Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen mit wenigstens einem solchen Radnabenantrieb.

Der DE 41 27 257 A1 ist ein Kleinfahrzeug, insbesondere ein Rollstuhl, als bekannt zu entnehmen, mit einem Gestell mit mindestens zwei Laufrädern, die jeweils mittels eines im Bereich ihrer Nabe angeordneten Gleichstrommotors mit Getriebe antreibbar sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Radnabenantrieb zu schaffen, so dass ein besonders effizienter Betrieb realisierbar ist. Diese Aufgabe wird durch einen Radnabenantrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den Radnabenantrieb aufweist. Insbesondere weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens ein einfach auch als Rad bezeichnetes Fahrzeugrad auf, welches ein Bodenkontaktelement des Kraftfahrzeugs ist. Das Kraftfahrzeug ist über sein Bodenkontaktelement in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an einem Boden abstützbar oder abgestützt. Wird das Kraftfahrzeug entlang des Bodens gefahren, während das Kraftfahrzeug über das Fahrzeugrad in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an dem Boden abgestützt ist, so rollt das Fahrzeugrad, insbesondere direkt, an dem Boden ab. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, kann mittels des Radnabenantriebs das Fahrzeugrad, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden, um hierdurch beispielsweise eine, insbesondere rein elektrische Fahrt des Kraftfahrzeugs zu realisieren.

Der Radnabenantrieb weist einen Radträger und eine Radnabe auf, die über ein Radlager drehbar an dem Radträger gelagert ist. Vorzugsweise ist das Radlager ein erstes Wälzlager. Mit anderen Worten ist die Radnabe um eine Raddrehachse relativ zu dem Radträger drehbar an dem Radträger gelagert, und zwar über das Radlager. Dabei ist das zuvor genannte Fahrzeugrad drehfest mit der Radnabe verbindbar oder verbunden. Hierzu weist beispielsweise die Radnabe einen sogenannten Felgenträger auf, mit welchem beispielsweise das Fahrzeugrad, insbesondere eine Felge des Fahrzeugrads, drehfest verbindbar ist. Insbesondere ist das Fahrzeugrad mit der Radnabe, insbesondere mit dem Felgenträger, reversibel lösbar drehfest verbindbar oder verbunden, so dass das Fahrzeugrad mit der Radnabe, insbesondere mit dem Felgenträger, drehfest verbunden und daraufhin von der Radnabe gelöst und daraufhin wieder drehfest mit der Radnabe verbunden werden kann, ohne dass es zu Beschädigungen oder Zerstörungen der Radnabe oder des Rades kommt. Insbesondere dann, wenn das Kraftfahrzeug entlang der Bodens gefahren wird, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über das Fahrzeugrad an dem Boden abgestützt ist, drehen sich die Radnabe und somit das Fahrzeugrad um die Raddrehachse relativ zu dem Radträger.

Beispielsweise ist der Radträger, insbesondere über wenigstens einen einfach auch als Lenker bezeichneten Radlenker, gelenkig an einem beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau des Kraftfahrzeugs angebunden, so dass mittels des Radlenkers der Radträger und somit das Fahrzeugrad relativ zu dem Aufbau geführt sind. Somit sind mittels des Radlenkers unerwünschte beziehungsweise übermäßige Relativbewegungen zwischen dem Radträger und dem Aufbau und somit zwischen dem Fahrzeugrad und dem Aufbau unterbunden. Beispielsweise sind der Radträger und somit das Fahrzeugrad über den Radlenker derart an den Aufbau gelenkig angebunden, dass der Radlenker zumindest in Fahrzeughochrichtung relativ zu dem Aufbau erfolgende Ein- und Ausfederbewegungen des Radträgers und somit des Fahrzeugrads zulässt.

Das Fahrzeugrad umfasst beispielsweise die zuvor genannte Felge und einen Reifen, welcher beispielsweise auf die Felge aufgezogen ist. Die Felge und somit das Fahrzeugrad können mit der Radnabe, insbesondere mit dem Felgenträger der Radnabe, drehfest verbunden werden, insbesondere mittels mehrerer Radschrauben.

Der Radnabenantrieb weist außerdem, insbesondere genau, eine elektrische Maschine auf, welche einen drehfest mit dem Radträger verbundenen Stator und einen Rotor aufweist. Der Rotor ist mittels des Stators, insbesondere unter Nutzung von elektrischer Energie, antreibbar und dadurch, insbesondere um eine Maschinendrehachse, relativ zu dem Stator drehbar. Insbesondere ist der Rotor koaxial zu der Radnabe angeordnet, so dass vorzugsweise die Maschinendrehachse mit der Raddrehachse zusammenfällt. Insbesondere kann der Rotor mittels des Stators angetrieben und dadurch um die Maschinendrehachse, insbesondere die Raddrehachse, relativ zu dem Radträger gedreht werden. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, kann mittels des Rotors durch Antreiben des Rotors die Radnabe und somit das Fahrzeugrad angetrieben und somit, insbesondere um die Raddrehachse, relativ zu dem Radträger gedreht werden. Somit kann die elektrische Maschine über ihren Rotor wenigstens ein Antriebsdrehmoment bereitstellen, mittels welchem die Radnabe und somit das Fahrzeugrad angetrieben und somit um die Maschinendrehachse und/oder um die Raddrehachse relativ zu dem Radträger und insbesondere auch relativ zu dem Aufbau gedreht werden können.

Der Rotor ist über, insbesondere wenigstens oder genau, ein zusätzlich zu dem Radlager vorgesehenes Rotorlager drehbar an dem Radträger gelagert. Vorzugsweise ist das Rotorlager als ein zweites Wälzlager ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Rotor über das Rotorlager um die Maschinendrehachse und somit vorzugsweise um die Raddrehachse relativ zu der Radnabe drehbar an dem Radträger gelagert ist. Somit ist es insbesondere denkbar, dass sich der Rotor und die Radnabe um die Maschinendrehachse beziehungsweise um die Raddrehachse relativ zueinander drehen können. Außerdem kann sich der Rotor um die Maschinendrehachse und/oder um die Raddrehachse relativ zu dem Radträger drehen, und die Radnabe kann sich um die Raddrehachse relativ zu dem Radträger drehen.

Der Radnabenantrieb weist außerdem eine formschlüssige Koppeleinrichtung auf, welche zwischen einem Koppelzustand und einem Entkoppelzustand, insbesondere unter Nutzung von elektrischer Energie und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch, umschaltbar ist. In dem Koppelzustand ist der Rotor mittels der Koppeleinrichtung formschlüssig drehfest mit der Radnabe verbunden, so dass sich in dem Koppelzustand der Rotor und die Radnabe um die Raddrehachse beziehungsweise um die Maschinendrehachse, insbesondere gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig, mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit drehen können oder drehen, insbesondere dann, wenn der Rotor und über den Rotor die Radnabe mittels des Stators angetrieben werden. In dem Entkoppelzustand ist der Rotor, insbesondere um die Maschinendrehachse beziehungsweise um die Raddrehachse, relativ zu der Radnabe drehbar beziehungsweise umgekehrt. Mit anderen Worten lässt die Koppeleinrichtung in dem Entkoppelzustand um die Raddrehachse beziehungsweise um die Maschinendrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen dem Rotor und der Radnabe zu, so dass in dem Entkoppelzustand der Rotor von der Radnabe entkoppelt ist beziehungsweise umgekehrt. Drehen sich somit beispielsweise in dem Entkoppelzustand das Fahrzeugrad und mit dem Fahrzeugrad die Radnabe um die Raddrehachse beziehungsweise um die Maschinendrehachse relativ zu dem Radträger, so wird hierbei der Rotor nicht von der Radnabe angetrieben, mithin schleppt die Radnabe den Rotor nicht mit, so dass ein besonders effizienter Betrieb darstellbar ist. Mit anderen Worten kann ein besonders hoher Wirkungsgrad des Radnabenantriebs dargestellt werden, so dass eine besonders hohe elektrische Reichweite, über welche das Fahrzeugrad mittels des Radnabenantriebs unter Nutzung von elektrischer Energie angetrieben werden kann, darstellbar ist. Der Radnabenantrieb ist ein elektrischer Traktionsantrieb, da mittels des Radnabenantriebs das Fahrzeugrad und somit das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden können. Insbesondere können dadurch, dass der Rotor von der Radnabe entkoppelt werden kann, Verluste, insbesondere durch Schleppmomente, besonders gering gehalten werden, so dass ein besonders hoher Wirkungsgrad des Radnabenantriebs darstellbar ist. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen wird eine drehfeste Verbindung zwischen dem Rotor und der Radnabe aufgelöst und insbesondere durch die Koppeleinrichtung ersetzt, welche bedarfsgerecht zwischen dem Entkoppelzustand und dem Koppelzustand umschaltbar ist. Es wird gefunden, dass sich gegenüber einem Radnabenantrieb, bei welchem der Rotor permanent drehfest mit der Radnabe verbunden ist, ein Reichweitengewinn von mehreren Prozent realisieren lässt. Beispielsweise kann durch den erfindungsgemäßen Radnabenantrieb ein zuschaltbarer und abschaltbarer Allradantrieb des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend angeordnete, einfach auch als Achsen bezeichnete Fahrzeugachsen auf, wobei die jeweilige Fahrzeugachse wenigstens oder genau zwei Fahrzeugräder aufweist. Die jeweiligen Fahrzeugräder der jeweiligen Achse sind beispielsweise auf in Fahrzeugquerrichtung aneinander gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet. Eines der Fahrzeugräder ist das zuvor genannte, mittels des Radnabenantriebs antreibbare Fahrzeugrad und wird auch als erstes Fahrzeugrad bezeichnet. Das erste Fahrzeugrad ist eines der Fahrzeugräder einer ersten der Achsen, wie die erste Achse das erste Fahrzeugrad und ein zweites der Fahrzeugräder aufweist. Dabei ist beispielsweise das zweite Fahrzeugrad mittels eines weiteren Radnabenantriebs antreibbar, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zum ersten Radnabenantrieb und zum ersten Fahrzeugrad ohne Weiteres auch auf den weiteren Radnabenantrieb und das zweite Fahrzeugrad übertragen werden können. Die Fahrzeugräder der zweiten Achse werden auch als dritte Fahrzeugräder bezeichnet und sind beispielsweise mittels wenigstens eines zusätzlich zu den Radnabenantrieben vorgesehenen Antriebs motors antreibbar, wobei der Antriebsmotor beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder aber eine weitere elektrische Maschine sein kann. Um beispielsweise das erste Fahrzeugrad und das zweite Fahrzeugrad mittels der Radnabenantriebe anzutreiben, insbesondere zusätzlich dazu, dass die dritten Fahrzeugräder mittels des Antriebsmotors angetrieben werden, wird die jeweilige Radnabe mittels der jeweiligen Koppeleinrichtung drehtest mit dem jeweiligen Rotor verbunden. Hierzu können die wenigstens oder genau vier Fahrzeugräder angetrieben werden, wodurch ein Vierradantrieb und somit der zuvor genannte Allradantrieb realisierbar, das heißt aktiviert oder zugeschaltet ist. Ist der Allradbeziehungsweise Vierradantrieb abgeschaltet, so befindet sich die jeweilige Koppeleinrichtung in ihrem jeweiligen Entkoppelzustand. Werden dann die dritten Fahrzeugräder mittels des Antriebsmotors angetrieben, wodurch das Kraftfahrzeug angetrieben wird, so dass beispielsweise die vier Fahrzeugräder an dem zuvor genannten Boden abrollen, so schleppen das erste Fahrzeugrad und das zweite Fahrzeugrad beziehungsweise die Radnaben der Radnabenantriebe die Rotoren nicht mit, wodurch ein besonders effizienter Betrieb realisiert werden kann. Insbesondere kann dann, wenn sich die Koppeleinrichtungen in ihren Entkoppelzuständen befinden, während die dritten Fahrzeugräder mittels des Antriebsmotors angetrieben werden, das Kraftfahrzeug besonders energieverbrauchsarm und somit über eine besonders hohe, insbesondere elektrische Reichweite angetrieben werden, da die Radnaben der Radnabenantriebe die Rotoren der Radnabenantriebe nicht mitschleppen.

Außerdem können dadurch, dass die Koppeleinrichtung als formschlüssige Koppeleinrichtung ausgebildet ist, Verluste in dem Radnabenantrieb besonders gering gehalten werden, so dass ein besonders hoher Wirkungsgrad darstellbar ist.

Um den Rotor mit der Radnabe besonders effizient sowie bauraum- und gewichtsgünstig koppeln zu können, ist es bei einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Koppeleinrichtung, insbesondere wenigstens oder genau, eine drehfest mit dem Rotor verbundene, erste Koppelverzahnung und, insbesondere wenigstens oder genau, eine drehfest mit der Radnabe verbundene, zweite Koppelverzahnung aufweist. In dem Koppelzustand ist der Rotor mittels der Koppelverzahnungen formschlüssig drehfest mit der Radnabe verbunden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Koppelverzahnung an einem radial inneren Ende und auf einer axial von dem Kraftfahrzeug abgewandten Seite des Rotors angeordnet ist, insbesondere in Einbaulage des Radnabenantriebs, der seine Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des mit dem Radnabenantrieb ausgestatteten Kraftfahrzeugs einnimmt. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Koppelverzahnung an einer innenumfangsseitigen und beispielsweise in radialer Richtung des Radnabenantriebs nach innen weisenden Mantelfläche des Rotors angeordnet ist, wodurch ein besonders bauraumgünstiger Aufbau dargestellt werden kann. Außerdem ist die erste Koppelverzahnung in axialer Richtung des Radnabenantriebs betrachtet auf der dem Kraftfahrzeug und somit einem Kraftfahrzeuginnenbereich abgewandten Seite des Rotors und dabei insbesondere auf einer in axialer Richtung des Radnabenantriebs betrachtet nach außen weisenden und somit von dem Radträger wegweisenden Seite der Radnabe angeordnet. Die axiale Richtung des Radnabenantriebs verläuft entlang der Maschinendrehachse beziehungsweise entlang der Raddrehachse, wobei die radiale Richtung des Radnabenmotors senkrecht zur axialen Richtung des Radnabenmotors und somit senkrecht zur Raddrehachse beziehungsweise Maschinendrehachse verläuft. Durch die beschriebene Anordnung der ersten Koppelverzahnung kann eine besonders vorteilhafte Zugänglichkeit zu der Koppelverzahnung realisiert werden, insbesondere in axialer Richtung des Radnabenantriebs von innen nach außen, das heißt von der genannten Seite des Rotors aus. Insbesondere kann so die Koppeleinrichtung insgesamt besonders gut zugänglich sein, so dass eine besonders vorteilhafte Montage realisiert werden kann. Außerdem kann dadurch die Koppeleinrichtung beispielsweise besonders vorteilhaft gewartet und/oder ausgetauscht werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Radnabenantrieb eine drehfest mit der Radnabe verbundene Bremsscheibe für eine zum Abbremsen des Fahrzeugrads vorgesehene Scheibenbremse des Kraftfahrzeugs vor. Hierdurch kann ein besonders sicherer Betrieb realisiert werden, da zwar im Entkoppelzustand der Koppeleinrichtung der Rotor relativ zu der Radnabe drehbar ist, die Bremsscheibe jedoch sowohl in dem Entkoppelzustand als auch in dem Koppelzustand, insbesondere permanent, drehfest mit der Radnabe verbunden ist. Beispielsweise weist die Radnabe einen sogenannten Bremsenträger auf, welcher drehfest mit dem Felgenträger verbunden sein kann. Insbesondere ist es denkbar, dass der Bremsenträger und der Felgenträger einstückig miteinander ausgebildet sind. Mit anderen Worten sind der Bremsenträger und der Felgenträger beispielsweise nicht aus separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen Teilen aufgebaut, sondern der Bremsenträger und der Felgenträger sind beispielsweise aus einem einzigen Stück, mithin aus einem Monoblock gebildet und somit integrale Bestandteile eines integralen und somit einstückig hergestellten, einstückigen Körpers. Dabei ist beispielsweise die Bremsscheibe, insbesondere reversibel lösbar, drehfest mit dem Bremsenträger und somit mit der Radnabe verbunden. Unter dem Merkmal, dass vorzugsweise die Bremsscheibe permanent drehtest mit der Radnabe verbunden ist, ist zu verstehen, dass nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem die Bremsscheibe drehtest mit der Radnabe verbindenden Sperrzustand und einem Freigabezustand umschaltbar ist, in welchem die Bremsscheibe relativ zu der Radnabe drehbar ist, sondern die Bremsscheibe ist stets, das heißt immer beziehungsweise permanent drehfest mit der Radnabe verbunden. Dadurch kann eine besonders hohe Sicherheit dargestellt werden.

Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest ein in axialer Richtung des Radnabenantriebs verlaufender Längenbereich des Radlagers in radialer Richtung des Radnabenantriebs nach außen hin durch das Rotorlager überlappt, insbesondere in um die axiale Richtung des Radnabenantriebs verlaufender Umfangsrichtung des Radnabenantriebs vollständig umlaufend. Hierdurch kann ein besonders kompakter und somit bauraumgünstiger Aufbau realisiert werden, wodurch ein besonders hoher Wirkungsgrad darstellbar ist.

Um ein besonders geringes Gewicht für eine besonders reibungsarme Lagerung und somit einen besonders effizienten Betrieb realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Rotorlager, insbesondere ein Lageraußenring des Rotorlagers, in radialer Richtung des Radnabenantriebs nach außen hin direkt an dem Rotor, insbesondere an einer in innenumfangsseitigen Mantelfläche des Rotors, abgestützt ist. In radialer Richtung des Radnabenantriebs nach innen hin ist das Rotorlager, insbesondere ein Lagerinnenring des Rotorlagers, direkt an der Radnabe, insbesondere an einer außenumfangsseitigen Mantelfläche der Radnabe, abgestützt.

Ein weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Koppeleinrichtung ein in axialer Richtung des Radnabenantriebs relativ zu dem Radträger, relativ zu dem Rotor und relativ zu der Radnabe zwischen wenigstens einer den Koppelzustand bewirkenden Koppelstellung und wenigstens einer den Entkoppelzustand bewirkenden Entkoppelstellung verschiebbares Betätigungselement aufweist, welches auch als Schieber bezeichnet wird. Dadurch kann eine besonders effiziente Betätigung der Koppeleinrichtung, mithin eine besonders effiziente Umschaltung der Koppeleinrichtung zwischen dem Koppelzustand und dem Entkoppelzustand realisiert werden. Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Koppeleinrichtung einen Aktor aufweist, mittels welchem das Betätigungselement elektrisch, insbesondere elektromagnetisch, oder pneumatisch oder hydraulisch aus der Koppelstellung in die Entkoppelstellung und/oder aus der Entkoppelstellung in die Koppelstellung verschiebbar ist. Mit anderen Worten ist der Aktor beispielsweise elektrisch, insbesondere elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch betreibbar. Hierdurch kann die Koppeleinrichtung besonders effizient sowie besonders bedarfsgerecht zwischen dem Entkoppelzustand und dem Koppelzustand umgeschaltet werden.

Zur Realisierung eines besonders hohen Wirkungsgrads hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn eine Leistungselektronik, über welche die elektrische Maschine mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgbar ist, drehfest mit dem Radträger verbunden ist. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches wenigstens einen Radnabenantrieb gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.

Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Betätigungselement zumindest in der Koppelstellung, insbesondere sowohl in der Koppelstellung als auch in der Entkoppelstellung, eine korrespondierende Durchgangsöffnung des Rotors durchsetzt. Somit ist ein axialer Durchgriff durch den Rotor, insbesondere durch einen Rotorträger des Rotors, für das Betätigungselement und somit für eine Aktuierung der auch als Abkopplungseinrichtung bezeichneten Koppeleinrichtung vorgesehen.

Beispielsweise durchsetzt das Betätigungselement die Durchgangsöffnung und somit den Rotor, insbesondere den Rotorträger, derart, dass das Betätigungselement zumindest in der Koppelstellung, insbesondere sowohl in der Entkoppelstellung als auch in der Koppelstellung, in axialer Richtung des Radnabenantriebs beiderseits aus der Durchgangsöffnung und somit aus dem Rotor, insbesondere dem Rotorträger, herausragt. Dabei ist beispielsweise die zweite Koppelverzahnung auf einer in axialer Richtung des Radnabenantriebs vom Radträger abgewandten Seite, insbesondere Außenseite, des Rotors angeordnet.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Radnabenantriebs für ein Kraftfahrzeug;

Fig. 2 ausschnittsweise eine weitere schematische Längsschnittansicht der ersten Ausführungsform des Radnabenantriebs;

Fig. 3 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Radnabenantriebs;

Fig. 4 ausschnittsweise eine weitere schematische Längsschnittansicht der zweiten Ausführungsform des Radnabenantriebs;

Fig. 5 ausschnittsweise eine weitere schematische Längsschnittansicht der zweiten Ausführungsform des Radnabenantriebs;

Fig. 6 ausschnittsweise eine weitere schematische Längsschnittansicht der zweiten Ausführungsform des Radnabenantriebs;

Fig. 7 ausschnittsweise eine weitere schematische Längsschnittansicht d der zweiten Ausführungsform es Radnabenantriebs; und

Fig. 8 ausschnittsweise eine weitere schematische Längsschnittansicht der zweiten Ausführungsform des Radnabenantriebs.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die in Fig. 1 und 2 gezeigte erste Ausführungsform gehört nicht zur Erfindung.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht eine erste Ausführungsform eines Radnabenantriebs 10 für ein Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend und somit hintereinander angeordnete, einfach auch als Achsen bezeichnete Fahrzeugachsen auf. Die jeweilige Fahrzeugachse weist wenigstens oder genau zwei Fahrzeugräder auf, welche auch einfach als Räder bezeichnet werden. Die jeweiligen Fahrzeugräder der jeweiligen Fahrzeugachse sind auf in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet. Eine der Fahrzeugachsen wurde auch als erste Fahrzeugachse bezeichnet und die andere Fahrzeugachse wurde auch als zweite Fahrzeugachse bezeichnet. Die Fahrzeugräder der ersten Fahrzeugachse werden auch als erste Fahrzeugräder bezeichnet, und die Fahrzeugräder der zweiten Fahrzeugachse werden auch als zweite Fahrzeugräder bezeichnet. In Fig. 1 ist eines der Fahrzeugräder einer der Achsen schematisch dargestellt und mit 12 bezeichnet. Aus Fig. 1 ist am Beispiel des Fahrzeugrads 12 erkennbar, dass das jeweilige Fahrzeugrad ein Bodenkontaktelement ist, wobei das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Bodenkontaktelemente an einem Boden 14 abstützbar oder abgestützt ist. Das Fahrzeugrad 12 umfasst eine Felge 16 und einen Reifen 18, welcher auf die Felge 16 aufgezogen ist. Beispielsweise ist das Fahrzeugrad 12 ein erstes Fahrzeugrad der ersten Achse. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist das Fahrzeugrad der ersten Achse mittels des Radnabenantriebs 10 antreibbar. Beispielsweise ist dem zweiten Fahrzeugrad der ersten Fahrzeugachse ein weiterer Radnabenantrieb zugeordnet, mittels welchem das zweite Fahrzeugrad der ersten Fahrzeugachse antreibbar ist. Dabei können die folgenden und vorigen Ausführungen zum Fahrzeugrad 12 und zum Radnabenantrieb 10 auch auf das zweite Fahrzeugrad und den weiteren Radnabenantrieb übertragen werden und umgekehrt.

Der Radnabenantrieb 10 umfasst einen Radträger 20, welcher, insbesondere über wenigstens einen einfach auch als Lenker bezeichneten Radlenker gelenkig an einem beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau des Kraftfahrzeugs angebunden ist. Durch den Aufbau ist ein auch als Fahrgastzelle oder Fahrgastraum bezeichneter Innenraum des Kraftfahrzeugs begrenzt, wobei sich wenigstens eine Person wie beispielsweise der Fahrer des Kraftfahrzeugs im Innenraum aufhalten kann, insbesondere während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs. Mittels des Radlenkers sind der Radträger 20 und somit das Fahrzeugrad 12 zum Aufbau geführt, derart, dass übermäßige beziehungsweise unerwünschte Relativbewegungen zwischen dem Radträger 20 und dem Aufbau mittels des Radlenkers unterbunden sind. Insbesondere lässt der Radlenker zumindest in Fahrzeughochrichtung und relativ zu dem Aufbau erfolgende Ein- und Ausfederbewegungen des Radträgers 20 sowie des Fahrzeugrads 12 zu. Insbesondere ist dabei der Radträger 20, insbesondere der Radlenker, über wenigstens ein in den Figuren nicht dargestelltes Feder- und/oder Dämpferelement gefedert und/oder gedämpft an dem Aufbau abstützbar oder abgestützt. Dadurch werden die Ein- und Ausfederbewegungen gefedert und/oder gedämpft.

Der Radnabenantrieb 10 weist eine Radnabe 22 auf, welche über ein Radlager 24 des Radnabenantriebs 10 derart drehbar an dem Radträger 20 gelagert ist, dass die Radnabe 22 um eine Raddrehachse 26 relativ zu dem Radträger 20 drehbar über das Radlager 24 an dem Radträger 20 gelagert ist. Die Felge 16 ist reversibel lösbar drehfest mit der Radnabe 22 verbunden, so dass das Fahrzeugrad 12 über die Felge 16 reversibel lösbar drehfest mit der Radnabe 22 verbunden ist. Somit kann sich das Fahrzeugrad 12 zusammen mit der Radnabe 22 um die Raddrehachse 26 relativ zu dem Radträger 20 drehen. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Radlager 24 als ein Wälzlager, insbesondere als ein Kugellager, ausgebildet, wodurch eine besonders reibungsarme Lagerung dargestellt werden kann.

Insbesondere weist die Radnabe 22 einen Felgenträger 28 auf, wobei das Fahrzeugrad, insbesondere reversibel lösbar, drehfest mit dem Felgenträger 28 und somit mit der Radnabe 22 verbunden ist.

Der Radnabenantrieb 10 umfasst außerdem eine elektrische Maschine 30, welche einen Stator 32 und einen Rotor 34 aufweist. Mittels des Stators 32 ist der Rotor 34 antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse 36 relativ zu dem Stator 32 und auch relativ zu dem Radträger 20 drehbar. Die Maschinendrehachse 36 fällt mit der Raddrehachse 26 zusammen, so dass dann, wenn im Folgenden die Rede von der Raddrehachse 26 ist, darunter auch die Maschinendrehachse 36 zu verstehen ist und umgekehrt. Der Rotor 34 ist zumindest mittelbar drehfest mit dem Radträger 20 verbunden, so dass der Rotor 34 und die Radnabe 22 um die Raddrehachse 26 relativ zu dem Radträger 20 und relativ zu dem Stator 32 drehbar sind. Beispielsweise umfasst der Stator 32 einen Statorträger und wenigstens eine oder mehrere Wicklungen, welche auch als Statorwicklungen bezeichnet werden. Der Rotor 34 umfasst beispielsweise einen Rotorträger 38 und Magnete 40, welche insbesondere als Permanentmagnete ausgebildet sein können. Die Magnete 40 sind an dem Rotorträger 38 gehalten und somit drehfest mit dem Rotorträger 38 verbunden und somit mit dem Rotorträger 38 um die Raddrehachse 26 relativ zu dem Radträger 20 drehbar. Der Rotorträger 38 und somit der Rotor 34 sind bei der ersten Ausführungsform über ein zusätzlich zu dem Radlager 24 vorgesehenes Rotorlager 42 drehbar an der Radnabe 22 gelagert, so dass sich der Rotor 34, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, um die Raddrehachse 26 relativ zu der Radnabe 22 drehen kann. Es ist erkennbar, dass das Rotorlager 42 zusätzlich zum Radlager 24 vorgesehen ist. Um eine besonders reibungsarme Lagerung und somit einen besonders hohen Wirkungsgrad realisieren zu können, ist das Rotorlager 42 als weiteres oder zweites Wälzlager, insbesondere als weiteres oder zweites Kugellager ausgebildet.

Des Weiteren weist der Radnabenantrieb 10 eine formschlüssige Koppeleinrichtung 44 auf, welche zwischen einem Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist. In dem Koppelzustand ist der Rotor 34 mittels der Koppeleinrichtung 44 formschlüssig drehfest mit der Radnabe 22 verbunden, so dass dann, wenn der Rotor 34 mittels des Stators 32 angetrieben und somit um die Raddrehachse 26 relativ zu dem Radträger 20 gedreht wird, die Radnabe 22 und somit das Fahrzeugrad 12 mit dem Rotor 34 um die Raddrehachse 26 relativ zu dem Radträger 20 mitgedreht werden. Wird also der Rotor 34 mittels des Stators 32 angetrieben, während sich die Koppeleinrichtung 44 in dem Koppelzustand befindet, so werden dadurch die Radnabe 22 und somit das Fahrzeugrad 12, insbesondere über den Rotor 34, von dem Stator 32 angetrieben. Mit anderen Worten wird das Fahrzeugrad 12 dann mittels der elektrischen Maschine 30 angetrieben. Werden auf diese Weise das erste Fahrzeugrad und das zweite Fahrzeugrad mittels der Radnabenantriebe elektrisch angetrieben, so wird hierdurch das Kraftfahrzeug mittels der Radnabenantriebe, insbesondere rein, elektrisch angetrieben. In dem Entkoppelzustand jedoch ist der Rotor 34 um die Raddrehachse 26 relativ zu der Radnabe 22 drehbar. Mit anderen Worten lässt die Koppeleinrichtung 44 in dem Entkoppelzustand um die Raddrehachse 26 erfolgende Relativdrehungen zwischen dem Rotor 34 und der Radnabe 22 zu. Werden somit das Fahrzeugrad 12 und mit diesem die drehfest mit dem Fahrzeugrad 12 verbundene Radnabe 22 um die Raddrehachse 26 relativ zu dem Radträger 20 gedreht, während sich die Koppeleinrichtung 44 in dem Entkoppelzustand befindet, so schleppt die Radnabe 22 den Rotor 34 nicht mit. Somit können übermäßige Schleppverluste vermieden werden. Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, weist die Koppeleinrichtung 44 eine drehfest mit dem Rotor 34 verbundene, erste Koppelverzahnung 46 und eine drehfest mit der Radnabe 22, insbesondere mit dem Felgenträger 28, verbundene, zweite Koppelverzahnung 48 auf. In dem Koppelzustand ist der Rotor 34 mittels der Koppelverzahnung 46 und 48 formschlüssig drehfest mit der Radnabe 22 verbunden, so dass ein besonders hoher Wirkungsgrad darstellbar ist. Beispielsweise ist die erste Koppelverzahnung 46 an einem in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 nach innen weisenden Ende E1 des Rotors 34, insbesondere des Rotorträgers 38, angeordnet, wobei es insbesondere denkbar ist, dass die Koppelverzahnung 46 an einer in radialer Richtung des Radnabenantriebs 10 nach innen oder aber nach außen weisenden Mantelfläche des Rotors 34, insbesondere des Rotorträgers 38, angeordnet ist. Insbesondere kann das Ende E1 ein radial inneres Ende des Rotors 34, insbesondere des Rotorträgers 38, sein. Außerdem ist das Ende E1 ein in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 betrachtet inneres Ende des Rotors 34, insbesondere des Rotorträgers 38, so dass die Koppelverzahnung 46 auf einer in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 nach innen weisenden und somit einem Innenbereich des Kraftfahrzeugs zugewandten Seite S des Rotors 34, insbesondere des Rotorträgers 38, angeordnet ist.

Des Weiteren ist aus Fig. 1 erkennbar, dass die Koppeleinrichtung 44 ein Betätigungselement 50 aufweist, welches, wie in Fig. 1 durch Pfeile 52 veranschaulicht ist, in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 20, relativ zu dem Rotor 34 und relativ zu der Radnabe 22 zwischen wenigstens einer den Koppelzustand bewirkenden Koppelstellung und wenigstens einer den Entkoppelzustand bewirkenden Entkoppelstellung verschiebbar ist. Beispielsweise weist die Koppeleinrichtung 44 einen in Fig. 1 besonders schematisch dargestellten Aktor 53 auf, welcher elektrisch, insbesondere elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch betreibbar ist, so dass mittels des Aktors 53 elektrisch, insbesondere elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch das Betätigungselement 50 aus der Koppelstellung in die Entkoppelstellung und/oder aus der Entkoppelstellung in die Koppelstellung verschiebbar ist. Dadurch kann die Koppeleinrichtung 44 besonders effizient und bedarfsgerecht zwischen dem Koppelzustand und dem Entkoppelzustand umgeschaltet werden.

Der Radnabenantrieb 10 umfasst ferner eine Scheibenbremse 54, welche eine Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs und zum Abbremsen der Radnabe 22 und somit des Fahrzeugrads 12 und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt ausgebildet ist. Die Scheibenbremse 54 umfasst einen Bremssattel 56, welcher drehfest mit dem Radträger 20 verbunden ist. Die Scheibenbremse 54 umfasst außerdem eine Bremsscheibe 58, welche, insbesondere permanent drehfest mit der Radnabe 22 verbunden ist. Hierzu umfasst beispielsweise die Radnabe 22 einen Bremsenträger 60, welcher beispielsweise, insbesondere permanent, drehfest mit dem Felgenträger 28 verbunden ist. Dabei ist die Bremsscheibe 58 drehfest mit dem Bremsenträger 60 und somit mit der Radnabe 22 verbunden. Die Bremsscheibe 58 ist sowohl in dem Entkoppelzustand als auch in dem Koppelzustand drehfest mit der Radnabe 22 verbunden, so dass die Radnabe 22 und somit das Fahrzeugrad 12 sowohl in dem Entkoppelzustand als auch in dem Koppelzustand mittels der Scheibenbremse 54 abgebremst werden können, insbesondere im Hinblick auf eine um die Raddrehachse 26 relativ zu dem Radträger 20 erfolgende Drehung.

Aus Fig. 1 ist außerdem gut erkennbar, dass zumindest ein in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 verlaufender Längenbereich L1 des Radlagers 24 in um die Raddrehachse 26 verlaufender Umfangsrichtung des Radnabenantriebs 10 vollständig umlaufend in radialer Richtung des Radnabenantriebs 10 nach außen hin durch das Rotorlager 42 überlappt, das heißt überdeckt ist, wodurch ein besonders kompakter und effizienter Aufbau dargestellt werden kann. Des Weiteren ist erkennbar, dass das Rotorlager 42 in radialer Richtung des Radnabenantriebs 10 nach außen hin direkt an dem Rotor 34, insbesondere an dem Rotorträger 38, und in radialer Richtung des Radnabenantriebs 10 nach innen hin direkt an der Radnabe 22, insbesondere an dem Felgenträger 28, abgestützt ist.

Der Radnabenantrieb 10 umfasst außerdem bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen und somit optional eine Leistungselektronik 62, über welche die elektrische Maschine 30 mit elektrischer Energie, insbesondere elektrischem Strom, versorgbar ist. Optional ist die Leistungselektronik 62 drehfest mit dem Radträger 20 verbunden. Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass die Leistungselektronik 62 beispielsweise in radialer Richtung des Radnabenantriebs 10 nach außen hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, durch die Radnabe 22, insbesondere durch den Bremsenträger 60, überdeckt ist. In axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 und somit entlang der Raddrehachse 26 betrachtet sind die Bremsscheibe 58, die Leistungselektronik 62 und der Stator 32 beispielsweise in folgender Reihenfolge angeordnet, insbesondere von innen nach außen hin betrachtet: die Bremsscheibe 58, die Leistungselektronik 62 und der Stator 32. Um beispielsweise die Koppeleinrichtung 44 aus ihrem Entkoppelzustand in ihren Koppelzustand umzuschalten, das heißt zu schließen, wird beispielsweise das Betätigungselement 50 in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 nach außen hin verschoben. Um beispielsweise die Koppeleinrichtung 44 aus ihrem Koppelzustand in ihren Entkoppelzustand umzuschalten und somit zu öffnen, wird beispielsweise das Betätigungselement 50 in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 nach innen hin verschoben. Der Koppelzustand wird auch als geschlossener Zustand bezeichnet, wobei der Entkoppelzustand auch als offener Zustand bezeichnet wird.

Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass der Stator 32 beispielsweise separat von dem Radträger 20 ausgebildet und mittels wenigstens einer Statorverschraubung 64 mit dem Radträger 20 verbunden und somit drehtest mit dem Radträger 20 verbunden ist. Der Bremsenträger 60 weist beispielsweise eine Lamellenverzahnung auf, mittels welcher der Bremsenträger 60 drehtest mit der Bremsscheibe 58 verbunden ist. Die Lamellenverzahnung wird auch als erste Lamellenverzahnung bezeichnet. Beispielsweise weist die Bremsscheibe 58 eine mit der ersten Lamellenverzahnung korrespondierende, zweite Lamellenverzahnung auf, wobei die Lamellenverzahnung, insbesondere drehfest und/oder formschlüssig, miteinander verbunden sind, so dass der Bremsenträger 60 mittels der Lamellenverzahnung drehtest, insbesondere formschlüssig drehtest, mit der Bremsscheibe 58 verbunden ist und umgekehrt. Beispielsweise ist das Betätigungselement 50 ein Ausrücker und wird auch als Ausrücker bezeichnet. Dabei ist aus Fig. 2 ein einfach auch als Lager bezeichnetes Ausrücklager 66 erkennbar, über welches der Ausrücker (Betätigungselement 50), insbesondere drehbar, an dem Radträger 20 gelagert ist, jedoch derart, dass der Ausrücker wie beschrieben axial verschoben werden kann. Insbesondere kann eine lineare Aktuierung des Ausrückers und somit der Koppeleinrichtung 44 durch eine Drehbewegung des Ausrückers dargestellt werden. Hierzu ist der Aktor beispielsweise als Drehaktor dargestellt. Mit anderen Worten kann beispielsweise das Betätigungselement 50 mittels des Aktors insbesondere relativ zu dem Radträger 20 gedreht werden, wodurch ein in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 20, relativ zu der Radnabe 22 und relativ zu dem Rotor 34 erfolgende, translatorische Bewegungen und somit Verschiebung des Betätigungselements 50 bewirkbar ist beziehungsweise bewirkt wird. Hierfür wird beispielsweise die mittels des Aktors bewirkte oder bewirkbare relativ zu dem Radträger 20 erfolgende Drehung des Ausrückers in eine in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 20 erfolgende Verschiebung des Ausrückers umgewandelt. Durch diese Verschiebung des Ausrückers wird beispielsweise die zunächst geöffnete Koppeleinrichtung 44 geschlossen und/oder umgekehrt.

Beispielsweise ist eine Drehzahlentkopplung des Betätigungselements 50 vorgesehen. Unter der Drehzahlentkopplung kann insbesondere Folgendes verstanden werden: Das Betätigungselement 50 weist beispielsweise wenigstens oder genau zwei Betätigungsteile auf, nämlich ein erstes Betätigungsteil und ein zweites Betätigungsteil. Das erste Betätigungsteil ist beispielsweise drehfest mit dem Radträger 20 verbunden, mithin derart an dem Radträger 20 gehalten, dass um die Raddrehachse 26 erfolgende Relativdrehungen zwischen dem ersten Betätigungsteil und dem Radträger 20 unterbleiben. Beispielsweise ist das erste Betätigungsteil der zuvor genannte Ausrücker. Das zweite Betätigungsteil ist beispielsweise eine Schiebemuffe. Das zweite Betätigungsteil ist beispielsweise drehfest mit dem Rotor 34 verbunden, mithin mit dem Rotor 34 um die Raddrehachse 26 relativ zu dem Radträger 20 und somit auch relativ zu dem ersten Betätigungsteil mitdrehbar. Die Betätigungsteile sind somit um die Raddrehachse 26 relativ zueinander drehbar, jedoch derart, insbesondere in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10, miteinander gekoppelt, dass eine in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 20, relativ zu der Radnabe 22 und relativ zu dem Rotor 34 erfolgende Verschiebung des ersten Betätigungsteils zu einer in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 20, relativ zu der Radnabe 22 und relativ zu dem Rotor 34 erfolgenden Verschiebung des zweiten Betätigungsteils führt. Somit kann beispielsweise der Aktor einfach uns insbesondere drehfest an dem Radträger 20 gehaltert werden. Wird mittels des Aktors das erste Betätigungsteil in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 20, relativ zu der Radnabe 22 und relativ zu dem Rotor 34 verschoben, so wird hierdurch über das erste Betätigungsteil das zweite Betätigungsteil in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 20, relativ zu dem Rotor 34 und relativ zu der Radnabe 22 verschoben. Hierdurch werden die Betätigungsteile und somit das Betätigungselement 50 in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 zwischen der Entkoppelstellung und der Koppelstellung verschoben werden, um somit die Koppeleinrichtung 44 bedarfsgerecht zwischen der Koppelstellung und der Entkoppelstellung umschalten zu können. Der Bremsenträger 60 beziehungsweise die Radnabe 22 weisen beispielsweise eine Nabe 68 mit einer Mitnehmer- oder Mitnahmeverzahnung auf.

Insbesondere erlaubt die Lagerung des Rotors 34 über das Rotorlager 42 an der Radnabe 22, insbesondere an dem Bremsenträger 60, eine Anordnung der vorzugsweise als Klauenkupplung ausgebildeten Koppeleinrichtung 44 auf einer Fahrzeugseite des Rotors 34, mithin auf der in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 nach innen hin weisenden und somit dem Innenbereich des Kraftfahrzeugs zugewandten Seite S des Rotors 34, wodurch die Koppeleinrichtung 44 für den auch als Aktuierung bezeichneten Aktor besonders vorteilhaft zugänglich ist, und zwar von der Seite S aus.

Fig. 3 bis 8 zeigen eine zweite Ausführungsform des Radnabenantriebs 10. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten Ausführungsform, dass bei der zweiten Ausführungsform der Rotor 34, insbesondere der Rotorträger 38 und somit der Rotor 34, über das Rotorlager 42 drehbar an dem Radträger 20 gelagert ist. Somit ist beispielsweise das Rotorlager 42 in radialer Richtung des Radnabenantriebs 10 nach außen hin direkt an den Rotor 34, insbesondere an den Rotorträger 38, abgestützt, wobei beispielsweise das Rotorlager 42 in radialer Richtung des Achsantriebs 10 nach außen hin direkt an einer innenumfangsseitigen Mantelfläche des Rotors 34, insbesondere des Rotorträgers 38, abgestützt ist. In radialer Richtung des Radnabenantriebs 10 nach innen hin ist das Rotorlager 42 direkt an dem Radträger 20, insbesondere an einer außenumfangsseitigen Mantelfläche des Radträgers 20, abgestützt. Jedoch können die folgenden Ausführungen zu der zweiten Ausführungsform insbesondere im Hinblick auf das Betätigungselement 50 und die Koppeleinrichtung 44 und dabei insbesondere im Hinblick auf deren Betätigung auf die erste Ausführungsform übertragen werden.

Aus Fig. 3 sind besonders gut der Stator 32 und der Rotor 34 mit dem Rotorträger 38 und den Magneten 40 erkennbar. Ist es erkennbar, dass der Stator 32 in radialer Richtung des Radnabenantriebs 10 nach außen hin zumindest teilweise durch den Stator 32 überlappt ist. Besonders gut aus Fig. 3 ist erkennbar, dass das beispielsweise als Schiebemuffe ausgebildete und in Fig. 3 mit 70 bezeichnete, zweite Betätigungsteil durch den Rotorträger 38 hindurchgreift und dabei beispielsweise eine Klaue aufweist, die in dem Koppelzustand mit der korrespondierenden, zweiten Koppelverzahnung 48 der Radnabe 22 zusammenwirkt. Ferner wirkt die Klaue beispielsweise zumindest in der Koppelstellung beziehungsweise in dem Koppelzustand, insbesondere sowohl in dem Koppelzustand als auch in dem Entkoppelzustand, mit der korrespondierenden, ersten Koppelverzahnung 46 des Rotors 34 zusammen, so dass in dem Koppelzustand der Rotor 34 mittels der Klaue und mittels der Koppelverzahnung 46 und 48 formschlüssig drehfest mit der Radnabe 22 verbunden ist beziehungsweise umgekehrt. Das in Fig. 3 mit 72 bezeichnete und beispielsweise als Ausrücker ausgebildete, erste Betätigungsteil ist, wie durch den Pfeil 52 veranschaulicht ist, in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 20 verschiebbar an dem Radträger 20 gehalten. Beispielsweise dreht sich das Betätigungsteil 70 sowohl in dem Koppelzustand als auch in dem Entkoppelzustand mit dem Rotor 34 mit. Die genannte Drehzahlentkopplung umfasst beispielsweise Wälzkörper 74, welche um die Raddrehachse 26 erfolgende Relativdrehungen zwischen den Betätigungsteilen 70 und 72 erlauben, jedoch die Betätigungsteile 70 und 72 derart miteinander koppeln, dass durch Verschieben des Betätigungsteils 72 das Betätigungsteil 70 verschiebbar ist. Dadurch können die Betätigungsteile 70 und 72 und somit das Betätigungselement 50 linear, das heißt in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 insbesondere relativ zu dem Radträger 20 aktuiert, das heißt verschoben werden, so dass sie sich um die Raddrehachse 26 relativ zueinander drehen.

Fig. 4 zeigt die Koppeleinrichtung 44 in dem in Fig. 4 mit K bezeichneten Koppelzustand, so dass die auch als Kupplung bezeichnete Koppeleinrichtung 44 geschlossen ist. Beispielsweise ist das Betätigungselement 50 oder das Betätigungsteil 70 als eine Klaue, insbesondere als ein Klauenring, ausgebildet. Fig. 5 zeigt die Koppeleinrichtung 44 in dem mit E bezeichneten Entkoppelzustand. Fig. 6 zeigt das Betätigungselement 50 in der Koppelstellung KS, so dass sich die Koppeleinrichtung 44 in dem Koppelzustand befindet. Fig. 7 zeigt das Betätigungselement 50 in der Entkoppelstellung ES, so dass sich die Koppeleinrichtung 44 in dem Entkoppelzustand befindet.

Schließlich zeigt Fig. 8 den Radnabenantrieb 10 ausschnittsweise in einer weiteren schematischen Längsschnittansicht. Aus Fig. 8 ist erkennbar, dass die Betätigungsteile 70 und 72 und somit das Betätigungselement 50 beispielsweise derart in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 20, relativ zu dem Rotor 34 und relativ zu der Radnabe 22 derart verschiebbar sind, dass das Betätigungsteil 72 eine erste Verzahnung Z1 aufweist. Hierzu ist beispielsweise das Betätigungsteil 72 als erste Zahnstange ausgebildet. Der Aktor 53 weist beispielsweise ein Zahnrad 75 auf, welches um eine Drehachse relativ zu dem Radträger 20 drehbar ist. Die Drehachse verläuft beispielsweise senkrecht zur axialen Richtung des Radnabenantriebs 10. Das Zahnrad 75 weist eine mit der Verzahnung Z1 korrespondierende, zweite Verzahnung Z2 auf, welche in die korrespondierende Verzahnung Z1 eingreift. Wird, wie in Fig. 8 durch einen Doppelpfeil 76 veranschaulicht ist, das Zahnrad 75 hin- und hergedreht, so werden dadurch das Betätigungsteil 72 und über dieses das Betätigungsteil 70 in axialer Richtung des Radnabenantriebs 10 relativ zu dem Radträger 20 hin- und hergeschoben, wodurch das Betätigungselement 50 zwischen der Entkoppelstellung ES und der Koppelstellung KS verschoben werden kann. Beispielsweise umfasst der Aktor 53 einen Elektromotor, mittels welchem das Zahnrad 75 bedarfsgerecht hin- und hergedreht werden kann. Dadurch kann die Koppeleinrichtung 44 bedarfsgerecht zwischen dem Koppelzustand und dem Entkoppelzustand umgeschaltet werden. Beispielsweise sind die Wälzkörper 74 Wälzkörper eines Rillenkugellagers, durch welches die Drehentkopplung dargestellt ist.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Aktor 53 als ein Drehsteller, insbesondere als ein elektrischer Drehsteller ausgebildet. Denkbar wäre ferner, dass der Aktor 53 ein Linearsteller ist, dessen Läufer nicht relativ zu dem Radträger 20 drehbar, sondern relativ zu dem Radträger 20 verschiebbar ist. Ferner wäre es denkbar, dass der Aktor 53 einen Kolben aufweist oder ein Kolben ist, relativ zu dem Radträger 20 beispielsweise translatorisch verschiebbar ist, um dadurch das Betätigungselement 50 translatorisch zu bewegen, mithin zu verschieben. Bezugszeichenliste

10 Radnabenantrieb

12 Fahrzeugrad

14 Boden

16 Felge

18 Reifen

20 Radträger

22 Radnabe

24 Radlager

26 Raddrehachse

28 Felgenträger

30 elektrische Maschine

32 Stator

34 Rotor

36 Maschinendrehachse

38 Rotorträger

40 Magnet

42 Rotorlager

44 Koppeleinrichtung

46 erste Koppelverzahnung

48 zweite Koppelverzahnung

50 Betätigungselement

52 Pfeil

53 Aktor

54 Scheibenbremse

56 Bremssattel

58 Bremsscheibe

60 Bremsenträger

62 Leistungselektronik

64 Statorverschraubung

66 Ausrücklager

68 Nabe

70 Betätigungsteil

72 Betätigungsteil

74 Wälzkörper

75 Zahnrad 76 Doppelpfeil

E Entkoppelzustand

ES Entkoppelstellung

K Koppelzustand

KS Koppelstellung

L1 Längenbereich

S Seite

Z1 erste Verzahnung zweite Verzahnung