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DE102023002376A1 - wheel hub drive device - Google Patents

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DE102023002376A1
DE102023002376A1 DE102023002376.0A DE102023002376A DE102023002376A1 DE 102023002376 A1 DE102023002376 A1 DE 102023002376A1 DE 102023002376 A DE102023002376 A DE 102023002376A DE 102023002376 A1 DE102023002376 A1 DE 102023002376A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wheel hub
drive device
hub drive
bearing shell
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102023002376.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael Schmidt
Fabian Schwed
Arthur Adam
Johannes Dehn
Jessica Roosz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Priority to DE102023002376.0A priority Critical patent/DE102023002376A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radnabenantriebsvorrichtung (1) mit einem Radträger (5), mit einem Lager (6), welches eine mit dem Radträger (5) drehfest verbundene erste Lagerschale (61) und eine drehbar zur ersten Lagerschale (61) angeordnete zweite Lagerschale (62) aufweist, mit einer elektrischen Maschine (3), die einen Rotor (31) und einen mit dem Radträger (5) drehfest verbundenen Stator (32) aufweist, mit einer Bremsvorrichtung (4), welche in axialer Richtung (a) auf einer dem Radträger (5) abgewandten Seite des Stators (32) angeordnet ist, und welche einen Bremssattel (42) und eine Bremsscheibe (41) aufweist, wobei die elektrischen Maschine (3) als ein Innenläufer ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Radnabenantriebsvorrichtung (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bremssattel (42) die Bremsscheibe (41) aus radialer Richtung (r) von Innen umgreift.

Figure DE102023002376A1_0000
The invention relates to a wheel hub drive device (1) with a wheel carrier (5), with a bearing (6) which has a first bearing shell (61) connected to the wheel carrier (5) in a rotationally fixed manner and a second bearing shell (62) arranged rotatably relative to the first bearing shell (61), with an electric machine (3) which has a rotor (31) and a stator (32) connected to the wheel carrier (5) in a rotationally fixed manner, with a braking device (4) which is arranged in the axial direction (a) on a side of the stator (32) facing away from the wheel carrier (5), and which has a brake caliper (42) and a brake disk (41), the electric machine (3) being designed as an internal rotor. The wheel hub drive device (1) according to the invention is characterized in that the brake caliper (42) engages around the brake disk (41) from the inside in a radial direction (r).
Figure DE102023002376A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Radnabenantriebsvorrichtung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a wheel hub drive device according to the type defined in the preamble of claim 1.

Eine im Wesentlichen gattungsgemäße Radnabenantriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist aus der DE 10 2009 035 176 A1 bekannt. Um eine Bremsvorrichtung, hier ein Scheibenbremssystem, und eine elektrische Maschine radial innerhalb einer Felge anordnen zu können wird es in der genannten Schrift vorgeschlagen, dass ein Stator der elektrischen Maschine in seinem Umfang eine Aussparung aufweist, in welcher ein Bremssattel des Scheibenbremssystems angeordnet ist. Der Nachteil des Aufbaus ist hier die sehr komplexe Verschachtelung der Bauelemente. Außerdem kann der Stator nicht vollständig umlaufend ausgebildet werden kann, was jedoch an sich wünschenswert wäre.A wheel hub drive device of essentially the same type for a motor vehicle is known from DE 10 2009 035 176 A1 known. In order to be able to arrange a braking device, in this case a disc brake system, and an electric machine radially inside a rim, it is proposed in the document mentioned that a stator of the electric machine has a recess in its circumference in which a brake caliper of the disc brake system is arranged. The disadvantage of the design here is the very complex nesting of the components. In addition, the stator cannot be designed to be completely circumferential, which would in itself be desirable.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, dass prinzipielle Konzept aus der DE 10 2009 035 176 A1 dahingehend weiterzubilden, dass ein einfacherer Aufbau mit einer vollständigen elektrischen Maschine möglich wird.The object of the present invention is to develop the basic concept from the DE 10 2009 035 176 A1 to further develop it so that a simpler structure with a complete electrical machine becomes possible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Radnabenantriebsvorrichtung mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Radnabenantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a wheel hub drive device with the features in claim 1, and here in particular in the characterizing part of claim 1. Further advantageous embodiments of the wheel hub drive device according to the invention emerge from the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Radnabenantriebsvorrichtung ist es so, dass diese vergleichbar wie die Radnabenantriebsvorrichtung im gattungsgemäßen Stand der Technik einen Radträger, ein Lager, eine elektrische Maschine sowie eine Bremsvorrichtung umfasst. Dabei ist hier der Radträger drehfest mit einer ersten Lagerschale eines Lagers verbunden, welches außerdem eine koaxial und drehbar zur ersten Lagerschale angeordnete zweite Lagerschale aufweist. Die elektrische Maschine umfasst einen Rotor und einen mit dem Radträger drehfest verbundenen Stator.In the wheel hub drive device according to the invention, it is the case that, comparable to the wheel hub drive device in the generic prior art, it comprises a wheel carrier, a bearing, an electric machine and a braking device. Here, the wheel carrier is connected in a rotationally fixed manner to a first bearing shell of a bearing, which also has a second bearing shell arranged coaxially and rotatably to the first bearing shell. The electric machine comprises a rotor and a stator connected in a rotationally fixed manner to the wheel carrier.

Im Sinne der Erfindung sind zwei Elemente dann drehfest miteinander verbunden, wenn sie koaxial zueinander angeordnet sind, beispielsweise bezogen auf ihre Drehachse oder bezogen auf eine Rotationssymmetrieachse, und wenn sie derart miteinander verbunden sind, dass sie immer mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit drehen. Ein Element ist dann drehfest mit einem feststehenden Teil verbunden, wenn es nicht gegenüber diesem feststehenden Teil verdreht werden kann.In the sense of the invention, two elements are connected to one another in a rotationally fixed manner if they are arranged coaxially to one another, for example in relation to their axis of rotation or in relation to a rotational axis of symmetry, and if they are connected to one another in such a way that they always rotate at the same angular speed. An element is connected to a fixed part in a rotationally fixed manner if it cannot be rotated relative to this fixed part.

Ferner ist die Bremsvorrichtung axial auf einer dem Radträger abgewandten Seite des Stators angeordnet. Bei einem Blick in axialer Richtung von außen auf die Radnabenantriebsvorrichtung, bevor eine Felge montiert wird, liegt die elektrische Maschine also hinter der Bremsvorrichtung. Die Bremsvorrichtung umfasst dabei eine Bremsscheibe und einen Bremssattel, ist also als Scheibenbremse ausgeführt.Furthermore, the braking device is arranged axially on a side of the stator facing away from the wheel carrier. When looking axially from the outside at the wheel hub drive device before a rim is mounted, the electric machine is located behind the braking device. The braking device comprises a brake disc and a brake caliper, and is therefore designed as a disc brake.

Die elektrische Maschine ist als Innenläufer ausgebildet. Ein solcher Innenläufer als elektrische Maschine ist dabei so zu verstehen, dass ein mit dem Stator axial überlappender Teil eines Rotorträgers radial innerhalb des Stators angeordnet ist. Falls die elektrische Maschine z.B. als Axialflussmaschine ausgebildet ist, kann der Rotorträger den Stator radial innen umgreifen. Er kann hierfür beispielsweise ein im Querschnitt auf einer Seite seiner Rotationsachse U-förmig ausgebildet sein, sodass der „Boden“ des U radial innerhalb des Stators zu liegen kommt. Der Rotor als Ganzes hätte damit eine H-Form. An den Schenkeln des H bzw. U wären dann die beiden Teile des bei einer solchen Axialflussmaschine typischen geteilten Rotors angeordnet.The electrical machine is designed as an internal rotor. An internal rotor of this type as an electrical machine is to be understood in such a way that a part of a rotor carrier that axially overlaps the stator is arranged radially inside the stator. If the electrical machine is designed as an axial flux machine, for example, the rotor carrier can surround the stator radially on the inside. For this purpose, it can, for example, be U-shaped in cross-section on one side of its axis of rotation, so that the "bottom" of the U lies radially inside the stator. The rotor as a whole would therefore have an H shape. The two parts of the split rotor typical of such an axial flux machine would then be arranged on the legs of the H and U.

Dass die elektrische Maschine als Innenläufer ausgebildet ist, bedeutet vorteilhaft auch, dass ein axial mit dem Rotor überlappender Teil einer Halterung des Stators radial außerhalb des Rotors angeordnet ist.The fact that the electric machine is designed as an internal rotor also advantageously means that a part of a stator holder that axially overlaps the rotor is arranged radially outside the rotor.

Die Begriffe „axial“ und „radial“ oder „axiale Richtung“ und „radiale Richtung“ beziehen sich dabei immer auf die Hauptdrehachse der Radnabenantriebsvorrichtung, also auf die Drehachse des Rotors. Unter radial überlappend wird dabei verstanden, dass zwei, insbesondere im Wesentlichen rotationssymmetrische, Elemente in Bezug auf eine gemeinsame Achse radial überlappend angeordnet sind, welche zumindest jeweils teilweise in einen Bereich gleicher radialer Koordinaten, und insbesondere auch gleicher Winkelkoordinaten, hineinragen. Dem gleichen Verständnis folgend kann unter axial überlappend verstanden werden, dass zwei Elemente hinsichtlich einer gemeinsamen Achse immer dann axial überlappend angeordnet sind, wenn sie zumindest jeweils teilweise in einen Bereich gleicher axialer Koordinaten hineinragen.The terms "axial" and "radial" or "axial direction" and "radial direction" always refer to the main axis of rotation of the wheel hub drive device, i.e. the axis of rotation of the rotor. Radially overlapping is understood to mean that two, in particular essentially rotationally symmetrical, elements are arranged radially overlapping with respect to a common axis, which at least partially each extend into an area of the same radial coordinates, and in particular also the same angular coordinates. Following the same understanding, axially overlapping can be understood to mean that two elements are always arranged axially overlapping with respect to a common axis when they at least partially each extend into an area of the same axial coordinates.

Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass der Bremssattel die Bremsscheibe aus radialer Richtung von innen umgreift. Die Scheibenbremse ist also als sogenannte Inside-Out-Bremse konzipiert, um bei einem kompakten Aufbau mit innenliegender elektrischer Maschine eine effiziente Bremsscheibe mit möglichst großem Durchmesser realisieren zu können. Dass der Bremssattel die Bremsscheibe aus radialer Richtung von innen umgreift bedeutet, dass zumindest ein axial mit der Bremsscheibe überlappender Teil des Bremssattels radial innerhalb der Bremsscheibe angeordnet ist.According to the invention, it is now provided that the brake calliper grips the brake disc from the inside in a radial direction. The disc brake is therefore designed as a so-called inside-out brake in order to be able to realize an efficient brake disc with the largest possible diameter in a compact design with an internal electric machine. The fact that the brake calliper grips the brake disc from the inside in a radial direction encompasses means that at least a part of the brake caliper that axially overlaps the brake disc is arranged radially inside the brake disc.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Radnabenantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung sieht es dabei vor, dass ein erster Tellerabschnitt einer Bremsscheibenhalterung in axialer Richtung auf einer dem Stator abgewandten Seite des Radträgers angeordnet ist. Bei einem Blick in axialer Richtung von außen auf die Radnabenantriebsvorrichtung, bevor eine Felge montiert wird, liegt die elektrische Maschine also nicht nur hinter der Bremsvorrichtung, sondern auch hinter diesem ersten Tellerabschnitt der Bremsscheibenhalterung, sodass diese den gesamten Aufbau der Radnabenantriebsvorrichtung von außen her abdeckt und entsprechend schützt, insbesondere auch bei abgenommener Felge.An advantageous embodiment of the wheel hub drive device according to the invention provides that a first plate section of a brake disc holder is arranged in the axial direction on a side of the wheel carrier facing away from the stator. When looking in the axial direction from the outside at the wheel hub drive device before a rim is mounted, the electric machine is not only behind the braking device, but also behind this first plate section of the brake disc holder, so that it covers the entire structure of the wheel hub drive device from the outside and protects it accordingly, especially when the rim is removed.

Die Radnabenantriebsvorrichtung kann dabei gemäß einer sehr günstigen Ausgestaltung die Felge mit umfassen, welcher zur Verbindung mit der zweiten Lagerschale, insbesondere im Bereich einer Radnabe, welche die zweite Lagerschale ausbildet, eingerichtet ist. Die Felge weist dabei einen zweiten Tellerabschnitt auf, wobei dieser zweite Tellerabschnitt, der erste Tellerabschnitt der Bremsscheibenhalterung und der Rotor der elektrischen Maschine axial in eben dieser genannten Reihenfolge nacheinander angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich ein effizienter Aufbau mit außenliegender Felge darauf folgendem ersten Tellerabschnitt der Bremsscheibenhalterung und dahinterliegendem Rotor.According to a very favorable embodiment, the wheel hub drive device can also include the rim, which is designed to be connected to the second bearing shell, in particular in the area of a wheel hub, which forms the second bearing shell. The rim has a second plate section, wherein this second plate section, the first plate section of the brake disc holder and the rotor of the electric machine are arranged axially one after the other in the same order mentioned. This results in an efficient structure with an external rim, a first plate section of the brake disc holder and a rotor located behind it.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Radnabenantriebsvorrichtung kann es nun ferner vorsehen, dass diese eine Planetenübersetzungsstufe umfasst. Die Planetenübersetzungsstufe weist ein Sonnenrad, einen Planetenträger mit Planentenräder und ein Hohlrad auf. Die Planetenübersetzungsstufe ist dabei axial auf einer dem Radträger abgewandten Seite des Stators angeordnet, liegt also in dem oben schon bemühten Beispiel des axialen Blicks auf die Radnabenantriebsvorrichtung bei abgenommener Felge vor der elektrischen Maschine. Das Hohlrad der Planetenübersetzungsstufe ist dabei drehfest mit dem Radträger verbunden und der Planetenträger, welcher auch als Steg bezeichnet wird, ist drehfest mit der zweiten Lagerschale des Radlagers verbunden oder verbindbar. Damit entsteht die Möglichkeit einer Übersetzung zwischen der elektrischen Maschine und der angetriebenen Radnabe als Teil der zweiten Lagerschale, welche sowohl im Antriebsfall als auch bei einem Abbremsen mit der elektrischen Maschine zur Rekuperation von Bremsenergie entsprechend wirkt.A particularly advantageous development of the wheel hub drive device according to the invention can now also provide that it comprises a planetary gear stage. The planetary gear stage has a sun gear, a planet carrier with planet gears and a ring gear. The planetary gear stage is arranged axially on a side of the stator facing away from the wheel carrier, i.e. in the above example of the axial view of the wheel hub drive device with the rim removed, it is in front of the electric machine. The ring gear of the planetary gear stage is connected to the wheel carrier in a rotationally fixed manner and the planet carrier, which is also referred to as a web, is or can be connected to the second bearing shell of the wheel bearing in a rotationally fixed manner. This creates the possibility of a transmission between the electric machine and the driven wheel hub as part of the second bearing shell, which acts accordingly both when driving and when braking with the electric machine to recuperate braking energy.

Eine günstige Weiterbildung hiervon kann es ferner vorsehen, dass die Planetenübersetzungsstufe axial zwischen dem Bremssattel und dem Stator angeordnet ist, um den dazwischen verbleibenden Bauraum entsprechend zu nutzen. Insbesondere kann dabei gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Planetenträger radial innerhalb des Bremssattels angeordnet sein, sodass dieser Aufbau des Planetenträgers, welcher in axialer Richtung eine größere Breite als die anderen Elemente der Planetenübersetzungsstufe aufweist, den Bauraum radial innerhalb des Bremssattels effizient nutzen kann.A favorable further development of this can also provide that the planetary gear stage is arranged axially between the brake caliper and the stator in order to use the installation space remaining between them accordingly. In particular, according to an advantageous embodiment, the planet carrier can be arranged radially inside the brake caliper, so that this structure of the planet carrier, which has a greater width in the axial direction than the other elements of the planetary gear stage, can efficiently use the installation space radially inside the brake caliper.

Bei der oben schon beschriebenen Ausführungsvariante mit dem ersten und zweiten Tellerabschnitt kann es nun gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung bei dem Aufbau mit der Planetenübersetzungsstufe außerdem vorgesehen sein, dass ein dritter Tellerabschnitt, welcher drehfest mit dem Planetenträger verbunden oder verbindbar ist, vorgesehen ist. Dieser dritte Tellerabschnitt kann insbesondere ein Abschnitt einer Planetenträgerhalterung sein. In diesem Fall ist es dann so, dass der zweite Tellerabschnitt, also derjenige der Felge, der erste Tellerabschnitt, also derjenige der Bremsscheibenhalterung, und eben dieser dritte Tellerabschnitt der Planetenträgerhalterung in axialer Richtung in der genannten Reihenfolge nacheinander angeordnet sind. Dieser Aufbau schafft eine gute und kompakte Anordnung entlang der axialen Richtung, bei welcher zuerst die Felge bzw. ihr zweiter Tellerabschnitt, dann der erste Tellerabschnitt und dahinter der dritte Tellerabschnitt positioniert sind. Bevorzugt können diese dann zusammen, durch eine Felgenschaube zur Sicherung der Felge an der Radnabe, drehfest miteinander verbunden werden. Besonders bevorzugt folgen die Tellerabschnitte dabei in der genannten Reihenfolge direkt, also ohne zwischen liegende weitere Bauteile, aufeinander.In the embodiment variant described above with the first and second plate sections, according to a very advantageous further development in the structure with the planetary gear ratio, it can also be provided that a third plate section is provided, which is or can be connected to the planet carrier in a rotationally fixed manner. This third plate section can in particular be a section of a planet carrier holder. In this case, the second plate section, i.e. that of the rim, the first plate section, i.e. that of the brake disc holder, and this third plate section of the planet carrier holder are arranged one after the other in the axial direction in the order mentioned. This structure creates a good and compact arrangement along the axial direction, in which the rim or its second plate section is positioned first, then the first plate section and behind it the third plate section. These can then preferably be connected together in a rotationally fixed manner by a rim screw to secure the rim to the wheel hub. The plate sections particularly preferably follow one another directly in the order mentioned, i.e. without any additional components in between.

Besonders günstig ist es nun bei der Radnabenantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung, wenn zusätzlich zu dem eigentlichen Radlager eine drehbar zu der ersten Lagerschale und drehbar zu der zweiten Lagerschale angeordnete dritte Lagerschale vorgesehen ist, welche axial überlappend zu und radial außerhalb der ersten Lagerschale angeordnet ist. Diese dritte Lagerschale ist drehfest mit dem Sonnenrad und dem Rotor verbunden und bildet somit eine Lagerung für die Planetenübersetzungsstufe und den Rotor der elektrischen Maschine aus. Durch die Kombination des Radlagers und des Sonnenrad-/ Rotorlagers mit ein und derselben ersten Lagerschale, welche damit eine mittlere Lagerschale ausbildet, auf der sich über Wälzkörper jeweils die beiden anderen Lagerschalen abstützten, entsteht ein sehr kompakter und platzsparender Aufbau.It is particularly advantageous in the wheel hub drive device according to the invention if, in addition to the actual wheel bearing, a third bearing shell is provided which is arranged to rotate relative to the first bearing shell and to rotate relative to the second bearing shell and which is arranged axially overlapping and radially outside the first bearing shell. This third bearing shell is connected in a rotationally fixed manner to the sun gear and the rotor and thus forms a bearing for the planetary gear stage and the rotor of the electric machine. The combination of the wheel bearing and the sun gear/rotor bearing with one and the same first bearing shell, which thus forms a middle bearing shell on which the other two bearing shells are supported via rolling elements, results in a very compact and space-saving structure.

Eine weitere außerordentlich günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Radnabenantriebsvorrichtung kann ferner eine Kupplung vorsehen, welche auch als Trennkupplung bezeichnet werden könnte. Diese Kupplung ist dazu ausgebildet, den Planetenträger drehfest mit der zweiten Lagerschale zu verbinden, oder dementsprechend bei geöffneter Kupplung von diesem zu trennen. Die Kupplung weist eine erste Kupplungshälfte und eine zweite Kupplungshälfte auf, wobei die Kupplungshälften axial auf einer dem Radträger abgewandten Seite des Stators angeordnet sind. Auch sie liegen also wie die Planetenübersetzungsstufe selbst beim Blick in axialer Richtung und abgenommener Felge auf die Radnabenantriebsvorrichtung vor der elektrischen Maschine bzw. deren Stator.Another extremely advantageous embodiment of the wheel hub drive device according to the invention can also provide a clutch, which could also be referred to as a separating clutch. This clutch is designed to connect the planet carrier to the second bearing shell in a rotationally fixed manner, or to separate it from it when the clutch is open. The clutch has a first clutch half and a second clutch half, with the clutch halves being arranged axially on a side of the stator facing away from the wheel carrier. Like the planetary gear stage itself, they are also located in front of the electric machine or its stator when looking at the wheel hub drive device in the axial direction and with the rim removed.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Radnabenantriebsvorrichtung kann es dabei vorsehen, dass die Kupplung dazu eingerichtet ist, den dritten Tellerabschnitt, also denjenigen der Planetenträgerhalterung, drehfest mit dem Planetenträger zu verbinden. Die Kupplung mit ihren beiden Kupplungshälften sitzt also zwischen dem Planetenträger und der Planetenträgerhalterung bzw. deren Tellerabschnitt.An advantageous development of the wheel hub drive device according to the invention can provide that the clutch is designed to connect the third plate section, i.e. that of the planet carrier holder, to the planet carrier in a rotationally fixed manner. The clutch with its two clutch halves is therefore located between the planet carrier and the planet carrier holder or its plate section.

Insgesamt kann es bei der Radnabenantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung mit der Planetenübersetzungsstufe außerdem vorgesehen sein, dass eben diese Planetenübersetzungsstufe in radialer Richtung überlappend zu dem Stator angeordnet ist. Hierdurch lässt sich ein entsprechender kompakter Aufbau in radialer Richtung erreichen.Overall, in the wheel hub drive device according to the invention with the planetary gear stage, it can also be provided that this planetary gear stage is arranged in a radial direction so as to overlap the stator. This makes it possible to achieve a correspondingly compact structure in the radial direction.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann es außerdem vorsehen, dass eine zylinderförmige Halterung zur drehfesten Anbindung des Stators, des Hohlrads und des Bremssattels an dem Radträger in radialer Richtung außerhalb des Stators angeordnet ist. Eine solche zylinderförmige Halterung kann also den Stator von außen halten, wobei zur Einsparung von Bauraum und Bauteilen über dieselbe Halterung nicht nur der Stator sondern auch das Hohlrad der Planetenübersetzungsstufe und der bei der Scheibenbremse innenliegende Bremssattel von eben dieser Halterung gehalten werden.A further advantageous embodiment can also provide that a cylindrical holder for the rotationally fixed connection of the stator, the ring gear and the brake caliper to the wheel carrier is arranged in the radial direction outside the stator. Such a cylindrical holder can therefore hold the stator from the outside, whereby in order to save installation space and components, not only the stator but also the ring gear of the planetary gear stage and the brake caliper located inside the disc brake are held by this same holder.

Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung hiervon kann es dann ferner vorsehen, dass die Halterung einen in radialer Richtung verlaufenden vierten Tellerabschnitt aufweist, wobei die Planetenübersetzungsstufe in axialer Richtung zwischen dem vierten Tellerabschnitt und dem Stator und in radialer Richtung zumindest teilweise überlappend zu dem vierten Tellerabschnitt und dem Stator angeordnet ist. Die drehfest gegenüber dem Radträger fixierte Halterung kann also ergänzend zu ihrer zylindrischen Ausformung einen in radialer Richtung nach innen verlaufenden Abschnitt aufweisen, welcher scheibenförmig ausgestaltet ist und in der Art eines Ringsegments die Planetenübersetzungsstufe von außen her zumindest teilweise abdeckt, um so eine zusätzliche mechanische Aussteifung der Radnabenantriebsvorrichtung einerseits und einen mechanischen Schutz für die Planetenübersetzungsstufe andererseits zu schaffen. Außerdem kann dieser vierte Tellerabschnitt zur Aufnahme entsprechender Lager, beispielsweise für den auch als Steg bezeichneten Planetenträger, dienen.A very advantageous embodiment of this can then further provide that the holder has a fourth plate section running in the radial direction, wherein the planetary gear stage is arranged in the axial direction between the fourth plate section and the stator and in the radial direction at least partially overlapping the fourth plate section and the stator. The holder, which is fixed in a rotationally fixed manner relative to the wheel carrier, can therefore, in addition to its cylindrical shape, have a section running inwards in the radial direction, which is designed in the shape of a disk and at least partially covers the planetary gear stage from the outside in the manner of a ring segment, in order to create additional mechanical stiffening of the wheel hub drive device on the one hand and mechanical protection for the planetary gear stage on the other. In addition, this fourth plate section can serve to accommodate corresponding bearings, for example for the planet carrier, also referred to as a web.

Eine weitere sehr günstige Ausgestaltung der Radnabenantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung kann es ferner vorsehen, dass die Bremsscheibenhalterung einen in axialer Richtung verlaufenden Zylinderabschnitt aufweist, welcher in radialer Richtung außerhalb des Bremssattels angeordnet ist. Die Bremsscheibenhalterung kann also vorzugsweise das erste Tellerelement und diesen Zylinderabschnitt aufweisen bzw. aus diesen bestehen. Dadurch wird es möglich die Bremsscheibenhalterung topfartig auszugestalten und als äußeren Abschluss des gesamten Aufbaus entsprechend zu nutzen, sodass die Radnabenantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung in axialer Richtung nach außen hin von dem ersten Tellerelement und in radialer Richtung nach außen hin von dem Zylinderabschnitt sowie der zylindrischen Halterung des Stators, des Hohlrads und des Bremssattels weitgehend abgeschlossen wird.Another very favorable embodiment of the wheel hub drive device according to the invention can also provide that the brake disk holder has a cylinder section running in the axial direction, which is arranged in the radial direction outside the brake caliper. The brake disk holder can therefore preferably have the first plate element and this cylinder section or consist of them. This makes it possible to design the brake disk holder in a pot-like manner and to use it accordingly as the outer closure of the entire structure, so that the wheel hub drive device according to the invention is largely closed off in the axial direction to the outside by the first plate element and in the radial direction to the outside by the cylinder section and the cylindrical holder of the stator, the ring gear and the brake caliper.

Wie oben bereits erwähnt kann die elektrische Maschine als Axialflussmaschine ausgebildet sein. Gemäß ihrem Aufbau als Innenläufer ist dann der Rotor bzw. der Rotorträger und die von ihm gehaltenen axial benachbart zu dem Stator liegenden Teile des Rotors insgesamt H-förmig ausgebildet. Die jeweils obere und untere Hälfte des H umgreift dementsprechend den Stator, wie bei einem Innenläufer üblich, von radial innen.As already mentioned above, the electrical machine can be designed as an axial flux machine. According to its design as an internal rotor, the rotor or the rotor carrier and the parts of the rotor held by it that are axially adjacent to the stator are then H-shaped overall. The upper and lower halves of the H accordingly surround the stator from the inside radially, as is usual with an internal rotor.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Radnabenantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben sind.Further advantageous embodiments of the wheel hub drive device according to the invention also emerge from the embodiments which are described in more detail below with reference to the figures.

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Radnabenantriebsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung; und
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Radnabenantriebsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung.
The following show:
  • 1 a schematic sectional view through a wheel hub drive device in a first embodiment according to the invention; and
  • 2 a schematic sectional view through a wheel hub drive device in a second embodiment according to the invention.

In der Darstellung der 1 ist eine Radnabenantriebsvorrichtung 1 schematisch angedeutet. Dabei ist lediglich ein Teil ihres Aufbaus oberhalb einer Hauptdrehachse HA dargestellt. Die Radnabenantriebsvorrichtung 1 dient dazu eine Felge 2 eines hier nicht dargestellten Rades eines Kraftfahrzeugs anzutreiben. Sie umfasst eine elektrische Maschine 3, welche hier als Axialflussmaschine ausgebildet ist, und eine Bremsvorrichtung 4. Sie ist auf einem Radträger 5 angeordnet und umfasst zusätzlich ein Lager 6, welches einerseits eine Radlager darstellt und andererseits ein Sonnenrad 71 einer Planetenübersetzungsstufe 7 zusammen mit einem Rotor 31 der elektrischen Maschine 3 lagert. Das Lager 6 umfasst dabei eine erste Lagerschale 61 sowie eine drehbar zu dieser ersten Lagerschale 61 angeordnete zweite Lagerschale 62, welche in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel über Wälzkörper gegeneinander abgestützt sind. Das Lager 6 umfasst außerdem eine dritte Lagerschale 63, welche über Wälzkörper auf der ersten Lagerschale 61 abgestützt ist und radial außerhalb liegt. Alle drei Lagerschalen 61, 62, 63 sind koaxial zueinander angeordnet und überlappen sich dabei in axialer Richtung a, sodass sie insgesamt ein Lager 6 einerseits für die Felge 2 bzw. das Rad und andererseits für das Sonnenrad 71 einer später noch näher beschriebene Planetenübersetzungsstufe 7 und den Rotor 31 der elektrischen Maschine 3 ausbilden.In the presentation of the 1 a wheel hub drive device 1 is indicated schematically. Only part of its structure above a main axis of rotation HA is shown. The wheel hub drive device 1 is used to drive a rim 2 of a wheel of a motor vehicle (not shown here). It comprises an electric machine 3, which is designed here as an axial flux machine, and a braking device 4. It is arranged on a wheel carrier 5 and additionally comprises a bearing 6, which on the one hand represents a wheel bearing and on the other hand supports a sun gear 71 of a planetary gear stage 7 together with a rotor 31 of the electric machine 3. The bearing 6 comprises a first bearing shell 61 and a second bearing shell 62 arranged so as to be rotatable relative to this first bearing shell 61, which are supported against one another via rolling elements in the exemplary embodiment shown here. The bearing 6 also comprises a third bearing shell 63, which is supported on the first bearing shell 61 via rolling elements and is located radially outside. All three bearing shells 61, 62, 63 are arranged coaxially to one another and overlap in the axial direction a, so that they form a total bearing 6 on the one hand for the rim 2 or the wheel and on the other hand for the sun gear 71 of a planetary gear ratio stage 7 described in more detail later and the rotor 31 of the electric machine 3.

Die zweite Lagerschale 62 befindet sich dabei in radialer Richtung r, bezogen auf die Hauptdrehachse HA, innerhalb der ersten Lagerschale 61. Die zweite Lagerschale 62 bildet an ihrem in axialer Richtung a gesehenen linken Ende in der Darstellung der 1 eine Radnabe 8 aus und ist in einem Befestigungsbereich, welcher als eine Tellerabschnitt 21 der Felge 2 ausgebildet ist, zur Befestigung der Felge 2 mit dieser über eine angedeutete Felgenschraube 9 verbunden. In diesem Fall befindet sich dabei zwischen der Radnabe 8 und der Felge 2 außerdem eine Bremsscheibenhalterung 13, welche drehfest mit der Radnabe 8 und damit der zweiten Lagerschale 62 verbunden ist. In dieser Verbindung ist ferner eine Planetenträgerhalterung 11 mit integriert, welche einen Planetenträger 72 der bereits angesprochenen Palentenübersetzungsstufe 7 drehfest mit der zweiten Lagerschale 62 verbindet.The second bearing shell 62 is located in the radial direction r, relative to the main axis of rotation HA, within the first bearing shell 61. The second bearing shell 62 forms at its left end, seen in the axial direction a, in the illustration of the 1 a wheel hub 8 and is connected in a fastening area, which is designed as a plate section 21 of the rim 2, to fasten the rim 2 thereto via an indicated rim screw 9. In this case, there is also a brake disk holder 13 between the wheel hub 8 and the rim 2, which is connected in a rotationally fixed manner to the wheel hub 8 and thus to the second bearing shell 62. A planet carrier holder 11 is also integrated in this connection, which connects a planet carrier 72 of the planetary gear ratio stage 7 already mentioned in a rotationally fixed manner to the second bearing shell 62.

Die Bremsscheibenhalterung 13 besteht aus einem ersten Tellerabschnitt 131, welcher zwischen der Radnabe 8 und dem zweiten Tellerabschnitt 21 der Felge 2 zu liegen kommt, wie oben erwähnt. Dieser erste Tellerabschnitt 131 der Bremsscheibenhalterung 13 verläuft dann in radialer Richtung r nach außen und geht dort in einen Zylinderabschnitt 132 über, an welchen dann die Bremsscheibe 41 drehfest aufgenommen ist. Die Bremsscheibe 41 ist somit drehfest gegenüber der Radnabe 8 und damit mit der über die Felgenschraube 9 mit ihr verbundenen Felge 2 fixiert und ragt von radial außen her in den in der Darstellung der 1 Bremssattel 42.The brake disc holder 13 consists of a first plate section 131, which is located between the wheel hub 8 and the second plate section 21 of the rim 2, as mentioned above. This first plate section 131 of the brake disc holder 13 then runs outwards in the radial direction r and there merges into a cylinder section 132, on which the brake disc 41 is then held in a rotationally fixed manner. The brake disc 41 is thus rotationally fixed relative to the wheel hub 8 and thus to the rim 2 connected to it via the rim screw 9 and protrudes from the outside radially into the 1 brake caliper 42.

Ergänzend zu der Bremsscheibenhalterung 13 bzw. ihrem Tellerabschnitt 131 ist zwischen der Felge 2 bzw. deren zweiten Tellerabschnitt 21 und der Radnabe 8 außerdem ein dritter Tellerabschnitt 111 einer Planetenträgerhalterung 11 angeordnet. Dabei ist es so, dass diese Planetenträgerhalterung 11 aus dem in radialer Richtung r verlaufenden dritten Tellerabschnitt 111 und einem in axialer Richtung a verlaufenden Abschnitt besteht, an welchem der eigentliche Planetenträger 72 drehfest angebracht ist. In addition to the brake disc holder 13 or its plate section 131, a third plate section 111 of a planet carrier holder 11 is also arranged between the rim 2 or its second plate section 21 and the wheel hub 8. This planet carrier holder 11 consists of the third plate section 111 running in the radial direction r and a section running in the axial direction a, to which the actual planet carrier 72 is attached in a rotationally fixed manner.

Ein mit 15 bezeichneter erster Ringabschnitt des Radträgers 5 ist mit einem zweiten Ringabschnitt 17, welcher Teil der ersten Lagerschale 61 ist, über eine Schraube 12 verschraubt. Der Stator 32 der elektrischen Maschine 3 ist über eine Halterung 10 drehfest mit dem Radträger 5 verbunden. Der Rotor 31 der elektrischen Maschine 3 ist bei der als Innenläufer aufgebauten Axialflussmaschine zweigeteilt ausgeführt. Die beiden Teile des Rotors 31 sind über einen Rotorträger 16, welcher radial innerhalb des Stators 32 zu liegen kommt, miteinander verbunden. Der Rotorträger 16 selbst ist direkt sowohl mit der dritten Lagerschale 63 als auch dem Sonnenrad 71 der Planetenübersetzungsstufe 7 drehfest verbunden. Die Halterung 10, welche in ihrem wesentlichen Abschnitt zylinderförmig ausgestaltet ist, dient dabei nicht nur zur Halterung des Rotors 32 von radial außen her, sondern verbindet ferner ein Hohlrad 74 sowie den Bremssattel 42 drehfest mit dem Radträger 5. Die Halterung 10 übernimmt also mehrere Aufgaben auf einmal. Dies ist besonders effizient und hilft dabei Bauraum und Gewicht einzusparen.A first ring section of the wheel carrier 5, designated 15, is screwed to a second ring section 17, which is part of the first bearing shell 61, via a screw 12. The stator 32 of the electric machine 3 is connected to the wheel carrier 5 in a rotationally fixed manner via a holder 10. The rotor 31 of the electric machine 3 is designed in two parts in the axial flux machine constructed as an internal rotor. The two parts of the rotor 31 are connected to one another via a rotor carrier 16, which lies radially inside the stator 32. The rotor carrier 16 itself is directly connected to both the third bearing shell 63 and the sun gear 71 of the planetary gear ratio stage 7 in a rotationally fixed manner. The bracket 10, which is cylindrical in its essential section, not only serves to hold the rotor 32 from the radial outside, but also connects a ring gear 74 and the brake calliper 42 to the wheel carrier 5 in a rotationally fixed manner. The bracket 10 therefore takes on several tasks at once. This is particularly efficient and helps to save installation space and weight.

Der Rotor 31 mit seinen Rotorteilen und dem Rotorträger 16 ist dabei in der Darstellung der 1 U-förmig dargestellt. Dies liegt daran, dass lediglich die Teile oberhalb der Hauptdrehachse HA dargestellt sind. Bei vollständig dargestelltem Rotor 31 hätte dieser eine H-Form, sodass hier also ein H-förmiger Rotor 31 der elektrischen Maschine 3 vorliegt.The rotor 31 with its rotor parts and the rotor carrier 16 is shown in the illustration of the 1 Shown in a U-shape. This is because only the parts above the main axis of rotation HA are shown. If the rotor 31 were shown in its entirety, it would have an H-shape, so that here we have an H-shaped rotor 31 of the electric machine 3.

Die Halterung 10 kann zusätzlich zu ihrem zylindrischen Abschnitt einen radial nach innen verlaufenden vierten Tellerabschnitt 101 aufweisen. Dieser deckt als kreisringförmiger Tellerabschnitt 101 in axialer Richtung a von außen her einen Teil der Planetenübersetzungsstufe 7 ab und kann den Aufbau so mechanisch schützen und verstärken. Er kann auch zur Aufnahme eines hier nicht dargestellten Lagers, beispielsweise für den Planetenträger 72, genutzt werden.In addition to its cylindrical section, the holder 10 can have a fourth plate section 101 that runs radially inwards. This covers a part of the planetary gear stage 7 from the outside in the axial direction a as a circular ring-shaped plate section 101 and can thus mechanically protect and reinforce the structure. It can also be used to accommodate a bearing (not shown here), for example for the planet carrier 72.

In axialer Richtung a folgt die elektrische Maschine 3 unmittelbar, also ohne weitere dazwischen liegende Baugruppen, auf den Radträger 5. Auf die elektrische Maschine 3 folgt dann in axialer Richtung a die Planetenübersetzungsstufe 7. Diese umfasst das Sonnenrad 71, den Planetenträger 72 mit einem hier angedeuteten Planetenrad 73 sowie als drittes Element das Hohlrad 74, welches drehfest über die Halterung 10 mit dem Radträger 5 verbunden ist. Der Planetenträger 72 ist über eine Planetenträgerhalterung 11 drehfest mit der zweiten Lagerschale 62 bzw. der Radnabe 8 verbunden. Hierzu ist der dritte Tellerabschnitt 111, wie oben bereits angesprochen, ebenfalls in die Verbindung zwischen der Felge 2 und der Radnabe 8 über die Felgenschraube 9 mit aufgenommen.In the axial direction a, the electric machine 3 follows the wheel carrier 5 directly, i.e. without any further components in between. The electric machine 3 is then followed in the axial direction a by the planetary gear ratio 7. This comprises the sun gear 71, the planet carrier 72 with a planet gear 73 indicated here and, as a third element, the ring gear 74, which is connected to the wheel carrier 5 in a rotationally fixed manner via the holder 10. The planet carrier 72 is connected to the second bearing shell 62 or the wheel hub 8 in a rotationally fixed manner via a planet carrier holder 11. For this purpose, the third plate section 111, as already mentioned above, is also included in the connection between the rim 2 and the wheel hub 8 via the rim screw 9.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist es nun so, dass der zweite Tellerabschnitt 21 der Felge 2, der erste Tellerabschnitt 131 und der Rotor 31 in axialer Richtung r aufeinanderfolgend angeordnet sind. Wie es aus der Darstellung in den Figuren erkennbar ist, können dazwischen, benachbart zu dem ersten Tellerabschnitt 131, auch der dritte Tellerabschnitt 111 und benachbart zu dem Rotor 31 bzw. dem Stator 32 und der Planetenübersetzungsstufe der vierte Tellerabschnitt 101 angeordnet sein, wobei dieser Tellerabschnitt 101 als einziger der Tellerabschnitte drehfest gegenüber dem Radträger 5 gehalten ist.In the embodiment shown here, the second plate section 21 of the rim 2, the first plate section 131 and the rotor 31 are arranged one after the other in the axial direction r. As can be seen from the illustration in the figures, the third plate section 111 can also be arranged between them, adjacent to the first plate section 131, and the fourth plate section 101 can be arranged adjacent to the rotor 31 or the stator 32 and the planetary gear stage, with this plate section 101 being the only one of the plate sections held in a rotationally fixed manner relative to the wheel carrier 5.

Dieser sehr kompakt und mit einfach zugänglichen Bauteilen, die einen geringen Grad der Verschachtelung untereinander aufweisen, ausgestaltete Aufbau der Radnabenantriebsvorrichtung 1, wie er in der Darstellung der 1 zu erkennen ist, lässt sich nun noch um eine weitere Funktionalität erweitern. Ein solcher Aufbau ist in der Darstellung der 2 zu erkennen. Der Aufbau in der 2 ist dabei, soweit er dem der 1 entspricht, mit denselben Bezugszeichen versehen und weist dieselben Funktionalitäten auf. Nachfolgend wird daher lediglich auf die Unterschiede der beiden Ausführungsvarianten der Radnabenantriebsvorrichtung 1 im Detail eingegangen.This very compact structure of the wheel hub drive device 1, which is designed with easily accessible components that have a low degree of nesting among each other, as shown in the illustration of the 1 can now be extended with further functionality. Such a structure is shown in the illustration of the 2 The structure in the 2 is there, as far as he is 1 corresponds, is provided with the same reference numerals and has the same functionalities. Therefore, only the differences between the two design variants of the wheel hub drive device 1 are discussed in detail below.

Um über die elektrische Maschine 3 je nach Bedarf Antriebs- oder Bremsleistung auf die Felge 2 übertragen zu können oder auch nicht, ist eine Kupplung bzw. Trennkupplung 14 vorgesehen. Diese Kupplung 14 umfasst zwei Kupplungshälften 141, 142. Die erste Kupplungshälfte 141 ist dabei mit dem Planetenträger 72 drehfest verbunden, die zweite Kupplungshälfte 142 ist über die Planetenträgerhalterung 11 und hier insbesondere über den dritten Tellerabschnitt 111 mit der zweiten Lagerschale 62 bzw. der Radnabe 8 drehfest verbunden.In order to be able to transmit drive or braking power to the rim 2 via the electric machine 3 or not, depending on requirements, a clutch or separating clutch 14 is provided. This clutch 14 comprises two clutch halves 141, 142. The first clutch half 141 is connected in a rotationally fixed manner to the planet carrier 72, the second clutch half 142 is connected in a rotationally fixed manner to the second bearing shell 62 or the wheel hub 8 via the planet carrier holder 11 and here in particular via the third plate section 111.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist außerdem eine Schaltklaue 143 schematisch angedeutet, über welche sich die beiden Kupplungshälften 141, 142 bei Bedarf koppeln oder voneinander trennen lassen. Die beiden Kupplungshälften 141, 142 können beispielsweise eine Verzahnung oder Lamellen aufweisen. Die Kupplung 14 kann also als formschlüssig oder reibschlüssig wirkende Kupplung 14 ausgebildet sein. Im Prinzip wäre auch eine Kombination hiervon denkbar, beispielsweise eine über Reibelemente synchronisierte Klauenkupplung.In the embodiment shown here, a switching claw 143 is also schematically indicated, via which the two clutch halves 141, 142 can be coupled or separated from one another as required. The two clutch halves 141, 142 can have, for example, teeth or plates. The clutch 14 can therefore be designed as a positive or frictional clutch 14. In principle, a combination of these would also be conceivable, for example a claw clutch synchronized via friction elements.

Um den kompakten Aufbau zu gewährleisten, liegt die Kupplung 14 mit ihren Kupplungshälften 141, 142 dabei radial innerhalb der Bremsvorrichtung 4, wobei sie zumindest deren Bremssattel 42 die Kupplung 14 auch in axialer Richtung a zumindest teilweise überlappen kann.In order to ensure the compact design, the clutch 14 with its clutch halves 141, 142 lies radially inside the braking device 4, whereby at least its brake caliper 42 can at least partially overlap the clutch 14 in the axial direction a.

Alles in allem entsteht so, mit oder ohne die Kupplung 14 zum Verbinden und Trennen der Planetenübersetzungsstufe 7 mit der Felge 2 bzw. der Radnabe 8, mit welcher diese Felge 2 verbindbar ist, ein sehr kompakter Aufbau mit einer hohen Funktionalität und einfachen Bauteilen, welche nicht über komplexe Aussparungen in zumindest einem der Bauteile miteinander verschachtelt sind.All in all, with or without the clutch 14 for connecting and disconnecting the planetary gear ratio 7 with the rim 2 or the wheel hub 8 to which this rim 2 can be connected, this results in a very compact structure with a high level of functionality and simple components which are not nested together via complex recesses in at least one of the components.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11
Radnabenantriebsvorrichtungwheel hub drive device
22
Felgerim
2121
zweiter Tellerabschnittsecond plate section
33
elektrische Maschineelectric machine
3131
Rotorrotor
3232
Statorstator
44
Bremsvorrichtungbraking device
4141
Bremsscheibebrake disc
4242
Bremssattelbrake caliper
55
Radträgerwheel carrier
66
Lagercamp
6161
erste Lagerschalefirst bearing shell
6262
zweite Lagerschalesecond bearing shell
6363
dritte Lagerschalethird bearing shell
77
Planetenübersetzungsstufeplanetary gear ratio
7171
Sonnenradsun gear
7272
Planetenträgerplanet carrier
7373
Planetenräderplanetary gears
7474
Hohlradring gear
88
Radnabewheel hub
99
Felgenschrauberim screw
1010
Halterung für 32, 42 und 74Bracket for 32, 42 and 74
101101
vierter Tellerabschnittfourth plate section
1111
Planetenträgerhalterungplanet carrier bracket
111111
dritter Tellerabschnittthird plate section
1212
Schraubescrew
1313
Bremsscheibenhalterungbrake disc mount
131131
erster Tellerabschnittfirst plate section
132132
Zylinderabschnittcylinder section
1414
Kupplungcoupling
141141
erste Kupplungshälftefirst clutch half
142142
zweite Kupplungshälftesecond clutch half
143143
Schaltklaueshift claw
1515
erster Ringabschnitt (von 5)first ring section (of 5)
1616
Rotorträgerrotor carrier
1717
zweiter Ringabschnitt (von 61)second ring section (of 61)
HAHA
Hauptdrehachsemain axis of rotation
rr
radiale Richtungradial direction
aa
axiale Richtungaxial direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10 2009 035 176 A1 [0002, 0003]DE 10 2009 035 176 A1 [0002, 0003]

Claims (15)

Radnabenantriebsvorrichtung (1) mit einem Radträger (5), mit einem Lager (6), welches eine mit dem Radträger (5) drehfest verbundene erste Lagerschale (61) und eine drehbar und koaxial zur ersten Lagerschale (61) angeordnete zweite Lagerschale (62) aufweist, mit einer elektrischen Maschine (3), die einen Rotor (31) und einen mit dem Radträger (5) drehfest verbundenen Stator (32) aufweist, mit einer Bremsvorrichtung (4), welche in axialer Richtung (a) auf einer dem Radträger (5) abgewandten Seite des Stators (32) angeordnet ist, und welche einen Bremssattel (42) und eine Bremsscheibe (41) aufweist, wobei die elektrische Maschine (3) als ein Innenläufer ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremssattel (42) die Bremsscheibe (41) aus radialer Richtung (r) von innen umgreift.Wheel hub drive device (1) with a wheel carrier (5), with a bearing (6) which has a first bearing shell (61) which is connected to the wheel carrier (5) in a rotationally fixed manner and a second bearing shell (62) which is arranged rotatably and coaxially to the first bearing shell (61), with an electrical machine (3) which has a rotor (31) and a stator (32) which is connected to the wheel carrier (5) in a rotationally fixed manner, with a braking device (4) which is arranged in the axial direction (a) on a side of the stator (32) facing away from the wheel carrier (5), and which has a brake caliper (42) and a brake disk (41), the electrical machine (3) being designed as an internal rotor, characterized in that the brake caliper (42) engages around the brake disk (41) from the inside in the radial direction (r). Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Tellerabschnitt (131) einer Bremsscheibenhalterung (13) in axialer Richtung (a) auf einer dem Stator (32) abgewandten Seite des Radträgers (5) angeordnet ist.Wheel hub drive device (1) according to claim 1 , characterized in that a first plate section (131) of a brake disc holder (13) is arranged in the axial direction (a) on a side of the wheel carrier (5) facing away from the stator (32). Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 2 mit einer Felge (2), welche zur Verbindung mit der zweiten Lagerschale (62) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Felge (2) einen zweiten Tellerabschnitt (21) aufweist, wobei der zweite Tellerabschnitt (21), der erste Tellerabschnitt (131) und der Rotor (31) in axialer Richtung (a) in der genannten Reihenfolge nacheinander angeordnet sind.Wheel hub drive device (1) according to claim 2 with a rim (2) which is designed for connection to the second bearing shell (62), characterized in that the rim (2) has a second plate section (21), wherein the second plate section (21), the first plate section (131) and the rotor (31) are arranged one after the other in the axial direction (a) in the order mentioned. Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ferner gekennzeichnet durch eine Planetenübersetzungsstufe (7), welche ein Sonnenrad (71), einen Planetenträger (72) mit Planetenrädern (73) und ein Hohlrad (74) umfasst, und welche in axialer Richtung (a) auf einer dem Radträger (5) abgewandten Seite des Stators (32) angeordnet ist, wobei das Hohlrad (74) drehfest mit dem Radträger (5) verbunden ist und der Planetenträger (72) drehfest mit der zweiten Lagerschale (62) verbunden oder verbindbar ist.Wheel hub drive device (1) according to one of the Claims 1 until 3 further characterized by a planetary gear ratio stage (7) which comprises a sun gear (71), a planet carrier (72) with planet gears (73) and a ring gear (74), and which is arranged in the axial direction (a) on a side of the stator (32) facing away from the wheel carrier (5), wherein the ring gear (74) is connected in a rotationally fixed manner to the wheel carrier (5) and the planet carrier (72) is or can be connected in a rotationally fixed manner to the second bearing shell (62). Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenübersetzungsstufe (7) in axialer Richtung (a) zwischen dem Bremssattel (42) und dem Stator (32) angeordnet ist.Wheel hub drive device (1) according to claim 4 , characterized in that the planetary transmission stage (7) is arranged in the axial direction (a) between the brake calliper (42) and the stator (32). Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (72) in radialer Richtung (r) innerhalb des Bremssattels (42) angeordnet ist.Wheel hub drive device (1) according to claim 4 or 5 , characterized in that the planet carrier (72) is arranged in the radial direction (r) within the brake calliper (42). Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 3 und Anspruch 4, 5 oder 6 gekennzeichnet durch einen dritter Tellerabschnitt (111), welcher drehfest mit dem Planetenträger (72) verbunden oder verbindbar ist, wobei der zweite Tellerabschnitt (21), der erste Tellerabschnitt (131) und dritte Tellerabschnitt (111) in axialer Richtung (a) in der genannten Reihenfolge nacheinander angeordnet sind.Wheel hub drive device (1) according to claim 3 and claim 4 , 5 or 6 characterized by a third plate section (111) which is or can be connected in a rotationally fixed manner to the planet carrier (72), wherein the second plate section (21), the first plate section (131) and the third plate section (111) are arranged one after the other in the axial direction (a) in the order mentioned. Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7 gekennzeichnet durch eine drehbar und koaxial zu der ersten Lagerschale (61) sowie drehbar und koaxial zu der zweiten Lagerschale (62) angeordnete dritte Lagerschale (63), welche in axialer Richtung (a) überlappend zu und in radialer Richtung (r) außerhalb der ersten Lagerschale (61) angeordnet ist, und welche drehfest mit dem Sonnenrad (71) und dem Rotor (31) verbunden ist.Wheel hub drive device (1) according to one of the Claims 4 until 7 characterized by a third bearing shell (63) which is rotatable and coaxial with the first bearing shell (61) and rotatable and coaxial with the second bearing shell (62), which third bearing shell (63) is arranged in the axial direction (a) overlapping with and in the radial direction (r) outside the first bearing shell (61), and which is connected in a rotationally fixed manner to the sun gear (71) and the rotor (31). Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8 gekennzeichnet durch eine Kupplung (14), welche dazu ausgebildet ist, die den Planetenträger (72) drehfest mit der zweiten Lagerschale (62) zu verbinden, und welche eine erste Kupplungshälfte (141) und eine zweite Kupplungshälfte (142) aufweist, wobei die Kupplungshälften (141, 142) in radialer Richtung (r) innerhalb und in axialer Richtung (a) überlappend zu dem Bremssattel (42) angeordnet sind.Wheel hub drive device (1) according to one of the Claims 4 until 8 characterized by a clutch (14) which is designed to connect the planet carrier (72) in a rotationally fixed manner to the second bearing shell (62), and which has a first clutch half (141) and a second clutch half (142), wherein the clutch halves (141, 142) are arranged in the radial direction (r) inside and in the axial direction (a) overlapping the brake caliper (42). Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (14) dazu eingerichtet ist, den dritten Tellerabschnitt (111) mit dem Planetenträger (72) drehfest zu verbinden.Wheel hub drive device (1) according to claim 7 , 8 or 9 , characterized in that the clutch (14) is designed to connect the third plate section (111) to the planet carrier (72) in a rotationally fixed manner. Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenübersetzungsstufe (7) in radialer Richtung (r) überlappend zu dem Stator (32) angeordnet ist.Wheel hub drive device (1) according to one of the Claims 4 until 10 , characterized in that the planetary transmission stage (7) is arranged in the radial direction (r) overlapping the stator (32). Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine zylinderförmige Halterung (10) zur drehfesten Anbindung des Stators (32), des Hohlrads (74) und des Bremssattels (42) an dem Radträger (5) in radialer Richtung (r) außerhalb des Stators (32) angeordnet ist.Wheel hub drive device (1) according to one of the Claims 4 until 11 , characterized in that a cylindrical holder (10) for the rotationally fixed connection of the stator (32), the ring gear (74) and the brake caliper (42) to the wheel carrier (5) is arranged in the radial direction (r) outside the stator (32). Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (10) einen in radialer Richtung (r) verlaufenden vierten Tellerabschnitt (101) aufweist, wobei die Planetenübersetzungsstufe (7) in axialer Richtung (a) zwischen dem vierten Tellerabschnitt (101) und dem Stator (32) und in radialer Richtung (r) zumindest teilweise überlappend zu dem vierten Tellerabschnitt (101) und dem Stator (32) angeordnet ist.Wheel hub drive device (1) according to claim 12 , characterized in that the holder (10) has a fourth plate section (101) extending in the radial direction (r), wherein the planetary gear stage (7) is arranged in the axial direction (a) between the fourth plate section (101) and the stator (32) and in the radial direction (r) at least partially overlapping the fourth part ler section (101) and the stator (32). Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibenhalterung (13) einen in axialer Richtung (a) verlaufenden Zylinderabschnitt (132) aufweist, welcher in radialer Richtung (r) außerhalb des Bremssattels (42) angeordnet ist.Wheel hub drive device (1) according to one of the Claims 1 until 13 , characterized in that the brake disc holder (13) has a cylinder section (132) extending in the axial direction (a) which is arranged in the radial direction (r) outside the brake calliper (42). Radnabenantriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (3) als eine Axialflussmaschine ausgebildet ist.Wheel hub drive device (1) according to one of the Claims 1 until 14 , characterized in that the electrical machine (3) is designed as an axial flux machine.
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