CN111526999A - 用于机动车的车轮模块 - Google Patents

Abstract

设置一种用于机动车、尤其多车道轨迹式轿车的车轮模块(10)，车轮模块具有用于使机动车向前运动的车轮(22)；能转动地支承在机动车的支承架(18)上的、用于将转向运动传递到车轮(22)上的转向杆(14)；与转向杆(14)连接的、用于形成相对于车轮(22)径向偏离的铰接部位(24)的叉臂(20)；与叉臂(20)的铰接部位(24)并且与车轮(22)铰接连接的摆臂(26)；和与摆臂(26)以及叉臂(20)连接的用于对车轮(22)的相对运动进行减振的减振器(28)，其中，减振器(28)、尤其包括底盘弹簧在车轮(22)的轴向上相对于车轮(22)轴向偏离地布置。通过与车轮(22)且与叉臂(20)连接且布置在车轮(22)旁边的减振器(28)，在狭小的结构空间中实现了机动车的大的转向角。

Description

用于机动车的车轮模块

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的车轮模块，借助车轮模块能使机动车转向和/或被驱动和/或被制动和/或借助弹簧/减振单元能使机动车减振。

背景技术

由CN 206679065U已知一种具有车轮模块的机动车，其中车轮模块的车轮能围绕竖直的转向轴线转动90°，以使机动车也能够在狭窄的停车空隙中停车。

机动车始终需要能够在小的结构空间中实现大的转向角。

发明内容

本发明的目的是提出一种措施，在小的结构空间中能够实现机动车的大的转向角。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的车轮模块实现。本发明的优选的实施方式在从属权利要求以及后续的说明中给出，从属权利要求以及后续的说明能分别单独地或组合地呈现本发明的方案。

根据本发明提出一种用于机动车、尤其多车道轨迹式轿车的车轮模块，车轮模块具有：用于使机动车向前运动的车轮；能转动地支承在机动车的支承架上的、用于将转向运动传递到车轮上的转向杆；与转向杆连接的、用于形成相对于车轮径向偏离的铰接部位的叉臂；与叉臂的铰接部位并且与车轮铰接连接的摆臂；和与摆臂以及叉臂连接的、用于对车轮的相对运动进行减振的减振器，其中，减振器、尤其包括底盘弹簧在车轮的轴向上相对于车轮轴向偏离地布置。

为了使机动车转向，可以经由转向杆引入扭矩，以使车轮转动。转向杆的扭矩能从尤其与转向杆一件式实施的叉臂传递到摆臂上。在此，摆臂在与叉臂的铰接处以及在车轮上的铰接处的铰接轴线例如基本上与车轮相切，从而转向杆的扭矩仅用于使车轮转动，而不用于使摆臂摆动。特别优选地，摆臂的铰接轴线与扭矩的转动方向相切，从而转向杆的扭矩能从具有尽可能大的杠杆臂的叉臂引入到车轮中，杠杆臂尤其相当于摆臂的铰接轴线的间距。例如摆臂的铰接轴线能位于具有车轮的旋转轴线的水平平面中，而尤其转向杆的转向轴线在竖直方向中。

因为能够由减振器和/或底盘弹簧组成的弹簧支柱布置在车轮旁边而不是布置在车轮之上，实现了特别紧凑且节省结构空间的构造。在此，减振器在一端部直接地或间接地与车轮或摆臂连接并且在另一端部直接地或间接地与叉臂或转向杆连接。由此，在车轮转动时，能通过与转向杆一起转动的叉臂带动减振器。原则上，甚至能够设计车轮，使得车轮能自由地围绕转向轴线转动，因为车轮的转向角不再因在减振器处的可能的碰撞受到限制。减振器在减振运动中的变化的延伸尺寸可通过摆臂在叉臂处的摆动运动补偿。此外，车轮模块可经由将车轮在竖直方向上弹簧张紧的底盘弹簧固定在机动车的支承架上。然而也可以将底盘弹簧集成到车轮模块中，其方式例如是将底盘弹簧结合到减振器之间以及摆臂和叉臂之间，或者将减振器和底盘弹簧组合成减振支柱。这开启了能实现安装空间的进一步节省的结构自由性。在行驶道路不平整的情况下，减振器能在车轮弹性屈服时避免车轮从地面抬起，从而能保持车轮在地面上的对于行驶安全性足够的支承力。由此可在高行驶安全性的情况下实现高的行驶舒适度。通过与车轮且与叉臂连接并且布置在车轮旁边的减振器实现了在狭小的结构空间中的用于机动车的大的转向角。

特别地，在转向杆的径向上伸出的紧固凸耳与转向杆固定，其中，借助紧固凸耳相对车轮轴向偏离地固定叉臂和/或减振器。通过紧固凸耳可实现充分的偏移，以使减振器能在轴向上相对车轮偏离地连结。同时借助紧固凸耳也能使叉臂在轴向上相对车轮偏离地连结。由此无需使叉臂在径向上相对车轮间隔开地延伸。代替地可使叉臂至少部分地在车轮旁边延伸，从而沿车轮的轴向观察，车轮能至少部分地遮盖叉臂。叉臂能由此设计得更短且更紧凑，从而可降低叉臂的重量并且减少制造叉臂的材料应用。由此可降低所需的结构空间和制造成本。

优选地，转向杆的转向轴线相对水平地面的转向头角度α为70°≤α≤95°、尤其75°≤α≤93°、优选80°≤α≤90°、特别优选85°≤α≤88°。通过转向轴线的特别陡的定向可轻松实现特别大的转向角。这使得能够行驶特别狭窄的弯道。甚至能轻松地使该机动车不仅基本在纵向上，甚至在横向上行驶。由此能在纵向没有调整间距的情况下停车到特别小的停车空隙中。

特别优选地，转向杆的转向轴线相对于车轮的旋转轴线偏离和/或倾斜地定向以形成正的主销后倾角，其中，尤其转向轴线沿行驶方向完全地布置在转动轴线之前。尤其在转向杆的转向轴线相对水平地面的转向头角特别大的情况下，转向轴线在行驶方向上能完全地布置在旋转轴线之前，从而即使在车轮以不同直径具有不同尺寸的情况下也可确保正的主销后倾角。由于正的主销后倾角确保了车轮在从正前方向转出的位置中具有复位力矩，复位力矩希望车轮回到正前方向。这引起自稳定性。尤其在由于故障没有引入足够大的扭矩时，正的主销后倾角能避免车轮的不稳定的转动运动。

特别地，在摆臂和车轮之间设置能电驱动的轮毂驱动器，其中，尤其摆臂在车轮的轴向上相对轮毂驱动器轴向偏离地布置。轮毂驱动器可集成到车轮中并且在径向上布置在车轮的轮胎之内，从而轮毂驱动器无需额外的安装空间。轮毂驱动器能够单独地驱动车轮模块的车轮。尤其可为一个多车道轨迹式轿车设置多个车轮模块，车轮模块可分别单独地由相应的轮毂驱动器驱动。这实现了在机动车的行驶方向上的特别高度的灵活性和/或实现了特别小的转弯圆周。优选地，轮毂驱动器也可用于回收制动能量，以在车轮制动时产生电能。

优选地，摆臂基本上和车轮的转动轴线同轴线地与车轮铰接地连接，其中，尤其减振器、尤其包括底盘弹簧以杠杆间距相对车轮的轴线间隔开地与摆臂铰接地连接。由于减振器相对车轮的旋转轴线偏离的连结，能通过杠杆间距实现在减振器的运动和车轮的竖直运动之间的增速或减速。由此能合适地设置通过减振器作用在车轮上的力和/或在该力下达到的车轮相对运动的程度。由此可更柔和地并且更舒适地借助减振器对车轮减振。

特别优选地，设置尤其至少间接地经由底盘弹簧与减振器连接的水平调节装置，以设定车轮和/或底盘弹簧的在竖直方向上的相对位置，其中，尤其能以电的方式、液压的方式或气动的方式操作水平调节装置。借助水平调节装置，可设定车轮相对于机动车的支承架的初始位置。例如由此可实现机动车的降低，其中，对于特别不平整的地面，该降低是可逆转的。水平调节装置例如可设置在减振器和与支承架固定的底盘弹簧之间或者在支承架和底盘弹簧之间。水平调节装置例如可设置在底盘弹簧的下弹簧支座上或上弹簧支座处。

特别地，转向杆与尤其同轴线地布置的转向执行器连接以引入转向运动，其中，尤其转向执行器具有用于输出以电的方式产生的转向力矩的电机。转向执行器尤其仅用于操作车轮模块的车轮，从而优选能单独地操作车辆的每个车轮模块。在此，转向执行器可尤其直接地作用在转向杆上，从而实现特别紧凑且节省安装空间的结构以引入转向力矩。机械的转向杆可被省去。

优选地，转向杆能以至少135°、尤其135°≤β≤360°、优选180°≤β≤330°、特别优选270°≤β≤300°的转向角β转动。这使得能够行驶特别窄的弯道。甚至能轻松地使该机动车不仅基本在纵向上、甚至在横向上行驶。由此能够在没有沿纵向的调整间距的情况下停车到特别小的停车空隙中。

本发明还涉及一种机动车、尤其多车道轨迹式轿车，机动车具有：支承架；与支承架连接的、可如前所述地构造和改进的第一车轮模块；以及沿横向相对第一车轮模块偏离的、可如前所述地构造和改进的第二车轮模块，其中，第一车轮模块和第二车轮模块能彼此独立地被操作。优选地，设有沿纵向偏离的另一对车轮模块，另一对车轮模块可分别如前所述地构造和改进。这实现了在机动车的行驶方向中的特别高的灵活性和/或实现了特别小的转弯圆周。通过相应车轮模块的、与车轮且与叉臂连接的、且布置在车轮旁边的减振器，在狭小的结构空间中实现了机动车的大的转向角。

附图说明

下面参考附图根据优选的实施例示例性地描述本发明，其中，下面示出的特征可分别单独地以及组合地示出本发明的方案。其中示出：

图1示出了车轮模块的示意性原理图，以及

图2示出了图1中的车轮模块的实施方式的示意性立体图。

具体实施方式

图1中示出的用于设计成多车道轨迹式轿车的机动车的车轮模块10具有能通过转向执行器12转动的转向杆14。转向杆14可经由转向头支座16直接地或间接地能转动地支承在机动车的支承架18上，其中，转向杆14尤其例如通过轴向轴承在转向杆14的轴向上不可运动地支承。转向杆14与叉臂20固定，叉臂在车轮模块10的待转向的车轮22的旋转轴线38的水平高度上形成铰接部位24。摆臂26能摆动支承地连结在铰接部位24上，其中，摆臂26在其另一端部处与车轮22铰接地并且同轴地连接。在车轮22上和/或在摆臂26上固定有减振器28并且直接地或间接地固定有底盘弹簧，底盘弹簧在其另一端部与转向杆14和/或与叉臂20固定。在示出的实施例中，减振器28在底盘弹簧的上部支点处和转向杆14之间设有水平调节装置30。车轮22可尤其由轮毂驱动器32驱动和/或制动。

如在图2中所示，紧固凸耳34从构造成空心轴的转向杆14沿径向伸出，减振器28、底盘弹簧和可能的叉臂20借助紧固凸耳固定。由此可将减振器28、底盘弹簧和/或叉臂20沿轴向布置在车轮22旁边。尤其基本上竖直伸延的转向轴线36完全地在车轮2的旋转轴线38之前延伸，从而即使在车轮22的直径不同的情况下转向轴线22也在旋转轴线38之前作为通过车轮22的割线延伸。由此确保车轮22的正向惯性运动。

在转向执行器12使车轮2转动时，以节省空间的方式布置在车轮22旁边的减振器28和底盘弹簧可被带动，从而转向杆14的转向角没有受到减振器28或底盘弹簧的限制。由此，车轮22原理上可实施任意转数。

附图标记列表

10 车轮模块

12 转向执行器

14 转向杆

16 转向头支座

18 支承架

20 叉臂

22 车轮

24 铰接部位

26 摆臂

28 减振器

30 水平调节装置

32 轮毂驱动器

34 紧固凸耳

36 转向轴线

38 旋转轴线

Claims (10)

1.用于机动车、尤其多车道轨迹式轿车的车轮模块，所述车轮模块具有：

用于使所述机动车向前运动的车轮(22)；

能转动地支承在所述机动车的支承架(18)上的、用于将转向运动传递到所述车轮(22)上的转向杆(14)；

与所述转向杆(14)连接的、用于形成相对于所述车轮(22)径向偏离的铰接部位(24)的叉臂(20)；

与所述叉臂(20)的铰接部位(24)并且与所述车轮(22)铰接连接的摆臂(26)；和

与所述摆臂(26)以及所述叉臂(20)连接的用于对所述车轮(22)的相对运动进行减振的减振器(28)，

其中，所述减振器(28)、尤其包括底盘弹簧在所述车轮(22)的轴向上相对于所述车轮(22)轴向偏离地布置。

2.根据权利要求1所述的车轮模块，其特征在于，在所述转向杆(14)的径向上伸出的紧固凸耳(34)与所述转向杆(14)固定，其中，借助所述紧固凸耳(34)相对所述车轮(22)轴向偏离地固定所述叉臂(20)和/或所述减振器(28)。

3.根据权利要求1或2所述的车轮模块，其特征在于，所述转向杆(14)的转向轴线(36)相对水平地面的转向头角度α为70°≤α≤95°、尤其75°≤α≤93°、优选80°≤α≤90°、特别优选85°≤α≤88°。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车轮模块，其特征在于，所述转向杆(14)的转向轴线(36)相对于所述车轮(22)的旋转轴线(38)偏离和/或倾斜地定向以形成正的主销后倾角，其中，尤其所述转向轴线(36)沿行驶方向完全地布置在所述旋转轴线(38)之前。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车轮模块，其特征在于，在所述摆臂(26)和所述车轮(22)之间设置能电驱动的轮毂驱动器(32)，其中，尤其所述摆臂(26)在所述车轮(22)的轴向上相对所述轮毂驱动器(32)轴向偏离地布置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的车轮模块，其特征在于，所述摆臂(26)基本上和所述车轮(22)的旋转轴线(38)同轴线地与所述车轮(22)铰接地连接，其中，尤其所述减振器(28)、尤其包括底盘弹簧以杠杆间距相对所述车轮(22)的旋转轴线(38)间隔开地与所述摆臂(26)铰接地连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的车轮模块，其特征在于，设置尤其至少间接地经由底盘弹簧与所述减振器(28)连接的水平调节装置(30)，以设定所述车轮(22)和/或底盘弹簧的在竖直方向上的相对位置，其中，尤其能以电的方式、液压的方式或气压的方式操作所述水平调节装置(30)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的车轮模块，其特征在于，所述转向杆(14)与尤其同轴线地布置的转向执行器(12)连接以引入转向运动，其中，尤其所述转向执行器(12)具有电机，所述电机用于输出以电的方式产生的转向力矩。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的车轮模块，其特征在于，所述转向杆(14)能以至少135°、尤其135°≤β≤360°、优选180°≤β≤330°、特别优选270°≤β≤300°的转向角β转动。

10.机动车、尤其多车道轨迹式轿车，所述机动车具有：支承架(18)；与支承架连接的根据权利要求1至9中任一项所述的第一车轮模块(10)；和沿横向相对所述第一车轮模块(10)偏离的、根据权利要求1至9中任一项所述的第二车轮模块(10)，其中，所述第一车轮模块(10)和所述第二车轮模块(10)能彼此独立地被操作。

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