Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Starrachse für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Achsträger, an dessen axialen Längsendbereichen, deren Abstand voneinander eine axiale Richtung der Starrachse definiert, je eine Radnabenbaugruppe angeordnet ist, wobei jede Radnabenbaugruppe einen relativ zum Achsträger drehbaren Radflansch aufweist, wobei jeder Radflansch zur drehfesten Festlegung eines Rades am Radflansch ausgebildet ist, wobei der Achsträger in einem axial zwischen seinen Längsendbereichen gelegenen Kröpfungsbereich gekröpft ausgebildet ist, wobei in dem Kröpfungsbereich eine elektromechanische Funktionsbaugruppe mit einer elektrischen Energiewandlermaschine angeordnet ist, welche zur Übertragung einer rotatorischen Bewegung zwischen der Energiewandlermaschine und dem wenigstens einen Radflansch mit wenigstens einem Radflansch verbunden ist, so dass die elektrische Energiewandlermaschine als wenigstens eine der zwei nachfolgend genannten Funktionseinheiten nutzbar ist: i) als elektromotorische Antriebseinheit zur Übertragung von Drehmoment von der Energiewandlermaschine zu dem wenigstens einen Radflansch, und ii) als generatorische Induktionseinheit zur Erzeugung elektrischer Energie durch eine Übertragung von Drehmoment von dem wenigstens einen Radflansch zur Energiewandlermaschine.

Eine solche Starrachse ist von der Firma Valx International in Veghel (NL) unter dem Produktnamen "E2IHD" bekannt. Der Achsträger dieser bekannten Starrachse ist gebildet aus drei geraden Rohrstücken, von welchen die beiden axial äußeren, jeweils Radnabenbaugruppen tragenden Rohrstücke koaxial mit gemeinsamer Rohrachse angeordnet sind und das mittlere, axial zwischen den beiden axial äußeren Rohrstücken gelegene Rohrstück zwar mit zur gemeinsamen Rohrachse der axial äußeren Rohrstücke paralleler, jedoch versetzter Rohrachse angeordnet ist. Das mittlere Rohrstück ist an jedem seiner axialen Längsenden durch eine ebene Verbindungsplatte mit dem jeweiligen von der Radnabenbaugruppe fernliegenden Längsende eines anderen der axial äußeren Rohrstücke verbunden. Die beiden ebenen Verbindungsplatten sind zueinander parallel und zu den Rohrachsen der axial äußeren Rohrstücke und des mittleren Rohrstücks orthogonal.

Die elektrische Energiewandlermaschine der bekannten Achse "E2IHD" dient als Generator zur Erzeugung elektrischer Energie für elektrische Verbraucher an dem die Achse tragenden Fahrzeug. An der bekannten Achse ist lediglich eine von zwei Radnabenbaugruppen mit der nur generatorisch arbeitenden elektrischen Energiewandlermaschine drehmomentübertragend verbunden.

Derartige Starrachsen, wie auch die Starrachse der vorliegenden Erfindung, sind vorwiegend als Vorlaufachse, also als eine vor der durch einen Hauptantrieb des jeweiligen Fahrzeugs eigentlich angetriebenen Achse, oder/und als eine Achse eines von einem Zugfahrzeug gezogenen Nachlauffahrzeugs eingesetzt. In der Regel ist eine solche Starrachse Teil eines mehrachsigen Hinterachsaufbaus eines Fahrzeugs.

Von der Firma SAF-Holland ist eine Starrachse mit elektrischer Energiewandlermaschine unter dem Produktnamen "SAF TRAKe" bekannt. Die elektrische Energiewandlermaschine dieser Starrachse kann bei motorischem Betrieb Traktionsunterstützung und somit Drehmoment an die Radflansche und an die daran angeflanschten Räder liefern und kann bei generatorischem Betrieb als Wirbelstrombremse das Fahrzeug verzögern und dabei kinetische Energie rekuperieren und als elektrische Energie speichern oder kann kontinuierlich elektrische Energie erzeugen und einem elektrischen Verbraucher, wie etwa einem Kühlaggregat, zuführen.

Die bekannte Starrachse "SAF TRAKe" weist einen geteilten geradlinigen rohrförmigen Achsträger auf, in dessen axialer Längsmitte ein Differenzialgetriebe angeordnet ist. Ein Gehäuse des Differenzialgetriebes trägt die elektrische Energiewandlermaschine, deren Ankerwelle kinematisch mit dem Differenzialgetriebe gekoppelt ist. So kann die elektrische Energiewandlermaschine als Elektromotor ein Dreh- moment über das Differenzialgetriebe zu beiden Radflanschen übertragen oder von den an den Radflanschen angeflanschten Rädern generatorisch angetrieben werden. Das Differenzialgetriebe ist somit in die Tragwerksstruktur der bekannten Starrachse integriert.

Die generatorisch arbeitende elektromechanische Funktionsbaugruppe der Valx- Achse "E2IHD" ist zwar nicht in die Tragwerkstruktur der Achse integriert, jedoch kann die mehrteilig gebaute Achse aufgrund ihrer zahlreichen Fügestellen eine geringere Tragfähigkeit als bei vorgegebenem Bauvolumen möglich aufweisen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine robuste Starrachse mit einfachem Aufbau, hoher Tragfähigkeit, und möglichst umfangreicher Nutzung einer elektrischen Energiewandlermaschine bereitzustellen.

Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung an einer Starrachse der eingangs genannten Art dadurch, dass der Achsträger ein gekröpftes Rohrbauteil aufweist, welches von seinem einen Längsendbereich bis zu seinem anderen zu Längsendbereich durchgehend ausgebildet ist.

Durch die Verwendung eines kontinuierlichen, ununterbrochenen Rohrbauteils am Achsträger, welches bevorzugt ein Hauptstrukturbestandteil des Achsträgers bildet, kann der Achsträger mit hoher Steifigkeit bei verhältnismäßig geringem Gewicht ausgebildet sein. Außerdem sind im Gegensatz zu der bekannten Achse "E2IHD" keine axial überlappenden Rohrabschnitte erforderlich, die jeweils in die sie verbindenden massiven Verbindungsplatten einragen, und sind keine massiven Verbindungsplatten erforderlich. Auch dadurch kann Gewicht eingespart werden.

Durch die bekannte Anordnung der elektromechanischen Funktionsbaugruppe im Kröpfungsbereich des Achsträgers kann diese weiterhin außerhalb des Kraftflusses des Fahrwerks angeordnet sein, zu dessen Bildung die Starrachse beiträgt.

Das kontinuierliche Rohrbauteil bildet dann ein Hauptstrukturbestandteil des Achsträgers, wenn es entweder wenigstens 75 % der Masse des Achsträgers, gemessen ohne elektrische Maschinen, repräsentiert, oder wenn es für sich alleine genommen bereits die Funktion des Achsträgers sicherstellt, etwa weil die Radnabenbaugruppe an dem Rohrbauteil anbringbar und das Rohrbauteil als Achsträger über Lagermittel, wie etwa Federlenker, an einem Fahrzeugkörper lagerbar ist. Am Rohrbauteil kann wenigstens ein weiteres Hilfsbauteil, wie ein Lagergestell, eine Halterung, eine Montage- oder/und Befestigungsformation und dergleichen, angeordnet und mit diesem verbunden sein, um die Montage des Achsträgers an einem Fahrzeugkörper zu erleichtern oder/und um die Anordnung weiterer Bauteile, wie etwa der oben genannten wenigstens einen elektrischen Energiewandlermaschine, am Achsträger zu erleichtern. Der Achsträger ist in so einem Fall gebildet durch das Rohrbauteil und das daran angeordnete wenigstens eine Hilfsbauteil.

Das Rohrbauteil des Achsträgers ist vorzugsweise einteilig. Es kann in einer weniger bevorzugten Ausführungsform aus mehreren miteinander, bevorzugt durch Schweißen, gefügten, Rohrteilbauteilen gebaut sein. Bevorzugt ist das Rohrbauteil des Achsträgers einstückig aus einem umgeformten Rohling hergestellt. Bevorzugt ist also das Rohrbauteil des Achsträgers fügestellenfrei, was eine besonders hohe Stabilität und Festigkeit bereitstellt. Diese Fügestellenfreiheit bezieht sich auf das Rohrbauteil des Achsträgers als solches. Sie schließt dagegen nicht aus, dass an das Rohrbauteil des Achsträgers weitere Bauteile, wie etwa das oben genannte wenigstens eine Hilfsbauteil und dergleichen angefügt, insbesondere angeschweißt, sind. Daher ist das Rohrbauteil des Achsträgers bevorzugt fügestellenfrei, nicht notwendigerweise jedoch der Achsträger selbst.

Grundsätzlich soll nicht ausgeschlossen sein, dass sich axial an das Rohrbauteil ein weiteres Bauteil des Achsträgers anschließt. Bevorzugt ist jedoch jeder Längsendbereich des Rohrbauteils auch ein Längsendbereich des Achsträgers. Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt, dass der Kröpfungsbereich des Achsträgers auch ein Kröpfungsbereich des Rohrbauteils ist.

Da die Starrachse bevorzugt eine Rollachse des sie tragenden Fahrzeugs bildet, sind die Längsendbereiche des Achsträgers bevorzugt koaxial bezüglich einer gemeinsamen ersten Erstreckungsachse am Achsträger ausgebildet. Die erste Er- Streckungsachse ist bevorzugt ebenso koaxial mit Radflanschdrehachsen, um welche die beiden Radflansche an den jeweiligen Längsendbereichen des Achsträgers relativ zum Achsträger drehbar sind.

Der Kröpfungsbereich verläuft dann bevorzugt längs der ersten Erstreckungsachse mit Abstand von dieser. Der Verlauf des Kröpfungsbereichs kann einer gekrümmten Bahn folgen, wenngleich wegen der erleichterten Aufnahme der wenigstens einen elektrischen Energiewandlermaschine im Kröpfungsbereich bevorzugt ist, dass der Kröpfungsbereich einen sich längs einer zur ersten Erstreckungsachse parallelen und mit Abstand von dieser verlaufenden zweiten Erstreckungsachse erstreckenden Geradabschnitt aufweist. Der Geradabschnitt weist in axialer Richtung der Starrachse einen geradlinigen, ungekrümmten Verlauf auf.

Bevorzugt sind auch die Längsendbereiche des Achsträgers und insbesondere des Rohrbauteils geradlinig und in ihrem axialen Verlauf ungekrümmt ausgebildet.

Zur Sicherstellung der kontinuierlichen rohrförmigen Gestalt des Rohrbauteils des Achsträgers weist der Achsträger und insbesondere sein Rohrbauteil bevorzugt zwischen jedem Längsendbereich und dem Kröpfungsbereich je einen den Längsendbereich mit dem Kröpfungsbereich verbindenden rohrförmigen Verbindungsbereich auf.

Der Verbindungsbereich verläuft zur Erhöhung der Steifigkeit und Stabilität des Achsträgers bevorzugt schräg, d. h. mit einem Winkel von weniger als 90°, insbesondere von weniger als 70°, noch stärker bevorzugt von weniger als 55°, bezüglich der ersten Erstreckungsachse geneigt. Um gleichzeitig einen zur Anordnung der wenigstens einen elektromagnetischen Funktionsbaugruppe axial ausreichend langen Kröpfungsbereich bereitstellen zu können, verläuft der Verbindungsbereich ebenso bevorzugt mit einem Winkel von mehr als 25°, insbesondere von mehr als 30°, stärker bevorzugt von mehr als 35° bezüglich der ersten Erstreckungsachse geneigt.

Ebenso bevorzugt ist das kontinuierliche Rohrbauteil des Achsträgers ein ebenes Bauteil in dem Sinne, dass die Verlaufsbahn, welcher das kontinuierliche Rohrbauteil in seinem Verlauf zwischen seinen Längsendbereichen folgt, eine ebene Verlaufsbahn ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn alle Krümmungsachsen des Rohrbauteils zueinander parallel sind. Bevorzugt ist das Rohrbauteil im Übergang zwischen den Längsendbereichen und dem jeweils anschließenden Verbindungsbereich sowie im Übergang zwischen den Verbindungsbereichen und dem an die Verbindungsbereiche anschließenden Kröpfungsbereich lokal gekrümmt, bevorzugt nur lokal gekrümmt, ausgebildet.

Wie oben bereits dargelegt wurde, sind die Radflansche zur Bildung einer Fahrzeug- Rollachse an dem die Starrachse tragenden Fahrzeug um eine gemeinsame Radflanschdrehachse drehbar am Achsträger angeordnet. Das Rohrbauteil des Achsträgers weist zur Erhöhung seiner Bauteilsteifigkeit und Bauteilfestigkeit wenigstens eines der nachfolgenden Merkmale kontinuierlicher Gestalt auf: a) das Rohrbauteil verläuft längs seiner Verlaufsbahn von Längsendbereich zu Längsendbereich knickfrei bezüglich einer quer zu der Radflanschdrehachse orientierten Knickachse, b) das Rohrbauteil verläuft längs seiner Verlaufsbahn von Längsendbereich zu Längsendbereich frei von einer sprunghaften Änderung der Gestalt oder/und der Größe seiner äußeren Hüllfläche, und c) das Rohrbauteil verläuft längs seiner Verlaufsbahn von Längsendbereich zu Längsendbereich frei von einer sprunghaften Änderung der Gestalt oder/und der Größe seiner inneren Hüllfläche.

Bevorzugt weist das Rohrbauteil wenigstens zwei der drei genannten Merkmale, besonders bevorzugt alle drei genannten Merkmale auf. Dabei gilt das Rohrbauteil als geknickt, wenn es um eine quer, insbesondere orthogonal, zur Radflanschdrehachse verlaufende Knickachse mit einem Knickradius von weniger als 5 mm abgewinkelt ist.

Eine sprunghafte Änderung der Gestalt liegt beispielsweise dann vor, wenn sich die von der jeweiligen Hüllfläche eingenommene Querschnittsfläche in einem zur Verlaufsbahn des Rohrbauteils zwischen seinen Längsendbereichen orthogonalen Querschnitt innerhalb von einer Verlaufsstrecke längs der Verlaufsbahn des Rohrbauteils von weniger als 3 mm um mehr als 20 %, bezogen auf die kleinere der beiden Flächen am Änderungsabschnitt, ändert. Ebenso liegt eine sprunghafte Änderung der Gestalt beispielsweise dann vor, wenn sich das Verhältnis von Höhe zu Breite der von der jeweiligen Hüllfläche eingenommenen Querschnittsfläche in einem zur Verlaufsbahn des Rohrbauteils zwischen seinen Längsendbereichen orthogonalen Querschnitt innerhalb von einer Verlaufsstrecke längs der Verlaufsbahn des Rohrbauteils von weniger als 3 mm um mehr als 20 %, bezogen auf das kleinere der beiden Verhältnisse am Änderungsabschnitt, ändert.

Durch die Merkmale a) oder/und b) oder/und c) werden unvorteilhafte Kerbwirkungen am Rohrbauteil vermieden, was dessen Festigkeit und Standfestigkeit erhöht.

Zur Übertragung von Drehmoment zwischen dem Radflansch und der elektromechanischen Funktionsbaugruppe ist die elektromechanische Funktionsbaugruppe bevorzugt mittels einer Antriebswelle mit dem wenigstens einen Radflansch drehmomentübertragend verbunden. Die Antriebswelle kann bezüglich der Radflanschdrehachse drehfest mit dem Radflansch verbunden sein und kann an ihrem entgegengesetzten Endbereich drehfest mit einem drehbaren Teil der elektromechanischen Funktionsbaugruppe verbunden sein. Eine drehfeste Anordnung einer Antriebswelle mit anderen drehbaren Bauteilen kann beispielsweise durch ein Keilwellenprofil erreicht werden.

Um von der außerhalb des Rohrbauteils des Achsträgers gelegenen elektromechanischen Funktionsbaugruppe eine drehmomentübertragende Verbindung mit dem an einem Längsendbereich des Rohrbauteils bzw. Achsträgers drehbar angeordneten Radflansch herstellen zu können, weist das Rohrbauteil des Achsträgers bevorzugt eine die Wandung des Rohrbauteils durchsetzende Durchtrittsöffnung auf, durch welche hindurch die Antriebswelle verläuft. Zwar bildet die Durchtrittsöffnung eine Schwächung der Struktur des Rohrbauteils, jedoch ist diese Schwächung immer noch geringer als im Falle eines vollständig in drei Teile aufgelösten Rohrbauteils, von welchen jeweils zwei axial benachbarte Rohrteilbauteile mit parallelen, aber um mehr als den Rohrdurchmesser zueinander versetzten Rohrachsen angeordnet sind. Bevorzugt ist die Durchtrittsöffnung in dem oben genannten Verbindungsbereich ausgebildet, da dieser bezüglich der gemeinsamen ersten Erstreckungsachse der Längsendbereiche bevorzugt geneigt ausgebildet ist und somit einen Durchgang einer ebenfalls bevorzugt parallel zur ersten Erstreckungsachse verlaufenden Antriebsachse durch die Durchtrittsöffnung erleichtert.

Zur Verbindung der Starrachse mit einem die Starrachse tragenden Fahrzeug weist die Starrachse bevorzugt wenigstens einen mit dem Achsträger verbundenen, quer, insbesondere orthogonal, zum Achsträger verlaufenden Federlenker auf. Da der Federlenker am Ort seiner Verbindung mit dem Achsträger den Achsträger bzw. das Rohrbauteil verstärkt, ist die Durchtrittsöffnung zur Vermeidung einer unnötigen Schwächung des Achsträgers im Bereich der Verbindung des Achsträgers mit dem Federlenker am Rohrbauteil des Achsträgers ausgebildet.

Grundsätzlich kann der Federlenker beliebig mit dem Achsträger verbunden sein. Bevorzugt ist der Federlenker klemmend mit dem Achsträger verbunden. In konkreter konstruktiver Ausgestaltung kann der Federlenker mit wenigstens zwei in axialer Richtung der Starrachse mit Abstand voneinander angeordneten Befestigungsmitteln mit dem Achsträger verbunden sein. Dann ist bevorzugt die Durchtrittsöffnung zwischen den beiden Befestigungsmitteln ausgebildet. Mögliche bevorzugte klemmende Befestigungsmittel sind Bügel, welche an einem Bauteil aus Federlenker und Achsträger festgelegt sind und das jeweilige andere Bauteil aus Achsträger und Federlenker umgreifen.

Wiederum bevorzugt ist der Federlenker im Bereich des oben genannten Verbindungsbereichs, welcher einen Längsendbereich des Rohrbauteils bzw. Achsträgers mit dessen Kröpfungsbereich verbindet, mit dem Achsträger verbunden.

Bevorzugt weist die Starrachse zur Verbindung mit einem Fahrzeugkörper zwei in axialer Richtung mit Abstand voneinander angeordnete Federlenker auf, von welchen jeder mit dem Achsträger verbunden ist. Bevorzugt sind die Federlenker und ihre Verbindung mit dem Achsträger identisch bzw. bezüglich einer zur Verlaufsbahn des Rohrbauteils in der Axialmitte orthogonalen Spiegelsymmetrieebene spiegelsym- metrisch ausgebildet, um an beiden axialen Endbereichen der Starrachse im Fährbetrieb bei identischen äußeren Einflüssen identische Achsreaktionen, wie beispielsweise Kraftrückwirkungen und dergleichen, zu erhalten.

Um zu vermeiden, dass Schmutz oder/und Feuchtigkeit durch die Durchtrittsöffnung in das Rohrbauteil gelangt, kann am Rohrbauteil des Achsträgers ein Abdeckbauteil angeordnet sein, welches die Durchtrittsöffnung abdeckt. Um dennoch den Durchtritt der Antriebswelle durch die Wandung des Rohrbauteils zu ermöglichen, kann das Abdeckbauteil, vorzugsweise mit axialem Abstand von der Durchtrittsöffnung, eine mit der Durchtrittsöffnung kollineare Passageöffnung aufweisen, durch welche die Antriebswelle hindurch verläuft. Bevorzugt verläuft die Querschnittsfläche der Passageöffnung in einem Winkelbereich von 75° bis 105° zur Verlaufsrichtung der Antriebswelle geneigt, besonders bevorzugt orthogonal zur Verlaufsrichtung der Antriebswelle. Dies erleichtert die Anordnung einer Wellendichtung an dem die Passageöffnung nach radial außen begrenzenden Randbereich des Abdeckbauteils. Eine derart geneigte Passageöffnung erschwert jedoch auch ohne Anordnung einer Wellendichtung den Eintritt von Schmutz und Flüssigkeit in das Rohrbauteil, insbesondere wenn die Passageöffnung axial mit Abstand von der Durchtrittsöffnung angeordnet ist.

Das Rohrbauteil des Achsträgers ist bevorzugt aus Stahl gebildet. Das Abdeckbauteil kann aus einem vom Werkstoff des Rohrbauteils abweichenden Werkstoff gebildet sein, etwa aus einem Kunststoff, welcher besonders leicht auch in komplexe Gestalten geformt werden kann, etwa durch Gießen oder Spritzgießen.

Grundsätzlich kann die elektrische Energiewandlermaschine unmittelbar mittels der Antriebswelle mit dem Radflansch drehmomentübertragend verbunden sein. Dann bildet die elektrische Energiewandlermaschine die elektromechanische Funktionsbaugruppe. Zur Anpassung der Eingangs- bzw. Ausgangs-Betriebsparameter der elektrischen Energiewandlermaschine, je nachdem ob diese als Generator oder als Motor betrieben wird, an die durch den Fährbetrieb vorgegebenen Betriebsparameter des wenigstens einen Radflansches kann bevorzugt die elektromechanische Funktionsbaugruppe ein Getriebe umfassen. Die Eingangsseite des Getriebes ist dann drehmomentübertragend mit der elektrischen Energiewandlermaschine und ausgangsseitig drehmomentübertragend mit dem wenigstens einen Radflansch gekoppelt.

Grundsätzlich kann das Getriebe von beliebiger Bauart sein. Bevorzugt ist das Getriebe ein Planetengetriebe, welches bei sehr kompaktem Bauraum und ohne Achsversatz die Realisierung hoher Übertragungsverhältnisse erlaubt. Wenngleich das Planetengetriebe mehrstufig sein kann, reicht bevorzugt ein einstufiges Planetengetriebe aus.

Die elektrische Energiewandlermaschine ist bevorzugt eine sowohl motorisch als auch generatorisch betreibbare elektrische Synchronmaschine.

Um bei Verwendung nur einer elektromechanischen Funktionsbaugruppe, welche nur mit einem von zwei Radflanschen des Achsträgers zusammenwirkt, ein auf die Starrachse einwirkendes resultierendes Giermoment zu vermeiden, ist bevorzugt in dem Kröpfungsbereich für je einen Radflansch von an unterschiedlichen Längsendbereichen der Starrachse angeordneten Radnabenbaugruppen eine eigene elektromechanische Funktionsbaugruppe mit je einer elektrischen Energiewandlermaschine angeordnet. Für die weitere elektromechanische Funktionsbaugruppe gilt hinsichtlich ihrer vorteilhaften Ausgestaltung sowie der vorteilhaften Ausgestaltung ihres Zusammenwirkens mit und ihrer Anordnung an dem Achsträger oder/und dem mit ihr drehmomentübertragend verbundenen Radflansch das vorstehend oder nachfolgend zur elektromechanischen Funktionsbaugruppe Gesagte.

Jede elektrische Energiewandlermaschine ist dann zur Übertragung einer rotatorischen Bewegung zwischen der Energiewandlermaschine und einem Radflansch einer anderen Radnabenbaugruppe mit dem jeweiligen Radflansch verbunden.

Bevorzugt ist jede der elektrischen Energiewandlermaschinen unabhängig vom Betriebszustand der jeweils anderen elektrischen Energiewandlermaschine betreibbar. Dadurch kann die Verwendung eines Differenzialgetriebes, welches Drehmoment eines Antriebs auf die beiden Radflansche einer Achse verteilt, entfallen. Die Starrachse kann eine Steuereinrichtung aufweisen oder mit einer Steuereinrichtung an dem sie tragenden Fahrzeug verbindbar sein. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, die wenigstens eine elektromechanische Funktionsbaugruppe, insbesondere deren elektrische Energiewandlermaschine zum Betrieb anzusteuern. So kann die Steuereinrichtung eine mit ihr kooperierende elektrische Energiewandlermaschine zwischen motorischem und generatorischem Betrieb umschalten, und kann im motorischen Betrieb die Ausgangsleistung oder/und die Ausgangsdrehzahl der elektrischen Energiewandlermaschine einstellen. Die Starrachse, insbesondere die wenigstens eine elektromechanische Funktionsbaugruppe, noch stärker bevorzugt deren elektrische Energiewandlermaschine, kann eine elektrische Kopplungsformation, wie etwa einen Stecker oder/und eine Buchse aufweisen, mit welcher die Verbindung zu einer fahrzeugseitigen Steuereinrichtung herstellbar ist.

Dann, wenn die elektrische Energiewandlermaschine auch generatorisch betreibbar ist, kann die Starrachse oder das sie tragende Fahrzeug einen mit der elektrischen Energiewandlermaschine elektrischen Strom übertragend verbundenen elektrischen Energiespeicher aufweisen. In diesem elektrischen Energiespeicher kann die elektrische Energiewandlermaschine im generatorischen Betrieb erzeugte elektrische Energie speichern. Zur Übertragung von elektrischem Strom zur wenigstens einen elektrischen Energiewandlermaschine hin oder von dieser weg kann die Starrachse, insbesondere die mindestens eine elektromechanische Funktionsbaugruppe, besonders bevorzugt die wenigstens eine elektrische Energiewandlermaschine, eine weitere Kopplungsformation, wie etwa Stecker oder/und Buchse, aufweisen.

Zur Bereitstellung einer fahrdynamisch symmetrisch wirkenden Starrachse ist der Achskörper bezüglich seiner Axialmitte bevorzugt spiegelsymmetrisch ausgebildet.

Zusätzlich oder alternativ kann zur Verwendung von Gleichteilen vorgesehen sein, dass die eine der elektromechanischen Funktionsbaugruppen durch Drehung um 180° um eine zur axialen Richtung der Starrachse orthogonale Symmetrieachse und durch translatorische Verschiebung in die jeweils andere elektromechanische Funk- tionsbaugruppe überführbar ist. Bevorzugt sind also bei der Verwendung von zwei elektromechanischen Funktionsbaugruppen diese identisch.

Die vorliegende Erfindung mit nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Starrachse der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 2 die Starrachse von Figur 1 bei Betrachtung längs der Rollachse eines die Starrachse tragenden Fahrzeugs,

Fig. 3 die Starrachse der Figuren 1 und 2 bei Betrachtung längs der Gierachse eines die Starrachse tragenden Fahrzeugs, und

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht der linken Seite der Starrachse von Fig. 2 in einer die Radflanschdrehachsen enthaltenden, zur Rollachse orthogonalen Schnittachse.

In den Figuren 1 , 2 und 3 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Starrachse der vorliegenden Anmeldung schematisch dargestellt und mit 10 bezeichnet. Figur 1 zeigt die Starrachse 10 in perspektivischer Ansicht, Figur 2 in frontaler Ansicht und Figur 3 in Draufsicht. Die Ansicht von Figur 2 entspricht einer Ansicht längs einer Rollachse eines die Starrachse 10 betriebsbereit tragenden Fahrzeugs. Die Ansicht von Figur 3 entspricht einer Ansicht längs einer Gierachse eines die Starrachse 10 betriebsbereit tragenden Fahrzeugs.

Die Starrachse 10 umfasst einen Achsträger 12, an dessen Längsendbereichen 12a und 12b je eine Radnabenbaugruppe 14 bzw. 16 angeordnet ist.

Der Achsträger 12 umfasst ein gekröpftes Rohrbauteil 18, welches kontinuierlich monolithisch-einstückig von einem Längsendbereich 12a bis zum anderen Längs- endbereich 12b des Achsträgers 12 reicht. Längsendbereiche 12a und 12b des

Achsträgers 12 sind auch Längsendbereiche 18a und 18b des Rohrbauteils 18.

Die Längsendbereiche 12a und 12b des Achsträgers 12 sind koaxial bezüglich einer gemeinsamen ersten Erstreckungsachse E1 , welche eine axiale Richtung der Starrachse 10 definiert, in welcher die Längsendbereiche 12a und 12b des Achsträgers 12 mit Abstand voneinander angeordnet sind. Axial zwischen den beiden Längsendbereichen 12a und 12b weist der Achsträger 12 einen Kröpfungsbereich 12c auf, welcher mit Abstand von der ersten Erstreckungsachse E1 verläuft.

Der Kröpfungsbereich 12c ist im vorliegenden Beispiel als Geradabschnitt 13 ausgebildet, welcher sich längs einer zur ersten Erstreckungsachse E1 parallelen, jedoch mit Abstand von dieser verlaufenden zweiten Erstreckungsachse E2 erstreckt. Der Kröpfungsbereich 12c des Achsträgers 12 ist mit dem Längsendbereich 12a durch einen Verbindungsbereich 12d und mit dem Längsendbereich 12b durch einen Verbindungsbereich 12e verbunden.

Die genannten Bereiche: Kröpfungsbereich 12c und Verbindungsbereiche 12d und 12e des Achsträgers 12 sind auch Bereiche: Kröpfungsbereich 18c und Verbindungsbereiche 18d und 18e des Rohrbauteils 18.

Der Achsträger 12 und die Radnabenbaugruppen 14 und 16 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel bezüglich einer zur ersten Erstreckungsachse E1 orthogonalen Spiegelsymmetrieebene SE spiegelsymmetrisch ausgebildet, weshalb es ausreicht, Merkmale des Achsträgers 12 und der Radnabenbaugruppe 14 bzw. 16 in nur einer axialen Hälfte der Starrachse 10 zu beschreiben, da deren Beschreibung unter der genannten Spiegelsymmetriebedingung auch für die jeweils andere axiale Hälfte der Starrachse 10 gilt.

Die Radnabenbaugruppe 14 und 16 weisen jeweils einen Radflansch 14a bzw. 16a auf, welche um eine zur ersten Erstreckungsachse E1 koaxiale gemeinsame Radflanschdrehachse RDA relativ zum Achsträger 12 drehbar sind. Gemeinsam mit jedem Radflansch 14a bzw. 16a ist eine Bremsscheibei 4b bzw. 16b um die gemein- same Radflanschdrehachse RDA drehbar. Achsträgerfeste Bremssattelträger 14c (s. Fig. 2, 3 und 4) bzw. 16c ermöglichen die achsträgerfeste Anordnung von in den Figuren nicht dargestellten Bremssätteln, um in an sich bekannter Weise den der jeweiligen Bremsscheibe 14b und 16b zugeordneten Radflansch 14a bzw. 16a abbremsen zu können. Weiter weisen die Radnabenbaugruppe 14 und 16 jeweils Wälzlager 14d und 16d auf, mit welchen die Radflansche 14a bzw. 16a und die Bremsscheiben 14b bzw. 16b um die gemeinsame Radflanschdrehachse RDA drehbar am Rohrbauteil 18 bzw. am Achsträger 12 aufgenommen sind.

Anstelle der Scheibenbremsen könnte die dargestellte Starrachse 10 auch mit Trommelbremsen versehen sein.

In den Verbindungsbereichen 12d und 12e sind Befestigungsvorrichtungen 20 bzw. 22 zur Verbindung des Achsträgers 12 mit einem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Federlenker 24 bzw. 26 vorgesehen. Auch die Befestigungsvorrichtungen 20 und 22 genügen der oben beschriebenen Spiegelsymmetriebedingung bezüglich der Ebene SE.

Die Befestigungsvorrichtung 20 umfasst einen kurzen U-Bügel 28a und einen langen U-Bügel 28b als Befestigungsmittel, welche das Rohrbauteil 18 und damit den Achskörper 12 im Verbindungsbereich 18d bzw. 12d unter Zwischenanordnung je eines Schalenbauteils 30 umgreifen. Die geraden Schenkel der U-Bügel 28a und U-Bügel 28b durchsetzen und fixieren dadurch ein Abdeckbauteil 32, welches auf dem Verbindungsbereich 18d sitzt. Die Befestigungsvorrichtungen 20 und 22 legen somit den Achsträger 12 klemmend an den Federlenker am 24 bzw. 26 fest.

Im Kröpfungsbereich 12c umfasst der Achsträger 12 zwei im Wesentlichen identische, jedoch um 180° um eine sowohl die erste Erstreckungsachse E1 als auch die zweite Erstreckungsachse E2 schneidende Drehachse D relativ zueinander verdrehte Halterungen 34 auf, von welchen jede eine elektromechanische Funktionsbaugruppe 36 bzw. 38 trägt. Die Halterungen 34 sind aus gebogenen Metallteilen gebaute Halterungen, welche im Kröpfungsbereich 18c des Rohrbauteils 18 mit dem Rohrbauteil 18 verbunden, bevorzugt verschraubt oder verschweißt, sind.

Die elektromechanischen Funktionsbaugruppen 36 und 38 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel identisch ausgebildet und lediglich um 180° um die Drehachse D relativ zueinander verdreht angeordnet. Daher genügt die Beschreibung einer der elektromechanischen Funktionsbaugruppen, welche unter der genannten Anordnungsbedingung auch auf die jeweils andere elektromechanische Funktionsbaugruppe anwendbar ist.

Die Drehachse D verläuft im betriebsbereit an ein Fahrzeug montierten Zustand der Starrachse 10 parallel zur Gierachse des Fahrzeugs.

Die elektromechanische Funktionsbaugruppe 36 umfasst eine elektrische Energiewandlermaschine 40, im dargestellten Beispiel ein rotatorischer Synchronmotor, welcher aufgrund seines permanentmagnet-erregten Rotors nicht nur als Motor, sondern auch als Generator zur Rekuperation kinetischer Energie oder allgemein zur Erzeugung elektrischer Energie betrieben werden kann.

Mit dem nur in Figur 4 angedeuteten Rotor 41 der elektrischen Energiewandlermaschine 40 ist auf der der axial nähergelegenen Radnabenbaugruppe 14 zugewandten Seite der elektrischen Energiewandlermaschine 40 ein Getriebe 42, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Planetengetriebe, drehmomentübertragend verbunden. Ein von der Verbindung mit dem Rotor 41 funktional entgegengesetztes Anschlussglied 44 (siehe Figur 4) des Getriebes 42 ist mittels einer Antriebswelle 46 mit dem Radflansch 14a drehfest, also zur Übertragung von Drehmoment, gekoppelt.

Wie man besonders gut in Figur 4 erkennt, verläuft die Antriebswelle 46 koaxial zur Radflanschdrehachse RDA. Die Antriebswelle 46 verläuft durch eine Passageöffnung 48 in einer zur Radflanschdrehachse RDA bzw. zur ersten Erstreckungsachse E1 orthogonalen Seitenwand 49 des Abdeckbauteils 32 und verläuft weiter durch eine Durchtrittsöffnung 50 in der Wandung 52 des Rohrbauteil des 18. Nach dem Durch- tritt durch die Durchtrittsöffnung 50 verläuft die Antriebswelle 46 im Inneren des Rohrbauteils 18, bis sie den mit ihr drehfest gekoppelten Radflansch 14a erreicht. Die Durchtrittsöffnung 50 wird vom Abdeckbauteil 32 abgedeckt, sodass der Eintritt von Schmutz und Flüssigkeit durch die Durchtrittsöffnung 50 in das Rohrbauteil 18 erschwert ist.

Die Durchtrittsöffnung 50 liegt axial zwischen den beiden U-Bügeln 28a und 28b der Befestigungsvorrichtungen 20 bzw. 22. Somit kann die durch die Durchtrittsöffnung 50 unvermeidlich bewirkte Schwächung des Rohrbauteils 18 durch die Befestigungsvorrichtungen 20 bzw. 22 und die deren U-Bügel 28a und 28b jeweils überbrückenden Federlenker 24 bzw. 26 wenigstens teilweise kompensiert werden.

So kann zum einen die elektromechanische Funktionsbaugruppe 36 als Motor den Radflansch 14a zur Drehung antreiben oder kann von einem am Radflansch 14a angeflanschten Rad R (in Fig. 2 mit punktierter Linie angedeutet) zur Drehung genera- torisch angetrieben zur Erzeugung von Strom genutzt werden.

Die Funktionsbaugruppe 36 umfasst weiter eine Steuereinrichtung 54 zur Steuerung des Betriebs der elektrischen Energiewandlermaschine 40. Diese kann mit einer Steuervorrichtung des die Starrachse 10 tragenden Fahrzeugs gekoppelt sein, etwa über einen Can-Bus oder einen LIN-Bus.

In den Figuren 2 und 3, welche die obige Erläuterung ergänzen, sind die Federlenker 24 und 26 als Längslenker dargestellt, welche über jeweils einen hydraulischen Stoßdämpfer 56 bzw. 58 mit dem Achsträger 12 in an sich bekannter Weise zur Dämpfung von Relativbewegungen zwischen den Federlenker 24 und 26 und dem Achsträger 12 verbunden sind.

Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen zusätzlich zu den Erstreckungsachsen E1 und E2 die krummlinige Verlaufsbahn VB, längs welcher das Rohrbauteil 18 zwischen seinen Längsendbereichen 18a und 18b verläuft. Insbesondere in Figur 3 erkennt man, dass die Verlaufsbahn VB in der von den Erstreckungsachsen E1 und E2 aufgespannten Ebene liegt, so dass die Verlaufsbahn VB eine ebene Verlaufsbahn ist und sodass folglich das Rohrbauteil 18 ein ebenes Rohrbauteil 18 ist. In den Längsendbereichen 12a bzw. 18a und 12b bzw. 18b sowie in dem Kröpfungsbereich 12c bzw. 18c fällt die Verlaufsbahn VB mit der ersten Erstreckungsachse E1 bzw. der zweiten Erstreckungsachse E2 zusammen.

Wie man insbesondere in Figur 4 erkennt, verläuft das Rohrbauteil 18 mit einem sowohl hinsichtlich Gestalt als auch hinsichtlich Größe im Wesentlichen konstanten Rohrquerschnitt von einem Längsendbereich 12a bzw. 18a zum gegenüberliegenden Längsendbereich 12b bzw. 18b. Das Rohrbauteil 18 verläuft längs seiner Verlaufsbahn VB frei von Knicken und ist lediglich in den Übergängen zwischen dem Längsendbereich 12a bzw. 18a und dem Verbindungsbereich 12d bzw. 18d, zwischen dem Längsendbereich 12b bzw. 18b und dem Verbindungsbereich 12e bzw. 18e, zwischen dem Verbindungsbereich 12d bzw. 18d und dem Kröpfungsbereich 12c bzw. 18c, sowie zwischen dem Kröpfungsbereich 12c und dem Verbindungsbereich 12e bzw. 18e gekrümmt ausgebildet, wobei alle Krümmungsachsen der genannten gekrümmten Bereiche zueinander parallel und beispielsweise zur Zeichenebene von Figur 2 orthogonal sind. So werden am Rohrbauteil 18 und damit am Achsträger 12 unerwünschte Kerbwirkungen vermieden und dessen Festigkeit und somit auch Betriebslebensdauer erhöht.