DE102009013873A1 - Wheel suspension for use in wheelchair, has drive shaft guided by housing shaft designed as hollow shaft, where drive shaft stays in effective connection with drive on chassis frame and drive produces torque - Google Patents

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Abstract

The suspension has a wheel axle (3) supported in a wheel suspension housing (2). The wheel suspension housing is rotatably supported by a housing shaft (8) at a chassis frame (4), so that a steering movement (14) of a wheel (1) is caused in relation to a supporting surface (15) by rotating the housing shaft against the chassis frame. A driven drive pinion (6) stays in connection with a drive shaft (9). The drive shaft is guided by the housing shaft, which is designed as a hollow shaft, and stays in effective connection with a drive on the chassis frame, where the drive produces torque (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein antreibbares und lenkbares Rad mit vorzugsweise drei Freiheitsgraden in der Bewegung gegenüber einer Abstützfläche für das Rad, nämlich einer Drehbewegung um eine Radachse, einer Lenkbewegung um eine Senkrechte und einer Höhenverstellung der Radachse gegenüber der Abstützfläche.The The invention relates to a suspension for a drivable and steerable wheel with preferably three degrees of freedom in movement relative to a support surface for the wheel, namely a rotation about one Wheel axle, a steering movement about a vertical and a height adjustment the wheel axle opposite the support surface.

Derartige Einzelradaufhängungen sind bekannt z. B. bei angetriebenen Pendelachsen oder der McPherson-Radaufhängung. Das Rad ist an Querlenkern federnd abgestützt und kann unabhängig von den anderen Rädern ein- und ausfedern, wobei sich Spur und Sturz verändern.such Independent suspensions are known for. B. in driven Swing axles or the McPherson suspension. The wheel is resiliently supported on wishbones and can be independent from the other wheels spring in and out, with track and to change fall.

Aus der DE 10 2007 016 662 A1 ist weiter ein omnidirektionales Fahrzeug bekannt, bei dem die Räder mittels einer Einzelradaufhängung befestigt sind. Omnidirektionale Antriebe besitzen eine spezielle Radkonstruktion, damit ein Fahrzeug jederzeit in eine beliebige Richtung fahren kann.From the DE 10 2007 016 662 A1 Further, an omnidirectional vehicle is known in which the wheels are attached by means of an independent suspension. Omnidirectional drives have a special wheel design so that a vehicle can drive in any direction at any time.

Beim Fahrzeug nach der DE 10 2007 016 662 A1 wird vorgeschlagen, das omnidirektionale Rad in der Höhe verstellbar anzuordnen.When the vehicle after the DE 10 2007 016 662 A1 It is proposed to adjust the height of the omnidirectional wheel.

Als Möglichkeiten für eine Hubvorrichtung werden Zylinder, Spindel oder Umlenkhebel genannt und das Beispiel einer Schwinge beschrieben.When Possibilities for a lifting device become cylinders, Spindle or lever called and the example of a rocker described.

Nachteilig ist, dass die Höhenverstellung separat und nicht konstruktiv mit dem Radantrieb vereint ist. Das verlangt einen erhöhten Platzbedarf und verlangt insbesondere bei Personenfahrzeugen einen zusätzlichen Bedarf an Verkleidungen.adversely is that the height adjustment is separate and not constructive united with the wheel drive. That requires an increased Requires space and especially in passenger vehicles one additional need for coverings.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte Einzelradaufhängung vorzuschlagen, bei der das Rad antreib- und lenkbar ist und die die Höhenverstellbarkeit des Rades impliziert.task The invention is a compact independent suspension propose, in which the wheel is driven and steered and the the height adjustment of the wheel implies.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Solved This object is achieved with the features of claim 1, advantageous Embodiments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird eine Einzelradaufhängung für ein auf einer Abstützfläche abrollendes Rad vorgeschlagen mit einem Radaufhängungsgehäuse, in dem die Radachse für das Rad gelagert ist, und bei der das Radaufhängungsgehäuse mittels einer Gehäusewelle drehbar im Fahrgestell gelagert ist, so dass durch die Drehung der Gehäusewelle gegenüber dem Fahrgestell eine Lenkbewegung des Rades gegenüber der Abstützfläche bewirkbar ist, das Rad in der Radebene oder parallel dazu einen Antriebsdrehkranz aufweist, in den ein angetriebenes Antriebsritzel eingreift und das Antriebsritzel in Wirkverbindung mit einer Antriebswelle steht, wobei die Antriebswelle durch die als Hohlwelle ausgebildete Gehäusewelle geführt ist und mit einem ein Drehmoment erzeugenden Antrieb auf dem Fahrgestell in Wirkverbindung steht.According to the invention an independent suspension for one on a support surface rolling wheel proposed with a suspension housing, in which the wheel axle is mounted for the wheel, and in the the suspension housing by means of a housing shaft is rotatably mounted in the chassis, so that by the rotation of Housing shaft relative to the chassis a steering movement of the wheel opposite the support surface is feasible, the wheel in the wheel plane or parallel to a drive turntable has, in which engages a driven drive pinion and the drive pinion is in operative connection with a drive shaft, wherein the drive shaft through the housing shaft designed as a hollow shaft is guided and with a torque generating drive is in operative connection on the chassis.

Diese Ausführung gestattet eine Lenkbewegung um 360° in alle Richtungen und impliziert die Möglichkeit der Höhenverstellung, indem die als Hohlwelle ausgebildete Gehäusewelle höhenverstellbar gegenüber der Abstützfläche im Fahrgestell angeordnet ist.These Design allows for a 360 ° steering movement all directions and implies the possibility of height adjustment, by the designed as a hollow shaft housing shaft height adjustable opposite the support surface in the chassis is arranged.

Anhand einer vorteilhaften Ausführung soll die Radaufhängung näher erläutert werden.Based an advantageous embodiment, the suspension should be explained in more detail.

1 zeigt eine Einzelradaufhängung für das auf der Abstützfläche 15 abrollende Rad 1 mit einem Radaufhängungsgehäuse 2, in dem die Radachse 3 für das Rad 1 gelagert ist. 1 shows an independent suspension for that on the support surface 15 rolling wheel 1 with a suspension housing 2 in which the wheel axle 3 for the wheel 1 is stored.

Das Radaufhängungsgehäuse 2 ist mittels der Gehäusewelle 8 drehbar im Fahrgestell 4 angeordnet, indem die Gehäusewelle 8 drehbar in der Buchse 4.1 des Fahrgestelles 4 gelagert ist. Durch Drehung der Gehäusewelle 8 gegenüber dem Fahrgestell 4 ist so eine Lenkbewegung 14 des Rades 1 gegenüber der Abstützfläche 15 um 360° in alle Richtungen bewirkbar.The suspension housing 2 is by means of the housing shaft 8th rotatable in the chassis 4 arranged by the housing shaft 8th rotatable in the socket 4.1 of the chassis 4 is stored. By rotation of the housing shaft 8th opposite the chassis 4 is such a steering movement 14 of the wheel 1 opposite the support surface 15 360 ° in all directions possible.

Verfügt die Gehäusewelle 8 über einen ansteuerbaren bekannten Lenkarm kann der Lenkwinkel möglicherweise eingeschränkt sein. Wird anstelle eines Lenkarmes ein Zahnkranz verwendet bleibt der Drehwinkel von 360° erhalten.Has the housing shaft 8th via a controllable known steering arm, the steering angle may possibly be limited. If a ring gear is used instead of a steering arm, the rotation angle of 360 ° is maintained.

Die Radachse 3 und die Gehäusewelle 8 sind hier senkrecht zueinander angeordnet. Natürlich ist auch eine winklige Anordnung im Bedarfsfall möglich.The wheel axle 3 and the housing shaft 8th are arranged perpendicular to each other here. Of course, an angled arrangement in case of need is possible.

Zum Antrieb weist das Rad 1 in der Radebene oder parallel dazu einen Antriebsdrehkranz 6 auf, in den ein angetriebenes Antriebsritzel 6 eingreift. Über eine Getriebekette: Antriebsritzel 6 und mindestens ein Antriebszwischenrad 7 steht das Antriebsritzel 6 in Wirkverbindung mit der Antriebswelle 9, wobei die Antriebswelle 9 durch die als Hohlwelle ausgebildete Gehäusewelle 8 geführt ist und mit einem ein Drehmoment 12 erzeugenden Antrieb auf dem Fahrgestell 4 gekoppelt ist.To drive the wheel points 1 in the wheel plane or parallel to a drive turntable 6 in which a driven drive pinion 6 intervenes. Via a transmission chain: drive pinion 6 and at least one drive intermediate wheel 7 is the drive pinion 6 in operative connection with the drive shaft 9 , where the drive shaft 9 through the housing shaft designed as a hollow shaft 8th is guided and with a torque 12 generating drive on the chassis 4 is coupled.

Dies kann realisiert werden, indem die Antriebswelle 9 aus der Hohlwelle herausragt und hier ein Antriebsrad angeordnet ist, das mit dem Antrieb auf dem Fahrgestell in Wirkverbindung steht.This can be realized by the drive shaft 9 protrudes from the hollow shaft and here a drive wheel is arranged, which is in operative connection with the drive on the chassis.

Diese Ausführung gestattet neben einer Lenkbewegung um 360° in alle Richtungen auch den Antrieb des Rades 1. Sie stellt eine erste Ausführungsform der Erfindung ohne Höhenverstellung dar.This version allows not only a steering movement through 360 ° in all directions and the drive of the wheel 1 , It represents a first embodiment of the invention without height adjustment.

Weiter ist dargestellt, dass die als Hohlwelle ausgebildete Gehäusewelle 8 höhenverstellbar gegenüber der Abstützfläche 15 im Fahrgestell 4 angeordnet ist. Die Gehäusewelle 8 ist zu diesem Zweck nicht nur drehbar in einer Buchse 4.1 des Fahrgestelles 4 gelagert, sondern auch verschiebbar. Dies stellt eine zweite Ausführungsform der Erfindung dar.It is further shown that the housing shaft designed as a hollow shaft 8th height adjustable relative to the support surface 15 in the chassis 4 is arranged. The housing shaft 8th is not only rotatable in a socket for this purpose 4.1 of the chassis 4 stored, but also displaceable. This represents a second embodiment of the invention.

Dazu weist die Gehäusewelle 8 einen ringförmigen Antriebszahnstangenabschnitt 8.1 auf, in den zur Höhenverstellung ein angetriebenes Ritzel 13 eingreift, das sich am Fahrgestell 4 abstützt.This is indicated by the housing shaft 8th an annular drive rack section 8.1 in, in the height adjustment for a driven pinion 13 engages, located on the chassis 4 supported.

Um auch weiterhin die Antreibbarkeit des Rades 1 zu gewährleisten, ragt die Antriebswelle 9 aus der als Hohlwelle ausgebildeten Gehäusewelle 8 heraus und weist hier ein Antriebsrad 10 auf, das mit der Zahnstange 11 kämmt, wobei die Zahnstange 11 mit dem ein Drehmoment 12 erzeugenden Antrieb auf dem Fahrgestell 4 in Wirkverbindung steht.To continue the drivability of the wheel 1 to ensure the drive shaft protrudes 9 from the formed as a hollow shaft housing shaft 8th out and here has a drive wheel 10 on top of that with the rack 11 meshes with the rack 11 with a torque 12 generating drive on the chassis 4 is in active connection.

Die mit der Gehäusewelle 8 und der Antriebswelle 9 zusammenwirkenden Getriebeteile sind in einem Gehäuse 17 des Fahrgestelles 4 zusammengefasst. In diesem Gehäuse 17 lassen sich auch die Stützlager für die Antriebswelle 9, für die Antriebszahnstange 11 und für die Wellen für das Ritzel 13 für die Höhenverstellung und für den Ritzelantrieb 16 in vorteilhafter Weise anordnen.The with the housing shaft 8th and the drive shaft 9 interacting gear parts are in a housing 17 of the chassis 4 summarized. In this case 17 can also be the support bearing for the drive shaft 9 , for the drive rack 11 and for the waves for the pinion 13 for height adjustment and for the pinion drive 16 arrange in an advantageous manner.

Die vorgeschlagene Einzelradaufhängung gewährleistet somit eine Drehbewegung um eine Radachse, einer Lenkbewegung um eine Senkrechte um 360° und einer Höhenverstellung der Radachse gegenüber der Abstützfläche.The proposed independent suspension guaranteed thus a rotational movement about a wheel axle, a steering movement a vertical by 360 ° and a height adjustment the wheel axle opposite the support surface.

Ein Fahrzeug mit drei oder vier derartigen Radaufhängungen ist in alle Richtungen auf einer Fahrebene bewegbar, ohne dass es Wenderadien bedarf.One Vehicle with three or four such suspensions is movable in all directions on a driving plane without it Turn radii required.

Mit der vorteilhaften Ausbildung der Höhenverstellung verfügt das Fahrzeug auch über eine stufenüberwindende Kletterfunktion bzw. ermöglicht die Fahrt auf einer schiefen Ebene, ohne dass sich dabei jeweils die Lage der Fahrzeugplattform (Fahrgestell) verändert. Mit dem so ausgerüsteten Fahrzeug ist damit eine große Breite spezifischer Transportaufgaben zu bewältigen.With the advantageous embodiment of the height adjustment has the vehicle also over a gradüberüberwindende Climbing function or allows the ride on a crooked Level, without affecting each case the location of the vehicle platform (Chassis) changed. With the so equipped The vehicle is thus a wide range of specific transport tasks to manage something.

Als ein besonders interessanten Einsatzfall wir die Anwendung bei Behindertenfahrzeugen, insbesondere Rollstühlen gesehen.When a particularly interesting case of application is the application in handicapped vehicles, especially wheelchairs seen.

11
Radwheel
22
Radaufhängungsgehäusesuspension housing
33
Radachsewheel axle
44
Fahrgestellchassis
55
AntriebsdrehkranzDrive turntable
66
Antriebsritzelpinion
77
AntriebszwischenräderIntermediate drive wheels
88th
Gehäusewelle mit Antriebszahnstangenabschnitt 8.1 Housing shaft with drive rack section 8.1
99
Antriebswelledrive shaft
1010
Antriebsraddrive wheel
1111
AntriebszahnstangeDriving rack
1212
Antriebsmomentdrive torque
1313
Ritzel für Höhenverstellungpinion for height adjustment
1414
Lenkbewegungsteering movement
1515
Abstützflächesupporting
1616
Ritzelantriebpinion drive
1717
Gehäuse am Fahrgestellcasing on the chassis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102007016662 A1 [0003, 0004] - DE 102007016662 A1 [0003, 0004]

Claims (9)

Einzelradaufhängung für ein auf einer Abstützfläche (15) abrollendes Rad (1) mit einem Radaufhängungsgehäuse (2), in dem die Radachse (3) für das Rad (1) gelagert ist, und bei der das Radaufhängungsgehäuse (2) mittels einer Gehäusewelle (8) drehbar im Fahrgestell (4) gelagert ist, so dass durch die Drehung der Gehäusewelle (8) gegenüber dem Fahrgestell (4) eine Lenkbewegung (14) des Rades (1) gegenüber der Abstützfläche (15) bewirkbar ist, das Rad (1) in der Radebene oder parallel dazu einen Antriebsdrehkranz (6) aufweist, in den ein angetriebenes Antriebsritzel (6) eingreift und das Antriebsritzel (6) in Wirkverbindung mit einer Antriebswelle (9) steht, wobei die Antriebswelle (9) durch die als Hohlwelle ausgebildete Gehäusewelle (8) geführt ist und mit einem ein Drehmoment (12) erzeugenden Antrieb auf dem Fahrgestell (4) in Wirkverbindung steht.Independent wheel suspension for one on a support surface ( 15 ) rolling wheel ( 1 ) with a suspension housing ( 2 ), in which the wheel axle ( 3 ) for the wheel ( 1 ) and in which the suspension housing ( 2 ) by means of a housing shaft ( 8th ) rotatable in the chassis ( 4 ) is mounted, so that by the rotation of the housing shaft ( 8th ) opposite the chassis ( 4 ) a steering movement ( 14 ) of the wheel ( 1 ) relative to the support surface ( 15 ), the wheel ( 1 ) in the wheel plane or parallel to a drive turntable ( 6 ), in which a driven drive pinion ( 6 ) and the drive pinion ( 6 ) in operative connection with a drive shaft ( 9 ), wherein the drive shaft ( 9 ) formed by the hollow shaft shaft housing ( 8th ) and with a torque ( 12 ) generating drive on the chassis ( 4 ) is in operative connection. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radachse (3) und die Gehäusewelle (8) senkrecht zueinander angeordnet sind.Independent wheel suspension according to claim 1, characterized in that the wheel axle ( 3 ) and the housing shaft ( 8th ) are arranged perpendicular to each other. Einzelradaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die als Hohlwelle ausgebildete Gehäusewelle (8) höhenverstellbar gegenüber der Abstützfläche (15) im Fahrgestell (4) angeordnet ist.Independent wheel suspension according to claim 1 or 2, characterized in that the housing shaft designed as a hollow shaft ( 8th ) height adjustable relative to the support surface ( 15 ) in the chassis ( 4 ) is arranged. Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewelle (8) verschiebbar und drehbar in einer Buchse (4.1) des Fahrgestelles (4) gelagert ist und einen ringförmigen Antriebszahnstangenabschnitt (8.1) aufweist, in den zur Höhenverstellung ein angetriebenes Ritzel (13) eingreift, das sich am Fahrgestell 4) abstützt.Independent wheel suspension according to one of claims 1 to 3, characterized in that the housing shaft ( 8th ) slidably and rotatably in a bushing ( 4.1 ) of the chassis ( 4 ) is mounted and an annular drive rack section ( 8.1 ), in the height adjustment of a driven pinion ( 13 ) engages, located on the chassis 4 ) is supported. Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (9) aus der als Hohlwelle ausgebildeten Gehäusewelle (8) herausragt und hier ein Antriebsrad (10) angeordnet ist, das mit einer Zahnstange (11) kämmt, wobei die Zahnstange (11) mit dem ein Drehmoment (12) erzeugenden Antrieb auf dem Fahrgestell (4) in Wirkverbindung steht.Independent wheel suspension according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drive shaft ( 9 ) from the housing shaft designed as a hollow shaft ( 8th ) and here a drive wheel ( 10 ) arranged with a rack ( 11 ) meshes with the rack ( 11 ) with which a torque ( 12 ) generating drive on the chassis ( 4 ) is in operative connection. Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsdrehkranz (5) über eine Getriebekette aufweisend das Antriebsritzel (6) und mindestens ein Antriebszwischenrad (7) mit der Antriebswelle (9) gekoppelt ist.Independent wheel suspension according to one of claims 1 to 5, characterized in that the drive turntable ( 5 ) via a transmission chain having the drive pinion ( 6 ) and at least one drive intermediate wheel ( 7 ) with the drive shaft ( 9 ) is coupled. Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewelle (8) über einen ansteuerbaren Lenkarm zur Erzeugung der Lenkbewegung (14) verfügt.Independent wheel suspension according to one of claims 1 to 6, characterized in that the housing shaft ( 8th ) via a controllable steering arm for generating the steering movement ( 14 ). Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Gehäusewelle (8) und der Antriebswelle (9) zusammenwirkende Getriebeteile in einem Gehäuse (17) des Fahrgestelles (4) angeordnet sind.Independent wheel suspension according to one of claims 1 to 7, characterized in that with the housing shaft ( 8th ) and the drive shaft ( 9 ) cooperating transmission parts in a housing ( 17 ) of the chassis ( 4 ) are arranged. Einzelradaufhängung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (17) die Stützlager für die Antriebswelle (9), für die Antriebszahnstange (11) und für die Wellen für das Ritzel (13) für die Höhenverstellung und für den Ritzelantrieb (16) angeordnet sind.Independent wheel suspension according to claim 8, characterized in that in the housing ( 17 ) the support bearings for the drive shaft ( 9 ), for the drive rack ( 11 ) and for the shafts for the pinion ( 13 ) for height adjustment and for the pinion drive ( 16 ) are arranged.
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