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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Radaufbau und im Besonderen einen Radaufbau
mit einem Antriebsmotor, der in der Nähe eines an einer Fahrzeugkarosserie
aufgehängten
Rades angeordnet ist und das Rad antreibt, indem er eine Antriebskraft
auf das Rad überträgt.
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2. Stand der Technik
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Die
JP 6-48192 A offenbart
einen Radaufbau, bei dem ein Antriebsmotor zum Drehen eines Rades
innerhalb einer Radfelge des Rades angeordnet ist. Bei diesem Radaufbau
ist eine Antriebswelle des Antriebsmotors mit der Radfelge verbunden.
Das Rad kann daher durch das durch den Antriebsmotor erzeugte Drehmoment
angetrieben werden.
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Bei
einer Gestaltung, bei der die Antriebswelle des Antriebsmotors mit
der Radfelge verbunden und das Rad durch den Antriebsmotor angetrieben wird,
kommt die Masse des Antriebsmotors zur ungefederten Masse des Fahrzeugs
hinzu. Bei diesem Radaufbau ist die Antriebswelle des Antriebsmotor direkt
mit der Radfelge verbunden, so dass der Antriebsmotor und das Rad
aneinander befestigt sind und damit eine Einheit bilden. Bei diesem
Aufbau bewegt sich der Antriebsmotor zusammen mit dem Rad daher
als eine Einheit gegenüber
der Fahrzeugkarosserie, wenn das Rad von der Fahrbahn eine Kraft erfährt. Damit
wird der nachteilige Effekt der hinzugekommenen ungefederten Masse
deutlich. Im Besonderen verschlechtert sich das Fahrbahnfolgeverhalten
bzw. Laufverhalten des Rades im Fahrzustand des Fahrzeugs und damit
auch der Fahrkomfort für die
Fahrzeuginsassen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Vor
diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen
Radaufbau bereitzustellen, bei dem der Effekt einer Zunahme der
ungefederten Masse aufgrund des Vorhandenseins eines Antriebsmotors
bei einer von der Fahrbahn auf das Rad einwirkenden Kraft unterbleibt.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Radaufbau mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Bei
diesem Radaufbau ist der Antriebsmotor für den Radantrieb über ein
Federelement und ein Dämpferelement
in der Weise an der das Rad tragenden Radaufhängung abgestützt, dass
er relativ zum Rad bewegbar ist. Da sich der Antriebsmotor nicht zusammen
mit dem Rad als Einheit bewegt, sondern relativ zum Rad verlagerbar
oder bewegbar ist, schließt
der Radaufbau daher weitestgehend den Effekt einer Zunahme der ungefederten
Masse des Fahrzeugs aufgrund des Vorhandenseins des Antriebsmotor
bei einer von der Fahrbahn auf das Rad einwirkenden Kraft aus. Da
sich der Effekt einer Zunahme der ungefederten Masse des Fahrzeugs
aufgrund des Vorhandenseins des Antriebsmotors bei einer von der
Fahrbahn auf das Rad einwirkenden Kraft ausschließen lässt, lässt sich
auch eine Verschlechterung des Fahrkomforts für die Insassen verhindern.
Bei diesem Radaufbau kann der Antriebsmotor als ein dynamischer
Dämpfer
fungieren. Somit können
Schwingungen auf das Rad reduziert werden, wodurch der Fahrkomfort
für die
Insassen verbessert wird.
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Das
Federelement kann separat vom Dämpferelement
vorgesehen sein.
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Des
Weiteren kann bei dem Radaufbau das Federelement eine Schraubenfeder
und das Dämpferelement
ein Dämpfer
sein.
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Weiter
kann bei dem Radaufbau der Antriebsmotor so abgestützt sein,
dass er sowohl in Richtung einer vertikalen Achse wie auch in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs relativ zum Rad bewegbar ist. Bei dieser Gestaltung
lässt sich der
Effekt eines dynamischen Dämpfers
im Hinblick auf eine auf das Rad einwirkende Kraft in Richtung der
vertikalen Achse und in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs realisieren. Somit kann der Fahrkomfort für die Insassen
verbessert werden.
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Weiter
kann bei dem Radaufbau der Antriebsmotor so abgestützt sein,
dass er parallel zu einer Lenkachse einer Radaufhängung bzw.
Achse, über
die das Rad mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, relativ zum
Rad, das ein gelenktes Rad ist, bewegbar ist. Bei dieser Gestaltung
kann auch dann, wenn das Rad ein gelenktes Rad ist, die Bewegungsrichtung
des Antriebsmotors, der als ein dynamischer Dämp fer fungiert, relativ zum
gelenkten Rad gegenüber
der Lenkachse festgelegt werden. Somit lässt sich ungeachtet des Lenkzustands
des Rades stets der gleichbleibende Effekt eines dynamischen Dämpfers im
Hinblick auf eine auf das Rad einwirkende Kraft realisieren.
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Weiter
kann bei dem Radaufbau der Antriebsmotor so abgestützt sein,
dass er in einer Richtung, die im Wesentlichen mit der Schwingungsrichtung
einer Radaufhängung
bzw. Achse, über
die das Rad mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, zusammenfällt, relativ
zum Rad bewegbar ist. Da bei dieser Gestaltung die Bewegungsrichtung
des Antriebsmotors relativ zum Rad mit der Schwingungsrichtung der
Radaufhängung
bzw. Achse übereinstimmt,
lässt sich
der Effekt eines dynamischen Dämpfers
im Hinblick auf eine auf das Rad einwirkende Kraft maximieren.
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Weiter
kann bei dem Radaufbau der Antriebsmotor so abgestützt sein,
dass er entlang einer Kreisbahn, deren Zentrum mit einem Drehschwingungszentrum
einer Radaufhängung
bzw. Achse, über
die das Rad mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, zusammenfällt, relativ
zum Rad bewegbar ist. Da bei dieser Gestaltung die Bewegungsrichtung
des Antriebsmotors relativ zum Rad mit der Schwingungsrichtung der
Achse übereinstimmt,
kann der Effekt eines dynamischen Dämpfers im Hinblick auf eine
auf das Rad einwirkende Kraft maximiert werden.
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Bei
dem Radaufbau kann ferner der Antriebsmotor an einer Motorhalterung
befestigt sein, die in der Weise an der Radaufhängung abgestützt ist,
dass sie zusammen mit dem Antriebsmotor relativ zum Rad bewegbar
ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehend genannte Ausführungsform und
weitere Ausführungsformen,
Gegenstände, Merkmale,
Vorteile sowie die technische und gewerbliche Bedeutsamkeit dieser
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, ausführlichen
Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in
denen:
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1 eine
Darstellung ist, die die Gestaltung eines Radaufbaus gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung von der Seite eines Fahrzeugs aus gesehen zeigt;
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2 eine
Darstellung ist, die die Gestaltung des Radaufbaus der ersten Ausführungsform
von der Frontseite des Fahrzeugs aus gesehen zeigt;
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3 eine
Darstellung zur Erläuterung
der Vorteile des Radaufbaus der ersten Ausführungsform ist;
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4 eine
Darstellung ist, die die Gestaltung eines Radaufbaus gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung von der Frontseite eines Fahrzeugs aus gesehen zeigt;
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5 eine
Darstellung ist, die die Gestaltung eines Radaufbaus gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung von der Frontseite eines Fahrzeugs aus gesehen zeigt;
und
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6 eine
Darstellung ist, die die Gestaltung eines Radaufbaus gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung von der Frontseite eines Fahrzeugs aus gesehen zeigt.
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BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Anhand
beispielhafter Ausführungsformen wird
die vorliegende Erfindung nun ausführlich erläutert.
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Nachfolgend
wird eine erste Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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1 und 2 zeigen
Darstellungen, die einen Radaufbau 50 gemäß der ersten
Ausführungsform
veranschaulichen. 1 zeigt eine Ansicht der Radsstruktur 50 der
ersten Ausführungsform
von der Seite des Fahrzeugs aus gesehen. 5 zeigt
eine Ansicht der Radsstruktur 50 der ersten Ausführungsform
von der Frontseite des Fahrzeugs aus gesehen.
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In
dieser Ausführungsform
weist das Fahrzeug einen Radaufbau 50 mit einem dreh- und
lenkbaren Rad 12 auf. Das Rad 12 umfasst einen
auf einer Fahrbahn aufstehenden, aus Gummi gefertigten Reifen 14 und
eine Radfelge 16, auf der der Reifen 14 montiert
ist. Zwischen dem Rad 12 und der Fahrzeugkarosserie ist
eine Doppelquerlenkerachse 17 angeordnet.
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Bei
dem Radaufbau 50 ist die Radfelge 16 des Rades 12 an
einer Radaufhängung
in Form eines äußeren Achsschenkelteils 52 drehbar
gelagert. Das äußere Achsschenkelteil 52 ist über Traggelenke 22, 24 an
Lenkern 26, 28 schwenkbar abgestützt.
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Der
Radaufbau 50 dieser Ausführungsform weist einen Antriebsmotor 34 auf,
der das Rad 12 antreibt, indem er eine Antriebskraft auf
das Rad 12 überträgt. Eine
Ausgangswelle des Antriebsmotors 34 ist über eine
flexible Kupplung (Universalkupplung), z.B. eine Oldham-Kupplung
oder dergleichen, mit der Radfelge 16 des Rades 12 verbunden.
Eine Motorhalterung 38, an der der Antriebsmotor 34 befestigt
ist, wird an einem inneren Achsschenkelteil 56 über Stangenführungen 54 bewegbar
gehalten. Die Führungen 54 haben
jeweils eine Achse, die sich in Richtung einer vertikalen Achse
(Aufwärts-/Abwärtsrichtung
des Fahrzeugs) erstreckt. Zwischen der Motorhalterung 38 und
dem inneren Achsschenkelteil 56 sind Schraubenfedern 60 und
Dämpfer 62 als
Feder- bzw. Dämpferelemente
angeordnet. Die Schraubenfedern 60 verlaufen in Richtung
der Führungen 54, d.h.
in Aufwärts-/Abwärtsrichtung.
Die Schraubenfedern 60 sind jeweils um eine entsprechende
Führung 54 herum
angeordnet. Die Schraubenfedern 60 weisen jeweils eine
Federkraft in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
auf. Die Dämpfer 62 erstrecken
sich parallel zu den Führungen 54,
d.h. in Aufwärts-/Abwärtsrichtung (Vertikalrichtung).
Die Dämpfer 62 dämpfen Schwingungen
in Aufwärts-/Abwärtsrichtung.
Die Motorhalterung 38 und der Antriebsmotor 34 sind
daher in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
relativ zum inneren Achsschenkelteil 56 bewegbar.
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Des
Weiteren sind zwischen dem inneren Achsschenkelteil 56 und
dem äußeren Achsschenkelteil 52 Schraubenfedern 64 und
Dämpfer 66 als Feder-
bzw. Dämpferelemente
vorgesehen. Die Schraubenfedern 64 erstrecken sich jeweils
in eine Richtung senkrecht zu den Federn 64, d.h. in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs (Horizontalrichtung), und weisen eine Federkraft in
Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs auf. Die Dämpfer 66 erstrecken
sich jeweils in eine Richtung senkrecht zu den Federn 54,
d.h. in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs, und haben eine Schwingungsdämpfungscharakteristik in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs. Das innere Achsschenkelteil 56 und das äußere Achsschenkelteil 52 sind
in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs relativ zueinander bewegbar.
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Im
Folgenden werden die Schraubenfedern 60 jeweils als "Aufwärts-/Abwärtsrichtung-Schraubenfeder 60" und die Dämpfer 62 jeweils
als "Aufwärts- /Abwärtsrichtung-Dämpfer 62" bezeichnet. Des
Weiteren werden die Schraubenfeder 64 jeweils als "Vorwärts-/Rückwärtsrichtung-Schraubenfeder 64" und die Dämpfer 66 jeweils
als "Vorwärts-/Rückwärtsrichtung-Dämpfer 66" bezeichnet.
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Die
Motorhalterung 38 und der Antriebsmotor 34 bei
dem Radaufbau 50 sind über
die Aufwärts-/Abwärtsrichtung-Federn
und -Dämpferelemente
und die Vorwärts-/Rückwärtsrichtung-Federn und
-Dämpferelemente
an dem äußeren Achsschenkelteil 52,
d.h. an dem mit dem äußeren Achsschenkelteil 52 integral
verbundenen Rad 12, abgestützt. Die Motorhalterung 38 und
der Antriebsmotor 34 sind daher in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
und Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs relativ zum Rad 12 und der Achse (Radaufhängung) 17,
die das äußere Achsschenkelteil 52 umfasst,
bewegbar.
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Bei
dieser Gestaltung fungiert der Antriebsmotor 34 als ein
dynamischer Dämpfer
im Hinblick auf eine von der Fahrbahn auf das Rad 12 einwirkende
Kraft oder dergleichen. Wenn sich das Rad 12 gegenüber der
Fahrzeugkarosserie auf und ab bewegt, wird der Antriebsmotor 34 zusammen
mit der Motorhalterung 38 als eine Einheit zu Schwingungen
in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
angeregt und fungiert daher über
die Aufwärts-/Abwärtsrichtung-Schraubenfedern 60 und
die Aufwärts-/Abwärtsrichtung-Dämpfer 62 als
ein dynamischer Dämpfer
in Aufwärts-/Abwärtsrichtung.
Wenn das Rad 12 in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs relativ zur Fahrzeugkarosserie bewegt wird, wird der
Antriebsmotor 34 zusammen mit der Motorhalterung 38 als
eine Einheit zu Schwingungen in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung des
Fahrzeugs angeregt und fungiert daher über die Vorwärts-/Rückwärtsrichtung-Schraubenfedern 64 und
Vorwärts-/Rückwärtsrichtung-Dämpfer 66 in
Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs als ein dynamischer Dämpfer.
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Bei
einer Gestaltung, bei der das Rad 12 durch den Antriebsmotor 34 angetrieben
wird, wie es in dieser Ausführungsform
der Fall ist, erhöht
sich die ungefederte Masse des Fahrzeugs um den Betrag der Masse
des Antriebsmotors 34. Wäre der Antriebsmotor 34 nicht
relativ zum Rad 12 in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung und Aufwärts-/Abwärtsrichtung
des Fahrzeugs bewegbar sondern integral am Rad 12 befestigt,
würde der
Antriebsmotor 34 zusammen mit dem Rad 12 als Einheit
gegenüber
der Fahrzeugkarosserie bewegt werden, wenn auf das Rad 12 von
der Fahrbahn eine Kraft einwirkt. Daher würde sich das Laufverhalten
des der Fahrbahn folgenden Rades 12 im Fahrzustand des
Fahrzeugs verschlechtern, was zu Lasten des Insassenfahrkomforts
ginge. Die erhöhte
ungefederte Masse würde weiter
zu dem deutlichen Nachteil einer beeinträchtigten Manövrierfähigkeit
des Fahrzeugs führen.
Der Radaufbau 50 dieser Ausführungsform zeichnet sich daher
dadurch aus, dass der nachteilige Effekt einer Zunahme der ungefederten
Masse infolge des Vorhandenseins des Antriebsmotors 34 bei
einer auf das Rad 12 einwirkenden Kraft, wie vorstehend
erwähnt, ausgeschlossen
ist.
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3 zeigt
eine Darstellung zur Erläuterung eines
Vorteils des Radaufbaus 50 dieser Ausführungsform. Bei dem Radaufbau 50 der
Ausführungsform
ist der Antriebsmotor 34 am Achsschenkelteil 52 und
daher am Rad 12 in der Weise abgestützt, dass er relativ zum Rad 12 bewegbar
ist, wie es vorstehend erwähnt
wurde. Relativbewegungen zwischen Antriebsmotor 34 und
Rad 12 sind in Richtung der Führungen 54, d.h. in
Richtung einer vertikalen Achse in Aufwärts-/Abwärtsrichtung des Fahrzeugs,
und in Richtung der Schraubenfedern 64, d.h. in Richtung einer
horizontalen Achse in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs, möglich.
Da der Antriebsmotor 34 mit dem Rad 12 über die
flexible Kupplung 36 (Universalkupplung) verbunden ist,
kann die Antriebskraft vom Antriebsmotor 34 ungeachtet
dessen auf das Rad 12 übertragen
werden, dass das Wellenzentrum des Antriebsmotors 34 nicht
mit dem Wellenzentrum des Rades 12 fluchtet. Die Schraubenfedern 60 und
die Dämpfer 42 erstrecken
sich als Feder- und Dämpferelemente
jeweils in die Richtung, in der die vorgenannte Relativbewegung
möglich
ist.
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Bei
dieser Gestaltung fungiert der Antriebsmotor 34 als ein
dynamischer Dämpfer
im Hinblick auf eine von der Fahrbahn auf das Rad 12 einwirkende
Kraft oder dergleichen. Wenn sich das Rad 12 gegenüber der
Fahrzeugkarosserie auf und ab bewegt, wird der Antriebsmotor 34 zusammen
mit der Motorhalterung 38 als eine Einheit zu Schwingungen
in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
angeregt, wodurch er als ein dynamischer Dämpfer in dieser Richtung fungiert. Wenn
das Rad 12 gegenüber
der Fahrzeugkarosserie in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs verlagert wird, wird der Antriebsmotor 34 zusammen mit
der Motorhalterung 38 als eine Einheit zu Schwingungen
in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs angeregt, wodurch er als ein dynamischer Dämpfer in
dieser Richtung fungiert.
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Wie
es in 3 gezeigt ist, erfährt das Rad 12, wenn
es über
ein Hindernis 44, z.B. einen Stein oder dergleichen, läuft, an
einer Hinderniskontaktfläche
eine Kraft F, die in einer Richtung diagonal nach oben wirkt, die
gegenüber
einer vertikalen Achse leicht geneigt ist.
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Bei
dem Radaufbau 50 der Ausführungsform kann sich der Antriebsmotor 34 relativ
zum Rad 12 in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
und Vorwärts-/Rückwärtsrichtung des
Fahrzeugs bewegen. Durch eine geeignete Einstellung der Beziehung
zwischen den Aufwärts-/Abwärtsrichtung-Federelementen
und den Vorwärts-/Rückwärtsrichtung-Federelementen
und der Beziehung zwischen den Aufwärts-/Abwärtsrichtung-Dämpferelementen
und der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung-Dämpferelementen
lässt sich
daher der Effekt eines dynamischen Dämpfers wirksam erzielen, wenn
das Rad 12 eine Kraft F von der Aufstandsfläche in einer
Richtung diagonal nach oben erfährt,
wie es in 3 gezeigt ist. Da der Antriebsmotor 34 mit
dem Rad 12 über
die flexible Kupplung 36 verbunden ist, wird im Übrigen die
Antriebskraft vom Antriebsmotor 34 präzise auf das Rad 12 übertragen.
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Da
der Antriebsmotor 34 gegenüber dem Rad 12 in
Aufwärts-/Abwärtsrichtung
und Vorwärts-/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs bewegbar ist, kann der Antriebsmotor 34 ausreichend
als ein dynamischer Dämpfer
im Hinblick auf eine auf das Rad 12 einwirkende Kraft in
Neigungsrichtung fungieren. Der Radaufbau 50 der ersten
Ausführungsform
ist daher in der Lage, auf die Fahrzeugkarosserie übertragene
Schwingungen bei einer von der Fahrbahn auf das Rad 12 einwirkenden
Kraft im Fahrzustand des Fahrzeugs wirksam zu reduzieren. Daher
wird der Insassenfahrkomfort wie auch die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs verbessert.
Der Radaufbau 50 der ersten Ausführungsform kann somit den Effekt
einer Zunahme der ungefederten Masse infolge des Vorhandenseins
des Antriebsmotors 34 bei einer von der Fahrbahn auf das
Rad 12 einwirkenden Kraft ausschließen oder minimieren.
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In
der ersten Ausführungsform
entsprechen die Aufwärts-/Abwärtsrichtung-Schraubenfedern 60 und
die Vorwärts-/Rückwärtsrichtung-Schraubenfedern 64 dem
in den Ansprüchen
genannten "Federelement" und die Aufwärts-/Abwärtsrichtung-Dämpfer 62 und Vorwärts-/Rückwärtsrichtung-Dämpfer 66 dem
in den Ansprüchen
genannten "Dämpferelement".
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Im
Folgenden wird eine zweite Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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4 zeigt
eine Ansicht eines Radaufbaus 100 gemäß der zweiten Ausführungsform
von der Frontseite eines Fahrzeugs aus gesehen. In 4 sind
diejenigen Teile, die mit bereits in 1 und 2 gezeigten
Teilen vergleichbar sind, mit denselben Bezugszeichen dargestellt
und werden daher nicht noch einmal oder nur kurz beschrieben.
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In
dieser Ausführungsform
ist das Fahrzeug mit einem Radaufbau 100 ausgestattet,
der ein drehangetriebenes und gelenktes Rad 12 aufweist. Bei
dem Radauf bau 100 ist zwischen dem Rad 12 und
der Fahrzeugkarosserie eine MacPherson-Federbein-Achse 102 angeordnet.
Eine Radfelge 16 des Rades 12 ist an einem Achsschenkel 104,
der einen Bestandteil der Radaufhängung 102 bildet,
drehbar gelagert. Der Achsschenkel 104 ist über ein
Traggelenk 106 an einem unteren Lenker 108 schwenkbar
abgestützt.
Des Weiteren ist der Achsschenkel 104 an einem Schwingungsdämpfer 112,
der über
einen Träger 110 an
der Fahrzeugkarosserie angelenkt ist, schwenkbar abgestützt. Die
Achse 102 weist eine Schraubenfeder 114 auf, die
entlang des Schwingungsdämpfers 112 eingebaut
ist.
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Das
Rad 12 wird um eine Lenkachse, die entlang einer Verbindungslinie
zwischen dem Traggelenk 106 und dem Verbindungsabschnitt
des Schwingungsdämpfers 112 mit
der Fahrzeugkarosserie definiert ist, gelenkt oder gedreht. Der
Schwingungsdämpfer 112 und
die Schraubenfeder 114 erstrecken sich parallel zur Lenkachse.
Die Lenkachse ist gegenüber
einer vertikalen Achse leicht in Richtung Innenseite der Fahrzeugkarosserie
geneigt, so dass ein oberer Abschnitt der Lenkachse, d.h. der Verbindungsabschnitt
des Schwingungsdämpfers 112 mit
der Fahrzeugkarosserie, etwas innerhalb eines unteren Abschnitts
der Lenkachse, d.h. des Traggelenks 106, liegt. In diesem
Fall ist die Distanz (Achsschenkelbozenversatz) zwischen dem Schnittpunkt
einer Verlängerung
der Lenkachse mit der Fahrbahn und dem Zentrum der Radaufstandsfläche des
Rades 12 kürzer
als in dem Fall, in dem die Lenkachse parallel zur vertikalen Achse
verläuft.
In dem vorstehend beschriebenen Fall der geneigten Lenkachse lässt sich
daher eine hohe Lenkstabilität
sicherstellen.
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Der
Radaufbau 100 dieser Ausführungsform weist einen Antriebsmotor 34 auf,
der das Rad 12 antreibt, indem er eine Antriebskraft auf
das Rad 12 überträgt. Eine
Motorhalterung 38, an der der Antriebsmotor 34 befestigt
ist, wird an einem Halteteil 118 über Stangenführungen 116 bewegbar
gehalten. Das Halteteil 118 ist integral am Achsschenkel 104 befestigt.
Die Führungen 116 haben
jeweils eine Achse, die im Wesentlichen parallel zu der zum Lenken des
Rades 12 erforderlichen Lenkachse der Achse 102 verläuft.
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Zwischen
der Motorhalterung 38 und dem Halteteil 118 sind
Schraubenfedern 120 und Dämpfer 122 als Feder-
bzw. Dämpferelemente
vorgesehen. Die Schraubenfedern 120 erstrecken sich entlang den
Federn 116, d.h. parallel zur Lenkachse. Die Schraubenfedern 120 sind
jeweils um eine entsprechende Führung 116 herum
angeordnet. Die Schraubenfedern 120 weisen jeweils eine
Federkraft in eine Richtung parallel zur Lenkachse auf. Die Dämpfer 122 erstrecken
sich parallel zu den Fe dern 116, d.h. parallel zur Lenkachse.
Die Dämpfer 122 haben
eine Schwingungsdämpfungscharakteristik
in eine Richtung parallel zur Lenkachse.
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Die
Motorhalterung 38 und der Antriebsmotor 34 des
Radaufbaus 100 der Ausführungsform sind
am Halteteil 118, d.h. an dem mit dem Achsschenkel 104 integral
verbundenen Rad 12, über
die Federelemente und Dämpferelemente
elastisch abgestützt.
Hierdurch sind die Motorhalterung 38 und der Antriebsmotor 34 relativ
zum Rad 12 und der Achse (Radaufhängung) 102, die den
Achsschenkel 104 umfasst, in Richtung einer Achse parallel
zur Lenkachse bewegbar.
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Bei
dieser Gestaltung fungiert der Antriebsmotor 34 als ein
dynamischer Dämpfer
im Hinblick auf eine von der Fahrbahn auf das Rad 12 einwirkende
Kraft oder dergleichen. Wenn das Rad 12 und die Fahrzeugkarosserie über die
Schraubenfeder 114 und den Schwingungsdämpfer 112 relativ
zueinander bewegt werden, wird der Antriebsmotor 34 zusammen
mit der Motorhalterung 38 als eine Einheit zu Schwingungen
in Richtung der Verlängerung
der Schraubenfeder 114 und des Schwingungsdämpfers 112 angeregt
und fungiert daher als ein dynamischer Dämpfer in dieser Richtung.
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Wie
vorstehend beschrieben, wird das Rad 12 um die Lenkachse
gelenkt oder gedreht, die durch das Traggelenk 106 und
den Verbindungsabschnitt zwischen dem Schwingungsdämpfers 112 und
der Fahrzeugkarosserie geht. Des Weiteren ist der Antriebsmotor 34 an
dem integral an dem Halteteil 118, das integral am Achsschenkel 104 befestigt
ist, an dem das Rad 12 drehbar gelagert ist, bewegbar abgestützt. In
diesem Fall sind die Relativbewegungen zwischen Antriebsmotor 34 und
Rad 12 ungeachtet des Lenkzstands des Rades 12 auf
eine Richtung parallel zur Lenkachse beschränkt.
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Bei
dem Radaufbau 100 der Ausführungsform sind Relativbewegungen
zwischen Antriebsmotor 34 und Rad 12 stets in
Richtung einer Achse möglich,
die parallel zur Lenkachse ist, ungeachtet des Lenkzustands des
Rades 12. Daher realisiert der Antriebsmotor 34 wirksam
die Funktion eines dynamischen Dämpfs,
wenn der Antriebsmotor 34 relativ zum Rad 12 bewegt
wird. Bei dieser Gestaltung ist der Antriebsmotor 34 im Übrigen mit
dem Rad 12 über
die flexible Kupplung 36 verbunden, so dass die Antriebskraft
vom Antriebsmotor 34 präzise
auf das Rad 12 übertragen
wird.
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Da
der Antriebsmotor 34 gegenüber dem Rad 12 in
einer Richtung, die parallel zur Lenkachse ist, bewegbar ist, ist
der Antriebsmotor 34 in der Lage, ausreichend als ein dynamischer
Dämpfer
zu fungieren, wenn der Antriebsmotor 34 relativ zum Rad 12 bewegt
wird. Der Radaufbau 100 der dritten Ausführungsform
gestattet daher ebenfalls, auf die Fahrzeugkarosserie übertragene
Schwingungen bei einer von der Fahrbahn auf das Rad 12 einwirkenden
Kraft oder dergleichen wirksam zu reduzieren. Daher wird der Fahrkomfort
für die
Fahrzeuginsassen wie auch die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs verbessert. Der
Radaufbau 100 dieser Ausführungsform gestattet des Weiteren,
den Effekt einer Zunahme der ungefederten Masse infolge des Vorhandenseins
des Antriebsmotors 34 bei einer von der Fahrbahn auf das
Rad 12 einwirkenden Kraft ungeachtet des Lenkzustands des
Rades 12 auszuschließen
oder zu minimieren.
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In
der zweiten Ausführungsform
entsprechen die Schraubenfedern 120 dem in den Ansprüchen genannten "Federelement" und die Dämpfer 122 dem
in den Ansprüchen
genannten "Dämpferelement".
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Nachfolgend
wird eine dritte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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5 zeigt
eine Ansicht eines Radaufbaus 150 gemäß der dritten Ausführungsform
von der Frontseite eines Fahrzeugs aus gesehen. In 5 sind
diejenigen Teile, die mit bereits in 1, 2 und 4 gezeigten
Teilen vergleichbar sind, mit denselben Bezugszeichen dargestellt
und werden daher nicht nocheinmal oder nur kurz beschrieben.
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In
dieser Ausführungsform
weist das Fahrzeug einen Radaufbau 150 mit einem drehangetriebenen
und gelenkten Rad 12 auf. Der Radaufbau 150 umfasst
einen Antriebsmotor 34, der das Rad 12 antreibt,
indem er eine Antriebskraft auf das Rad 12 überträgt. Eine
Motorhalterung 38, an der der Antriebsmotor 34 befestigt
ist, ist an einem Halteteil 154 über gekrümmte Federn 152 gehalten.
Das Halteteil 154 ist integral am Achsschenkel 104 befestigt.
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Die
Schwingungsrichtung der Radaufhängung 102 folgt
streng genommen keiner perfekten geraden Linie in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
sondern einem Bogen III-III, der in 7 durch
eine gestrichelte Linie angegeben ist, dessen Zentrum im Schnittpunkt
einer Ebene, die sich von einem Verbindungspunkt A zwischen der
Radaufhängung 102 und der
Fahrzeugkarosserie in eine Richtung senkrecht zur Richtung der Verlängerung
der Radaufhängung 102 erstreckt,
mit einer geraden Linie, die durch einen Verbindungspunkt zwischen
dem unteren Lenker 108 und dem Traggelenks 106 sowie
einen Verbindungspukt zwischen dem unteren Lenker 108 und der
Fahrzeugkarosserie geht, liegt. Die Führung 152 folgt einer
gekrümmten
Linie, die im Allgemeinen parallel zu dem in 7 gezeigten
Bogen III-III ist, d.h. einer Bogenlinie, die sich im Wesentlichen
in dieselbe Richtung wie die Schwingungsrichtung der Radaufhängung 102 erstreckt.
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Zwischen
der Motorhalterung 38 und dem Halteteil 154 sind
Schraubenfedern 156 und Dämpfer 158 als Federelemente
bzw. Dämpferelemente
vorgesehen. Die Schraubenfedern 156 erstrecken sich bogenförmig in
Richtung der Führungen 152.
Die Schraubenfedern 156 sind jeweils um eine entsprechende
Führung 152 herum
angeordnet. Die Schraubenfedern 156 haben jeweils eine
Federkraft in einer Richtung, die im Wesentlichen der Schwingungsrichtung
der Radaufhängung 102 entspricht.
Die Dämpfer 158 sind
parallel zur Schwingungsrichtung der Radaufhängung 102 angeordnet
und haben eine Schwingungsdämpfungscharakteristik
in diese Richtung.
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Die
Motorhalterung 38 und der Antriebsmotor 34 im
Radaufbau 150 der Ausführungsform
sind über
die Federelemente und die Dämpferelemente am
Halteteil 154, d.h. an dem mit dem Achsschenkel 104 integral
verbundenen Rad 12, elastisch abgestützt. Die Motorhalterung 38 und
der Antriebsmotor 34 sind relativ zum Rad 12 und
der Radaufhängung 102 entlang
einer Bogenlinie bewegbar, die im Wesentlichen in derselben Richtung
verläuft
wie die Schwingungsrichtung der Achse 102.
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Bei
dieser Gestaltung fungiert der Antriebsmotor 34 als ein
dynamischer Dämpfer
im Hinblick auf eine von der Fahrbahn auf das Rad 12 einwirkende
Kraft oder dergleichen. Wenn sich das Rad 12 und die Fahrzeugkarosserie über die
Schraubenfedern 114 und die Schwingungsdämpfer 112 relativ
zueinander bewegen, wird der Antriebsmotor 34 mit der Motorhalterung 38 als
eine Einheit zu einer Schwingung in Schwingungsrichtung der Radaufhängung 102 angeregt
und fungiert daher als ein dynamischer Dämpfer in diese Richtung.
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Bei
dem Radaufbau 150 der Ausführungsform sind Relativbewegungen
zwischen Antriebsmotor 34 und Rad 12 entlang einer
Bogenlinie möglich, die
im Wesentlichen in derselben Richtung verläuft wie die Schwingungsrichtung
der Achse 102. Daher realisiert der Antriebsmotor 34 wirksam
die Funktion eines dynamischen Dämpfers,
wenn er relativ zum Rad 12 bewegt wird. Im Übrigen ist
der Antriebsmotor 34 auch bei dieser Gestaltung über die
flexible Kupplung 36 mit dem Rad 12 verbun den,
so dass die Antriebskraft vom Antriebsmotor 34 präzise auf
das Rad 12 übertragen
wird.
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Da
der Antriebsmotor 34 im Wesentlichen in derselben Richtung
wie die Schwingungsrichtung der Radaufhängung 102 relativ
zum Rad 12 bewegbar ist, kann der Antriebsmotor 34 die
Funktion eines dynamischen Dämpfers
vollauf erfüllen,
wenn er relativ zum Rad 12 bewegt wird. Der Radaufbau 150 der dritten
Ausführungsform
ist daher ebenfalls in der Lage, auf die Fahrzeugkarosserie übertragene
Schwingungen bei einer von der Fahrbahn auf das Rad 12 einwirkenden
Kraft oder dergleichen wirksam zu reduzieren. Daher wird der Fahrkomfort
für die
Fahrzeuginsassen wie auch die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs verbessert.
Der Radaufbau 150 dieser Ausführungsform ermöglicht somit
ebenfalls, den Effekt einer Zunahme der ungefederten Masse des Fahrzeugs
aufgrund des Vorhandenseins des Antriebsmotors 34 bei einer
von der Fahrbahn auf das Rad 12 einwirkenden Kraft weitestgehend
zu minimieren.
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Des
Weiteren ist der Antriebsmotor 34 in einer Richtung, die
im Wesentlichen der Schwingungsrichtung der Radaufhängung 102 entspricht,
relativ zum Rad 12 bewegbar. Diese Dämpferwirkung des Antriebsmotors 34 verhindert
im Wesentlichen das Auftreten von unerwünschten oder unnötigen Kräften auf
die Fahrzeugkarosserie. Daher ermöglicht der Radaufbau 150 der
Ausführungsform,
das Auftreten von Momenten auf die Fahrzeugkarosserie in Gier- oder
Kipprichtung aufgrund einer Relativbewegung des Antriebsmotors 34 zuverlässig zu
verhindern.
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In
der dritten Ausführungsform
entsprechen die Schraubenfedern 156 dem in den Ansprüchen genannten "Federelement" und die Dämpfer 158 dem
in den Ansprüchen
genannten "Dämpferelement".
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Nachfolgend
wird eine vierte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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6 zeigt
eine Darstellung eines Radaufbaus 200 gemäß der vierten
Ausführungsform
von der Frontseite eines Fahrzeugs aus gesehen. In 6 sind
diejenigen Teile, die mit bereits in 1, 2 und 4 gezeigten
Teilen vergleichbar sind, sind mit denselben Bezugszeichen dargestellt
und werden daher nicht noch einmal oder nur kurz beschrieben.
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In
dieser Ausführungsform
weist das Fahrzeug einen Radaufbau 200 mit einem drehangetriebenen
und gelenkten Rad 12 auf. Der Radaufbau 200 weist
einen An triebsmotor 34 auf, der das Rad 12 antreibt,
indem er eine Antriebskraft auf das Rad 12 überträgt. Eine
Motorhalterung 38, an der der Antriebsmotor 34 befestigt
ist, ist an der Fahrzeugkarosserie über einen ersten Lenker 206,
der mit einem oberen Abschnitt der Motorhalterung 38 verbunden ist,
und einen zweiten Lenker 208, der mit einem unteren Abschnitt
der Motorhalterung 38 verbunden ist, abgestützt.
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Der
Schnittpunkt einer geraden Linie, die durch einen Verbindungspunkt
zwischen dem ersten Lenker 206 und der Motorhalterung 38 und
einen Verbindungspunkt zwischen denn ersten Lenker 206 und
der Fahrzeugkarosserie geht, und eine gerade Linie, die durch einen
Verbindungspunkt zwischen dem zweiten Lenkers 208 und der
Motorhalterung 38 und einen Verbindungspunkt zwischen dem
zweiten Lenker 208 und der Fahrzeugkarosserie geht, fällt mit einem
Schnittpunkt C zwischen einer Ebene, die sich ausgehend von einem
Verbindungspunkt A zwischen einer Radaufhängung 102 und der
Fahrzeugkarosserie in eine Richtung senkrecht zur Richtung der Verlängerung
der Radaufhängung 102 erstreckt,
und einer geraden Linie, die durch einen Verbindungspunkt zwischen
einem unteren Lenker 108 und der Fahrzeugkarosserie und
einen Verbindungspunkt zwischen dem unteren Lenker 108 und
einem Traggelenk 106 geht, zusammen.
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Zwischen
der Motorhalterung 38 und einem Halteteil 204,
das intregral an einem Achsschenkel 104 befestigt ist,
sind Schraubenfedern 210 und Dämpfer 212 als Federelemente
bzw. Dämpferelemente
vorgesehen. Die Schraubenfeder 210 erstreckt sich entlang
einer Dämpferkolbenstange 202 und
ist um die Dämpferkolbenstange 202 herum
angeordnet. Die Schraubenfedern 210 haben jeweils eine
Federkraft in einer Richtung parallel zur Schwingungsrichtung der
Radaufhängung 102,
wenn sich das Rad 12 und die Fahrzeugkarosserie in einer
gewünschten
relativen Positionsbeziehung (im Folgenden als "normale Position" bezeichnet) befinden. Die Dämpfer 212 sind
jeweils mit dem Halteteil 204 und einem Mittelabschnitt
des zweiten Lenkers 208 verbunden. Die Dämpfer 212 haben
jeweils eine Achse, die sich in der normalen Position des Rades 12 und der
Fahrzeugkarosserie im Wesentlichen parallel zur Schwingungsrichtung
der Radaufhängung 102 erstreckt.
Die Dämpfer 212 haben
jeweils eine Schwingungsdämpfungscharakteristik
in dieser Richtung.
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Die
Motorhalterung 38 und der Antriebsmotor 34 im
Radaufbau 200 der Ausführungsform
sind über
die Federelemente und Dämpferelemente
am Halteteil 204, d.h. an dem mit dem Achsschenkel 104 integral
verbundenen Rad 12, elastisch abgestützt. Die Motorhalterung 38 und
der Antriebsmotor 34 sind relativ zum Rad 12 und
der Radaufhängung 102 entlang
einer Kreisbahn bewegbar, deren Zentrum in der normalen Position
des Rades 12 und der Fahrzeugkarosserie mit dem Zentrum
der Drehschwingung der Radaufhängung 102 übereinstimmt.
Wenn das Rad 12 und die Fahrzeugkarosserie sich in der
normalen Position befinden, stimmt das momentane Drehzentrum der
Relativbewegung zwischen Antriebsmotors 34 und Rad 12 im
Wesentlichen mit dem momentanen Drehzentrum der Relativbewegung
zwischen Rad 12 und Fahrzeugkarosserie, d.h. dem momentanen
Drehschwingungszentrum der Radaufhängung 102, überein.
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Bei
dieser Gestaltung fungiert der Antriebsmotor 34 als ein
dynamischer Dämpfer
im Hinblick auf eine von der Fahrbahn auf das Rad 12 einwirkende
Kraft oder dergleichen. Wenn das Rad 12 und die Fahrzeugkarosserie
sich über
die Schraubenfeder 114 und den Schwingungsdämpfer 112 relativ
zueinander bewegen, wird der Antriebsmotor 34 zusammen
mit der Motorhalterung 38 als eine Einheit zu einer Schwingung
in Schwingungsrichtung der Radaufhängung 102 angeregt
und fungiert daher als ein dynamischer Dämpfer in dieser Richtung.
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Im
Radaufbau 200 der Ausführungsform
sind Relativbewegungen zwischen Antriebsmotor 34 und Rad 12 auf
einer Kreisbahn möglich,
deren Zentrum mit dem Drehschwingungszentrum der Radaufhängung 102 zusammenfällt. Daher
erfüllt
der Antriebsmotor 34 wirksam die Funktion eines dynamischen Dämpfers,
wenn er relativ zum Rad 12 bewegt wird. Im Übrigen ist
bei dieser Gestaltung der Antriebsmotor 34 mit dem Rad 12 über die
flexible Kupplung 36 verbunden, so dass eine Antriebskraft
vom Antriebsmotor 34 präzise
auf das Rad 12 übertragen
werden kann.
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Da
der Antriebsmotor 34 entlang der Kreisbahn, deren Zentrum
mit dem Drehschwingungszentrum der Radaufhängung 102 zusammenfällt, relativ zum
Rad 12 bewegbar ist, kann der Antriebsmotor 34 die
Funktion eines dynamischen Dämpfers
vollauf erfüllen,
wenn er relativ zum Rad 12 bewegt wird. Der Radaufbau 200 der
vierten Ausführungsform
gestattet daher ebenfalls, auf die Fahrzeugkarosserie übertragene
Schwingungen bei einer von der Fahrbahn auf das Rad 12 einwirkenden
Kraft oder dergleichen wirksam zu reduzieren. Daher wird der Fahrkomfort für die Fahrzeuginsassen
wie auch die Manövrierfähigkeit
des Fahrzeugs verbessert. Der Radaufbau 200 dieser Ausführungsform
ermöglicht
des Weiteren, den Effekt einer Zunahme der ungefederten Masse des
Fahrzeugs aufgrund des Vorhandenseins des Antriebsmotors 34 bei
einer von der Fahrbahn auf das Rad 12 einwirkenden Kraft
weitestgehend zu verhindern.
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Des
Weiteren wird der Antriebsmotor 34 relativ zum Rad 12 auf
der Kreisbahn bewegt, deren Zentrum mit dem Drehschwingungszentrum
der Radaufhängung 102 zusammenfällt. Die
dadurch erzielte Dämpferwirkung
des Antriebsmotors 34 verhindert im Wesentlichen das Auftreten
unerwünschter
oder unnötiger
Kräfte
an der Fahrzeugkarosserie. Ähnlich zum
Radaufbau 150 der dritten Ausführungsform ermöglicht der
Radaufbau 200 der Ausführungsform daher,
das Auftreten von Momenten auf die Fahrzeugkarosserie in Gier- oder
Kipprichtung aufgrund einer Relativbewegung des Antriebsmotors 34 zuverlässig zu
verhindern.
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In
der vierten Ausführungsform
entsprechen die Schraubenfedern 210 dem in den Ansprüchen genannten "Federelement" und die Dämpfer 212 dem
in den Ansprüchen
genannten "Dämpferelement".
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In
der ersten bis vierten Ausführungsform
ist der Antriebsmotor, der das Rad durch Übertragung einer Antriebskraft
auf das Rad antreibt, ein Elektromotor, der durch eine von einer
elektrischen Leistungsquelle zugeführte elektrische Leistung drehangetrieben
wird. Die Erfindung ist aber nicht auf diese Gestaltung beschränkt. Der
Antriebsmotor kann beispielsweise auch ein hydraulischer oder pneumatischer
Motor sein, der durch ein Öl-
bzw. Luftstrom mechanisch angetrieben wird.
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Des
Weiteren umfasst in der ersten bis vierten Ausführungsform der Radaufbau 10 das
gelenkte Rad 12. Die Erfindung ist aber gleichermaßen auf
einen Radaufbau anwendbar, bei dem das Rad kein gelenktes Rad ist.
In diesem Fall ist der Antriebsmotor 34, der das Rad 12 antreibt,
an ungefederten Komponenten, wie z.B. der Radfelge 16,
der Radaufhängung
etc., in der Weise abgestützt,
dass er relativ zum Rad 12 bewegbar ist.
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Wenngleich
in der ersten bis vierten Ausführungsformen
die Achse eine Doppelquerlenker- oder Federbein-Achse ist, kann
die Erfindung auch auch andere Achsbauarten angewendet werden. In
diesem Fall ist der Antriebsmotor 34, der das Rad 12 antreibt,
an ungefederten Komponententeilen, z.B. der Radfelge 16,
der Radaufhängung
etc., in der Weise abgestützt,
dass relativ zum Rad 12 bewegbar ist.
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Ferner
sind in der ersten bis vierten Ausführungsform Relativbewegungen
zwischen Antriebsmotor 34 und Rad 12 in Aufwärts-/Abwärtsrichtung (Vertikalrichtung)
und Vorwärts-/Rückwärtsrichtung (Horizontalrichtung)
des Fahrzeugs oder in Schwingungsrichtung der Achse ermöglicht.
Jedoch können die
Radaufbauten beliebiger zweier oder mehrerer der vorgenannten Ausführungsformen
in geeigneter Weise kombiniert werden, um die Relativbewegungsrichtung
zwischen Antriebsmotor 34 und Rad 12 festzulegen.