DE102018125113A1 - Chassis for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrwerk (10) für ein Fahrzeug, wobei das Fahrwerk (10) wenigstens drei Radeinheiten (18) aufweist, wobei wenigstens zwei der Radeinheiten (18) als antreibbare Radmodule (26) ausgebildet sind, welche 90° zu einer Fahrwerkslängsachse (22) einschlagbar sind, wobei wenigstens eine Radeinheit (18) als Pendelrad (34) ausgebildet ist, welches einen rotatorischen Freiheitsgrad aufweist.The invention relates to a chassis (10) for a vehicle, the chassis (10) having at least three wheel units (18), at least two of the wheel units (18) being designed as drivable wheel modules (26) which are at 90 ° to a longitudinal axis of the chassis (22) can be driven in, at least one wheel unit (18) being designed as a pendulum wheel (34) which has a rotational degree of freedom.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrwerk für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug, welches ein solches Fahrwerk aufweist.The present invention relates to a chassis for a vehicle and a vehicle having such a chassis.
Aufgrund von enger werdenden Städten, besteht bei heutigen Fahrzeugen die Bestrebung die Manövrierfähigkeit und Wendigkeit weiter zu erhöhen, um z.B. durch immer engere Gassen oder in kleinere Parklücken fahren zu können. Dazu werden heutzutage zusätzliche Assistenzsysteme angeboten, mit welchen automatisch ein optimales Parken durchgeführt wird. In Hinblick auf das autonome Fahren, mit welchem der Fahrbetrieb zusätzlich optimiert wird kann durch eine verbesserte Manövrierfähigkeit und Wendigkeit der Vorteil eines solchen Fahrzeuges in engeren Städten zusätzlich verbessert werden.Due to the narrowing of cities, today's vehicles are attempting to further increase maneuverability and maneuverability, e.g. to to drive through ever narrower alleys or into smaller parking spaces. To this end, additional assistance systems are now being offered, with which optimal parking is automatically carried out. With regard to autonomous driving, with which the driving operation is additionally optimized, the advantage of such a vehicle in narrow cities can be further improved by improved maneuverability and maneuverability.
Stand der TechnikState of the art
In der
Der Hintergrund der Erfindung liegt darin, dass Konzepte vorhanden sind, mit denen ein Fahrzeug orthogonal zu einer Fahrzeuglängsachse bewegbar ist. Diese Konzepte sind meist aufwendig und teuer. Dadurch können sich solche Konzepte nur wenig auf dem Massenmarkt durchsetzen.The background of the invention lies in the fact that there are concepts with which a vehicle can be moved orthogonally to a vehicle longitudinal axis. These concepts are usually complex and expensive. As a result, such concepts can hardly prevail on the mass market.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Fahrwerk für ein Fahrzeug anzugeben, mit welchem eine Bewegung orthogonal zu einer Fahrzeuglängsachse möglich ist, wobei dieses Fahrwerk wirtschaftlich herstellbar ist.The object of the invention is therefore to specify a chassis for a vehicle with which a movement orthogonal to a vehicle longitudinal axis is possible, this chassis being economically producible.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Aufgabe wird durch ein Fahrwerk für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 gelöst. Ein Fahrzeug, welches ein solches Fahrwerk aufweist ist in Anspruch 8 angegeben. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The object is achieved by a chassis for a vehicle according to claim 1. A vehicle having such a chassis is specified in claim 8. The respective dependent claims refer back to advantageous developments of the invention.
Das erfindungsgemäße Fahrwerk für ein Fahrzeug, weist wenigstens drei Radeinheiten auf, wobei wenigstens zwei der Radeinheiten als antreibbare Radmodule ausgebildet sind, welche 90° zu einer Fahrwerkslängsachse einschlagbar sind, wobei wenigstens eine Radeinheit als Pendelrad ausgebildet ist, welches einen rotatorischen Freiheitsgrad aufweist.The undercarriage according to the invention for a vehicle has at least three wheel units, at least two of the wheel units being designed as drivable wheel modules which can be turned 90 ° to a longitudinal axis of the undercarriage, at least one wheel unit being designed as a pendulum wheel which has a rotational degree of freedom.
Als Fahrwerk im Sinne der Erfindung wird die Anordnung und die Befestigung der einzelnen Radeinheiten an dem Fahrzeug sowie die Ausführung der einzelnen Radeinheiten verstanden. Als Radeinheit wird somit die aus einer Vielzahl an Bauteilen gebildete Einheit verstanden, die mit dem Fahrzeug verbindbar ist und über die ein Fahrzeug auf einem Fahrweg verfahrbar ist. Ein Radmodul und ein Pendelrad sind dabei bestimmte Ausführungsformen einer Radeinheit, welche eine bestimmte Funktion erfüllen. Der rotatorische Freiheitsgrad im Sinne der Erfindung, gibt an, dass das Pendelrad eine 360° Drehung ausführen kann, bei welcher die Drehachse dieser Rotation einen Befestigungspunkt des Pendelrades schneidet.Chassis in the sense of the invention is understood to mean the arrangement and attachment of the individual wheel units to the vehicle and the design of the individual wheel units. The wheel unit is therefore understood to mean the unit formed from a large number of components, which can be connected to the vehicle and via which a vehicle can be moved on a route. A wheel module and a pendulum wheel are specific embodiments of a wheel unit that fulfill a specific function. The rotational degree of freedom in the sense of the invention indicates that the pendulum wheel can carry out a 360 ° rotation in which the axis of rotation of this rotation intersects an attachment point of the pendulum wheel.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass das Pendelrad sich bei einer lateralen Bewegung des Fahrzeuges selber ausrichtet, so dass für das Pendelrad kein zusätzlicher Antrieb und kein zusätzlicher Lenkaktuator benötigt wird. Dadurch können die Kosten für die Fertigung eines solchen Fahrwerks reduziert werden, so dass ein solches Fahrwerk wirtschaftlicher herstellbar ist.The invention has the advantage that the pendulum wheel aligns itself when the vehicle moves laterally, so that no additional drive and no additional steering actuator is required for the pendulum wheel. As a result, the costs for the manufacture of such a chassis can be reduced, so that such a chassis can be produced more economically.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das wenigstens eine Pendelrad als positiver Nachlauf ausgebildet. Als Nachlauf wird der Abstand in Längsrichtung zwischen einem Spurpunkt (dem Durchstoßpunkt der Lenkungsdrehachse durch die Fahrbahnfläche) und Radaufstandspunkt (Mittelpunkt der Reifenaufstandsfläche) bezeichnet. Der Radaufstandspunkt liegt üblicherweise in Fahrtrichtung hinter dem Spurpunkt (positiver Nachlauf), so dass das Rad der Lenkungsdrehachse nachläuft. Dies hat den Vorteil, dass sich das Pendelrad von selbst in die gewünschte Fahrtrichtung stellt. Dies vereinfacht die Ausrichtung des Pendelrades ohne zusätzliche aktive Lenkung.In a preferred embodiment of the invention, the at least one pendulum wheel is designed as a positive caster. The caster is the distance in the longitudinal direction between a track point (the point at which the steering axis of rotation passes through the road surface) and the wheel contact point (center point of the tire contact surface). The wheel contact point is usually in the direction of travel behind the track point (positive caster), so that the wheel follows the steering axis of rotation. This has the advantage that the pendulum wheel moves automatically in the desired direction of travel. This simplifies the alignment of the pendulum wheel without additional active steering.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das Fahrwerk vier Radeinheiten auf, bei welchen zwei Radeinheiten als Radmodule und zwei Radeinheiten jeweils als Pendelrad ausgebildet sind. Ein Fahrwerk mit vier Radeinheiten hat den Vorteil, dass dieses eine höhere Stabilität aufweist, und dass ein Fahrzeug, welches ein solches Fahrwerk aufweist ein höheres Gewicht aufweisen kann.In a further preferred embodiment of the invention, the undercarriage has four wheel units in which two wheel units are designed as wheel modules and two wheel units are each designed as a pendulum wheel. A chassis with four wheel units has the advantage that it has greater stability and that a vehicle which has such a chassis can have a higher weight.
Vorzugsweise weist das Fahrwerk drei Radeinheiten auf, bei welchen zwei Radeinheiten als Radmodule und eine Radeinheit als Pendelrad ausgebildet sind. Ein Fahrwerk mit drei Radeinheiten hat den Vorteil, dass eine Radeinheit eingespart werden kann, so dass ein solches Fahrwerk kostengünstig herstellbar ist.The chassis preferably has three wheel units, in which two wheel units are designed as wheel modules and one wheel unit as a pendulum wheel. A chassis with three wheel units has the advantage that one wheel unit can be saved, so that such a chassis can be produced inexpensively.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Radmodule einen Radnabenantrieb auf. Ein solcher Radnabenantrieb, welcher vorzugsweise in Form eines Elektromotors ausgeführt sein kann, hat den Vorteil, dass jedes Rad individuell angetrieben werden kann. Zudem sind keine zusätzlichen mechanischen Bauteile notwendig, um ein Drehmoment auf die Radnabe aufzubringen. Es ist somit lediglich eine elektrische Leitung notwendig, über welche der Radnabenmotor bestromt wird. Dadurch können mechanische Bauteile eingespart werden, wodurch ein solches Fahrwerk wirtschaftlich herstellbar ist. Durch den Radnabenantrieb ist es zudem ein großer Einschlagwinkel für das Radmodul möglich. Dies erhöht die Nutzbarkeit eines solchen Fahrwerks.In an advantageous embodiment of the invention, the wheel modules have one Wheel hub drive on. Such a wheel hub drive, which can preferably be in the form of an electric motor, has the advantage that each wheel can be driven individually. In addition, no additional mechanical components are required to apply torque to the wheel hub. It is therefore only necessary to have an electrical line via which the wheel hub motor is energized. Mechanical components can thereby be saved, as a result of which such a chassis can be produced economically. The wheel hub drive also enables a large steering angle for the wheel module. This increases the usability of such a chassis.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Pendelrad ein Lager, wobei das Lager eine Grundreibung aufweist, so dass eine rotatorische Bewegung ab einem definierten Drehmoment durchführbar ist. Dadurch können ungewollte Bewegungen des Pendelrades während der Fahrt vermieden werden.In an advantageous further development, the pendulum wheel comprises a bearing, the bearing having a basic friction, so that a rotational movement can be carried out from a defined torque. In this way, unwanted movements of the pendulum wheel can be avoided while driving.
Besonders bevorzugt ist das Drehmoment des Lagers 50-200Nm. Dieses Drehmoment gewährleistet, dass die Grundreibung ausreichend hoch ist, um ungewollte Bewegungen zu vermeiden und um gewollte Bewegungen ohne große Kraftschwelle durchzuführen.The torque of the bearing is particularly preferred 50-200Nm. This torque ensures that the basic friction is sufficiently high to avoid unwanted movements and to perform desired movements without a large force threshold.
Vorteilhafterweise weisen Wälzkörper des Lagers zu dessen Radialachse einen Winkel von 10-14° auf. Besonders bevorzugt ist der Winkel zwischen 11-13°. Aufgrund der Ausrichtung des Wälzkörpers entsteht neben der Rollreibung auch ein Gleitreibungsanteil, wodurch das Reibmoment des Wälzlagers steigt. Dadurch können die ungewollten Bewegungen vermieden werden. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Grundreibung durch ein Gleitlager oder ein stark vorgespanntes Wälzlager erzeugt werden.Rolling elements of the bearing advantageously have an angle of 10-14 ° to its radial axis. The angle between 11-13 ° is particularly preferred. Due to the alignment of the rolling element, a sliding friction component is created in addition to the rolling friction, which increases the frictional torque of the rolling bearing. In this way the unwanted movements can be avoided. In an alternative embodiment, the basic friction can be generated by a plain bearing or a strongly preloaded roller bearing.
Die Erfindung umfasst zusätzlich ein Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Fahrwerk. Mit einem solchen Fahrzeug können die zu dem Fahrwerk genannten Vorteile erzielt werden.The invention additionally comprises a vehicle with the chassis according to the invention. The advantages mentioned for the chassis can be achieved with such a vehicle.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 Seitenansicht und Draufsicht des erfindungsgemäßen Fahrwerks für ein Fahrzeug nach einem ersten Ausführungsbeispiel, -
2 Draufsicht des erfindungsgemäßen Fahrwerks für ein Fahrzeug nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, -
3 Ausführungsbeispiel des Radmoduls des erfindungsgemäßen Fahrwerks für ein Fahrzeug, -
4 Ausführungsbeispiel des Pendelrades des erfindungsgemäßen Fahrwerks für ein Fahrzeug, und -
5 Ausführungsbeispiel eines Lagers für die Radeinheit des erfindungsgemäßen Fahrwerks für ein Fahrzeug.
-
1 Side view and top view of the chassis according to the invention for a vehicle according to a first embodiment, -
2nd Top view of the chassis according to the invention for a vehicle according to a second embodiment, -
3rd Embodiment of the wheel module of the chassis according to the invention for a vehicle, -
4th Embodiment of the pendulum wheel of the chassis according to the invention for a vehicle, and -
5 Embodiment of a bearing for the wheel unit of the chassis according to the invention for a vehicle.
Die Radeinheiten
Durch die angetriebenen Radmodule
In
Die Radnabe
In
BezugszeichenlisteReference list
- 1010th
- Fahrwerklanding gear
- 1414
- FahrwerkskörperUndercarriage
- 1818th
- RadeinheitWheel unit
- 2222
- FahrwerkslängsachseChassis longitudinal axis
- 2626
- RadmodulWheel module
- 3030th
- RadmodulbefestigungseinheitWheel module mounting unit
- 3434
- PendelradPendulum wheel
- 3838
- PendelradbefestigungseinheitPendulum wheel mounting unit
- 4242
- HilfsrahmenSubframe
- 4646
- GummimuffeRubber sleeve
- 5050
- RaddrehachseWheel rotation axis
- 5454
- Lagercamp
- 5858
- Radnabewheel hub
- 6262
- RadesWheel
- 6666
- Feder-DämpfereinheitSpring damper unit
- 7070
- SchwingeSwingarm
- 7474
- Gabelfork
- 7676
- RadnabenantriebWheel hub drive
- 7878
- LenkaktuatorSteering actuator
- 8080
- positiver Nachlaufpositive caster
- 8282
- WälzkörperRolling elements
- 8686
- KäfigCage
- 9090
- RadialachseRadial axis
- αα
- Winkelangle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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R016 | Response to examination communication | ||
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