EBNER, Philipp (Schlögelgasse 9A/1B, Graz, A-8010, AT)
| Patentansprüche Gehäuse eines Radnabenantriebs, mit einer ersten Kammer (12), die zur Aufnahme eines Elektromotors des Radnabenantriebs ausgebildet ist, und mit einer zweiten Kammer (14), die zur Aufnahme eines Getriebes des Radnabenantriebs ausgebildet ist, wobei die beiden Kammern (12, 14) in einer ersten Richtung (S) des Gehäuses hintereinander liegend angeordnet sind und durch eine Trennwand (16) räumlich voneinander getrennt sind, die eine das Innere der beiden Kammern (12, 14) verbindende Öffnung (18) aufweist, wobei die beiden Kammern (12, 14) jeweils an einer von der Trennwand (16) abgewandten Seite eine Montageöffnung (12m, 14m) aufweisen, wobei die zweite Kammer (14) einen ersten Abschnitt (14a) und einen zweiten Abschnitt (14b) aufweist, die in der ersten Richtung (S) des Gehäuses hintereinander liegend angeordnet sind, und wobei der zweite Abschnitt (14b) an die Trennwand (16) angrenzt und Innenabmessungen senkrecht zur ersten Richtung (S) des Gehäuses aufweist, die kleiner sind als die entsprechenden Innenabmessungen des ersten Abschnitts (14a). Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung des ersten Abschnitts (14a) in der ersten Richtung (S) des Gehäuses und die Erstreckung des zweiten Abschnitts (14b) in der ersten Richtung (S) des Gehäuses im Wesentlichen gleich sind. 2 Gehäuse eines Radnabenantriebs, mit einer ersten Kammer (12), die zur Aufnahme eines Elektromotors des Radnabenantriebs ausgebildet ist, und mit einer zweiten Kammer (14), die zur Aufnahme eines Getriebes des Radnabenantriebs ausgebildet ist, wobei die beiden Kammern (12, 14) in einer ersten Richtung (S) des Gehäuses hintereinander liegend angeordnet sind und durch eine Trennwand (16) räumlich voneinander getrennt sind, die eine das Innere der beiden Kammern (12, 14) verbindende Öffnung (18) aufweist, wobei die beiden Kammern (12, 14) jeweils an einer von der Trennwand (16) abgewandten Seite eine Montageöffnung (12m, 14m) aufweisen, wobei die Öffnung (18) der Trennwand (16) von einem rohrförmigen Lagerabschnitt (20) begrenzt ist, der sich parallel zur der ersten Richtung (S) des Gehäuses erstreckt und der in zumindest eine der Kammern (12, 14), insbesondere in die erste Kammer (12) hinein ragt. Gehäuse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (12, 14) rotationssymmetrisch ausgebildet sind und koaxial angeordnet sind. Gehäuse nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenabmessungen der ersten Kammer (12) senkrecht zur ersten Richtung (S) des Gehäuses größer sind als die entsprechenden Innenabmessungen der zweiten Kammer (14) senkrecht zur ersten Richtung (S) des Gehäuses. 3 Gehäuse nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einstückig ausgebildet ist. Gehäuse nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Aluminiumgussteil ist. Gehäuse nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen lösbar befestigbaren ersten Deckel (12d) um- fasst, mit dem die Montageöffnung (12m) der ersten Kammer (12) verschließbar ist und der ein Lagerungselement (26) aufweist, das zur Lagerung einer Welle des Elektromotors ausgebildet ist, und/ oder dass das Gehäuse einen lösbar befestigbaren zweiten Deckel (14d) umfasst, mit dem die Montageöffnung (14m) der zweiten Kammer (14) zumindest teilweise verschließbar ist und der einen Fortsatz (28) aufweist, der sich parallel zu der ersten Richtung (S) des Gehäuses erstreckt, insbesondere nach außen ragt, und der als Lageraußenring eines Radlagers (30) eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Gehäuse nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mit Kühl- und/oder Versteifungsrippen (22) versehen ist. |
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse eines Radnabenantriebs, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Radnabenantrieb für Kraftfahrzeuge.
Bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen befindet sich eine Antriebseinheit in der Regel vorne oder hinten in der Fahrzeugmitte. Das von der Antriebseinheit erzeugte Drehmoment wird über Gelenkwellen auf angetriebene Räder des Kraftfahrzeugs übertragen. Ein solcher Antriebsstrang bean- sprucht erheblichen Bauraum, der für andere Komponenten des Kraftfahrzeugs nicht nutzbar ist.
Radnabenantriebe stellen eine kompakte Antriebsalternative dar. Jedem angetriebenen Rad ist ein eigener Antrieb zugeordnet, der sich im Bereich der Radnabe befindet. Aufwändige Komponenten zur Übertragung des Antriebsdrehmoments einer Antriebseinheit auf die angetriebenen Räder entfallen daher. Der nicht mehr benötigte Bauraum kann durch andere Fahrzeugkomponenten genutzt werden. Bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen kann beispielsweise eine Batterie in dem frei gewordenen Bereich angeordnet werden.
Jedoch ist auch der Bauraum im Bereich der Radnabe begrenzt, sodass entsprechende Radnabenantriebe kompakt ausgebildet sein müssen. Außerdem treten in dem Bereich erhebliche Belastungen auf, sodass Radna- benantriebe der vorstehend beschriebenen Art auch gut geschützt werden müssen. Zudem werden an Radnabenantriebe in Bezug auf die Zuverlässigkeit die gleichen Anforderungen gestellt wie an herkömmliche Antriebskonzepte. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuse für einen Radnabenantrieb zu schaffen, das kompakt ist und eine optimale Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums ermöglicht. Außerdem soll das Gehäuse dazu beitragen, dass der Radnabenantrieb zuverlässig ist und geschützt wird.
Die Aufgabe dieser Erfindung wird durch ein Radnabengehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 3 gelöst.
Erfindungsgemäß umfasst das Gehäuse eines Radnabenantriebs eine erste Kammer, die zur Aufnahme eines Elektromotors des Radnabenantriebs ausgebildet ist, und eine zweite Kammer, die zur Aufnahme eines Getriebes des Radnabenantriebs ausgebildet ist. Die beiden Kammern sind in einer ersten Richtung des Gehäuses hintereinander liegend angeordnet und durch eine Trennwand räumlich voneinander getrennt. Die Trennwand weist eine das Innere der beiden Kammern verbindende Öffnung auf. Die beiden Kammern sind jeweils an einer von der Trennwand abgewandten Seite mit einer Montageöffnung versehen.
Mit anderen Worten nimmt das Gehäuse nicht nur die eigentliche An- triebseinheit, nämlich den Elektromotor, auf, sondern stellt auch mit der zweiten Kammer Platz für ein der Antriebseinheit zugeordnetes Getriebe bereit. Die beiden hintereinander liegenden Kammern sind durch eine schützende Trennwand räumlich voneinander getrennt. Um die Antriebseinheit und das Getriebe antriebswirksam miteinander koppeln zu kön- nen, ist in der Trennwand eine Öffnung vorgesehen. Die einander abge- wandten Montageöffnungen der beiden Kammern ermöglichen eine einfache Montage der jeweiligen Komponenten durch Einschieben in die jeweilige Kammer. Gemäß einer ersten Lösung des Problems weist die zweite Kammer einen ersten und einen zweiten Abschnitt auf, die in der ersten Richtung des Gehäuses hintereinander liegend angeordnet sind. Der zweite Abschnitt grenzt an die Trennwand an und weist Innenabmessungen senkrecht zur ersten Richtung des Gehäuses auf, die kleiner sind als die entsprechen- den Innenabmessungen des ersten Abschnitts. Die zweite Kammer ist also - in einem Querschnitt gesehen - gestuft ausgeführt, beispielsweise um sich an die Geometrie des Getriebes optimal anzupassen und bei größtmöglicher Stabilität ein Maximum an Kompaktheit zu erzielen. Die vorstehend beschriebene Ausführungsform kann derart ausgestaltet sein, dass die Erstreckung des ersten Abschnitts in der ersten Richtung des Gehäuses und die Erstreckung des zweiten Abschnitts in der ersten Richtung des Gehäuses im Wesentlichen gleich sind. Wenn der im
Gehäuseinneren liegende zweite Abschnitt in einem Querschnitt kleiner ausgebildet ist als der der Montageöffnung näher liegende erste Abschnitt, ist die Montage des Getriebes besonders einfach.
Gemäß einer zweiten Lösung der Aufgabe ist die Öffnung der Trennwand des eingangs beschriebenen Gehäuses von einem rohrförmigen Lagerab- schnitt begrenzt. Der rohrförmige Lagerabschnitt stellt eine im Wesentlichen zylindrische Fläche im Bereich der Trennwand bereit, die sich konzentrisch/parallel zu der ersten Richtung des Gehäuses erstreckt und die in zumindest einer der Kammern insbesondere in die erste Kammer hineinragt. Der Lagerabschnitt ermöglicht eine zuverlässige Lagerung einer Antriebswelle des Elektromotors, die antriebswirksam mit dem Getriebe in der zweiten Kammer verbunden ist. Auch kann im Bereich des Lagerabschnitts auf einfache Weise eine Dichtung - falls überhaupt erforderlich - vorgesehen sein, um die beiden Kammern voneinander nicht nur räumlich sondern auch zumindest im Wesentlichen fluiddicht zu trennen.
Bei beiden Lösungsansätzen zur Schaffung eines kompakten und gleichzeitig stabilen Gehäuses können die Kammern rotationssymmetrisch ausgebildet und koaxial angeordnet sein. Insbesondere sind die Innenabmessungen der ersten Kammer senkrecht zur ersten Richtung des Gehäuses größer als die entsprechenden Innenabmessungen der zweiten Kammer senkrecht zu der ersten Richtung des Gehäuses.
Bevorzugt ist das Gehäuse einstückig ausgebildet und ist insbesondere ein Aluminiumgussteil.
Das Gehäuse kann einen lösbar befestigbaren ersten Deckel umfassen, mit dem die Montageöffnung der ersten Kammer verschließbar ist und der ein Lagerungselement aufweist, das zur Lagerung einer Welle des Elektromotors ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Gehäuse einen lösbar befestigbaren zweiten Deckel umfassen, mit dem die Montageöffnung der zweiten Kammer zumindest teilweise verschließbar ist und der einen Fortsatz aufweist, der sich parallel zu der ersten Richtung des Gehäuses erstreckt, insbesondere nach außen ragt, und der als Lageraußenring eines Radlagers eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Mit anderen Worten dienen die Deckel nicht nur zum Verschließen der jeweiligen
Kammer, sondern weisen auch eine Lagerungsfunktion auf, um die Kompaktheit des Radnabenantriebs zu steigern und gleichzeitig einen zuverlässigen Betrieb des Radnabenantriebs zu gewährleisten. Zur Erhöhung der Stabilität des Gehäuses und/oder zur verbesserten Wärmeabfuhr kann das Gehäuse mit Kühl- und/oder Versteifungsrippen versehen sein. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen angegeben.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand vorteilhafter Ausführungsformen rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein einstückig ausgeführtes Gehäusebauteil mit zwei
Kammern, Fig. 2 das Gehäusebauteil der Fig. 1 mit montierten Deckeln.
Fig. 1 zeigt ein Gehäusebauteil 10, das eine Motorkammer 12 (rechts) zur Aufnahme eines Elektromotors eines Radnabenantriebs aufweist. Weiterhin umfasst das Gehäusebauteil 10 eine Getriebekammer 14 (links), die einen ersten Kammerabschnitt 14a und einen zweiten Kammerabschnitt 14b aufweist.
Die Kammern 12, 14 haben an ihren voneinander abgewandten Seiten jeweils eine Montageöffnung 12m bzw. 14m, durch die der Elektromotor bzw. ein Getriebe in die jeweilige Kammer 12, 14 eingesetzt werden können. Die Innenräume der beiden Kammern 12, 14 sind im Wesentlichen rotationssymmetrisch, d.h. zylindrisch bzw. stufenzylindrisch, ausgeführt und liegen koaxial hintereinander. Die gemeinsame Symmetrieachse S fällt bei fertiger Montage des Radnabenantriebs mit einer Rotationsachse des nicht gezeigten Elektromotors und insbesondere auch der Radnabe zusammen.
Die beiden Kammern 12, 14 sind durch eine Trennwand 16 räumlich von- einander getrennt. Die Trennwand 16 weist eine koaxial zu der Symmetrieachse S angeordnete Öffnung 18 auf, um den Durchtritt einer Antriebswelle des Elektromotors durch die Trennwand 16 zur antriebswirksamen Kopplung mit dem Getriebe in der Getriebekammer 14 zu ermöglichen. Um eine verbesserte Lagerung der nicht gezeigten Antriebswelle zu erreichen, ist die Öffnung 18 nicht lediglich als Ausnehmung ausgebildet, sondern umfasst einen Zylinderabschnitt 20, der in die Motorkammer 12 ragt. Bei einer anderen Ausführungsform des Gehäusebauteils 10 ist es auch möglich, dass der Zylinderabschnitt 20 alternativ oder zusätzlich in die Getriebekammer 14 ragt.
Durch das Vorsehen des Zylinderabschnitts 20 wird mehr Platz bzw. La- gerfläche zur Verfügung gestellt, um die Antriebswelle des Elektromotors zu lagern, was sich vorteilhaft auf die Laufruhe und die Lebensdauer des Radnabenantriebs auswirkt. Außerdem steht genug Platz zur Verfügung, um eine zuverlässige Dichtung zu montieren, durch die die Kammern 12, 14 nicht nur räumlich sondern auch iluiddicht voneinander getrennt sind.
Wie vorstehend bereits erwähnt weist die Getriebekammer 14 einen gestuften Querschnitt auf, wobei der Kammerabschnitt 14b mit dem kleine- ren Durchmesser - bezogen auf die Symmetrieachse S - angrenzend an die Trennwand 16 angeordnet ist. Der der Montageöffnung 14m zugeordnete Kammerabschnitt 14a weist einen größeren Durchmesser auf. Die Querschnittsform der Getriebekammer 14 passt sich an die Außenkonturen der Komponenten des in der Getriebekammer 14 angeordneten Ge- triebes an (nicht gezeigt), um das Gehäusebauteil 10 möglichst kompakt und stabil auszubilden. Die dargestellte Ausführungsform zeigt Kammerabschnitte 14a, 14b, die in Richtung der Symmetrieachse S im Wesentlichen eine gleiche Erstreckung aufweisen. Diese Ausgestaltung ist insbesondere für ein Getriebe geeignet, das als zweistufiges Planetengetriebe ausgebildet ist. Es versteht sich, dass andere Getriebearten und/oder Getriebe mit mehr als zwei Stufen zum Einsatz gelangen können, wobei dann auch eventuell mehr als zwei Kammerabschnitte vorgesehen sein können. Am Außenumfang der Motorkammer 12 sind Rippen 22 angeordnet, die im Wesentlichen koaxial zu der Symmetrieachse S um die Motorkammer 12 verlaufen, um diese strukturell zu verstärken und gleichzeitig die bei Betrieb des Radnabenantriebs entstehende Abwärme des Elektromotors besser abzuleiten. Kühl- und/oder Versteifungsrippen 22 können bei Be- darf auch am Außenumfang der Getriebekammer 14 vorgesehen sein. Die genannten Rippen 22 können auch Verlaufskomponenten aufweisen, die sich parallel und/oder schräg zur Symmetrieachse S erstrecken.
Fig. 2 zeigt das Gehäusebauteil 10 mit montierten Kammerdeckeln 12d, 14d, die die Motorkammer 12 bzw. die Getriebekammer 14 in axialer Richtung - bezogen auf die Symmetrieachse S - verschließen. Die Deckel 12d, 14d sind mit Schrauben 24 an entsprechenden Abschnitten des
Gehäusebauteils 10 verschraubt. Der Kammerdeckel 12d weist an seiner Innenseite einen Lagerabschnitt 26 auf, der zur verbesserten Lagerung der bereits mehrfach angesprochenen aber nicht gezeigten Antriebswelle des Elektromotors dient. Die genannte Welle kann somit sowohl an dem Zylinderabschnitt 20 als auch an dem Lagerabschnitt 26 gelagert werden, was die Betriebseigenschaften des Radnabenantriebs weiter verbessert. Der Kammerdeckel 14d weist einen Radlagerabschnitt 28 auf, der sich im Wesentlichen koaxial zu der Symmetrieachse S erstreckt und der einen Lageraußenring eines Radlagers 30 bildet. Der Lagerinnenring des Radla- gers 30 wird durch einen Flanschabschnitt 32a eines Flansches 32 gebildet, an dem eine Felge eines dem Radnabenantrieb zugeordneten Rads befestigbar ist. Der Flanschabschnitt 32a ist drehfest mit einem nicht gezeigten Ausgangselement des Getriebes verbunden. Mit anderen Worten ist der Kammerdeckel 14d nicht nur zum Verschluss der Getriebekammer 14 vorgesehen, sondern erfüllt noch eine weitere Funktion als Komponente des Radlagers 30 des Radnabenantriebs. Dadurch lässt sich eine kompakte Bauweise des Radnabenantriebs realisieren. Aufgrund der verringerten Anzahl von Bauteilen ergeben sich ferner Preisvorteile und eine erhöhte Zuverlässigkeit.
Bezugszeichenliste
Gehäusebauteil
Motorkammer
Getriebekammer
a, 14b Kammerabschnitt
m, 14m Montageöffnung
d, 14d Kammerdeckel
Trennwand
Öffnung
Zylinderabschnitt
Rippe
Schraube
Lagerabschnitt
Radlagerabschnitt
Radlager
Flansch
a Flanschabschnitt
Symmetrieachse
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