DE102016008280A1

DE102016008280A1 - Rad für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016008280A1
Application number: DE102016008280.1A
Authority: DE
Inventors: Sven Schmalzrieth; Daniel Budnik; Advait Valluri; Maximilian Ertl; Christina Fendt; Marvin Beck
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2018-01-11

Abstract

Bei einem Rad für ein Kraftfahrzeug mit einer Felge (2), von der aus mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Speichen (3) ausgehen, sind die Speichen (3) in ihrer Länge verstellbar mit einem sich über den Umfang erstreckenden Tragelement (5) mit einer Lauffläche (6) verbunden. Das Tragelement (5) ist in radialer Richtung nachgiebig ausgebildet. Außenseitig an dem Tragelement (5) ist die Lauffläche (6) aufgebracht. Die Felge (2) mit den Speichen (3) ist feststehend ausgebildet. Das Tragelement (5) rotiert mit der Lauffläche (6) durch eine Antriebseinrichtung (10, 11) um die Felge (2), wobei die Speichen (3) an die innere Umfangswand des Tragelements (5) angedrückt sind. Ein Teil der feststehenden Speichen (3) ist in ihrer Länge verstellbar, während die übrigen Speichen (3) Verformungen passiv ausgleichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rad für ein Kraftfahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
In der US 5,492,390 ist ein Rad für ein Kraftfahrzeug mit einer Felge offenbart, von der aus alle Speichen radial in ihrer Länge verstellbar sind. An ihren äußeren Enden sind die Speichen mit einem über den Umfang sich erstreckenden Tragelement mit einer Lauffläche verbunden. Das Tragelement ist in radialer Richtung nachgiebig ausgebildet.
Durch die in ihrer Länge verstellbaren Speichen soll das Tragelement mit der Lauffläche an Unebenheiten der Straße durch eine entsprechende Formveränderung angepasst werden. Durch diese Ausgestaltung soll ein größerer Fahrkomfort erreicht werden.
Das vorbekannte Rad ist jedoch sehr aufwändig aufgebaut und dessen Wirkungsweise relativ gering. Dies gilt insbesondere für höhere Geschwindigkeiten, bei denen in Sekundenbruchteilen aufgrund der hohen Drehzahl des Rades alle Speichen mit entsprechenden Verstellungen reagieren müssen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rad der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem auf Bodenwellen und andere Unebenheiten in der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs zur Erhöhung des Fahrkomforts besser und ohne hohem Aufwand reagiert werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Eines der wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung besteht somit darin, dass die Felge mit den in ihrer Länge verstellbaren Speichen feststehend ausgebildet ist und lediglich das Tragelement mit der Lauffläche rotiert.
Da die Felge mit den Speichen feststehend ausgebildet ist, lassen sich die Speichen auf einfache Weise in ihrer Länge verstellen. Je nach Länge der Speichen verändert sich auf diese Weise die Radaufstandsfläche in ihrer Form. Aufgrund dessen können auftretende Fahrsituationen entschärft und optimiert werden. So können zum Beispiel Bodenwellen und Unebenheiten ausgeglichen werden. Hierzu ist es auch nicht erforderlich, dass alle Felgen aktiv in ihrer Länge verstellbar sind. Im Allgemeinen genügt hierzu ein Teil der Speichen. Die übrigen Speichen dienen dann zum passiven Ausgleich der Verformung.
Ein Großteil der Fahrwerksfunktionen, wie beispielsweise Federung und Dämpfung, kann auf diese Weise in das erfindungsgemäße Rad verlagert werden. Durch das erhöhte ”Gripniveau” durch die größere Radaufstandsfläche verringert sich auch der Bremsweg bei einer Gefahrenbremsung. Ebenso ergeben sich auf diese Weise bessere Beschleunigungswerte aus dem Stand. Durch eine entsprechende Verringerung der Radaufstandsfläche kann auch der Rollwiderstand bei Autobahnfahrt reduziert und stabilere Fahrsituationen geschaffen werden.
Anstelle eines kompletten Radwechsels ist es durch die erfindungsgemäße Lösung lediglich erforderlich, das Tragelement mit der Lauffläche auszutauschert. Auf diese Weise kann eine einheitliche Felge für Sommer- und Winterbetrieb verwendet und die Kosten der Räder auf diese Weise reduziert werden.
In einer Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung mit einem Zahnradgetriebe versehen ist, wobei das Tragelement auf seinem inneren Umfang mit einer Innenverzahnung versehen ist.
Eine erfindungsgemäße Lösung für das Tragelement kann in Ausbildung einer Schubgliederkette bestehen, wobei diese auch mit Abstützelementen versehen sein kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es zeigt:
1 vier verschiedene Seitenansichten des erfindungsgemäßen Rades in Prinzipdarstellung;
2 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie II-II der 1;
3 ausschnittsweise eine Umfangsansicht des erfindungsgemäßen Tragelements mit seiner Lauffläche.
Gemäß 1 ist ein Rad 1 mit einer Felge 2 versehen, von der mehrere Speichen 3, beim Ausführungsbeispiel insgesamt acht Speichen, ausgehen. Die Speichen 3 sind in Hubzylindern 4 in radialer Richtung verstellbar geführt. Durch nicht näher dargestellte Aktoren können die Speichen 3 auf diese Weise radial in ihrer Länge verstellt werden. Am äußeren Umfang sind die Speichen 3 jeweils mit einem Tragelelement 5 in Ringform verbunden. Außenseitig ist das Tragelement 5 mit einer aufvulkanisierten Lauffläche 6 mit Reifenprofil versehen. In der 1 sind vier verschiedene Darstellungen des Rads 1 mit unterschiedlichen Radaufstandsflächen dargestellt, auf die nachfolgend noch näher eingegangen wird.
Aus der 2 ist die Verbindung der Speichen 3 mit dem Tragelement 5 nebst Lauffläche 6 in vergrößerter Darstellung ersichtlich.
Das Tragelement 5 kann als Schubgliederkette ausgebildet sein, wie dies in der 3 ausschnittsweise dargestellt ist.
Zur Abstützung der Schubgliederkette 5 können Laufräder 8 zur Seitenkraftabstützung an den einzelnen Gliedern der Schubgliederkette 5 angeordnet sein. Die Laufräder 8 sind an beiden Seiten der Schubgliederkette 5 angeordnet und rotieren jeweils um eine in radialer Richtung verlaufende Achse.
Zur axialen Kraftabstützung sind an der inneren Umfangswand jedes Gliedes der Schubgliederkette 5 Laufräder 7 vorgesehen, die sich jeweils an einem Abstützelement 9 für die Glieder der Schubgliederkette 5 in radialer Richtung abstützen, wozu die Laufräder 7 um eine horizontale Achse rotieren. Die Abstützelemente 9 sind seitlich auch mit in radialer Richtung verlaufenden Erhöhungen versehen, auf denen die Laufräder 8 abrollen, wodurch sich eine Seitenführung.der Schubgliederkette 5, insbesondere bei Kurvenfahrten, ergibt. Die Abstützelemente 9 sind jeweils mit einer Speiche 3, zum Beispiel über Schrauben, verbunden.
Wie aus 3 ersichtlich ist, rotiert die Schubgliederkette 5 mit ihren einzelnen Gliedern über die Laufräder 7 auf den Abstützelementen 9.
Der Umfang der Schubgliederkette 5 kann konstant bleiben, auch wenn die Form der Felge 2 je nach Fahrzeug variiert wird.
Die radiale Verstellung der Speichen 3 durch die nicht dargestellten Aktoren kann elektromechanisch oder elektrohydraulisch erfolgen, wobei deren Ansteuerung über ein zentrales – nicht dargestelltes – Steuergerät erfolgt. Das Steuergerät ist mit einer intelligenten Sensorik, insbesondere einer Kameratechnik, versehen, um das Umfeld des Fahrzeugs, insbesondere in Fahrtrichtung zu erfassen. Mit Hilfe der dabei erhaltenen Informationen erfolgt eine aktive Ausblendung von Störeinflüssen, wie zum Beispiel Schlaglöcher, andere Unebenheiten und Bodenwellen in der Fahrbahn, durch eine entsprechende aktive Verformung des Tragelements 5 mit der Lauffläche 6. Hierzu verstellen die Aktoren entsprechend die Länge der Speichen 3.
Wie aus 1 ersichtlich ist, ist es für die Veränderung der Radaufstandsfläche lediglich erforderlich, bei zum Beispiel acht Speichen maximal drei Speichen mit Aktoren zur aktiven Verstellung zu versehen (siehe Darstellungen 3 und 4 in 1).
Die erste Darstellung in 1 zeigt beispielsweise in Prinzipdarstellung eine Antriebseinrichtung über eine Innenverzahnung 10 der Schubgliederkette 5 (siehe 2). Ein Zahnrad 11 (gestrichelte Darstellung in 1), das in nicht näher dargestellter Weise mit einem Antriebsmotor verbunden ist, steht mit der Innenverzahnung 10 der Glieder der Schubgliederkette 5 in Wirkverbindung.
Die zweite Darstellung in 1 zeigt eine entsprechend verringerte Radaufstandsfläche zur Reduzierung des Rollwiderstands bei hohen Geschwindigkeiten. Die erste Darstellung 1 in 1 links zeigt das Rad 1 mit dem Tragelement 5 und der Lauffläche 6 in kreisrunder Form.
Als Antriebseinrichtung ebenso für eine Bremseinrichtung kann ein Elektromotor vorgesehen sein. Ein Verbrennungsmotor mit einem zusätzlichen Bremssystem kann selbstverständlich ebenfalls verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5492390 [0002]

Claims

Rad für ein Kraftfahrzeug mit einer Felge (2), von der aus mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Speichen (3) ausgehen, wobei Speichen (3) in ihrer Länge verstellbar mit einem sich über den Umfang erstreckenden Tragelement (5) mit einer Lauffläche (6) verbunden sind, wobei das Tragelement (5) in radialer Richtung nachgiebig ausgebildet ist und wobei außenseitig an dem Tragelement (5) die Lauffläche (6) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Felge (2) mit den Speichen (3) feststehend ausgebildet ist, und dass das Tragelement (5) mit der Lauffläche (6) durch eine Antriebseinrichtung (10, 11) um die Felge (2) rotiert, wobei die Speichen (3) an die innere Umfangswand des Tragelements (5) angedrückt sind und wobei ein Teil der feststehenden Speichen (3) durch Aktoren in ihrer Länge verstellbar ist, während die übrigen Speichen (3) Verformungen passiv ausgleichen.
Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung ein Zahnradgetriebe (11) aufweist, wobei das Tragelement (5) an seinem inneren Umfang mit einer Innenverzahnung (10) versehen ist.
Rad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (5) als Schubgliederkette ausgebildet ist.
Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (5) mit Abstützungselementen (9) versehen ist, die an den an das Tragelement (5) angedrückten Speichen (3) angeordnet sind.
Rad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Seitenkraftabstützung an den Abstützelementen (9) Laufräder (8) an dem Tragelement (5) angeordnet sind.
Rad nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen Kraftabstützung an den Abstützelementen (9) Laufräder (7) an dem Tragelement (5) angeordnet sind.
Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (6) mit seinem Reifenprofil auf das Tragelement (5) aufvulkanisiert ist.
Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (3) jeweils in Hubzylindern (4) geführt sind.
Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (3) durch Aktoren elektromechanisch oder elektrohydraulisch verstellbar sind.
Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung zur Verstellung der Speichen (3) über ein Steuergerät erfolgt, das mit einer Sensorik zur Umwelterkennung des Fahrzeugs verbunden ist.