WO2024199838A1

WO2024199838A1 - Elektrischer radnabenantrieb für ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: WO2024199838A1
Application number: PCT/EP2024/054566
Authority: WO
Inventors: Michael Schmidt; Arthur Adam; Fabian Schwed; Johannes Dehn; Jessica Roosz
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2023-03-31
Filing date: 2024-02-22
Publication date: 2024-10-03
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: DE102023001269A1; CN120883488A

Abstract

Elektrischer Radnabenantrieb (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Radträger (2), mit einem Radlager (29), welches durch eine drehfest mit dem Radträger (2) verbundene erste Lagerschale (31) und eine drehbar zu einer Hauptdrehachse (A) angeordnete zweite Lagerschale (32) ausgebildet wird, mit einer elektrischen Maschine (3), welche als eine außenlaufende Axialflussmaschine ausgebildet ist und welche einen Stator (4) und einen Rotor (5) aufweist, mit einem Statorträger (6), welcher drehfest mit dem Radträger (2) verbunden ist, mit einem Rotorträger (7), welcher drehfest mit dem Rotor (5) verbunden ist, und mit einem Rotorlager (17) zur drehbaren Lagerung des Rotors (5) gegenüber dem Radträger (2), wobei ein zylindrischer Teil (42) des Rotorträgers (7) radial außerhalb des Stators (7) und axial überlappend zu dem Stator (7) angeordnet ist.

Description

Elektrischer Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In einen solchen Radnabenantrieb dürfen keine Fremdkörper oder Flüssigkeiten eindringen.

DE 102009 035 176 A1 beschreibt einen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine und einem Scheibenbremssystem, die beide radial innerhalb einer Felge angeordnet sind. Damit bei dem Radnabenantrieb sowohl die E-Maschine als auch das Scheibenbremssystem in gewünschter Leistung eingesetzt werden können, weist ein Stator der elektrischen Maschine eine Aussparung auf, wobei ein Bremssattel des Scheibenbremssystems in dieser Aussparung angeordnet ist.

Die gattungsbildende WO 96 / 21 965 A1 zeigt einen elektrischen Radnabenantrieb mit einer als Außenläufer ausgebildeten Axialflussmaschine sowie einem getrennt von einem Radlager ausgebildeten Rotorlager.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen kompakten, kostengünstigen und zugleich robusten elektrischen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug anzugeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen elektrischen Radnabenantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im Kontext der vorliegenden Anmeldung wird der Begriff „drehfest“ wie folgt verwendet: Zwei Elemente sind drehfest miteinander verbunden, wenn sie koaxial zueinander angeordnet sind (bezogen auf ihre Drehachse oder bezogen auf eine Rotationssymmetrieachse) und wenn sie derart miteinander verbunden sind, dass sie immer mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen. Ein Element ist drehtest mit einem Gehäuse verbunden, wenn es nicht gegenüber dem Gehäuse verdreht werden kann.

Im Kontext der vorliegenden Anmeldung wird der Begriff „zumindest im Wesentlichen drehtest“ wie folgt verwendet: Zwei Elemente sind zumindest im Wesentlichen drehtest miteinander verbunden, wenn sie derart miteinander verbunden sind, dass eine starre drehfeste Verbindung zwischen den beiden Elementen vorliegt, d. h. dass sie drehtest miteinander verbunden sind, oder dass eine elastische Verbindung zwischen den beiden Elementen mit der Möglichkeit von geringer Tordierung der beiden Elemente vorliegt. Der Begriff „zumindest im Wesentlichen drehtest“ umfasst somit insbesondere sowohl eine starre drehfeste Verbindung als auch eine elastische Verbindung mit der Möglichkeit von geringer Tordierung der beiden „zumindest im Wesentlichen drehtest“ verbundenen Elemente. Die beiden Elemente können koaxial zueinander angeordnet sein (bezogen auf ihre Drehachse oder bezogen auf eine Rotationssymmetrieachse).

Im Kontext der vorliegenden Anmeldung wird der Begriff „radial überlappend“ wie folgt verwendet: Zwei (insbesondere im wesentlichen rotationssymmetrische) Elemente sind in Bezug auf eine gemeinsame Achse radial überlappend angeordnet, wenn sie zumindest jeweils teilweise in einem Bereich gleicher radialer Koordinaten (insbesondere auch gleicher Winkelkoordinaten) angeordnet sind.

Im Kontext der vorliegenden Anmeldung bedeutet der Ausdruck, dass ein erstes Element „radial innerhalb“ eines anderen Elementes angeordnet ist, dass das erste Element in einem Bereich geringerer Radien als das andere Element angeordnet ist. Der Ausdruck „radial außerhalb“ weist dagegen auf einen Bereich größerer Radien hin.

Im Kontext der vorliegenden Anmeldung wird der Begriff „axial überlappend“ wie folgt verwendet: Zwei Elemente sind hinsichtlich einer gemeinsamen Achse axial überlappend angeordnet, wenn sie zumindest jeweils teilweise in einem Bereich gleicher axialer Koordinaten angeordnet sind.

Es wird ausgegangen von einem elektrischen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug mit einem Radträger, mit einem Radlager, welches durch eine drehfest mit dem Radträger verbundene erste Lagerschale und eine drehbar zu einer Hauptdrehachse angeordnete zweite Lagerschale ausgebildet wird, mit einer elektrischen Maschine, welche einen Stator und einen Rotor aufweist und welche als eine außenlaufende Axialflussmaschine ausgebildet ist, mit einem Statorträger, welcher drehtest mit dem Radträger verbunden ist und insbesondere auch drehtest mit dem Stator verbunden ist, mit einem Rotorträger, welcher drehtest mit dem Rotor verbunden ist.

Ein Rotorlager ist zur drehbaren Lagerung des Rotors gegenüber dem Radträger vorgesehen. Das Rotorlager muss dabei nicht separat von dem Radlager ausgebildet sein, sondern kann durch das Radlager mit ausgebildet werden.

Ein zylindrischer Teil des Rotorträgers ist koaxial zu der Hautpdrehachse und radial außerhalb des Stators und axial überlappend zu dem Stator angeordnet.

Erfindungsgemäß ist ein koaxial zu der Hauptdrehachse angeordneter Zylinderabschnitt des Statorträgers radial außerhalb des Radlagers sowie radial außerhalb des Rotorlagers angeordnet. Dadurch lässt sich ein besonders kompakter zu zugleich robuster elektrischer Radnabenantrieb darstellen.

Das Radlager ist als ein Wälzlager ausgebildet, wobei die erste Lagerschale einen ersten Lagerring des Radlagers umfasst, wobei die zweite Lagerschale einen zweiten Lagerring des Radlagers umfasst.

Die Begriffe „axial“ und „radial“ und davon abgeleitete Begriffe beziehen sich, wenn nichts anderes angegeben ist, auf die Hauptdrehachse.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Zylinderabschnitt des Statorträgers axial überlappend zu dem Radlager und axial überlappend zu dem Rotorlager angeordnet ist. Dadurch lässt sich die Kompaktheit des Radnabenantriebs weiter erhöhen.

Eine weitere Weiterbildung sieht vor, dass zu einer Abdichtung eines Rotorraumes eine erste Dichtung vorgesehen ist, welche koaxial zu dem Rotorträger angeordnet ist, derart, dass ein Zwischenspalt zwischen dem Rotorträger und dem Zylinderabschnitt des Statorträgers durch die erste Dichtung ausgefüllt ist. Insgesamt kann durch diese Weiterbildung im Zusammenhang mit der Gesamtkonstruktion der Erfindung die Zahl der Dichtungen gering gehalten werden. Besonders vorteilhaft für das Dichtkonzept und die Gesamtkonstruktion ist die erste Dichtung an einem Außenumfang des Zylinderabschnittes sowie axial zwischen dem Radträger und dem Stator angeordnet.

Es ist in einer weiteren Weiterbildung eine zweite Dichtung zur Abdichtung des Rotorraumes vorgesehen. Die zweite Dichtung ist als eine Lagerdichtung des Rotorlagers ausgebildet. Somit kann die Zahl an Dichtungen gering gehalten werden. Die zweite Dichtung ist besonders vorteilhaft radial zwischen der ersten Lagerschale und einem Rotorträgerabschnitt des Rotorträgers angeordnet, insbesondere derart, dass ein zweiter Zwischenspalt zwischen der ersten Lagerschale und dem Rotorträgerabschnitt durch die zweite Dichtung ausgefüllt ist, und/oder radial zwischen der ersten Lagerschale und einer mit dem Rotorträgerabschnitt des Rotorträgers drehfest verbundenen äußeren Lagerschale, insbesondere eines Rotorlagers, angeordnet, insbesondere derart, dass ein zweiter Zwischenspalt zwischen der ersten Lagerschale und der äußeren Lagerschale durch die zweite Dichtung ausgefüllt ist. Der Rotorträger und/oder der Rotor ist, insbesondere über den Rotorträger, permanent zumindest im Wesentlichen drehfest mit der zweiten Lagerschale verbunden.

Es ist voreilhaft, wenn das Rotorlager separat von dem Radlager ausgebildet ist, und wenn das Rotorlager axial überlappend und radial umgebend zu dem Radlager angeordnet ist.

Die mit dem Rotorträgerabschnitt des Rotorträgers drehfest verbundene äußere Lagerschale weist insbesondere einen radial äußeren Lagerring des Rotorlagers auf. Die erste Lagerschale kann auch als mittlere Lagerschale bezeichnet werden, weil sie vorteilhaft radial zwischen der zweiten Lagerschale und der äußeren Lagerschale angeordnet ist. Die zweite Lagerschale ist vorteilhaft eine radial innere Lagerschale. Somit ist die erste Lagerschale radial außerhalb der zweiten Lagerschale angerodnet, und die äußere Lagerschale ist radial außerhalb der ersten Lagerschale angeordnet.

In einer Ausführungsform ist die zweite Dichtung hinsichtlich der Hauptdrehachse axial auf einer dem Radträger abgewandten Seite der ersten Dichtung angeordnet.

In einer Ausführungsform ist die zweite Dichtung radial innerhalb der ersten Dichtung angeordnet.

In einer Ausführungsform ist der Rotorträger und/oder der Rotor, insbesondere über den Rotorträger, durch ein elastisches Verbindungselement permanent zumindest im Wesentlichen drehfest mit der zweiten Lagerschale verbunden. Das Verbindungselement stellt insbesondere eine drehmomentübertragende Verbindung bereit, insbesondere mit einem Koaxialitätstoleranzausgleich. Das Verbindungselement ist beispielsweise als eine Wulstkupplung ausgebildet. Das Verbindungselement ist insbesondere biegeweich, wodurch insbesondere ein Achsausgleich der Lager, insbesondere des Rotorlagers und/oder des Radlagers, möglich ist. Ein Achsversatz und/oder nicht-koaxiale Achsen kann/können beispielsweise durch Toleranzen und/oder durch eine Verkippung des Radlagers infolge einer Seitenkraft auf das Rad entstehen. Eine solche Seitenkraft bewirkt ein großes Kippmoment auf das Radlager.

In einer Ausführungsform ist das elastische Verbindungselement axial auf einer dem Radträger abgewandten Seite der zweiten Dichtung angeordnet.

In einer Ausführungsform ist eine dritte Dichtung koaxial zu dem Rotorträger angeordnet, derart, dass ein dritter Zwischenspalt zwischen der ersten Lagerschale und der zweiten Lagerschale durch die dritte Dichtung ausgefüllt ist.

In einer Ausführungsform ist eine vierte Dichtung zwischen der zweiten Lagerschale und der ersten Lagerschale auf der der dritten Dichtung axial gegenüberliegenden Seite des Radlagers angeordnet, insbesondere derart, dass ein vierter Zwischenspalt zwischen der ersten Lagerschale und der zweiten Lagerschale durch die vierte Dichtung ausgefüllt ist.

In einer Ausführungsform ist eine fünfte Dichtung vorgesehen. Diese fünfte Dichtung ist radial zwischen der ersten Lagerschale und dem Rotorträgerabschnitt des Rotorträgers angeordnet, insbesondere derart, dass ein fünfter Zwischenspalt zwischen der ersten Lagerschale und dem Rotorträgerabschnitt durch die fünfte Dichtung ausgefüllt ist und/oder radial zwischen der ersten Lagerschale und der mit dem Rotorträgerabschnitt des Rotorträgers drehfest verbundenen äußeren Lagerschale angeordnet, insbesondere derart, dass ein fünfter Zwischenspalt zwischen der ersten Lagerschale und der äußeren Lagerschale durch die fünfte Dichtung ausgefüllt ist. Die fünfte Dichtung ist auf der der zweiten Dichtung axial gegenüberliegenden Seite des Rotorlagers angeordnet.

In einer Ausführungsform ist die erste Dichtung radial innerhalb des Rotors angeordnet.

In einer Ausführungsform ist die zweite Dichtung und/oder die dritte Dichtung und/oder die vierte Dichtung und/oder die fünfte Dichtung radial innerhalb des Stators und/oder radial innerhalb des Rotors angeordnet.

In einer Ausführungsform weist der elektrische Radnabenantrieb einen Bremsscheibenträger auf. Vorteilhaft ist der Bremsscheibenträger drehfest mit der zweiten Lagerschale verbunden. In einer Ausführungsform ist eine Bremsscheibe drehfest mit dem Bremsscheibenträger verbunden. In einer Ausführungsform ist die Bremsscheibe hinsichtlich der Hauptdrehachse axial auf einer der zweiten Dichtung gegenüberliegenden Seite der ersten Dichtung und/oder auf einer dem Radträger zugewandten Seite der ersten Dichtung angeordnet.

In einer Ausführungsform ist eine erste Verbindungsstelle zur Verbindung des Bremsscheibenträgers und/oder einer Felge mit der zweiten Lagerschale radial innerhalb der ersten Dichtung und/oder der zweiten Dichtung und/oder des Stators und/oder des Rotors und/oder des Rotorträgers angeordnet.

In einer Ausführungsform ist die erste Verbindungsstelle hinsichtlich der Hauptdrehachse axial auf der dem Radträger abgewandten Seite der ersten Dichtung und/oder der zweiten Dichtung und/oder der dritten Dichtung und/oder der vierten Dichtung und/oder der fünften Dichtung angeordnet.

In einer Ausführungsform besteht eine zweite Verbindungsstelle zur Verbindung der ersten Lagerschale mit dem Statorträger.

In einer Ausführungsform ist diese zweite Verbindungsstelle radial außerhalb der dritten Dichtung und/oder der vierten Dichtung angeordnet und/oder radial innerhalb der ersten Dichtung angeordnet.

In einer Ausführungsform ist diese zweite Verbindungsstelle hinsichtlich der Hauptdrehachse axial auf einer dem Radträger zugewandten Seite der ersten Dichtung und/oder der zweiten Dichtung und/oder der vierten Dichtung und/oder der fünften Dichtung angeordnet.

In einer Ausführungsform bildet die erste Lagerschale einen radial äußeren Lagerring des Radlagers und die zweite Lagerschale bildet einen radial inneren Lagerring des Radlagers.

In einer Ausführungsform bildet die erste Lagerschale einen radial inneren Lagerring des Rotorlagers.

In einer Ausführungsform ist der Rotorträgerabschnitt ein radial innerster Abschnitt des Rotorträgers. In einer Ausführungsform ist der Rotorträgerabschnitt ein zylindrischer Abschnitt des Rotorträgers.

In einer Ausführungsform ist der Rotorträgerabschnitt ein Endabschnitt des Rotorträgers.

In einer Ausführungsform weist der Rotorträger zwei Endabschnitte auf, wobei die erste Dichtung an dem anderen Endabschnitt des Rotorträgers angeordnet ist.

In einer Ausführungsform ist das elastische Verbindungselement hinsichtlich der Hauptdrehachse axial an einer vom Radträger abgewandten Seite des Rotorträgerabschnitts und/oder an einer dem Radträger zugewandten Seite des Bremsscheibenträgers angeordnet.

In einer Ausführungsform ist am Radträger ein Bremssattel, insbesondere mit Bremsklötzen, angeordnet. Der Bremssattel kann als ein innenliegender Bremssattel ausgebildet sein.

In einer Ausführungsform wird der Rotorraum durch eine, insbesondere dem Statorträger und/oder Stator zugewandten, Innenseite des Rotorträgers begrenzt.

In einer Ausführungsform ist der Rotorraum zwischen der Innenseite des Rotorträgers, dem Statorträger mit Stator und der ersten Lagerschale ausgebildet.

In einer Ausführungsform ist das Rotorlager, insbesondere ein Zwischenraum zwischen der ersten Lagerschale, der zweiten Dichtung sowie der äußeren Lagerschale und/oder dem Rotorträgerabschnitt, ein Bestandteil des Rotorraums.

Die jeweilige Dichtung ist insbesondere als eine Radialdichtung ausgebildet.

Die zweite Dichtung und die fünfte Dichtung sind insbesondere Rotorlagerdichtungen des Rotorlagers.

Die dritte Dichtung und die vierte Dichtung sind insbesondere Radlagerdichtungen des Radlagers.

Die vorliegende Erfindung verhindert, dass in das Antriebsmodul Fremdkörper oder Flüssigkeiten eindringen. Die Nutzung der Radlagerdichtung als eine der Dichtstellen reduziert die Schleppverluste gegenüber zusätzlichen Dichtungen. Die Dichtungen trennen den Rotorraum von der Umgebung auch bei einer Drehung und radtypischen Verkippung der Bauteile unter Seitenkrafteinwirkung und verhindern so das Eindringen der beschriebenen Substanzen. Darüber hinaus verhindern sie das Austreten, das heißt Leckage, von Schmiersubstanzen der mechanischen Komponenten, beispielsweise Schmierfett oder Öl aus einem Ölraum bzw. Ölsumpf. Erreicht wird dies durch Dichtungen zwischen Rotor und Stator, Rotor und Radlager, sowie die Nutzung der Radlagerdichtung.

Dadurch, dass die Rotorlagerdichtung, insbesondere die zweite Dichtung, mit in die Abdichtung des Rotorraums zwischen Rotor und Stator einbezogen wird, wird zur Abdichtung dieses Rotorraums vorteilhafterweise nur noch eine weitere Dichtung benötigt, nämlich die erste Dichtung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigt die einzige Figur, Fig. 1, eine schematische Ansicht eines elektrischen Radnabenantriebs für ein Kraftfahrzeug.

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines elektrischen Radnabenantriebs 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem Radträger 2, mit einer elektrischen Maschine 3, welche einen Stator 4 und einen um eine Hauptdrehachse A drehbar angeordneten Rotor 5 aufweist, mit einem Statorträger 6, welcher drehfest mit dem Radträger 2 verbunden ist, mit einem Rotorträger 7, welcher drehfest mit dem Rotor 5 verbunden und drehbar gegenüber dem Radträger 2 gelagert ist. In der dargestellten Ausführungsform weist der Statorträger 6 einen Tellerabschnitt 8 und einen Zylinderabschnitt 9 auf, wobei der Zylinderabschnitt 9 radial außerhalb des Tellerabschnittes 8 angeordnet ist.

Der Zylinderabschnitt 9 weist vorteilhaft eine geschlossene Zylinderform auf. Der Zylinderabschnitt 9 kann aber bereichsweise auch eine Zylinderform mit Öffnungen aufweisen.

In der dargestellten Ausführungsform weist der Tellerabschnitt 8 Durchführungen 14 für Verschraubungen 15 auf, die dazu ausgebildet sind, den Tellerabschnitt 8 drehfest mit dem Radträger 2 zu verbinden. In einer Ausführungsform weist der Zylinderabschnitt 9 mindestens einen Kanal auf, welcher zur Aufnahme eines Kühlmittels ausgebildet ist.

In der dargestellten Ausführungsform ist ein Rotorlager 17 zur rotatorischen Lagerung des Rotors 5 vorgesehen. Es ist beispielsweise radial innerhalb und axial überlappend zu dem Kanal angeordnet.

In einer Ausführungsform weist der Zylinderabschnitt 9 an seiner radial äußeren Seite eine Dichtfläche für eine erste Dichtung 21 gegenüber dem Rotorträger 7 auf.

In einer Ausführungsform ist die Dichtfläche axial zwischen dem Stator 4 und einer Bremsscheibe 22 angeordnet.

Das Rotorlager 17 ist in der dargestellten Ausführungsform Teil eines kombinierten Lagers 28, das ferner ein Radlager 29 beinhaltet, wobei das kombinierte Lager 28 eine äußere Lagerschale 30, eine erste Lagerschale 31 und eine zweite Lagerschale 32 aufweist, wobei zwischen der äußeren Lagerschale 30 und der ersten Lagerschale 31, die das Rotorlager 17 bilden, eine Mehrzahl von Wälzkörpern 33 angeordnet ist, wobei zwischen der ersten Lagerschale 31 und der zweiten Lagerschale 32, die das Radlager 29 bilden, eine Mehrzahl von Wälzkörpern 33 angeordnet ist.

Der Rotorträger 7 und/oder der Rotor 5, insbesondere über den Rotorträger 7, ist permanent zumindest im Wesentlichen drehfest mit der zweiten Lagerschale 32 verbunden.

Beispielsweise ist der Rotorträger 7 und/oder der Rotor 5, insbesondere über den Rotorträger 7, durch ein elastisches Verbindungselement 35 permanent zumindest im Wesentlichen drehfest mit der zweiten Lagerschale 32 verbunden. Das Verbindungselement 35 stellt insbesondere eine drehmomentübertragende Verbindung bereit, insbesondere mit einem Koaxialitätstoleranzausgleich. Das

Verbindungselement 35 ist beispielsweise als eine Wulstkupplung ausgebildet. Das Verbindungselement 35 ist insbesondere biegeweich, wodurch insbesondere ein Achsausgleich des Rotorlagers 17 und/oder des Radlagers 29, möglich ist. Ein Achsversatz und/oder nicht-koaxiale Achsen kann/können beispielsweise durch Toleranzen und/oder durch eine Verkippung des Radlagers 29 infolge einer Seitenkraft auf das Rad entstehen. Eine solche Seitenkraft bewirkt ein großes Kippmoment auf das Radlager 29. Die Bremsscheibe 22 kann als eine Inside-Out-Bremsscheibe ausgebildet und an einem Bremsscheibenträger 23 angeordnet sein, der mit einer Felge 24 drehtest verbunden ist. Die Felge 24 und der Bremsscheibenträger 23 sind in der dargestellten Ausführungsform über mehrere Radschrauben 27 drehtest mit der zweiten Lagerschale 32 des Radlagers 29 verbunden.

In der dargestellten Ausführungsform ist ferner am Radträger 2 ein Bremssattel 38 mit Bremsklötzen 39 angeordnet. Der Bremssattel 38 kann als ein innenliegender Bremssattel 38 ausgebildet sein.

Der Radträger 2, der Bremssattel 38, die Bremsklötze 39, der Stator 4, der Statorträger 6 und die erste Lagerschale 31 rotieren nicht mit der Felge 24.

Die Bremsscheibe 22, der Bremsscheibenträger 23, die zweite Lagerschale 32, der Rotorträger 7, der Rotor 5 und die äußere Lagerschale 30 rotieren immer zusammen mit der Felge 24.

Die elektrische Maschine 3 kann als eine Axialflussmaschine ausgebildet sein. Zu einer Abdichtung eines Rotorraumes 45, insbesondere eines Zwischenraumes zwischen dem Rotorträger 7 mit Rotor 5 und dem Statorträger 6 mit Stator 4, ist in der dargestellten Ausführungsform die erste Dichtung 21 vorgesehen, welche koaxial zu dem Rotorträger 7 angeordnet ist, derart, dass ein erster Zwischenspalt zwischen dem Rotorträger 7 und dem Statorträger 6 durch die erste Dichtung 21 ausgefüllt ist.

Der Rotorträger 7 ist radial außerhalb des Stators 4 und/oder den Stator 4 radial umgebend angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist eine zweite Dichtung 26 zur Abdichtung des Rotorraumes 45 vorgesehen. Diese zweite Dichtung 26 kann radial zwischen der ersten Lagerschale 31 und einem Rotorträgerabschnitt 34 des Rotorträgers 7 angeordnet sein, insbesondere derart, dass ein zweiter Zwischenspalt zwischen der ersten Lagerschale 31 und dem Rotorträgerabschnitt 34 durch die zweite Dichtung 26 ausgefüllt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Dichtung 26 radial zwischen der ersten Lagerschale 31 und der mit dem Rotorträgerabschnitt 34 des Rotorträgers 7 drehfest verbundenen äußeren Lagerschale 30 des Rotorlagers 17 angeordnet, insbesondere derart, dass ein zweiter Zwischenspalt zwischen der ersten Lagerschale 31 und der äußeren Lagerschale 30 durch die zweite Dichtung 26 ausgefüllt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Dichtung 26 als eine Lagerdichtung des Rotorlagers 17 ausgebildet.

In der dargestellten Ausführungsform ist das Rotorlager 17 axial überlappend und radial umgebend zu dem Radlager 29 angeordnet.

In der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Lagerschale 32 radial innerhalb der ersten Lagerschale 31 angeordnet.

In der dargestellten Ausführungsform sind der Rotorträgerabschnitt 34 und die äußere Lagerschale 30 radial außerhalb der ersten Lagerschale 31 angeordnet.

In der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Dichtung 26 hinsichtlich der Hauptdrehachse A axial auf einer dem Radträger 2 abgewandten Seite der ersten Dichtung 21 angeordnet.

In der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Dichtung 26 radial innerhalb der ersten Dichtung 21 angeordnet.

Die elektrische Maschine 3 ist beispielsweise als eine Axialflussmaschine ausgebildet.

In der dargestellten Ausführungsform ist die erste Dichtung 21 hinsichtlich der Hauptdrehachse A axial zwischen dem Radträger 2 und dem Stator 4 angeordnet.

In der dargestellten Ausführungsform ist das elastische Verbindungselement 35 axial auf einer dem Radträger 2 abgewandten Seite der zweiten Dichtung 26 angeordnet.

In der dargestellten Ausführungsform ist eine dritte Dichtung 40 koaxial zu dem Rotorträger 7 angeordnet, derart, dass ein dritter Zwischenspalt zwischen der ersten Lagerschale 31 und der zweiten Lagerschale 32 durch die dritte Dichtung 40 ausgefüllt ist.

In der dargestellten Ausführungsform ist eine vierte Dichtung 44 zwischen der zweiten Lagerschale 32 und der ersten Lagerschale 31 auf der der dritten Dichtung 40 axial gegenüberliegenden Seite des Radlagers 29 angeordnet, insbesondere derart, dass ein vierter Zwischenspalt zwischen der zweiten Lagerschale 32 und der ersten Lagerschale 31 durch die vierte Dichtung 44 ausgefüllt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist eine fünfte Dichtung 46 vorgesehen. Diese fünfte Dichtung 46 ist beispielsweise radial zwischen der ersten Lagerschale 31 und dem Rotorträgerabschnitt 34 des Rotorträgers 7 angeordnet, insbesondere derart, dass ein fünfter Zwischenspalt zwischen der ersten Lagerschale 31 und dem Rotorträgerabschnitt 34 durch die fünfte Dichtung 46 ausgefüllt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist diese fünfte Dichtung 46 radial zwischen der ersten Lagerschale 31 und der mit dem Rotorträgerabschnitt 34 des Rotorträgers 7 drehfest verbundenen äußeren Lagerschale 30 angeordnet, insbesondere derart, dass ein fünfter Zwischenspalt zwischen der ersten Lagerschale 31 und der äußeren Lagerschale 30 durch die fünfte Dichtung 46 ausgefüllt ist. Die fünfte Dichtung 46 ist auf der der zweiten Dichtung 26 axial gegenüberliegenden Seite des Rotorlagers 17 angeordnet.

Die erste Dichtung 21 kann radial innerhalb des Rotors 5, das heißt insbesondere radial innerhalb des Bereichs von im Rotor 5 angeordneten Magneten, angeordnet sein.

In der dargestellten Ausführungsform sind die zweite Dichtung 26, die dritte Dichtung 40, die vierte Dichtung 44 und die fünfte Dichtung 46 radial innerhalb des Stators 4, das heißt insbesondere radial innerhalb des Bereichs von im Stator 4 angeordneten Magneten, und radial innerhalb des Rotors 5, das heißt insbesondere radial innerhalb des Bereichs von im Rotor 5 angeordneten Magneten, angeordnet.

In der dargestellten Ausführungsform weist der elektrische Radnabenantrieb 1 zudem einen Bremsscheibenträger 23 auf.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Bremsscheibenträger 23 drehfest mit der zweiten Lagerschale 32 verbunden.

In der dargestellten Ausführungsform ist eine Bremsscheibe 22 drehfest mit dem Bremsscheibenträger 23 verbunden.

In der dargestellten Ausführungsform ist die Bremsscheibe 22 hinsichtlich der Hauptdrehachse A axial auf einer der zweiten Dichtung 26 gegenüberliegenden Seite der ersten Dichtung 21 angeordnet.

Die Bremsscheibe 22 ist in der dargestellten Ausführungsform hinsichtlich der Hauptdrehachse A axial auf einer dem Radträger 2 zugewandten Seite der ersten Dichtung 21 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist eine erste Verbindungsstelle 47 zur Verbindung des Bremsscheibenträgers 23 und der Felge 24 mit der zweiten Lagerschale 32 radial innerhalb der ersten Dichtung 21, der zweiten Dichtung 26, des Stators 4, des Rotors 5 und des Rotorträgers 7 angeordnet.

In der dargestellten Ausführungsform ist die erste Verbindungsstelle 47 hinsichtlich der Hauptdrehachse A axial auf der dem Radträger 2 abgewandten Seite der ersten Dichtung 21, der zweiten Dichtung 26, der dritten Dichtung 40, der vierten Dichtung 44 und der fünften Dichtung 46 angeordnet.

In der dargestellten Ausführungsform besteht eine zweite Verbindungsstelle 48 zur, insbesondere dichten, Verbindung der ersten Lagerschale 31 mit dem Statorträger 6.

In der dargestellten Ausführungsform ist diese zweite Verbindungsstelle 48 radial außerhalb der dritten Dichtung 40 und der vierten Dichtung 44 und radial innerhalb der ersten Dichtung 21 angeordnet.

In der dargestellten Ausführungsform ist diese zweite Verbindungsstelle 48 hinsichtlich der Hauptdrehachse A axial auf einer dem Radträger 2 zugewandten Seite der ersten Dichtung 21 , der zweiten Dichtung 26, der vierten Dichtung 44 und der fünften Dichtung 46 angeordnet.

In der dargestellten Ausführungsform bildet die erste Lagerschale 31 einen radial äußeren Lagerring des Radlagers 29 aus, und die zweite Lagerschale 32 bildet einen radial inneren Lagerring des Radlagers 29 aus.

In der dargestellten Ausführungsform bildet die erste Lagerschale 31 gleichzeitig auch einen radial inneren Lagerring des Rotorlagers 17 aus.

In der dargestellten Ausführungsform bildet die äußere Lagerschale 30 einen radial äußeren Lagerring des Rotorlagers 17 aus.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Rotorträgerabschnitt 34 ein radial innerster Abschnitt des Rotorträgers 7.

Der Rotorträgerabschnitt 34 ist insbesondere ein zylindrischer Abschnitt des Rotorträgers 7. In der dargestellten Ausführungsform ist der Rotorträgerabschnitt 34 ein Endabschnitt des Rotorträgers 7.

In der dargestellten Ausführungsform weist der Rotorträger 7 zwei Endabschnitte auf, wobei die erste Dichtung 21 an dem anderen Endabschnitt des Rotorträgers 7 angeordnet ist.

In der dargestellten Ausführungsform ist das elastische Verbindungselement 35 hinsichtlich der Hauptdrehachse A axial an einer vom Radträger 2 abgewandten Seite des Rotorträgerabschnitts 34 und an einer dem Radträger 2 zugewandten Seite des Bremsscheibenträgers 23 angeordnet.

In der dargestellten Ausführungsform ist am Radträger 2 ein Bremssattel 38, insbesondere mit Bremsklötzen 39, angeordnet. Der Bremssattel 38 kann als ein innenliegender Bremssattel 38 ausgebildet sein.

Die Dichtungen 21 , 26, 40, 44, 46 sind insbesondere jeweils als eine Radialdichtung ausgebildet.

Die zweite Dichtung 26 und die fünfte Dichtung 46 sind insbesondere Rotorlagerdichtungen des Rotorlagers 17.

Die dritte Dichtung 40 und die vierte Dichtung 44 sind insbesondere Radlagerdichtungen des Radlagers 29.

Der Rotorraum 45 wird insbesondere durch eine, insbesondere dem Statorträger 6 und/oder Stator 4 zugewandte, Innenseite des Rotorträgers 7 begrenzt.

Der Rotorraum 45 ist insbesondere zwischen der Innenseite des Rotorträgers 7, dem Statorträger 6 mit Stator 4 und der ersten Lagerschale 31 ausgebildet.

Beispielsweise ist auch das Rotorlager 17, insbesondere ein Zwischenraum zwischen der ersten Lagerschale 31 , der zweiten Dichtung 26 sowie der äußeren Lagerschale 30 und/oder dem Rotorträgerabschnitt 34, ein Bestandteil des Rotorraums 45.

Der Rotorraum 45 ist insbesondere durch die erste Dichtung 21 und die zweite Dichtung 26 dicht abgeschlossen. Der Statorträger 6 weist den Zylinderabschnitt 9 auf, der mittels der ersten Dichtung 21 gegenüber einem ersten scheibenförmigen Teil 41 des Rotorträgers 7 ist, der axial betrachtet auf einer Seite des Stators 4 liegt, genauer gesagt auf der dem Radträger 2 zugewandten Seite des Stators 4. An dieser Stelle ist somit der Rotorraum 45 mittels der ersten Dichtung 21 gegenüber der äußeren Umgebung abgedichtet.

Der Rotorträger 7 weist ferner einen zylindrischen Teil 42 und einen mit dem zylindrischen Teil 42 verbundenen zweiten scheibenförmigen Teil 43 auf. Der zweite scheibenförmige Teil 43 ist auf der dem Radträger 2 abgewandten Seite des Stators 4 angeordnet. Der zylindrischen Teil 42 ist zwischen den beiden scheibenförmigen Teilen 41 , 43 angeordnet. Der zweite scheibenförmige Teil 43 geht über einen Verbindungsteil 49 des Rotorträgers 7 in den Rotorträgerabschnitt 34 über. Der zylindrische Teil 42, der zweite scheibenförmige Teil 43, der Verbindungsteil 49 und der Rotorträgerabschnitt 34, in der dargestellten Ausführungsform mit der daran drehfest angeordneten äußeren Lagerschale 30, sind gegenüber der ersten Lagerschale 31 mittels der zweiten Dichtung 26 abgedichtet. An dieser Stelle ist somit der Rotorraum 45 mittels der zweiten Dichtung 26 gegenüber der äußeren Umgebung abgedichtet.

Zusätzlich ist der Rotorraum 45 vorteilhafterweise mittels der dritten Dichtung 40, der vierten Dichtung 44 und/oder der fünften Dichtung 46 gegenüber der äußeren Umgebung und/oder gegenüber dem jeweiligen Lager 17, 29 abgedichtet.

Vorteilhafterweise ist die zweite Verbindungsstelle 48 als eine dichte Verbindungsstelle ausgebildet, insbesondere zwischen der ersten Lagerschale 31 und dem Statorträger 6, so dass auch hier eine Abdichtung des Rotorraums 45, insbesondere gegenüber der äußeren Umgebung und beispielsweise gegenüber dem Radlager 29, vorliegt.

Die erste Lagerschale 31 ist in der dargestellten Ausführungsform als eine einzige, einstückige Lagerschale ausgebildet, die sowohl ein radial äußerer Teil des Radlagers 29 als auch ein radial innerer Teil des Rotorlagers 17 ist. Alternativ kann die erste Lagerschale 31 auch als zwei drehfest miteinander verbundene Lagerschalen ausgebildet sein, von denen eine ein radial äußerer Teil des Radlagers 29 und die andere ein radial innerer Teil des Rotorlagers 17 ist. Bezugszeichenliste

1 elektrischer Radnabenantrieb

2 Radträger

3 elektrische Maschine

4 Stator

5 Rotor

6 Statorträger

7 Rotorträger

8 Tellerabschnitt

9 Zylinderabschnitt

14 Durchführung

15 Verschraubung

17 Rotorlager

21 erste Dichtung

22 Bremsscheibe

23 Bremsscheibenträger

24 Felge

26 zweite Dichtung

27 Radschraube

28 kombiniertes Lager

29 Radlager

30 äußere Lagerschale

31 erste Lagerschale

32 zweite Lagerschale

33 Wälzkörper

34 Rotorträgerabschnitt

35 elastisches Verbindungselement

38 Bremssattel

39 Bremsklotz

40 dritte Dichtung

41 erster scheibenförmiger Teil

42 zylindrischer Teil

43 zweiter scheibenförmiger Teil

44 vierte Dichtung 45 Rotorraum

46 fünfte Dichtung

47 erste Verbindungsstelle

48 zweite Verbindungsstelle

49 Verbindungsteil

A Hauptdrehachse

Claims

Patentansprüche

1. Elektrischer Radnabenantrieb (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Radträger (2), mit einem Radlager (29), welches durch eine drehfest mit dem Radträger (2) verbundene erste Lagerschale (31) und eine drehbar zu einer Hauptdrehachse (A) angeordnete zweite Lagerschale (32) ausgebildet wird, mit einer elektrischen Maschine (3), welche als eine außenlaufende Axialflussmaschine ausgebildet ist und welche einen Stator (4) und einen Rotor (5) aufweist, mit einem Statorträger (6), welcher drehfest mit dem Radträger (2) verbunden ist, mit einem Rotorträger (7), welcher drehfest mit dem Rotor (5) verbunden ist, und mit einem Rotorlager (17) zur drehbaren Lagerung des Rotors (5) gegenüber dem Radträger (2), wobei ein zylindrischer Teil (42) des Rotorträgers (7) koaxial zu der Hautpdrehachse (A) und radial außerhalb des Stators (7) und axial überlappend zu dem Stator (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein koaxial zu der Hauptdrehachse (A) angeordneter Zylinderabschnitt (9) des Statorträgers (6) radial außerhalb des Radlagers (29) sowie radial außerhalb des Rotorlagers (17) angeordnet ist.

2. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderabschnitt (9) des Statorträgers (6) axial überlappend zu dem Radlager (29) und axial überlappend zu dem Rotorlager (17) angeordnet ist.

3. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer Abdichtung eines Rotorraumes (45) eine erste Dichtung (21) vorgesehen ist, welche koaxial zu dem Rotorträger (7) angeordnet ist, derart, dass ein Zwischenspalt zwischen dem Rotorträger (7) und dem Zylinderabschnitt (9) des Statorträgers (6) durch die erste Dichtung (21) ausgefüllt ist.

4. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtung (21) an einem Außenumfang des Zylinderabschnittes (9) sowie axial zwischen dem Radträger (2) und dem Stator (4) angeordnet ist.

5. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Dichtung (26) zur Abdichtung des Rotorraumes (45) als eine Lagerdichtung des Rotorlagers (17) ausgebildet ist.

6. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass hinsichtlich der Hauptdrehachse (A) die zweite Dichtung (26) axial auf einer dem Radträger (2) abgewandten Seite der ersten Dichtung (21) angeordnet ist.

7. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorlager (17) separat von dem Radlager (29) ausgebildet ist, wobei das Rotorlager (17) axial überlappend und radial umgebend zu dem Radlager (29) angeordnet ist.

8. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5) durch ein elastisches Verbindungselement (35) permanent zumindest im Wesentlichen drehfest mit der zweiten Lagerschale (32) verbunden ist, wobei das elastische Verbindungselement (35) axial auf einer dem Radträger (2) abgewandten Seite der zweiten Dichtung (26) angeordnet ist.

9. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine dritte Dichtung (40), welche koaxial zu dem Rotorträger (7) angeordnet ist, derart, dass ein Zwischenspalt zwischen der ersten Lagerschale (31) und der zweiten Lagerschale (32) durch die dritte Dichtung (40) ausgefüllt ist.

10. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine vierte Dichtung (44), die radial zwischen der zweiten Lagerschale (32) und der ersten Lagerschale (31) sowie auf einer der dritten Dichtung (40) axial gegenüberliegenden Seite des Radlagers (29) angeordnet ist.

11. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet durch eine fünfte Dichtung (46), die radial zwischen der ersten Lagerschale (31) und einem Rotorträgerabschnitt (34) des Rotorträgers (7) und/oder radial zwischen der ersten Lagerschale (31) und der mit dem Rotorträgerabschnitt (34) des Rotorträgers (7) drehfest verbundenen äußeren Lagerschale (30) angeordnet ist, und welche auf einer der zweiten Dichtung (26) axial gegenüberliegenden Seite des Rotorlagers (17) angeordnet ist.