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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radaufhängungsanordnung für ein Rad eines Fahrzeugs mit den oberbegrifflichen Merkmalen nach Anspruch 1.
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Bei herkömmlichen Vorderachsen, beispielsweise in Doppelquerlenkerausführung oder in McPherson-Ausführung, werden die Räder der Vorderachse mittels der Querlenker geführt. Die unteren Querlenker stützen sich an der Karosserie ab und übertragen die bei einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs auftretenden Längs- und Querkräfte. Beim Lenken des Fahrzeugs in eine Kurve entsteht ein Lenkwinkel. Dieser ist auf Grund der Konstruktion der Achsanordnung auf einen gewissen Maximalwinkel begrenzt, üblich sind beispielsweise 50°.
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Aus der noch nicht veröffentlichten
deutschen Anmeldung 102014225599.6 ist eine Querlenkeranordnung bekannt, mittels welcher an einem Rad, das mit der Querlenkeranordnung verbunden ist, ein Lenkwinkel von wenigstens 90° eingestellt werden kann. Hierbei ist ein Querlenker gleitend auf einer kreisbogenförmigen Führungsbahn gelagert und kann um eine Schwenkachse geschwenkt werden, die zu der Ebene, die durch die Führungsbahn aufgespannt wird, senkrecht ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, eine Radaufhängungsanordnung vorzuschlagen, die es ermöglicht ein Rad, das mit dieser Radaufhängungsanordnung verbunden ist, individuell anzutreiben und an dem Rad einen Lenkwinkel von wenigstens +/–90° zu realisieren. Diese Lenkwinkel sollen erreicht werden ohne eine Kollision der Räder, d. h. der Reifen inklusive der Felgen, mit dem Querlenker zu verursachen, so dass eine Wendigkeit des Fahrzeugs deutlich erhöht wird.
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Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe eine Radaufhängungsanordnung für ein Rad eines Fahrzeugs mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Eine Radaufhängungsanordnung für ein Rad eines Fahrzeugs umfasst einen Radträger, einen Querlenker, welcher gelenkig mit dem Radträger verbunden ist, eine bogenförmige Führungsbahn, mit welcher der Querlenker beweglich verbunden ist und welche wenigstens eine Karosserieverbindungsstelle aufweist, und eine Radantriebswelle. Die Radaufhängungsanordnung weist eine elektrische Maschine zum Antreiben des Rades auf, wobei die elektrische Maschine einen Abtrieb aufweist, der mit der Radantriebswelle verbunden ist, und wobei die elektrische Maschine karosserieseitig gelagert ist. Das Fahrzeug ist vorzugsweise ein PKW, kann aber alternativ auch ein anderes Landfahrzeug, z. B. ein LKW, oder NKW sein.
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Der Radträger weist ein aufbauseitiges Ende und ein fahrbahnseitiges Ende auf. Das aufbauseitige Ende des Radträgers ist dem Fahrzeugaufbau zugewandt, wenn die Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug verwendet wird, und kann beispielsweise mit einer Federung verbunden werden und an einen Fahrzeugaufbau angebunden werden. Das fahrbahnseitige Ende des Radträgers ist das dem aufbauseitigen Ende entgegengesetzte Ende des Radträgers. Das fahrbahnseitige Ende ist einer Fahrbahn zugewandt, wenn die Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug verwendet wird. Der Radträger weist zudem eine materialfreie Durchführung auf, durch welche z. B. eine Antriebswelle für das Rad geführt werden kann.
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Der Querlenker ist mit dem Radträger gelenkig verbunden. Das Gelenk ist an dem fahrbahnseitigen Ende des Radträgers mit dem Radträger und an einer der Führungsbahn zugewandten Seite des Querlenkers mit dem Querlenker verbunden. Das Gelenk kann beispielsweise ein Drehgelenk, ein Kugelgelenk, ein Kugelkopf, oder ein Gleitlager sein. Der Querlenker ist vorzugsweise in der Art eines nicht aufgelösten Dreiecksquerlenkers ausgeformt und weist beispielsweise zwei Querlenkerstreben auf. Der Querlenker weist an seiner der Führungsbahn zugewandten Seite und somit dem Radträger abgewandten Seite wenigstens ein Lager auf, welches dem Querlenker ermöglicht, sich entlang der Führungsbahn zu bewegen. Dieses wenigstens eine Lager kann beispielsweise ein Gleitlager, ein Rollenlager oder ein Kugellager sein. Vorzugsweise weist jede Querlenkerstrebe an ihrem führungsbahnseitigen Ende ein derartiges Lager auf.
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Die Führungsbahn ist bogenförmig, vorzugsweise in Form eines Kreissegments, ausgestaltet. Die Länge der Führungsbahn richtet sich nach dem Lenkwinkel, der maximal an dem Rad, welches mit dem Radträger bei der Verwendung der Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug verbunden ist, einstellbar sein soll. Ist die Führungsbahn länger ausgestaltet, kann der Querlenker entlang der Führungsbahn auf weiter ausweichen als bei einer kurzen Führungsbahn. Die Führungsbahn weist vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, kann aber alternativ dazu einen elliptischen, polygonalen, rechteckigen oder anderen geeigneten Querschnitt aufweisen. Zudem weist die Führungsbahn wenigstens eine Karosserieverbindungsstelle auf. Mittels dieser Karosserieverbindungsstelle kann die Führungsbahn an einer Fahrzeugkarosserie gelagert werden, wenn die Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug verwendet wird. Somit kann der Querlenker über die Führungsbahn an der Karosserie gelagert werden.
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Die Radaufhängungsanordnung weist die Radantriebswelle auf. Diese Radantriebswelle dient zum Antreiben eines Rades eines Fahrzeugs, wenn die Radaufhängungsanordnung in dem Fahrzeug verwendet wird. Um an dem Rad, das bei der Verwendung der Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug mit der Radaufhängungsanordnung verbunden ist, einen großen Lenkwinkel, z. B. 90°, einzustellen, weicht der Querlenker entlang der Führungsbahn aus. Der Querlenker gleitet also die Führungsbahn bis zu der benötigten Position entlang. Dies heißt, je größer der Lenkwinkel, der an dem Rad eingestellt wird, ist, desto weiter entfernt sich der Querlenker aus seiner Ausgangsposition, welche mit einer Gradeausfahrt und einer Konstruktionslage sowie mit der Realisierung von kleinen Lenkwinkeln korrespondieren kann. Der Querlenker kann somit kontinuierlich ausweichen. In seiner Ausgangsposition ist der Querlenker vorzugsweise mittig auf der Führungsbahn angeordnet.
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Die Radaufhängungsanordnung weist die elektrische Maschine zum Antreiben des Rades auf, wobei die elektrische Maschine einen Abtrieb aufweist, der mit der Radantriebswelle verbunden ist. Die elektrische Maschine kann entweder als ein Innenläufer oder als ein Außenläufer ausgebildet sein. Vorzugsweise wird die elektrische Maschine als Elektromotor betrieben, kann aber für Rekuperationszwecke als Generator betrieben werden. Wird die Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug verwendet, kann die elektrische Maschine das Rad, das mit der Radaufhängungsanordnung verbunden ist, über ihren Abtrieb, der mit der Radantriebswelle verbunden ist, direkt antreiben. Die elektrische Maschine ist daher mit einem geringen Abstand zu dem Radträger und somit zum dem Rad, bei der Verwendung der Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug, jedoch nicht radnah angeordnet. Eine radnahe Anordnung heißt, dass die elektrische Maschine z. B. in der Radnabe oder direkt an dem Radträger angeordnet ist. Die Verbindung zwischen dem Abtrieb der elektrischen Maschine und der Radantriebswelle kann entweder unmittelbar sein, d. h. ohne Zwischenelemente erfolgen, oder über ein oder mehrere Zwischenelemente erfolgen. Dabei sind die Zwischenelemente einerseits mit dem Abtrieb der elektrischen Maschine wirkverbunden und andererseits mit der Radantriebswelle. Zwischenelemente können beispielsweise weitere Wellen, Seitenwellen, eine Getriebestufe, eine Getriebevorstufe oder eine Kupplung sein.
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Die elektrische Maschine ist karosserieseitig gelagert. Dies heißt, dass die elektrische Maschine mittels einer Lagerung mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden werden kann, wenn die Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug verwendet wird. Die elektrische Maschine ist zudem derart angeordnet, dass diese, wenn an dem Rad ein großer Lenkwinkel, z. B. 90°, eingestellt wird, nicht das Rad blockiert oder ein Einstellen dieses Lenkwinkels verhindert. Die elektrische Maschine ist in anderen Worten dem Rad nicht im Weg. Durch die karosserieseitige Lagerung der elektrischen Maschine ist die ungefederte Masse reduziert gegenüber einer ungefederten Masse bei einer radnahen Anordnung der elektrischen Maschine. Somit kann an dem Rad, das bei einer Verwendung der Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug mit der Radaufhängungsanordnung verbunden ist, ein Lenkwinkel von wenigstens +/–90° eingestellt werden und das Rad kann individuell und direkt angetrieben werden.
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Nach einer Ausführungsform ist die elektrische Maschine entlang einer Schwenkbahn schwenkbar. Die Schwenkbahn ist hierbei im geometrischen Sinne diejenige Bahn, entlang welcher die Schwenkbewegungen der elektrischen Maschine ausgeführt werden. Die Schwenkbahn ist eine geometrische Achse, welche von ihrer Form her dem Bogen der bogenförmigen Führungsbahn entsprechen kann. Die Schwenkbahn ist senkrecht zu einer Schwenkachse, um welche die Schwenkbewegung erfolgt. Die Schwenkachse verläuft dabei vorzugsweise längs durch den Radträger und das mit dem Radträger verbundene Gelenk, mittels welchem der Querlenker mit dem Radträger verbunden ist. Die elektrische Maschine führt vorzugsweise die gleiche Schwenkbewegung aus, die der Querlenker entlang der Führungsbahn ausführt. Dies heißt, dass die elektrische Maschine aus ihrer Ausgangsposition um das gleiche Kreissegment verschoben wird wie der Querlenker aus seiner Ausgangsposition. Die Ausgangsposition der elektrischen Maschine ist vorzugsweise mittig auf der Schwenkbahn. Alternativ kann die elektrische Maschine eine geringere oder größere Schwenkbewegung als der Querlenker ausführen.
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Durch das Schwenken der elektrischen Maschine entlang der Schwenkachse, um einen Lenkwinkel an dem Rad zu realisieren, das bei einer Verwendung der Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug mit der Radaufhängungsanordnung verbunden ist, ergibt sich ein Beugewinkel zwischen der Radantriebswelle und entweder dem damit verbundenen Abtrieb der elektrischen Maschine oder dem damit verbundenen Zwischenelement. Dieser Beugewinkel ist geringer als bei einer radnahen Anordnung der elektrischen Maschine.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist die elektrische Maschine an dem Querlenker gelagert. Die elektrische Maschine ist mit dem Querlenker verbunden, z. B. auf diesem angeordnet. Die elektrische Maschine und der Querlenker sind hierbei zwei unterschiedliche Bauelemente. Durch das Lagern der elektrischen Maschine an dem Querlenker führen die elektrische Maschine und der Querlenker dieselben Schwenkbewegungen durch. Die elektrische Maschine gleitet also gemeinsam mit dem Querlenker entlang der Führungsbahn. Die Schwenkbahn der elektrischen Maschine entspricht der Führungsbahn, entlang welcher sich der Querlenker bewegt. Wird bei der Verwendung der Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug an dem Rad, das mit der Radaufhängungsanordnung verbunden ist, ein Lenkwinkel eingestellt, der das Ausweichen des Querlenkers nötig macht, weicht der Querlenker zusammen mit der elektrischen Maschine dem Rad aus, so dass das Rad nicht mit dem Querlenker und/ oder der elektrischen Maschine kollidiert. Dadurch bleibt der Beugewinkel in einem zulässigen Bereich.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist die elektrische Maschine in den Querlenker integriert. Die elektrische Maschine ist innerhalb des Querlenkers angeordnet und an diesem gelagert. Der Querlenker und die elektrische Maschine können ein gesamtes Bauelement ausformen. Beispielsweise kann die elektrische Maschine zwischen den beiden Querlenkerstreben des als Dreiecksquerlenker ausgeformten Querlenkers in derselben Ebene wie die Querlenkerstreben selbst angeordnet sein. Durch die Integration der elektrischen Maschine in den Querlenker kann Bauraum eingespart werden. Zudem führt die elektrische Maschine durch diese Integration dieselben Schwenkbewegungen durch wie der Querlenker. Die elektrische Maschine und der Querlenker sind gemeinsam karosserieseitige gelagert und können sich entlang der Führungsbahn bewegen. Die Schwenkbahn entspricht in diesem Fall der Führungsbahn, entlang welcher der Querlenker sich bewegt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist die elektrische Maschine an einer weiteren bogenförmigen Führungsbahn, welche parallel zu der bogenförmigen Führungsbahn angeordnet ist, beweglich gelagert. Diese weitere Führungsbahn kann gleichförmig zu der Führungsbahn ausgeformt sein. Alternativ dazu kann die weitere bogenförmige Führungsbahn einen längeren oder einen kürzeren Bogen als die bogenförmige Führungsbahn aufweisen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die weitere bogenförmige Führungsbahn einen kleineren oder einen größeren Radius aufweisen als die bogenförmige Führungsbahn. Die weitere Führungsbahn ist beabstandet zu der Führungsbahn angeordnet. Vorzugsweise ist die weitere Führungsbahn in Richtung des aufbauseitigen Endes des Radträgers versetzt zu der Führungsbahn angeordnet. Die elektrische Maschine ist in ihrer Ausgangsposition vorzugsweise mittig auf der weiteren Führungsbahn angeordnet, kann aber alternativ dazu außerhalb der Mitte auf der weiteren Führungsbahn angeordnet sein.
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Die elektrische Maschine ist mittels wenigstens eines Lagers beweglich mit der weiteren bogenförmigen Führungsbahn verbunden. Dieses Lager kann z. B. als ein Gleitlager, ein Rollenlager oder ein Kugellager ausgeformt sein. Die weitere Führungsbahn weist wenigstens eine Karosserieverbindungsstelle auf, mittels welcher die weitere Führungsbahn bei der Verwendung der Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden werden kann. Somit wird die elektrische Maschine über die weitere Führungsbahn karosserieseitig gelagert. Wird an dem Rad, das bei der Verwendung der Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug mit der Radaufhängungsanordnung verbunden ist, ein Lenkwinkel eingestellt, der das Ausweichen des Querlenkers entlang der Führungsbahn nötig macht, z. B. 90°, so weicht die elektrische Maschine entlang der Schwenkbahn, die dem Bogen der weiteren Führungsbahn entspricht, aus und gleitet entlang der weiteren Führungsbahn. An der elektrischen Maschine kann ausgehend von ihrer Ausgangsposition ein Winkel eingestellt werden, der durch das Ausweichen bedingt ist. Dieser Winkel kann beispielsweise gleichförmig zu einem Winkel sein, der an dem Querlenker im Vergleich zu der Ausgangsposition des Querlenkers eingestellt wird. Selbstverständlich können diese Winkel auch unterschiedlich voneinander sein. Durch das Lagern der elektrischen Maschine an der weiteren Führungsbahn sind die ungefederten Massen geringer als bei einer radnahen Anordnung der elektrischen Maschine.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Radaufhängungsanordnung eine Getriebestufe auf und die elektrische Maschine ist mittels ihres Abtriebs mit der Getriebestufe verbunden, wobei die Getriebestufe mit der Radantriebswelle verbunden ist. Die Getriebestufe kann als Planetengetriebe, als Stirnradgetriebe, Kegelradgetriebe, oder als andere geeignete Getriebeform ausgeformt sein. Der Abtrieb der elektrischen Maschine ist mit der Getriebestufe verbunden, so dass ein Drehmoment direkt in die Getriebestufe eingeleitet werden kann. Nach der Übersetzung durch die Getriebestufe wird dieses an die Radantriebswelle weitergeleitet, die mit der Getriebestufe über deren Getriebeabtrieb verbunden ist. Die Getriebestufe ist somit ein Zwischenelement zwischen dem Abtrieb der elektrischen Maschine und der Radantriebswelle. Selbstverständlich kann der Abtrieb der elektrischen Maschine mittels einer Welle, die z. B. eine Seitenwelle ist, mit der Getriebestufe verbunden werden und/ oder die Getriebestufe mittels einer zusätzlichen Welle mit der Radantriebswelle.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Getriebestufe radträgerseitig gelagert. Dies heißt, dass die elektrische Maschine und die Getriebestufe voneinander getrennt sind. Die Getriebestufe ist radträgerseitig an dem Radträger gelagert und daher radnah angeordnet. Die elektrische Maschine ist karosserieseitig gelagert. Dadurch sind die ungefederten Massen der Radaufhängungsanordnung geringer als bei einer radnahen Anordnung der elektrischen Maschine und der Getriebestufe.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist der Abtrieb der elektrischen Maschine mit einer Getriebevorstufe verbunden, welche karosserieseitig gelagert ist, wobei die Getriebevorstufe mit der Getriebestufe mittels einer Zwischenwelle verbunden ist. Die Getriebestufe ist weiterhin radträgerseitig gelagert und radnah angeordnet. Die Getriebevorstufe ist karosserieseitig gelagert und direkt mit dem Abtrieb der elektrischen Maschine verbunden. Die Getriebevorstufe kann als ein Planetengetriebe, als Stirnradgetriebe, Kegelradgetriebe, oder als andere geeignete Getriebeform ausgeformt sein. Die Getriebevorstufe ist mit der Getriebestufe mittels einer Zwischenwelle verbunden. Diese Zwischenwelle ist vorzugsweise eine Seitenwelle. Die Getriebevorstufe ist beispielsweise über die Führungsbahn oder über die weitere Führungsbahn mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden, wenn die Radaufhängungsanordnung in einem Fahrzeug verwendet wird. Dadurch ist die ungefederte Masse der Radaufhängungsanordnung im Gegensatz zu einer vollständigen radträgerseitigen Lagerung der Getriebestufe und der Getriebevorstufe in geringem Maße erhöht, jedoch treten in der Zwischenwelle geringere Momente auf als in der Welle, die den Abtrieb der elektrischen Maschine mit der Getriebestufe verbindet.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist der Abtrieb der elektrischen Maschine und/ oder der Abtrieb der Getriebestufe in der gleichen Ebene angeordnet wie die Radantriebswelle. Beispielsweise ist der Getriebeabtrieb in einer Konstruktionslage in derselben vertikalen Ebene oder in nahezu derselben vertikalen Ebene angeordnet wie die Radantriebswelle. Alternativ oder zusätzlich dazu ist der Abtrieb der elektrischen Maschine in einer Konstruktionslage in derselben vertikalen Ebene oder in nahezu derselben vertikalen Ebene angeordnet wie die Radantriebswelle. Federt die Radaufhängungsanordnung bei Verwendung derselben in einem Fahrzeug ein oder aus, bleiben die Beugewinkel, die durch das Federn des Radträgers zur Fahrzeugkarosserie verursacht werden, in Summe in einem akzeptablen Bereich.
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Ein Fahrzeug mit einem radindividuellen Antrieb, weist wenigstens ein Radaufhängungsanordnung auf, welche bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde, wobei die wenigstens eine Radaufhängungsanordnung mittels ihrer Radantriebswelle mit dem anzutreibenden Rad des Fahrzeugs verbunden ist. Selbstverständlich kann jedes Rad des Fahrzeugs eine derartige Radaufhängungsanordnung aufweisen. Beispielsweise können nur die Räder einer angetriebenen Achse des Fahrzeugs derartige Radaufhängungsanordnungen aufweisen.
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Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Übersichtsdarstellung einer Radaufhängungsanordnung in einer Geradeausstellung nach einem Ausführungsbeispiel,
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2 eine schematische Übersichtsdarstellung der Radaufhängungsanordnung nach dem Ausführungsbeispiel aus 1 mit einem Lenkwinkel von 90°.
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1 zeigt eine schematische Übersichtsdarstellung einer Radaufhängungsanordnung 1 in einer Geradeausstellung nach einem Ausführungsbeispiel. Die Radaufhängungsanordnung 1 weist einen Radträger 3, einen Querlenker 4, eine bogenförmige Führungsbahn 5, eine elektrische Maschine 7, eine Radantriebswelle, welche hier nicht zu erkennen ist, und eine Welle 11 auf. Zudem ist ein Rad 2 mit einer Felge 8 dargestellt, welches mit dem Radträger 3 und der nicht zu erkennenden Radantriebswelle verbunden ist. Der Radträger 3 weist ein aufbauseitiges Ende 16, ein diesem Ende entgegengesetztes Ende, an welchem ein Drehgelenk 13 angeordnet ist, und eine Durchführung 15 auf. Die Durchführung 15 ist hierbei ein materialfreier Bereich des Radträgers 3. Das aufbauseitige Ende 16 begrenzt den Radträger 3 zu einer ersten Seite hin. Wird die Radaufhängungsanordnung 1 in einem Fahrzeug verwendet, kann beispielsweise an dem aufbauseitigen Ende 16 des Radträgers 3 eine Federung angeordnet und mit dem Radträger 3 wirkverbunden sein, wobei der Radträger 3 über sein aufbauseitiges Ende 16 mit einem Fahrzeugaufbau verbunden werden kann. An seinem dem aufbauseitigen Ende 16 entgegengesetzten Ende weist der Radträger 3 das Drehgelenk 13 auf, das mit dem Radträger 3 wirkverbunden ist. Das Drehgelenk 13 kann beispielsweise als Kugelkopf ausgeformt sein. Das Drehgelenk 13 definiert eine Schwenkachse 12, um welche der Querlenker 4 geschwenkt werden kann. Um diese Schwenkachse 12 kann somit der Radträger 3 und das damit verbundene Rad 2 geschwenkt werden.
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Der Querlenker 4 ist in der Art eines Dreiecksquerlenkers ausgeformt. Der Querlenker 4 ist mittels des Drehgelenks 13 mit dem Radträger 3 wirkverbunden. Daher weist der Querlenker 4 ein radträgerseitiges Ende und ein karosserieseitiges Ende auf. Das radträgerseitige Ende des Querlenkers 4 ist definiert durch das Drehgelenk 13. Das karosserieseitige Ende des Querlenkers 4 ist definiert durch zwei Gleitlager 14. Diese beiden Gleitlager 14 sind gleichförmig ausgestaltet und begrenzen den Querlenker 4. Mittels dieser Gleitlager 14 ist der Querlenker 4 mit der bogenförmigen Führungsbahn 5 wirkverbunden. Mittels dieser Gleitlager 14 kann der Querlenker 4 entlang dieser bogenförmigen Führungsbahn 5 gleiten. Dies heißt, dass der Querlenker 4 aus seiner hier dargestellten Ausgangsposition sowohl eine Bewegung um die Schwenkachse 12 nach rechts als auch nach links durchführen kann.
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Die Führungsbahn 5 ist bogenförmig ausgeformt. Diese Bogenform entspricht einem Kreisbogen, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogens definiert ist durch die Schwenkachse 12. Die Führungsbahn 5 weist zwei Karosserieverbindungsstellen 6 auf, welche die Führungsbahn 5 zu einer ersten und zu einer zweiten Seite hin begrenzen. Bei der Verwendung der Radaufhängungsanordnung 1 in einem Fahrzeug kann die Führungsbahn 5 mittels ihrer Karosserieverbindungsstellen 6 mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden werden. Somit ist sowohl die Führungsbahn 5 als auch der mit ihr verbundene Querlenker 4 an einer Fahrzeugkarosserie gelagert.
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Die elektrische Maschine 7 ist mit dem Querlenker 4 verbunden und auf diesem angeordnet. Die elektrische Maschine 7 kann somit entlang der Führungsbahn 5 gemeinsam mit dem Querlenker 4 gleiten. Die elektrische Maschine 7 vollführt somit eine Bewegung entlang einer Schwenkbahn 9, welche durch die Bogenform der Führungsbahn 5 festgelegt ist. Aufgrund der Verbindung zwischen der elektrischen Maschine 7 und dem Querlenker 4 ist sowohl die elektrische Maschine 7, als auch der Querlenker 4, karosserieseitig gelagert. Weiterhin ist die elektrische Maschine 7 derart angeordnet, dass ihr Abtrieb, welcher hier nicht zu erkennen ist, mit der Welle 11 verbunden ist, wobei der Abtrieb der elektrischen Maschine 7 und die Welle 11 in einer Ebene liegen und in der hier dargestellten Geradeausstellung und Ausgangsposition auf einer Raddrehachse 10 angeordnet sind. Die Welle 11 ist hierbei eine Seitenwelle. Die Welle 11 ist derart angeordnet, dass diese in der Durchführung 15 des Radträgers 3 endet und dort mit der Radantriebswelle, die hier nicht zu erkennen ist, verbunden ist. Die Welle 11 überträgt das Drehmoment, das von der elektrischen Maschine 7 bereitgestellt wird, von dem Abtrieb der elektrischen Maschine 7 auf die Radantriebswelle. Somit kann das Rad 2 individuell angetrieben werden.
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In der hier dargestellten Geradeausstellung ist kein Lenkwinkel an dem Rad eingestellt. Der Querlenker 4 befindet sich in seiner Ausgangsposition mittig auf der Führungsbahn 5. Die elektrische Maschine 7 befindet sich aufgrund ihrer Verbindung mit dem Querlenker 4 ebenfalls in ihrer Ausgangsposition mittig auf der Führungsbahn 5. Diese Ausgangsposition behält der Querlenker 4 und die elektrische Maschine 7 solange bei, bis ein Ausweichen des Querlenkers 4 und der elektrischen Maschine 7 entlang der Führungsbahn 5 beziehungsweise entlang der Schwenkbahn 9 nötig ist. Dies ist der Fall, wenn an dem Rad 2 ein Lenkwinkel mit einer bestimmten Größe eingestellt werden soll, beispielsweise 90°. Für kleine Lenkwinkel bis beispielsweise 45° ist ein Ausweichen des Querlenkers 4 und der elektrischen Maschine 7 entlang der Führungsbahn 5 bzw. der Schwenkbahn 9 noch nicht nötig.
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2 zeigt eine schematische Übersichtsdarstellung der Radaufhängungsanordnung 1 nach dem Ausführungsbeispiel aus 1 mit einem Lenkwinkel von 90°. Dargestellt ist die gleiche Radaufhängungsanordnung 1 wie in 1. Im Vergleich zu 1 weist das Rad 2 einen Lenkwinkel von 90° auf. Um den Lenkwinkel von 90° an dem Rad 2 zu realisieren, ist der Querlenker 4 gemeinsam mit der elektrischen Maschine 7 entlang der Führungsbahn 5 bzw. der Schwenkbahn 9 ausgewichen. Mittels seiner Gleitlager 14 ist der Querlenker 4 entlang der Führungsbahn 5 in Richtung der Karosserieverbindungsstelle 6 ausgewichen, die der Raddrehrichtung des Rades 2 entgegengesetzt ist. Das Rad 2 hat eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse 12 durchgeführt. Im Gegensatz zur 1 ist die Welle 11 nicht mehr auf der Drehachse 10 des Rades angeordnet. Trotz des Verlassens der Ausgangsposition durch den Querlenker 4 und die elektrische Maschine 7 ist ein radindividueller Antrieb der Rades 2 dennoch möglich. Durch das karosserieseitige Lagern der elektrischen Maschine 7 sind die ungefederten Massen der Radaufhängungsanordnung 1 geringer als bei einer radnahen Anordnung der elektrischen Maschine 7. Außerdem ist ein Auftreten der Beugewinkel durch die Anordnung der Welle 11 in der gleichen vertikalen Ebene wie die hier nicht dargestellte Radantriebsachse an dem akzeptablen Bereich im Gegensatz zu einer andersartigen Anordnung. Zudem bleiben die Beugewinkel der Welle 11 in einem zulässigen Bereich, weil die elektrische Maschine 7 auf dem Querlenker 4 angeordnet und mit diesem verbunden ist.
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Die hier dargestellten Beispiele sind nur beispielhaft gewählt. Beispielsweise kann die elektrische Maschine in den Querlenker integriert sein. Zum Beispiel kann sie zwischen den beiden Querlenkerstreben innerhalb des Querlenkers angeordnet sein. Außerdem kann die elektrische Maschine entlang einer eigenen weiteren bogenförmigen Führungsbahn gleiten und mittels dieser karosserieseitig gelagert sein. Weiterhin kann die Radaufhängungsanordnung eine Getriebestufe aufweisen, welche mit dem Abtrieb der elektrischen Maschine verbunden ist, welche aber getrennt von der elektrischen Maschine und radträgerseitig gelagert ist. Weiterhin kann die Führungsbahn oder die weitere Führungsbahn anders als hier dargestellt ausgeformt sein. Beispielsweise kann das Kreissegment größer oder kleiner als hier dargestellt sein. Zudem kann die weitere Führungsbahn unterschiedlich von der Führungsbahn ausgestaltet sein und beispielsweise ein größeres oder kleineres Kreissegment mit einem größeren oder kleineren Radius abdecken. Die weitere Führungsbahn kann beabstandet zu der Führungsbahn angeordnet sein. Außerdem kann der Querlenker auf eine andere Art und Weise ausgeformt sein, als hier dargestellt, beispielsweise nur ein Lager zur Verbindung mit der Führungsbahn aufweisen. Weiterhin kann die Führungsbahn nur eine Karosserieverbindungsstelle oder mehrere Karosserieverbindungsstellen aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radaufhängungsanordnung
- 2
- Rad
- 3
- Radträger
- 4
- Querlenker
- 5
- Führungsbahn
- 6
- Karosserieverbindungsstelle
- 7
- elektrische Maschine
- 8
- Felge
- 9
- Schwenkbahn
- 10
- Drehachse
- 11
- Welle
- 12
- Schwenkachse
- 13
- Drehgelenk
- 14
- Gleitlager
- 15
- Durchführung
- 16
- aufbauseitiges Ende
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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