DE102019111264A1

DE102019111264A1 - Drive and chassis module for driving and guiding a wheel of a vehicle and vehicle with the drive and chassis module

Info

Publication number: DE102019111264A1
Application number: DE102019111264.8A
Authority: DE
Inventors: Johannes Schantz; Philipp Kautzmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-05-02
Filing date: 2019-05-02
Publication date: 2020-11-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebs- und Fahrwerksmodul 1 zum Antrieb, zur Lenkung und/oder zur Führung eines Rades 14 eines Fahrzeugs 20. Das Antriebs- und Fahrwerksmodul 1 umfasst eine Antriebsanordnung 2 mit einer Motoreinrichtung 4 zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments und mit einer Gelenkwelle 6 zur Einleitung des Antriebsdrehmoments in das Rad 14. Das Antriebs- und Fahrwerksmodul 1 umfasst eine Fahrwerksanordnung 3, wobei die Fahrwerksanordnung 3 mindestens einen Querlenker 10a, 10b, 10c, 10d, 10e zum Führen des Rads 14 aufweist. Das Antriebs- und Fahrwerksmodul 1 umfasst eine Rahmenvorrichtung 9 zur Anbindung der Antriebsanordnung 2 und der Fahrwerksanordnung 3 an eine Tragstruktur 18 des Fahrzeugs 20. Der mindestens eine Querlenker 10a, 10b, 10c, 10d, 10e und die Motoreinrichtung 4 sind in der Rahmenvorrichtung 9 aufgenommen.The invention relates to a drive and chassis module 1 for driving, steering and / or guiding a wheel 14 of a vehicle 20. The drive and chassis module 1 comprises a drive arrangement 2 with a motor device 4 for generating drive torque and with a cardan shaft 6 for Introduction of the drive torque into the wheel 14. The drive and chassis module 1 comprises a chassis arrangement 3, the chassis arrangement 3 having at least one wishbone 10a, 10b, 10c, 10d, 10e for guiding the wheel 14. The drive and chassis module 1 comprises a frame device 9 for connecting the drive arrangement 2 and the chassis arrangement 3 to a support structure 18 of the vehicle 20. The at least one wishbone 10a, 10b, 10c, 10d, 10e and the motor device 4 are accommodated in the frame device 9 .

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebs- und Fahrwerksmodul zum Antrieb und zur Führung eines Rades eines Fahrzeugs. Das Antriebs- und Fahrwerksmodul umfasst eine Antriebsanordnung mit einer Motoreinrichtung zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments und mit einer Gelenkwelle zur Einleitung des Antriebsdrehmoments in das Rad. Das Antriebs- und Fahrwerksmodul umfasst eine Fahrwerksanordnung mit mindestens einem Querlenker zum Führen des Rads und eine Rahmenvorrichtung zur Anbindung der Antriebsanordnung und der Fahrwerksanordnung an eine Tragstruktur des Fahrzeugs. Die Querlenker sind in mehreren Lenkerebenen in der Rahmenvorrichtung aufgenommen, insbesondere gelagert. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug mit dem Antriebs- und Fahrwerksmodul.The invention relates to a drive and chassis module for driving and guiding a wheel of a vehicle. The drive and chassis module comprises a drive arrangement with a motor device for generating drive torque and with a cardan shaft for introducing the drive torque into the wheel. The drive and chassis module comprises a chassis arrangement with at least one wishbone for guiding the wheel and a frame device for connecting the drive arrangement and the landing gear assembly to a support structure of the vehicle. The wishbones are received, in particular supported, in several link planes in the frame device. The invention also relates to a vehicle with the drive and chassis module.

Antriebskonzepte für elektrische Fahrzeuge sollen nach Möglichkeit gute fahrdynamische Eigenschaften aufweisen. Zugleich wird oftmals das Ziel verfolgt, die Antriebskonzepte bauraumsparend in die Fahrzeuge zu integrieren.Drive concepts for electric vehicles should, if possible, have good driving dynamics properties. At the same time, the goal is often pursued to integrate the drive concepts into the vehicles in a space-saving manner.

Aus dem Stand der Technik ist die Druckschrift DE 10 2015 218 793 A1 , die wohl den nächstliegenden Stand der Technik bildet, bekannt. Darin ist eine Radaufhängung für ein elektrisch antreibbares Rad eines Fahrzeugs beschrieben. Die Radaufhängung umfasst einen Längslenker, in dem ein Radträger und eine elektrische Antriebseinheit zum Antrieb des Rades integriert sind. Über den Längslenker und zwei Querlenker ist der Radträger gelenkig an einen Fahrzeugaufbau angebunden.The document is from the prior art DE 10 2015 218 793 A1 , which is probably the closest prior art. A wheel suspension for an electrically driven wheel of a vehicle is described therein. The wheel suspension comprises a trailing arm in which a wheel carrier and an electric drive unit for driving the wheel are integrated. The wheel carrier is articulated to a vehicle body via the trailing arm and two wishbones.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Breite einer Antriebsanordnung zum Antrieb eines Rades eines Fahrzeugs möglichst schmal zu gestalten und dadurch Bauraum zwischen zwei Rädern einer Fahrzeugachse des Fahrzeugs einzusparen und nutzbar zu machen. Diese Aufgabe wird durch ein Antriebs- und Fahrwerksmodul zum Antrieb und zur Führung eines Rades eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Fahrzeug mit dem Antriebs- und Fahrwerksmodul gemäß dem Anspruch 9 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.The invention is based on the object of making a width of a drive arrangement for driving a wheel of a vehicle as narrow as possible and thereby saving space between two wheels of a vehicle axle of the vehicle and making it usable. This object is achieved by a drive and chassis module for driving and guiding a wheel of a vehicle with the features of claim 1 and by a vehicle with the drive and chassis module according to claim 9. Preferred or advantageous embodiments of the invention emerge from the dependent claims of the following description and / or the attached figures.

Es wird ein Antriebs- und Fahrwerksmodul vorgeschlagen. Das Antriebs- und Fahrwerksmodul ist dazu ausgebildet, ein Rad eines Fahrzeugs anzutreiben. zu führen und/oder zu lenken. Bei dem Fahrzeug handelt es sich z.B. um einen als ein Elektrofahrzeug oder als ein Hybridfahrzeug ausgebildeten Pkw. Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug das Rad und eine Tragstruktur. Insbesondere ist das Fahrzeug in eine Fahrtrichtung vorwärts verfahrbar.A drive and chassis module is proposed. The drive and chassis module is designed to drive a wheel of a vehicle. to lead and / or direct. The vehicle is e.g. a passenger car designed as an electric vehicle or as a hybrid vehicle. The vehicle preferably comprises the wheel and a support structure. In particular, the vehicle can be moved forward in one direction of travel.

Das Antriebs- und Fahrwerksmodul weist eine Antriebsanordnung auf. Die Antriebsanordnung umfasst eine Motoreinrichtung. Die Motoreinrichtung ist dazu ausgebildet, ein Antriebsdrehmoment zum Antrieb des Rades zu erzeugen. Beispielsweise ist die Motoreinrichtung als ein Elektromotor ausgebildet.The drive and chassis module has a drive arrangement. The drive arrangement comprises a motor device. The motor device is designed to generate a drive torque for driving the wheel. For example, the motor device is designed as an electric motor.

Die Antriebsanordnung weist eine Gelenkwelle auf. Die Gelenkwelle ist dazu ausgebildet, das Antriebsdrehmoment in das Rad einzuleiten. Vorzugsweise umfasst die Gelenkwelle an einem ersten Ende einen Radflansch zur Anbindung der Gelenkwelle an das Rad. Bevorzugt ist der Radflansch koaxial zu der Gelenkwelle angeordnet. Insbesondere spannt der Radflansch eine Radflanschebene auf.The drive arrangement has a cardan shaft. The cardan shaft is designed to introduce the drive torque into the wheel. The articulated shaft preferably comprises a wheel flange at a first end for connecting the articulated shaft to the wheel. The wheel flange is preferably arranged coaxially to the articulated shaft. In particular, the wheel flange spans a wheel flange plane.

Das Antriebs- und Fahrwerksmodul weist eine Fahrwerksanordnung auf. Die Fahrwerksanordnung umfasst mindestens einen Querlenker, insbesondere einen oder mehrere Querlenker. Der mindestens eine Querlenker ist dazu ausgebildet das Rad zu führen. Insbesondere ist der mindestens eine Querlenker dazu ausgebildet, Querkräfte zwischen dem Rad und der Tragstruktur des Fahrzeugs zu übertragen. Vorzugsweise erstreckt sich der mindestens eine Querlenker quer und/oder winklig zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs.The drive and chassis module has a chassis arrangement. The chassis arrangement comprises at least one wishbone, in particular one or more wishbones. The at least one wishbone is designed to guide the wheel. In particular, the at least one wishbone is designed to transmit transverse forces between the wheel and the support structure of the vehicle. The at least one wishbone preferably extends transversely and / or at an angle to the direction of travel of the vehicle.

Das Antriebs- und Fahrwerksmodul weist eine Rahmenvorrichtung vor. Die Rahmenvorrichtung ist dazu ausgebildet, die Antriebsanordnung und die Fahrwerksanordnung an die Tragstruktur des Fahrzeugs anzubinden. Beispielsweise ist die Rahmenvorrichtung an der Tragstruktur befestigt. Alternativ kann die Rahmenvorrichtung in die Tragstruktur integriert sein und/oder einen Bestandteil der Tragstruktur bilden.The drive and chassis module has a frame device. The frame device is designed to connect the drive arrangement and the chassis arrangement to the supporting structure of the vehicle. For example, the frame device is attached to the support structure. Alternatively, the frame device can be integrated into the support structure and / or form part of the support structure.

Vorzugsweise spannt die Rahmenvorrichtung eine Rahmenebene auf. Insbesondere ist die Rahmenebene vertikal, senkrecht oder lotrecht zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs gerichtet. Besonders bevorzugt ist, dass der Radflansch und/oder die Radflanschebene in axialer Richtung vor der Rahmenebene angeordnet ist/sind. Optional erstreckt sich die Radflanschebene im Wesentlichen gleichgerichtet und/oder parallel zu der Rahmenebene.The frame device preferably spans a frame plane. In particular, the frame plane is directed vertically, perpendicularly or perpendicularly to the direction of travel of the vehicle. It is particularly preferred that the wheel flange and / or the wheel flange plane is / are arranged in the axial direction in front of the frame plane. Optionally, the wheel flange plane extends essentially in the same direction and / or parallel to the frame plane.

Beispielsweise erstreckt sich der mindestens eine Querlenker quer zu der Fahrtrichtung zwischen der Radflanschebene und der Rahmenebene. Das Antriebs- und Fahrwerksmodul kann optional ergänzend einen Längslenker umfassen, der sich im Wesentlichen gleichgerichtet zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstreckt.For example, the at least one wishbone extends transversely to the direction of travel between the wheel flange plane and the frame plane. The drive and chassis module can optionally additionally comprise a trailing arm, which extends essentially in the same direction as the direction of travel of the vehicle.

Der mindestens eine Querlenker ist in der Rahmenvorrichtung aufgenommen. Vorzugsweise ist/sind ein, einige oder alle Querlenker in vertikal zueinander versetzten Lenkerebenen und/oder in Fahrtrichtung zueinander versetzten Lenkerebenen in der Rahmenvorrichtung gelagert. Ein, einige oder alle Querlenker können in der Rahmenvorrichtung münden, sodass sie in der Rahmenebene gelagert sind. Der oder die Querlenker können aber auch endseitig durch die Rahmenvorrichtung hindurch geführt sein. Insbesondere ist/sind ein, einige oder alle Querlenker axial hinter der Rahmenebene gelagert. Ein, einige oder alle Querlenker kann/können auch axial vor der Rahmenebene gelagert sein.The at least one wishbone is received in the frame device. Preferably one, some or all wishbones is / are in vertically offset from one another handlebar levels and / or in the direction of travel offset from one another handlebar levels in the frame device. One, some or all wishbones can open into the frame device so that they are mounted in the frame plane. The wishbone or arms can, however, also be passed through the frame device at the end. In particular, one, some or all of the wishbones are supported axially behind the frame plane. One, some or all of the wishbones can also be supported axially in front of the frame plane.

Erfindungsgemäß ist die Motoreinrichtung in der Rahmenvorrichtung aufgenommen. Vorzugsweise ist die Motoreinrichtung zwischen den Lenkerebenen in der Rahmenvorrichtung aufgenommen. Insbesondere ist die Motoreinrichtung an der Rahmenvorrichtung befestigt, sodass die Motoreinrichtung abschnittsweise in der Rahmenebene angeordnet ist.According to the invention, the motor device is received in the frame device. The motor device is preferably accommodated between the link planes in the frame device. In particular, the motor device is fastened to the frame device so that the motor device is arranged in sections in the frame plane.

Vorteilhaft ist, dass die Fahrwerksanordnung und die Antriebsanordnung in einem Modul kompakt zusammengefasst sind, indem die Motoreinrichtung in die Fahrwerksanordnung rahmenseitig integriert ist. Aufgrund der Aufnahme der Motoreinrichtung in der Rahmenvorrichtung macht das Antriebs- und Fahrwerksmodul freien Bauraum zwischen zwei Rädern einer Radachse des Fahrzeugs, z.B. einer Hinterradachse. ohne Einschränkung der Funktionalität nutzbar. Das erfindungsgemäße Antriebs- und Fahrwerksmodul birgt außerdem das Potential einer Kosten- und Gewichtseinsparung gegenüber herkömmlichen Antriebskonzepten. Durch die Gewichtseinsparung können größere Reichweiten eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb erreicht werden.It is advantageous that the chassis arrangement and the drive arrangement are compactly combined in one module, in that the motor device is integrated into the chassis arrangement on the frame side. Due to the inclusion of the motor device in the frame device, the drive and chassis module makes free installation space between two wheels of a wheel axle of the vehicle, e.g. a rear axle. usable without restriction of functionality. The drive and chassis module according to the invention also has the potential to save costs and weight compared to conventional drive concepts. The weight savings mean that a vehicle with an electric drive can reach greater distances.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Antriebswelle im Wesentlichen gleichgerichtet und/oder parallel zu der Gelenkwelle. Vorzugsweise ist die Antriebswelle versetzt zu der Gelenkwelle angeordnet. Zum Beispiel kann die Antriebswelle vertikal versetzt sein, insbesondere oberhalb oder unterhalb der Gelenkwelle angeordnet sein. Alternativ oder optional ergänzend kann die Gelenkwelle horizontal versetzt sein, insbesondere in Fahrtrichtung vor der Gelenkwelle oder in Fahrtrichtung hinter der Gelenkwelle angeordnet sein.In a preferred embodiment of the invention, the drive shaft extends essentially in the same direction and / or parallel to the cardan shaft. The drive shaft is preferably arranged offset to the cardan shaft. For example, the drive shaft can be offset vertically, in particular arranged above or below the cardan shaft. Alternatively or optionally in addition, the cardan shaft can be offset horizontally, in particular in the direction of travel in front of the cardan shaft or in the direction of travel behind the cardan shaft.

In einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung liegt die Motoreinrichtung mit einem ersten Abschnitt in der Rahmenebene. Mit einem restlichen Abschnitt ist die Motoreinrichtung bevorzugt axial vor der Rahmenebene angeordnet. Beispielsweise ist/sind die Motoreinrichtung und/oder die Antriebswelle größtenteils zwischen der Rahmenebene und der Radflanschebene angeordnet. Alternativ oder optional ergänzend ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass die Motoreinrichtung abschnittsweise axial hinter der Rahmenebene angeordnet ist.In a possible structural embodiment of the invention, the motor device lies with a first section in the frame plane. With a remaining section, the motor device is preferably arranged axially in front of the frame plane. For example, the motor device and / or the drive shaft is / are largely arranged between the frame plane and the wheel flange plane. Alternatively or optionally in addition, it is also possible within the scope of the invention for the motor device to be arranged axially behind the frame plane in sections.

Bevorzugt ist insbesondere, dass sich die Antriebswelle durch die Rahmenvorrichtung hindurch erstreckt, sodass ein axial hinter der Rahmenebene angeordneter Abschnitt der Antriebswelle getriebetechnisch mit der Gelenkwelle verbindbar ist.It is particularly preferred that the drive shaft extends through the frame device so that a section of the drive shaft arranged axially behind the plane of the frame can be connected to the articulated shaft in terms of transmission technology.

In einer bevorzugten Umsetzung der Erfindung umfasst die Antriebsanordnung eine Getriebevorrichtung. Vorzugsweise ist die Getriebevorrichtung zur ein- oder mehrstufigen Übersetzung oder Untersetzung des Antriebsdrehmoments zwischen der Antriebswelle und der Gelenkwelle ausgebildet. Vorzugsweise ist die Getriebevorrichtung axial versetzt zu der Rahmenebene, zum Beispiel axial hinter der Rahmenebene angeordnet. Die Getriebevorrichtung kann aber auch axial vor der Rahmenebene angeordnet sein.In a preferred implementation of the invention, the drive arrangement comprises a transmission device. The transmission device is preferably designed for single-stage or multi-stage translation or reduction of the drive torque between the drive shaft and the cardan shaft. The transmission device is preferably arranged axially offset to the frame plane, for example axially behind the frame plane. The transmission device can, however, also be arranged axially in front of the frame plane.

Die Getriebevorrichtung ist insbesondere an die Antriebsachse der Motoreinrichtung angebunden. Bevorzugt ist im Rahmen der Erfindung, dass eine durch die Getriebevorrichtung aufgespannte Getriebeebene im Wesentlichen gleichgerichtet und/oder parallel zu der Rahmenebene ist. Beispielsweise umfasst die Getriebevorrichtung ein Stirnradgetriebe. Optional ergänzend umfasst die Getriebevorrichtung ein Planetengetriebe, wobei das Planetengetriebe vor oder nach der Stirnradstufe angeordnet sein kann.The transmission device is connected in particular to the drive axle of the motor device. It is preferred within the scope of the invention that a gear plane spanned by the gear device is essentially in the same direction and / or parallel to the frame plane. For example, the transmission device comprises a spur gear. Optionally in addition, the gear device comprises a planetary gear, wherein the planetary gear can be arranged before or after the spur gear stage.

Bevorzugt ist die Gelenkwelle mit Getriebevorrichtung verbunden und insbesondere über die Getriebevorrichtung an die Antriebswelle angebunden. In einer möglichen konstruktiven Ausführungsform der Erfindung ist die Gelenkwelle über einen Getriebeflansch an die Getriebevorrichtung angebunden. Möglich ist im Rahmen der Erfindung, dass der Getriebeflansch in der Rahmenvorrichtung aufgenommen ist.The cardan shaft is preferably connected to the transmission device and, in particular, is connected to the drive shaft via the transmission device. In a possible structural embodiment of the invention, the cardan shaft is connected to the transmission device via a transmission flange. It is possible within the scope of the invention that the gear flange is received in the frame device.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Gelenkwelle über eine Übertragungsgelenkaufnahme an die Getriebevorrichtung angebunden sein. Insbesondere ist ein Zahnrad der Getriebevorrichtung fest mit der Übertragungsgelenkaufnahme verbunden, wobei die Übertragungsgelenkaufnahme auf der Gelenkwelle angeordnet ist.In an alternative embodiment of the invention, the cardan shaft can be connected to the transmission device via a transmission joint mount. In particular, a gear wheel of the transmission device is firmly connected to the transmission joint receptacle, the transmission joint receptacle being arranged on the articulated shaft.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Fahrzeug mit dem Antriebs- und Fahrwerksmodul nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach einem der Ansprüche 1 bis 8.A further subject of the invention is a vehicle with the drive and chassis module according to the previous description and / or according to one of claims 1 to 8.

Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug zumindest ein erstes Antriebs- und Fahrwerksmodul und ein zweites Antriebs- und Fahrwerksmodul. Insbesondere bilden das erste und zweite Antriebs- und Fahrwerksmodul gemeinsam eine Radachse, z.B. eine Hinterradachse des Fahrzeugs. Optional ergänzend können zwei weitere Antriebs- und Fahrwerksmodule eine Vorderradachse des Fahrzeugs bilden.The vehicle preferably comprises at least a first drive and chassis module and a second drive and chassis module. In particular, the first and second drive and Chassis module jointly a wheel axle, for example a rear wheel axle of the vehicle. Optionally, two additional drive and chassis modules can form a front wheel axle of the vehicle.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann das Fahrzeug eine konventionell gelenkte Vorderradachse mit einem konventionellen Lenksystem umfassen. Alternativ kann das Fahrzeug zur Vorderachslenkung ein Steer by Wire Lenksystem mit einem Zentralaktuator oder mit radselektiven Aktuatoren umfassen.In one possible embodiment of the invention, the vehicle can comprise a conventionally steered front wheel axle with a conventional steering system. Alternatively, the vehicle can include a steer-by-wire steering system with a central actuator or with wheel-selective actuators for front axle steering.

Möglich ist im Rahmen der Erfindung auch, dass das Fahrzeug zur Hinterachslenkung ein Lenksystem mit einem Zentralaktuator oder mit radselektiven Aktuatoren umfasst.It is also possible within the scope of the invention for the vehicle to include a steering system with a central actuator or with wheel-selective actuators for rear axle steering.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

1 ein Fahrzeug mit einer Vorderradachse und mit einer Hinterradachse, wobei zwei Antriebs- und Fahrwerksmodule die Hinterradachse bilden;
2 eines der Antriebs- und Fahrwerksmodule aus 1 in einer Draufsicht von oben mit einer Antriebsanordnung und mit einer Getriebeanordnung;
3 eine schematische axiale Draufsicht auf das Antriebs- und Fahrwerksmodul;
4 eine schematische Darstellung einer möglichen Anbindung einer Gelenkwelle des Antriebs- und Fahrwerksmoduls an eine Getriebevorrichtung des Antriebs- und Fahrwerksmoduls.

Further features, advantages and effects of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments of the invention. Show:

1 a vehicle with a front wheel axle and a rear wheel axle, two drive and chassis modules forming the rear wheel axle;
2 one of the drive and chassis modules 1 in a plan view from above with a drive arrangement and with a gear arrangement;
3 a schematic axial plan view of the drive and chassis module;
4th a schematic representation of a possible connection of a cardan shaft of the drive and chassis module to a transmission device of the drive and chassis module.

Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding or identical parts are provided with the same reference numerals in the figures.

In der 1 ist ein Fahrzeug 20 mit einer Tragstruktur 18, mit einer Vorderachse 12 und mit einer Hinterachse 13 gezeigt. Das Fahrzeug 20 weist eine zentral angeordnete Batterie 19 auf und ist als ein Elektrofahrzeug ausgebildet. Es kann in eine Fahrtrichtung F vorwärts verfahren werden. Jede Achse 12, 13 weist zwei Räder 14 auf.In the 1 is a vehicle 20th with a supporting structure 18th , with one front axle 12th and with a rear axle 13 shown. The vehicle 20th has a centrally located battery 19th and is designed as an electric vehicle. It can go in one direction F. be moved forward. Any axis 12th , 13 has two wheels 14th on.

Die Hinterachse 13 umfasst zwei Antriebs- und Fahrwerksmodule 1 zum Antrieb, zur Lenkung und/oder zur Führung der Räder 14 der Hinterradachse 13 des Fahrzeugs 20.The rear axle 13 includes two drive and chassis modules 1 for driving, steering and / or guiding the wheels 14th the rear axle 13 of the vehicle 20th .

Die Vorderachse 12 ist als eine McPherson-Achse 15 oder als eine Mehrlenkerachse, insbesondere als eine Doppelquerlenkerachse 16 ausgebildet. Als Antriebseinrichtung für die Räder 14 der Vorderachse 12 ist ein Hohlwellenmotor 17 vorgesehen. Dieser ist über einen Aufnahmerahmen mit der Tragstruktur 18 verbunden. Zum Beispiel sind der Hohlwellenmotor 17 und das jeweilige Vorderachsenfahrwerk in dem Aufnahmerahmen aufgenommen und über diesen an die Tragstruktur 18 angebunden. Der Aufnahmerahmen kann optional eine Funktion eines Motorgehäuses des Hohlwellenmotors 17 übernehmen.The front axle 12th is called a McPherson axis 15th or as a multi-link axle, in particular as a double wishbone axle 16 educated. As a drive device for the wheels 14th the front axle 12th is a hollow shaft motor 17th intended. This is via a mounting frame with the support structure 18th connected. For example are the hollow shaft motor 17th and the respective front axle chassis received in the mounting frame and via this to the supporting structure 18th tied up. The receiving frame can optionally have a function of a motor housing of the hollow shaft motor 17th take.

Alternativ zu der McPherson-Achse 15 oder zu der Doppelquerlenkerachse 16 kann die Vorderradachse 12 durch zwei weitere Antriebs- und Fahrwerksmodule 1 gebildet sein. In diesem Fall umfasst das Fahrzeug 20 insgesamt vier Antriebs- und Fahrwerksmodule 1, wobei zwei die Hinterradachse 13 bilden und die weiteren zwei die Vorderradachse 12 bilden.Alternative to the McPherson axis 15th or to the double wishbone axle 16 can the front wheel axle 12th with two additional drive and chassis modules 1 be educated. In this case the vehicle includes 20th a total of four drive and chassis modules 1 , two being the rear axle 13 and the other two form the front wheel axle 12th form.

Eines der Antriebs- und Fahrwerksmodule 1 ist in der 2 in einer Draufsicht von oben gezeigt. Die 3 zeigt das Antriebs- und Fahrwerksmodul 1 in einer axialen Draufsicht.One of the drive and chassis modules 1 is in the 2 shown in a plan view from above. The 3 shows the drive and chassis module 1 in an axial plan view.

Das Antriebs- und Fahrwerksmodul 1 umfasst eine Antriebsanordnung 2 mit der das Fahrzeug 20 antreibbar ist und eine Fahrwerksanordnung 3 mit der das Fahrzeug 20 führbar und/oder lenkbar ist. Weiterhin umfasst das Antriebs- und Fahrwerksmodul 1 eine Rahmenvorrichtung 9. Die Rahmenvorrichtung 9 spannt eine Rahmenebene E1 auf. Die Rahmenvorrichtung 9 verbindet die Antriebsanordnung 2 und die Fahrwerksanordnung 3 mit der Tragstruktur 18 des Fahrzeugs 20 (1). Sie kann hierfür mit der Tragstruktur 18 verbunden sein oder einen Bestandteil der Tragstruktur 18 bilden.The drive and chassis module 1 includes a drive assembly 2 with which the vehicle 20th is drivable and a landing gear assembly 3 with which the vehicle 20th can be guided and / or steered. Furthermore, the drive and chassis module includes 1 a frame device 9 . The frame device 9 spans a frame level E1 on. The frame device 9 connects the drive assembly 2 and the landing gear arrangement 3 with the supporting structure 18th of the vehicle 20th ( 1 ). You can do this with the support structure 18th be connected or part of the supporting structure 18th form.

Die Antriebsanordnung 2 weist eine Motoreinrichtung 4 mit einer Antriebswelle 5 zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments, eine Gelenkwelle 6 zur Einleitung des Antriebsdrehmoments in das Rad 14 und eine Getriebevorrichtung 7 zur Verbindung der Antriebswelle 5 mit der Gelenkwelle 6 auf.The drive arrangement 2 has a motor device 4th with a drive shaft 5 for generating a drive torque, a cardan shaft 6th for introducing the drive torque into the wheel 14th and a transmission device 7th to connect the drive shaft 5 with the cardan shaft 6th on.

Die Gelenkwelle 6 umfasst an einem Ende einen Radflansch 8 (1) über den sie an das Rad 14 angebunden ist. Der Radflansch 8 spannt eine Radflanschebene E2 auf, die sich im Wesentlichen gleichgerichtet und/oder parallel zu der Rahmenebene E1 erstreckt. Der Radflansch 8 und/oder das Rad 14 ist/sind axial vor der Rahmenvorrichtung 9 angeordnet.The PTO shaft 6th comprises a wheel flange at one end 8th ( 1 ) via which they connect to the wheel 14th is connected. The wheel flange 8th spans a wheel flange plane E2 on, which are essentially in the same direction and / or parallel to the frame plane E1 extends. The wheel flange 8th and / or the wheel 14th is / are axially in front of the frame device 9 arranged.

Die Getriebevorrichtung 7 ist gemäß der 2 axial hinter der Rahmenvorrichtung 9 angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform kann sie auch axial vor der Rahmenvorrichtung 9 angeordnet sein. Die Getriebevorrichtung 7 spannt eine Getriebeebene E3 auf, die im Wesentlichen gleichgerichtet und/oder parallel zu der Rahmenebene E1 ist.The transmission device 7th is according to the 2 axially behind the frame device 9 arranged. In an alternative embodiment, it can also be axially in front of the frame device 9 be arranged. The transmission device 7th tension one Gear level E3 on, which are substantially rectified and / or parallel to the frame plane E1 is.

Die Getriebevorrichtung 7 verbindet die Antriebswelle 5 getriebetechnisch mit der Gelenkwelle 6. Sie umfasst ein Stirnradgetriebe. Dieses übersetzt oder untersetzt das Antriebsdrehmoment von der Antriebswelle 5 auf die Gelenkwelle 6. Insbesondere ermöglicht das Stirnradgetriebe eine Auslegung der Motoreinrichtung 4 auf hohe Drehzahlen, sodass die Motoreinrichtung 4 besonders kompakt und bauraumsparend ausgeführt werden kann.The transmission device 7th connects the drive shaft 5 transmission technology with the cardan shaft 6th . It includes a spur gear. This translates or steps down the drive torque from the drive shaft 5 on the PTO shaft 6th . In particular, the spur gear enables the motor device to be designed 4th at high speeds, so that the engine device 4th can be designed to be particularly compact and space-saving.

Vor oder nach der durch das Stirnradgetrieb gebildeten Stirnradstufe kann ergänzend ein Planetengetriebe angeordnet sein. Dadurch kann eine höhere Gesamtübersetzung ermöglicht und ein reduzierter Abstand zwischen der Motoreinrichtung 4 und der Gelenkwelle 6 erzielt werden.In addition, a planetary gear can be arranged before or after the spur gear stage formed by the spur gear. This enables a higher overall ratio and a reduced distance between the motor device 4th and the PTO shaft 6th be achieved.

Die Gelenkwelle 6 mündet mit einem dem Radflansch 8 gegenüber liegenden Ende in der Getriebevorrichtung 7 und ist dort an die Getriebevorrichtung 7 angebunden. Zur Anbindung kann ein Getriebeflansch 11 vorgesehen sein. Dieser kann in der Rahmenvorrichtung 9 aufgenommen sein, insbesondere darin drehbar gelagert sein.The PTO shaft 6th opens with one of the wheel flange 8th opposite end in the transmission device 7th and is there at the transmission device 7th tied up. A gear flange can be used for connection 11 be provided. This can be in the frame device 9 be received, in particular be rotatably mounted therein.

Gemäß der 4 kann die Gelenkwelle 6 alternativ über eine auf der Gelenkwelle 6 angeordnete Übertragungsgelenkaufnahme 22 an die Getriebevorrichtung 7 angebunden sein. Hierfür ist die Übertragungsgelenkaufnahme 22 fest mit einem Zahnrad 23 der Getriebevorrichtung 7 verbunden.According to the 4th can the PTO shaft 6th alternatively via one on the cardan shaft 6th arranged transfer joint mount 22nd to the transmission device 7th be connected. The transmission joint mount is for this 22nd fixed with a gear 23 the transmission device 7th connected.

Die Motoreinrichtung 4 ist als ein Elektromotor ausgebildet. Sie ist in der Rahmenvorrichtung 9 abschnittsweise aufgenommen und an dieser Rahmenvorrichtung 9 befestigt. Die Motoreinrichtung 4 ist größtenteils axial vor der Rahmenvorrichtung 9 angeordnet und erstreckt sich zwischen der Rahmenebene E1 und der Radflanschebene E2.The engine device 4th is designed as an electric motor. It's in the frame device 9 added in sections and attached to this frame device 9 attached. The engine device 4th is mostly axially in front of the frame assembly 9 arranged and extends between the frame plane E1 and the wheel flange plane E2 .

Wie aus den 2 und 3 zu entnehmen, verläuft die Antriebswelle 5 im Wesentlichen gleichgerichtet zu der Gelenkwelle 6. Sie ist horizontal nach hinten, insbesondere entgegen der Fahrtrichtung F, versetzt zu der Gelenkwelle 6 angeordnet. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Antriebswelle 5 gegenüber der Gelenkwelle 6 auch nach vorne, insbesondere in Fahrtrichtung F, und/oder vertikal nach oben oder unten versetzt angeordnet sein.As from the 2 and 3 can be seen, the drive shaft runs 5 essentially in the same direction as the propeller shaft 6th . It is horizontal to the rear, especially against the direction of travel F. , offset to the cardan shaft 6th arranged. In an alternative embodiment, the drive shaft 5 opposite the cardan shaft 6th also forward, especially in the direction of travel F. , and / or be arranged vertically offset up or down.

Die Fahrwerksanordnung 3 weist mindestens einen Querlenker, insbesondere mehrere, z.B. fünf Querlenker 10a, 10b, 10c, 10d, 10e auf. Die Querlenker 10a, 10b, 10c, 10d, 10e führen das Rad 14, indem sie Querkräfte zwischen dem Rad 14 und der Tragstruktur 18 des Fahrzeugs 20 übertragen. Gemäß der 2 erstrecken sich die Querlenker 10a, 10b, 10c, 10d, 10e quer zu der Fahrtrichtung F zwischen der Rahmenvorrichtung 9 und dem Radflansch 8 (1).The landing gear arrangement 3 has at least one wishbone, in particular several, for example five wishbones 10a , 10b , 10c , 10d , 10e on. The wishbones 10a , 10b , 10c , 10d , 10e lead the wheel 14th by creating transverse forces between the wheel 14th and the supporting structure 18th of the vehicle 20th transfer. According to the 2 extend the wishbones 10a , 10b , 10c , 10d , 10e across the direction of travel F. between the frame device 9 and the wheel flange 8th ( 1 ).

Die Querlenker 10a, 10b, 10c, 10d, 10e sind in der Rahmenvorrichtung 9 aufgenommen und dort, insbesondere bezogen auf die Rahmenebene E1, in unterschiedlichen Lenkerebenen gelagert. Die Fahrwerksanordnung 3 kann zusätzlich noch einen Längslenker umfassen, der unabhängig von der Rahmenvorrichtung 9 angeordnet ist, insbesondere nicht in dieser aufgenommen ist. Wenn der Längslenker vorgesehen ist, erstreckt sich dieser im Wesentlichen gleichgerichtet zu der Fahrtrichtung F des Fahrzeugs 20 (1). Dadurch kann insbesondere eine Einzelradaufhängung in einer Schwertlenkerachse bereitgestellt werden.The wishbones 10a , 10b , 10c , 10d , 10e are in the frame device 9 recorded and there, in particular with reference to the frame level E1 , stored in different handlebar levels. The landing gear arrangement 3 can also include a trailing arm that is independent of the frame device 9 is arranged, in particular is not included in this. If the trailing arm is provided, it extends essentially in the same direction as the direction of travel F. of the vehicle 20th ( 1 ). In this way, in particular, an independent wheel suspension can be provided in a sword link axle.

Wie aus der 2 zu entnehmen, sind die beiden Querlenker 10b und 10e axial hinter der Rahmenebene E1 in Lagereinrichtungen 21b, 21 e gelagert. Der Querlenker 10a ist in einer Lagereinrichtung 21a in der Rahmenebene E1 gelagert und die beiden Querlenker 10c und 10d sind in Lagereinrichtungen 21c, 21d axial vor der Rahmenebene E1 gelagert. Weiterhin können die Querlenker 10a, 10b, 10c, 10d, 10e horizontal und/oder vertikal zueinander versetzt angeordnet sein.As from the 2 the two wishbones can be seen 10b and 10e axially behind the frame plane E1 in storage facilities 21b , 21st e stored. The wishbone 10a is in a storage facility 21a in the frame level E1 stored and the two wishbones 10c and 10d are in storage facilities 21c , 21d axially in front of the frame plane E1 stored. Furthermore, the wishbones 10a , 10b , 10c , 10d , 10e be arranged horizontally and / or vertically offset from one another.

Wie ebenfalls in der 2 dargestellt sind die Querlenker 10b und 10e in den Lagereinrichtungen 21b und 21e vertikal unterhalb der anderen Querlenker 10a, 10c und 10d in der Rahmenvorrichtung 9 gelagert.As in the 2 the wishbones are shown 10b and 10e in the storage facilities 21b and 21e vertically below the other wishbones 10a , 10c and 10d in the frame device 9 stored.

Aus der 3 ist zu entnehmen, dass die Querlenker 10a, 10b, 10c, 10d, 10e horizontal in Fahrtrichtung F oder entgegen der Fahrtrichtung F zueinander versetzt in den Lagereinrichtungen 21a, 21b, 21c, 21d, 21e gelagert sind. Die Motoreinrichtung 4 ist zwischen den Lenkerebenen, in denen die Querlenker 10a, 10b, 10c, 10d, 10e gelagert sind, in der Rahmenvorrichtung 9 aufgenommen.From the 3 it can be seen that the wishbones 10a , 10b , 10c , 10d , 10e horizontally in the direction of travel F. or against the direction of travel F. offset to one another in the storage facilities 21a , 21b , 21c , 21d , 21e are stored. The engine device 4th is between the link planes in which the wishbones 10a , 10b , 10c , 10d , 10e are stored in the frame device 9 recorded.

Die rahmenseitige Integration der Motoreinrichtung 4 in die Fahrwerksanordnung 3, insbesondere gemeinsam mit den Querlenkern 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, ermöglicht es, das Antriebs- und Fahrwerksmodul 1 sehr kompakt und bauraumsparend auszubilden. Entlang der Hinterachse 13 wird dadurch zwischen den beiden Rädern 14 Bauraum frei, der zur Integration anderer Bauteile genutzt werden kann. Aufgrund der kompakten Bauweise des Antriebs- und Fahrwerksmoduls 1 kann Gewicht eingespart werden, wodurch das Elektrofahrzeug größere Reichweiten zurücklegen kann.The frame-side integration of the motor equipment 4th into the landing gear arrangement 3 , especially together with the wishbones 10a , 10b , 10c , 10d , 10e , enables the drive and chassis module 1 very compact and space-saving. Along the rear axle 13 is thereby between the two wheels 14th Free space that can be used to integrate other components. Due to the compact design of the drive and chassis module 1 weight can be saved, which means that the electric vehicle can cover greater ranges.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Antriebs- und FahrwerksmodulDrive and chassis module
22: AntriebsanordnungDrive arrangement
33: FahrwerksanordnungLanding gear arrangement
44th: MotoreinrichtungEngine device
55: Antriebswelledrive shaft
66th: GelenkwellePTO shaft
77th: GetriebevorrichtungTransmission device
88th: RadflanschWheel flange
99: RahmenvorrichtungFrame device
10a-e10a-e: QuerlenkerWishbones
1111: GetriebeflanschGear flange
1212: VorderradachseFront axle
1313: HinterradachseRear axle
1414th: Radwheel
1515th: McPherson-AchseMcPherson axis
1616: DoppelquerlenkerachseDouble wishbone axle
1717th: HohlwellenmotorHollow shaft motor
1818th: TragstrukturSupport structure
1919th: Batteriebattery
2020th: Fahrzeugvehicle
21a-e21a-e: LagereinrichtungenStorage facilities
2222nd: ÜbertragungsgelenkaufnahmeTransfer joint mount
2323: Zahnradgear
FF.: FahrtrichtungDirection of travel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015218793 A1 [0003]

Claims

Drive and chassis module (1) for driving, guiding and / or steering a wheel (14) of a vehicle (20), with a drive arrangement (2), the drive arrangement (2) being a motor device (4) for generating a drive torque and wherein the drive arrangement (2) comprises a cardan shaft (6) for introducing the drive torque into the wheel (14), with a landing gear arrangement (3), the landing gear arrangement (3) at least one wishbone (10a, 10b, 10c, 10d, 10e) for guiding the wheel (14), with a frame device (9) for connecting the drive arrangement (2) and the chassis arrangement (3) to a support structure (18) of the vehicle (20), wherein the at least one wishbone (10a, 10b, 10c, 10d, 10e) is received in the frame device (9), characterized in that the motor device (4) is received in the frame device (9).

Drive and chassis module (1) according to Claim 1 , characterized in that the drive and chassis module (1) comprises one or more wishbones (10a, 10b, 10c, 10d, 10e), with one, some or all of the wishbones (10a, 10b, 10c, 10d, 10e) in axial , vertically and / or horizontally offset link planes are received in the frame device (9) and wherein the motor device (4) is received between the link planes in the frame device (9).

Drive and chassis module (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the motor device (4) comprises a drive shaft (5), wherein the drive shaft (5) extends in the same direction or essentially in the same direction as the cardan shaft (6) and / or where the drive shaft (5) is offset from the cardan shaft ( 6) is arranged.

Drive and chassis module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the articulated shaft (6) comprises a wheel flange (8) for connection to the wheel (14), the wheel flange (8) axially in front of a through the frame device ( 9) spanned frame plane (E1), the motor device (4) being arranged in sections axially in front of the frame plane (E1) and / or in sections between the frame plane (E1) and a wheel flange plane (E2) spanned by the wheel flange (8) is.

Drive and chassis module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that one, some or all wishbones (10a, 10b, 10c, 10d, 10e) in the frame plane (E1), axially in front of the frame plane (E1) or axially are stored behind the frame level (E1).

Drive and chassis module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive arrangement (2) has a gear device (7) for stepping up or stepping down the drive torque between the drive shaft (5) and the cardan shaft (6), wherein the Gear device (7) is arranged axially offset to the frame plane (E1).

Drive and chassis module (1) according to one of the Claims 4 to 6th , characterized in that the cardan shaft (6) is connected to the transmission device (7) with an end opposite the wheel flange (8).

Drive and chassis module (1) according to Claim 6 or 7th , characterized in that a transmission plane (E3) spanned by the transmission device (7) is rectified and / or parallel to the frame plane (E1).

Vehicle (20) with the drive and chassis module (1) according to one of the preceding claims.

Vehicle (20) after Claim 9 , characterized in that the vehicle (20) comprises at least a first and second drive and chassis module (1), the first and second drive and chassis module (1) jointly forming a rear wheel axle (13) of the vehicle (20).