DE102022211403A1

DE102022211403A1 - Eigenständiges winkelmodul

Info

Publication number: DE102022211403A1
Application number: DE102022211403.5A
Authority: DE
Inventors: Sehyun CHANG; Sang Woo Hwang; Min Jun Kim; Young II Sohn
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2022-10-27
Publication date: 2023-05-25
Also published as: KR20230072678A; US20230150575A1; JP2023075034A; CN116135670A

Abstract

Ein eigenständiges Winkelmodul umfasst einen Achsschenkel, der an einem Rad befestigt ist, ein Achsgetriebeglied, das zur Führung einer vertikalen Bewegung des Achsschenkels befestigt ist, einen festen Rahmen, der an das Achsgetriebeglied angrenzt und an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist, und einen Lenker, der zwischen dem Achsgetriebeglied und dem festen Rahmen angeordnet ist, um eine Betätigungskraft aufzubringen. Hierbei dreht sich der Lenker entlang des festen Rahmens, wenn eine Betätigungskraft vom Lenker ausgeübt wird, und gleichzeitig dreht sich das Achsgetriebeglied relativ zum Lenker.

Description

HINTERGRUND DER VORLIEGENDEN OFFENBARUNG
Gebiet der vorliegenden Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein eigenständiges Winkelmodul. Genauer gesagt handelt es sich um ein eigenständiges Winkelmodul, das eingerichtet ist, einem Rad einen großen Lenkwinkel zu verleihen, indem es einen Lenker und ein Achsgetriebeglied unabhängig voneinander dreht, wenn eine Betätigungskraft von dem Lenker ausgeübt wird, der sich zwischen einem festen Rahmen und dem Achsgetriebeglied befindet.
Beschreibung des Standes der Technik
Die herkömmliche Aufhängung für ein Fahrzeug verbindet eine Fahrzeugachse und eine Fahrzeugkarosserie derart, dass Vibrationen oder Stöße, die von der Fahrzeugachse von einer Straßenoberfläche aufgenommen werden, nicht direkt auf die Fahrzeugkarosserie übertragen werden, während das Fahrzeug fährt, wodurch Schäden an der Fahrzeugkarosserie oder der Ladung verhindert und der Fahrkomfort verbessert werden. Eine solche Aufhängung umfasst eine Aufhängungsfeder, die eingerichtet ist, von der Fahrbahnoberfläche aufgenommene Stöße abzumildern, einen Stoßdämpfer, der eingerichtet ist, den Fahrkomfort durch Unterdrücken freier Schwingungen der Aufhängungsfeder zu verbessern, und einen Stabilisator, der eingerichtet ist, ein Wanken des Fahrzeugs zu verhindern.
Als Aufhängung für ein Nutzfahrzeug wird hauptsächlich eine Integralachsaufhängung verwendet, bei der linke und rechte Räder durch eine Achse verbunden sind, und als Tragfeder wird hauptsächlich eine Blattfeder oder eine Luftfeder verwendet.
Unterdessen umfasst ein Lenksystem eines Nutzfahrzeugs, das eine Integralachsaufhängung verwendet, einen Lenkstockhebel, der auf einer Ausgangswelle eines Lenkgetriebes angebracht ist, um sich mit diesem zu drehen, ein Schleppgelenk, das eingerichtet ist, die Bewegung des Lenkstockhebels zu übertragen, einen Achsschenkel, der eingerichtet ist, eine Achsschenkelspindel zu manipulieren, indem er die Bewegung des Schleppgelenks aufnimmt, eine Spurstange, die den linken und den rechten Achsschenkel verbindet, und dergleichen.
1 zeigt ein Aufhängungssystem, bei dem ein Endteil eines Stoßdämpfers am Rahmen einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist.
Bei einem Fahrzeug mit Integralachsaufhängung und Lenkung, bei dem die oben beschriebene Luftfeder zum Einsatz kommt, dient die Luftfeder lediglich als Ersatz für die Blattfeder und trägt nicht wesentlich zur Verbesserung des Fahrkomforts oder der Fahreigenschaften bei. Darüber hinaus ist es aufgrund der strukturellen Eigenschaften der Luftfeder schwierig, Konstruktionsfreiheit bei der Umsetzung einer präzisen Geometrie zu gewährleisten.
Kürzlich wurde eine eigenständige Lenkungsaufhängung entwickelt, die eingerichtet ist, den Lenkwinkel eines Rades über eine Motorbaugruppe auf einzelne Aufhängungen zu übertragen. Bei der oben beschriebenen eigenständigen Lenkaufhängung gab es jedoch das Problem, dass die vom Lenkmotor aufgebrachte Drehkraft nicht stabil auf den Achsschenkel und das Rad übertragen werden konnte.
Die in diesem Hintergrund der vorliegenden Offenbarung enthaltenen Informationen dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung und dürfen nicht als Anerkenntnis oder als irgendeine Form der Andeutung dahingehend verstanden werden, diese Informationen bildeten den einem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik.
KURZER ÜBERBLICK
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind darauf gerichtet, ein eigenständiges Winkelmodul bereitzustellen, das die eigenständige Drehung eines Lenkers und eines Achsgetriebes ermöglicht.
Darüber hinaus zielt die vorliegende Offenbarung darauf ab, ein eigenständiges Winkelmodul bereitzustellen, das eingerichtet ist, dass ein Lenker bei Aufbringung einer Betätigungskraft durch den Lenker gedreht wird und gleichzeitig relativ zum Lenker ein Achsgetriebeglied gedreht wird.
Die Gegenstände der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die zuvor genannten Gegenstände beschränkt, und andere, hier nicht erwähnte Gegenstände der vorliegenden Offenbarung können anhand der folgenden Beschreibung verstanden werden, und sie können durch die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung klarer verstanden werden. Darüber hinaus können die Gegenstände der vorliegenden Offenbarung durch die in den Ansprüchen angegebenen Mittel und Kombinationen von diesen verwirklicht werden.
Das eigenständige Winkelmodul, mit dem die oben beschriebenen Ziele der vorliegenden Offenbarung erreicht werden, umfasst die folgende Konfiguration.
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Offenbarung zielen darauf ab, ein eigenständiges Winkelmodul bereitzustellen, das einen an einem Rad befestigten Achsschenkel, ein zur Führung der vertikalen Bewegung des Achsschenkels befestigtes Achsgetriebeglied, einen an das Achsgetriebeglied angrenzenden und an einer Fahrzeugkarosserie befestigten feststehenden Rahmen und einen zwischen dem Achsgetriebeglied und dem feststehenden Rahmen angeordneten Lenker zur Ausübung einer Betätigungskraft umfasst. Dabei kann der Lenker durch die Betätigungskraft des Lenkers selbst entlang des festen Rahmens bewegt werden, und gleichzeitig kann sich das Achsgetriebeglied relativ zum Lenker drehen.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Lenker ein Trägerglied, das zumindest einen Teil des Achsgetriebeglieds und zumindest einen Teil des festen Rahmens umgibt, um sich entlang des festen Rahmens zu bewegen, einen Motor, der eingerichtet ist, eine Drehkraft aufzubringen, und ein Lenkgetriebe, das sich von einer Rotationswelle des Motors aus erstreckt, um mit dem festen Rahmen und dem Achsgetriebeglied in Getriebeeingriff zu stehen, umfassen.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Achsgetriebeglied eine Verbindungsführung umfassen, die eingerichtet ist, den Lenker zu führen, sowie ein Zahnrad, das an der Verbindungsführung ausgebildet ist und mit dem Lenker in Eingriff steht, damit sich die Verbindungsführung drehen kann, wenn sich der Lenker dreht.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der feste Rahmen ein Rahmengetriebe umfassen, das an einem Endabschnitt des festen Rahmens vorgesehen ist, der dem Lenker gegenüberliegt (zugewandt ist).
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Trägerglied mindestens eine erste Rolle umfassen, die an einer inneren Seitenfläche des Trägerglieds, die an den festen Rahmen angrenzt, oder an einer inneren Seitenfläche des Trägerglieds, die an das Achsgetriebeglied angrenzt, angeordnet ist.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Trägerverbindung ferner mindestens eine zweite Rolle umfassen, die an einem vertikalen Endabschnitt des festen Rahmens neben der Trägerverbindung oder an einem vertikalen Endabschnitt des Achsgetriebeglieds, das an das Trägerglied angrenzt, angeordnet ist.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Lenker beim Aufbringen der Betätigungskraft einen der beiden gegenüberliegenden Endabschnitte des festen Rahmens erreichen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann, wenn der Lenker an einem der gegenüberliegenden Endabschnitte des festen Rahmens positioniert ist, der Lenker an einem entsprechenden der gegenüberliegenden Endabschnitte des Achsgetriebes positioniert sein.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Achsgetriebeglied ferner eine vertikale Führung aufweisen, die eingerichtet ist, dass sich ein Endabschnitt des Achsschenkels vertikal bewegen kann.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das eigenständige Winkelmodul ferner einen Puffer umfassen, wobei ein erster Endabschnitt des Puffers mit dem Achsschenkel verbunden ist und ein zweiter Endabschnitt des Puffers mit dem Achsgetriebeglied verbunden ist, um eine vertikale Bewegung des Achsschenkels zu unterstützen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können eine Oberfläche des Achsgetriebeglieds und eine Oberfläche des festen Rahmens, die aneinandergrenzen und einander zugewandt sind, Bogenformen aufweisen, die einen gemeinsamen Mittelpunkt haben.
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Offenbarung zielen darauf ab, ein eigenständiges Winkelmodul bereitzustellen, das einen an einem Rad befestigten Achsschenkel, ein Achsgetriebeglied, das eingerichtet ist, die Bewegung des Achsschenkels zu führen, einen feststehenden Rahmen, der an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist, und einen Lenker umfasst, der mit dem Achsgetriebeglied und dem feststehenden Rahmen in Eingriff steht und eingerichtet ist, eine Betätigungskraft des Lenkers auf das Achsgetriebeglied und den feststehenden Rahmen auszuüben. Dabei können der Lenker und das Achsgetriebeglied durch die Betätigungskraft des Lenkers bewegt werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann sich das Achsgetriebeglied drehen, wenn die Betätigungskraft des Lenkers aufgebracht wird, während sich der Lenker entlang des festen Rahmens bewegt.
In verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung geht es darum, ein eigenständiges Winkelmodul bereitzustellen, das ein Achsgetriebeglied, das zur Führung der Bewegung eines Rades befestigt ist, einen feststehenden Rahmen, der an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist, und einen Lenker umfasst, der eingerichtet ist, eine Betätigungskraft auf das Achsgetriebeglied und auf den feststehenden Rahmen auszuüben. Dabei können der Lenker und das Achsgetriebeglied durch die Betätigungskraft des Lenkers bewegt werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Achsgetriebeglied gedreht werden, wenn die Betätigungskraft vom Lenker aufgebracht wird, während sich der Lenkbediener entlang des festen Rahmens bewegt.
Weitere Aspekte und beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden weiter unten erörtert.
Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „fahrzeug-“ oder ein ähnlicher Begriff, wie er hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen umfasst, wie z. B. Personenkraftwagen, einschließlich Sport Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und ähnliches, und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativem Kraftstoff (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden). Ein Hybridfahrzeug ist ein Fahrzeug, das über zwei oder mehr Antriebsquellen verfügt, z. B. ein Fahrzeug, das sowohl mit Benzin als auch mit Strom betrieben wird.
Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden weiter unten erläutert.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Offenbarung weisen weitere Merkmale und Vorteile auf, die aus den beiliegenden Zeichnungsfiguren, die hierin enthalten sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Offenbarung zu erläutern, ersichtlich sind oder näher erläutert werden.
Figurenliste

1 zeigt eine Kupplungsbeziehung eines RevoKnuckle, als Beispiel für den verwandten Stand der Technik;
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines eigenständigen Winkelmoduls als beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
3 zeigt eine Kupplungsbeziehung zwischen einem Lenker und dem eigenständigen Winkelmodul als Beispiel für eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Lenkers als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
5A zeigt eine Draufsicht auf das eigenständige Winkelmodul verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in einem Zustand, in dem sich das eigenständige Winkelmodul in einem Lenkwinkel von 0 Grad befindet;
5B zeigt eine Draufsicht auf das eigenständige Winkelmodul verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in einem Zustand, in dem sich das eigenständige Winkelmodul in einem Lenkwinkel von 90 Grad nach links befindet;
5C zeigt eine Draufsicht auf das eigenständige Winkelmodul verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in einem Zustand, in dem sich das eigenständige Winkelmodul in einem Lenkwinkel von 90 Grad nach rechts befindet; und
6 zeigt eine Kopplungsbeziehung, die einen Lenkwinkel des eigenständigen Winkelmoduls verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bestimmt.

Die beigefügten Zeichnungsfiguren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und stellen eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale dar, die die Grundprinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Offenbarung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich z. B. spezifischer Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die jeweilige beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt.
In den Figuren beziehen sich die Bezugsziffern auf die gleichen oder gleichwertige Teile der vorliegenden Offenbarung in den verschiedenen Figuren der Zeichnung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird im Detail auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung(en) Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die vorliegende(n) Offenbarung(en) in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden, soll die vorliegende Beschreibung nicht dazu dienen, die vorliegende(n) Offenbarung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu beschränken. Andererseits soll(en) die vorliegende(n) Offenbarung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die im Rahmen des Geistes und des Umfangs der vorliegenden Offenbarung gemäß den beigefügten Ansprüchen enthalten sein können.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren im Detail beschrieben. Die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können in verschiedenen Formen modifiziert werden, und der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung darf nicht so ausgelegt werden, dass er auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt wäre. Die beispielhaften Ausführungsformen werden bereitgestellt, um dem Fachmann eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vollständiger zu erläutern.
Darüber hinaus beziehen sich Begriffe wie „... Gelenk", „... Verbindung", „... Teil", „... Rahmen" usw., die in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, jeweils auf eine Einheit, die mindestens eine Funktion oder einen Vorgang ausführt, und können als Hardware oder eine Kombination von diesen implementiert werden.
Nachfolgend wird die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren detailliert beschrieben, und in der Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren angegeben wird, sind die gleichen oder entsprechenden Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern versehen, und eine Beschreibung von diesen wird nicht wiederholt.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf ein eigenständiges Winkelmodul. Im Falle eines mehrrädrigen Fahrzeugs kann das eigenständige Winkelmodul einzeln an eine Fahrzeugkarosserie gekoppelt werden, und das eigenständige Winkelmodul kann einen Lenkwinkelbereich von 90 Grad in linker und rechter Richtung haben.
Das eigenständige Winkelmodul kann durch Schweißen oder Verschrauben an der Fahrzeugkarosserie befestigt werden und Strom von einer in der Fahrzeugkarosserie befindlichen Batterie leiten, um die Energiezufuhr von der Fahrzeugkarosserie zu einem Lenkbedienungselement 100 zu ermöglichen. Wie oben beschrieben, kann das eigenständige Winkelmodul leitend mit dem Fahrzeug verbunden werden, während es nach einem gängigen Verfahren an der Fahrzeugkarosserie befestigt wird.
Nachfolgend wird das eigenständige Winkelmodul gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf eine Konfiguration beschrieben, die ein Rad 500 umfasst, das sich auf der linken Seite des Fahrzeugs befindet.
2 zeigt das eigenständige Winkelmodul, und 3 zeigt eine Kopplungsbeziehung zwischen einem festen Rahmen 300 und einem Achsgetriebeglied 200 mit dem dazwischen liegenden Lenker 100.
Wie dargestellt, umfasst das eigenständige Winkelmodul das Rad 500, das so angeordnet ist, dass es zur Außenseite des Fahrzeugs zeigt, und einen Achsschenkel 400, der mit dem Rad 500 verbunden ist. Das eigenständige Winkelmodul umfasst das Achsgetriebeglied 200, das innerhalb des Achsschenkels 400 angeordnet und mit einem Endabschnitt des Achsschenkels 400 verbunden ist. Das eigenständige Winkelmodul umfasst den festen Rahmen 300, der mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt ist, und den Lenker 100, der zwischen dem festen Rahmen 300 und dem Achsgetriebeglied 200 angeordnet ist, um eine Betätigungskraft aufzubringen. Bei der vorliegenden Konfiguration kann das Achsgetriebeglied 200 beim Aufbringen der Betätigungskraft des Lenkers 100 derart integral mit dem Rad bewegt werden, dass der Drehwinkel des Rades eingegeben wird.
Das Rad 500 kann am äußersten Abschnitt des Achsschenkels 400 positioniert werden, und ein Endabschnitt der Innenseite des Achsschenkels 400 kann in eine vertikale Führung 230 des Achsgetriebeglieds 200 eingeführt werden. Darüber hinaus umfasst das eigenständige Winkelmodul einen Puffer 240, dessen eines Ende mit dem Achsschenkel 400 verbunden ist und dessen anderes Ende am Achsgetriebeglied 200 befestigt ist, um eine vom Rad ausgeübte vertikale Bewegung zu absorbieren.
In verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann der Puffer 240 als Stoßdämpfer oder als Schraubenfeder ausgeführt sein. Dementsprechend ist der Achsschenkel 400 eingerichtet, sich entlang der vertikalen Führung 230 zu bewegen, die sich in dem Achsgetriebeglied 200 befindet, um die vom Rad ausgeübte vertikale Bewegung zu führen, und er ist eingerichtet, einen vom Rad 500 auf das Winkelmodul ausgeübten Stoß durch die Konfiguration des zwischen dem Achsschenkel 400 und dem Achsgetriebeglied 200 angeordneten Puffers 240 zu absorbieren.
Die Drehkraft kann über den Motor 120 in dem Lenker 100 aufgebracht werden, und der Lenker 100 ist eingerichtet, sich durch die erzeugte Betätigungskraft in Bezug auf den festen Rahmen 300 zu drehen. Wird die Betätigungskraft von dem Lenker 100 aufgebracht, so wird außerdem das Achsgetriebeglied 200 relativ zum Lenker 100 gedreht.
Der Lenker 100 umgibt zumindest einen Teil des Achsgetriebeglieds 200 und zumindest einen Teil des festen Rahmens 300 und umfasst ein Trägerglied 110, das eingerichtet ist, entlang des festen Rahmens 300 beweglich zu sein, wenn eine Betätigungskraft aufgebracht wird. Darüber hinaus umfasst die Lenkvorrichtung 100 den Motor 120, der das Trägerglied 110 vertikal durchdringt, und die Drehwelle des Motors 120 erstreckt sich in einer Abwärtsrichtung, um mit dem Achsgetriebeglied 200 bzw. mit dem festen Rahmen 300 gekoppelt zu werden. Der Motor 120 kann über ein Lenkgetriebe 130, das sich auf der Drehwelle des Motors 120 befindet, mit dem Achsgetriebeglied 200 und dem festen Rahmen 300 verbunden sein.
Das Lenkgetriebe 130 kann entsprechend der Drehung des Motors 120 gedreht werden, und das Trägerglied 110 wird entlang des festen Rahmens 300 relativ zum festen Rahmen 300 im Verhältnis zur Drehung des Motors 120 bewegt. Das Achsgetriebeglied 200, das mit dem Lenkgetriebe 130 in Eingriff steht, kann sich relativ zum Lenkgetriebe 130 drehen. Das Achsgetriebeglied 200 kann sich um den mittleren Querschnittsabschnitt des Rades 500 drehen.
Das heißt, wenn die Drehkraft des Motors 120 aufgebracht wird, können sich der Lenker 100 und das Achsgetriebeglied 200 gleichzeitig drehen. Dabei kann die Drehachse des Lenkers 100 mit der Drehachse des Achsgetriebeglieds 200 fluchten. Darüber hinaus kann der Abstand, um den sich der Lenker 100 entlang des festen Rahmens 300 bewegt, gleich dem Abstand sein, um den sich das Achsgetriebeglied 200 entlang des Lenkers 100 bewegt.
Das Achsgetriebeglied 200 kann eine Gliederführung 210 umfassen, die zumindest teilweise von dem Trägerglied 110 umgeben ist, um den Lenker 100 zu führen, und kann ferner ein Zahnrad 220 umfassen, das auf einer Oberfläche der Gliederführung 210 angeordnet ist, um mit dem Lenkgetriebe 130 in Eingriff zu stehen. Die Gliederführung 210 kann im Querschnitt gesehen eine Bogenform in Bezug auf den Mittelteil des Rades 500 aufweisen. Die Oberfläche des Achsgetriebeglieds 200 und die Oberfläche des festen Rahmens 300, die aneinander grenzen und einander zugewandt sind, können Bogenformen aufweisen, die denselben Mittelpunkt haben. Dementsprechend können der Lenker 100, das Achsgetriebeglied 200 und der feststehende Rahmen 300 entlang der einander zugewandten bogenförmigen Flächen gegenseitig bewegt werden.
Der Abstand zwischen dem festen Rahmen 300 und der Gliederführung 210 des Achsgetriebeglieds 200 kann konstant sein. Der dem Lenker 100 zugewandte Endabschnitt des feststehenden Rahmens 300 kann eine Bogenform aufweisen, die derjenigen der Gliederführung 210 des Achsgetriebeglieds 200 entspricht. In dem Spalt zwischen dem Achsgetriebeglied 200 und dem festen Rahmen 300 ist das Lenkgetriebe 130 vorgesehen, das sowohl mit dem Achsgetriebeglied 200 als auch mit dem festen Rahmen 300 in Eingriff steht. Dementsprechend können das Zahnrad 220 und ein Rahmenzahnrad 310 jeweils mit dem Lenkgetriebe 130 in Eingriff gebracht werden, damit sich das Achsgetriebeglied 200 und der Lenker 100 als Reaktion auf die Betätigung des Lenkgetriebes 130 gemeinsam bewegen können.
Das Trägerglied 110 kann zwischen einem bogenförmigen Abschnitt der Gliederführung 210 und einem Endabschnitt des feststehenden Rahmens 300 positioniert werden, der eine Form aufweist, die der Bogenform der Gliederführung 210 entspricht. Das Trägerglied 110 kann zumindest einen Teil eines Endabschnitts des Achsgetriebeglieds 200 und zumindest einen Teil eines Endabschnitts des festen Rahmens 300 neben dem Achsgetriebeglied 200 umgeben. Wird das Lenkgetriebe 130 durch den Motor 120 gedreht, so kann das Trägerglied 110 außerdem in Reaktion auf die Bewegung des Lenkgetriebes 130 mitbewegt werden.
Das Rahmenzahnrad 310 des festen Rahmens 300 und das Zahnrad 220 des Achsgetriebes 200, die beide mit dem Lenkgetriebe 130 in Eingriff stehen, können jeweils ein gezahnter Typ mit demselben Intervall sein, wodurch der Drehbetrag des Lenkers 100 und der Drehbetrag des Achsgetriebeglieds 200, die beide der Drehung des Lenkgetriebes 130 entsprechen, gleich sein können.
Ist der Lenker 100 an einem der gegenüberliegenden Endabschnitte des Rahmenzahnrads 310 des festen Rahmens 300 positioniert, so kann das Lenkzahnrad 130 des Lenkers 100 daher an einem entsprechenden der gegenüberliegenden Endabschnitte des Zahnrads 220 des Achsgetriebeglieds 200 positioniert werden. Wenn der Lenker 100 in die oben beschriebene Position bewegt wird, wird das Rad 500 so bewegt, dass es einen maximalen Lenkwinkel von 90 Grad entweder nach links oder nach rechts hat.
Umgekehrt können das Rahmenzahnrad 310 des festen Rahmens 300 und das Zahnrad 220 des Achsgetriebeglieds 200, die jeweils mit dem Lenkzahnrad 130 in Eingriff stehen, Zahnräder mit unterschiedlichen Abständen zueinander sein. Ist das Rad 500 jedoch so positioniert, dass es den maximalen Lenkwinkel hat, so kann der Lenker 100 an einem der gegenüberliegenden Endabschnitte des Rahmenzahnrads 310 des festen Rahmens 300 positioniert sein, und das Lenkzahnrad 130 des Lenkers 100 kann an einem entsprechenden der gegenüberliegenden Endabschnitte des Zahnrads 220 des Achsgetriebeglieds 200 positioniert sein.
4 zeigt verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, die die Konfiguration im Inneren des Trägerglieds 110 des Lenkers 100 veranschaulichen.
Wie dargestellt, kann das Trägerglied 110 zumindest einen Teil der bogenförmigen Gliederführung 210 umschließen und zumindest einen Teil eines von der Gliederführung 210 beabstandeten Endabschnitts des festen Rahmens 300 umschließen, der eine der Gliederführung 210 entsprechende Form aufweist.
Darüber hinaus kann das Trägerglied 110 eine Öffnung an einer Seite aufweisen, durch die das Achsgetriebeglied 200 verläuft, und eine Öffnung an einer anderen Seite, durch die der feste Rahmen 300 verläuft. Dementsprechend kann der Abstand zwischen einem Endabschnitt der Gliederführung 210 und einem Endabschnitt des festen Rahmens 300, der dem einen Endabschnitt der Gliederführung 210 zugewandt ist, aufgrund des Trägerglieds 110 konstant gehalten werden.
Darüber hinaus kann das Lenkgetriebe 130, das sich innerhalb des Trägerglieds 110 befindet, durch die Betätigungskraft des Motors 120 gedreht werden, der sich am oberen Endabschnitt des Trägerglieds 110 befindet, und das Lenkgetriebe 130 kann sich entlang des einen Endabschnitts des festen Rahmens 300 bewegen. Außerdem ist das Achsgetriebeglied 200 eingerichtet, dass ein Endabschnitt des Achsgetriebeglieds 200 entlang des Trägerglieds 110 gedreht wird, wenn die Drehkraft des Lenkgetriebes 130 aufgebracht wird.
Das Trägerglied 110 kann eine erste Rolle 111 umfassen, die im Inneren des Trägerglieds 110 angeordnet ist, und zwar an Seitenflächen des festen Rahmens 300, des Trägerglieds 110 und des Achsgetriebeglieds 200, die einander zugewandt sind.
Darüber hinaus kann die erste Rolle 111 auf dem Trägerglied 110 an mindestens einer der Seitenflächen des Trägerglieds 110 und der Seitenflächen des Achsgetriebeglieds 200, die einander zugewandt sind, und an mindestens einer der Seitenflächen des festen Rahmens 300 und der Seitenflächen des Trägerglieds 110, die einander zugewandt sind, vorgesehen sein.
Das heißt, die erste Rolle 111 kann sich an der Innenseite des Trägerglieds 110 befinden, das das Achsgetriebeglied 200 umgibt, oder an der Innenseite der Öffnung, durch die das Achsgetriebeglied 200 verläuft. Darüber hinaus kann die erste Rolle 111 an der inneren Seitenfläche des Trägerglieds 110 angeordnet sein, das den festen Rahmen 300 umgibt, oder an der inneren Seitenfläche der Öffnung, durch die der feste Rahmen 300 verläuft.
Darüber hinaus umfasst das Trägerglied 110 eine zweite Rolle 112, die an mindestens einem der vertikalen oberen Endabschnitte und dem vertikalen unteren Endabschnitt des Trägerglieds 110 angeordnet ist. Mindestens eine zweite Rolle 112 kann an vertikal gegenüberliegenden Endabschnitten des Achsgetriebeglieds 200 vorgesehen sein, die dem Trägerglied 110 gegenüberliegen, und mindestens eine zweite Rolle 112 kann an vertikal gegenüberliegenden Endabschnitten des festen Rahmens 300 vorgesehen sein, die dem Trägerglied 110 gegenüberliegen.
Dementsprechend kann das Trägerglied 110, wenn es durch die Betätigungskraft bewegt wird, dank der ersten Rolle 111 und der zweiten Rolle 112 in einem Zustand geringer Reibung zwischen dem Trägerglied 110 und dem Achsgetriebeglied 200 bzw. dem festen Rahmen 300 bewegt werden.
5A zeigt verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und veranschaulicht eine Kopplungsbeziehung in dem Zustand, in dem der Lenkwinkel des eigenständigen Winkelmoduls 0 Grad beträgt.
Das eigenständige Winkelmodul ist eingerichtet, den Lenkwinkel des Rades 500 in Abhängigkeit von den Lenkeingaben des Benutzers oder der Fahrumgebung einzustellen. Darüber hinaus stellt das eigenständige Winkelmodul Energie bereit, um den Motor 120 des Lenkers bei dem auf die oben beschriebene Weise eingestellten Lenkwinkel zu betreiben.
Wie dargestellt, befindet sich bei einem Lenkwinkel von 0 Grad der Lenker 100 des an der Fahrzeugkarosserie befestigten eigenständigen Winkelmoduls in der Mitte des Rahmenzahnrads 310 des festen Rahmens 300 und das Lenkrad 130 in der Mitte des Zahnrads 220 des Achsgetriebeglieds 200.
5B zeigt das eigenständige Winkelmodul in einem Zustand, in dem der Lenkwinkel 90 Grad nach links beträgt.
In dem Zustand, in dem der Lenkwinkel 90 Grad nach links beträgt, ist das Lenkgetriebe 130 im Querschnitt gesehen am oberen Endabschnitt des Rahmengetriebes 310 des festen Rahmens 300 positioniert, und die Position des unteren Endabschnitts des Zahnrades 220 des Achsgetriebeglieds 200, das mit dem Lenkgetriebe 130 in Eingriff steht, ist in eine dem Lenkgetriebe 130 zugewandte Position geschaltet.
Dementsprechend kann das Rad 500 einen maximalen Lenkwinkel nach links in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs aufweisen. Außerdem kann in verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung das eigenständige Winkelmodul so gesteuert werden, dass es einen Winkel von 90 Grad nach links aufweist.
5C zeigt dagegen das eigenständige Winkelmodul in einem Zustand, in dem der Lenkwinkel des Rades 500 90 Grad nach rechts beträgt.
Wie dargestellt, ist das Lenkgetriebe 130 in dem Zustand, in dem der Lenkwinkel 90 Grad nach rechts beträgt, im Querschnitt gesehen am unteren Endabschnitt des Rahmengetriebes 310 des festen Rahmens 300 positioniert, und die Position des oberen Endabschnitts des Zahnrades 220 des Achsgetriebeglieds 200, das mit dem Lenkgetriebe 130 in Eingriff steht, ist im Querschnitt gesehen in eine dem Lenkgetriebe 130 zugewandte Position geschaltet.
Dementsprechend kann das eigenständige Winkelmodul in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen maximalen Lenkwinkel nach rechts aufweisen, und wie dargestellt, ist das eigenständige Winkelmodul in einem Winkel von 90 Grad nach rechts in verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorgesehen.
6 zeigt verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, die den Betrag der Drehung der einzelnen Komponenten, auf die der Lenkwinkel des Fahrzeugs angewendet wird, veranschaulicht.
Im Falle des eigenständigen Winkelmoduls der vorliegenden Offenbarung hat der Endabschnitt des Achsgetriebeglieds 200, der von dem Trägerglied 110 des Lenkers 100 umgeben ist, eine Bogenform, und die Mittelwelle des bogenförmigen Achsgetriebeglieds 200 ist der Mittelabschnitt des Rades 500 im Querschnitt.
Darüber hinaus hat ein Endabschnitt des festen Rahmens 300 auch eine Form, die der Bogenform des Achsgetriebeglieds 200 entspricht, und die Mittelwelle des festen Rahmens 300 ist im Querschnitt gesehen am Mittelabschnitt des Rades 500 ausgebildet.
Dementsprechend wird der auf das Rad 500 angewandte Lenkwinkel^θs durch die folgende Gleichung bestimmt. $\begin{array}{l} θ p / θ o = (R s + R o) R p \\ θ s \times R s = θ p \times R p = θ o \times (R s + R o) \end{array}$
(θp = Drehwinkel des Lenkers 100, θo = Drehwinkel des Lenkers 100 vom Mittelteil des Rades 500, Rs = Abstand vom Mittelteil des Rades 500 zum Endteil des Achsgetriebeglieds 200, das mit dem Lenker 100 in Kontakt steht, Ro = Abstand vom Mittelteil des Rades 500 zum Endteil des festen Rahmens 300, der mit dem Lenker 100 in Kontakt steht, und Rp = Drehradius des Lenkers 100)
Gemäß Gleichung 1 kann der Lenkwinkel bestimmt werden, indem die Summe des Abstands zwischen dem Mittelteil des Rads 500 und dem Endteil des Achsgetriebeglieds 200, das mit dem Lenker 100 in Kontakt steht, und des Abstands zwischen dem Mittelteil des Rads 500 und dem Endteil des festen Rahmens 300, das mit dem Lenker 100 in Kontakt steht, mit dem Drehwinkel des Lenkers 100 vom Mittelteil des Rads 500 multipliziert und das Ergebnis durch den Abstand zwischen dem Mittelteil des Rads 500 und dem Endteil des Achsgetriebeglieds 200, das mit dem Lenker 100 in Kontakt steht, dividiert wird.
Das heißt, der bogenförmige Endabschnitt des Achsgetriebeglieds 200 und der bogenförmige Endabschnitt des festen Rahmens 300, der an einer dem Achsgetriebeglieds 200 entsprechenden Position vorgesehen ist, können sich um den Mittelabschnitt des Rades 500 drehen, der die Mittelwelle des Achsgetriebeglieds 200 und des festen Rahmens 300 ist. Dementsprechend kann der Lenkwinkel durch die Beziehung zwischen dem bogenförmigen Endabschnitt des Achsgetriebeglieds 200, dem Radius des bogenförmigen Abschnitts des festen Rahmens 300, der an einer dem Achsgetriebeglied 200 entsprechenden Position vorgesehen ist, und dem Drehradius des Lenkers 100 bestimmt werden.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, kann die vorliegende Offenbarung die folgenden Wirkungen durch die oben beschriebene Konfiguration, Kombination und Betätigungsbeziehung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erzielen.
Die vorliegende Offenbarung bewirkt, dass dem Rad ein größerer Lenkwinkel verliehen wird, indem der Lenker und das Achsgetriebeglied unabhängig voneinander gedreht werden.
Darüber hinaus bewirkt die vorliegende Offenbarung eine strukturelle Stabilität, die eingerichtet ist, vertikale Bewegungen, die auf das Rad einwirken, zu absorbieren, indem sie die vertikale Führung zwischen dem Achsgetriebeglied und dem Achsschenkel umfasst.
Zur Vereinfachung der Erklärung und zur genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer“, „unterer“, „innerer“, „äußerer“, „oben“, „unten“, „aufwärts“, „abwärts“, „vorne“, „hinten“, „rückwärtig“, „innen“, „außen“, „nach innen“, „nach außen“, „inwendig“, „äußerlich“, „interner“, „externer“, „vorwärts“ und „rückwärts“ werden verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Positionen dieser Merkmale zu beschreiben. Der Begriff „verbinden“ oder seine Ableitungen beziehen sich sowohl auf eine direkte als auch auf eine indirekte Verbindung.
Die vorstehenden Beschreibungen spezifischer beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wurden zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt. Sie sollen nicht erschöpfend sein oder die vorliegende Offenbarung auf die präzisen Formen beschränken, die offenbart wurden, und natürlich sind im Lichte der obigen Lehren viele Modifikationen und Variationen möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Offenbarung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, damit andere Fachleute in der Lage sind, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und zu verwenden. Der erfindungsgemäße Schutzumfang soll sich anhand der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente bemessen.

Claims

Eigenständiges Winkelmodul, aufweisend: ein an einem Rad befestigten Achsschenkel; ein Achsgetriebeglied, das mit dem Achsschenkel in Eingriff steht und eingerichtet ist, die vertikale Bewegung des Achsschenkels zu führen; einen festen Rahmen, der an das Achsgetriebeglied anschließt und an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist; einen Lenker, der zwischen dem Achsgetriebeglied und dem festen Rahmen angeordnet ist und das Achsgetriebeglied mit dem festen Rahmen koppelt, um eine Betätigungskraft aufzubringen; wobei sich der Lenker durch die Betätigungskraft des Lenkers entlang des festen Rahmens bewegt und das Achsgetriebeglied sich gleichzeitig dreht.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 1, wobei der Lenker Folgendes umfasst: ein Trägerglied, das mindestens einen Teil des Achsgetriebeglieds und mindestens einen Teil des festen Rahmens umgibt, um sich entlang des festen Rahmens zu bewegen; ein Stellglied, das eingerichtet ist, eine Drehkraft auszuüben; und ein Lenkgetriebe, das sich von einer Drehwelle des Stellglieds aus erstreckt und mit dem festen Rahmen und dem Achsgetriebeglied in Eingriff steht.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 2, wobei der Aktuator ein Motor ist.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 1, wobei das Achsgetriebeglied umfasst: eine Verbindungsführung, die eingerichtet ist, den Lenker zu führen; und ein Zahnrad, das an der Verbindungsführung ausgebildet ist und mit dem Lenker in Eingriff steht, damit sich die Verbindungsführung drehen kann, wenn sich der Lenker dreht.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 1, wobei der feststehende Rahmen ein Rahmengetriebe aufweist, das an einem Endabschnitt des feststehenden Rahmens vorgesehen ist, der dem Lenker zugewandt ist.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 2, wobei das Trägerglied mindestens eine erste Rolle aufweist, die an einer inneren Seitenfläche des Trägerglieds neben dem festen Rahmen oder an einer inneren Seitenfläche des Trägerglieds, die an das Achsgetriebeglied angrenzt, angeordnet ist.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 2, wobei das Trägerglied mindestens eine zweite Rolle umfasst, die an einem vertikalen Endabschnitt des festen Rahmens neben dem Trägerglied oder an einem vertikalen Endabschnitt des Achsgetriebeglieds, das an das Trägerglied angrenzt, angeordnet ist.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 1, wobei der Lenker eingerichtet ist, bei Aufbringung der Betätigungskraft einen der beiden gegenüberliegenden Endabschnitte des festen Rahmens zu erreichen.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 8, wobei, wenn der Lenker an einem der gegenüberliegenden Endabschnitte des festen Rahmens positioniert ist, der Lenker an einem entsprechenden der gegenüberliegenden Endabschnitte des Achsgetriebeglieds positioniert ist.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 4, wobei das Achsgetriebeglied ferner eine vertikale Führung aufweist, die eingerichtet ist, dass sich ein Endabschnitt des Achsschenkels vertikal bewegen kann.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Puffer, wobei ein erster Endabschnitt des Puffers mit dem Achsschenkel verbunden ist und ein zweiter Endabschnitt des Puffers mit dem Achsgetriebeglied verbunden ist, um eine vertikale Bewegung des Achsschenkels zu unterstützen.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 1, wobei eine Oberfläche des Achsgetriebeglieds und eine Oberfläche des festen Rahmens, die aneinandergrenzen und einander zugewandt sind, Bogenformen aufweisen, die einen gemeinsamen Mittelpunkt haben.
Eigenständiges Winkelmodul, umfassend: ein an einem Rad befestigten Achsschenkel; ein Achsgetriebeglied, das mit dem Achsschenkel verbunden und eingerichtet ist, eine Bewegung des Achsschenkels zu führen; einen festen Rahmen, der an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist; und einen Lenker, der mit dem Achsgetriebeglied und dem festen Rahmen verbunden und eingerichtet ist, eine Betätigungskraft des Lenkers auf das Achsgetriebeglied und den festen Rahmen auszuüben, wobei der Lenker und das Achsgetriebeglied durch die Betätigungskraft des Lenkers bewegt werden.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 13, wobei der Lenker Folgendes umfasst: ein Trägerglied, das mindestens einen Teil des Achsgetriebeglieds und mindestens einen Teil des festen Rahmens umgibt, um sich entlang des festen Rahmens zu bewegen; ein Stellglied, das eingerichtet ist, eine Drehkraft auszuüben; und ein Lenkgetriebe, das sich von einer Drehwelle des Stellglieds aus erstreckt, um mit dem festen Rahmen und dem Achsgetriebeglied in Eingriff zu kommen.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 13, wobei das Achsgetriebeglied ferner eine vertikale Führung aufweist, die für ein vertikales Bewegen eines Endabschnitts eines Achsschenkels eingerichtet ist.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 13, bei dem sich das Achsgetriebeglied dreht, wenn die Betätigungskraft der Lenkvorrichtung aufgebracht wird, während sich der Lenker entlang des festen Rahmens bewegt.
Eigenständiges Winkelmodul, umfassend: ein Achsgetriebeglied, das eingerichtet ist, die Bewegung eines Rades zu führen; einen festen Rahmen, der an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist; und einen Lenker, der mit dem Achsgetriebeglied und dem festen Rahmen verbunden und eingerichtet ist, eine Betätigungskraft des Lenkers auf das Achsgetriebeglied und den festen Rahmen auszuüben, wobei der Lenker und das Achsgetriebeglied durch die Betätigungskraft des Lenkers bewegt werden.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 17, wobei der Lenker Folgendes umfasst: ein Trägerglied, das mindestens einen Teil des Achsgetriebes und mindestens einen Teil des festen Rahmens umgibt, um sich entlang des festen Rahmens zu bewegen; ein Stellglied, das eingerichtet ist, eine Drehkraft auszuüben; und ein Lenkgetriebe, das sich von einer Drehwelle des Motors aus erstreckt, um mit dem festen Rahmen und dem Achsgetriebeglied in Eingriff zu kommen.
Eigenständiges Winkelmodul nach Anspruch 17, wobei, wenn die Betätigungskraft des Lenkers aufgebracht wird, das Achsgetriebeglied gedreht wird, während sich der Lenker entlang des festen Rahmens bewegt.