Beschreibung

Dia Erfindung betrifft eine elektrische Antnebsvorriehtyng zum Antfb ) eines Fahrzeugs mit einem Elektromotor, wobei der Elektromotor einen Rotor und einen Stator aufweist und wobei der Rotor und/oder der Stator eine Rotationsachse definieren, mit einer Feststelleindchtung, wobei die Festsfelieinhchtung ein Sperrorgan, welches mit dem Stator gekoppelt ist, ein Lautorgan. welches drehfest mit dem Rotor gekoppelt ist, und eine Äkfobk aufweist, wobei die Akforik das Sperrorgao zwischen einer Sperrsteflung und einer Freigabestellung umschalten kann, wobei das Sperrorgan ^" m der Sperrsteilung drehfest mit dem Lauforgan gekoppelt ist und in der f relgabesteilung das Lauforgan freigibt.

Elektrische Antriebe für Fahrzeuge bilden eine Alternative für klassische Verbrennungsmotoren und weisen insbesondere bei kurzen und mittleren Fahrtlängen gegenüber von Verbrennungsmotoren Vorteile auf. Allerdings fuhrt die Substitution von Verbrennungsmotoren durch elektrische Antriebe zu einem Umdenken bei der Umsetzung von vielen Funktionen des Fahrzeugs.

So beschäftigt sich die Druckschrift DE 10 2010 049 601 A1. _; die wohl den nächsikommenden Stand der Technik bildet, mit der Umsetzung einer Feststellbremse für ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb. In dieser Druckschrift, wird festgestellt dass die Funktion der Feststellbremse prinzipiell durch den elektrischen Antrieb über die Beaufschlagung eines Haliestroms realisiert werden kann, wobei diese Umsetzung jedoch aufgrund des Haltestroms zu einer Erhöhung des Energieverbrauchs im Stand und damit zu einer Verringerung der Reichweite führen wurde. Ais Verbesserung wird In der Druckschrift vorgeschlagen, eine Sremseinhchfung mit einem mechanischen Sperrelement zu verwenden, wobei das Sperreiement in radialer oder axialer Richtung zu einer Rotationsachse des elektrischen Antriebs zugestellt wird und mittelbar oder unmittelbar auf die Radnabe wirkt fehlet der Erfindung

Der Erfindung legt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte öder alternative Feststelleinrichtung für einen elektrischen Antrieb vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den ünferansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren. im Rahmen der Erfindung wird eine elektrische Antrlebsvorrlchfung vorgeschlagen, welch zum Antrieb eines Fahrzeugs geeignet und/oder ausgebildet Ist. insbesondere weist, die elektrische Antriebsvonlehtung eine Leistung von mehr als 10 kW zum Antrieb des Fahrzeugs auf. Das Fahrzeug Ist vorzugsweise als ein Personenkraftwagen ode als ein Lastkraftwagen ausgebildet.

Die elektrische Antrlebsvomchtung ymfassi einen Elektromotor, welcher zur Erzeugung des Antrlehsdrehrnoments zum Antrieb des Fahrzeugs ausgebildet Ist. Der Elektromotor umfassf einen in der elektrischen Antriebsvorrichtung stationär angeordneten Stator und einen relativ da u drehenden Rctor. Vorzugswelse ist der Rotor als ein Innenlaufer ausgebildet. Der Stator definiert durch seine Geometrie eine Rotationsachse. Alternativ oder ergänzend wird die Rotationsachse durch die Rotation des Rotors festgelegt.

In der allgemeinsten Auspr gung der Erfindung ist der Rotor mit mindestens einem Rad des Fahrzeugs gekoppelt und/oder koppelbar, so dass das Antriehsdrehrnornent des Elektromotors auf das mindestens mm Rad geleite werden Hann. Insbesondere bildet das Äntrie sdrehmo ent ein Hauptdrehmoment für das mindestens eine Rad des Fahrzeugs. Die elektrische Antriehsvorrlehtyng umfasst eine Feststelieinrlchtyng zum Feststeilen des mit dem Rotor gekoppelten Bereichs relativ- zu dem mit dem Stator gekoppelten Bereich der elektrischen Äntriebsvörnehtung. Die Feststelleinrichtung dient zur Fixierung des Fahrzeugs bei einem Abstellen am Hang oder dergleichen und ist damit vorzugsweise funktionsgleleh zu de klassischen Feststellbrems - auch Handbremse genannt ~ eines: Fahrzeugs mit v hrennyogsmcfor. Die Feststelleinrichtung ist insbesondere als eine Parksperre und/oder als ein Anfahrassistent für ein HIbold und/oder als ein An! rstopp a usgeh ildet . Die Feststellelnrichtung umfasst ein Sperrorgan, ein Lauforgan und eine ^■ ÄktonX die- zur Betätigung des Sperrorgans ausgebildet ist In der allgemeinster? Ausprägung der Erfindung, können das Lauforgan und/oder das Sperrorgan als separate Baufeile oder Baufeiiabschnitte oder als Bayteilhereiehe von anderen Bauteilen der elektrischen Äntnebsvornehtung ausgebildet sein.

Da Sperrorgan ist drehfest mit dem Stator gekoppelt, so dass das Sperrorgan keine Reiaiivrotation zu dem Stator durchführen kann. Allerdings ist das Sperrorgan vorzugsweise in axialer Richtung m der Rotationsac se verschiebbar relativ zu dem Stato angeordnet. Zwischen dem Stator und dem Sperrorgan könne weitere Komponenten angeordnet sein. Beispielsweise umfasst die elektrische Antriebsvorrichtung ein Gehäuse, In dem der Stator stationär befestigt ist und das Sperrorgan ist auf oäer n dem Gehäuse angeordnet. Besonders bevorzugt ist der Stator an einem öehäusedeekei befestigt und das Sperrorgan auf oder an dem Gehausedeekei angeordnet.

Da Lauforgan ist drehtest mit dem Rotor gekoppelt so dass. dieses bei einer Rotation des Roters und/oder des mindestens einen Rads mitrotiert oder mitgenomme wird. Die Äktorik ist vorzugsweise eiektromeehaoiscb ausgebildet, k n bei abweichenden Äusföhrungsformen auch pneumatisch oder hydraulisc realisiert sein. Bei besonders einfachen Äusföbrungsformen ist sogar eine handkraftbetatigfe .Äktarik möglich. Die Aktorik ist ausgebildet, das Sperrorgan zwischen einer Sperrstellung: und einer frelgabesfeilung umzusehalten. In der Sperrsteilung Ist das Sperrorga drehfest mit dem Lauforgan gekoppelt, so dass eine Drehung des Rotors und oder des mindestens einen Rads verhindert Ist. In der Freigabesteüung sind dagegen das Sperrorgan und das Lauforgan zueinander entkoppelt, so dass diese relativ zueinander drehen können. Folglich Ist auch eine Rotation des Rotors und/ode des mindestens einen Rads relativ zu dem Sperrorgan mögtieh.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Laoforgan auf einer In Bezug auf die Rotationsachse axialen Stirnselte eine Verzahnung trägt, in die das Sperrorgan in der Sperrsteliung formsehlusslg eingreift. Besonders bevorzugt ist die axiale Stirnseite in einer Radialebene zu der Rotationsachse angeordnet.

Der Vorteil der Erfindung ist es, dass durch den formschfüsslgen Eingriff des Sperrorgans In die Verzahnung sehr hohe Haltekräfte erzeugt werden können, da der formsohlueslge Eingriff eine Relativdrehung zwischen Sperrorgan und Lauforgan formschlusslg verhindert. Durch die Ano dn ng der Verzahnung auf der axialen Stirnseite wird zudem erreicht, dass der Baoraumbedarf sehr gering ausfallt, so dass d e Feststeifeinrichtung In einfacher Weise integriert werden kann.

Die Verzahnung ist vorzugsweise mit einer Wlnkeitelfung von Zahn zu Zahn von 0,5" bis 5 ^C ausgebildet. Diese vergleichsweise enge inkeltellyng hat den Vorteil, dass Totwege oder Verlustwege beim Aktivieren der Feststelleinrichtung sehr gering gehalten sind, da diese bei vielen Relativpositionierungen von Sperrorgan und Layforga einrastbar ist. Es ist ferner bevorzugt, dass die Verzahnung In einem Dyrchmesserbereleh von großer als 15 cm, vorzugsweise größer als 20 cm angeordnet ist, sodass eine ausreichende Hehelw;rkung zum Sperren des tsu organs gegeben ist. Auch aufgrund des große Durchmessers st es möglich,, dass das Sperrorgan .und/oder das Laut rgan aus Kunststoff ausgebildet sein kann, was die elektrische Antriebsvorrichtung leichter und damit besser macht und zugleich Produktionskosten deutlich senkt. Besonders bevorzugt ist die Verzahnung um die Rotationsachse vollständig umlaufend ausgebilde

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrische Antriebsvorriobtung als eine adnabenmotorelnheit ausgebildet Insbesondere ist der adnabenniotoreinbelt genau ein Rad des Fahrzeugs zugeordnet: welches es insbesondere exklusiv antreibt. Besonders bevorzugt ist die Radoa eomotoreinheit als ein Direk antrieb ausgestaltet, so dass der Rotor drehfest und/oder getriebefrei mit dem Rad gekoppelt ist und beide stets die gleiche Drehzahl aufweisen. Bei einer möglichen, besonders kompakten Ausfuhrungsform sind der Elektromotor, Insbesondere der Rotor Und/oder der Stator, und das Rad in radialer Richtung zu der Rotationsachse überlappend oder sogar deckungsgleich angeordnet Optional ymfassi die elektrische Aniriebsvorriehtyno das Rad. I dieser Ausgestaltung kommen die Vorteile hinsichtlich der verbesserten Integration der Feststelleinrichtung In die elektrische Änfhebsvorricntung besonders gut zurr! Tragen,

Bei einer Weiterbildung der Erfindung, insbesondere ausgestaltet als Radnahenmotoreinheif, ist vorgesehen, dass die Verzahnung in axialer Richtung, insbesondere axialer Projektion, überlappend, Insbesondere deckungsgleich mit dem Rotor angeordnet ist. Wie bereits zuvor erläutert wird durch den .g ol en Durchmesser der Verz hnung aufgrund von Hebeigesetzen ermöglicht große Haltekrifie aufzubringen ohne eine Überlastung des Feststellorgans oder des Lauforgans zu riskieren, Besonders bevorzugt ist di Verzahnung in radialer Richtung überlappend, insbesondere deckungsgleich mit dem Stator angeordnet, so dass die Verzahnung in einem Längsschnitt durch die Rotationsachse in einem Eckbereich angeordnet ist, de durch den Übergang von Rotor zu Stator gebildet Ist. Durch die Positionierung de Verzahnung in diesem Eckoereich wird ein ausgezeichnete Bauraumausnutzung und damit eine Verbesserung der Antriebsvorhebtung realisiert, Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, insbesondere ausgestaltet als Radnabenmotoreinhei Ist das Lauforgan als ein Ringelement ausgebildet, welches auf dem Roter ausgesteckt ist. In dieser Weiterbildung wird der Rotor als Trager für das Lauforgan verwendet so d ss eine weitere Verringerung des Bauraums für die Fesfsteileinrlchtung erreicht ist. Besonders bevorzugt weist das Ringeiement einen Flanschabschnitt der die Verzahnung trägt und sich in einer Radiaiebene zu der Rotationsachse erstreckt, und einen Rohrabschnitt auf, der in den Rotor eingesteckt wird und mit sein radialen Außenseite an dem Rotor anliegt Sei einer Alternative ist das Lauforga einstöckig in dem Rotor enthalten. Beispielsweise kann eine Stirnfläche, insbesondere eine metallische Stirnfläche des Rotors eine Stimverzahnung aufweisen, die das tauforgan bildet. Die Stirnverzahnung kann umformtechnlscb, z.B. durch eine Prägung, oder abtragend in den Rotor eingebracht sein, Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung urnlasst die Akiorlk einen Axialstell ntrieb _: insbesondere einen elektrischen Axialsteilantrieb, wobei der Asäalstellantneh ausgebildet ist, das Sperrorgan In axialer Richtung zu bewegen und gegen das Lauforgan zu fahren, so dass das Sperrorgan die Sperrsteilung ei nimmt. Der Axiaisfelantneb ist vorzugsweise als ein Spindelantrieb, insbesondere mit einem Trapezgewinde, ausgebildet Dabei ist es möglic , dass eine Spindeirnytter von einem Stellmotor bewegt und die Spindel ein ^» und ausgefahren wird oder, dass die Spindel von dem Stellmotor bewegt und di Splndeirnutier ein- und ausgefahren wird. Besonders bevorzugt st der Spindeltrieb selhsthemmend ausgebildet, um auch bei Stromausfall die eingenommene St liposltlon sicher zu halten. Bauraymfeehnisch ist es bevorzugt, wenn der Axialstellantrieh auSermitiig zu der Rotationsachse und insbesondere In dem radialen Bereich der Verzahnung angeordnet ist. Beispielsweise kann die Spindel und/oder Spsndefmufter in axialer Projektion überlappend zu der Verzahnung angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Stellmotor von dem Elektromotor und/oder einer Schnittstelle, zu dem mindestens einen Rad weggericntet, um den verfügbaren Bauraum besonders gut auszunutzen. Bei eine möglichen Weiterbildung umfasst der Axiatstellanfrieh an seinem freien Ende, also ahgewandt von der Verzahnung, eine mechanische Notsehnittstelle, die eine manuelle Betätigung des Axialsteliantnebs erlaubt, z.B. für den Fall, dass kein elektrischer Strom zu Verfügung steht. Übe die mechanische Motschnitlstelie Ist das Sperrorgan von der Sperrstellung in die Frelgahesteliung zu überführen.

Bei einer ersten möglichen Ausführungsform der Erfindung ist das Sperrorgan unmittelbar auf dem Axia Istella ntneh, insbesondere auf dem Ende der Spindel, aufgesetzt und wird von diesem gegen das lauforgan gefahren. In dieser Ausgestaltung ist das Sperrorgan als ein Stlrnzahnelemenf ausge ildet Die Reakt nskrife werden nur Im Bereich des Axiaisteüantriebs In den stationären Abschnitt der elektrischen Äniriehsvörrichfung , insbesondere I das Gehäuse bgeleitet.

Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung Ist zwischen dem Axiaistefiantrieb und dem Sperrorgan ein Federspeierter angeordnet. Oer Federspeicher ist in axialer Richtung elastisch verfom bar ausgebildet, Oer Vorteil des Federspeichers zeigt sich in insbesondere, wenn der Äxialsteliantrleb in Überlast geht oder wenn Sperrorgan und Layforgan derart in einer Winkeizwisehenstellyng zueinander angeordnet sind, dass diese nicht Ineinander geschoben werden können. In diesem Fall kann der Axialsteilantrieb trotzdem ohne Überlast in seine Endposition fahren.. Bei einer geringen elatiwerdrehung von Sperrofgan und Lauforgan können die Organe formsehlussig durch die Energie des Fedempeiehers ineinander gefahren werden. Der Federspeieher kann zum einen bei der ersten beschriebenen Aus übrungsfbrm oder zum anderen bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen zum Einsatz kommen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Sperrorgan und dem Axlalsteltantrieh ein Getriebe, insbesondere ein Hebelwerk angeordnet. Das Getriebe dient zur Übertragung oder - bei bevorzugten Weiterbildungen - zur Umsetzung des Axialhubs des Axiafsteiiantriebs in einen Äxialhuh des Sperrorgans. Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung urnfasst das Getriebe eine Ausrückgabel., wobei die Ausrückgabei an einer ersten Rosition in Umlaufriehtung mit dem Axialstelfantffe , z.8, über eine Klaue gekoppelt Ist, so dass der Äxiaisteilantneb die ÄusrOckgabe! an der ersten Position in Axialhehtung bewegen kann. An einer zweiten Position gegenüberliegend zu der ersten Position ist die Ausrückgabel stationär abgestützt. Damit bildet die Ausrückgabel eine Wfppenelnnohtung, wobei durch die zweite Position ein Soh enkpunkt definiert ist. Die Ausrückgabel Obertragt den Äxialhub von dem Axlalsteliantrieb auf das Sperrorgan. Bei einer mögliche Ausfuhruogsforrn ist das Spenorgan als eine Gegenverzahnung auf der Ausrückgabel ausgebildet wobei die Gegenverzahnung vorzugsweise komplementär zu der Verzahnung auf dem Layforgan ausgebildet ist. In Äser Äusfühmngsföf wird der Äxialhuö m einem 1 : 1-Verhältnis umgesetzt. Optional ist zwischen der Ausröckgabel und dem Sperrorgan der zuvor beschriebene Federspelcner angeordne Bei einer anderen Ausfö r ngsförrn ist das Spe rorgan als ein Sperrring ausgebildet, weicher eine oder die Gegenverz hnyng aufweist- Der Sperrring wird durch das Betriebe in axialer Richtung verschoben, um von der Freigabestellung in dte Sperrsteilung überführt u werden. Es Ist dabei besonders bevorzugt, dass der Sperrring in der Sperrsteilung umlaufend an dem Layforgan anliegt, so dass sich Verzahnung und Gegenverzahnung In einem 3öiF Bereich um die Rotationsachse formschlüssig verbinden können. Diese Ausgestaltung führt d zu, dass die benötigten Haltekräfie über einen weiten Bereich übertragen werden können, so dass die Gefahr einer Überlastung der Feststelieinrlohiung verringert ist.

Besonders bevorzugt Ist der Sperrnn auf der Aysntekgabei angeordnet bzw. wird durch diese m axialer Richtung bewegt. Hierfür ist der Sperrring in gegenüberliegenden Stellpositionen mit der Ausrückgabel verbunden, wobei die Stellpositionen zwischen den ersten und zweiten Positionen angeordnet sind. Vorzugsweise sind alle vier Positionen in einem 9Ö ^: Abstand egelmäßig um die Rotationsachse verteilt Durch einen Axiai ob des Axiaistellantnebs an der ersten wird ein Axialhub des Sperrrings mit halber Hubhöhe umgesetzt. Durch diese Umsetzung kann die Haltekraft tf.es Axiaistellaotriebs vergrößert werden, um die Funktion der Fesisteileinrlehtung auch hei einem klein dimensionierten Stellmotor sicherzustellen. Ferner werden durch diese konstruktive Ausgestaltung lppkräft vermeiden und eine gleichmäßige Bewegung ermöglicht,

Um ein Verkippen des Sperrnngs zu unterbinden kann optional vorgesehen sein, dass de Sperrring gegenüber der stationären Umgebungskonstrukllen, Insbesondere gegenüber dem Gehäuse mit mehreren im Umfsngsrichtung verteilten Federeinrichtungen abgestützt ist, die ein Verkanten des Sperrrings aussch eßen.

OpSonal ergän end unifasst die elektrische Antnebsvornohtung eine Sensonk zur Detektion der Sperrsteilung b . der Frelgabestelly g des Sperrorgans.

Durch die elektrische Änthehsvorhehtung mit der Fesfstelleinhehtung können in Abhängigkeit der Ausgesfaltung eine Vie zahl von Vorteilen erreicht werden.

Die Feststeileinrichtung ist funktionssicher und benötigt aufgrund der Anordnung der Verzahnung auf einer axialen Stirnseite nur geringe Axlalhübe und kann da er kurze: Sebaltzeite von z.B. wenige als 3Ö€ ms zwischen der Freigabesteliung der Sperrsteiung erreichen, Oer Bayraurnbedart ist gering, zugleich können aufgrund der formschlDs ige Kopplung von Sperrorgan und Laulorgan hohe Haitekräfte erzeugt werden. Die eigene Masse ist gering, da für das Sperrorgan und des Lauforgan leichte Runs offteile verwende! werden können, so dass keine unangenehmer) Geräusche entstehen können. Alternativ können Sperr- und oder Lauforgan aus einem: metallischen Werkstoff gefertigt werden. Durch die feine Winkelteilung sind die Totwege gering und damit kann die Feststellelnrichtung in einer Vielzahl von Relativpositionen von Sperrorgan und Lauforgan aktiviert werden. Durch die bevorzugte selbsthemmende Bauweise des Axlafsteilanfnebs ist die Feststelleinrichtung bistabil, da diese sowohl in der Sperrstelfung als auch in der Freigabestellung stromlos selbsthäitend ist. Für die fesfsfellelnhchiung sind nur wenige Baufeil notwendig, so dass diese robust, zuverlässig und fehierunanfäillg ist

Weitere erkmale, Vorteile und Wirkungen der E findu g ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausfuhrungsheispiels der Erfindung sowie der beigefugten Figuren, Diese zeigen: Figur 1 einen sohematlsenen Längsschnitt durch eine Radnabenmotorelnheit als ein Äusföhrungsb ispiel der Erfindung; Figur 2 eine schematich© dreidimensionale Darstellung einer

Festsleileinne stnng der Radna enmotorelnheit in der Figur 1;

Figur 3 eine Explosionsdarstellung der Feststellelnrlchtung in der Figur

Figur 4 eine Aysschnlttvergröierung de Äxialsteilantnebs In den

Figuren 2 und 3.

Öle Figur 1 zeigt in einer schematischen Sch ttdarstellung eine elektrische .Äntriebsvorrichtiing in Form von einer Radnabenmotc-reinheit 1 als ein Äusfuhrung beispiei der Erfindung, Die Radnabenmotorelnhelt 1 ist als ein Dlrektantrieh für ein Rad 2 eines Fahrzeugs ausgebildet. Das Rad 2 umfasst einen Reifen 3, der auf eine Felge 4 aufgezogen ist Die Radnaben motereinheit 1 umfasst einen Elektromotor 5. welcher einen Roter 6 und einen Stator 7 aufweist- Der Roto 6 Is als ein Innenlaufer ausgebildet und ist über eine tagereioochiung 8 auf einer Achse 9 gelagert. Der Rotor 6 ist drehfest mit der Felge und damit mit dem Rad 2 verbunden. Der Stator 7 ist über einen oder mehrere Gehlusedeckel 10 stationär befestigt Insbesondere ist de Geriäusedeckei IC) mit der Achse 9 mittelbar oder unmittelbar verbunden. Im Betrieb rotiert der Rotor 6 genieinsam mit dem Rad 2 relativ zu dem Stator 7 und dem Genäusedeckel 1ö um eine Rotationsachs 11.

Für eine hohe Integrätionsdichie sind der Rotor 6 und der Stator 7 in einem Sauraurn innerhalb des Rads 2 angeordnet Insbesondere überlappen Rotor 6 und/oder Stator 7 In Bezug auf die Rotationsachse 11 In radialer Richtung mit dem Rad 2, Insbesondere ml! dem Reifen 3 und/oder der Felge 4.

In dem Öbergangsbereieh zwischen Rotor 8 und Stator 7 ist ein Sauraum 12 in Form eines umlaufenden Rings dargestellt, der in aKlaier Richtung vo dem Rotor 6 und in radialer Richtung nach aySen von dem Stator ? begrenzt ist. Insbesondere überlappt de ia raum 12 In axialer Richtung mit dem: Rotor 6, In diesem Sauraurn 12 sind einige Komponenten einer integrierte Fesfstelieinrichtyng 13 angeordnet die in de Figuren 2 und 3 gezeigt ist Die Figur 2 und 3 zeigen die Feststelieinrichtung 13 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung bzw. in einer Explosionsdarstellung.

Die Feslstelleinrichtong 13 umfasst eine Lauforga« m Form eines Ringelements 14. Das Ringelement 14 ist aus einem z B. thermoplastischen Kunststoff ausgebildet und umfasst einen Flanschabschnitt 15 und einen Röhrabschnitt 16, Der Flanschabschnitt 18 erstreckt sich in einer Radialebene senkrecht: zu der Rotationsachse 1 1 und ist In dem Bauraum 1 angeordnet. Der Rohrabschnitt 18 ist in der Form eines geraden HohiZf linders ausgebildet und ragt In den Rotor 6 hinein und ist mit diesem drehfest verbünden. Auf dem Fiansehabschnit 15 ist auf der axialen Stirnselte eine Verzahnung 17 eingebracht, Insbesondere eingeformt Die Verzahnung 1 ? ist von dem Rotor 6 abgewandt angeordnet. Die Verzahnung 17 Ist umlaufend, Insbesondere ununterbrochen ausgebildet, wobei die Zihne m radialer Richtung zu der Rotationsachse 11 verlaufend angeordnet sind. Insbesondere bildet die V^tz^h ng 17 einen Zahnkranz. Der Abstand der Zahne der V^rz&hm 17 in Ünilaufrichtung um die Rotationsachse 11 ist so gewählt, dass sich eine Winkeltellung In Umlaufrlc tung zwischen 0,5 ^■ und 5 ^S ergibt.. Bei einem beispielhaften Durchmesser de Rads 2 von 600 mm Ist somit bezogen auf den Laufweg des Rads 2 alle 2,8 mm bis 26 mm ein Zahn angeordnet..

Femer umfasst die Feststelleinrichtung 13 ein Sperrorgan In Form eines Sperrrings 18, welcher ebenfalls aus einem z.B.. thermoplastischen Kunststoff ausgebildet ist. Dar Sperrring 18 eis ayf einer dem Ringelement 14 zugewandten axialen Stirnseite eine Gegen Verzahnung 19: auf, welche komplementär zu der Verzahnung ausgebildet is so dass Verzahnung 17 und Gegenverzahnyng 19 im Eingriff eine for schlössige Verbindung m Bezug auf die Umlayfriehtung um die Rotationsac se 11 bilden. Der Sperrring 18 bzw. die Gegenverzahnung 19 ist bzw. sind in dem Sauraum 12 angeordnet.

Wie sich aus der Figur 3 am besten ergibt, ist der Sperrring 18 über ein Vielzahl von axial ausgerichteten Federn 20 axial verschieblich oder verschiebba auf dem Gehäusedecke! 10 und somit relativ zu dem Stator 7 angeordnet ist. Die Federn 20 sind auf dem Gehäusedeckel 10 festgelegt, der Sperrring 18 weist eine korrespondierend Anzahl von axial ausgerichteten Führungen 21 auf.. De Sperrring 18 wird Im Nahenbereich durch den Gehäusedeckel 10 In axialer Richtung geführt. Äls _: Verdrehsicherung weist der Gehäusedeckel 10 eine oder mehrere Führungsnasen 34 aut die In entsprechende Ausnehrnungen im Durchgangsbereich des Sperrrings 18 eingreifen und den Sperrring 18 in Umlaufrlchtung formschlössig sichern. Durch die Anordnung ist sichergestellt das sich der Sperrring IS nicht relativ zu dem Gehäusedeckel 10 und damit zu dem Stator 7 um die Rotationsachse 1 1 verdrehen kann. Sperrung 18 und Stator 7 sind somit zueinander drehtest und zugleich zueinander axial verschiebbar angeordnet.

Funktioneil betrachte kann der Sperrrirtg 18 eine Sperrstellung ei hmen, wobei die Verzahnung 17 und die Gegenverzahnung 19 in Eingriff stehen und somit eine formschlusslge Verbindung In ümlaufrichtung bilden. Nachdem der Sperrring 18 drehfest mit dem Stator 7 und das Ringelement 14 drehtest mit dem Rotor 6 verbunden ist ist. eine Relativdrehung von Rotor 6 und Stator 7 unterbunden. Nachdem Rotor 8 und Rad 2 miteinander drehtest verbunden sind., ist auch eine Drehung des Rads 2 unterbunden. Somit wirkt die Feststeiielnhchtung 13 In Sperrsteilung des Sperrrings 18 als Feststellbremse oder Parkbremse für das Rad 2 und somit für das Fahrzeug, Nimm der Sperrring 18 dagegen eine Freigabestetiung ein, so dass Verzahnung 17 und Gegenverzahnung 19 voneinander gelöst si d, können sich Rotor 6 und Stator ? unabhängig von der Festsielleinriohtung 13 drehen und auch das Rad 2 ist freigegeben.

Die Aktulerung des Sperrrings 18 von der S errsteliung in die Freigabestellung und in Gegenrichtung wird durch eine Akiorsk- 22 umgesetzt. Die Äktorik 22 umfasst einen Axialsteilaniheb 23 und eine Äusruekgabei 24, Oer Axialsteilatitheh 23 Ist außermittig zu der Rotationsclrehachse 11 angeordnet und an dem Gehausedeekel 10 befestigt. Wie sich insbesondere aus der Figur 4 ergibt, die den Axiatsteiiantheb 23 in einem schernaiischen Längsschnitt zeigt, umfasst dieser einen Steilmotor 25, der eine Spindelmutter 28 antreibt. In der Spindelmutter 26 ist eine Spinde! 2? geführt, die bei einer Drehung der Spindetmytter 28 m axialer Richtung bewegt wird. Das Gewinde der Spindelmutter 26 hm. der Spindel 2? ist als ein selbsthemmendes Gewinde ausgebildet, welches z.B. als ein Trapezgewinde realisiert ist, .An dem freien Ende der Spindel 2? ist eine Klaue 28 befestigt, die an einer ersten Position I an der Äusruekgabei 24 angreift (siehe Figur 2).

An einer gegenüberliegenden, zweiten Position Ii ist die Ausrüekgabel 24 über eine Sehwenkeinnchtong 29 schwenkbar an dem Gehausedeokel 10 angelenki In axialer Draufsicht sind erste Position i und zweite Position Ii um 180* um die Rotationsachse 11 zueinander versetzt angeordnet, Durch eine Betätigung des Äxialstelianinebs 23 wird somit die Klaue 28 in axialer Richtung verschoben und die Ausrüekgabel 24 wie eine Wippe um die Schwenkein richtong 2§ geschwenkt An Stellpositionen III und IV, die zueinander um 180 ^" und zu den ersten und zweiten Positionen I, I um 9CT vernetzt angeordnet sind, sind die Ausröckgabel 24 und der Sperrring 18 über tVlitnahmeboizen 30 schwenkbar miteinander verbünde« > Öse Mlfnahrneholzen 30 bilden gemeinsam eine Schwenkachse, die durch die Rotationsachse 11 verläuft und senkrecht zu dieser ausge sohle! ist. Bei einer Betätigung des Axialsteilantbebs 23 wird die Klaue 28 um eist n Äxialhub in axialer Richtung verschoben. Dabei wird die Ausrückgabal 24 m die Sehwenkeinnehtung 1 geschwenkt so dass die !vlltnahrnebobten 30 in axialer Richtung um ca, den halben Axiaihub mitgenommen werden. Durch die Mitnahme der ltnahrrsehoi en 30 wird der Sperrring 18 in axialer Richtung verschoben _; sodass dessen Gegenverzahnung 18 in Eingriff mit der Verzahnung 17 kommt Die Feststeitelnrichtung 13 ist i der Sperrstellung. In gleicher Weise wird durch ein Verschieben der Klaue 28 In Gegenrichtung der Sperrring 18 von dem Ringelement 14 gelöst und die Feststeifeinrichtung 13 gibt das Rad 2 frei. Oer benötigte Axiaihub der Klaue 28 beträgt beispielsweise IG mm.

Die Feststeifeinrichtung 13 kann Senseren 31 aufweisen, welche den Zustand der Ausröckgabe! 24, also den Unterscheid S errsteilung oder Freigabestellung detefcberen und z.B. an eine Bördelektronik des Fahrzeugs weiterleiten können. Wie bereits erläutert Ist der Axialsteilantrieb 23 selbsthemmend ausgebildet so dass dieser bistabil ist insbesondere rnuss sowohl bei der Sperrstefiung als bei der Freigabestellung kein Strom für die Haitekrifte aufgewendet werden. In Semderzesfänden der Radnafeeomotoreinhelt 1 , wie z.B. bei einem Strornausiall, kann es sieh als notwendig erweisen, dass die Feststelleinrichtung manuell lösbar ist. Vor diesem Hintergrund weist der Stellmotor 25 eine Notschnittstelle 32 uf, die unter einer Kappe 33 angeordnet ist. Uber di Nefschnittstelle 32 kann mit einem speziell kodierten Schlüssel oder einem anderen Werkzeug der Stellmotor 25 gedreht werden und dadurch die Feststelieinrlchtung 13 manuell von der Sperrsfeilung in die Freigabestellung überfuhrt werden. 1 Radnahanniotoroinh s 3 Reifen

4 Feige

5 Elektromotor

6 Rotor

7 Stator

w 8 tagemindefitu ng

9 Achs©

10 Geh usedeete!

1 1 Rotationsachse

12 Bau räum

13 Fesisteifernrio iung

14 ifigetement

15 Flanschabschniö

16 Rohrabschnitt

1? Verzahnung

0 18 Sperrring

19 Gegenverzahnung

20 Feder

21 Führungen

22 Äktorlk

25 23 Axiaisteilantrie

24 Äusrücfcgafeei

25 Stellmotor

26 Spsodelmotter

2? Spsnä i

30 28 Klaue

29 Schwonkeinrlc tung

30 ltnatimebofeon 31 Sensoren

32 Hötsc n tstsite

33 Kappe

24 Führungsnasen

I erst Position Ii zw i Position

III Stellposition

IV Steliposition