DE102011005625A1

DE102011005625A1 - Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Rades einer Verbundlenkerachse für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug

Info

Publication number: DE102011005625A1
Application number: DE201110005625
Authority: DE
Inventors: Jens Heimann; Martin Münster; Stephan Pollmeyer; Ulrich Mair; Dr. Ketteler Karl-Herrmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2012-09-20
Also published as: WO2012123173A3; WO2012123173A2

Abstract

Es wird eine Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug vorgeschlagen, umfassend eine elektrische Maschine (12) und ein in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb betrachtet abtriebsseitig der elektrischen Maschine (12) geschaltetes Getriebe (13, 14), wobei das Gehäuse (26) der elektrischen Maschine (12) oder das Gehäuse (16) des Getriebes (13, 14) direkt mit dem Längslenker (2) der Fahrzeugachse verschraubt oder als mehrteiliges Schweißbauteil in den Längslenker (2) integriert sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Rades einer Verbundlenkerachse für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der Regel entspricht die Anordnung des Antriebsstrangs bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen der Anordnung des Antriebsstrangs bei Fahrzeugen, welche einen Zentralantrieb, umfassend einen Verbrennungsmotor, aufweisen. Hierbei wird eine Antriebsvorrichtung, umfassend eine elektrische Maschine, ein Getriebe und ein Differenzial karosseriefest in der Fahrzeugmitte zwischen den Vorder- oder Hinterrädern angeordnet; das Abtriebsmoment wird wie bei konventionellen Zentralantrieben über Seitenwellen auf die angetriebenen Räder übertragen. Bei einer derartigen Anordnung des Antriebsstrangs bleibt das Fahrwerkkonzept weitestgehend erhalten, wobei lediglich Modifikationen der Aggregatelagerung und des Hilfsrahmens erforderlich sind.
Bei elektrisch angetriebenen bzw. antreibbaren Fahrzeugen, umfassend einen Zentralantrieb, stellt die Batterieunterbringung einen erheblichen Eingriff in die Fahrzeugstruktur dar. Hierbei ist bekannt, die Batterie in den Unterboden, beispielsweise unter der Rücksitzbank oder im Bereich, der bei Zentralantrieben mit einem Verbrennungsmotor vom Getriebetunnel eingenommen wurde, zu integrieren.
Unter einer Verbundlenkerachse kann im Weiteren allgemein eine Achse verstanden werden, welche zumindest einen Längslenker pro Rad aufweist. Insbesondere können dies eine Verbundlenkerachse, eine Schräglenkerachse und/oder eine Längslenkerachse sein.
Auch sind im Stand der Technik radnahe elektrische Antriebe bekannt, wobei unter radnahen Antrieben im weiteren Antriebe verstanden werden, welche pro Antriebsrad des Fahrzeugs ein oder mehrere Elektromotoren vorsehen. So sind Fahrzeuge mit zwei oder mehreren Antriebsrädern bekannt, die eine entsprechende Anzahl an Antrieben, also zwei oder mehrere, aufweisen. Dabei kann jeweils ein Elektromotor auf genau ein Antriebsrad wirken.
Unter radnahen Antrieben können aber auch Antriebe verstanden werden, die lenkerfest und/oder radfest angeordnet sind.
Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik radnahe elektrische Antriebe zum Antreiben eines Rades einer angetriebenen Achse für elektrisch antreibbare Fahrzeuge bekannt, die in das Fahrwerk des Fahrzeugs integriert sind, wobei in Anhängigkeit von der Anzahl der angetriebenen Fahrzeugachsen beispielsweise zwei oder vier elektrische Antriebe vorgesehen sind.
Hierbei können die elektrischen Antriebe radträgerfest angeordnet sein; in diesem Fall federt der elektrische Antrieb ummittelbar mit dem jeweiligen Rad mit und die ungefederte Masse wird durch den Antrieb direkt beeinflusst.
Eine weitere Möglichkeit der Anordnung der radnahen elektrischen Antriebe besteht darin, diese aufbaufest anzuordnen. Hierbei rücken die elektrischen Antriebe aus der Fahrzeugmitte heraus hin zu den Rädern.
Ferner können die elektrischen Antriebe lenkerfest angeordnet sein, wobei sie in diesem Fall an den Fahrwerkslenkern, beispielsweise am Verbundlenker befestigt sind. Durch diese Konzeption wird die ungefederte Masse reduziert, indem die elektrischen Antriebe nahe am aufbaufesten Lenkeranbindungspunkt angeordnet werden.
Aus der DE 10 2007 039 059 A1 der Anmelderin ist eine als Verbundlenkerachse ausgeführte angetriebene Fahrzeugachse bekannt, bei der für jedes Rad der Achse ein Elektromotor vorgesehen ist, welcher mit der Drehachse in Fahrzeuglängsrichtung angeordnet ist, wobei dessen Gehäuse einen Teil der Längsschwinge der Verbundlenkerachse darstellt.
Radnahe Antriebe können bei Fahrzeugen mit Allrad-, Front-, oder Heckantrieb vorgesehen sein, wobei die Achstypen der angetriebenen Fahrzeugachsen konventionelle Achstypen, wie z. B. Federbein- oder Doppelquerlenkerachstypen sein können. Ferner können radnahe Antriebe in radintegrierte Fahrwerke integriert sein.
Des Weiteren können die radnahen elektrischen Antriebe ein Getriebe aufweisen.
Aus der EP 1 961 602 A1 ist eine in ein Fahrzeugrad integrierbare Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Rades bekannt, welche einen Elektromotor und zwei in Reihe geschaltete Planetengetriebe aufweist, die axial betrachtet zwischen dem Elektromotor und dem Rad angeordnet sind.
In vorteilhafter Weise resultiert die Verwendung von radnahen elektrischen Antrieben zum Antreiben eines Rades einer angetriebenen Achse beim Fahrzeugaufbau in einer hohen Flexibilität, da sich durch den Entfall des zentralen Antriebs in der Fahrzeugmitte neue Freiheitsgrade bei der Fahrzeuggestaltung, insbesondere bei der Gestaltung des Fahrzeuginnenraums, der Batterieunterbringung und der Crash-Sicherheit ergeben.
Zudem können durch radnahe elektrische Antriebe radindividuelle Antriebsmomente erzeugt werden, wodurch Funktionen wie Torque Vectoring, ESP, ABS, ASR etc. auf einfache Weise realisiert werden können. Durch die schnelle und genauere Regelbarkeit von elektrischen Antrieben können diese Funktionen im Vergleich zu herkömmlichen bremsenbasierten Regelsystemen optimiert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Rades einer Verbundlenkerachse für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Rades einer Verbundlenkerachse für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug vorgeschlagen, umfassend eine elektrische Maschine und ein in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb betrachtet abtriebsseitig der elektrischen Maschine geschaltetes Getriebe, wobei das Gehäuse der elektrischen Maschine oder das Gehäuse des Getriebes direkt mit dem Längslenker der Verbundlenkerachse verschraubt, als mehrteiliges Schweißbauteil in den Längslenker integriert oder mit dem Längslenker einteilig ausgeführt sind. Die elektrische Maschine kann hochdrehend ausgeführt sein, wobei das Getriebe eine hohe Übersetzung aufweist, so dass sich ein hohes Leistungs-/Gewichtsverhältnis (kW/kg) der Antriebsvorrichtung und eine kleine Dimensionierung der elektrischen Maschine ergeben.
Unter einer Übersetzung wird hier das Verhältnis der Umdrehungsgeschwindigkeit der Abtriebswelle des Getriebes zur Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebswelle des Getriebes verstanden.
Unter einer hohen Übersetzung wird dabei ein Verhältnis größer 1:10, bevorzugt 1:10 bis 1:20, besonders bevorzugt 1:14 bis 1:18, insbesondere 1:16 verstanden.
Unter einer hochdrehenden Maschine wird eine Maschine verstanden, die eine maximale Rotordrehgeschwindigkeit von mehr als 15000 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt zwischen 19 000 und 25 000 Umdrehungen pro Minute aufweist.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung können die elektrische Maschine und das Getriebe ein gemeinsames Gehäuse aufweisen.
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung sind die Anbindung des Bremssattels und/oder des Dämpfers und/oder der Feder in das Gehäuse des Getriebes oder in das Gehäuse der elektrischen Maschine der Antriebsvorrichtung integriert, wobei die Verbindungsschrauben zur Fixierung des Bremssattels gleichzeitig Gehäuseschrauben für die Befestigung der Antriebsvorrichtung am Längslenker der Achse darstellen können.
Auf diese Weise wird eine kompakte Bauweise erzielt und es entfällt die Notwendigkeit separater Bauteile, was in einer Reduzierung der Kosten resultiert.
Vorzugsweise ist die Anordnung der elektrischen Maschine und des Getriebes derart, dass in der überwiegenden Betriebslage des Fahrzeugs der Schmierstoff selbsttätig unter Einwirkung der Schwerkraft aus der elektrischen Maschine in den Ölsumpf im Getrieberaum zurückfließt, wobei zu diesem Zweck das Gehäuse der elektrischen Maschine derart ausgestaltet ist, dass eine ausreichende Schmierung der Lager der Rotorwelle gewährleistet ist. Dies resultiert in dem Vorteil, dass die Notwendigkeit des Vorsehens berührender oder nicht berührender Dichtungen, insbesondere bei schnelldrehenden Wellen der Antriebsvorrichtung entfällt, wodurch Schmierstoffverluste und Wärmeentwicklung reduziert werden.
Vorzugsweise umfasst das abtriebsseitig der elektrischen Maschine geschaltete Getriebe zwei in Reihe geschaltete Planetengetriebe.
Durch die zwei Planetengetriebe wird eine große Übersetzung ermöglicht, wobei die Abmessungen sowie das Gewicht der elektrischen Maschine und somit die ungefederte Masse gering gehalten werden können; beispielsweise kann die durch die zwei Planetengetriebe erzielbare Übersetzung einen Wert annehmen, der größer als 10 ist. Hierbei kann die Aufteilung der erzielbaren Übersetzung auf die zwei Planetengetriebe symmetrisch oder asymmetrisch erfolgen.
In vorteilhafter Weise ergibt die Kombination eines niedrigen Antriebsmomentes mit einer hohen Drehzahlausnutzung in Summe in Verbindung mit dem hochübersetzenden Getriebe der Antriebsvorrichtung ein hohes Leistungs-/Gewichtsverhältnis (kW/kg). Die elektrische Maschine kann dadurch klein dimensioniert sein, was die Integration der elektrischen Maschine in den Längslenker ermöglicht bzw. vereinfacht.
Das in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb betrachtet abtriebsseitig der elektrischen Maschine geschaltete Getriebe kann ferner auch als Planetengetriebe, Stirnradgetriebe oder als Kombination eines Planetengetriebes mit einem Stirnradgetriebe oder mit einem Kegelradgetriebe ausgeführt sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren für den Fall einer Verbundlenker-Hinterachse beispielhaft näher erläutert, wobei für gleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Es zeigen:
1: Eine schematische Draufsicht einer nach dem Stand der Technik ausgeführten Verbundlenker-Hinterachse;
2: Eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug;
3: Eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug;
4: Eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung zur Veranschaulichung der Anbindung des Dämpfers in das Gehäuse der elektrischen Maschine sowie der Befestigung des Gehäuses der elektrischen Maschine am Längslenker für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug; und
5: Eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung zur Veranschaulichung der Anbindung des Dämpfers in das Gehäuse der elektrischen Maschine sowie der Befestigung des Gehäuses der elektrischen Maschine am Längslenker für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug.
Die Erfindung wird anhand einer Verbundlenker-Hinterachse erläutert, da dies das meist verbreitete Hinterachskonzept darstellt. Bezugnehmend auf 1 umfasst eine nach dem Stand der Technik ausgeführte Verbundlenker-Hinterachse 1 zwei Längslenker 2, 3, welche durch ein Querprofil 4 miteinander verbunden sind.
Die Verbundlenker-Hinterachse 1 ist durch zwei Gummilager 5, 6 mit der Karosserie des Fahrzeugs verschraubt. Die Räder der Verbundlenker-Hinterachse 1 sind in der Figur mit den Bezugszeichen 7 bzw. 8 versehen. Ferner sind in der beigefügten 1 mit 9 ein Dämpfer und mit 10 eine Feder der Achse 1 bezeichnet.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung 11 zum Antreiben eines Rades 7 einer Verbundlenkerachse 1 eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs vorgesehen, welche eine elektrische Maschine 12 und zwei in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb betrachtet abtriebsseitig der elektrischen Maschine 12 in Reihe geschaltete Planetengetriebe 13, 14 umfasst. Das erste und das zweite Planetengetriebe 13, 14 sind bei dem gezeigten Beispiel an der dem Rad 7 zugewandten Seite der elektrischen Maschine 12 angeordnet.
Hierbei ist der Rotor der elektrischen Maschine 12 über eine Sonnenradwelle 23 mit dem Sonnenrad 17 des ersten Planetengetriebes 13 drehfest verbunden, wobei der Steg 18 des ersten Planetengetriebes 13 über eine weitere Sonnenradwelle 27 mit dem Sonnenrad 19 des zweiten Planetengetriebes 14 drehfest verbunden ist und wobei der Abtrieb der Antriebsvorrichtung 11 über den Steg 20 des zweiten Planetengetriebes 14 und eine mit dem Steg 20 drehfest verbundene Welle 24 erfolgt, die mit der Radnabe 15 drehfest verbunden ist.
Des Weiteren sind das Hohlrad 21 des ersten Planetengetriebes 13 und das Hohlrad 22 des zweiten Planetengetriebes 14 gehäusefest angeordnet; sie können an das Gehäuse 16 der Planetengetriebe 13, 14 der Antriebsvorrichtung 11 gekoppelt oder einstückig mit dem Gehäuse 16 ausgeführt sein. Das Hohlrad 21 des ersten Planetengetriebes 13 und das Hohlrad 22 des zweiten Planetengetriebes 14 können auch in das Gehäuse 16 eingepresst sein. Für den Fall, dass ein Hohlrad einstückig mit dem Gehäuse 16 ausgeführt ist, kann ein radialer Absatz vorgesehen sein, um den Durchmesserunterschied zwischen dem Gehäuse 16 und dem Hohlrad auszugleichen. Durch die Ausgestaltung eines Hohlrades als in ein zylindrisches Gehäuse einpressbarer Hohlradring kann in Abhängigkeit der Belastung der Werkstoff gewählt werden, wobei dies in einer Reduzierung des Gewichts resultieren kann.
Im Rahmen einer Weiterbildung kann der Rotor der elektrischen. Maschine 12 einstückig mit der Sonnenradwelle 23 des ersten Planetengetriebes 13 ausgeführt sein; ferner kann die Sonnenradwelle 27 des zweiten Planetengetriebes 14 mit dem Steg 18 des ersten Planetengetriebes 13 einstückig ausgeführt sein.
Die Verzahnungen sind vorzugsweise schrägverzahnt ausgeführt, wobei die Verbindung zwischen dem Steg 18 des ersten Planetengetriebes 13 und dem Sonnenrad 19 des zweiten Planetengetriebes 14 axial und radial durch Wälzlager, Gleitlager oder Anlaufscheiben abgestützt wird.
Hierbei ist der Schrägungswinkel des Sonnenrades 17 des ersten Planetengetriebes 13 entgegengesetzt zum Schrägungswinkel des Sonnenrades 19 des zweiten Planetengetriebes 14. Zudem sind in vorteilhafter Weise die Richtungen der Schrägungswinkel des Sonnenrades 17 des ersten Planetengetriebes 13 und des Sonnenrades 19 des zweiten Planetengetriebes 14 so zu wählen, dass die Belastungen auf die Lager der Antriebsvorrichtung 11, insbesondere auf die Lager der Welle 23, über die der Rotor mit dem Sonnenrad 17 des ersten Planetengetriebes 13 verbunden ist, minimiert werden. Dadurch werden die Reibungsverluste minimiert und es wird eine kleinere Dimensionierung der Lager ermöglicht.
Die Lagerung der Sonnenradwelle 23 des ersten Planetengetriebes 13 fällt mit der Lagerung des Rotors der elektrischen Maschine 12 zusammen, so dass die Notwendigkeit separater Lager entfällt, wobei die dem Sonnenrad 17 des ersten Planetengetriebes 13 abgewandte Lagerung des Rotors der elektrischen Maschine 12 vorzugsweise durch ein Federelement axial vorgespannt sein kann.
Ferner wird die Lagerung der mit dem Steg 20 des zweiten Planetengetriebes 14 verbundenen Welle 24, d. h. des Abtriebs der Antriebsvorrichtung 11, durch das Radlager des Rades 7 gebildet, welches als Lager üblicher Bauart, beispielsweise als zweireihiges Rollenlager oder als Lager umfassend zwei Einzelschrägroßenlager mit einem Druckwinkel zwischen 15° und 60° ausgeführt sein kann. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Lageranzahl der Antriebsvorrichtung reduziert werden.
Die Verbindung der mit dem Steg 20 des zweiten Planetengetriebes 14 verbundenen Welle 24 mit der Radnabe 15 kann mittels einer steckbaren Keilwellenverbindung oder eines Polygonprofils erfolgen; alternativ dazu kann das der Antriebsvorrichtung 11 abgewandte Ende der mit dem Steg 20 des zweiten Planetengetriebes 14 drehfest verbundenen Welle 24 die Radnabe 15 selbst darstellen, wodurch die Montage- und Herstellungskosten reduziert werden.
Bezugnehmend auf 3, kann die elektrische Maschine 12 als Hohlwellenmotor, d. h. als elektrische Maschine mit einem als Hohlwelle ausgeführten Rotor ausgeführt sein, wobei das erste und das zweite Planetengetriebe 13, 14 an der dem Rad 7 abgewandten Seite der elektrischen Maschine 12 angeordnet sind und die Abtriebswelle der Antriebsvorrichtung 11, die durch eine mit dem Steg 20 des zweiten Planetengetriebes 14 drehfest verbundene Welle 24 gebildet ist, durch den Hohlraum des Rotors 25 der elektrischen Maschine 12 zum Rad 7 geführt wird, wo sie beispielsweise über vorzugsweise ein konventionelles Keilwellenprofil mit der Radnabe 15 verbunden wird oder die Radnabe 15 selbst darstellt, wie bereits erläutert.
Hierbei ist an dem der elektrischen Maschine 12 abgewandten Ende der Antriebsvorrichtung 11 eine weitere Lagerung (eine erste Lagerung wird durch das Radlager des Rades 7 gebildet, wie bereits erläutert) der mit dem Steg 20 des zweiten Planetengetriebes 14 drehfest verbundenen Welle 24 vorgesehen, die vorzugsweise auf einem Zapfen der Welle 24 angeordnet ist.
Durch die Vertauschung der Anordnung der elektrischen Maschine 12 und des ersten und des zweiten Planetengetriebes 13, 14 im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel nach 2 wird der Vorteil erzielt, dass im Bereich des Karosserielängsträgers Bauraum zur Verfügung gestellt wird, der beim Einfedern genutzt wird, da das Gehäuse des ersten und des zweiten Planetengetriebes 13, 14 mit kleinerem Außendurchmesser ausführbar ist als das Gehäuse der elektrischen Maschine 12.
Die elektrische Maschine 12 der Antriebsvorrichtung 11 kann als Asynchronmaschine, als fremderregt- oder permanentmagneterregte Synchronmaschine oder als Querfeldmaschine ausgeführt werden, was eine hohe Flexibilität bietet.
In vorteilhafter Weise kann das Gehäuse 26 der elektrischen Maschine 12 oder das Gehäuse 16 der Planetengetriebe 13, 14 als Radträger oder als Teil des Radträgers dienen.
Erfindungsgemäß ist, insbesondere für den Fall einer Ausführung gemäß 2, das Gehäuse 26 der elektrischen Maschine 12 oder insbesondere für den Fall einer Ausführung gemäß 3 das Gehäuse 16 der Planetengetriebe 13, 14 direkt mit dem Längslenker 2 der Verbundlenkerachse 1 verbunden, vorzugsweise verschraubt. Alternativ kann das Gehäuse 26 der elektrischen Maschine 12 bzw. das Gehäuse 16 der Planetengetriebe 13, 14 beispielsweise als mehrteiliges Schweißbauteil in den Längslenker 2 integriert werden oder mit dem Längslenker 2 einteilig ausgeführt sein. Ferner kann die elektrische Maschine 12 wie eine Patrone in den Längslenker 2 eingefügt werden.
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung sind die Anbindung des Bremssattels (für den Fall einer Scheibenbremse) und/oder des Dämpfers 9 und/oder der Feder 10 in das Gehäuse 16 der Planetengetriebe 13, 14 (vorzugsweise bei einer Ausführung gemäß 3) oder in das Gehäuse 26 der elektrischen Maschine 12 (vorzugsweise bei einer Ausführung gemäß 2) der Antriebsvorrichtung 11 integriert, wobei die Verbindungsschrauben zur Fixierung des Bremssattels gleichzeitig Gehäuseschrauben für die Befestigung der Antriebsvorrichtung 11 am Längslenker 2 der Achse darstellen können.
Auf diese Weise wird eine kompakte Bauweise erzielt und es entfällt die Notwendigkeit separater Bauteile, was in einer Reduzierung der Kosten resultiert.
In 4 und 5 wird beispielhaft die Integration der Anbindung des Dämpfers 9 in das Gehäuse 26 der elektrischen Maschine 12 sowie die direkte Befestigung des Gehäuses 26 der elektrischen Maschine 12 am Längslenker 2 mittels Verbindungsschrauben 28 veranschaulicht.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption kann bei einer geringen ungefederten Masse und hohem Leistungs-/Gewichtsverhältnis (kW/kg) eine sehr kompakte Bauweise der Antriebsvorrichtung realisiert werden.
Die hier vorgestellte Antriebsvorrichtung kann auch mit beliebigen Achstypen, beispielsweise mit einer Zentrallenker-, Schwertlenker-, oder Trapezlenkerachse kombiniert werden.
Des Weiteren weist die Antriebsvorrichtung eine geringe Lageranzahl und eine gute Zugänglichkeit auf, wobei sie mit geringer Modifikation einer bestehenden Fahrzeugachse in die Achse integriert werden kann. Beispielsweise muss für den Fall einer Verbundlenkerachse lediglich der Längslenker durch ein modifiziertes Teil ersetzt werden.
Ferner kann die Bremsvorrichtung der Räder als Scheibenbremse oder Trommelbremse ausgeführt sein; die Antriebsvorrichtung kann luftgekühlt oder fluidgekühlt ausgeführt sein, wobei die elektrische Maschine, die Planetengetriebe und die Leistungselektronik eine gemeinsame Kühlung aufweisen können. Die Leistungselektronik kann zudem radträgerfest oder motorfest angeordnet sein.
Bezugszeichenliste

1: Verbundlenker-Hinterachse
2: Längslenker
3: Längslenker
4: Querprofil
5: Gummilager
6: Gummilager
7: Rad
8: Rad
9: Dämpfer
10: Feder
11: Antriebsvorrichtung
12: elektrische Maschine
13: erstes Planetengetriebe
14: zweites Planetengetriebe
15: Radnabe
16: Gehäuse der Planetengetriebe 13, 14
17: Sonnenrad des ersten Planetengetriebes 13
18: Steg des ersten Planetengetriebes 13
19: Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes 14
20: Steg des zweiten Planetengetriebes 14
21: Hohlrad des ersten Planetengetriebes 13
22: Hohlrad des zweiten Planetengetriebes 14
23: Sonnenradwelle des ersten Planetengetriebes 13
24: mit dem Steg 20 des zweiten Planetengetriebes 14 drehfest verbundene Welle
25: Rotor der elektrischen Maschine 12
26: Gehäuse der elektrischen Maschine 12
27: Sonnenradwelle des zweiten Planetengetriebes 14
28: Verbindungsschrauben

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007039059 A1 [0011]
EP 1961602 A1 [0014]

Claims

Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (12) und ein in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb betrachtet abtriebsseitig der elektrischen Maschine (12) geschaltetes Getriebe (13, 14), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (26) der elektrischen Maschine (12) und/oder das Gehäuse (16) des Getriebes (13, 14) direkt mit dem Längslenker (2) der Fahrzeugachse verschraubt, als mehrteiliges Schweißbauteil in den Längslenker (2) integriert und/oder mit dem Längslenker (2) einteilig ausgeführt sind.
Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung des Bremssattels und/oder des Dämpfers (9) und/oder der Feder (10) in das Gehäuse (16) des Getriebes oder in das Gehäuse (26) der elektrischen Maschine (12) der Antriebsvorrichtung (11) integriert ist.
Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungsmittel (28) zur Fixierung des Bremssattels gleichzeitig Verbindungsmittel für die Befestigung der Antriebsvorrichtung (11) am Längslenker (2) der Achse (1) darstellen,
Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (26) der elektrischen Maschine (12) und/oder das Gehäuse (16) des Getriebes (13, 14) als Radträger oder als Teil des Radträgers dient.
Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (13, 14) zwei in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb betrachtet abtriebsseitig der elektrischen Maschine (12) in Reihe geschaltete Planetengetriebe (13, 14) umfasst.
Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (25) der elektrischen Maschine (12) über eine Sonnenradwelle (23) mit dem Sonnenrad (17) des ersten Planetengetriebes (13) drehfest verbunden ist, dass der Steg (18) des ersten Planetengetriebes (13) über eine weitere Sonnenradwelle (27) mit dem Sonnenrad (19) des zweiten Planetengetriebes (14) drehfest verbunden ist, dass das Hohlrad (21) des ersten Planetengetriebes (13) und das Hohlrad (22) des zweiten Planetengetriebes (14) gehäusefest angeordnet sind und dass der Abtrieb der Antriebsvorrichtung (11) über den Steg (20) des zweiten Planetengetriebes (14) und eine mit dem Steg (20) drehfest verbundene Welle (24) erfolgt, die mit der Radnabe (15) drehfest verbunden ist.
Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (25) der elektrischen Maschine (12) einstückig mit der Sonnenradwelle (23) des ersten Planetengetriebes (13) ausgeführt ist.
Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenradwelle (27) des zweiten Planetengetriebes (14) mit dem Steg (18) des ersten Planetengetriebes (13) einstückig ausgeführt ist.
Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der mit dem Steg (20) des zweiten Planetengetriebes (14) verbundenen Welle (24), welche den Abtrieb der Antriebsvorrichtung (11) bildet, durch das Radlager des Rades (7) gebildet ist.
Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der mit dem Steg (20) des zweiten Planetengetriebes (14) verbundenen Welle (24) mit der Radnabe (15) mittels einer steckbaren Keilwellenverbindung oder eines Polygonprofils erfolgt oder dass das der Antriebsvorrichtung (11) abgewandte Ende der mit dem Steg (20) des zweiten Planetengetriebes (14) verbundenen Welle (24) die Radnabe (15) selbst darstellt.
Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, nach Anspruch 6, 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Planetengetriebe (13, 14) an der dem Rad (7) zugewandten Seite der elektrischen Maschine (12) angeordnet sind.
Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, nach Anspruch 6, 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Planetengetriebe (13, 14) an der dem Rad (7) abgewandten Seite der elektrischen Maschine (12) angeordnet sind, wobei die elektrische Maschine (12) als Hohlwellenmotor ausgeführt ist und die Abtriebswelle der Antriebsvorrichtung (11), die durch die mit dem Steg (20) des zweiten Planetengetriebes (14) drehfest verbundene Welle (24) gebildet ist, durch den Hohlraum des Rotors (25) der elektrischen Maschine (12) zum Rad (7) geführt wird.
Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (13, 14) eine hohe Übersetzung aufweist und die elektrische Maschine (12) hochdrehend ausgeführt ist.
Antriebsvorrichtung (11) zum Antreiben eines Rades (7) einer Verbundlenkerachse (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine mit ihrer Längsachse quer zur Längsachse des Längslenkers ausgerichtet ist.