DE102024001297A1

DE102024001297A1 - Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102024001297A1
Application number: DE102024001297.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Schmidt; Timo Schlette; Fabian Schwed; Arthur Adam; Johannes Dehn
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2024-04-24
Filing date: 2024-04-24
Publication date: 2024-07-11

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Radnabenantrieb (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Radträger (18), mit einem Radlager (20), welches eine mit dem Radträger (18) drehfest verbundene erste Lagerschale (22) und eine drehbar zur ersten Lagerschale (22) angeordnete zweite Lagerschale (26) aufweist, mit einem drehfest mit der zweiten Lagerschale (26) verbunden Fahrzeugrad (12), welches eine Radscheibe (14) und eine Felge (16) aufweist, mit einer elektrischen Maschine (30), welche einen Rotor (32) und einen mit dem Radträger (18) drehfest verbundenen Stator (34) aufweist, mit einer Bremsvorrichtung (60), welche ein drehfest mit dem Radträger (18) verbundenes und axial gegenüber dem Radträger (18) verschiebbares erstes Bremselement (62) sowie ein drehfest mit dem Fahrzeugrad (12) verbundenes und gegen axiale und relativ zu dem Fahrzeugrad (12) erfolgende Verschiebungen gesichertes zweites Bremselement (64) aufweist, welches in reibendes Zusammenwirken mit dem ersten Bremselement (62) bringbar ist, wobei das zweite Bremselement (64) ein erstes axiales Ende der Bremsvorrichtung (60) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen Radnabenantrieb.
Der DE 10 2009 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.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen Radnabenantrieb zu schaffen, so dass eine besonders gewicht- und bauraumgünstige Weise realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Radnabenantrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen auch als Radnabenantriebsvorrichtung oder Radnabenantriebseinrichtung bezeichneten Radnabenantrieb für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als ein Kraftwagen, insbesondere als ein Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den Radnabenantrieb aufweist und mittels des Radnabenantriebs, insbesondere rein elektrisch, antreibbar ist. Der Radnabenantrieb ist vorzugsweise ein elektrischer Radnabenantrieb, mittels welchem das Kraftfahrzeug, insbesondere rein elektrisch, antreibbar ist. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs hintereinander und somit aufeinanderfolgend angeordnete, einfach auch als Achsen bezeichnete Fahrzeugachsen auf. Die jeweilige Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs weist wenigstens oder genau zwei jeweilige, einfach auch als Räder bezeichnete Fahrzeugräder auf, wobei die jeweiligen Fahrzeugräder der jeweiligen Fahrzeugachse auf in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs einander gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. 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, dessen auch als Fahrgastzelle oder Fahrgastraum bezeichneter Innenraum beispielsweise durch einen insbesondere als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau des Kraftfahrzeugs gebildet ist, entlang des Bodens gefahren, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin des Kraftfahrzeugs über die Bodenkontaktelemente an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Bodenkontaktelemente, insbesondere direkt, an dem Boden ab. Der Radnabenantrieb wird auch als erster Radnabenantrieb bezeichnet. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem Radnabenantrieb ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, der erste Radnabenantrieb zu verstehen. Beispielsweise weist der Radnabenantrieb, insbesondere genau, ein erstes der Fahrzeugräder einer der Fahrzeugachsen auf. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem Fahrzeugrad ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das erste Fahrzeugrad zu verstehen. Somit kann mittels des ersten Radnabenantriebs das erste Fahrzeugrad, insbesondere rein elektrisch, angetrieben werden. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand einen zusätzlich zu dem ersten Radnabenantrieb vorgesehenen, zweiten Radnabenantrieb auf, mittels welchem, insbesondere genau, ein zweites der Fahrzeugräder des Kraftfahrzeugs, insbesondere rein elektrisch, antreibbar ist, wobei es denkbar ist, dass der zweite Radnabenantrieb das zweite Fahrzeugrad umfasst. Vorzugsweise sind das erste Fahrzeugrad und das zweite Fahrzeugrad die Fahrzeugräder derselben Fahrzeugachse. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem Fahrzeugrad ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das erste Fahrzeugrad zu verstehen. Die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem ersten Radnabenantrieb und zu dem ersten Fahrzeugrad können ohne Weiteres auch auf den zweiten Radnabenantrieb und das zweite Fahrzeugrad übertragen werden und umgekehrt.
Der Radnabenantrieb weist einen Radträger und ein auch als Radlagereinrichtung bezeichnetes Radlager auf, welches eine erste Lagerschale und eine drehbar zur ersten Lagerschale angeordnete zweite Lagerschale aufweist. Dies bedeutet, dass die zweite Lagerschale um eine Drehachse relativ zu der ersten Lagerschale drehbar ist. Die erste Lagerschale ist, insbesondere permanent, drehfest mit dem Radträger verbunden, so dass die zweite Lagerschale um die Drehachse relativ zu dem Radträger und relativ zu der ersten Lagerschale drehbar ist. Außerdem ist die zweite Lagerschale koaxial zur ersten Lagerschale angeordnet, so dass die erste Lagerschale und die zweite Lagerschale zu der Drehachse oder bezüglich der Drehachse koaxial zueinander angeordnet sind. Außerdem ist die erste Lagerschale koaxial zu der Drehachse angeordnet. Das Fahrzeugrad ist über das Radlager an dem Radträger um die Drehachse relativ zu dem Radträger drehbar gelagert, so dass die Drehachse auch als Raddrehachse bezeichnet wird. Dabei ist das Fahrzeugrad drehfest mit der zweiten Lagerschale verbunden, so dass das zweite Fahrzeugrad mit der zweiten Lagerschale um die Drehachse (Raddrehachse) relativ zu dem Radträger mit drehbar ist.
Das Fahrzeugrad weist eine Radscheibe und eine Felge auf, welche beispielsweise, insbesondere permanent, drehfest mit der Radscheibe verbunden ist. Grundsätzlich wäre es denkbar, dass die Felge und die Radscheibe separat voneinander ausgebildet und, insbesondere permanent, drehfest miteinander verbunden sind. Ferner wäre es möglich, dass die Radscheibe und die Felge einstückig miteinander ausgebildet, das heißt aus einem einzigen Stück gebildet und dadurch, insbesondere permanent, drehfest miteinander verbunden sind. Insbesondere ist die Felge ein radial äußerer, insbesondere äußerster, Teil des einfach auch als Rad bezeichneten Fahrzeugrades. Beispielsweise ist ein insbesondere aus Gummi gebildeter und vorzugsweise separat von dem Rad, von der Felge und ganz vorzugsweise separat von der Radscheibe, ausgebildeter Reifen, insbesondere des Fahrzeugrads, an der Felge befestigt, so dass der Reifen sozusagen auf die Felge aufgezogen ist. Insbesondere dann, wenn das Zwischenraum an dem zuvor genannten Boden abrollt, rollt der Reifen, insbesondere direkt, an dem Boden ab.
Der Radnabenantrieb weist außerdem eine elektrische Maschine auf, welche einen Stator oder einen Rotor aufweist. Der Rotor ist mittels des Stators antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar. Vorzugsweise ist der Rotor koaxial zu dem Radlager und somit koaxial zu den Lagerschalen angeordnet, so dass vorzugsweise die Maschinendrehachse mit der Drehachse (Raddrehachse) zusammenfällt. Die Drehachse wird auch als Hauptdrehachse des Radnabenantriebs bezeichnet, dessen axiale Richtung mit der Drehachse zusammenfällt. Insbesondere ist durch Antreiben des Rotors mittels des Rotors das Fahrzeugrad, insbesondere rein elektrisch, antreibbar und dadurch um die Drehachse relativ zu dem Radträger und relativ zu der ersten Lagerschale drehbar. Der Rotor ist axial überlappend zu der Felge angeordnet. Außerdem ist der Stator, insbesondere permanent, drehfest mit dem Radträger verbunden.
Der Radnabenantrieb weist außerdem eine als Reibbremse ausgebildete Bremsvorrichtung auf, welche ein permanent drehfest mit dem Radträger verbundenes und axial, das heißt in axialer Richtung des Radnabenantriebs gegenüber, das heißt relativ zu dem Radträger verschiebbares erstes Bremselement aufweist. Die Bremsvorrichtung weist außerdem ein, insbesondere permanent, drehfest mit dem Fahrzeugrad verbundenes zweites Bremselement auf, welches axial, das heißt in axialer Richtung des Radnabenantriebs gegenüber, das heißt relativ zu dem Fahrzeugrad nicht verschiebbar ist. Dies bedeutet, dass das zweite Bremselement gegen axiale, mithin in axialer Richtung des Radnabenantriebs erfolgende und relativ zu dem Fahrzeug erfolgende Verschiebungen gesichert ist. Mit anderen Worten sind das zweite Bremselement und das Fahrzeugrad zumindest derart miteinander verbunden, dass das Fahrzeugrad und das zweite Bremselement nicht in axialer Richtung des Radnabenantriebs relativ zueinander verschoben werden können. Das zweite Bremselement ist in, insbesondere direktes, reibendes Zusammenwirken mit dem ersten Bremselement bringbar, um dadurch das Fahrzeugrad insbesondere im Hinblick auf um die Drehachse und relativ zu dem Radträger erfolgende Drehungen abzubremsen. Unter dem Merkmal, dass die Bremselemente in reibendes Zusammenwirken bringbar sind, ist zu verstehen, dass die als Reibelemente ausgebildeten Bremselemente beispielsweise in einem Reibbereich in reibschlüssiges Zusammenwirken bringbar sind, um hierdurch das Fahrzeugrad relativ zu dem Radträger und insbesondere relativ zu der ersten Lagerschale abzubremsen, insbesondere hinsichtlich der zuvor genannten, um die Drehachse und relativ zu dem Radträger und insbesondere relativ zu der ersten Lagerschale erfolgenden Drehungen des Fahrzeugrads. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt, durch, insbesondere hydraulisches, Betätigen der Bremsvorrichtung sind die Bremselemente in ein derartiges, insbesondere direktes, Zusammenwirken bringbar, dass die Bremselemente, insbesondere direkt, aneinander reiben, wodurch das Fahrzeugrad hinsichtlich seiner jeweiligen, um die Drehachse und relativ zu dem Radträger erfolgenden Drehungen abgebremst werden kann. Hierdurch kann das Kraftfahrzeug insgesamt abgebremst werden.
Um nun eine besonders gewichts- und bauraumgünstige Bauweise des Radnabenantriebs realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das zweite Bremselement ein erstes axiales Ende der Bremsvorrichtung bildet. Somit endet die Bremsvorrichtung axial, das heißt in axialer Richtung des Radnabenantriebs an dem genannten ersten axialen Ende, welches durch das zweite Bremselement gebildet ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt endet die Bremsvorrichtung in eine parallel zur axialen Richtung des Radnabenantriebs verlaufende oder mit der axialen Richtung des Radnabenantriebs zusammenfallende erste Endrichtung an dem genannten ersten axialen Ende, welches durch das zweite Bremselement gebildet ist. Somit ist das erste axiale Ende ein Randbereich der Bremsvorrichtung insbesondere hinsichtlich der axialen Richtung, das heißt entlang der axialen Richtung, insbesondere der ersten Endrichtung, betrachtet.
Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere Hundert Volt beträgt.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter dem Merkmal „radial überlappend“ Folgendes zu verstehen: Zwei insbesondere zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrische Elemente des Radnabenantriebs, dessen radiale Richtung senkrecht zur axialen Richtung des Radnabenantrieb und somit senkrecht zur Drehachse verläuft, sind insbesondere in Bezug auf eine gemeinsame, beispielsweise in radialer Richtung des Radnabenantriebs verlaufende Achse und/oder in radialer Richtung des Radnabenantriebs radial, insbesondere zueinander, überlappend angeordnet, wenn sie jeweils zumindest teilweise in einem Bereich gleicher radialer Koordinaten, insbesondere gleicher Winkelkoordinaten, angeordnet sind. Der Begriff „radial“ bezieht sich auf die radiale Richtung des Radnabenantriebs. Mit anderen Worten meint der Begriff „radial“ die radiale Richtung des Radnabenantriebs. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der radialen Richtung ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die radiale Richtung des Radnabenantriebs zu verstehen.
Unter dem Merkmal „axial überlappend“ ist Folgendes zu verstehen: Zwei Elemente wie beispielsweise die Felge und der Rotor sind hinsichtlich einer gemeinsamen, insbesondere in axialer Richtung des Radnabenantriebs, verlaufenden Achse wie beispielsweise der Drehachse und/oder in axialer Richtung des Radnabenantriebs axial überlappend, insbesondere zueinander, angeordnet, wenn sie jeweils zumindest teilweise in einem Bereich gleicher axialer Koordinaten angeordnet sind. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter dem Begriff „axial“ die axiale Richtung des Radnabenantriebs zu verstehen. Mit anderen Worten meint der Begriff „axial“ die axiale Richtung des Radnabenantriebs. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt bezieht sich „axial“ auf die axiale Richtung des Radnabenantriebs, und „radial“ bezieht sich auf die radiale Richtung des Radnabenantriebs. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der axialen Richtung ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die axiale Richtung des Radnabenantriebs zu verstehen.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter dem Merkmal, dass ein erstes Bauelement radial innerhalb eines zweiten Bauelements angeordnet ist, zu verstehen, dass das erste Bauelement in einem Bereich kleinerer Radien als das zweite Bauelement angeordnet ist, insbesondere bezogen auf die Drehachse. Außerdem ist unter dem Merkmal, dass ein erstes Bauelement axial innerhalb eines zweiten Bauelements angeordnet ist, zu verstehen, dass in Einbaulage des Radnabenantriebs, der seine Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des den Radnabenantrieb aufweisenden Kraftfahrzeugs einnimmt und insbesondere bezogen auf eine Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs, das heißt insbesondere dann, wenn eine Lenkung des Kraftfahrzeugs dazu eingestellt ist, eine Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs zu bewirken, das erste Bauelement, welches axial innerhalb des zweiten Bauelements angeordnet ist, auf einer Seite des zweiten Bauelements zu einer auch als Fahrzeugmitte bezeichneten Mitte des Kraftfahrzeugs hin angeordnet ist, mithin das erste Bauelement auf einer zur Mitte des Kraftfahrzeugs hinweisenden Seite des zweiten Bauelements angeordnet ist, so dass das erste Bauelement insbesondere in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs betrachtet weiter innen, das heißt näher an der Mitte des Kraftfahrzeugs angeordnet ist als das zweite Bauelement.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente wie beispielsweise das Zwischenraum und die zweite Lagerschale drehfest miteinander verbunden sind, zu verstehen, dass die drehfest miteinander verbundenen Bauelemente koaxial zueinander angeordnet sind und sich insbesondere dann, wenn die Bauelemente angetrieben werden, gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig um eine den Bauelementen gemeinsame Bauelementdrehachse wie beispielsweise die Drehachse mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, insbesondere relativ zu einem Bezugselement wie beispielsweise dem Radträger, drehen. Mit anderen Worten sind zwei Elemente drehfest miteinander verbunden, wenn sie koaxial zueinander angeordnet sind, insbesondere bezogen auf ihre Bauelementdrehachse und/oder bezogen auf eine Rotationssymmetrieachse, und wenn sie derart miteinander verbunden sind, dass sie immer mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen. Ein Element ist drehfest mit einem Gehäuse verbunden, wenn es nicht gegenüber, das heißt relativ zu dem Gehäuse verdreht werden kann. Somit ist ein Element dann drehfest mit dem Radträger verbunden, wenn es nicht gegenüber, das heißt relativ zu dem Radträger verdreht werden kann.
Unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente drehmomentübertragend miteinander verbunden oder gekoppelt sind, ist zu verstehen, dass die Bauelemente derart miteinander gekoppelt oder verbunden sind, dass Drehmomente zwischen den Bauelementen übertragen werden können, wobei dann, wenn die Bauelemente drehfest miteinander verbunden oder gekoppelt sind, die Bauelemente auch drehmomentübertragend miteinander verbunden oder gekoppelt sind. Zwei drehmomentübertragend miteinander verbundene Bauelemente können somit drehfest miteinander verbunden sein. Ferner ist es denkbar, dass zwei drehmomentübertragend miteinander verbundene Bauelemente über eine zwischengeschaltete Übersetzungseinheit drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, so dass über diese Übersetzungseinheit Drehmomente zwischen den Bauelementen übertragen werden können, während die Bauelemente drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, wobei die Bauelemente jedoch relativ zueinander drehbar sein können.
Unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente wie beispielsweise die erste Lagerschale und der Radträger permanent drehmomentübertragend miteinander verbunden oder gekoppelt sind, ist zu verstehen, dass nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem die Bauelemente drehmomentübertragend miteinander verbindenden oder koppelnden Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem keine Drehmomente zwischen den Bauelementen über das Schaltelement übertragen werden können, sondern die Bauelemente sind stets beziehungsweise immer und somit permanent drehmomentübertragend, das heißt derart miteinander verbunden oder gekoppelt, dass ein Drehmoment zwischen den Bauelementen übertragen werden kann. Somit ist beispielsweise eines der Bauelemente von dem jeweiligen anderen Bauelement antreibbar beziehungsweise umgekehrt.
Insbesondere ist unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente wie beispielsweise die erste Lagerschale und der Radträger permanent drehfest miteinander verbunden oder gekoppelt sind, zu verstehen, dass nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem die Bauelemente drehfest miteinander verbindenden oder koppelnden Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem die Bauelemente voneinander entkoppelt und relativ zueinander drehbar sind, so dass keine Drehmomente zwischen den Bauelementen über das Schaltelement übertragen werden können, sondern die Bauelemente sind stets beziehungsweise immer, mithin permanent drehfest miteinander verbunden oder gekoppelt. Ferner ist unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente drehfest miteinander verbindbar oder koppelbar sind, zu verstehen, dass den Bauelementen ein Umschaltelement zugeordnet ist, welches zwischen wenigstens einem Kopplungszustand und wenigstens einem Entkoppelzustand umschaltbar ist. In dem Koppelzustand sind die Bauelemente mittels des Umschaltelements drehfest miteinander verbunden oder gekoppelt. In dem Entkoppelzustand sind die Bauelemente voneinander entkoppelt, so dass in dem Entkoppelzustand die Bauelemente relativ zueinander um die Bauelementdrehachse drehbar sind. Entsprechendes gilt für das Merkmal, dass zwei Bauelemente drehmomentübertragend miteinander verbindbar oder koppelbar sind. Somit ist beispielsweise unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente drehmomentübertragend miteinander verbindbar oder koppelbar sind, zu verstehen, dass den Bauelementen ein Schaltelement zugeordnet ist, wobei das Schaltelement zwischen wenigstens einem Verbindungszustand und wenigstens einem Freigabezustand umschaltbar ist. In dem Verbindungszustand sind die Bauelemente mittels des Schalterelements drehmomentübertragend miteinander gekoppelt oder verbunden, so dass Drehmomente zwischen den Bauelementen insbesondere über das Schaltelement übertragen werden können. In dem Freigabezustand sind die Bauelemente voneinander entkoppelt, so dass in dem Freigabezustand kein Drehmoment zwischen den Bauelementen über das Schaltelement übertragen werden kann.
Mit anderen Worten ausgedrückt unter dem Merkmal, dass ein erstes Element axial innerhalb eines zweiten Elements angeordnet ist, ist zu verstehen, dass das erste Element in der Einbaulage und somit in einem angenommen eingebauten Zustand des Radnabenantriebs axial zwischen dem zweiten Element und der Fahrzeugmitte angeordnet ist. Eine axiale Innenseite eines Elements ist bezüglich der Einbaulage eine der Fahrzeugmitte zugewandte Seite des Elements.
Um eine besonders kompakte und somit bauraumgünstige Bauweise des Radnabenantriebs realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das erste Bremselement und das zweite Bremselement axial, das heißt in axialer Richtung und somit entlang der Drehachse betrachtet, zwischen dem Stator und der Radscheibe angeordnet ist, wobei vorzugsweise das erste Bremselement eine senkrecht zur axialen Richtung des Radnabenantriebs und senkrecht zur Drehachse angeordnete erste Reibfläche aufweist. Dies bedeutet, dass sich die erste Reibfläche beispielsweise in einer ersten Reibflächenebene erstreckt, welche senkrecht zur axialen Richtung des Radnabenantriebs, mithin senkrecht zur Drehachse (Raddrehachse) verläuft.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das zweite Bremselement an einer axialen Außenseite des Rotors gehalten ist, dessen axiale Außenseite beispielsweise in axialer Richtung von dem Radträger und/oder in Einbaulage des Radnabenantriebs in axialer Richtung von der Fahrzeugmitte weg weist. Dadurch kann insbesondere in axialer Richtung des Radnabenantriebs eine besonders kompakte Bauweise dargestellt werden.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Bremsvorrichtung ein permanent drehfest mit dem Radträger verbundenes und axial gegenüber dem Radträger verschiebbares, mithin in axialer Richtung relativ zu dem Radträger verschiebbares drittes Bremselement sowie ein viertes Bremselement aufweist, welches, insbesondere permanent, drehfest mit dem Fahrzeugrad verbunden ist. Außerdem ist das vierte Bremselement gegenüber dem Fahrzeugrad, das heißt relativ zu dem Fahrzeugrad nicht verschiebbar, so dass das vierte Bremselement gegen axiale und relativ zu dem Fahrzeugrad erfolgende Verschiebungen gesichert ist. Das vierte Bremselement ist in, insbesondere direktes, reibendes Zusammenwirken mit dem Bremselement bringbar, um dadurch das Fahrzeugrad abzubremsen. Hierdurch kann eine hohe Leistungsfähigkeit der Bremsvorrichtung auf bauraumgünstige Weise dargestellt werden.
Die zuvor genannte axiale Außenseite des Rotors wird auch als erste axiale Außenseite des Rotors bezeichnet.
Um eine hohe Leistungsfähigkeit der Bremsvorrichtung auf besonders bauraumgünstige Weise realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das vierte Bremselement an einer, insbesondere zweiten, axialen Außenseite des Rotors gehalten ist. Beispielsweise weisen die erste axiale Außenseite und die zweite axiale Außenseite in axialer Richtung des Radnabenantriebs voneinander weg, so dass beispielsweise in Einbaulage des Radnabenantriebs die zweite axiale Außenseite in axialer Richtung nach innen und somit zur Fahrzeugmitte hinweist.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich durch einen Bremsträger aus, der zur drehfesten Verbindung des ersten Bremselements und des zweiten Bremselements mit dem Radträger ausgebildet ist. Mit anderen Worten sind das erste Bremselement und das zweite Bremselement mittels des Bremsträgers, insbesondere permanent, drehfest mit dem Radträger verbunden. Der Bremsträger weist vorzugsweise ein Verbindungselement und einen Bremselementhalter auf, wobei in axialer Richtung des Radnabenantriebs und somit entlang der Drehachse betrachtet das vierte Bremselement, das dritte Bremselement, der Bremselementhalter, das erste Bremselement, das zweite Bremselement und die Radscheibe in der Reihenfolge ihrer Nennung, das heißt in folgender Reihenfolge aufeinanderfolgend und somit nacheinander angeordnet sind: Das vierte Bremselement - das dritte Bremselement - der Bremselementhalter - das erste Bremselement - das zweite Bremselement - die Radscheibe. Dies bedeutet, dass in axialer Richtung des Radnabenantriebs und somit entlang der Drehachse betrachtet das dritte Bremselement auf das vierte Bremselement, der Bremselementhalter auf das dritte Bremselement, das erste Bremselement auf den Bremselementhalter, das zweite Bremselement auf das erste Bremselement und die Radscheibe auf das zweite Bremselement folgt. Dadurch kann insbesondere in axialer Richtung eine besonders kompakte und somit bauraumgünstige Bauweise des Radnabenantriebs dargestellt werden.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine als ein Außenläufer, mithin als eine Außenläufermaschine ausgebildet ist, wobei das Verbindungselement radial innerhalb der Bremselemente angeordnet ist. Hierdurch kann in radialer Richtung eine besonders kompakte Bauweise des Radnabenantriebs dargestellt werden.
Um eine in axialer Richtung verlaufende Länge des Radnabenantriebs realisieren und somit in axialer Richtung des Radnabenantriebs eine besonders kompakte Bauweise des Radnabenantriebs zu schaffen, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die elektrische Maschine als ein Außenläufer, mithin als eine Außenläufermaschine ausgebildet ist, wobei das Verbindungselement radial außerhalb der Bremselemente angeordnet ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Felge separat von der Radscheibe ausgebildet, das heißt ausgeführt ist, wobei ein, insbesondere permanent, drehfest mit der Felge verbundener erster Befestigungsring und ein, insbesondere permanent, drehfest mit der Radscheibe verbundener zweiter Befestigungsring vorgesehen sind. Beispielsweise ist der erste Befestigungsring einstückig mit der Felge ausgebildet, so dass vorzugsweise die Felge und der erste Befestigungsring aus einem einzigen Stück gebildet sind. Vorzugsweise ist der zweite Befestigungsring einstückig mit der Radscheibe ausgebildet, so dass vorzugsweise der zweite Befestigungsring und die Radscheibe aus einem einzigen Stück gebildet sind. Unter dem Merkmal, dass zwei Elemente wie beispielsweise der erste Befestigungsring und die Felge einstückig miteinander ausgebildet, das heißt aus einem einzigen Stück gebildet sind, ist zu verstehen, dass die Elemente nicht separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden sind, sondern die Elemente sind einstückig miteinander ausgebildet, das heißt aus einem einzigen Stück gebildet, so dass die Elemente durch einen einstückigen, mithin aus einem einzigen Stück gebildeten und somit integral hergestellten und als ein Monoblock ausgebildeten Körper gebildet. Durch die separate Ausgestaltung der Felge und der Radscheibe kann ein einfacher Reifenwechsel gewährleistet werden, ohne die gesamte elektrische Maschine demontieren zu müssen, wobei eine kompakte Bauweise des Radnabenantriebs dargestellt werden kann.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der erste Befestigungsring und der zweite Befestigungsring axial benachbart und radial überlappend zueinander angeordnet sind, wodurch eine besonders kompakte Bauweise des Radnabenantriebs dargestellt werden kann.
Um den Radnabenantrieb besonders bauraumgünstig ausbilden zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der erste Befestigungsring und der zweite Befestigungsring radial außerhalb des zweiten Bremselements angeordnet sind.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches wenigstens einen Radnabenantrieb gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Der erste Befestigungsring ist nicht Teil der Felge und mit anderen Worten umfasst die Felge den ersten Befestigungsring nicht. Der zweite Befestigungsring ist nicht Teil der Radscheibe, so dass die Radscheibe den zweiten Befestigungsring nicht umfasst. Dadurch können die Befestigungsringe geometrisch in Beziehung zur Radscheibe und zur Felge gesetzt werden, da sie nicht deren Teile sind. Unter dem Merkmal, dass die elektrische Maschine vorzugsweise als ein Außenläufer, das heißt als eine Außenläufermaschine ausgebildet ist, ist insbesondere zu verstehen, dass der Stator an seiner radial inneren Seite an den Radträger angebunden ist, und zumindest ein beispielsweise innenumfangsseitig und/oder außenumfangsseitig zylindrischer Rotorträgerabschnitt ist radial außerhalb des Stators angeordnet.
Grundsätzlich wäre es denkbar, dass die elektrische Maschine als ein Innenläufer, das heißt als eine Innenläufermaschine ausgebildet ist. Dann ist beispielsweise der Stator an seiner radial äußeren Seite an den Radträger angebunden, und zumindest ein insbesondere innenumfangsseitig und/oder außenumfangsseitig zylindrischer Rotorträgerabschnitt ist radial innerhalb des Stators angeordnet. Die erste Lagerschale ist ein radial äußerer und radträgerfester Lagerring des Radlagers, wobei beispielsweise die zweite Lagerschale ein radial innerer Lagerring des Radlagers ist. Beispielsweise ist das Fahrzeugrad derart drehfest mit der zweiten Lagerschale verbunden, dass das Fahrzeugrad, insbesondere die Radscheibe, mit der zweiten Lagerschale verschraubt, das heißt an die zweite Lagerschale angeschraubt ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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:

1 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Radnabenantriebs für ein Kraftfahrzeug; und
2 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Radnabenantriebs.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Längsschnittansicht eine erste Ausführungsform eines Radnabenantriebs 10 für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als ein Kraftwagen, insbesondere ein Personenkraftwagen, ausgebildet. Mittels des Radnabenantriebs 10 kann ein Fahrzeugrad 12 des Kraftfahrzeugs, insbesondere rein elektrisch, angetrieben werden, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird. Das Fahrzeugrad 12 ist Bestandteil des Radnabenantriebs 10 und weist eine Radscheibe 14 und eine Felge 16 auf, wobei bei der ersten Ausführungsform die Radscheibe 14 und die Felge 16 separat voneinander ausgebildet und, insbesondere permanent, drehfest miteinander verbunden sind. Der Radnabenantrieb 10 weist außerdem einen Radträger 18 und ein Radlager 20 auf, welches eine mit dem Radträger 18, insbesondere permanent, drehfest verbundene erste Lagerschale 22 aufweist. Das Radlager 20 ist als ein Wälzlager ausgebildet. Bei der ersten Ausführungsform sind der Radträger 18 und die erste Lagerschale 22 separat voneinander ausgebildet und, insbesondere permanent, drehfest miteinander verbunden. Hierfür ist wenigstens eine oder mehrere Schrauben 24 vorgesehen, wobei mittels der Schraube 24 die Lagerschale 22 mit dem Radträger 18 verschraubt und dadurch, insbesondere permanent, drehfest an dem Radträger 18 befestigt ist. Das Radlager 20 weist eine koaxial und drehbar zur ersten Lagerschale 22 angeordnete zweite Lagerschale 26 auf. Dies bedeutet, dass die Lagerschale 26 koaxial zur Lagerschale 22 angeordnet und um eine Drehachse 28 relativ zu der Lagerschale 22 und relativ zu dem Radträger 18 drehbar ist. Die Drehachse 28 des Radnabenantriebs 10, dessen axiale Richtung mit der Drehachse 28 zusammenfällt, wird auch als Hauptdrehachse oder Raddrehachse bezeichnet. Erkennbar ist, dass die erste Lagerschale 22 ein radial äußerer und radträgerfester Lagerring des Radlagers 20 ist, wobei die zweite Lagerschale 26 ein radial innerer Lagerring des Radlagers 20 ist. Dabei ist die Lagerschale 26 radial innerhalb der Lagerschale 22 angeordnet.
Der Radnabenantrieb 10, dessen radiale Richtung senkrecht zur axialen Richtung des Radnabenantriebs 10 und somit senkrecht zur Drehachse 28 verläuft, weist auch eine elektrische Maschine 30 auf, die bei der ersten Ausführungsform als ein Außenläufer, mithin als eine Außenläufermaschine ausgebildet ist. Erkennbar aus 1 ist, dass die jeweilige Lagerschale 22, 26 koaxial zur Drehachse 28 angeordnet ist, so dass die Lagerschalen 22, 26 bezüglich der Drehachse 28 koaxial zueinander angeordnet sind.
Das Fahrzeugrad 12 ist, insbesondere permanent, drehfest mit der Lagerschale 26 verbunden. Dabei ist das Fahrzeugrad 12, welches auch einfach als Rad bezeichnet wird, über die Radscheibe 14, insbesondere permanent, drehfest mit der Lagerschale 26 verbunden. Somit ist das Fahrzeugrad 12 mit der Lagerschale 26 um Drehachse 28 relativ zu dem Radträger 18 und relativ zu der Lagerschale 22 mit drehbar.
Die elektrische Maschine 30 weist einen Rotor 32 und einen Stator 34 auf. Bei der ersten Ausführungsform ist die elektrische Maschine 30 als eine Axialflussmaschine (AFM) ausgebildet. Die Axialflussmaschine wird auch als Axialflussmotor bezeichnet. Der Stator 34 ist separat von dem Radträger 18 ausgebildet und, insbesondere permanent, drehfest mit dem Radträger 18 verbunden. Hierfür weist die elektrische Maschine 30, insbesondere der Stator 34, einen separat von dem Rotor 32 ausgebildeten Statorträger 36 auf, welcher separat vom Radträger 18 ausgebildet und, insbesondere permanent, drehfest mit dem Radträger 18 verbunden ist. Alternativ wäre es denkbar, dass der Statorträger 36 einstückig mit dem Radträger 18 ausgebildet ist. Der Statorträger 36 trägt beispielswiese ein Blechpaket und/oder wenigstens einen Magnet und/oder wenigstens eine Wicklung des Stators 34.
Der Rotor 32 weist Rotorelemente 38 und 40 auf. Der Rotor 32 ist mittels des Stators 34 antreibbar und dadurch um die Drehachse 28 relativ zu dem Stator 34 und relativ zu dem Radträger 18 drehbar. Die elektrische Maschine 30, insbesondere der Rotor 32, weist außerdem einen Rotorträger 42 auf, welcher beispielsweise separat von den Rotorelementen 38 und 40 ausgebildet und, insbesondere permanent, drehfest mit den Rotorelementen 38 und 40 verbunden ist.
Die Rotorelemente 38 und 40 sind in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10, dessen radiale Richtung senkrecht zur axialen Richtung des Radnabenantriebs 10 verläuft, voneinander beabstandet. Die radiale Richtung des Radnabenantriebs 10 verläuft senkrecht zur Drehachse 28 und somit senkrecht zur axialen Richtung des Radnabenantriebs 10 und ist durch einen Doppelpfeil 44 veranschaulicht. Zumindest ein Teilbereich T des Stators 34 ist in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 zwischen den Rotorelementen 38 und 40 angeordnet, derart, dass das Rotorelemente 38 entlang der Drehachse 28 und hin zu dem Rotorelement 40 betrachtet zumindest teilweise durch den Teilbereich T überlappt, das heißt überdeckt ist, und dass das Rotorelement 40 entlang der Drehachse 28 und somit in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 und hin zu dem Rotorelement 38 betrachtet zumindest teilweise durch den Teilbereich T überlappt, das heißt überdeckt ist. Mittels des Rotors 32 ist durch Antreiben des Rotors 32 die zweite Lagerschale 26 antreibbar und dadurch um die Drehachse 28 relativ zur ersten Lagerschale 22 und relativ zu dem Radträger 18 drehbar, wodurch das Fahrzeugrad 12 antreibbar und dadurch um die Drehachse 28 relativ zu der Lagerschale 22 und relativ zu dem Radträger 18 drehbar ist.
Auf die Felge 16, insbesondere auf ein Felgenbett 46 der Felge 16, kann ein in den Figuren nicht dargestellter Reifen aufgezogen sein, welcher somit separat von der Felge 16 und separat von der Radscheibe 14 ausgebildet und an der Felge 16 befestigt ist. Die Radscheibe 14 weist einen insbesondere zentralen Befestigungsbereich 48 auf, welcher mehrere, beispielsweise als Bohrungen ausgebildete Durchgangsöffnungen 50 aufweist. Jede der Durchgangsöffnungen 50 ist von einer jeweiligen Radschraube 52 durchdrungen. Mittels der Radschrauben 52 sind die Radscheibe 14 und somit das Fahrzeugrad 12 an die Lagerschale 26 angeschraubt und somit, insbesondere permanent, drehfest mit der Lagerschale 26 verbunden. Somit ist das Fahrzeugrad 12 über das Radlager 20 um die Drehachse 28 relativ zu dem Radträger 18 drehbar an dem Radträger 18 gelagert. Erkennbar ist insbesondere, dass beispielsweise die jeweilige Radschraube 52 in eine jeweilige korrespondierende und beispielsweise als Durchgangsöffnung ausgebildete Schrauböffnung 54 der Lagerschale 26 eingeschraubt ist.
Das Radlager 20 weist erste Wälzkörper 56 auf, welche eine erste Wälzkörperreihe bilden. Das Radlager 20 weist außerdem zweite Wälzkörper 58 auf, welche eine zweite Wälzkörperreihe bilden, wobei die erste Wälzkörperreihe und die zweite Wälzkörperreihe in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 aufeinanderfolgend angeordnet sind, Die erste Lagerschale 22 bildet eine erste Laufbahn für die Wälzkörper 56 und 58, und die zweite Lagerschale 26 bildet eine zweite Laufbahn für die Wälzkörper 56 und 58. Dreht sich die Lagerschale 26 um die Drehachse 28 relativ zu der Lagerschale 22, so wälzen die Wälzkörper 56 und 58 direkt an den Laufbahnen ab. Erkennbar ist, dass der Rotor 32 axial überlappend zu der Felge 16 angeordnet ist.
Der Radnabenantrieb 10 weist außerdem eine als Reibbremse ausgebildete Bremsvorrichtung 60 auf, welche ein erstes Bremselement 62 und ein zweites Bremselement 64 aufweist. Das erste Bremselement 62 ist permanent drehfest mit dem Radträger 18 verbunden und axial, das heißt in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 18 und vorzugsweise auch relativ zu dem Fahrzeugrad 12 verschiebbar. Das zweite Bremselement 64 ist mit dem Fahrzeugrad 12, insbesondere permanent, drehfest verbunden, wobei das Bremselement 64 nicht in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Fahrzeugrad 12 verschiebbar ist. Vorzugsweise ist das Bremselement 64 nicht in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 18 verschiebbar. Durch insbesondere hydraulisches Betätigen der Bremsvorrichtung 60 kann das Bremselement 62 in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 18 und vorzugsweise auch relativ zu dem Fahrzeugrad 12 und ganz vorzugsweise auch relativ zu dem Bremselement 64 verschoben werden, was durch einen Doppelpfeil 67 veranschaulicht ist. Durch relativ zu dem Radträger 18 und vorzugsweise auch relativ zu dem Fahrzeugrad 12 und relativ zu dem Bremselement 64 erfolgendes und in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 erfolgendes Verschieben des Bremselements 62 kann beispielsweise das Bremselement 62 in, insbesondere direktes, reibendes Zusammenwirken mit dem Bremselement 64 gebracht werden beziehungsweise umgekehrt, wodurch das Fahrzeugrad 12 hinsichtlich seiner um die Drehachse 28 und relativ zu dem Radträger 18 erfolgenden Drehung abgebremst werden kann.
Um eine besonders kompakte Bauweise des Radnabenantriebs 10 realisieren zu können, ist es vorgesehen, dass das zweite Bremselement 64 ein erstes axiales Ende der Bremsvorrichtung 60 bildet, die vorliegend in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 zu der Radscheibe 14 hin betrachtet an dem ersten axialen Ende endet.
Bei der ersten Ausführungsform weist die Bremsvorrichtung 60 außerdem ein drittes Bremselement 66 und ein mit dem dritten Bremselement 66 korrespondierendes viertes Bremselement 68 auf. Das dritte Bremselement 66 ist permanent drehfest mit dem Radträger 18 verbunden und in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 18 und vorzugsweise auch relativ zu dem Fahrzeugrad 12 und relativ zu dem Bremselement 68 verschiebbar. Das Bremselement 68 ist, insbesondere permanent, drehfest mit dem Fahrzeugrad 12 verbunden. Das Bremselement 68 kann nicht in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Fahrzeugrad 12 verschoben werden. Außerdem ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Bremselement 68 nicht in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 18 verschoben werden kann. Durch das insbesondere hydraulische Betätigen der Bremsvorrichtung 60 kann das Bremselement 66 in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Fahrzeugrad 12 und relativ zu dem Radträger 18 und relativ zu dem Bremselement 68 verschoben werden, was in 1 durch einen Pfeil 70 veranschaulicht ist. Durch Betätigen der Bremsvorrichtung 60 kann das Bremselement 66 in, insbesondere direktes, reibendes Zusammenwirken mit dem Bremselement 68 gebracht werden und umgekehrt, wodurch das Fahrzeugrad 12 abgebremst werden kann. Erkennbar ist, dass das vierte Bremselement 68 ein dem ersten axialen Ende der Bremsvorrichtung 60 in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 gegenüberliegendes zweites axiales Ende der Bremsvorrichtung 60 bildet, die in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 und hin zu dem Radträger 18 betrachtet an dem zweiten axialen Ende endet.
Bei einer dritten Ausführungsform könnte die Bremsvorrichtung 60 beispielsweise bezogen auf die Bremselemente 62, 64, 66, 68 nur die Bremselemente 62 und 64 umfassen, so dass die Bremselemente 66 und 68 entfallen. Bei einer in den Figuren nicht gezeigten vierten Ausführungsform könnte die Bremsvorrichtung 60 bezogen auf die Bremselemente 62, 64, 66, 68 nur die Bremselemente 66 und 68 umfassen, so dass dann die Bremselemente 62 und 64 entfallen.
Aus 1 besonders gut erkennbar ist, dass die Bremselemente 62, 64, 66 und 68 axial zwischen dem Stator 34 und der Radscheibe 14 angeordnet sind. Das jeweilige Bremselement 62, 64, 66, 68 weist eine jeweilige Reibfläche auf. Die jeweilige Reibfläche erstreckt sich in einer jeweiligen Reibflächenebene, welche senkrecht zur axialen Richtung des Radnabenantriebs 10 und somit senkrecht zur Drehachse 28 verläuft. Werden die als Reibelemente ausgebildeten Bremselemente 62 und 64 in reibendes Zusammenwirken gebracht, so werden hierdurch die Reibflächen der Reibelemente 62 und 64 in direktes reibendes Zusammenwirken gebracht, um hierdurch das Fahrzeugrad 12 abzubremsen. Entsprechendes gilt für die Bremselemente 66 und 68. Werden die Bremselemente 66 und 68 in reibendes Zusammenwirken gebracht, so werden hierdurch die Reibflächen der als Reibelemente ausgebildeten Bremselemente 66 und 68 in, insbesondere direktes, reibendes Zusammenwirken gebracht, wodurch das Fahrzeugrad 12 abgebremst werden kann.
Erkennbar ist, dass das Bremselement 64 an einer axialen Innenseite S1 der Radscheibe 14 gehalten ist, deren axiale Innenseite in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 zu dem Radträger 18 hinweist. Das Bremselement 68 ist an einer axialen Außenseite S2 des Rotors 32, vorliegend des Rotorträgers 42 und somit des Rotors 32, gehalten, wobei die axiale Außenseite 52 in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 zu der Radscheibe 14 hinweist.
Durch einen Pfeil 72 ist beispielsweise wenigstens oder genau eine Leitung oder sind mehrere Leitungen veranschaulicht, wobei beispielsweise mittels der Leitung der Stator 30 mit elektrischer Energie versorgbar ist, insbesondere um hierdurch den magnetischen Fluss zu erzeugen.
Die Bremsvorrichtung 60 weist einen Bremsträger 74 auf, mittels welchem das Bremselement 62 und vorliegend auch das Bremselement 66, insbesondere permanent, drehfest mit dem Radträger 18 verbunden sind. Der Bremsträger 74 weist dabei einen Bremselementhalter 76 auf, an welchem die Bremselemente 62 und 66 gehalten sind, insbesondere derart, dass die Bremselemente 62 und 66 drehfest mit dem Bremselementhalter 76 gekoppelt sind. Der Bremselementhalter 76 ist in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 zwischen den Bremselementen 62 und 66 angeordnet, derart, dass das Bremselement 62 in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 und hin zu dem Bremselement 66 betrachtet zumindest teilweise durch den Bremselementhalter 76 überlappt ist, und dass das Bremselement 66 in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 und hin zu dem Bremselement 62 betrachtet zumindest teilweise durch den Bremselementhalter 76 überlappt, das heißt überdeckt ist. Der Bremsträger 74 weist Außenseite ein Verbindungselement 78 auf, über welches der Bremselementhalter 76 an dem Radträger 18 befestigt ist, derart, dass das Verbindungselement 78 und der Bremselementhalter 76, insbesondere permanent, drehfest mit dem Radträger 18 verbunden sind. Vorliegend ist der Bremsträger 74 separat von dem Radträger 18 ausgebildet und, insbesondere permanent, drehfest mit dem Radträger 18 verbunden. Beispielsweise sind der Bremselementhalter 76 und das Verbindungselement 78 einstückig miteinander ausgebildet, das heißt aus einem einzigen Stück gebildet. Beispielsweise ist das Verbindungselement 78 zumindest in einem Längenbereich innenumfangsseitig und/oder außenumfangsseitig zylindrisch ausgebildet.
In axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 sind das vierte Bremselement 68, das dritte Bremselement 66, der Bremselementhalter 76, das erste Bremselement 62, das zweite Bremselement 64 und die Radscheibe 14 in der Reihenfolge ihrer Nennung, mithin in folgender Reihenfolge aufeinanderfolgend und somit nacheinander angeordnet: Das vierte Bremselement 68 - das dritte Bremselement 66 - der Bremselementhalter 76 - das erste Bremselement 62 - das zweite Bremselement 64 - die Radscheibe 14.
Bei der ersten Ausführungsform ist die elektrische Maschine 30 als ein Außenläufer ausgebildet, wobei das Verbindungselement 78 radial innerhalb der Bremselemente 62, 64, 66, 68 angeordnet ist.
2 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Längsschnittansicht eine zweite Ausführungsform des Radnabenantriebs 10. Bei der zweiten Ausführungsform ist die elektrische Maschine 30 ebenfalls als eine Axialflussmaschine, jedoch als ein Innenläufer, mithin als eine Innenläufermaschine ausgebildet, wobei das Verbindungselement 78 radial außerhalb der Bremselemente 62, 64, 66 und 68 angeordnet ist. Auch bei der zweiten Ausführungsform sind, wie bei der ersten Ausführungsform, die Radscheibe 14 und die Felge 16 separat voneinander ausgebildet und, insbesondere permanent, drehfest miteinander verbunden. Hierfür ist ein, insbesondere permanent, drehfest mit der Felge 16 verbundener erster Befestigungsring 80 vorgesehen, und es ist ein, insbesondere permanent, drehfest mit der Radscheibe 14 verbundener, zweiter Befestigungsring 82 vorgesehen. Die Befestigungsringe 80 und 82 sind separat voneinander ausgebildet und, insbesondere permanent, drehfest miteinander verbunden. Bei der ersten Ausführungsform und bei der zweiten Ausführungsform sind die Felge 16 und der Befestigungsring 80 einstückig miteinander ausgebildet, und die Radscheibe 14 und der Befestigungsring 82 sind einstückig miteinander ausgebildet. Die Befestigungsringe 80 und 82 sind mittels Schrauben miteinander verbunden und dadurch, insbesondere permanent, drehfest miteinander verbunden, wobei von diesen Schrauben eine mit 84 bezeichnete Schraube erkennbar ist. Die Befestigungsringe 80 und 82 können axial benachbart und radial überlappend zueinander angeordnet sein. Außerdem sind vorliegend die Befestigungsringe 80 und 82 radial außerhalb des zweiten Bremselements 64 Unternehmen auch der anderen Bremselemente 62, 68 und 66 angeordnet.
Bezugszeichenliste

10: Radnabenantrieb
12: Fahrzeugrad
14: Radscheibe
16: Felge
18: Radträger
20: Radlager
22: erste Lagerschale
24: Schraube
26: zweite Lagerschale
28: Drehachse
30: elektrische Maschine
32: Rotor
34: Stator
36: Statorträger
38: Rotorelement
40: Rotorelement
42: Rotorträger
44: Doppelpfeil
46: Felgenbett
48: zentraler Befestigungsbereich
50: Durchgangsöffnung
52: Radschraube
54: Schrauböffnung
56: erster Wälzkörper
58: zweiter Wälzkörper
60: Bremsvorrichtung
62: erstes Bremselement
64: zweites Bremselement
66: drittes Bremselement
67: Doppelpfeil
68: viertes Bremselement
70: Doppelpfeil
72: Pfeil
74: Bremsträger
76: Bremselementhalter
78: Verbindungselement
80: erster Befestigungsring
82: zweiter Befestigungsring
84: Schraube
T: Teil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009035176 A1 [0002]

Claims

Radnabenantrieb (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Radträger (18), mit einem Radlager (20), welches eine mit dem Radträger (18) drehfest verbundene erste Lagerschale (22) und eine koaxial und drehbar zur ersten Lagerschale (22) angeordnete zweite Lagerschale (26) aufweist, mit einem drehfest mit der zweiten Lagerschale (26) verbunden Fahrzeugrad (12), welches eine Radscheibe (14) und eine Felge (16) aufweist, mit einer elektrischen Maschine (30), welche einen axial überlappend zu der Felge (16) angeordneten Rotor (32) und einen mit dem Radträger (18) drehfest verbundenen Stator (34) aufweist, mit einer Bremsvorrichtung (60), welche ein permanent drehfest mit dem Radträger (18) verbundenes und axial gegenüber dem Radträger (18) verschiebbares erstes Bremselement (62) sowie ein drehfest mit dem Fahrzeugrad (12) verbundenes und gegen axiale und relativ zu dem Fahrzeugrad (12) erfolgende Verschiebungen gesichertes zweites Bremselement (64) aufweist, welches in reibendes Zusammenwirken mit dem ersten Bremselement (62) bringbar ist, um dadurch das Fahrzeugrad (12) abzubremsen, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bremselement (64) ein erstes axiales Ende der Bremsvorrichtung (60) bildet.
Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bremselement (62) und das zweite Bremselement (64) axial zwischen dem Stator (34) und der Radscheibe (14) angeordnet sind, wobei das erste Bremselement (62) eine senkrecht zur axialen Richtung des Radnabenantriebs (10) angeordnete erste Reibfläche aufweist.
Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bremselement (64) an einer axialen Innenseite (51) der Radscheibe (14) gehalten ist.
Radnabenantrieb (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bremselement (64) an einer axialen Außenseite (S2) des Rotors (32) gehalten ist.
Radnabenantrieb (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein permanent drehfest mit dem Radträger (18) verbundenes und axial gegenüber dem Radträger (18) verschiebbares drittes Bremselement (66) sowie ein drehfest mit dem Fahrzeugrad (12) verbundenes und gegen axiale und relativ zu dem Fahrzeugrad (12) gesichertes viertes Bremselement (68), welches in reibendes Zusammenwirken mit dem dritten Bremselement (66) bringbar ist, um dadurch das Fahrzeugrad (12) abzubremsen.
Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Bremselement (68) an einer axialen Außenseite (S2) des Rotors (32) gehalten ist.
Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen Bremsträger (74), der zur drehfesten Verbindung des ersten Bremselementes (62) und des dritten Bremselementes (66) mit dem Radträger (18) ausgebildet ist, wobei der Bremsträger (74) ein Verbindungselement (78) und einen Bremselementhalter (76) aufweist, wobei in axialer Richtung des Radnabenantriebs (10) das vierte Bremselement (68), das dritte Bremselement (66), der Bremselementhalter (76), das erste Bremselement (62), das zweite Bremselement (64) und die Radscheibe (14) in folgender Reihenfolge aufeinanderfolgend angeordnet sind: das vierte Bremselement (68) - das dritte Bremselement (66) - der Bremselementhalter (76) - das erste Bremselement (62) - das zweite Bremselement (64) - die Radscheibe (14).
Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (30) als ein Außenläufer ausgebildet ist, wobei das Verbindungselement (78) radial innerhalb der Bremselemente (62, 64, 66, 68) angeordnet ist.
Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (30) als ein Außenläufer ausgebildet ist, wobei das Verbindungselement (78) radial außerhalb der Bremselemente (62, 64, 66, 68) angeordnet ist.
Radnabenantrieb (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Felge (16) separat von der Radscheibe (14) ausgebildet ist, wobei ein drehfest mit der Felge (16) verbundener erster Befestigungsring (80) und ein drehfest mit der Radscheibe (14) verbundener zweiter Befestigungsring (82) dazu ausgebildet sind, die Radscheibe (14) und die Felge (16) drehfest miteinander zu verbinden.
Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Befestigungsring (80) und der zweite Befestigungsring (82) axial benachbart und radial überlappend zueinander angeordnet sind.
Radnabenantrieb (10) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Befestigungsring (80) und der zweite Befestigungsring (82) radial außerhalb des zweiten Bremselements (64) angeordnet sind.
Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Radnabenantrieb (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.