DE102010029823B4 - Fahrzeugantriebseinheit - Google Patents
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Abstract
Fahrzeugantriebseinheit (10), umfassend
- einen Elektromotor (16), der einen Stator (18) und einen Rotor (20) aufweist, und
- ein Planetengetriebe mit
- einer Mehrzahl von Planetenradpaaren (30), die jeweils ein erstes Planetenrad (32) und ein zweites Planetenrad (34) umfassen, die unterschiedliche Durchmesser (d1; d2) aufweisen und über eine Planetenradwelle (36) drehfest miteinander verbunden sind,
- einem Planetenradträger, an dem die Planetenradwellen (36) drehbar gehalten sind, und
- einem mit den ersten Planetenrädern (32) im Eingriff stehenden ersten Sonnenrad (40) und einem mit den zweiten Planetenrädern (34) im Eingriff stehenden zweiten Sonnenrad (42), die unterschiedliche Durchmesser (D1; D2) aufweisen, um eine gemeinsame Sonnenraddrehachse drehbar und unabhängig voneinander gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (20) des Elektromotors (16) den Planetenradträger bildet.
- einen Elektromotor (16), der einen Stator (18) und einen Rotor (20) aufweist, und
- ein Planetengetriebe mit
- einer Mehrzahl von Planetenradpaaren (30), die jeweils ein erstes Planetenrad (32) und ein zweites Planetenrad (34) umfassen, die unterschiedliche Durchmesser (d1; d2) aufweisen und über eine Planetenradwelle (36) drehfest miteinander verbunden sind,
- einem Planetenradträger, an dem die Planetenradwellen (36) drehbar gehalten sind, und
- einem mit den ersten Planetenrädern (32) im Eingriff stehenden ersten Sonnenrad (40) und einem mit den zweiten Planetenrädern (34) im Eingriff stehenden zweiten Sonnenrad (42), die unterschiedliche Durchmesser (D1; D2) aufweisen, um eine gemeinsame Sonnenraddrehachse drehbar und unabhängig voneinander gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (20) des Elektromotors (16) den Planetenradträger bildet.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugantriebseinheit, umfassend einen Elektromotor, der einen Stator und einen Rotor aufweist, und ein Planetengetriebe mit einer Mehrzahl von Planetenradpaaren, die jeweils ein erstes Planetenrad und ein zweites Planetenrad umfassen, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen und über eine Planetenradwelle drehfest miteinander verbunden sind, einem Planetenradträger, an dem die Planetenradwellen drehbar gehalten sind, und einem mit den ersten Planetenrädern im Eingriff stehenden ersten Sonnenrad und einem mit den zweiten Planetenrädern in Eingriff stehenden zweiten Sonnenrad, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen und um eine gemeinsame Sonnenraddrehachse drehbar und unabhängig voneinander gelagert sind.
- Derartige Fahrzeugantriebseinheiten sind im Stand der Technik bekannt und sollen insbesondere als Flugzeugantriebseinheiten zum Bewegen eines Flugzeugs am Boden eingesetzt werden. Flugzeugantriebseinheiten müssen zwei grundsätzlich unterschiedliche Antriebsaufgaben erfüllen. Zum einen sollen sie das Flugzeug am Boden mit hohen Drehmomenten und kleinen Drehzahlen bewegen. Zum anderen sollen sie das angetriebene Rad kurz vor der Landung mit kleinen Drehmomenten auf hohe Drehzahlen beschleunigen, um den Reifenverschleiß bei der Landung zu minimieren.
- Beispielsweise offenbart die
GB 2 422 643 A - Der in der
GB 2 422 643 A - Die
EP 0 528 235 A1 offenbart einen Antrieb für ein Kleinfahrzeug, insbesondere einen Rollstuhl. Dieser weist ein zweistufiges Planetenradgetriebe auf, dessen erstes Sonnenrad mit dem Läufer des Gleichstrommotors verbunden ist. Das zweistufige Planetenradgetriebe ist so aufgebaut, dass der Planetenträger der ersten Stufe drehfest mit dem Sonnenrad der zweiten Stufe verbunden ist. Als Abtriebsachse dient der Planetenradträger der zweiten Stufe, der über eine Kupplung mit der Radnabe verbunden ist. Eine solche Anordnung von Elektromotor und zweistufigem Planetenradgetriebe ermöglicht ein hohes Übersetzungsverhältnis, so dass die Drehzahl des Rotors des Elektromotors um ein Vielfaches höher ist als die Drehzahl der Radnabe. Die offenbarte Anordnung von Motor und Getriebe ist somit geeignet für Anwendungen, bei denen eine sehr geringe Drehzahl der Radnaben bei gleichzeitig hohem Drehmoment erforderlich ist. - Eine weitere Fahrzeugantriebseinheit ist in der
EP 1 719 656 A1 offenbart. Die beschriebene Antriebseinheit umfasst ein zweistufiges Planetenradgetriebe, wobei der Rotor des Elektromotors mit dem Hohlrad der ersten Planetenstufe verbunden ist. Die erste und zweite Planetengetriebestufesind derart gekoppelt, dass der Planetenträger der ersten Stufe, bei der das Sonnenradgehäuse fest ist, mit dem Sonnenrad der zweiten Stufe drehfest verbunden ist. Als Abtriebswelle dient der Planetenträger der zweiten Stufe. - Als nachteilig stellt sich bei der hier offenbarten Antriebseinheit dar, dass sich aufgrund der Konfiguration nur ein niedriges Übersetzungsverhältnis ergibt.
- Die WO 2005/ 035 358 A2 offenbart eine Fahrzeugantriebseinheit, die einen Motor mit einem Stator und einem Rotor, sowie einen Planetenradträger, der mit dem Rotor des Motors verbunden ist, aufweist. Dabei ist der Motor hinter dem Planetenradträger angeordnet, kann aber auch alterativ an einer anderen Position angeordnet sein. Beispielsweise kann der Motor innerhalb des Flugzeugrumpfes des Flugzeuges positioniert werden und über einen Getriebezug oder ein Bandsystem mit dem Planetenradträger verbunden werden. Nachteilig ist in einer solchen Konfiguration der hohe Platzbedarf und die nicht vorhandene Möglichkeit, den Motor mit dem ebenfalls erforderlichen Übersetzungsgetriebe platzsparend unterzubringen.
- Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugantriebseinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, insbesondere Flugzeugantriebseinheit zum Bewegen eines Flugzeugs am Boden, die in Längsrichtung einer Achse, auf der sie montiert werden soll, wenig Bauraum einnimmt, die preiswert herzustellen ist und die einfach und schnell montierbar sowie vor Ort problemlos nachrüstbar ist.
- Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugantriebseinheit der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Rotor des Elektromotors den Planetenradträger bildet. Auf diese Weise ist es möglich, das Planetengetriebe innerhalb des ringförmigen Motors anzuordnen, also den Elektromotor und das Planetengetriebe radial zueinander zu positionieren, so dass das Planetengetriebe in dem Elektromotor aufgenommen ist. Auf diese Weise wird ein sehr kompakter Aufbau der Fahrzeugantriebseinheit erzielt, der sich vollständig in eine entsprechend ausgebildete Felge integrieren lässt, wie es nachfolgend unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebseinheit noch näher erläutert wird. Darüber hinaus lässt sich die erfindungsgemäße Fahrzeugantriebseinheit aufgrund ihrer geringen Anzahl von Bauteilen preiswert herstellen, einfach montieren und problemlos nachrüsten.
- Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das erste Sonnenrad wahlweise in einer ersten Stellung, in der es ortsfest in Bezug auf den Stator angeordnet ist, oder in einer zweiten Stellung, in der es synchron mit dem zweiten Sonnenrad dreht, positionierbar. Wie es zuvor bereits unter Bezugnahme auf die
GB 2 422 643 A - Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist zumindest eine Arretierungseinrichtung zum wahlweisen Arretieren des ersten Sonnenrads in der ersten Stellung oder in der zweiten Stellung vorgesehen. Bei dieser Arretierungsvorrichtung kann es sich beispielsweise um einfache Schraub- oder Stiftverbindungen handeln. Auch kann eine Arretierungseinrichtung in Form magnetisch betätigter Bolzen oder dergleichen eingesetzt werden.
- Bevorzugt ist eine Schalteinrichtung zum automatischen Betätigen der zumindest einen Arretierungseinrichtung vorgesehen, um das erste Sonnenrad automatisch aus der ersten Stellung in die zweite Stellung und umgekehrt bewegen zu können.
- Das erste Sonnenrad kann an einer drehbar um die Sonnenraddrehachse gelagerten Zwischenwelle befestigt oder integral mit dieser ausgebildet sein. An einer solchen Zwischenwelle können dann beispielsweise auch Komponenten der zumindest einen Arretierungseinrichtung oder der Schalteinrichtung positioniert werden.
- Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Rotor an der Zwischenwelle gelagert, wodurch ein stabiler und kompakter Aufbau erzielt wird.
- Das zweite Sonnenrad kann an einer drehbar um die Sonnenraddrehachse gelagerten Nabe befestigt oder einteilig mit dieser ausgebildet sein.
- Die Nabe ist gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zur drehfesten Aufnahme einer Fahrzeugfelge ausgebildet. So kann die Nabe beispielsweise mit Gewindebohrungen versehen sein, in die Befestigungsschrauben zum Befestigen der Felge eingreifen.
- Vorteilhaft können vier oder acht Planetenradpaare vorgesehen sein. Vier oder acht Planetenradpaare sind insbesondere dahingehend von Vorteil, dass einander gegenüber angeordnete Planetenradpaare identisch ausgebildet werden können, wie es nachfolgend unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebseinheit noch näher erläutert wird. Auf diese Weise können insbesondere die Fertigung und die Montage der erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebseinheit vereinfacht werden.
- Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen die ersten Planetenräder jeweils vierzehn Zähne, die zweiten Planetenräder jeweils dreizehn Zähne, das erste Sonnenrad
92 Zähne und das zweite Sonnenrad dreiundneunzig Zähne auf. Diese Zähnezahlen haben sich insbesondere in Bezug auf die Minimierung des zur Verfügung stehenden Bauraums als sehr günstig erwiesen. - Der Elektromotor ist vorteilhaft als permanentmagneterregte Synchronmaschine ausgebildet, wodurch ein hoher Wirkungsgrad erzielbar ist.
- Der Stator weist gemäß einer Ausgestaltung der vorliegende Erfindung
24 Wicklungen und der Rotor16 Permanentmagnete auf. - Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Fahrzeugantriebseinheit auf einer als Träger dienenden Hülse positioniert, wobei die Hülse zum Aufschieben auf eine Fahrzeugachse ausgebildet ist. Eine derartige Hülse ermöglicht eine Vormontage der erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebseinheit beim Hersteller. Die Hülse mit der daran gehaltenen Fahrzeugantriebseinheit muss nach einer solchen Vormontage dann lediglich auf eine Fahrzeugachse aufgeschoben werden. Entsprechend ist die erfindungsgemäße Fahrzeugantriebseinheit vor Ort schnell und einfach an einem Fahrzeug montierbar.
- Zudem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebseinheit als Flugzeugantriebseinheit zum Bewegen eines Flugzeugs am Boden.
- Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugfelge, deren Innenkontur zumindest teilweise an die Außenkontur einer erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebseinheit formangepasst ist. Entsprechend ist die erfindungsgemäße Fahrzeugantriebseinheit optimal in einer erfindungsgemäßen Fahrzeugfelge integrierbar.
- Die Fahrzeugfelge ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie den Außenumfang der Fahrzeugantriebseinheit im Wesentlichen vollständig abdeckt, so dass die Fahrzeugfelge auch eine Schutzfunktion zum Schutz der erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebseinheit erfüllt.
- Im montierten Zustand können die Hülse, die erfindungsgemäße Fahrzeugantriebseinheit und die erfindungsgemäße Fahrzeugfelge derart aufeinander abgestimmt und gegeneinander abgedichtet sein, dass sich eine sehr kompakte und wartungsarme Einheit ergibt.
- Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebseinheit unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist
-
1 eine schematische Schnittansicht einer Fahrzeugantriebseinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
2 eine Schnittansicht einer Nabe mit daran befestigter Felge der in1 dargestellten Fahrzeugantriebseinheit; -
3 eine perspektivische Ansicht eines Stators eines Elektromotors der in1 dargestellten Fahrzeugantriebseinheit; -
4 eine perspektivische Ansicht einer als Hohlwelle ausgebildeten Zwischenwelle; -
5 eine perspektivische Darstellung eines als Planetenradträger eines Planetengetriebes ausgebildeten Rotors des Elektromotors der in1 dargestellten Fahrzeugantriebseinheit, -
6 eine perspektivische Darstellung zweier Sonnenräder des Planetengetriebes der in1 dargestellten Fahrzeugantriebseinheit, mit denen an dem in5 dargestellten Rotor drehend gehaltene Planetenradpaare in Eingriff sind; und -
7 eine perspektivische Darstellung einer Nabe der in1 dargestellten Fahrzeugantriebseinheit. - Die
1 bis7 zeigen eine Fahrzeugantriebseinheit10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bzw. Komponenten derselben. Bei der Fahrzeugantriebseinheit10 handelt es sich um eine Flugzeugantriebseinheit zum Bewegen eines Flugzeugs am Boden, die vorliegend an einer Bugachse12 eines nicht näher dargestellten Fahrwerks eines Flugzeugs angeordnet ist. - Die Fahrzeugantriebseinheit
10 umfasst eine Hülse14 , die auf die Bugachse12 aufgeschoben ist. Ferner weist die Fahrzeugantriebseinheit10 einen Elektromotor16 mit einem Stator18 und einem Rotor20 auf. - Der Stator
18 besteht aus einem becherförmig ausgebildeten und als Gehäuse dienenden Statorflansch22 , der auf die Hülse14 aufgeschoben und drehfest mit dieser verbunden ist, und einem fest mit dem Statorflansch22 verbundenen ringförmigen Statorkern24 , der insgesamt24 Induktionsspulen26 trägt. Der Statorflansch22 ist über ein weiteres Bauteil, das vorliegend nicht näher dargestellt ist, mit dem Flugzeugfahrwerk drehfest verbunden, wodurch eine Drehmomentabstützung erzielt wird. Bei dem weiteren Bauteil kann es sich beispielsweise um eine als Drehmomentstütze bezeichnete Klemmschelle oder dergleichen handeln. - Der Rotor
20 , der ebenfalls ringförmig aufgebaut ist, ist entlang seines Außenumfangs mit sechzehn Permanentmagneten28 bestückt, die sich jeweils in Längsrichtung erstrecken und mit den Induktionsspulen26 des den Rotor20 umgebenden Stators18 in bekannter Weise zusammenwirken. - Der Rotor
20 ist erfindungsgemäß als Planetenradträger ausgebildet. Entlang seines Innenumfangs nimmt er acht Planetenradpaare30 auf, die einen Teil eines Planetengetriebes bilden. Jedes Planetenradpaar30 umfasst ein erstes Planetenrad32 und ein zweites Planetenrad34 , die unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen und über eine Planetenradwelle36 drehfest miteinander verbunden sind, wobei die Außendurchmesserd1 der ersten Planetenräder32 größer als die Außendurchmesserd2 der zweiten Planetenräder34 sind. Die ersten Planetenräder32 haben jeweils14 Zähne und die zweiten Planetenräder34 weisen jeweils13 Zähne auf. Die Planetenradwellen36 der Planetenradpaare30 sind mittels entsprechender Lagerungen37 in einem radial einwärts vorstehenden ringförmigen Vorsprung38 des Rotors20 gelagert, wobei sich die Planetenradwellen36 parallel zueinander erstrecken und gleichmäßig voneinander beabstandet entlang des ringförmigen Vorsprungs38 angeordnet sind, so dass jeweils zwei Planetenradpaare30 einander gegenüberliegen. - Das Planetengetriebe umfasst ferner ein mit den ersten Planetenrädern
32 in Eingriff stehendes erstes Sonnenrad40 und ein mit den zweiten Planetenrädern34 in Eingriff stehendes zweites Sonnenrad42 . Das erste Sonnenrad40 weist einen AußendurchmesserD1 und zweiundneunzig Zähne auf, und das zweite Sonnenrad hat einen AußendurchmesserD2 und ist einteilig mit einer Zwischenwelle44 ausgebildet, die über mit93 Zähnen versehen, wobei der AußendurchmesserD2 größer als der AußendurchmesserD1 ist. Das erste Sonnenrad40 ist Lagerungen46 und47 drehbar an der Hülse14 gehalten ist. Das zweite Sonnenrad42 ist drehfest an einer Nabe48 fixiert, die über Lagerungen50 und52 ebenfalls drehbar an der Hülse14 gehalten ist. Die Zwischenwelle44 umfasst an ihrem einen freien Ende einen mit mehreren Durchgangslöchern54 versehenen ringförmigen Flanschabschnitt56 , einen sich an den Flanschabschnitt56 anschließenden, das erste Sonnenrad40 definierenden mittleren Abschnitt58 und einen sich an den mittleren Abschnitt58 anschließenden Endabschnitt60 , der entlang eines radial einwärts vorstehenden ringförmigen Vorsprungs61 mit einer Mehrzahl von sich in axialer Richtung erstreckenden Stiften62 versehen werden kann. Die Durchgangslöcher54 dienen zur Aufnahme von Befestigungsbolzen64 einer am Statorflansch befestigten Arretierungseinrichtung66 , mit deren Hilfe die Zwischenwelle44 und somit das erste Planetenrad32 , wie es in1 gezeigt ist, in einer ersten Stellung drehfest in Bezug auf den Stator18 fixierbar ist. Auf diese Weise wird eine Untersetzung in der Größenordnung von etwa10 :1 realisiert, d.h. bei zehnmaliger Umdrehung des Rotors20 wird das zweite Sonnenrad42 einmal um seine Drehachse gedreht. In einer zweiten Stellung, die in den Figuren nicht gezeigt ist, greifen die Befestigungsbolzen64 der Arretierungseinrichtung66 nicht in die am Flanschabschnitt56 der Zwischenwelle44 ausgebildeten Durchgangslöcher54 ein, sondern die Zwischenwelle44 und die Nabe48 sind drehfest miteinander verbunden, so dass sich diese synchron bewegen, was über die am Endabschnitt60 der Zwischenwelle44 montierten Stifte62 realisiert wird, die in entsprechend ausgebildete, an der Stirnseite der Nabe48 vorgesehene Bohrungen67 eingreifen. In dieser zweiten Stellung wird eine Übersetzung von 1:1 realisiert, d. h. bei jeder Umdrehung des Rotors20 dreht sich das zweite Sonnenrad42 einmal um seine Drehachse. Die Festlegung der Zwischenwelle44 und somit des ersten Sonnenrades40 in der ersten bzw. in der zweiten Stellung erfolgt während der Montage der Fahrzeugantriebseinheit10 und ist während des Betriebs nicht veränderbar. Alternativ können jedoch auch mittels einer Schalteinrichtung schaltbare Arretierungseinrichtungen zum wahlweisen Arretieren der Zwischenwelle44 bzw. des ersten Sonnenrades40 in der ersten bzw. in der zweiten Stellung vorgesehen sein. So können die Arretierungseinrichtungen beispielsweise durch elektromagnetisch betätigbare Bolzen realisiert werden. Entsprechend wäre die Übersetzung des Planetengetriebes auch während des Betriebs veränderbar, wie es beispielsweise in der eingangs genanntenGB 2 422 643 A 48 ist mit mehreren Befestigungsschrauben70 drehfest eine zweiteilig ausgebildete Felge72 gehalten, die das Bugrad des Flugzeugs aufnimmt. Die Innenkontur der Felge72 ist an die Außenkontur der Fahrzeugantriebseinheit10 formangepasst, so dass die Fahrzeugantriebseinheit10 optimal in die Felge72 integriert ist. Dabei deckt die Felge72 den Außenumfang der Fahrzeugantriebseinheit10 im Wesentlichen vollständig ab. - Befindet sich das erste Sonnenrad
40 bzw. die Zwischenwelle44 in der zuvor beschrieben ersten Stellung, so sind das erste Sonnenrad40 und der Stator18 ortsfest zueinander positioniert. Bei Drehung des Rotors20 bewegen sich die ersten Planetenräder32 entsprechend entlang des AußenumfangsD1 des stillstehenden ersten Sonnenrads40 . Das zweite Sonnenrad42 ist hingegen um die Bugachse12 frei drehbar, so dass sich die zweiten Planetenräder34 und das zweite Sonnenrad42 aufgrund ihres Eingriffs in entgegen gesetzten Richtungen bewegen. Auf diese Weise wird die Untersetzung erzielt, die zum Bewegen des Flugzeugs am Boden erforderlich ist. - Befindet sich das erste Sonnenrad
40 bzw. die Zwischenwelle44 hingegen in der zuvor beschrieben zweiten Stellung, so sind das erste Sonnenrad40 und das zweite Sonnenrad42 miteinander gekoppelt, so dass sich diese synchron um die Bugachse12 bewegen. Bei Drehung des Rotors20 drehen die ersten Planetenräder32 und die zweiten Planetenräder34 synchron mit den Sonnenrädern40 und42 Auf diese Weise wird eine Übersetzung von 1:1 erzielt, die zum Beschleunigen des Bugrads kurz vor der Landung geeignet ist. - Der Aufbau der Fahrzeugantriebseinheit
10 ist insbesondere dahingehend vorteilhaft, dass der Rotor20 des Elektromotors16 den Planetenradträger des Planetengetriebes bildet, also die Planetenradpaare30 aufnimmt. Entsprechend ist es möglich, den Elektromotor16 und das Planetenradgetriebe radial zueinander anzuordnen, weshalb die Fahrzeugantriebseinheit10 optimal in den durch die Felge72 definierten Bauraum integriert werden kann. Die wenigen Bauteile führen zu einer einfachen und problemlosen Montage und Demontage. Darüber hinaus lassen sie sich einfach und kostengünstig fertigen. Ferner kann die Fahrzeugantriebseinheit10 aufgrund der Tatsache, dass die Hülse14 alle anderen Komponenten der Fahrzeugantriebseinheit10 aufnimmt, herstellerseitig vormontiert werden, so dass die gesamte Fahrzeugantriebseinheit10 vor Ort lediglich auf die Bugachse12 eines Flugzeugs geschoben werden muss. Entsprechend ist eine sehr einfache und schnelle Nachrüstbarkeit gewährleistet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Drehmoment, das an der einen Seite der Fahrzeugantriebseinheit10 abgegeben wird, also in1 rechts an die Felge, zu einem Anteil in axialer Richtung durch das Innere des Elektromotors16 auf die gegenüberliegende Seite geführt wird und dort abgestützt werden kann, also in1 links über die Befestigungsbolzen64 von der Zwischenwelle44 zum feststehenden Stator18 , und sich zu einem anderen Anteil über die Außenkontur des Statorflansches22 direkt abstützt. Darüber hinaus stützt sich die Radialkraft des Fahrzeugs nur auf die Felge72 ab, nicht hingegen auf den Elektromotor16 . - Es sollte klar sein, dass die erfindungsgemäße Fahrzeugantriebseinheit nicht nur zum Antreiben von Flugzeugen am Boden sondern auch zum Antreiben anderer Fahrzeuge oder Maschinen einsetzbar ist.
- Bezugszeichenliste
-
- 10
- Fahrzeugantriebseinheit
- 12
- Bugachse/ Fahrzeugachse
- 14
- Hülse
- 16
- Elektromotor
- 18
- Stator
- 20
- Rotor
- 22
- Statorflansch
- 24
- Statorkern
- 26
- Induktionsspule
- 28
- Permanentmagnet
- 30
- Planetenradpaar
- 32
- erstes Planetenrad
- 34
- zweites Planetenrad
- 36
- Planetenradwelle
- 37
- Lagerung
- 38
- ringförmiger Vorsprung
- 40
- erstes Sonnenrad
- 42
- zweites Sonnenrad
- 44
- Zwischenwelle
- 46,47
- Lagerung
- 48
- Nabe
- 50,52
- Lagerung
- 54
- Durchgangsloch
- 56
- ringförmiger Flanschabschnitt
- 58
- mittlerer Abschnitt
- 60
- Endabschnitt
- 61
- Vorsprung
- 62
- Stift
- 64
- Befestigungsbolzen
- 66
- Arretierungseinrichtung
- 67
- Bohrung
- 70
- Befestigunsschraube
- 72
- Felge/ Fahrzeugfelge
- D1
- Außendurchmesser des ersten Sonnenrads
- D2
- Außendurchmesser des zweiten Sonnenrads
- d1
- Außendurchmesser des ersten Planetenrads
- d2
- Außendurchmesser des zweiten Planetenrads
Claims (16)
- Fahrzeugantriebseinheit (10), umfassend - einen Elektromotor (16), der einen Stator (18) und einen Rotor (20) aufweist, und - ein Planetengetriebe mit - einer Mehrzahl von Planetenradpaaren (30), die jeweils ein erstes Planetenrad (32) und ein zweites Planetenrad (34) umfassen, die unterschiedliche Durchmesser (d1; d2) aufweisen und über eine Planetenradwelle (36) drehfest miteinander verbunden sind, - einem Planetenradträger, an dem die Planetenradwellen (36) drehbar gehalten sind, und - einem mit den ersten Planetenrädern (32) im Eingriff stehenden ersten Sonnenrad (40) und einem mit den zweiten Planetenrädern (34) im Eingriff stehenden zweiten Sonnenrad (42), die unterschiedliche Durchmesser (D1; D2) aufweisen, um eine gemeinsame Sonnenraddrehachse drehbar und unabhängig voneinander gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (20) des Elektromotors (16) den Planetenradträger bildet.
- Fahrzeugantriebseinheit (10) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad (40) wahlweise in einer ersten Stellung, in der es ortsfest in Bezug auf den Stator (18) angeordnet ist, oder in einer zweiten Stellung, in der es synchron mit dem zweiten Sonnenrad (42) dreht, positionierbar ist. - Fahrzeugantriebseinheit (10) nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Arretierungseinrichtung (66) zum wahlweisen Arretieren des ersten Sonnenrads (40) in der ersten Stellung oder in der zweiten Stellung vorgesehen ist. - Fahrzeugantriebseinheit (10) nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung zum automatischen Betätigen der zumindest einen Arretierungseinrichtung (66) vorgesehen ist. - Fahrzeugantriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad (40) an einer drehbar um die Sonnenraddrehachse gelagerten Zwischenwelle (44) befestigt oder integral mit dieser ausgebildet ist.
- Fahrzeugantriebseinheit (10) nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (20) an der Zwischenwelle (44) gelagert ist. - Fahrzeugantriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sonnenrad (42) an einer drehbar um die Sonnenraddrehachse gelagerten Nabe (48) befestigt oder einteilig mit dieser ausgebildet ist.
- Fahrzeugantriebseinheit (10) nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (48) zur drehfesten Aufnahme einer Fahrzeugfelge (72) ausgebildet ist. - Fahrzeugantriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vier oder acht Planetenradpaare (30) vorgesehen sind.
- Fahrzeugantriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Planetenräder (32) jeweils vierzehn Zähne, die zweiten Planetenräder (34) jeweils dreizehn Zähne, das erste Sonnenrad (40) zweiundneunzig Zähne und das zweite Sonnenrad (42) dreiundneunzig Zähne aufweisen.
- Fahrzeugantriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (16) als permanentmagneterregte Synchronmaschine ausgebildet ist.
- Fahrzeugantriebseinheit (10) nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (18) vierundzwanzig Wicklungen und der Rotor (20) sechzehn Permanentmagnete aufweist. - Fahrzeugantriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese auf einer als Träger dienenden Hülse (14) positioniert ist, wobei die Hülse (14) zum Aufschieben auf eine Fahrzeugachse (12) ausgebildet ist.
- Verwendung einer Fahrzeugantriebseinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche als Flugzeugantriebseinheit zum Bewegen eines Flugzeuges am Boden.
- Fahrzeugfelge (72), deren Innenkontur zumindest teilweise an die Außenkontur einer Fahrzeugantriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche formangepasst ist.
- Fahrzeugfelge (72) nach
Anspruch 15 , dadurch gekennzeichnet, das sie derart ausgebildet ist, dass sie den Außenumfang der Fahrzeugantriebseinheit (10) im Wesentlichen vollständig abdeckt.
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