig mit ersten und/oder zweiten Bremsfluidleitung ausgebildet ist, sodass beispielsweise die dritte Bremsfluidleitung und die erste Bremsfluidleitung aus einem einzigen Stück gebildet sind. Alternativ oder zusätzlich sind beispielsweise die zweite Bremsfluidleitung und die dritte Bremsfluidleitung aus einem einzigen Stück gebildet, mithin einstückig miteinander ausgebildet. Die Bremsvorrichtung ist auch über die dritte Bremsfluidleitung mit dem Bremsfluid versorgt. Somit ist beispielsweise auch die dritte Bremsfluidleitung Bestandteil der Gesamtleitung. Die vorigen und folgenden Ausführungen zur ersten Bremsfluidleitung und dem Statorzylinderabschnitt können ohne Weiteres auch auf die dritte Bremsfluidleitung und den Radträger übertragen werden und umgekehrt. Somit ist es denkbar, dass die dritte Bremsfluidleitung separat von dem Radträger ausgebildet ist und innerhalb des Radträgers verläuft. Somit ist beispielsweise ein von dem Bremsfluid durchströmbarer, dritter Kanal der dritten Bremsfluidleitung, insbesondere direkt, durch die dritte Bremsfluidleitung, insbesondere durch eine dritte innenumfangsseitige Mantelfläche der dritten Bremsfluidleitung begrenzt. Alternativ ist es denkbar, dass die dritte Bremsfluidleitung ein dritter Bremsfluidkanal ist, welcher, insbesondere direkt, durch den Radträger, insbesondere durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche des Radträgers, begrenzt ist.
In Strömungsrichtung des die Bremsfluidleitungen durchströmenden und dabei hin zu der Bremsvorrichtung strömenden Bremsfluids ist beispielsweise die dritte Bremsfluidleitung stromauf der ersten Bremsfluidleitung angeordnet, welche vorzugsweise stromauf der zweiten Bremsfluidleitung angeordnet ist, die stromauf der Bremsvorrichtung angeordnet ist. Somit strömt beispielsweise das Bremsfluid auf seinem Weg zu der Bremsvorrichtung zunächst durch die dritte Bremsfluidleitung, daraufhin durch die erste Bremsfluidleitung und daraufhin durch die zweite Bremsfluidleitung. Durch die Anordnung der dritten Bremsfluidleitung in den Radträger kann eine besonders bauraumgünstige und somit platzsparende Integration der dritten Bremsfluidleitung in den Radnabenantrieb realisiert werden, sodass insgesamt die Gesamtleitung und somit die Bremsvorrichtung kosten- und bauraumgünstig in den Radnabenantrieb integriert werden können.
Grundsätzlich wäre es möglich, eine separate, von dem Bremsfluid durchströmbare und beispielsweise als Druckölleitung ausgebildete Leitung zu verwenden, welche die Bremsvorrichtung mit dem beispielsweise als Öl ausgebildeten Bremsfluid versorgen kann und dabei außerhalb des Statorträgers und außerhalb des Radträgers verläuft. Es wurde jedoch gefunden, dass hierdurch eine angespannte, insbesondere radiale Maßkette insbesondere innerhalb einer Felge eines Antriebsrads entstehen kann, da unter anderem Bewegungsabstände und Durchmesser der Leitung vorgehalten werden müssten. Diese Probleme und Nachteile können nun durch die Integration der jeweiligen Bremsfluidleitung in den Statorträger beziehungsweise Radträger vermieden werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Bremsvorrichtung als eine Trommelbremse ausgebildet ist, wobei die erste Reibeinheit als ein Bremsschuh und die zweite Reibeinheit als eine Bremstrommel ausgebildet ist. Dadurch kann der Bauraumbedarf des Radnabenantriebs besonders gering gehalten werden. Außerdem ist es dadurch möglich, die Bremsvorrichtung, insbesondere in radialer Richtung betrachtet, besonders weit außenliegend anzuordnen, wodurch eine besonders vorteilhafte Reparatur- und Wartungsfähigkeit realisiert werden kann. Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der elektrische Radnabenantrieb die zuvor genannte Radnabe auf, welche, insbesondere permanent, drehfest mit dem zweiten Lagerring verbunden ist. Dabei weist die Radnabe Gewindebohrungen zur Aufnahme von Radschrauben auf. Dies bedeutet, dass in der jeweiligen Gewindebohrung, insbesondere genau, eine Radschraube aufnehmbar oder aufgenommen ist. Insbesondere ist beispielsweise die jeweilige Radschraube, insbesondere direkt, in die jeweilige Gewindebohrung, in welche die jeweilige Radschraube aufnehmbar oder aufgenommen ist, einschraubbar oder eingeschraubt. Dabei ist beispielsweise das Antriebsrad mittels der Radschraube, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, an der Radnabe befestigbar oder befestigt, insbesondere derart, dass das Antriebsrad drehfest mit der Radnabe verbindbar oder verbunden ist. Um dabei die Bremsvorrichtung besonders platzsparend in den Radnabenantrieb integrieren zu können, ist es vorgesehen, dass ein Aktor der Bremsvorrichtung zumindest teilweise axial überlappend zu den Gewindebohrungen angeordnet ist.
Beispielsweise ist der Aktor mit dem Bremsfluid versorgbar, wobei der Aktor mittels des Bremsfluids, mit welchem der Aktor versorgbar ist oder versorgt wird, betätigbar ist. Durch Betätigen des Aktors ist oder wird mittels des Aktors beispielsweise die erste Reibeinheit beziehungsweise das erste Bremsteil aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegbar oder bewegt.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der elektrische Radnabenantrieb eine Kupplung auf, welche dazu ausgebildet ist, den Rotorträger drehfest mit dem zweiten Lagerring zu verbinden. Insbesondere ist die Kupplung dazu ausgebildet, den Rotor und somit den Rotorträger mit dem zweiten Lagerring drehfest, insbesondere formschlüssig drehfest, zu verbinden. Dabei ist die Kupplung beispielsweise zwischen einem Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar. In dem Koppelzustand ist mittels der Kupplung der Rotor und somit der Rotorträger drehfest mit dem zweiten Lagerring verbunden, sodass insbesondere der Rotor den zweiten Lagerring antreiben und dadurch relativ zu dem Radträger um die Hauptdrehachse drehen kann. In dem Entkoppelzustand gibt die Kupplung den Rotor und somit den Rotorträger für eine um die Hauptdrehachse und relativ zu dem zweiten Lagerring erfolgende Drehung frei, sodass in dem Entkoppelzustand der zweite Lagerring und der Rotor und somit der zweite Lagerring und der Rotorträger um die Hauptdrehachse relativ zueinander drehbar sind. Die Kupplung ist somit eine Abkoppeleinheit oder Trenneinheit, welche auch als Disconnect Unit (DCU) bezeichnet wird. Insbesondere sind der Rotor und somit der Rotorträger in dem Koppelzustand mit dem zweiten Lagerring mittels der Kupplung drehtest, insbesondere formschlüssig drehtest, verbunden. Hierdurch kann auf besonders bauraumgünstige Weise ein besonders effizienter Betrieb des Radnabenantriebs gewährleistet werden.
Bei einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Kupplung eine erste Kupplungshälfte und eine zweite Kupplungshälfte auf, welche drehtest miteinander verbindbar sind. Hierdurch ist der Rotorträger drehtest mit dem zweiten Lagerring verbindbar. Insbesondere sind die Kupplungshälften in dem Koppelzustand drehtest, insbesondere formschlüssig drehtest, miteinander verbunden, wodurch der Rotorträger, insbesondere formschlüssig drehtest mit dem zweiten Lagerring verbunden ist. In dem Entkoppelzustand sind die Kupplungshälften voneinander entkoppelt und dabei um die Hauptdrehachse relativ zueinander drehbar, sodass in dem Entkoppelzustand der Rotorträger und der zweite Lagerring um die Hauptdrehachse relativ zueinander drehbar sind. Beispielsweise ist die erste Kupplungshälfte, insbesondere permanent, drehtest mit dem Rotorträger und somit mit dem Rotor verbunden. Beispielsweise ist die zweite Kupplungshälfte, insbesondere permanent, drehtest mit dem zweiten Lagerring verbunden.
Um dabei die Kupplung besonders bauraumgünstig in den Radnabenantrieb integrieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die erste Kupplungshälfte axial, das heißt in axialer Richtung des Radnabenantriebs und vorzugsweise relativ zu dem Rotorträger, relativ zu dem Rotor, relativ zu dem Stator, relativ zu dem Statorträger und relativ zu dem ersten Lagerring und relativ zu dem zweiten Lagerring, verschiebbar ist, insbesondere zwischen wenigstens einer den Koppelzustand bewirkenden Koppelstellung und wenigstens einer den Entkoppelzustand bewirkenden Entkoppelstellung.
Um den Bauraumbedarf besonders gering halten und einen besonders effizienten Betrieb realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die elektrische Maschine als eine Axialflussmaschine (AFM) ausgebildet ist, wobei der Rotor in H-Form und als Innenläufer ausgebildet ist.
Beispielsweise weist der Rotorträger einen koaxial zu dem Rotor und radial innerhalb des Rotors angeordneten, ersten Rotorzylinderabschnitt auf, welcher beispielsweise innenumfangsseitig und/oder außenumfangsseitig zylindrisch ausgebildet ist. Um eine besonders kompakte Bauweise des elektrischen Radnabenantriebs realisieren zu können, ist es beispielsweise vorgesehen, dass der erste Rotorzylinderabschnitt zumindest teilweise axial überlappend zu dem Statorträgerzylinderabschnitt angeordnet ist. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, ausgebildet ist und wenigstens einen elektrischen Radnabenantrieb gemäß dem ersten Aspekt aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht eines elektrischen Radnabenantriebs für ein Kraftfahrzeug.
Die einzige Fig. zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht einen auch als Radnabenmotor bezeichneten, elektrischen Radnabenantrieb 10 für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den Radnabenantrieb 10 aufweist. Das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend angeordnete Fahrzeugachsen auf, wobei die jeweilige Fahrzeugachse, insbesondere genau, zwei Fahrzeugräder aufweist. Die Fahrzeugräder des Kraftfahrzeugs sind Bodenkontaktelemente, über welche das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs nach unten hin an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Wird das Kraftfahrzeug entlang des Bodens gefahren, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Bodenkontaktelemente an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Bodenkontaktelemente, insbesondere direkt, an dem Boden ab. Beispielsweise weist wenigstens eine der Fahrzeugachsen den Radnabenantrieb 10 auf, wobei die wenigstens eine, den Radnabenantrieb 10 aufweisende Fahrzeugachse auch als Antriebsachse bezeichnet wird. Dabei ist der Radnabenantrieb 10 einem ersten der Fahrzeugräder der Antriebsachse zugeordnet, wobei das erste Fahrzeugrad der Antriebsachse auch als erstes Antriebsrad bezeichnet wird, in der Fig. teilweise dargestellt ist und mit 12 bezeichnet ist. Beispielsweise ist einem zweiten der Fahrzeugräder der Antriebsachse ein zweiter Radnabenantrieb zugeordnet, wobei die folgenden und vorigen Ausführungen zum Radnabenantrieb 10 ohne Weiteres auch auf den zweiten Radnabenantrieb übertragen werden können und umgekehrt. Mittels des Radnabenantriebs 10 ist das erste Fahrzeugrad 12 antreibbar, und mittels des zweiten Radnabenantriebs ist das zweite Fahrzeugrad antreibbar, sodass das zweite Fahrzeugrad auch als zweites Antriebsrad bezeichnet wird. Durch Antreiben der Antriebsräder kann das Kraftfahrzeug insgesamt angetrieben werden. Das Fahrzeugrad 12 weist eine Felge 14 auf, auf welcher ein in der Fig. nicht dargestellter Reifen des Fahrzeugrads 12 aufgezogen sein kann.
Aus der Fig. ist erkennbar, dass der Radnabenantrieb 10 einen Radträger 16 aufweist, welcher beispielsweise gelenkig an einem insbesondere als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau des Kraftfahrzeugs angebunden ist, dessen auch als Fahrgastzelle oder Fahrgastraum bezeichneter Innenraum durch den Aufbau gebildet ist. Insbesondere können sich während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs im Innenraum Personen wie beispielsweise die Fahrerin oder der Fahrer des Kraftfahrzeugs aufhalten.
Der Radnabenantrieb 10 weist außerdem ein Radlager 18 auf, welches einen drehfest mit dem Radträger verbundenen, ersten Lagerring 20 aufweist. Bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Lagerring 20 separat von dem Radträger 16 ausgebildet und drehfest mit dem Radträger 16 verbunden. Hierfür ist wenigstens eine Schraube 22 vorgesehen, mittels welcher der Lagerring 20 drehfest mit dem Radträger 16 verbunden ist.
Das Radlager 18 weist außerdem einen zweiten Lagerring 24 auf, welcher um eine Hauptdrehachse 26 relativ zu dem Lagerring 20 und somit relativ zu dem Radträger 16 drehbar ist. Es ist erkennbar, dass die Felge 14 und somit das Fahrzeugrad 12, beispielsweise mittels wenigstens einer oder mehrerer Radschrauben 28, zerstörungsfrei lösbar und dabei drehfest mit dem Lagerring 24 verbunden sind, sodass das Fahrzeugrad 12 mit dem Lagerring 24 um die Hauptdrehachse 26 relativ zu dem Lagerring 20 und relativ zu dem Radträger 16 mitdrehbar ist. Insbesondere ist der Lagerring 24 drehfest mit einer Radnabe 30 verbunden, mit welcher das Fahrzeugrad 12 drehfest und zerstörungsfrei lösbar verbunden ist. Beispielsweise können die Radnabe 30 und der Lagerring 24 einstückig miteinander ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet sein, oder die Radnabe 30 und der Lagerring 24 sind separat voneinander ausgebildet und drehtest miteinander verbunden.
Der elektrische Radnabenantrieb 10 weist eine Bremse 32 auf, welche ein erstes Bremselement aufweist, das als Bremsschuh 34 bezeichnet wird. Der Bremsschuh 34 ist drehtest mit dem ersten Lagerring 20 und somit mit dem Radträger 16 verbunden, sodass der Lagerring 24 und somit die Radnabe 30 und das Fahrzeugrad 12 um die Hauptdrehachse 26 relativ zu dem Bremsschuh 34 drehbar sind. Mittels der Bremse 32 können der Lagerring 24 und somit die Radnabe 30 und das Fahrzeugrad 12 im Hinblick auf um die Hauptdrehachse 26 und relativ zu dem Radträger 16 und relativ zu dem Lagerring 20 erfolgende Drehungen abgebremst werden, wodurch das Kraftfahrzeug insgesamt abgebremst werden kann.
Der elektrische Radnabenantrieb 10 umfasst außerdem, insbesondere genau, eine elektrische Maschine 36, welche bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel als eine Axialflussmaschine (AFM) ausgebildet ist. Die elektrische Maschine 36 weist einen Stator 38 und einen Rotor 40 auf, welcher mittels des Stators 38 antreibbar und dadurch um die Hauptdrehachse 26 relativ zu dem Stator 38, relativ zu dem ersten Lagerring 20 und relativ zu dem Radträger 16 und vorliegend auch relativ zu dem zweiten Lagerring 24 drehbar ist. Da die elektrische Maschine 36 bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel als Axialflussmaschine ausgebildet ist, weist der Rotor 40 zwei vorliegend als Rotorscheiben ausgebildete Rotorelemente 42 und 44 auf, welche in axialer Richtung der elektrischen Maschine 36 und somit des Radnabenantriebs 10 insgesamt voneinander beabstandet sind. Die axiale Richtung des Radnabenantriebs 10, dessen radiale Richtung senkrecht zur axialen Richtung des Radnabenantriebs 10 verläuft und durch einen Doppelpfeil 46 veranschaulicht ist, fällt mit der Hauptdrehachse 26 zusammen. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der axialen Richtung oder von „axial“ ist, so ist damit die axiale Richtung des Radnabenantriebs 10 gemeint, falls nichts anderes angegeben ist. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der radialen Richtung oder von „radial“ ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die radiale Richtung des elektrischen Radnabenantriebs 10 zu verstehen. Durch die Rotorelemente 42 und 44 ist in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 eine Aufnahme gebildet, in welcher der Stator 38 angeordnet ist, sodass der Stator 38 in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 zumindest teilweise zwischen den Rotorelementen 42 und 44 angeordnet ist, derart, dass das Rotorelement 42 in eine mit der axialen Richtung zusammenfallende oder parallel zu der axialen Richtung verlaufende und durch einen Pfeil 47 veranschaulichte, erste Richtung, die von dem Rotorelement 42 hin zu dem Rotorelement 44 verläuft, zumindest teilweise durch den Stator 38 überlappt ist. Außerdem ist das Rotorelement 44 in eine mit der axialen Richtung zusammenfallende oder parallel zu der axialen Richtung verlaufende, der ersten Richtung entgegengesetzte und durch einen Pfeil 48 veranschaulichte, zweite Richtung, die von dem Rotorelement 44 zu dem Rotorelement 42 verläuft, zumindest teilweise durch den Stator 38 überlappt.
Die elektrische Maschine 36 weist einen Statorträger 50 auf, welcher beispielsweise separat von dem Stator 38 ausgebildet und drehfest mit dem Stator 38 verbunden ist. Der Statorträger 50 ist drehfest mit dem Radträger 16 verbunden, insbesondere mittels der Schraube 22. Beispielsweise ist oder umfasst der Statorträger 50 ein Gehäuse, durch welches ein Aufnahmeraum 52, insbesondere direkt, begrenzt ist, wobei der Stator 38 und auch der Rotor 40 jeweils zumindest teilweise in dem Aufnahmeraum 52 angeordnet sein können. Insbesondere ist das Gehäuse mittels der Schraube 22 gegen den Radträger 16 geklemmt und somit insbesondere drehfest mit dem Radträger 16 verbunden. Außerdem ist der Bremsschuh 34 drehfest mit dem Statorträger 50 verbunden, sodass der Bremsschuh 34 über den Statorträger 50 drehfest mit dem Radträger 16 verbunden ist.
Die elektrische Maschine 36 weist einen Rotorträger 54 auf, welcher drehfest mit dem Rotor 40 verbunden ist. Insbesondere ist der Rotorträger 54 separat von dem Rotor 40 ausgebildet und drehfest mit dem Rotor 40 verbunden. Bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Rotorelemente 42 und 44 drehfest mit dem Rotorträger 54 verbunden, insbesondere beispielsweise derart, dass die Rotorelemente 42 und 44 separat von dem Rotorträger 54 ausgebildet und drehfest mit dem Rotorträger 54 verbunden sind. Somit ist der Rotor 40 um die Hauptdrehachse relativ zu dem Statorträger 50 drehbar.
Der Statorträger 50 weist einen Statorträgerzylinderabschnitt Z1 auf, welcher vorliegend außenumfangsseitig sowie gegebenenfalls innenumfangsseitig zylindrisch ausgebildet ist und somit die Form eines geraden Kreiszylinders aufweist. Der Statorträgerzylinderabschnitt Z1 wird auch als erster Zylinderabschnitt bezeichnet, wobei der Statorträgerzylinderabschnitt Z1 koaxial, axial überlappend und radial umgebend zu dem Rotor 40 angeordnet ist. Der Rotorträger 54 weist einen koaxial zu dem Rotor 40 und radial innerhalb des Rotors 40 angeordneten, ersten Rotorzylinderabschnitt Z2 auf, welcher auch als zweiter Zylinderabschnitt bezeichnet wird und innenumfangsseitig sowie gegebenenfalls außenumfangsseitig zylindrisch ausgebildet ist und somit die Form eines geraden Kreiszylinders aufweist. Um nun eine besonders kompakte Bauweise des Radnabenantriebs 10 zu realisieren, ist der erste Rotorzylinderabschnitt Z2 zumindest teilweise axial überlappend zu dem ersten Statorträgerzylinderabschnitt Z1 angeordnet.
Der Rotorträger 54 weist einen koaxial zu dem Rotor 40 angeordneten, zweiten Rotorzylinderabschnitt Z3 auf, welcher auch als dritter Zylinderabschnitt bezeichnet wird und zumindest teilweise axial überlappend zu dem ersten Rotorzylinderabschnitt Z2 und radial innerhalb des ersten Rotorzylinderabschnitts Z2 angeordnet ist. Dabei weist der Rotorträger 54 einen koaxial zu dem Rotor 40 angeordneten Rotortellerabschnitt RT auf, welcher radial zwischen dem ersten Rotorzylinderabschnitt Z2 und dem zweiten Rotorzylinderabschnitt Z3 angeordnet und jeweils unmittelbar mit dem ersten Rotorzylinderabschnitt Z2 und mit dem zweiten Rotorzylinderabschnitt Z3 verbunden ist. Der Rotortellerabschnitt RT ist dabei an einem von dem Radträger 16 abgewandten, ersten Ende E1 des ersten Rotorzylinderabschnitts Z2 und an einem von dem Radträger 16 abgewandten, zweiten Ende E2 des zweiten Rotorzylinderabschnitts Z3 angeordnet.
Der Radnabenantrieb 10 weist eine Kupplung K auf, welche eine erste Kupplungshälfte 56 aufweist. Mittels der Kupplung K können der Rotorträger 54 und somit der Rotor 40 drehfest mit dem Lagerring 24 und somit drehfest mit der Radnabe 30 und dem Fahrzeugrad 12 verbunden werden. Die Kupplung K ist somit zwischen einem Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar. In dem Koppelzustand sind mittels der Kupplung K der Rotorträger 54 und somit der Rotor 40 drehfest mit dem Lagerring 24 und somit mit dem Fahrzeugrad 12 verbunden, sodass dann, wenn der Stator 38 den Rotor 40 und somit den Rotorträger 54 antreibt, während sich die Kupplung K in ihrem Koppelzustand befindet, die elektrische Maschine 36 den Lagerring 24 und somit das Fahrzeugrad 12 und in der Folge das Kraftfahrzeug elektrisch antreibt. In dem Entkoppelzustand lässt die Kupplung K um die Hauptdrehachse 26 erfolgende Relativdrehungen zwischen dem Rotor 40 und dem Lagerring 24 und somit zwischen dem Rotorträger 54 und dem Lagerring 24 zu, sodass in dem Entkoppelzustand der Lagerring 24 und somit das Fahrzeugrad 12 von dem Rotor 40 und dem Rotorträger 54 abgekoppelt sind. Allgemein ist unter der ersten Kupplungshälfte 56 ein Kupplungselement zu verstehen, welches relativ zu den Lagerringen 20 und 24, relativ zu dem Rotorträger 54, relativ zu dem Radträger 16 und relativ zu dem Rotor 40 zwischen wenigstens einer den Koppelzustand bewirkenden Koppelstellung und wenigstens einer den Entkoppelzustand bewirkenden Entkoppelstellung, insbesondere translatorisch, bewegbar ist, insbesondere in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10. Bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kupplungshälfte 56 beispielsweise ein Pin, mithin ein Stiftelement, welches beispielsweise zumindest über einen Längenbereich außenumfangsseitig zylindrisch ausgebildet ist. Dabei ist die Kupplungshälfte 56 radial zwischen dem ersten Rotorzylinderabschnitt Z2 und dem zweiten Rotorzylinderabschnitt Z3 angeordnet. In der Fig. befindet sich die Kupplungshälfte 56 in der Koppelstellung. Es ist erkennbar, dass die Kupplungshälfte 56 zumindest in der Koppelstellung und vorzugsweise auch in der Entkoppelstellung den Rotortellerabschnitt RT axial, insbesondere vollständig, durchdringt. Um den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die elektrische Maschine 36 als eine Axialflussmaschine ausgebildet ist, wobei der Rotor 40 in H-Form und als Innenläufer ausgebildet ist.
In der Fig. ist der Koppelzustand der Kupplung K gezeigt, deren Koppelzustand auch als eingelegter Zustand bezeichnet wird. Der Entkoppelzustand wird auch als ausgelegter Zustand der Kupplung K bezeichnet. Die Kupplung K wird auch als Trenneinheit (DCU - disconnect unit) oder Abkoppeleinheit bezeichnet. Im Koppelzustand ist der Rotor 40 mit der Radnabe 30 insbesondere formschlüssig drehfest verbunden, sodass der Rotor 40 mit der Radnabe 30 rotiert. Im Ausgelegten Zustand ist der Rotor 40 von der Radnabe 30 entkoppelt, sodass der Rotor 40 und die Radnabe 30 um die 26 Hauptdrehachse 26 relativ zueinander drehbar sind. Durch den Entkoppelzustand kann beispielsweise ein sogenannter Segelbetrieb realisiert werden, wodurch Verluste besonders gering gehalten werden können.
Die Bremse 32 weist ein zweites Bremselement in Form einer Bremstrommel 58 auf. Somit ist bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel die Bremse 32 als eine Trommelbremse ausgebildet. Mittels der Bremstrommel 58 kann unter Zusammenwirken der Bremstrommel 58 mit dem Bremsschuh 34 der zweite Lagerring 24 hinsichtlich um die Hauptdrehachse 26 und relativ zu dem ersten Lagerring 20 verlaufender Drehungen abgebremst werden, wodurch das Fahrzeugrad 12 und somit das Kraftfahrzeug insgesamt abgebremst werden können. Die Bremse 32 umfasst dabei einen Aktor 60, mittels welchem der Bremsschuh 34 relativ zu der Bremstrommel 58, insbesondere in radialer Richtung, zwischen wenigstens einer Freigabestellung und wenigstens einer Bremsstellung bewegbar ist. In der Bremsstellung berührt beispielsweise der Bremsschuh 34 die Bremstrommel 58 direkt, wodurch über die Bremstrommel 58 der Lagerring 24 hinsichtlich um die Hauptdrehachse 26 und relativ zu dem Lagerring 20 erfolgender Drehungen, insbesondere reibschlüssig, abgebremst, das heißt relativ zu dem Lagerring 20 abgebremst wird. In der Freigabestellung ist beispielsweise der Bremsschuh 34 von der Bremstrommel 58 beabstandet, wodurch ein durch die Bremse 32 bewirktes Abbremsen des Lagerrings 24 unterbleibt. Erkennbar ist, dass der Aktor 60 axial überlappend zu dem Bremsschuh 34 und der Bremstrommel 58 und radial innerhalb des Bremsschuhs 34 und der Bremstrommel 58 angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders geringe axiale Länge des Radnabenantriebs 10 gewährleistet werden.
Der Kupplungshälfte 56 ist ein Aktor 62 zugeordnet, mittels welchem die Kupplungshälfte 56 aus der Koppelstellung in die Entkoppelstellung und/oder aus der Entkoppelstellung in die Koppelstellung bewegbar ist. Beispielsweise ist der Aktor 62 elektrisch betreibbar. Beispielsweise umfasst der Aktor 62 eine Welle und ein Ritzel, über welche die Kupplungshälfte 56 aus der Koppelstellung in die Entkoppelstellung und/oder aus der Entkoppelstellung in die Koppelstellung bewegbar ist. Dabei ist beispielsweise ein beispielsweise eine Verzahnung aufweisendes Ausrücklager 64 vorgesehen, über welches beispielsweise die Kupplungshälfte 56 mittels des Aktors 62 aus der Koppelstellung in die Entkoppelstellung und/oder aus der Entkoppelstellung in die Koppelstellung bewegbar ist.
Erkennbar ist, dass der Lagerring 20 axial überlappend zu dem Lagerring 24 und radial außerhalb des Lagerrings 24 angeordnet ist. Dabei sind vorliegend als Kugeln ausgebildete Wälzkörper 65 vorgesehen, über welche der Lagerring 24 drehbar an dem Lagerring 20 gelagert ist. Die Lagerringe 20 und 24 und die Wälzkörper 65 sind beispielsweise Bestandteile eines ersten Lagers L1 , welches als ein erstes Wälzlager ausgebildet sein kann. Insbesondere ist das Lager L1 axial mittels Dichtungselementen 66 und 68 abgedichtet, welche beispielsweise als Deckscheiben oder Dichtringe ausgebildet sind. Vorliegend ist das erste Dichtungselement 66 unmittelbar zwischen dem ersten Lagerring 20 und dem zweiten Lagerring 24 angeordnet.
Vorgesehen ist beispielsweise ein zweites Lager in Form eines Rotorlagers L2. Das Rotorlager L2 weist einen dritten Lagerring 70 und einen vierten Lagerring 72 auf. Es ist erkennbar, dass der Lagerring 70 axial überlappend zu dem Lagerring 72 und radial innerhalb des Lagerrings 72 angeordnet ist, wobei der Lagerring 72 über zweite Wälzkörper 74 des Rotorlagers L2 drehbar, das heißt um die Hauptdrehachse 26 relativ zu dem Lagerring 70 drehbar an dem Lagerring 70 gelagert ist. Vorliegend sind die Wälzkörper 74 als Kugeln ausgebildet. Somit ist das Rotorlager L2 als ein zweites Wälzlager ausgebildet. Der dritte Lagerring 70 ist, insbesondere permanent, drehfest mit dem ersten Lagerring 20 verbunden, insbesondere derart, dass die Lagerringe 70 und 20 einstückig miteinander ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet sein können, oder die Lagerringe 20 und 70 sind separat voneinander ausgebildet und drehfest miteinander verbunden. Der Lagerring 72 ist, insbesondere permanent, drehtest mit dem Rotorträger 54 verbunden, sodass der Rotorträger 54 und somit der Rotor 40 über den Lagerring 72 und die Wälzkörper 74 drehbar an dem Lagerring 70 und über diesen drehbar an dem Radträger 16 gelagert sind. Das Rotorlager L2 ist in axialer Richtung beidseitig durch Dichtungselemente 76 abgedichtet, welche beispielsweise als Deckscheiben ausgebildet sind. Es ist erkennbar, dass das Rotorlager L2 axial überlappend zu dem zweiten Rotorzylinderabschnitt Z3 und radial zwischen dem zweiten Rotorzylinderabschnitt Z3 und dem ersten Lagerring 20 angeordnet ist. Vorgesehen ist auch ein weiteres Dichtungselement 78, welches beispielsweise als Radialdichtung ausgebildet ist. Beispielsweise ist das erste Dichtungselement 66 ein erster Dichtring oder wird auch als erster Dichtring bezeichnet. Beispielsweise ist das Dichtungselement 78 ein zweiter Dichtring oder wird auch zweiter Dichtring bezeichnet.
Beispielsweise ist mit dem Lagerring 24 ein Gegenelement 80, insbesondere permanent, drehtest verbunden, mit welchem die Kupplungshälfte 56 in der Koppelstellung, insbesondere formschlüssig, zusammenwirkt, um dadurch den Rotor 40 und somit den Rotorträger 54 drehtest mit dem Lagerring 20 zu verbinden. Das Gegenelement 80 ist beispielsweise als ein geschlitztes Blech ausgebildet, welches beispielsweise zumindest mittelbar an dem Lagerring 24 vorgesehen ist. Das Gegenelement 80 ist beispielsweise eine zweite Kupplungshälfte der Kupplung K oder wird auch als zweite Kupplungshälfte bezeichnet.
Beispielsweise ist mittels der auch als Dichtungen bezeichneten Dichtungselemente 66 und 78 ein Rotorraum abgedichtet. Insbesondere kann das auch als Dichtung bezeichnete Dichtungselement 78 ein Dichtring sein. Beispielsweise ist das Dichtungselement 68 in dem Rotorraum angeordnet. Des Weiteren ist erkennbar, dass die zweite Kupplungshälfte, das heißt das Gegenelement 80 axial überlappend zu und radial innerhalb der Bremstrommel 58 angeordnet ist.
Die, insbesondere permanent, drehfest mit dem zweiten Lagerring 24 verbundene Radnabe 30 weist beispielsweise Gewindebohrungen 82 auf, in welchen jeweils eine der auch als Schrauben bezeichneten Radschrauben 28 aufgenommen ist. Insbesondere ist die jeweilige Radschraube 28 in die jeweilige Gewindebohrung 82, in welcher die jeweilige Radschraube 28 aufgenommen ist, eingeschraubt. Dabei ist es vorgesehen, dass der das Dichtungselement 78 axial überlappend und radial umgebend zu den Gewindebohrungen 82 angeordnet ist. Außerdem ist es beispielsweise vorgesehen, dass der erste Dichtring (Dichtungselement 669 axial überlappend zu dem Stator 38 und/oder axial überlappend zu dem Rotor 40 angeordnet ist. Das Dichtungselement 78 ist beispielsweise, insbesondere radial, unmittelbar zwischen dem Statorträger 50 und dem Gegenelement 80 (zweite Kupplungshälfte) angeordnet ist.
Des Weiteren ist aus der Fig. erkennbar, dass der Statorträger 50 einen koaxial zu dem Rotor 40 angeordneten Statortellerabschnitt ST aufweist, welcher sich beispielsweise in einer ersten Ebene erstreckt. Insbesondere verläuft die erste Ebene senkrecht zur Hauptdrehachse 26. Beispielsweise erstreckt sich der Rotortellerabschnitt RT in einer zweiten Ebene, welche senkrecht zur Hauptdrehachse 26 verläuft. Die erste Ebene und die zweite Ebene können zusammenfallen, oder aber die erste Ebene und die zweite Ebene sind, insbesondere in axialer Richtung des elektrischen Radnabenantriebs 10, voneinander beabstandet. Die auch als Bremsvorrichtung bezeichnete Bremse 32 weist den Bremsschuh 34 als erste Reibeinheit auf, welche, insbesondere permanent, drehfest mit dem zweiten Lagerring 24 verbunden ist. Außerdem weist die auch als Bremsvorrichtung bezeichnete Bremse 32 die Bremstrommel 58 als zweite Reibeinheit auf, welche, insbesondere permanent, drehfest mit dem zweiten Lagerring verbunden ist. Der Aktor 60 ist mit einem vorzugsweise flüssigen Bremsfluid versorgbar, wodurch mittels des Aktors 60 beispielsweise wenigstens eine erste Reibfläche des Bremsschuhs 34 gegen wenigstens eine zweite Reibfläche der Bremstrommel 58 zu drücken ist, insbesondere derart, dass durch Versorgen des Aktors 60 mit dem Bremsfluid mittels des Aktors 60 die erste Reibfläche in Richtung der zweiten Reibfläche bewegbar und dabei insbesondere in direkten Kontakt mit der zweiten Reibfläche bewegbar oder bringbar ist. Hierdurch wird oder ist die Bremse 32 betätigbar oder betätigt, wodurch die Bremse 32 ein Bremsmoment zum Abbremsen des zweiten Lagerrings 24 und somit des Antriebsrads 12 bereitstellt.
Es ist erkennbar, dass der Statortellerabschnitt ST zumindest teilweise radial überlappend zu dem Rotor 40 angeordnet ist. Hinsichtlich der axialen Richtung des elektrischen Radnabenantriebs 10 und somit entlang der Hauptdrehachse 26 betrachtet sind sowohl die erste Reibeinheit (Bremsschuh 34) als auch die zweite Reibeinheit (Bremstrommel 58) auf einer in axialer Richtung des elektrischen Radnabenantriebs 10 von dem Rotor 40 abgewandten Seite S1 des Statortellerabschnitts ST angeordnet.
Um nun eine besonders kompakte und platzsparende Bauweise des elektrischen Radnabenantriebs 10 realisieren zu können, weist der elektrischen Radnabenantrieb 10 eine in dem Statorträgerzylinderabschnitt Z1 angeordnete, das heißt innerhalb des Statorträgerzylinderabschnitts Z1 verlaufende und von dem Bremsfluid durchströmbare und fluidisch mit der Bremse 32 verbundene, erste Bremsfluidleitung 35 auf, über welche zur hydraulischen Betätigung der Bremsvorrichtung (Bremse 32) die Bremse 32 mit dem Bremsfluid versorgbar ist. Dies bedeutet, dass über die Bremsfluidleitung 35 die Bremse 32 mit dem den Bremsfluidleitung 35 durchströmenden Bremsfluid versorgt werden kann, sodass die Bremse 32 mittels des Bremsfluids, mit welchem die Bremse 32 versorgbar ist oder versorgt wird, betätigbar ist beziehungsweise betätigt wird.
Die erste Bremsfluidleitung 35 erstreckt sich in axialer Richtung des elektrischen Radnabenantriebs 10. Des Weiteren weist der elektrische Radnabenantrieb 10 eine mit der ersten Bremsfluidleitung 35 zumindest fluidisch verbundene und in dem Statortellerabschnitt ST angeordnete, mithin innerhalb des Statortellerabschnitts ST verlaufende, zweite Bremsfluidleitung 37 auf, welche von dem Bremsfluid durchströmbar ist. Über die Bremsfluidleitung 37 ist die Bremse 32 mit dem Bremsfluid zur Betätigung, das heißt zum Betätigen der Bremse 32 versorgbar. In Strömungsrichtung des die Bremsfluidleitungen 35 und 37 durchströmenden und dabei hin zur Bremse 32, insbesondere dem Aktor 60, strömenden Bremsfluids ist die Bremsfluidleitung 37 stromab der Bremsfluidleitung 35 angeordnet. Unter dem Versorgen der Bremse 32 mit dem Bremsfluid ist ein Versorgen des Aktors 60 mit dem Bremsfluid zu verstehen. Durch Versorgen des Aktors 60 mit dem Bremsfluid ist oder wird der Aktor 60 betreibbar oder betrieben, das heißt betätigbar oder betätigt, wobei durch Betreiben oder Betätigen des Aktors 60 mittels des Aktors 60 die auch als Bremsflächen bezeichneten Reibflächen aneinander zu drücken sind oder gedrückt werden, wodurch das Antriebsrad 12 abbremsbar ist.
Der Radnabenantrieb 10 weist außerdem eine mit der zweiten Bremsfluidleitung 37 und mit der ersten Bremsfluidleitung 35 fluidisch verbundene, dritte Bremsfluidleitung 39 auf, welche von dem Bremsfluid durchströmbar ist und sich zumindest teilweise in dem Radträger 16 erstreckt. In Strömungsrichtung des zu der Bremse 32 hinströmenden Bremsfluids ist die Bremsfluidleitung 39 stromauf der Bremsfluidleitung 35 und der Bremsfluidleitung 37 angeordnet. Es ist erkennbar, dass sich die Bremsfluidleitung 37 zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung des Radnabenantrieb 10 erstreckt.
Aus der Figur ist außerdem erkennbar, dass der Statorträger 50 einen zweiten Statorträgerzylinderabschnitt Z4 aufweist, welcher innenumfangsseitig und/oder außenumfangsseitig zylindrisch ausgebildet ist. Insbesondere erstreckt sich der Statortellerabschnitt ST in radialer Richtung des Radnabenantriebs 10 zwischen den Statorzylinderabschnitt Z1 und Z4, vorliegend derart, dass der Statortellerabschnitt ST an einem in axialer Richtung von dem Radträger 16 abgewandten Ende des Statorzylinderabschnitts Z1 und an einem in axialer Richtung des elektrischen Radnabenantriebs 10 dem Radträger 16 zugewandten Ende des zweiten Statorzylinderabschnitts Z4 angeordnet ist. Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Statortellerabschnitt ST in radialer Richtung nach außen betrachtet nicht über den Statorzylinderabschnitt Z1 hinweg, und der Statortellerabschnitt ST erstreckt sich in radialer Richtung nach innen hin betrachtet nicht über den zweiten Statorzylinderabschnitt Z4 hinweg, sodass der Statortellerabschnitt ST in radialer Richtung des elektrischen Radnabenantriebs 10 betrachtet an dem ersten Statorzylinderabschnitt Z1 und an dem zweiten Statorzylinderabschnitt Z4 endet beziehungsweise beginnt.
Dabei weist der Radnabenantrieb 10 eine von dem Bremsfluid durchströmbare und mit den Bremsfluidleitungen 35, 37 und 39 fluidisch verbundene, vierte Bremsfluidleitung 41 auf, welche dem zweiten Statorzylinderabschnitt Z4 angeordnet ist, mithin sich in dem zweiten Statorzylinderabschnitt Z4 erstreckt. In Strömungsrichtung des hin zu der Bremse 32 strömenden Bremsfluids ist die vierte Bremsfluidleitung 41, welche auch als vierte Bremsleitung oder vierte Hydraulikleitung bezeichnet wird, stromauf der Bremse 32 und stromab der zweiten Bremsfluidleitung 37 angeordnet. Somit ist die Bremse 32, das heißt der Aktor 60 auch über die vierte Bremsfluidleitung 41 mit dem Bremsfluid versorgbar, mittels welchem der Aktor 60 beziehungsweise die Bremse 32 betätigbar ist.
Grundsätzlich wäre es denkbar, dass die Bremsfluidleitung 41 separat von dem Statorzylinderabschnitt Z4 ausgebildet und in dem Statorzylinderabschnitt Z4 angeordnet ist. Dabei weist beispielsweise die vierte Bremsfluidleitung 41 einen von dem Bremsfluid durchströmbaren, vierten Kanal auf, der beispielsweise, insbesondere direkt, durch die vierte Bremsfluidleitung 41, insbesondere durch eine vierte innenumfangsseitige Mantelfläche der Bremsfluidleitung 41 , begrenzt ist. Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ist es jedoch vorgesehen, dass die vierte Bremsfluidleitung 41 ein vierter Bremsfluidkanal ist, welcher von dem Bremsfluid durchströmbar und, insbesondere direkt, durch den zweiten Statorzylinderabschnitt Z4, das heißt durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche des zweiten Statorzylinderabschnitts Z4, begrenzt ist. Dabei ist beispielsweise der vierte Bremsfluidkanal, mithin die vierte Bremsfluidleitung 41 als Bohrung des zweiten Statorzylinderabschnitts Z4 ausgebildet. Die Ausführungen zur Bremsfluidleitung 41 und dem Statorzylinderabschnitt Z4 können ohne Weiteres auch auf die Bremsleitung 37 und den Statortellerabschnitt ST sowie auf die Bremsleitung 35 und den ersten Statorzylinderabschnitt Z1 übertragen werden. Dies bedeutet, dass grundsätzlich denkbar ist, dass die erste Bremsfluidleitung 35 separat von dem Statorzylinderabschnitt Z1 ausgebildet ist und innerhalb des Statorzylinderabschnitts Z1 verläuft, sodass beispielsweise die Bremsfluidleitung 35 einen von dem Bremsfluid durchströmbaren, ersten Kanal aufweist, welcher, insbesondere direkt, durch die Bremsfluidleitung 35, insbesondere durch eine erste innenumfangsseitige Mantelfläche der Bremsfluidleitung, begrenzt ist. Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ist es jedoch vorgesehen, dass die erste Bremsfluidleitung 35 ein erster Bremsfluidkanal ist, welcher von dem Bremsfluid durchströmbar und, insbesondere direkt, durch den ersten Statorzylinderabschnitt Z1 , insbesondere durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche des ersten Statorzylinderabschnitts Z1 , begrenzt ist. Dabei ist beispielsweise die Bremsfluidleitung 35 als eine Bohrung des ersten Statorzylinderabschnitts Z1 ausgebildet.
Grundsätzlich wäre es denkbar, dass die zweite Bremsfluidleitung 37 separat von dem Statortellerabschnitt ST ausgebildet und in dem Statortellerabschnitt ST angeordnet ist, mithin in dem Statortellerabschnitt ST verläuft, sodass beispielsweise die zweite Bremsfluidleitung 37 einen von dem Bremsfluidleitung durchströmbaren, zweiten Kanal aufweist, welcher, insbesondere direkt, durch die zweite Bremsfluidleitung 37, insbesondere durch eine zweite innenumfangsseitige Mantelfläche der Bremsfluidleitung 37, begrenzt ist. Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ist es jedoch vorgesehen, dass die zweite Bremsfluidleitung 37 ein zweiter Bremsfluidkanal ist, welcher von dem Bremsfluid durchströmbar und, insbesondere direkt, durch den Statortellerabschnitt ST, insbesondere eine innenumfangsseitige Mantelfläche des Statortellerabschnitts ST, begrenzt ist. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die zweite Bremsfluidleitung 37 als eine Bohrung des Statortellerabschnitts ST ausgebildet ist.
Grundsätzlich wäre es denkbar, dass die dritte Bremsfluidleitung 39 separat von dem Radträger 16 ausgebildet und in dem Radträger 16 angeordnet ist, mithin innerhalb des Radträgers 16 verläuft, sodass beispielsweise die dritte Bremsfluidleitung 39 einen von dem Bremsfluid durchströmbaren, dritten Kanal aufweist, welcher, insbesondere direkt, durch die dritte Bremsfluidleitung 39, insbesondere durch eine dritte innenumfangsseitige Mantelfläche der Bremsfluidleitung 39, begrenzt ist. Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ist es jedoch vorzugsweise vorgesehen, dass die dritte Bremsfluidleitung 39 ein von dem Bremsfluid durchströmbarer, dritter Bremsfluidkanal ist, welcher, insbesondere direkt, durch den Radträger 16, insbesondere durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche des Radträgers 16, begrenzt ist. Dabei ist beispielsweise die dritte Bremsfluidleitung 39 als eine Bohrung des Radträgers 16 ausgebildet. Da vorzugsweise für die Bremsfluidleitung 35, 37, 39 und 41 keine separaten Leitungen verwendet werden, sondern da vorzugsweise die Bremsfluidleitungen 35, 37 und 41 direkt durch die innenumfangsseitige Mantelfläche des Statorträgers 50 und die Bremsfluidleitung 39 direkt durch die innenumfangsseitige Mantelfläche des Radträgers 16 begrenzt sind, können die Teileanzahl, der Bauraumbedarf, das Gewicht und die Kosten des elektrischen Radnabenantriebs 10 besonders geringgehalten werden.
Bezugszeichenliste
10 elektrischer Radnabenantrieb
12 Fahrzeugrad
14 Felge
16 Radträger
18 Radlager
20 erster Lagerring
22 Schraube
24 zweiter Lagerring
26 Hauptdrehachse
28 Radschraube
30 Radnabe
32 Bremse
34 Bremsschuh
35 erste Bremsfluidleitung
36 elektrische Maschine
37 zweite Bremsfluidleitung
38 Stator
39 dritte Bremsfluidleitung
40 Rotor
41 vierte Bremsfluidleitung
42 Rotorelement
44 Rotorelement
46 Pfeil
48 Pfeil
50 Statorträger
52 Aufnahmeraum
54 Rotorträger
56 Kupplungshälfte
58 Bremstrommel
60 Aktor
62 Aktor
64 Ausrücklager
65 Wälzkörper
66 Dichtungselement 68 Dichtungselement 70 dritter Lagerring 72 vierter Lagerring
74 Wälzkörper
76 Dichtungselement
78 Dichtungselement 80 Gegenelement 82 Gewindebohrung
E1 erstes Ende
E2 zweites Ende
K Kupplung
L1 erstes Lager
L2 Rotorlager
ST Statortellerabschnitt
S1 Seite
Z1 erster Statorträgerzylinderabschnitt
Z2 erster Rotorzylinderabschnitt
Z3 zweiter Rotorzylinderabschnitt
Z4 zweiter Statorträgerzylinderabschnitt

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer Radnabenantrieb (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Radträger (16), mit einem Radlager (18), welches einen drehfest mit dem Radträger (16) verbundenen, ersten Lagerring (20) und einen um eine Hauptdrehachse (26) relativ zu dem ersten Lagerring (20) und relativ zu dem Radträger (16) drehbaren, zweiten Lagerring (24) aufweist, mit einer Bremsvorrichtung (32), welche eine drehfest mit dem Radträger (16) verbundene, erste Reibeinheit (34) und eine drehfest mit dem zweiten Lagerring (24) verbundene, zweite Reibeinheit (58) aufweist, mit einer elektrischen Maschine (36), welche einen Stator (38) und einen Rotor (40) aufweist, mit einem Statorträger (50), welcher drehfest mit dem Radträger (16) verbunden ist, und mit einem Rotorträger (54), welcher drehfest mit dem Rotor (40) verbunden ist, wobei:
- der Statorträger (50) einen Statorträgerzylinderabschnitt (Z1) aufweist, welcher koaxial, axial überlappend und radial umgebend zu dem Rotor (40) angeordnet ist;
- der Statorträger (50) einen koaxial zu dem Rotor (40) angeordneten Statortellerabschnitt (ST) aufweist, welcher zumindest teilweise radial überlappend zu dem Rotor (40) angeordnet ist; und
- wobei hinsichtlich einer axialen Richtung des elektrischen Radnabenantriebs (10) die erste Reibeinheit (34) und die zweite Reibeinheit (58) auf einer von dem Rotor (40) abgewandten Seite (S1) des Statortellerabschnittes (ST) angeordnet sind; gekennzeichnet durch eine in dem Statorträgerzylinderabschnitt (Z1) angeordnete, von einem Bremsfluid durchströmbare und fluidisch mit der Bremsvorrichtung (32) verbundene, erste Bremsfluidleitung (35), über welche zur hydraulischen Betätigung der Bremsvorrichtung (32) die Bremsvorrichtung (32) mit dem Bremsfluid versorgbar ist.
2. Elektrischer Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Bremsfluidleitung (35) in axialer Richtung des elektrischen Radnabenantriebs (10) erstreckt.
3. Elektrischer Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine mit der ersten Bremsfluidleitung (35) fluidisch verbundene und in dem Statortellerabschnitt (ST) angeordnete, zweite Bremsfluidleitung (37), welche von dem Bremsfluid durchströmbar ist.
4. Elektrischer Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zweite Bremsfluidleitung (37) in radialer Richtung des elektrischen Radnabenantriebs (10) erstreckt.
5. Elektrischer Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine mit der zweiten Bremsfluidleitung (37) und mit der ersten Bremsfluidleitung (35) fluidisch verbundene, dritte Bremsfluidleitung (39), welche von dem Bremsfluid durchströmbar ist und sich zumindest teilweise in dem Radträger (16) erstreckt.
6. Elektrischer Radnabenantrieb (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (32) als eine Trommelbremse ausgebildet ist, wobei die erste Reibeinheit (34) als ein Bremsschuh (34) und die zweite Reibeinheit (58) als eine Bremstrommel (58) ausgebildet ist.
7. Elektrischer Radnabenantrieb (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Radnabe (30), welche drehfest mit dem zweiten Lagerring (24) verbunden ist und Gewindebohrungen (82) zur Aufnahme von Radschrauben (28) aufweist, wobei ein Aktor (60) der Bremsvorrichtung (32) zumindest teilweise axial überlappend zu den Gewindebohrungen (82) angeordnet ist.
8. Elektrischer Radnabenantrieb (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kupplung (K), welche dazu ausgebildet ist, den Rotorträger (54) drehtest mit dem zweiten Lagerring (24) zu verbinden.
9. Elektrischer Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung erste Kupplungshälfte (56) und eine zweite Kupplungshälfte (80) aufweist, welche drehtest miteinander verbindbar sind, wodurch der Rotorträger (54) drehtest mit dem zweiten Lagerring (24) verbindbar ist.
10. Elektrischer Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungshälfte (56) axial verschiebbar ausgebildet ist.
11. Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem elektrischen Radnabenantrieb (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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