CN116209614A - 用于机动车辆的车轮模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车辆的车轮模块，所述车轮模块包括：‑车轮(12)；‑转向杆组件(6)，所述转向杆组件用于将转向运动转移至所述车轮(12)，所述转向杆组件能够以可旋转的方式安装在所述机动车辆的支承框架(8)上，并且用于引入转向运动的转向致动器(2)连接至所述转向杆组件(6)；其中，所述转向致动器(2)呈线性致动器的形式；并且其中，所述转向杆组件(6)具有主杆(3)和转向杆(5)，所述主杆借助于第一连接区域(17)连接至所述转向致动器(2)，所述转向杆借助于中间杆(4)连接至所述主杆(3)。

Description

用于机动车辆的车轮模块
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的车轮模块，借助于该车轮模块，机动车辆可以借助于弹簧/阻尼器单元进行转向和/或驱动和/或制动和/或阻尼。
背景技术
从CN 206679065 U已知一种具有车轮模块的机动车辆，在该机动车辆中，车轮模块的车轮可以绕竖向转向轴线旋转90°以用于停放机动车辆，即使在狭窄的停车空间中也是如此。
DE 10 2016 211 385 A1描述了一种能够实现90度的转向角的横向转向装置。转向过程借助于转向致动器实现。为此使用了旋转转向致动器。
DE 10 2016 217 773 A1描述了一种用于的车辆的具有致动器的转向装置。该转向装置设置成向连接杆施加轴向力并且与相应的拉杆相互作用。相应的拉杆铰接至相应的转向杆，其中，相应的转向杆操作性地连接至相应的车轮架，以便根据连接杆的轴向运动使车辆轴的相应的车轮转向。
DE 10 2004 038 409 A1公开了一种位于所谓的可移除活塞上的具有两个转盘的转向轴。这些部件联接至转向驱动器以进行控制。
DE 10 2014 102 510 A1公开了一种用于机动车辆的具有致动器的车轮悬架。致动器布置在框架的第一侧部上。每个独立的悬架各自构造成支承车辆车轮并具有相应的转向节。转向致动器的致动促使每个对应的转向节旋转。
对于机动车辆而言，一直存在在小的安装空间中实现大的转向角的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种车轮模块，该车轮模块允许在小的安装空间中为机动车辆提供大的转向角。
根据本发明，该目的通过机动车辆的车轮模块来实现，该车轮模块包括车轮、转向杆组件，该转向杆组件用于将转向运动转移至车轮，该转向杆组件能够以可旋转的方式安装在机动车辆的支承框架上，并且用于引入转向运动的转向致动器连接至转向杆组件；其中，转向致动器呈线性致动器的形式；并且其中，转向杆组件具有主杆和转向杆，主杆借助于第一连接区域连接至转向致动器，转向杆借助于中间杆连接至主杆。
在根据本发明的车轮模块中，提供了线性致动器作为转向致动器。与现有技术相比，这具有下述优点：需要较小的安装空间并且另外可以省去无间隙旋转齿轮的成本密集型使用。为了同时实现大的转向角以及节省安装空间，转向角经由主杆和中间杆作用在转向臂上，这实现了车轮模块的向内转动。这意味着转向致动器的线性运动被转换成主杆的枢转运动并经由中间杆传递至转向臂。因此，转向臂执行枢转运动，从而导致车轮模块向内转动。特别地，转向致动器仅旨在对车轮模块的车轮进行致动，使得优选地机动车辆的每个车轮模块均可以被单独地致动。替代性地，转向致动器可以经由所描述的运动学来对两个车轮模块进行致动，并且因此可以调节由两个车轮模块形成的车辆轴上的转向角。
为了实现对应的向内转动，根据本发明的一个实施方式，转向致动器利用该转向致动器的端部中的一个端部以可旋转的方式安装在车辆的支承框架上或另一部件上。另一个端部连接至主杆。转向致动器优选地设计为机电致动器。这意味着转向致动器具有用于递送电产生的转向扭矩的电机。
根据本发明的一个实施方式，主杆间接地以可旋转的方式连接至车辆的支承框架或另一部件上的第二连接区域。
主杆优选地具有位于第一连接区域与第二连接区域之间的旋转轴，其中，中间杆连接至该旋转轴。这意味着中间杆在连接点处沿着旋转轴连接至主杆。旋转轴的位置利用从旋转轴到第二连接区域的杆距离L来定义。由于中间杆的偏移连接，从主杆到转向杆的运动之间的传递或减少可以经由杆距离实现。选择的杆距离越小，传动比就越大。
根据本发明的一个实施方式，转向臂在连接点可枢转地连接至中间杆并且以不可旋转的方式与车辆的转向轴连接。
转向杆组件可以优选地旋转通过至少130°的转向角α。这使得能够在特别狭窄的拐角驾驶。甚至可以容易地使机动车辆不仅基本上沿纵向方向驾驶，而且甚至沿横向方向驾驶。这使得可以在特别窄的停车空间中停车，而无需纵向方向上的操纵距离。
根据本发明的一个实施方式，在车轮上或车轮中设置有可电驱动的车轮轮毂驱动器。车轮轮毂驱动器可以集成到车轮中并径向布置在车轮的轮胎内，使得不需要由于车轮轮毂驱动器而附加的安装空间。车轮轮毂驱动器使车轮模块的车轮被单独地驱动。特别地，可以为多车道乘用车辆提供多个车轮模块，所述多个车轮模块可以各自由相应的车轮轮毂驱动器单独地驱动。这实现了机动车辆的行进方向上的特别高的灵活性并且/或者实现了特别小的转弯半径。车轮轮毂驱动器还可以优选地用于回收制动能量，以便在车轮被制动时产生电能。
本发明还涉及一种机动车辆，特别地涉及多轨乘用车，其具有支承框架、第一车轮模块和第二车轮模块，第一车轮模块连接至支承框架并且可以如上所述地设计和开发，第二车轮模块相对于第一车轮模块沿横向方向偏移并且可以如上所述地设计和开发，其中，第一车轮模块和第二车轮模块能够彼此独立地致动。优选地提供了沿纵向方向偏移的另一对车轮模块，所述车轮模块可以各自如上所述地设计和开发。这实现了机动车辆的行进方向上的特别高的灵活性并且/或者实现了特别小的转弯半径。
附图说明
下面，利用三个附图示出了本发明的示例性实施方式。在附图中：
图1示出了根据本发明的车轮模块的原理的示意图，
图2示出了根据本发明的车轮模块的转向杆组件的平面图，并且
图3示出了根据本发明的车轮模块的处于若干状态的转向杆组件。
具体实施方式
图1中示出的用于设计为多轨乘用车的机动车辆的车轮模块1具有呈线性致动器的形式的转向致动器2。如从该视图可以看到的，主杆3连接至转向致动器2，中间杆4连接至主杆，并且转向臂5连接至可旋转的转向拉杆14。这三个杆3、4、5形成转向杆组件6。转向杆组件6可以直接或间接地以可旋转的方式安装在机动车辆的支承框架8上的转向头轴承7上。此外，提供了连接至连结点10的叉臂9。摇杆11以可枢转的方式连接至连结点10，其中，摇杆11在该摇杆的另一个端部处铰接并同轴地连接至车轮12。减震器13附接至车轮12和/或摇杆11，并且悬架弹簧直接或间接地附接至车轮，该悬架弹簧在悬架弹簧的另一个端部处附接至转向杆装置6和/或叉臂9。车轮12可以特别地由车轮轮毂驱动器14驱动和/或制动。
现在还参照图2以用于对转向杆组件6进行更详细的解释。转向杆组件6包括主杆3、中间杆4和转向臂5。转向致动器2在一个远端端部15处在连接点16处至少间接地以可旋转的方式连接至框架8。还可以设想将转向致动器连接至车辆的另一部件。此外，转向致动器2在该转向致动器的另一个端部处经由第一连接区域17连接至主杆3。
主杆3还经由第二连接区域18以位置固定的方式连接至主框架8，使得主杆可以至少间接地旋转。此外，主杆3具有位于第一连接区域17与第二连接区域18之间的旋转轴19，其中，中间杆4连接至该旋转轴19。这意味着中间杆在连接点20处沿着旋转轴19连接至主杆3。旋转轴19的位置利用从旋转轴19到第二连接区域18的杆距离L来定义。由于中间杆4的偏移连接，从主杆3到转向杆5的运动之间的传递或减少可以经由杆距离L实现。选择的杆距离L越小，传动比就越大。
中间杆4经由连接件21以可枢转的方式连接至转向杆5并将主杆3的枢转运动传递至转向臂5。转向杆5以不可旋转的方式连接至车轮12的转向轴。
转向致动器2的线性运动被转换成主杆3的枢转运动并且经由中间杆4传递至转向杆5，因此，转向杆执行枢转运动。转向杆5的枢转运动导致车轮模块1向内转动。
图3示出了车轮模块1的处于若干状态的转向杆组件6。基于杆3、4、5的选定布置，主杆3从端部位置E1到端部位置E2移动大约90°导致转向杆5从位置B1到位置B2对应移动了155°。
附图标记列表
1 车轮模块
2 转向致动器
3 主杆
4 中间杆
5 转向杆
6 转向杆组件
7 转向头轴承
8 支承框架
9 叉臂
10 转向点
11 摇杆
12 车轮
13 减震器
14 车轮轮毂驱动器
15 远端端部
16 连接点
17 第一连接区域
18 第二连接区域
19 旋转轴
20 连接点
21 连接件
22 转向轴
L 杆距离
E1 端部位置
E2 端部位置
B1 方位
B2方位。

Claims (9)

1.一种机动车辆的车轮模块，具有：
车轮(12)，
转向杆组件(6)，所述转向杆组件用于将转向运动转移至所述车轮(12)，所述转向杆组件能够以可旋转的方式安装在所述机动车辆的支承框架(8)上，
用于引入转向运动的转向致动器(2)连接至所述转向杆组件(6)，
其特征在于，所述转向致动器(2)呈线性致动器的形式，并且其中，所述转向杆组件(6)具有主杆(3)和转向杆(5)，所述主杆经由第一连接区域(17)连接至所述转向致动器(2)，所述转向杆借助于中间杆(4)连接至所述主杆(3)。
2.根据权利要求1所述的车轮模块，其中，所述转向致动器(2)利用所述转向致动器的端部中的一个端部(15)以可旋转的方式安装在车辆的所述车轮(12)或另一部件上。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮模块，其中，所述转向致动器(2)设计为机电致动器。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮模块，其中，所述主杆(3)在车辆的支承框架(8)或另一部件上以可旋转的方式连接至第二连接区域(18)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮模块，其中，所述主杆(3)具有设置在所述第一连接区域(17)与所述第二连接区域(18)之间的旋转轴(19)，其中，所述中间杆(4)连接至所述旋转轴(19)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮模块，其中，所述转向杆(5)在所述车轮(12)的转向轴(22)的连接点(20)处以不可旋转的方式连接至所述中间杆(4)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮模块，其中，所述转向杆组件(6)能够旋转通过至少130°的转向角α。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮模块，其中，在所述车轮(12)上或所述车轮中设置有能够电驱动的车轮轮毂驱动器(14)。
9.一种机动车辆，具有支承框架(8)、连接至所述支承框架(8)的根据权利要求1至8中的任一项所述的第一车轮模块(1)以及相对于所述第一车轮模块(1)沿横向方向偏移的根据权利要求1至8中的任一项所述的第二车轮模块(1)，所述第一车轮模块(1)和所述第二车轮模块(1)能够彼此独立地致动。
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