DE102022004586B3 - Electric wheel hub drive for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Radnabenantrieb (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Radträger (2), mit einer elektrischen Maschine (3), welche einen Stator (4) und einen um eine Hauptdrehachse (A) drehbar angeordneten Rotor (5) aufweist, mit einem Statorträger (6), welcher drehfest mit dem Radträger (2) verbunden ist, mit einem Rotorträger (7), welcher drehfest mit dem Rotor (5) verbunden und drehbar gegenüber dem Radträger (2) gelagert ist, wobei der Statorträger (6) einen Tellerabschnitt (8) und einen Zylinderabschnitt (9) aufweist, wobei der Zylinderabschnitt (9) radial außerhalb des Tellerabschnittes (8) angeordnet ist, wobei der Tellerabschnitt (8) eine erste Durchführung (10) für eine Welle (11) eines Aktuators (12) einer Trennkupplung (13) aufweist, wobei eine erste Kupplungshälfte (13.1) und eine zweite Kupplungshälfte (13.2) der Trennkupplung (13) radial innerhalb des Zylinderabschnittes (9) angeordnet sind.

Figure DE102022004586B3_0000
The invention relates to an electric wheel hub drive (1) for a motor vehicle with a wheel carrier (2), with an electric machine (3) which has a stator (4) and a rotor (5) arranged rotatably about a main axis of rotation (A). a stator carrier (6), which is connected in a rotationally fixed manner to the wheel carrier (2), with a rotor carrier (7), which is connected in a rotationally fixed manner to the rotor (5) and is rotatably mounted relative to the wheel carrier (2), the stator carrier (6) a plate section (8) and a cylinder section (9), the cylinder section (9) being arranged radially outside the plate section (8), the plate section (8) having a first passage (10) for a shaft (11) of an actuator ( 12) has a separating clutch (13), a first coupling half (13.1) and a second coupling half (13.2) of the separating clutch (13) being arranged radially within the cylinder section (9).
Figure DE102022004586B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electric wheel hub drive for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Bei einem elektrischen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug kann eine Trennkupplung (Disconnect-Einheit) verwendet werden. Zum Betätigen der Trennkupplung wird beispielsweise ein Stellmotor verwendet.In an electric wheel hub drive for a motor vehicle, a disconnect unit can be used. For example, a servomotor is used to actuate the separating clutch.

Elektrische Radnabenantriebe sind zum Beispiel aus der gattungsgemäßen DE 10 2019 133 283 A1 und der US 2019 / 0 023 128 A1 bekannt.Electric wheel hub drives, for example, are of the generic type DE 10 2019 133 283 A1 and the US 2019 / 0 023 128 A1 known.

Die US 2020 / 0 287 495 A1 beschreibt eine Steuervorrichtung für einen Elektromotor mit einem ersten Satz von Spulenwicklungen, die angeordnet sind, um einen ersten Teilmotor zu bilden, und einem zweiten Satz von Spulenwicklungen, die angeordnet sind, um einen zweiten Teilmotor zu bilden, wobei der Stromfluss in dem ersten Satz von Spulenwicklungen unter Verwendung einer ersten Pulsweitenmodulation (PWM) mit einer ersten Schaltsequenz gesteuert wird und der Stromfluss in dem zweiten Satz von Spulenwicklungen unter Verwendung einer zweiten PWM mit einer zweiten Schaltsequenz gesteuert wird, wobei die Steuervorrichtung Mittel umfasst, die angeordnet sind, um den Stromfluss in jeder des ersten Satzes von Spulenwicklungen zu messen, wobei nach der Feststellung, dass die Summe des Stromflusses in dem ersten Satz von Spulenwicklungen im Wesentlichen nicht null ist, die ersten PWM-Werte von Spannungswerten abgeleitet werden, die verwendet werden, um die zweite PWM zu erzeugen.The US 2020 / 0 287 495 A1 describes a control device for an electric motor with a first set of coil windings arranged to form a first sub-motor and a second set of coil windings arranged to form a second sub-motor, wherein the current flow in the first set of Coil windings are controlled using a first pulse width modulation (PWM) with a first switching sequence and the current flow in the second set of coil windings is controlled using a second PWM with a second switching sequence, the control device comprising means arranged to control the current flow in to measure each of the first set of coil windings, wherein after determining that the sum of current flow in the first set of coil windings is substantially non-zero, the first PWM values are derived from voltage values used to determine the second PWM generate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen neuartigen elektrischen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug anzugeben.The invention is based on the object of specifying a new type of electric wheel hub drive for a motor vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen elektrischen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention by an electric wheel hub drive for a motor vehicle with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Im Kontext der vorliegenden Anmeldung wird der Begriff „drehfest“ wie folgt verwendet: Zwei Elemente sind drehfest miteinander verbunden, wenn sie koaxial zueinander angeordnet sind (bezogen auf ihre Drehachse oder bezogen auf eine Rotationssymmetrieachse) und wenn sie derart miteinander verbunden sind, dass sie immer mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen. Ein Element ist drehfest mit einem Gehäuse verbunden, wenn es nicht gegenüber dem Gehäuse verdreht werden kann.In the context of the present application, the term "rotationally fixed" is used as follows: Two elements are connected to each other in a rotationally fixed manner if they are arranged coaxially to one another (with respect to their axis of rotation or with respect to an axis of rotational symmetry) and if they are connected to one another in such a way that they are always rotate at the same angular speed. An element is non-rotatably connected to a housing if it cannot be rotated relative to the housing.

Im Kontext der vorliegenden Anmeldung wird der Begriff „radial überlappend“ wie folgt verwendet: Zwei (insbesondere im wesentlichen rotationssymmetrische) Elemente sind in Bezug auf eine gemeinsame Achse radial überlappend angeordnet, wenn sie zumindest jeweils teilweise in einem Bereich gleicher radialer Koordinaten (insbesondere gleicher Winkelkoordinaten) angeordnet sind.In the context of the present application, the term “radially overlapping” is used as follows: Two (in particular essentially rotationally symmetrical) elements are arranged in a radially overlapping manner with respect to a common axis if they are at least partially in a region of the same radial coordinates (in particular the same angular coordinates ) are arranged.

Im Kontext der vorliegenden Anmeldung wird der Begriff „axial überlappend“ wie folgt verwendet: Zwei Elemente sind hinsichtlich einer gemeinsamen Achse axial überlappend angeordnet, wenn sie zumindest jeweils teilweise in einem Bereich gleicher axialer Koordinaten angeordnet sind.In the context of the present application, the term “axially overlapping” is used as follows: Two elements are arranged axially overlapping with respect to a common axis if they are each at least partially arranged in a region of the same axial coordinates.

Im Kontext der vorliegenden Anmeldung wird der Begriff „radial innerhalb“ wie folgt verwendet: Ein erstes Element ist, bezogen auf eine gemeinsame Achse, radial innerhalb eines zweiten Elementes angeordnet, wenn das erste Element in einem Bereich kleinerer Radien als das zweite Element angeordnet ist.In the context of the present application, the term “radially within” is used as follows: A first element is arranged radially within a second element with respect to a common axis if the first element is arranged in a region of smaller radii than the second element.

Erfindungsgemäß wird ein elektrischer Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen mit einem Radträger, mit einer elektrischen Maschine, welche einen Stator und einen um eine Hauptdrehachse drehbar angeordneten Rotor aufweist, mit einem Statorträger, welcher drehfest mit dem Radträger verbunden ist, mit einem Rotorträger, welcher drehfest mit dem Rotor verbunden und drehbar gegenüber dem Radträger gelagert ist, wobei der Statorträger einen Tellerabschnitt und einen Zylinderabschnitt aufweist, wobei der Zylinderabschnitt radial außerhalb des Tellerabschnittes angeordnet ist. Erfindungsgemäß weist der Tellerabschnitt eine erste Durchführung für eine Welle eines Aktuators einer Trennkupplung auf. Die Trennkupplung weist ferner eine erste Kupplungshälfte und eine zweite Kupplungshälfte auf, wobei erfindungsgemäß die erste Kupplungshälfte und die zweite Kupplungshälfte radial innerhalb des Zylinderabschnittes angeordnet sind.According to the invention, an electric wheel hub drive for a motor vehicle is proposed with a wheel carrier, with an electric machine which has a stator and a rotor arranged rotatably about a main axis of rotation, with a stator carrier which is connected in a rotationally fixed manner to the wheel carrier, with a rotor carrier which is connected in a rotationally fixed manner is connected to the rotor and rotatably mounted relative to the wheel carrier, the stator carrier having a plate section and a cylinder section, the cylinder section being arranged radially outside the plate section. According to the invention, the plate section has a first passage for a shaft of an actuator of a separating clutch. The separating clutch further has a first clutch half and a second clutch half, wherein according to the invention the first clutch half and the second clutch half are arranged radially within the cylinder section.

Die Trennkupplung ist dazu ausgebildet, den Rotor mit einer Felge drehfest zu koppeln bzw. Rotor und Felge zu entkoppeln. Die erste Kupplungshälfte und die zweite Kupplungshälfte sind dabei dazu ausgebildet, eine formschlüssige oder reibschlüssige Verbindung herzustellen. In einem gekoppelten Zustand der Trennkupplung sind die erste Kupplungshälfte und die zweite Kupplungshälfte form- oder reibschlüssig miteinander verbunden. In einem entkoppelten Zustand sind die erste Kupplungshälfte und die zweite Kupplungshälfte nicht miteinander verbunden. Die erste Kupplungshälfte und die zweite Kupplungshälfte können zum Beispiel als Kupplungshälften einer Klauenkupplung oder als Kupplungshälften einer Lamellenkupplung ausgebildet sein.The separating clutch is designed to couple the rotor to a rim in a rotationally fixed manner or to decouple the rotor and rim. The first coupling half and the second coupling half are designed to produce a positive or frictional connection. In a coupled state of the separating clutch, the first coupling half and the second coupling half are connected to one another in a form-fitting or friction-locking manner. In a decoupled state, the first coupling half and the second coupling half are not connected to one another. The first coupling half and the second coupling half can, for example, be used as coupling halves of a claw coupling or as a coupling halves of a multi-plate clutch can be formed.

In einer Ausführungsform weist der Tellerabschnitt zweite Durchführungen für Verschraubungen auf, wobei die Verschraubungen dazu ausgebildet sind, den Tellerabschnitt drehfest mit dem Radträger zu verbinden.In one embodiment, the plate section has second bushings for screw connections, the screw connections being designed to connect the plate section to the wheel carrier in a rotationally fixed manner.

In einer Ausführungsform sind die zweiten Durchführungen im Wesentlichen in einem Bereich geringerer Radien als die erste Durchführung angeordnet.In one embodiment, the second feedthroughs are essentially arranged in a region with smaller radii than the first feedthrough.

In einer Ausführungsform weist der Zylinderabschnitt einen Kanal auf, welcher zur Aufnahme eines Kühlmittels ausgebildet ist.In one embodiment, the cylinder section has a channel which is designed to receive a coolant.

In einer Ausführungsform ist ein Rotorlager radial innerhalb des Kanals und axial überlappend zu dem Kanal angeordnet.In one embodiment, a rotor bearing is arranged radially within the channel and axially overlapping the channel.

In einer Ausführungsform weist die Trennkupplung ferner einen radial innerhalb des Zylinderabschnittes angeordneten Ring auf, wobei der Ring drehfest mit dem Zylinderabschnitt verbunden und axial gegenüber dem Zylinderabschnitt verschiebbar ist.In one embodiment, the separating clutch further has a ring arranged radially within the cylinder section, the ring being connected to the cylinder section in a rotationally fixed manner and being axially displaceable relative to the cylinder section.

In einer Ausführungsform weist der Zylinderabschnitt an seiner radial inneren Seite eine Nut auf, die parallel zu der Hauptdrehachse verläuft, wobei der Ring mit einem Stift verbunden ist, der in die Nut eingreift.In one embodiment, the cylinder section has a groove on its radially inner side which runs parallel to the main axis of rotation, the ring being connected to a pin which engages in the groove.

In einer Ausführungsform weist der Zylinderabschnitt an seiner radial äußeren Seite eine Dichtfläche für eine Dichtung gegenüber dem Rotorträger auf.In one embodiment, the cylinder section has a sealing surface on its radially outer side for a seal against the rotor carrier.

In einer Ausführungsform ist die Dichtfläche axial zwischen dem Stator und einer Bremsscheibe angeordnet.In one embodiment, the sealing surface is arranged axially between the stator and a brake disk.

In einer Ausführungsform ist der Statorträger als ein einteiliges Gussteil ausgeführt.In one embodiment, the stator carrier is designed as a one-piece casting.

In einer Ausführungsform weist die Trennkupplung ferner ein Ausrücklager mit Verzahnung auf, in die ein an der Welle angeordnetes Ritzel eingreift, so dass ein Drehen der Welle mittels des Aktuators ein Drehen des Ausrücklagers bewirkt, wodurch der Ring die an dem Rotorträger drehfest und axial verschiebbar gelagerte erste Kupplungshälfte in oder außer Eingriff mit der zweiten Kupplungshälfte bringt, die vorteilhaft drehfest an einem Bremsscheibenträger angeordnet ist.In one embodiment, the separating clutch further has a release bearing with teeth, into which a pinion arranged on the shaft engages, so that rotating the shaft by means of the actuator causes the release bearing to rotate, whereby the ring is mounted on the rotor carrier in a rotationally fixed and axially displaceable manner brings the first coupling half into or out of engagement with the second coupling half, which is advantageously arranged in a rotationally fixed manner on a brake disc carrier.

Der erfindungsgemäß verwendete Statorträger kann Durchführungen für Kühlmittel und elektrische Leitungen bereitstellen. Ferner kann der Statorträger eine Dichtfläche für die Abdichtung gegenüber dem Rotor bereitstellen. Ferner stellt der erfindungsgemäß verwendete Statorträger eine Anbindung einer Mechanik für eine Trennkupplung („Disconnect-Mechanik“) bereit.The stator carrier used according to the invention can provide bushings for coolant and electrical lines. Furthermore, the stator carrier can provide a sealing surface for sealing against the rotor. Furthermore, the stator carrier used according to the invention provides a connection to a mechanism for a disconnect clutch (“disconnect mechanism”).

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Ansicht eines elektrischen Radnabenantriebs für ein Kraftfahrzeug.
This shows:
  • 1 a schematic view of an electric wheel hub drive for a motor vehicle.

Die einzige 1 zeigt eine schematische Ansicht eines elektrischen Radnabenantriebs 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem Radträger 2, mit einer elektrischen Maschine 3, welche einen Stator 4 und einen um eine Hauptdrehachse A drehbar angeordneten Rotor 5 aufweist, mit einem Statorträger 6, welcher drehfest mit dem Radträger 2 verbunden ist, mit einem Rotorträger 7, welcher drehfest mit dem Rotor 5 verbunden und drehbar gegenüber dem Radträger 2 gelagert ist, wobei der Statorträger 6 einen Tellerabschnitt 8 und einen Zylinderabschnitt 9 aufweist, wobei der Zylinderabschnitt 9 radial außerhalb des Tellerabschnittes 8 angeordnet ist. Der Tellerabschnitt 8 weist eine erste Durchführung 10 für eine Welle 11 eines Aktuators 12 einer Trennkupplung 13 auf, wobei eine erste Kupplungshälfte 13.1 und eine zweite Kupplungshälfte 13.2 der Trennkupplung 13 radial innerhalb des Zylinderabschnittes 9 angeordnet ist. Vorteilhaft weisen die erste Kupplungshälfte 13.1 und die zweite Kupplungshälfte 13.2 ineinanderpassende Klauenverzahnungen auf.The only 1 shows a schematic view of an electric wheel hub drive 1 for a motor vehicle with a wheel carrier 2, with an electric machine 3, which has a stator 4 and a rotor 5 arranged rotatably about a main axis of rotation A, with a stator carrier 6, which is connected to the wheel carrier 2 in a rotationally fixed manner is, with a rotor carrier 7, which is rotatably connected to the rotor 5 and rotatably mounted relative to the wheel carrier 2, the stator carrier 6 having a plate section 8 and a cylinder section 9, the cylinder section 9 being arranged radially outside the plate section 8. The plate section 8 has a first bushing 10 for a shaft 11 of an actuator 12 of a separating clutch 13, with a first coupling half 13.1 and a second coupling half 13.2 of the separating clutch 13 being arranged radially within the cylinder section 9. The first coupling half 13.1 and the second coupling half 13.2 advantageously have claw teeth that fit into one another.

Eine Drehachse der Welle 11 ist parallel zu der Hauptdrehachse angeordnet.An axis of rotation of the shaft 11 is arranged parallel to the main axis of rotation.

In der Ausführungsform weist der Tellerabschnitt 8 zweite Durchführungen 14 für Verschraubungen 15 auf, die dazu ausgebildet sind, den Tellerabschnitt 8 drehfest mit dem Radträger 2 zu verbinden.In the embodiment, the plate section 8 has second bushings 14 for screw connections 15, which are designed to connect the plate section 8 to the wheel carrier 2 in a rotationally fixed manner.

Vorteilhaft sind die zweiten Durchführungen 14 im Wesentlichen in einem Bereich geringerer Radien als die erste Durchführung 10 angeordnet.The second feedthroughs 14 are advantageously arranged essentially in an area with smaller radii than the first feedthrough 10.

Vorteilhaft weist der Zylinderabschnitt 9 mindestens einen Kanal 16 auf, welcher zur Aufnahme eines Kühlmittels ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft weist der Kanal 16 auf einer dem Radträger 2 zugewandten Seite einen parallel zu der Hauptrotationsachse A angeordneten ersten Abschnitt auf. Vorteilhaft weist der Kanal 16 in einem axial überlappend zu dem Stator 4 angeordneten Bereich einen zweiten Abschnitt auf, der senkrecht zu der Hauptrotationsachse A angeordnet ist.The cylinder section 9 advantageously has at least one channel 16, which is designed to receive a coolant. Particularly advantageously, the channel 16 has a first section arranged parallel to the main axis of rotation A on a side facing the wheel carrier 2. The channel 16 advantageously has a second section in a region arranged axially overlapping the stator 4, which is arranged perpendicular to the main axis of rotation A.

Vorteilhaft ist ein Rotorlager 17 zur rotatorischen Lagerung des Rotors 5 vorgesehen und radial innerhalb und axial überlappend zu dem Kanal 16 angeordnet.A rotor bearing 17 is advantageously provided for the rotary mounting of the rotor 5 and is arranged radially within and axially overlapping the channel 16.

Vorteilhaft weist die Trennkupplung 13 einen Verschiebemechanismus 26 auf, welcher dazu ausgebildet ist, eine Kopplung und eine Entkopplung der beiden Kupplungshälften 13.1, 13.2 zu bewirken. Vorteilhaft ist der Verschiebemechanismus dazu ausgebildet, die erste Kupplungshälfte axial zu verschieben.The separating clutch 13 advantageously has a displacement mechanism 26, which is designed to effect a coupling and a decoupling of the two coupling halves 13.1, 13.2. The displacement mechanism is advantageously designed to axially displace the first coupling half.

Vorteilhaft weist der Verschiebemechanismus einen radial innerhalb des Zylinderabschnittes 9 angeordneten Ring 18 auf, wobei der Ring 18 drehfest mit dem Zylinderabschnitt 9 verbunden und axial gegenüber dem Zylinderabschnitt 9 verschiebbar ist.The displacement mechanism advantageously has a ring 18 arranged radially within the cylinder section 9, the ring 18 being connected to the cylinder section 9 in a rotationally fixed manner and being axially displaceable relative to the cylinder section 9.

Der Ring 18 ist mit der ersten Kupplungshälfte 13.1 gekoppelt, die axial verschiebbar in jeweiligen Durchführungen 37 im Rotorträger 7 gelagert und zum optionalen Eingriff mit der zweiten Kupplungshälfte 13.2 ausgebildet ist, die ihrerseits drehfest mit einer Felge 24 verbunden ist. Besonders vorteilhaft ist die zweite Kupplungshälfte 13.2 unmittelbar an einem Bremsscheibenträger 23 befestigt, wobei der Bremsscheibenträger 23 seinerseits drehfest mit der Felge 24 verbunden ist.The ring 18 is coupled to the first coupling half 13.1, which is mounted axially displaceably in respective bushings 37 in the rotor carrier 7 and is designed for optional engagement with the second coupling half 13.2, which in turn is connected to a rim 24 in a rotationally fixed manner. The second coupling half 13.2 is particularly advantageously fastened directly to a brake disc carrier 23, the brake disc carrier 23 in turn being connected to the rim 24 in a rotationally fixed manner.

Vorteilhaft ist der Ring 18 drehfest mit dem Zylinderabschnitt 9 verbunden. Der Ring 18 ist jedoch axial verschiebbar zu dem Zylinderabschnitt 9 angeordnet. Zur drehfesten Verbindung mit dem Ring 18 weist der Zylinderabschnitt 9 an seiner radial inneren Seite eine Nut 19 auf, die parallel zu der Hauptdrehachse A verläuft, wobei der Ring 18 mit einem Eingreifelement 20 verbunden ist, das in die Nut 19 eingreift.The ring 18 is advantageously connected to the cylinder section 9 in a rotationally fixed manner. However, the ring 18 is arranged to be axially displaceable relative to the cylinder section 9. For a rotation-proof connection to the ring 18, the cylinder section 9 has a groove 19 on its radially inner side, which runs parallel to the main axis of rotation A, the ring 18 being connected to an engagement element 20 which engages in the groove 19.

An der Welle 11 ist ferner ein Ritzel 34 angeordnet, das über ein Ausrücklager 35 mit Verzahnung mit dem Ring 18 in Verbindung steht. Das Ritzel 34 ist drehfest mit der Welle 11 verbunden. Das Ausrücklager 35 weist eine koaxial zu der Hauptdrehachse A angeordnete Ringform auf, welche an ihrer inneren Seite die Verzahnung aufweist, die mit einer Ritzelverzahnung des Ritzels 34 in Eingriff steht. Das Ausrücklager weist eine Rampenkontur auf, die derart ausgebildet ist, dass bei einer entsprechenden Drehung des Ausrücklagers 35 mittels der Rampenkontur der Ring 18 axial in Richtung zu der zweiten Kupplungshälfte verschoben werden kann.A pinion 34 is also arranged on the shaft 11 and is connected to the ring 18 via a release bearing 35 with teeth. The pinion 34 is connected to the shaft 11 in a rotationally fixed manner. The release bearing 35 has an annular shape arranged coaxially to the main axis of rotation A, which has the toothing on its inner side, which is in engagement with a pinion toothing of the pinion 34. The release bearing has a ramp contour which is designed in such a way that when the release bearing 35 is rotated accordingly, the ring 18 can be displaced axially in the direction of the second clutch half by means of the ramp contour.

Vorteilhaft ist der Ring 18 radial innerhalb des Zylinderabschnittes 9 angeordnet. Besonders vorteilhaft ist der gesamte Verschiebemechanismus radial innerhalb des Zylinderabschnittes 9 angeordnet.The ring 18 is advantageously arranged radially within the cylinder section 9. The entire displacement mechanism is particularly advantageously arranged radially within the cylinder section 9.

Vorteilhaft weist der Zylinderabschnitt 9 an seiner radial äußeren Seite eine Dichtfläche für eine Dichtung 21, insbesondere eine Radialdichtung, gegenüber dem Rotorträger 7 auf.The cylinder section 9 advantageously has a sealing surface for a seal 21, in particular a radial seal, on its radially outer side relative to the rotor carrier 7.

Vorteilhaft ist die Dichtfläche axial zwischen dem Stator 4 und einer Bremsscheibe 22 angeordnet.The sealing surface is advantageously arranged axially between the stator 4 and a brake disk 22.

Das Rotorlager 17 ist Teil eines kombinierten Lagers 28, das ferner ein Radlager 29 beinhaltet, wobei das kombinierte Lager 28 eine äußere Lagerschale 30, eine mittlere Lagerschale 31 und eine innere Lagerschale 32 aufweist, wobei zwischen der äußeren Lagerschale 30 und der mittleren Lagerschale 31, die das Rotorlager 17 bilden, eine Mehrzahl von Wälzkörpern 33 angeordnet ist, wobei zwischen der mittleren Lagerschale 31 und der inneren Lagerschale 32, die das Radlager 29 bilden, eine Mehrzahl von Wälzkörpern 33 angeordnet ist.The rotor bearing 17 is part of a combined bearing 28, which further includes a wheel bearing 29, the combined bearing 28 having an outer bearing shell 30, a middle bearing shell 31 and an inner bearing shell 32, with between the outer bearing shell 30 and the middle bearing shell 31, which form the rotor bearing 17, a plurality of rolling elements 33 are arranged, with a plurality of rolling elements 33 being arranged between the middle bearing shell 31 and the inner bearing shell 32, which form the wheel bearing 29.

Die Bremsscheibe 22 kann als eine Inside-Out-Bremsscheibe ausgebildet und an dem Bremsscheibenträger 23 angeordnet sein, der mit der Felge 24 drehfest verbunden ist. The brake disc 22 can be designed as an inside-out brake disc and arranged on the brake disc carrier 23, which is connected to the rim 24 in a rotationally fixed manner.

Die Felge 24 und der Bremsscheibenträger 23 sind über mehrere Radschrauben 27 drehfest mit der inneren Lagerschale 32 des Radlagers 29 verbunden.The rim 24 and the brake disc carrier 23 are connected in a rotationally fixed manner to the inner bearing shell 32 of the wheel bearing 29 via several wheel bolts 27.

Eine weitere Radialdichtung 25 kann zwischen dem Bremsscheibenträger 23 und dem Rotorträger 7 angeordnet sein.Another radial seal 25 can be arranged between the brake disc carrier 23 and the rotor carrier 7.

Am Radträger 2 ist ferner ein Bremssattel 38 mit Bremsklötzen 39 angeordnet. Der Bremssattel 38 kann als ein innenliegender Bremssattel 38 ausgebildet sein.A brake caliper 38 with brake blocks 39 is also arranged on the wheel carrier 2. The brake caliper 38 can be designed as an internal brake caliper 38.

Der Radträger 2, der Bremssattel 38, die Bremsklötze 39, der Stator 4, der Statorträger 6, der Aktuator 12, die Welle 11, das Ritzel 34 und die mittlere Lagerschale 31 rotieren nicht mit der Felge 24.The wheel carrier 2, the brake caliper 38, the brake pads 39, the stator 4, the stator carrier 6, the actuator 12, the shaft 11, the pinion 34 and the middle bearing shell 31 do not rotate with the rim 24.

Die Bremsscheibe 22, der Bremsscheibenträger 23, die innere Lagerschale 32 und die zweite Kupplungshälfte rotieren immer zusammen mit der Felge 24.The brake disc 22, the brake disc carrier 23, the inner bearing shell 32 and the second clutch half always rotate together with the rim 24.

Der Rotorträger 7, der Rotor 5, die Trennkupplungs-Stifte 36, der Ring 18, das Eingreifelement 20 und die äußere Lagerschale 30 rotieren nur dann mit der Felge 24, wenn die Trennkupplung 13 verbunden ist, das heißt, wenn die erste Kupplungshälfte 13.1 mit der zweiten Kupplungshälfte im Eingriff steht.The rotor carrier 7, the rotor 5, the separating clutch pins 36, the ring 18, the engaging element 20 and the outer bearing shell 30 only rotate with the rim 24 when the separating clutch 13 is connected, that is, when the first coupling half 13.1 is connected the second coupling half is engaged.

Die elektrische Maschine 3 kann als eine Axialflussmaschine ausgebildet sein.The electrical machine 3 can be designed as an axial flux machine.

Zu einer Abdichtung eines Rotorraumes, insbesondere eines Zwischenraums zwischen dem Rotor 5 und dem Stator 4, kann eine erste Dichtung 21 vorgesehen sein, welche koaxial zu dem Rotorträger 7 angeordnet ist, derart, dass ein erster Zwischenspalt zwischen dem Rotorträger 7 und dem Statorträger 6 durch die erste Dichtung 21 ausgefüllt wird.To seal a rotor space, in particular a space between the rotor 5 and the stator 4, a first seal 21 can be provided, which is arranged coaxially to the rotor carrier 7, such that a first intermediate gap passes between the rotor carrier 7 and the stator carrier 6 the first seal 21 is filled.

Eine zweite Dichtung 25 oder weitere Radialdichtung 25 kann koaxial zu dem Rotorträger 7 angeordnet sein, derart, dass ein zweiter Zwischenspalt zwischen dem Rotorträger 7 und dem Bremsscheibenträger 23 durch die zweite Dichtung 25 ausgefüllt wird.A second seal 25 or further radial seal 25 can be arranged coaxially with the rotor carrier 7, such that a second intermediate gap between the rotor carrier 7 and the brake disc carrier 23 is filled by the second seal 25.

Hinsichtlich der Hauptdrehachse A kann die zweite Dichtung 25 axial auf einer dem Radträger 2 abgewandten Seite der ersten Dichtung 21 angeordnet sein.With regard to the main axis of rotation A, the second seal 25 can be arranged axially on a side of the first seal 21 facing away from the wheel carrier 2.

Die zweite Dichtung 25 kann radial innerhalb des Stators 4, das heißt insbesondere radial innerhalb des Bereichs von im Stator 4 angeordneten Magneten, angeordnet sein.The second seal 25 can be arranged radially within the stator 4, that is to say in particular radially within the area of magnets arranged in the stator 4.

Die erste Dichtung 21 kann radial innerhalb des Rotors 5, das heißt insbesondere radial innerhalb des Bereichs von im Rotor 5 angeordneten Magneten, angeordnet sein.The first seal 21 can be arranged radially within the rotor 5, that is to say in particular radially within the area of magnets arranged in the rotor 5.

Eine erste Verbindungsstelle zur Verbindung des Bremsscheibenträgers 23 mit der inneren Lagerschale 32 kann radial innerhalb der zweiten Dichtung 25 angeordnet sein.A first connection point for connecting the brake disc carrier 23 to the inner bearing shell 32 can be arranged radially within the second seal 25.

Die Bremsscheibe 22, welche drehfest mit dem Bremsscheibenträger 23 verbunden ist, kann hinsichtlich der Hauptdrehachse A axial auf einer der zweiten Dichtung 25 gegenüberliegenden Seite der ersten Dichtung 21 angeordnet sein.The brake disc 22, which is non-rotatably connected to the brake disc carrier 23, can be arranged axially on a side of the first seal 21 opposite the second seal 25 with respect to the main axis of rotation A.

Ferner kann eine dritte Dichtung 40 koaxial zu dem Rotorträger 7 angeordnet sein, derart, dass ein dritter Zwischenspalt zwischen der mittleren Lagerschale 31, die auch als erster Lagerring bezeichnet werden kann, und der inneren Lagerschale 32, die auch als zweiter Lagerring bezeichnet werden kann, durch die dritte Dichtung 40 ausgefüllt wird.Furthermore, a third seal 40 can be arranged coaxially with the rotor carrier 7, such that a third intermediate gap between the middle bearing shell 31, which can also be referred to as the first bearing ring, and the inner bearing shell 32, which can also be referred to as the second bearing ring, is filled by the third seal 40.

Ferner kann eine zweite Verbindungsstelle zur dichten und drehfesten Verbindung der mittleren Lagerschale 31 mit dem Statorträger 6 bestehen. Damit ist der Rotorraum abgeschlossen: Der Statorträger 6 weist den Zylinderabschnitt 9 auf, der mittels der ersten Dichtung 21 gegenüber einem ersten scheibenförmigen Teil 41 des Rotorträgers 7, der axial betrachtet auf einer Seite des Stators 4 liegt, abgedichtet ist. Der Rotorträger 7 weist ferner einen zylindrischen Teil 42 und einen mit dem zylindrischen Teil 42 verbundenen zweiten scheibenförmigen Teil 43 auf, der gegenüber dem Bremsscheibenträger 23 mittels der zweiten Dichtung 25 abgedichtet ist. Der Bremsscheibenträger 23 weist eine dichte Verbindungsstelle zur inneren Lagerschale 32 auf. Die innere Lagerschale 32 ist mittels der dritten Dichtung 40 gegenüber der mittleren Lagerschale 31 abgedichtet. Die mittlere Lagerschale 31 weist die dichte zweite Verbindungsstelle zum Statorträger 6 auf.Furthermore, there can be a second connection point for the tight and rotation-proof connection of the middle bearing shell 31 to the stator carrier 6. This completes the rotor space: The stator carrier 6 has the cylinder section 9, which is sealed by means of the first seal 21 relative to a first disk-shaped part 41 of the rotor carrier 7, which lies on one side of the stator 4 when viewed axially. The rotor carrier 7 also has a cylindrical part 42 and a second disk-shaped part 43 connected to the cylindrical part 42 and which is sealed from the brake disk carrier 23 by means of the second seal 25. The brake disc carrier 23 has a tight connection point to the inner bearing shell 32. The inner bearing shell 32 is sealed from the middle bearing shell 31 by means of the third seal 40. The middle bearing shell 31 has the tight second connection point to the stator carrier 6.

Ferner kann eine vierte Dichtung 44 zwischen der inneren Lagerschale 32 und der mittleren Lagerschale 31 auf der der dritten Dichtung 40 axial gegenüberliegenden Seite des Radlagers 29 vorgesehen sein.Furthermore, a fourth seal 44 can be provided between the inner bearing shell 32 and the middle bearing shell 31 on the side of the wheel bearing 29 that is axially opposite the third seal 40.

Die mittlere Lagerschale 31 kann als eine einzige, einstückige Lagerschale ausgebildet sein, die sowohl ein radial äußerer Teil des Radlagers 29 als auch ein radial innerer Teil des Rotorlagers 17 ist. Alternativ kann die mittlere Lagerschale 31 auch als zwei drehfest miteinander verbundene Lagerschalen ausgebildet sein, von denen eine ein radial äußerer Teil des Radlagers 29 und die andere ein radial innerer Teil des Rotorlagers 17 ist.The middle bearing shell 31 can be designed as a single, one-piece bearing shell, which is both a radially outer part of the wheel bearing 29 and a radially inner part of the rotor bearing 17. Alternatively, the middle bearing shell 31 can also be designed as two bearing shells connected to one another in a rotationally fixed manner, one of which is a radially outer part of the wheel bearing 29 and the other is a radially inner part of the rotor bearing 17.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
elektrischer Radnabenantriebelectric wheel hub drive
22
RadträgerWheel carrier
33
elektrische Maschineelectric machine
44
Statorstator
55
Rotorrotor
66
StatorträgerStator carrier
77
RotorträgerRotor carrier
88th
Tellerabschnittplate section
99
ZylinderabschnittCylinder section
1010
Durchführungexecution
1111
WelleWave
1212
Aktuatoractuator
1313
TrennkupplungSeparating clutch
13.113.1
Erste KupplungshälfteFirst coupling half
13.213.2
Zweite KupplungshälfteSecond coupling half
1414
Durchführungexecution
1515
Verschraubungscrew connection
1616
Kanalchannel
1717
RotorlagerRotor bearing
1818
Ringring
1919
NutNut
2020
EingreifelementIntervening element
2121
Dichtung, erste DichtungSeal, first seal
2222
BremsscheibeBrake disc
2323
BremsscheibenträgerBrake disc carrier
2424
Felgerim
2525
weitere Radialdichtung, zweite Dichtunganother radial seal, second seal
2626
VerschiebemechanismusShifting mechanism
2727
Radschraubewheel bolt
2828
kombiniertes Lagercombined warehouse
2929
RadlagerWheel bearing
3030
äußere Lagerschaleouter bearing shell
3131
mittlere Lagerschalemiddle bearing shell
3232
innere Lagerschaleinner bearing shell
3333
Wälzkörpernrolling elements
3434
Ritzelpinion
3535
Ausrücklagerrelease bearing
3737
Durchführungexecution
3838
Bremssattelcaliper
3939
BremsklotzBrake pad
4040
dritte Dichtungthird seal
4141
erster scheibenförmiger Teilfirst disc-shaped part
4242
zylindrischer Teilcylindrical part
4343
zweiter scheibenförmiger Teilsecond disc-shaped part
4444
vierte Dichtung fourth seal
AA
HauptdrehachseMain axis of rotation

Claims (11)

Elektrischer Radnabenantrieb (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Radträger (2) mit einer Felge (24), mit einer elektrischen Maschine (3), welche einen Stator (4) und einen um eine Hauptdrehachse (A) drehbar angeordneten Rotor (5) aufweist, mit einem Statorträger (6), welcher drehfest mit dem Radträger (2) verbunden ist, mit einem Rotorträger (7), welcher drehfest mit dem Rotor (5) verbunden und drehbar gegenüber dem Radträger (2) gelagert ist, wobei der Statorträger (6) einen Tellerabschnitt (8) und einen Zylinderabschnitt (9) aufweist, wobei der Zylinderabschnitt (9) radial außerhalb des Tellerabschnittes (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Tellerabschnitt (8) eine erste Durchführung (10) für eine Welle (11) eines Aktuators (12) einer Trennkupplung (13) aufweist, wobei die Trennkupplung (13) dazu ausgebildet ist, den Rotor (5) drehfest mit der Felge (24) zu verbinden, wobei eine erste Kupplungshälfte (13.1) und eine zweite Kupplungshälfte (13.2) der Trennkupplung (13) radial innerhalb des Zylinderabschnittes (9) angeordnet sind.Electric wheel hub drive (1) for a motor vehicle with a wheel carrier (2) with a rim (24), with an electric machine (3) which has a stator (4) and a rotor (5) arranged rotatably about a main axis of rotation (A). , with a stator carrier (6), which is connected in a rotationally fixed manner to the wheel carrier (2), with a rotor carrier (7), which is connected in a rotationally fixed manner to the rotor (5) and is rotatably mounted relative to the wheel carrier (2), the stator carrier ( 6) has a plate section (8) and a cylinder section (9), the cylinder section (9) being arranged radially outside the plate section (8), characterized in that the plate section (8) has a first passage (10) for a shaft ( 11) of an actuator (12) of a separating clutch (13), the separating clutch (13) being designed to connect the rotor (5) to the rim (24) in a rotationally fixed manner, with a first clutch half (13.1) and a second clutch half (13.2) of the separating clutch (13) are arranged radially within the cylinder section (9). Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tellerabschnitt (8) zweite Durchführungen (14) für Verschraubungen (15) aufweist, wobei die Verschraubungen (15) dazu ausgebildet sind, den Tellerabschnitt (8) drehfest mit dem Radträger (2) zu verbinden.Electric wheel hub drive (1). Claim 1 , characterized in that the plate section (8) has second bushings (14) for screw connections (15), the screw connections (15) being designed to connect the plate section (8) to the wheel carrier (2) in a rotationally fixed manner. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungshälfte (13.1) drehfest mit dem Rotorträger (7) verbunden ist und die zweit Kupplungshälfte (13.2) drehfest mit der Felge (24) verbunden ist.Electric wheel hub drive (1). Claim 2 , characterized in that the first coupling half (13.1) is non-rotatably connected to the rotor carrier (7) and the second coupling half (13.2) is non-rotatably connected to the rim (24). Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderabschnitt (9) einen Kanal (16) aufweist, welcher zur Aufnahme eines Kühlmittels ausgebildet ist.Electric wheel hub drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder section (9) has a channel (16) which is designed to receive a coolant. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotorlager (17) radial innerhalb in Bezug auf den Kanal (16) und axial überlappend zu dem Kanal (16) angeordnet ist.Electric wheel hub drive (1). Claim 4 , characterized in that a rotor bearing (17) is arranged radially inward with respect to the channel (16) and axially overlapping the channel (16). Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (13) einen radial innerhalb des Zylinderabschnittes (9) angeordneten Ring (18) aufweist, wobei der Ring (18) drehfest mit dem Zylinderabschnitt (9) verbunden und axial gegenüber dem Zylinderabschnitt (9) verschiebbar ist.Electric wheel hub drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the separating clutch (13) has a ring (18) arranged radially within the cylinder section (9), the ring (18) being connected to the cylinder section (9) in a rotationally fixed manner and is axially displaceable relative to the cylinder section (9). Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderabschnitt (9) an seiner radial inneren Seite eine Nut (19) aufweist, die parallel zu der Hauptdrehachse (A) verläuft, wobei der Ring (18) mit einem Eingreifelement (20) verbunden ist, der in die Nut (19) eingreift.Electric wheel hub drive (1). Claim 6 , characterized in that the cylinder section (9) has on its radially inner side a groove (19) which runs parallel to the main axis of rotation (A), the ring (18) being connected to an engaging element (20) which is inserted into the Groove (19) engages. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderabschnitt (9) an seiner radial äußeren Seite eine Dichtfläche für eine Dichtung (21) gegenüber dem Rotorträger (7) aufweist.Electric wheel hub drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder section (9) has a sealing surface for a seal (21) on its radially outer side relative to the rotor carrier (7). Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (21) axial zwischen dem Stator (4) und einer Bremsscheibe (22) angeordnet ist.Electric wheel hub drive (1). Claim 8 , characterized in that the seal (21) is arranged axially between the stator (4) and a brake disc (22). Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorträger (6) als ein einteiliges Gussteil ausgeführt ist.Electric wheel hub drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the stator carrier (6) is designed as a one-piece casting. Elektrischer Radnabenantrieb (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (13) ferner ein Ausrücklager (35) mit Verzahnung aufweist, in die ein an der Welle (11) angeordnetes Ritzel (34) eingreift, so dass ein Drehen der Welle (11) mittels des Aktuators (12) ein Drehen des Ausrücklagers (35) bewirkt, wodurch der Ring (18) die im Rotorträger (7) drehfest und axial verschiebbar gelagerte erste Kupplungshälfte (13.1) in Eingriff mit der zweiten Kupplungshälfte (13.2) bringen kann, die drehfest mit der Felge (24) verbunden ist.Electric wheel hub drive (1) according to one of the Claims 6 until 10 , characterized in that the separating clutch (13) also has a release bearing (35) with teeth, into which a pinion (34) arranged on the shaft (11) engages, so that the shaft (11) can be rotated by means of the actuator (12 ) causes the release bearing (35) to rotate, whereby the ring (18) can bring the first clutch half (13.1), which is mounted in a rotationally fixed and axially displaceable manner in the rotor carrier (7), into engagement with the second clutch half (13.2), which is non-rotatably connected to the rim ( 24) is connected.
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