Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Antriebsradanordnung für ein Kraftfahr zeug.

Die klassische Antriebsstrangarchitektur für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor und Getriebe wird aufgrund gesetzlicher Vorgaben zur Reduktion des Emissionsaus stoßes zugunsten elektrifiziert Antriebsstrangarchitekturen zurückgedrängt. Eine Aus gestaltung des elektrifizierten Antriebsstrangs ist die des Radnabenmotors bezie- hungsweise des elektromotorischen Antriebsrads, bei der die Räder des Kraftfahrzeu ges unmittelbar von einem Elektromotor angetrieben werden.

Eine Ausgestaltung der Radnabenmotoren für Kraftfahrzeuge ist der Typ des Außen läufers. Hierbei ist der Rotor drehfest mit der Felge verbunden und der Stator, der mit dem Rotor in magnetischer Wechselwirkung steht, ist gegenüber dem Radträger dreh fest abgestützt. Zwischen der radial innenliegenden Fläche des Rotors und der radial außenliegenden Fläche des Stators befindet sich ein Luftspalt, um eine relative Rota tionsbewegung zwischen Rotor und Stator zu ermöglichen. Zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades des Radnabenmotors, wird der Luftspalt möglichst klein und über den Umfang konstant gehalten, da der magnetische Widerstand der Magnetfelder mit grö ßer werdendem Luftspalt ebenfalls zunimmt.

Als elektrische Maschinen werden vor allem Drehfeldmaschinen mit magnetischem Radialfluss, beispielsweise in Form permanenterregter Synchronmaschinen, verwen- det. Bei elektrischen Maschine mit Radialfluss wird der magnetische Fluss eines Erre gerfeldes parallel zu der Rotationsebene des Rotors geführt. Alternativ können auch elektrische Maschinen verwendet werden, die nach dem Transversalflussprinzip auf gebaut sind, wobei hierbei der magnetische Fluss durch die Anordnung des Magnet kreises orthogonal zur Rotationsebene des Rotors geführt wird. Diese alternative Mag netkreisanordnung ermöglicht die Reduktion der Polteilung beziehungsweise die Er höhung der Polzahl der elektrischen Maschine bei gleichbleibender flussführender Flä che, sodass hohe Drehmomente, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen, bei gleich zeitigem kompaktem Aufbau der elektrischen Maschine erzielt werden können.

Aus der US 201 1/0169381 A1 ist eine Transversalflussmaschine bekannt, die so ge staltet ist, dass sie an ein Elektrofahrrad oder ein anderes Elektroleichtfahrzeug ge koppelt werden kann. Die Transversalflussmaschine umfasst einen Rotorkörper mit einer Rotoranordnung mit umfangsverteilten Magneten und eine Statoranordnung mit drei axial benachbarten Statorphasen. Der Rotorkörper ist als Fahrradnabe gestaltet und hat an seinem Außenumfang zwei Flanschabschnitte mit umfangsverteilten Spei chenlöchern. In die Speichenlöcher der Fahrradnabe können innere Enden von Rad speichen befestigt werden, deren äußere Enden mit einer Radfelge verbunden werden können. Die Statorphasen umfassen jeweils zwei spiegelbildliche Statorabschnitte, die mit umfangsverteilten Zähnen axial ineinander greifen.

Aus der DE 10 2006 022 836 A1 ist eine Statoranordnung sowie eine Rotoranordnung für eine Transversalflussmaschine bekannt. Die Statoranordnung umfasst einen ring förmigen Statorrückschluss mit einer Mehrzahl von Statorpolen, die nach Art von Klau enpolen ausgebildet sind. Die Rotoranordnung ist ähnlich aufgebaut, mit einer Mehr zahl von Klauenpolen, die so miteinander verbunden sind, dass sie einen ringförmigen Rotorkörper bilden, der einen Ringmagneten umschließt.

Aus der DE 199 48 224 C1 ist ein Radnabenmotor für ein Kraftfahrzeug bekannt, der als Antrieb eine elektrische Maschine mit einem um eine gemeinsame Maschinen achse angeordneten Rotor und einem Stator umfasst. Der Rotor ist als Flohlkörper ausgeführt, der zumindest mittelbar mit der Radnabe und/oder der Felge des Rades verbunden ist. Der Stator ist mit einer Drehmomentaufnahme vorzugsweise an einem drehfesten Teil des Kraftfahrzeugs abgestützt, beispielsweise einem Karosserieteil und/oder einem Bremsträger. In einer Ausführung wird als elektrische Maschine eine T ransversalflussmaschine verwendet. Aus der DE 10 2009 021 703 B4 ist eine als permanenterregte Synchronmaschine gestaltete elektrische Maschine in Form einer zweiphasigen Transversalflussma schine bekannt. Die elektrische Maschine ist als Außenläufer mit einem Ständer und einem Läufer ausgeführt. Der Läufer trägt an einem becherförmigen Trägerabschnitt Permanentmagnetelemente. Der Ständer weist zwei Spulenanordnungen mit jeweils einer kreiszylindrischen Wicklung auf, die jeweils von zwei im Wesentlichen kreisring förmigen Magnetflussjochen umgriffen werden. Die Magnetflussjoche weisen Magnet flussklauen auf, die in Form einer Klauenpolanordnung in Richtung der Drehachse der elektrischen Maschine ineinandergreifen und die als Press- oder Sinterteile aus Rein eisenpulver ausgebildet sind. Der durch die Spulenanordnung erzeugte magnetische Fluss wird über die Magnetflussjoche transversal zu Rotationsrichtung geführt. Die ra dialen Außenseiten der Magnetflussklauen sind zu den Permanentmagnetelementen des Läufers hin orientiert, sodass die Permanentmagnetelemente mit dem durch die zwei Spulenanordnungen erzeugten Erregermagnetfeld in magnetische Wechselwir kung treten können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hocheffiziente elektromo torische Antriebsradanordnung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die einen kom pakten Aufbau aufweist.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine elektromotorische Antriebsradanordnung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend: eine zumindest dreiphasige Transversal flussmaschine mit einem Stator, der mit einem Radträger des Kraftfahrzeuges drehfest verbindbar ist und je Phase der Transversalflussmaschine eine bestrombare Ring spule aufweist, und einen relativ zum Stator drehbar gelagerten Rotor, der mit einer Felge verbindbar beziehungsweise verbunden ist, wobei der Rotor zumindest teilweise radial außenliegend um den Stator angeordnet ist, und wobei die Ringspulen des Sta tors jeweils in einem Statorring aus einem weichmagnetischen Verbundwerkstoff an geordnet sind. Die Statorringe können insbesondere zwei axial benachbarte Statorrin gelemente aufweisen, wobei jedes Statorringelement insbesondere mehrere Stator ringsegmente über dem Umfang aufweisen kann. Als Transversalflussmaschine (TFM) soll im Sinne dieser Offenbarung eine elektrische Maschine verstanden werden, bei der der magnetische Fluss transversal zu Dreh ebene, das heißt senkrecht zur Drehebene, beziehungsweise parallel zur Drehachse der elektrischen Maschine verläuft. Transversalflussmaschinen benötigen radial einen geringen Bauraum, sodass die elektromotorische Antriebsradanordnung kompakt ge staltet werden kann beziehungsweise Bauraum für die Aufnahme weiterer Komponen ten innerhalb der elektromotorischen Antriebsradanordnung zur Verfügung steht. Transversalflussmaschinen weisen insbesondere Ringspulen mit einer Umfangswick lungen auf, die konzentrisch zur Drehachse der elektrischen Maschine angeordnet sind. Die Windungszahl der Ringspulen kann dabei der Spannung und dem Strom der angeschlossenen Energiequelle angepasst werden. In Sonderfällen können die Ring spulen nur eine Windung aufweisen. Eine Ringspule kann zudem aus mehreren Teil ringspulen zusammengesetzt sein, die phasengleich bestromt werden.

Als weichmagnetische Verbundwerkstoffe sollen im Rahmen der vorliegenden Offen barung insbesondere Materialien mitumfasst sein, die durch einen Verarbeitungspro zess von weichmagnetischen Pulververbundwerkstoffen hergestellt werden. Weich magnetische Pulververbundwerkstoffe weisen Pulverkörnchen eines weichmagneti schen Materials auf, die durch ein chemisches Verfahren beschichtet sind, beispiels weise mit einer Oxidschicht oder einer Kunststoffschicht. Insbesondere kann als weichmagnetisches Material Eisen verwendet werden. Als Verarbeitungsprozess von weichmagnetischen Pulververbundwerkstoffen kommen insbesondere Pressen und Sintern sowie 3D-Drucken in Betracht. Beim Verarbeiten des weichmagnetischen Pul ververbundwerkstoffes zu einem weichmagnetischen Verbundwerkstoff bleibt die Be schichtung um die Eisenpulverkörnchen erhalten. Die Isolation durch die Beschichtung der Eisenpulverkörnchen untereinander unterbindet großflächige Wirbelströme inner halb des Stators, die sonst im magnetischen Wechselfeld entstehen und zu erhebli chen magnetischen Verlusten führen. Der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine kann somit erhöht werden beziehungsweise höhere Drehmomente der elektrischen Maschine können in einem kleineren Bauraum realisiert werden.

Durch die drei Phasen der Transversalflussmaschine kann mittels der Regelung der Transversalflussmaschine der Anlauf der elektromotorischen Antriebskraftanordnung in eine definiert Drehrichtung ermöglicht werden, was bei einer Phasenzahl kleiner drei nicht möglich ist. Mit steigender Anzahl der Phasen kann das maximal wirkende Dreh moment gesteigert werden und gleichzeitig die Drehmomentschwankungen reduziert werden. Die Anzahl der Phasen kann bei der Transversalflussmaschine unabhängig von der Polpaarzahl gewählt werden, sodass die Transversalflussmaschine modular erweiterbar ist. Demgegenüber erhöht eine größere Phasenzahl den steuerungstech nischen Aufwand zur Regelung der elektrischen Maschine. Es ist daher insbesondere denkbar, dass die Transversalflussmaschine mehr als vier Phasen, insbesondere mehr als sechs Phasen, und weniger als zwölf Phasen, insbesondere weniger als acht Phasen, aufweist.

Der Radträger, mit dem der Stator drehfest verbindbar ist, ist gegenüber dem Kraft fahrzeug - abgesehen von Einfederbewegungen - ortsfest angeordnet. Der Stator ist mit dem Radträger zumindest mittelbar drehfest verbindbar. Der Stator kann somit un mittelbar mit dem Radträger verbindbar beziehungsweise verbunden sein. Alternativ ist es denkbar, dass der Stator über eine Trägeranordnung mit dem Radträger ver bindbar beziehungsweise verbunden ist.

In einer möglichen Ausführungsform können die Statorringe jeweils zwei Statorringele mente aufweisen. Ein Statorring kann somit auch als Statorringanordnung bezeichnet werden. Die zwei Statorringelemente eines Statorringes können jeweils mehrere Mag netflussklauen aufweisen, die axial, das heißt in Richtung der Drehachse der Trans versalflussmaschine, ineinander greifen und eine Klauenpolanordnung bilden. Die zwei Statorringelemente eines Statorringes können insbesondere jeweils zumindest 30, insbesondere zumindest 60, und/oder maximal 100, insbesondere maximal 80, Magnetflussklauen aufweisen. Dabei gilt insbesondere, dass eine hohe Anzahl an Po len eine geringe radiale Bauhöhe der Statorringe bzw. der Rotorringe ermöglicht, wel che beispielsweise kleiner als 4 cm sein kann. Ein Statorring kann insbesondere meh rere Statorringsegmente umfassen, die in Umfangsrichtung um eine Drehachse der elektrischen Maschine berührend zueinander angeordnet sind. Die Statorringseg mente können Formschlussmittel für die Verbindung in Umfangsrichtung untereinan der aufweisen und/oder anderweitig miteinander gefügt sein. Die Statorringsegmente können insbesondere durch ein Sinter-Verfahren hergestellt werden. Sintern ist ein hocheffizientes Fertigungsverfahren, das insbesondere in der Massenfertigung einge setzt werden kann, allerdings sind die maximalen Bauteildimensionen, die gefertigt werden können, limitiert. Für gesinterte Statorringe ist es daher ab einer kritischen Größe vorteilhaft, die Statorringe aus Statorringsegmenten zusammenzusetzen. Bei spielsweise kann ein Statorring aus mehr als drei, insbesondere mehr als 10 oder auch mehr als 15 umfangsverteilten Segmenten zusammengesetzt sein. Die Anzahl der Segmente kann auch der Anzahl der Klauen entsprechend gestaltet sein.

In der elektromotorischen Antriebsradanordnung, die auch als Elektro-Radnabenmotor bezeichnet wird, kann ein Kühlsystem zur Regulierung der Betriebstemperatur vorge sehen sein. Es ist denkbar, dass das Kühlsystem als Luftkühlung ausgestaltet ist, bei spielsweise durch die Konvektionsfläche der elektromotorischen Antriebsradanord nung vergrößernde Kühlrippen. Eine Luftkühlung der elektromotorischen Antriebsrad anordnung kommt insbesondere bei kleinen Leistungsdichten in Betracht. Darüber hin aus ist es denkbar, dass der Träger des Stators, beispielsweise der Radträger, im Be reich der Aufnahme des Stators Kühlkanäle aufweist, die jeweils mit einem Kühlme dium durchströmbar sind. Ein derartiges Kühlsystem kommt insbesondere bei elektro motorischen Antriebsradanordnung mittlerer Leistungsdichte in Betracht. Zudem ist es denkbar, dass die Ringspulen des Stators als Hohlleiter mit einer ringförmigen Hohl kammer ausgestaltet sein können, wobei die ringförmigen Hohlkammern jeweils mit einem Kühlmedium durchströmbar sind. Durch das Durchströmen des Hohlleiters mit einem Kühlmedium kann Abwärme aus der Transversalflussmaschine abgeführt wer den. Die Transversalflussmaschine kann somit in einem optimierten Temperaturbe reich betrieben werden beziehungsweise vor Überhitzung geschützt werden. Es ist insbesondere denkbar, dass nur eine Teilzahl der Ringspulen als Hohlleiter mit einer ringförmigen Hohlkammer ausgestaltet ist. So können beispielsweise die Ringspulen der axial außen liegenden Phasen als Hohlleiter ausgeführt sein, da für diese ein ein facher Anschluss an das Kühlmedium realisiert werden kann, und die Ringspulen der axial innen liegenden Phasen können als Vollspule ausgeführt sein.

Der Rotor und die Felge können insbesondere als eine Rotor-Felgen-Einheit gestaltet sein. Die Felge kann ein Felgenstern, ein Felgenbett sowie ein äußeres und inneres Felgenhorn umfassen. Der Rotor kann insbesondere mit einer inneren Umfangsfläche des Felgenbetts fest verbunden sein. Zur Befestigung des Rotors an der Felge kom men beispielsweise kraftschlüssige Verbindungmittel, wie eine Pressverbindung, stoff schlüssige Verbindungsmittel, wie Kleben, formschlüssige Verbindungsmittel, wie Schrauben, und/oder Kombinationen hiervon in Frage. Durch die Verbindung von Ro tor und Felgenbett wird eine integrale Baueinheit gebildet, das heißt die Felge bildet den Rotor. Es ist jedoch auch möglich, dass die Felge lösbar mit dem Rotor verbunden wird, beispielsweise mittels Schrauben.

In einer Ausführungsform kann der Rotor je Phase der Transversalflussmaschine ei nen Rotorring aus einem weichmagnetischen Verbundwerkstoff aufweisen. Durch die Verwendung des weichmagnetischen Verbundwerkstoffes in den Rotorringen des Ro tors ergibt sich eine Reduktion der durch das magnetische Wechselfeld induzierten Wirbelströme analog zu den obigen Ausführungen zum Stator, sodass eine weitere Wirkungsgraderhöhung elektrischen Maschine erzielt werden kann. Der weichmagne tische Verbundwerkstoff, der für die Fierstellung des Stators verwendet wird, und der weichmagnetische Verbundwerkstoff, der für die Fierstellung des Rotors verwendet wird, können gleich sein. Es ist allerdings auch denkbar, dass für den Stator und den Rotor unterschiedliche, für den jeweiligen Einsatzzweck angepasste, weichmagneti sche Verbundwerkstoffe verwendet werden. Alternativ kann der Rotor je Phase der Transversalflussmaschine einen Permanentmagnetring aufweisen. Der Permanent magnetring kann beispielsweise in das Felgenbett eingeklebt beziehungsweise auf das Felgenbett aufgeklebt sein, was gleichermaßen auch für die Rotorringe aus weich magnetischem Verbundwerkstoff der Fall sein kann.

In einer Ausführungsform können die Rotorringe jeweils zwei Rotorringelemente auf weisen. Der Rotorring kann daher auch als Rotorringanordnung bezeichnet werden. Die zwei Rotorringelemente eines Rotorringes können zumindest Magnetflussklauen aufweisen. Die Anzahl der Magnetflussklauen eines Rotorringelementes kann der An zahl der Magnetflussklauen der Statorringelemente entsprechen oder zu dieser ähn lich sein. Insbesondere kann die Anzahl der Magnetflussklauen der Rotorringelemente von der Anzahl der Magnetflussklauen der Statorringelemente um beispielsweise fünf oder zehn Magnetflussklauen abweichen. Die Rotorringelemente können aus mehre ren Rotorringsegmenten zusammengesetzt sein, die wie weiter oben für die Stator ringsegmente erläutert mittels eines Sinter-Verfahrens hergestellt sein können.

Die Magnetflussklauen der Statorringelemente bilden auf einem Außenumfang des Stators eine erste Magnetpolanordnung und die Magnetflussklauen der Rotorringelemente bilden auf dem in den Umfang des Rotors eine zweite Magnetpo lanordnung, wobei sich die erste Magnetpolanordnung und die zweite Magnetpolan ordnung radial gegenüberliegen. Die Zahl der Magnetflussklauen der Statorringele mente und die Zahl der Magnetflussklauen der Rotorringelemente können je nach Ein satzzweck der elektrischen Maschine entweder gleich oder abweichend voneinander gewählt werden.

Jeweils zwischen den zwei Rotorringelementen eines Rotorringes kann ein Kurz schlussring angeordnet sein, sodass die Transversalflussmaschine als Asynchronmo tor beziehungsweise Induktionsmotor ausgeführt ist. Der Kurzschlussring ist aus leit fähigen beziehungsweise magnetisierbaren Material hergestellt.

Alternativ kann zwischen den zwei Rotorringelementen eines Rotorringes jeweils ein Permanentmagnetring angeordnet sein, sodass die Transversalflussmaschine als per manenterregter Synchronmotor ausgeführt ist. Dabei kann der Permanentmagnetring mehrere Permanentmagnetringsegmente umfassen. Die Permanentmagnetringseg mente sind in Umfangsrichtung angeordnet.

Die Rotorringe mit den zugehörigen zwei Rotorringelementen können einteilig herge stellt sein. Alternativ oder in Kombination können auch die Statorringe mit den zuge hörigen zwei Statorringelementen einteilig hergestellt sein. Die einteilige Herstellung der Statorringe beziehungsweise der Rotorringe kann insbesondere mittels eines 3D- D ruckverfahre ns erfolgen. Hierbei ist es insbesondere denkbar, dass der Druck der Statorringe um vorgefertigte Ringspulen als Kern erfolgt. Darüber hinaus ist es insbe sondere denkbar, dass der Stator zusammen mit einem Trägerelement mittels 3-D Druckverfahren einteilig hergestellt ist. Hierbei ist es insbesondere denkbar, dass die Statorringe des Stators aus einem weichmagnetischen Verbundmaterial und das Trä gerelement aus einem davon abweichenden Material hergestellt sind. Für die einteilige Herstellung der Rotorringe mittels 3D-Druckverfahren ist es insbesondere denkbar, dass der Druck um einen vorgefertigten Kurzschlussring beziehungsweise einen ring förmigen Permanentmagneten als Kern erfolgt.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Stator zumindest eine Innendichtscheibe aufweisen und der Rotor kann zumindest eine Außendichtscheibe aufweisen, wobei die zumindest eine Innendichtscheibe und die zumindest eine Außendichtscheibe als Labyrinthdichtung Zusammenwirken, die in axialer Überdeckung mit einem Luftspalt zwischen den Statorringen und den Rotorringen angeordnet ist. Durch das Zusam menwirken der Innendichtscheibe und der Außendichtscheibe als Labyrinthdichtung auf einer Seite des Luftspalt kann beispielsweise ein abgedichteter Raum zwischen der Labyrinthdichtung und der Felge realisiert werden, in dem der Rotor und der Stator vor Umwelteinflüssen geschützt aufgenommen werden. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass auf beiden Seiten des Luftspalts zwischen den Statorringen und den Rotorringen jeweils eine Innendichtscheibe und eine Außendichtscheibe angeordnet sind.

In einer Ausführungsform kann eine Bremsanlage, insbesondere eine Scheibenbrems anlage, radial innenliegend zu dem Stator angeordnet sein. Hierdurch kann ein kom pakter axialer Aufbau der elektromotorischen Antriebsradanordnung realisiert werden.

Die elektromotorische Antriebsradanordnung kann in einer Ausführung einen Win kelsensor aufweisen, der ein Signal zur gleichzeitigen Steuerung der T ransversalfluss- maschine und eines Antiblockiersystems (ABS) des Kraftfahrzeuges generiert. Für ei nen effektiven und schwingungsarmen Betrieb eines Elektromotors ist eine hochauflö sende akkurate Winkelmessung notwendig. Der Winkelsensor weist daher insbeson dere eine Auflösung von weniger als ein Winkelgrad auf. Übliche ABS- Winkelsenso ren weisen eine grobe Auflösung auf, die insbesondere oberhalb von 5 Winkelgrad liegt. Messungenauigkeiten des ABS-Winkelsensors werden im ABS-Regler durch Schätzung, Extra- und Interpolation herausgerechnet. Durch die gleichzeitige Steue rung der Transversalflussmaschine und des Anti-Blockier-Systems über ein gemein sames Signal des hochauflösenden Winkelsensors kann die Regelgüte und somit das Fahrverhalten während des Eingriffs des Anti-Blockier-Systems verbessert werden. Die Elektronik zur Ansteuerung der Transversalflussmaschine kann zentral im Fahr zeug angeordnet sein. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Elektronik zur Ansteu erung der Transversalflussmaschine zumindest teilweise im Radträger integriert ist.

In einer Ausführungsform kann der Stator unmittelbar mit dem Radträger fest verbun den sein. In einer möglichen alternativen Ausführungsform kann der Stator mit einem Träger fest verbunden ist, wobei der Träger drehend auf der Felge gelagert und mit dem Radträger drehtest verbunden sein. Die alternative Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass Spiele zwischen dem Radträger und der Felge, insbesondere die Spiele das Radlagers, keinen Einfluss auf die Ausrichtung des Rotors und des Stators zueinander haben und der Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator somit weit- gehend konstant gehalten werden kann.

Ausführungsbeispiele der elektromotorischen Antriebsradanordnung für ein Kraftfahr zeug werden nachstehend anhand der Figurendarstellungen erläutert. Hierin zeigt Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße elektromotorische An triebsradanordnung in einer ersten Ausführungsform;

Figur 2A eine perspektivische Ansicht des Stators der elektromotorischen An triebsradanordnung aus Figur 1 ;

Figur 2B eine perspektivische Ansicht eines ersten Statorringelements des Stators aus Figur 2A;

Figur 2C eine perspektivische Ansicht eines zweiten Statorringelements des Sta tors aus Figur 2A;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht des Stators der elektromotorischen An triebsradanordnung aus Figur 1 in einer weiteren Ausführungsform; Figur 4A eine perspektivische Ansicht des Stators der elektromotorischen An triebsradanordnung aus Figur 1 in einer weiteren Ausführungsform;

Figur 4B ein Umfangsabschnitt eines Statorringelements aus Figur 4A im Detail; Figur 4C zwei Segmente zweier axial benachbarter Statorringelemente des Sta tors aus Figur 4A als Einzelheit;

Figur 5 eine Detailansicht des Stators und des Rotors der elektromotorischen

Antriebsradanordnung aus Figur 1 in einem Längsschnitt;

Figur 6 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße elektromotorische An triebsradanordnung in einer zweiten Ausführungsform;

Figur 7 eine Detailansicht des Stators und des Rotors der elektromotorischen

Antriebsradanordnung aus Figur 6 in einem Längsschnitt in einer ersten Ausgestaltung;

Figur 8 eine Detailansicht des Stators und des Rotors der elektromotorischen

Antriebsradanordnung aus Figur 6 in einem Längsschnitt in einer zweiten Ausgestaltung; Figur 9 eine Detailansicht des Stators und des Rotors der elektromotorischen Antriebsradanordnung aus Figur 6 in einem Längsschnitt in einer dritten Ausgestaltung; und

Figur 10 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße elektromotorische An triebsradanordnung in einer weiteren Ausführungsform.

Die Figuren 1 bis 5, die im Folgenden gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße elektromotorische Antriebsradanordnung 1 in einer ersten Ausfüh rungsform. Die elektromotorische Antriebsradanordnung 1 weist eine Felge 26 auf, die um eine Längsachse L1 drehbar angeordnet ist und über Befestigungsmittel 38 mit einer Radnabe 30 drehfest verbunden ist. Die Felge 26 kann aus Stahl, Aluminium oder einem Kunststoffverbundmaterial gefertigt sein. Die Felge 26 umfasst ein Felgen bett 27 mit innerem und äußerem Felgenhorn 48, 49, auf dem ein nicht dargestellter Reifen aufgezogen werden kann, und einen geschlossenen, scheibenförmigen Fel genstern 28, der Aufnahmebohrungen für die Befestigungsmittel 38 aufweist. Die Rad nabe 30 ist über ein Radlager 31 gegenüber einem Radträger 16 drehend gelagert. Der Radträger 16 ist über ein Federbein 32 federnd an der nicht dargestellten Karos serie eines Kraftfahrzeuges abgestützt. Ein unterer Abschnitt des Radträgers 16 ist an einem Querlenker 47 gelenkig gelagert, der mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist.

Die elektromotorische Antriebsradanordnung 1 umfasst zudem eine elektrische Ma schine in Form einer Transversalflussmaschine 2 mit einem Stator 3 und einem Rotor 17, die in magnetische Wechselwirkung zueinander gebracht werden können. Die elektromotorische Antriebsradanordnung 1 kann auch kurz als Elektro-Felgenmotor bezeichnet werden.

Der Stator 3 umfasst drei Ringspulen 5, 6, 7, die jeweils als eine Phase der Transver salflussmaschine 2 separat bestrombar sind. Die Transversalflussmaschine 2 weist somit im vorliegenden Fall drei Phasen auf, die insbesondere einen gleichmäßigen Phasenversatz zueinander aufweisen. Es ist allerdings grundsätzlich denkbar, dass die Transversalflussmaschine 2 mehr als drei Phasen aufweist. Die Ringspulen 5, 6, 7 sind als Umfangswicklung um die Längsachse L1 angeordnet. Im vorliegenden Fall weisen die Ringspulen 5, 6, 7 jeweils eine Vielzahl von Wicklungen auf. Es ist aller dings auch denkbar, dass die Ringspulen 5, 6, 7 jeweils nur eine Wicklung aufweisen oder sich jeweils aus mehreren phasengleich bestromten Teilringspulen zusammen setzen. Die Ringspulen 5, 6, 7 sind jeweils in einem Statorring 8, 9, 10 aus einem weichmagnetischen Verbundmaterial angeordnet. Axial zwischen den Statorringen 8, 9, 10 kann eine in den Figuren nicht dargestellte magnetische Isolierung vorgesehen sein, beispielsweise durch Ringelemente mit einem hohen magnetischen Widerstand.

Die Statorringe 8, 9, 10 sind mit einem Außenumfang eines Trägers 4 drehtest ver bunden. Der Träger 4 ist über Lagermittel, insbesondere zwei gedichtete Wälzlager 29, 29‘ gegenüber der Felge 26, insbesondere auf einem Nabenabschnitt der Felge 26, drehend gelagert und über nicht dargestellte Befestigungsmittel mit dem Radträger 16 drehtest verbunden. Der Stator 3 beziehungsweise die Statorringe 8, 9, 10 sind somit bei dieser ersten Ausgestaltung der elektromotorischen Antriebsradanordnung mittelbar über den Statorträger 4 mit dem Radträger 16 drehtest verbunden, wobei der Stator 3 über den Statorträger 4 radial beziehungsweise drehbar an der Felge 26 ge lagert ist. Durch die radiale Lagerung des Stators 3 in der Rotor-Felgen-Einheit ergibt sich eine hohe Positionsgenauigkeit des Stators 3 relativ zum Rotor 17, welche ent sprechend geringe radiale Spaltmaße ermöglichen.

Die Statorringe 8, 9, 10 sind jeweils aus einem ersten Statorringelement 1 1 und einem zweiten Statorringelement 1 V zusammengesetzt. Im vorliegenden Fall sind die ersten Statorringelemente 1 1 und die zweiten Statorringelemente 1 1‘ identisch gestaltet und um 180° bezüglich einer Senkrechten zu der Längsachse L1 verdreht zueinander an geordnet. Das erste Statorringelementen 1 1 und das zweite Statorringelement 1 1‘ lie gen sich somit mit einer jeweiligen Frontseite gegenüber. Es ist allerdings auch denk bar, dass die ersten Statorringelement 1 1 und die zweiten Statorringelement 1 T je weils eines Statorrings 8, 9, 10 unterschiedlich ausgestaltet sind, beispielsweise zur Optimierung der Führung des durch die Ringspulen 5, 6, 7 induzierten magnetischen Flusses.

Die ersten Statorringelemente 1 1 und die zweiten Statorringelemente 1 T weisen je weils eine Vielzahl von Magnetflussklauen 12, 12‘ auf, die von einem Ringabschnitt 13, 13‘ axial in Richtung der Längsachse L1 vorstehen. Die Magnetflussklauen 12, 12‘ sind auf einem Außenumfang des Ringabschnitts 13, 1 3‘ in Umfangsrichtung gleich mäßig beabstandet voneinander angeordnet. Die Magnetflussklauen 12, 12‘ sind keilförmig ausgestaltet, sodass sich über den Umfang der ersten und der zweiten Statorringelemente 1 1 , 1 1‘ eine keilförmige Magnetflussklaue 12, 12‘ mit einer keilför migen Lücke abwechselt. Im zusammengesetzten Zustand eines ersten Statorringele ments 1 1 und eines zweiten Statorringelements 1 1‘ zu einem Statorring 8, 9, 10 greifen die Magnetflussklauen 12 des ersten Statorringelements 1 1 in die keilförmigen Lücken des zweiten Statorringelements 1 1‘ und die Magnetflussklauen 12‘ das zweiten Stator ringelements 1 1‘ greifen in die keilförmig Lücken des ersten Statorringelements 1 1 .

Das erste Statorringelement 1 1 und das zweite Statorringelement 1 1‘ eines Statorrings 8, 9, 10 bilden in einem Längsschnitt einen offenen Ring um die jeweils in dem Stator ring 8, 9, 10 angeordnete Ringspule 5, 6, 7, wobei die Öffnung des Rings durch einen Luftspalt zwischen zwei gegenüberliegenden Magnetflussklauen 12, 12‘ gebildet wird. Bei Bestromung einer Ringspule 5, 6, 7 wird der so erzeugte magnetische Fluss in dem jeweils zugehörigen Statorring 8, 9, 10 so geführt, dass eine der zwei gegenüber liegenden Magnetflussklauen 12, 12“ einen positiven magnetischen Pol und die andere der zwei gegenüberliegenden Magnetflussklauen 12“, 12 einen negativen magneti schen Pol darstellt. Über den Umfang der Statorringe 8, 9, 10 wechseln sich somit positive magnetische Pole und negative magnetische Pole ab. Durch Umkehrung der Bestromung der jeweiligen Ringspule 5, 6, 7 kann die magnetische Polung der Mag netflussklauen 12, 12“ umgekehrt werden.

Die ersten Statorringelemente 1 1 und die zweiten Statorringelemente 1 1‘ weisen zu dem an einem radial innenliegenden Ende des Ringabschnitts 13, 13“ einen Hülsen abschnitt 14, 14“ auf, mit dem die ersten Statorringelemente 1 1 beziehungsweise die zweiten Statorringelemente 1 1‘ auf dem Außenumfang des Trägers 4 sitzen. Der Hül senabschnitt 14, 14“ weist eine axiale Stirnfläche 15, 15“ auf. Im zusammengesetzten Zustand eines ersten Statorringelements 1 1 und eines zweiten Statorringelements 1 1‘ zu einem Statorring 8, 9, 10 sind die axiale Stirnfläche 15 des ersten Statorringele ments 1 1 und die axiale Stirnfläche 15“ des zweiten Statorringelements 1 1‘ miteinander in Anlage. Die Magnetflussklauen 12 des ersten Statorringelements 1 1 und die Mag netflussklauen 12“ des zweiten Statorringelements 1 1“ können somit axial zueinander positioniert werden. Das erste Statorringelement 1 1 und das zweite Statorringele ment 1 1“ können im Bereich der axialen Stirnflächen 15, 15“ miteinander gefügt sein, beispielsweise verklebt oder verschweißt sein. Alternativ ist es denkbar, dass das erste Statorringelement 1 1 und das zweite Statorringelement 1 1‘ axial miteinander ver spannt sind, sodass das erste Statorringelement 1 1 und das zweite Statorringelement 1 1‘ im Bereich der axialen Stirnflächen 15, 15‘ reibschlüssig miteinander verbunden sind.

Aufbau und Funktionsweise der Varianten der Statorringelemente 1 1 , 1 1‘ gemäß den Figuren 2A-2C, Figur 3 sowie den Figuren 4A-4C entsprechen einander weitestge hend. Nachstehend wird auf Besonderheiten eingegangen. Bei der in Figur 2A gezeig ten Variante sind die ineinander greifenden ersten und zweiten Statorringelemente 1 1 , 1 1‘ jeweils einteilig gestaltet. Bei der in Figur 3 gezeigten Variante sind die ineinander greifenden ersten und zweiten Statorringelemente 1 1 , 1 1‘ jeweils aus mehreren über den Umfang verteilten Ringsegmenten 50, 50' zusammengesetzt. Die Ringsegmente 50, 50' werden miteinander beziehungsweise mit dem Träger 4 verbunden. Bei der vorliegenden Variante sind jeweils vier Segmente 50, 50' über dem Umfang vorgese hen, wobei es sich versteht, dass auch eine andere Anzahl möglich ist. Die Ringseg mente 50, 50' haben radiale Verbindungsfläche, mit denen zwei in Umfangsrichtung benachbarte Segmente miteinander in Kontakt sind. Bei der in den Figuren 4A bis 4C gezeigten Variante sind die axial ineinander greifenden ersten und zweiten Statorrin gelemente 1 1 , 1 1“ auch aus mehreren über den Umfang verteilten Ringsegmenten 50, 50' zusammengesetzt. Die Anzahl der Ringsegmente 50, 50' ist hier deutlich größer und entspricht insbesondere der Anzahl der umfangsverteilten Klauen 12, 12'. Die Ringsegmente 50, 50' werden bei der vorliegenden Variante formschlüssig miteinan der verbunden. Hierfür hat jedes Ringsegment 50, 50' an einer Umfangsseite einen Vorsprung 52 und an der anderen Umfangsseite eine Ausnehmung 53. Ein Vorsprung 52 eines Ringsegments greift in gefügtem Zustand in die Ausnehmung des in Um fangsrichtung benachbarten Ringsegments nach Art eines Puzzles ein. Die Ringseg mente 50 des Statorrings 1 1 sind gegenüber den Ringsegmenten 50' des axial be nachbarten Statorrings 1 1 ' in Umfangsrichtung um eine halbe Teilung versetzt ange ordnet. Zwei axial benachbarte Ringsegmente 50, 50' können über axiale Form schlussmittel miteinander verbunden sein, die insbesondere in Form von einer axialen Ausnehmung 54 und einem axialen Vorsprung 55 je Segment gestaltet sein können.

Der Rotor 17 ist fest mit der Felge 26 verbunden, wobei die so gebildete Baueinheit auch als Rotor-Felgen-Einheit bezeichnet werden kann. Der Rotor 17 umfasst drei Permanentmagnetringe 40, die mit einem Innenumfang des Felgenbettes 27 der Felge 26 drehtest verbunden sind. Die Permanentmagnetringe 40 können dabei insbeson dere mit dem Felgenbett 27 verklebt sein oder direkt in das Felgenbett 27 eingegossen sein. Der Rotor 17 bildet somit zusammen mit der Felge 26 eine integrale Baueinheit mit einer kompakten radialen Baugröße. Die Permanentmagnetringe 40 umfassen über den Umfang gleichmäßig verteilte Permanentmagnetsegmente, die in Umfangs richtung jeweils abwechselnd eine umgekehrte magnetische Polung aufweisen. Das heißt in Umfangsrichtung folgt bei einem Permanentmagnetring 40 auf ein Permanent magnetsegment mit positiver magnetischer Polung nach radial innen ein Permanent magnetsegment mit negativer magnetischer Polung nach radial innen, und umgekehrt.

Jeweils ein Permanentmagnetring 40 liegt einem Statorring 8, 9, 10 radial gegenüber, wobei zwischen den Statorringen 8, 9, 10 beziehungsweise dem Stator 3 und den Per manentmagnetringen 40 beziehungsweise dem Rotor 17 ein Luftspalt 45 gebildet ist. Über den Luftspalt 45 können die vom Stator 3 und dem Rotor 17 erzeugten Magnet felder in Wechselwirkung gebracht werden, sodass ein Drehmoment über den Rotor 17 auf die Felge 26 aufgeprägt wird. Das von den Permanentmagnetringen 40 bezie hungsweise dem Rotor 17 erzeugte Magnetfeld ist dabei stationär zu der Felge 26 und das von den Ringspulen 5, 6, 7 des Stators 3 erzeugte Magnetfeld wird als Drehfeld angesteuert. Der Luftspalt 45 wird zu Erhöhung des Wirkungsgrads der Transversal flussmaschine 2 möglichst gering gehalten.

An dem Träger 4 ist eine Innendichtscheibe 43 befestigt, die mit einer Außendicht scheibe 44, die an dem Felgenbett 27 der Felge 26 befestigt ist, eine Labyrinthdichtung bildet. Die Innendichtscheibe 43 und die Außendichtscheibe 44 sind in axialer Über deckung mit dem Luftspalt 45 angeordnet. Zusammen mit den gedichteten Lagern 29, 29‘ dichtet die Labyrinthdichtung den Raum zwischen der Felge 26 und dem Träger 4, in dem die T ransversalflussmaschine 2 mit dem Stator 3 und dem Rotor 17 angeordnet ist, gegenüber Umwelteinflüssen ab.

Radial innenliegend zu dem Rotor 3 der Transversalflussmaschine 2 ist eine Brems anlage 33 angeordnet. Die Bremsanlage 33 weist einen Bremssattel 34 auf, der mit dem Radträger 16 drehfest und axial verschiebbar verbunden ist. Über einen Brems- Zylinder 35 kann zur Verzögerung des Kraftfahrzeugs eine Bremsscheibe 37, die dreh fest mit der Radnabe 30 verbunden ist, zwischen Bremsbelägen 36, 36‘ mit einem Reibmoment beaufschlagt werden. Durch den radial kompakten Aufbau der Transver salflussmaschine 2 kann die Bremsanlage 33 zumindest teilweise in radialer Überde ckung mit der Transversalflussmaschine 2 angeordnet werden, sodass sich ein axial kompakter Aufbau der elektromotorischen Antriebsradanordnung 1 realisieren lässt. Die elektromotorische Antriebsradanordnung 1 weist zudem einen Winkelsensor 42 auf, der beispielsweise an dem Träger 4 befestigt sein kann und die relative Drehzahl der Felge 26 zu dem Träger 4 aufnehmen kann. Das durch den Winkelsensor 42 ge nerierte Signal wird zur gleichzeitigen Steuerung der Transversalflussmaschine und einem Antiblockiersystem des Kraftfahrzeugs verwendet.

In den Figuren 6 bis 9, die im Folgenden gemeinsam beschrieben werden, ist eine erfindungsgemäße elektromotorische Antriebsradanordnung V in einer zweiten Aus führungsform dargestellt. Von der ersten Ausführungsform der elektromotorischen An triebsradanordnung 1 , die in den Figuren 1 bis 5 dargestellt ist, unterscheidet sich die zweite Ausführungsform der elektromotorischen Antriebsradanordnung 1‘ im Wesent lichen durch die unmittelbare drehfeste Verbindung des Stators 3 mit dem Radträger 16‘ sowie der Ausgestaltung des Rotors 17‘. Bezüglich der Gemeinsamkeiten wird da her an dieser Stelle auf die Ausführungen zu der ersten Ausführungsform verwiesen, wobei gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Der Radträger 16‘ weist ein Aufnahmeabschnitt 46 auf, der radial außen liegend von der Bremsanlage 33 angeordnet ist. Auf einem Außenumfang des Aufnahmeab schnitts 46 sitzen die Statorringe 8, 9, 10 des Stators 3 der Transversalflussmaschine 2‘, sodass der Stator 3 unmittelbar drehfest mit dem Radträger 16‘ verbunden ist. Der Träger 4 der ersten Ausführungsform der elektromotorischen Antriebsradanordnung kann somit entfallen.

Der Rotor 17‘ der Transversalflussmaschine 2‘ umfasst drei Rotorringe 18, 19, 20, wo bei jeweils einer der Rotorringe 18, 19, 20 einem der Statorringe 8, 9, 10 radial gegen überliegt. In den Rotorringen 18, 19, 20 ist jeweils ein Kurzschlussring 39 aus einem leitfähigen Material angeordnet. Axial zwischen den Rotorringen 18, 19, 20 kann eine in den Figuren nicht dargestellte magnetische Isolierung vorgesehen sein, beispiels weise durch Ringelemente mit einem hohen magnetischen Widerstand.

Die Rotorringe 18, 19, 20 können analog zu den weiter oben im Detail beschriebenen Statorringen 8, 9, 10 gestaltet sein und sich jeweils aus einem ersten Rotorringelement 21 und einem zweiten Rotorringelement 21‘ zusammensetzen, wie beispielsweise aus Figur 7 zu entnehmen. Im vorliegenden Fall sind die ersten Rotorringelemente 21 und die zweiten Rotorringelemente 21‘ identisch gestaltet und um 180° bezüglich einer Senkrechten zu der Längsachse L1 verdreht zueinander angeordnet. Es ist allerdings auch denkbar, dass die ersten Rotorringelemente 21 und die zweiten Rotorringele mente 21‘ unterschiedlich ausgestaltet sind, beispielsweise zur Optimierung der Füh rung des magnetischen Flusses.

Die ersten Rotorringelemente 21 und die zweiten Rotorringelemente 21‘ weisen jeweils eine Vielzahl von Magnetflussklauen 22, 22‘ auf, die von einem Ringabschnitt 23, 23‘ axial in Richtung der Längsachse L1 vorstehen. Die Magnetflussklauen 22, 22‘ der Rotorringelemente 21 , 21‘ sind auf einem Innenumfang des Ringabschnitts 23, 23‘ in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet voneinander angeordnet. Die Magnetfluss klauen 22, 22‘ der Rotorringelemente 21 , 21“ sind dabei keilförmig ausgestaltet, sodass sich über den Umfang der ersten und der zweiten Rotorringelemente 21 , 21“ eine keil förmige Magnetflussklaue 22, 22“ mit einer keilförmigen Lücke abwechselt. Im zusam mengesetzten Zustand eines ersten Rotorringelements 21 und eines zweiten Rotor ringelements 21“ zu einem Rotorring 18, 19, 20 greifen die Magnetflussklauen 22 des ersten Rotorringelements 21 in die keilförmigen Lücken des zweiten Rotorringele ments 21“ und die Magnetflussklauen 22“ das zweiten Rotorringelements 21“ in die keilförmig Lücken das ersten Rotorringelements 21 .

Das erste Rotorringelement 21 und das zweite Rotorringelement 21“ eines Rotorrings 8, 9, 10 bilden in einem Längsschnitt einen offenen Ring um den jeweiligen Kurz schlussring 39, wobei die Öffnung des Rings durch einen Luftspalt zwischen zwei sich axial gegenüberliegenden Magnetflussklauen 22, 22“ gebildet wird. Der durch die Wechselwirkung mit dem Magnetfeld des Stators 3 erzeugte magnetische Fluss in dem Rotorring 18, 19, 20 wird so geführt, dass eine der zwei sich axial gegenüberlie genden Magnetflussklauen 22, 22“ einen positiven magnetischen Pol und die andere der zwei sich axial gegenüberliegenden Magnetflussklauen 22“, 22 einen negativen magnetischen Pol darstellt. Über den Umfang eines Rotorrings 18, 19, 20 wechseln sich somit positive magnetische Pole und negative magnetische Pole ab.

Die ersten Rotorringelemente 21 und die zweiten Rotorringelemente 21‘ weisen zudem an einem radial außenliegenden Ende des Ringabschnitts 23, 23‘ einen Hülsenab schnitt 24, 24‘ auf, mit dem die ersten Rotorringelemente 21 beziehungsweise die zweiten Rotorringelemente 21‘ auf dem Innenumfang des Felgenbettes 27 sitzen. Der Hülsenabschnitt 24, 24‘ weist eine axiale Stirnfläche 25, 25‘ auf. Im zusammengesetz ten Zustand eines ersten Rotorringelements 21 und eines zweiten Rotorringelements 21‘ zu einem Rotorring 18, 19, 20 sind die axiale Stirnfläche 25 des ersten Rotorrin gelements 21 und die axiale Stirnfläche 25‘ des zweiten Rotorringelements 21‘ mitei nander in Anlage. Die Magnetflussklauen 22 des ersten Rotorringelements 21 und die Magnetflussklauen 22‘ des zweiten Rotorringelements 21‘ können somit axial zueinan der positioniert werden. Die Rotorringelemente 21 , 21‘ eines Rotorringes 18, 19, 20 können im Bereich der axialen Stirnflächen 25, 25‘ gefügt sein, beispielsweise verklebt oder geschweißt sein. Alternativ ist auch denkbar, dass das erste Rotorringelement 21 und das zweite Rotorringelement 21‘ eines Rotorringes 18, 19, 20 axial miteinander verspannt sind, sodass das erste Rotorringelement 21 in das zweite Rotorringelement 21‘ im Bereich der axialen Stirnflächen 25, 25‘ reibschlüssig miteinander verbunden sind.

Die ersten Magnetflussklauen 12, 12“ des Stators 3 und die zweiten Magnetflussklauen 22, 22“ des Rotors 17“ sind radial einander zugewandt angeordnet. Über den Luftspalt 45 können die vom Stator 3 und dem Rotor 17“ erzeugten Magnetfelder nach Art eines Asynchron-Induktionsmotors in Wechselwirkung gebracht werden, sodass ein Dreh moment über den Rotor 17“ auf die Felge 26 aufgeprägt wird. Der Luftspalt 45 wird zu Erhöhung des Wirkungsgrads der Transversalflussmaschine 2“ möglichst gering ge halten.

An dem Felgenbett 27 der Felge 26 ist eine zweite Außendichtscheibe 44“ befestigt, die zusammen mit dem Aufnahmeabschnitt 46 das Radträger 16“ eine zweite Laby rinthdichtung bildet. Die erste Labyrinthdichtung bestehend aus Innendichtscheibe 43 und Außendichtscheibe 44 dichtet somit zusammen mit der zweiten Labyrinthdichtung einen Raum zwischen Felgenbett 27 und dem Aufnahmeabschnitt 46 des Radträger 16‘, in dem die Transversalflussmaschine 2‘ aufgenommen ist, gegenüber Umweltein flüssen ab.

Die Bremsanlage 33 ist radial zwischen dem Radlager 31 und dem Aufnahmeab schnitt 46 des Radträgers 16‘ angeordnet. Der Stator 3 sowie auch der Rotor 17‘ der Transversalflussmaschine 2‘ sind vollständig in axialer Überdeckung mit der Brems anlage 33 angeordnet. Hierdurch weist die elektromotorische Antriebsradanordnung 1‘ axial einen hochkompakten Aufbau auf.

Figur 8 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Transversalflussmaschine 2“ als per manenterregter Synchronmotor. Die Transversalflussmaschine 2“ weist einen Sta tor 3‘ auf, bei dem die Ringspulen 5, 6, 7 als Hohlleiter mit einer ringförmigen Hohl kammer 41 ausgeführt sind. Die Hohlkammer 41 ist jeweils mit dem Zufluss eines Kühlmediums verbindbar. Beim Durchströmen der Hohlkammern 41 durch das Kühl medium kann Wärmeenergie, die während des Betriebs der T ransversalflussmaschine 2“entsteht, abgeführt werden.

Die Transversalflussmaschine 2“ weist zudem einen Rotor 17“ auf, in dessen Rotor ringen 18, 19, 20 anstatt eines Kurzschlussrings 39 ein Permanentmagnetring 40 ein gesetzt ist, wobei die Rotorringe 18, 19, 20 darüber hinaus den Rotorringen gemäß Figur 7 entsprechend ausgestaltet sind. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird an dieser Stelle auf die Ausführungen zu den Permanentmagnetringen 40 im Zuge der Beschreibung der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsradanordnung in einer ersten Ausgestaltung gemäß den Figuren 1 bis 5 beziehungsweise Figur 7 verwiesen.

Figur 9 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung der Transversalflussmaschine 2‘“ als Synchron-Reluktanzmotor. Die Transversalflussmaschine 2‘“ umfasst den zuvor beschriebenen Stator 3‘ und einen Rotor 17‘“, dessen Rotorringe 18, 19, 20 als Hohl ringelemente, insbesondere ohne Kurzschlussringe und Permanentmagnetringe, aus gestaltet sind. Die Rotorringe 18, 19, 20 sind darüber hinaus analog zu den Rotorrin gen der Figur 7 ausgestaltet und weisen den zuvor in den Figuren 7 bis 8 beschriebe nen grundsätzlichen Aufbau auf, wobei die konkrete geometrische Dimensionierung an die Anforderung eines Reluktanzmotors angepasst sind. In Figur 10 ist eine erfindungsgemäße elektromotorische Antriebsradanordnung 1 " in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Die vorliegende Ausführungsform ent spricht in weiten Teilen der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 5, auf deren Beschreibung insofern abkürzend verwiesen wird. Dabei sind gleiche beziehungs weise einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeigen versehen, wie in den obigen Figuren.

Eine Besonderheit der Ausführungsform gemäß Figur 10 ist, dass der Rotor 17 separat von der Felge 26 gestaltet ist und mit dieser über Schrauben 38 lösbar verbindbar ist. Auf diese Weise können verschiedene Felgen beziehungsweise Räder mit Transver salflussmaschine 2 verbunden werden. Der Rotor 17 weist an einer dem Stator 3 radial außen umgebenden Innenfläche einen oder mehrere Rotorringe auf, die als Perma nentmagnetringe 40 gestaltet sein können. Ferner umfasst der Rotor 17 eine Rotor- trommel 56 mit einem radial innen liegenden Flülsenansatz, auf dem der Träger 4 des Stators 3 mittels Lagern 29 drehbar gelagert ist. Die axial innen liegende Seite zwi schen Rotor 17 und Stator 3 ist mittels eines Deckels 43 geschlossen. Rotor 17 und Stator 3 bilden bei dieser Ausführungsform eine nach außen geschlossene Baueinheit, mit welcher die Felge 26 über die Schrauben 38 mit der Radnabe 30 verbunden wer- den kann. Der Felgenstern 28 kann bei dieser Bauform auch offen beziehungsweise mit Speichen gestaltet sein. Die Radnabe 30 ist mittels des Lagers 31 auf dem Rad träger 16' drehbar gelagert.

Bezugszeichenliste

1 , 1‘ Elektromotorische Antriebsradanordnung

2, 2‘, 2“, 2‘“ T ransversalflussmaschine

3, 3‘ Stator

4 Träger

5 Ringspule

6 Ringspule

7 Ringspule

8 Statorring

9 Statorring

10 Statorring

1 1 , 1 1“ Statorringelement

12, 12“ Magnetflussklaue

13, 13“ Ringabschnitt

14, 14“ Hülsenabschnitt

15, 15“ Stirnfläche

16, 16“ Radträger

17, 17“, 17“, 17‘“ Rotor

18, Rotorring

19 Rotorring

20 Rotorring

21 , 21“ Rotorringelement

22, 22“ Magnetflussklaue

23, 23“ Ringabschnitt

24, 24“ Hülsenabschnitt

25, 25“ Stirnfläche

26 Felge

27 Felgenbett

28 Felgenstern

29, 29“ gedichtetes Lager

30 Radnabe

31 Lager

32 Federbein 33 Bremsanlage

34 Bremssattel

35 Bremszylinder

36, 36‘ Bremsbeläge

37 Bremsscheibe

38 Befestigungsmittel

39 Kurzschlussring

40 Permanentmagnetring

41 Hohlkammer

42 Winkelsensor

43 Innendichtscheibe

44, 44‘ Außendichtscheibe

45 Luftspalt

46 Aufnahmeabschnitt

47 Querlenker

48 inneres Felgenhorn

49 äußeres Felgenhorn

50, 50' Ringsegment

52, 53 Formschlusselemente 54, 55 Formschlusselemente 56 Trommel

L1 Längsachse