DE2731892A1

DE2731892A1 - Antriebsanordnung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2731892A1
Application number: DE19772731892
Authority: DE
Inventors: Lyndon Roy Leembruggen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-14
Filing date: 1977-07-14
Publication date: 1979-02-01

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch oder anders betriebene
Antriebsanordnung, die unterhalb oder innerhalb eines Fahrzeuges eingebaut wird.
Wenn derartige Antriebsanordnungen zusammen unterhalb oder innerhalb eines Fahrzeuges montiert werden, bilden sie dessen Antriebssystem. Einige dieser Anordnungen können als steuerbare Radantriebe angebracht werden.
Man glaubt allgemein, daß ein Fahrzeug, bei dem jedes Rad durch seinen eigenen Motor angetrieben wird, besonders anpassungsfähig und hochwertig ist. Es wurde vorgeschlagen, in der beschriebenen Weise Fahrzeuge mit Elektromotoren, Strömungsmittelmotoren oder kleinen Brennkraftmaschinen sowie Turbinenmotoren anzutreiben. Es hat sich jedoch als schwierig herausgestellt, eine Anordnung zu schaffen, die einfach und effizient ist, sowie an das Fahrzeug über eine Aufhängungsvorrichtung gekoppelt werden kann, die zu geeigneten Fahreigenschaften für das Fahrzeug führt und außerdem zur Wartung rasch entfernt werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebsanordnung zu schaffen, die die oben genannten Anforderungen erfüllt.
Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch beschriebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht an einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung, die in einem Fahrzeug montiert ist; die Bremse ist der besseren Übersichtlichkeit wegen weggelassen; Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Linie 2-2 von Fig. 1, Fig . 3 - 11 verschiedene Montagearten für die erfindungsgemäße Antriebsanordnung.
Die in der Zeichnung dargestellte Antriebsanordnung umfaßt einen Rahmen 1, der im wesentlichen dreieckig ist. Ein Montagering 2 ist einstückig dem Rahmen zugeordnet. An jedem Ende des Rahmens 1 befindet sich eine öse 3, die zwischen Schenkel 4 am unteren Ende einer Aufhängung (beispielsweise Luftsäcke) paßt. Die Aufhängung ist am Fahrzeugrahmen VB befestigt. Die öse 3 ist lösbar an die Schenkel 4 bei 5 gekoppelt. Radiusarme 6 und 6a verbinden die Schenkel 4 mit dem Fahrzeugrahmen VB, wodurch die Antriebsanordnung gegenüber dem Fahrzeugrahmen longitudinal und seitlich positioniert wird. Der Ring 2 ist innen konkav bei 7 genutet, wodurch sich ein Teil einer Laufbahn für mehrere Kugellager bildet.
Die Radaufhängung 8 (die in der dargestellten Ausführungsform zwei Räder trägt, aber ohne erfinderische Bemühungen auch für ein oder mehr als zwei Räder umgestaltet werden kann) wird von zwei im wesentlichen ringförmigen Teilen 9 und 10 mit Umfangsschultern 11 gebildet, die bei 12 zusammengegurtet sind und bei 13 so mit Konturen versehen sind, daß sich ungefähr Viertelkugellagersitze ergeben. Zusammen mit der Nut 7 ergibt sich eine umschließende Laufbahn für mehrere Kugellager 14. An den Teilen 9 und 10 ist jeweils ein Halteflansch 14a in herkömmlicher Weise befestigt. An der Verbindungsstelle eines Halteflansches 14 mit den Teilen 9 bzw. 10 sind teilkugelige Konturen 15 vorgesehen, die einen Teil einer Laufbahn für mehrere Lagerkugeln 16 bilden. Die anderen Teile der Laufbahn für die Lagerkugeln 16 sind Nuten 17, die in der Au-Benfläche des Gehäuses 18 einer Antriebseinheit 19 ausgebildet sind. Die dargestellte Antriebseinheit ist ein Elektromotor; ein Strömungsmittelmotor, eine Brennkraftmaschine oder ein anderer Motor mit einer Ausgangswelle 20 wäre ebenfalls aeeignet.
An der Innenseite der Radaufhängung 8 befindet sich ein Ringzahnrad 21. Drei Planetenräder 22 sind drehbar auf Stummelwellen 23 zwischen der Vorderplatte 24 der Antriebseinheit und einer Deckplatte 24a angebracht, wobei die Planetenräder 22 durch Umfanqsöffnungen im Gehäuse 18 verlaufen und mit dem Ringzahnrad 21 kämmen. Die Planetenräder 22 können, falls erforderlich, in größerer oder kleinerer Zahl als drei vorliegen. Sie kämmen mit einem Ritzel 25, welches auf die Welle 20 aufgekeilt ist. Aus der Zeichnung ist zu erkennen, daß die Radaufhängung 8 um die Kugellager 14 und 16 gedreht wird, wenn die Antriebseinheit 19 und deren Rahmen 1 relativ zum Fahrzeugrahmen positioniert sind und die Welle 20 umläuft.
Der Rahmen 1 ist gegenüber dem Fahrzeugrahmen über die Teile 3, 4, 5, 6 und 6a positioniert. Dem Reaktionsmoment, das aus der Drehung der Welle 20 resultiert und über die Radaufhängung 8 auf die Räder wirkt, wird mittels einer Radiusstange 26 Widerstand entgegengesetzt. Diese ist mit einem Vorsprung 27 an der Antriebseinheit und einer öse 28 am Fahrzeugrahmen VB befestigt. Der Vorsprung 27 ist exzentrisch zur Achse der Welle 20 und auf einer Seite der Linie angeordnet, welche die Achse der Welle 20 mit der ose 28 verbindet, so daß dem Drehmoment entgegengewirkt wird.
Rohre 29 verbinden die Platten 24 und 24a und führen Kühlluft ab, die von einem Einlaß 29a an der Rückseite des Motorgehäuses 18 aufgenommen wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Bremsung mittels einer Bremsscheibe 30, die an der Welle 20 befestigt ist und innerhalb eines Sattels 31 umläuft. Dieser ist an einer Querträgerplatte 33 befestigt, die ihrerseits an einer rohrförmigen Verlängerung des Motorgehäuses 18 angebracht ist. Ein perforiertes Sieb 32 ist quer über die rohrförmige Verlängerung angebracht und verhindert einen unbefugten Zugang zur Antriebseinheit, zu den Zahnrädern und zur Bremsenanordnung, läßt aber dennoch einen Kühlluftstrom durch die öffnungen 29 und 29a zu.
Zur Verminderung der Reibung sind Lagerkugeln dargestellt; es können jedoch auch Rollen oder auch große Kugel- oder Rollenlager verwendet werden. Im letzteren Falle werden die Konturnuten 7-13 und 15-17 so geformt, daß sie das innere und das äußere Laufflächengehäuse dieser Lager aufnehmen und festhalten.
Die Schmierung der Lager und der Zahnräder mit öl oder Fett ist wesentlich. Dichtungen S machen aus den Räumen zwischen der Radaufhängung 8, dem Motorgehäuse 18 und zwischen den Platten 24 und 24a sowie dem Raum um die Kugeln 14 öl- oder Fettreservoirs und halten den Staub von den darin befindlichen Präzisionsteilen fern.
Es versteht sich, daß bei einer Einradanordnung die Mittellinie des Rades sich in derselben Ebene wie die Mittellinie des Rahmens 1 befindet. Die verschiedenen Teile können hierzu in nicht erfinderischer Weise ohne weiteres abgewandelt werden.
Die Antriebsanordnung kann einfach dadurch entfernt werden, daß die Radius stange 26 abgenommen wird und die Klammern 3 von den Schenkeln 4 der Aufhängung entfernt werden.
Wenn sich die Antriebsanordnung an einem steuerbaren Rad befindet, wird die Radiusstange 6 weggelassen; an einem Ende wird der Rahmen 1 von der zugehörigen Aufhängung getrennt.
Eine Lagerplatte unter der getrennten Aufhängung ruht gleitend auf einer Querstange, die das genannte Ende des Rahmens 1 mit einer Steuereinrichtung verbindet. Auf diese Weise wird dieses Ende des Rahmens 1 senkrecht gehalten. Am anderen Ende des Rahmens ist die Radiusstange 6a universell mit der Aufhängung verbunden. Eine Schwenkbewegung des Rahmens 1 gegenüber dem Fahrzeugrahmen erfolgt um eine Achse, die senkrecht durch die Aufhängung an dem anderen Ende des Rahmens 1 verläuft.
Die Montageart der Antriebseinrichtung, die soeben beschrieben wurde, kann je nach den Anforderungen auch abgewandelt werden. Verschiedene Arten der Montage werden nun anhand der Fign. 3 - 11 beschrieben; auch hier ist im übrigen die zuvor beschriebene Anordnung dargestellt.
Bei einer ersten Ausführungsform (vgl. Fign. 3 und 4) wird die Radaufhängung 30 drehbar an einem Rahmen 31 gehalten. Dieser ist lösbar am Rahmen eines Fahrzeuges 32 befestigt. Der Rahmen ist elastisch auf Federn 33 montiert; ein Drehmomenten-Reaktionsarm 34 nimmt das Reaktionsmoment auf, welches beim Betrieb des Fahrzeuges sonst die Montagefedern 33 des Rahmens starken Drehmomentenbelastungen aussetzen würde. Es ist zu erkennen, daß der Rahmen 31 so gehalten wird, daß die Drehachse der Radaufhängung 30 senkrecht zur normalen Richtung der Fahrzeugbewegung liegt. Bei einer Weiterentwicklung der soeben beschriebenen Ausführungsform (vgl. Fign. 5 und 6) ist der Rahmen 31 bei 35 gelenkig am Fahrzeugrahmen 32 befestigt, sodaß eine Steuerung möglich ist. In diesem Falle kann die Drehachse der Radaufhängung weit von der genannten Querposition abweichen.
Dies wird möglich, da die rückwärtige Feder 33 gleitend in eine Lagerplatte 36 eingreift. Eine Alternativstellung ist in Fig. 6 gestrichelt dargestellt, die eine bei der Steuerbewegung mögliche Position andeutet. Der Drehmomentenarm 34a ist bei 37 am Motorgehäuse 39 und bei 38 an der Schwenkwelle 35 befestigt.
Eine weitere steuerbare Version dieser Anordnung (vgl. Fign.
6 und 7) enthält eine Säule 40, die am Rahmen 31 befestigt ist und drehbar und elastisch in einem Lager 41 am Fahrzeugrahmen 32 mittels einer Feder S montiert ist. Der Drehmomenten-Reaktionsarm 34a koppelt bei dieser Anordnung das Motorgehäuse 39 an die Säule 40, wie dies anhand der Fig. 6 beschrieben ist.
Bei einer anderen Ausführungsform (vgl. Fig. 8) ist das Gehäuse 39 in einem Rahmen 31 drehbar gehaltert. Es ist jedoch mit einer nach oben stehenden Säule 42 versehen, die ihrerseits drehbar in einem Lager 34 am Fahrzeugrahmen 32 montiert ist.
Dieser ist mit einer Aufhängungsfeder S versehen. Diese Anordnung kann beispielsweise als einzige Steueranordnung eines Fahrzeuges verwendet werden. Zwei mittels eines Armes 44 verbundene solche Anordnungen können zwei Steuerräder für das Fahrzeug abgeben. Zusätzliche Räder können verwendet werden und Mehrfachrad-Steueranordnungen abgeben.
Bei einer weiteren Ausführungsform (vgl. Fign. 9 und 10) ist das Gehäuse 39 mit einer Armanordnung 45 versehen. Dabei kann es sich entweder um eine einzige, im wesentlichen horizontale handeln (wie in Fig. 9 gezeigt), die bei 46 am Rahmen 32 angelenkt ist. Nicht gezeigte Verbindungsteile halten die Drehachse des Rades quer zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs. Alternativ kann die Armanordnun auch so wie in Fig. 10 aussehen, wobei zwei Glieder 47 weit voneinander getrennt sind und bei 48 am Fahrzeugrahmen 32 so angelenkt werden können, daß sie um eine Achse parallel zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs verschwenken können. Die sich ergebende Position der Raddrehachse ist wiederum quer zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs.
Auf diese Weise können die oben erwähnten Verbindungsteile erübrigt werden. Die sich ergebende Aufhängung ähnelt der sogenannten "Independent Wishbone"-AufhAngung, die nun allgemein an Fahrzeugen verwendet wird. Die Arme werden durch Räder oder eine andere Aufhängungsvorrichtung 49, die Straßenstöße absorbiert, elastisch vom Fahrzeugrahmen 32 getragen.
Bei einer weiteren Ausführungsform (vgl. Fig. 11) ist die Einarmanordnung 45, die oben beschrieben wurde, mit einer weiteren, entsprechenden Anordnung über einen Träger 50 verbunden.
Eine elastische Aufhängung 51 befindet sich zwischen den Armen 45 und dem Fahrzeugrahmen 32, wodurch das gebildet wird, was allgemein als "Beam Axle"-Anordnung bekannt ist. Drehmomenten-Reaktionsarme 52 werden dazu verwendet, die Trägerachse quer zum Fahrzeugrahmen zu positionieren.

Claims

Antriebsanordnung für Fahrzeuge Patentansprüche lektrisch oder sonst betriebene Antriebsanordnung zum Einbau unterhalb oder innerhalb eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: eine Antriebseinheit (19), welche ein Gehäuse (18) enthält; eine Radaufhängung (8), die drehbar am Gehäuse (18) auf Lagereinrichtungen (14,16) montiert ist, die das Gehäuse (18) umgeben; eine Transmissionseinrichtung (21,22), welche die Ausgangswelle (20) der Antriebseinheit (19) direkt an die Radaufhängung (8) koppelt, wodurch diese sich relativ zum Gehäuse (18) dreht.
2. Elektrisch oder anders betriebene Antriebsanordnung zum Einbau unterhalb oder innerhalb eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: einen Rahmen (1), der an einen Fahrzeugrahmen (VB) gekoppelt werden kann; eine Radaufhängung (8), die drehbar vom Rahmen (1) gehalten wird; eine Antriebseinheit (19), die innerhalb der Radaufhängung (8) untergebracht ist und von dieser drehbar getragen wird; eine Transmissionseinrichtung (21,22), welche die Ausqangswelle (20) der Antriebseinheit (19) mit der Radaufhängung (8) koppelt, so daß sich diese relativ zum Rahmen (1) und der Antriebseinheit (19) zu verdreht, wobei die Antriebseinheit (19) mit einer Einrichtung (26) an ein stationäres Teil angeschlossen werden kann, die dem Reaktionsmoment entgegenwirkt, welche als Ergebnis der Drehverbindung mit der Radaufhängung (8) auf die Antriebseinheit (19) wirkt.
3. Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) im wesentlichen dreieckig ist und einen Montagering (2) enthält, der innen so ausgestaltet ist, daß dort eine reibungsarme Lageranordnung (14,16) untergebracht ist, wodurch die Radaufhängug (8) im Montagering (2) drehbar montiert ist.
4. Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radaufhängung (8) ein im wesentlichen ringförmiges Teil (9, 10) umfaßt, welches zusammen mit der Ausgestaltung des Montagerings (2) die reibungsarme Lagereinrichtung (14, 16) enthält.
5. Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Radaufhängung (8) im wesentlichen ringförmig ist und innen so ausgestaltet ist, daß eine weitere reibungsarme Lagereinrichtung (16) untergebracht ist, wodurch die Antriebseinheit (19) in der Radaufhängug (18) drehbar gehalten ist.
6. Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (19) außen so ausgestaltet ist, daß sie zusammen mit der inneren Ausgestaltung der Radaufhängug (8) die weitere reibungsarme Lagereinrichtung (16) unterbringt.
7. Antriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Radaufhängug (8) zwei im wesentlichen ringförmige Teile (9,10) umfaßt, die mit aneinander stoßenden Rändern aneinander befestigt sind, wobei die aneinander sto-Benden Ränder mit einer Konturnut (13) versehen sind, wodurch - als äußere Ausbildung der Radaufhängung (8) -Teile eines Sitzes für die reibungsarme Lagereinrichtung (14) gebildet werden, und daß die innere Ausbildung des Montageringes (2) für die reibungsarme Lagereinrichtung (14) eine Konturnut (7) umfaßt, die zusammen mit den Konturnuten (13) der aneinander stoßenden Ränder eine Laufbahn für mehrere Lagerelemente (14) bildet.
8. Antriebsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch qekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (19) zwei oder mehr kontinuierliche Umfangsnuten (17) umfaßt, die jeweils eine entsprechende Anzahl von Nuten (15) vervollständigen, welche die innere Ausbildung der Radaufhängung (8) ausmachen, wodurch Laufbahnen mit jeweils mehreren Radelementen (16) gebildet werden.
9. Antriebsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (15), welche die innere Ausbildung der Radaufhängung (8) ausmachen, jeweils aus kontinuierlichen Nutenabschnitten zusammengesetzt sind, die jeweils in aneinanderstoßenden Abschnitten von im wesentlichen ringförmigen Halteflanschen (14a) ausgebildet sind, die an dem ringförminen Teil (9,10) befestigt sind, sowie in dem ringförmigen Teil (9,10).
10. Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transmissionseinrichtung ein Ritzel (25) auf der Ausgangswelle (20) der Antriebseinheit (19) umfaßt, welches mit mehreren gleichen Planetenrädern (22) kämmt, die ihrerseits drehbar auf einem gemeinsamen Wälzkreis auf der Antriebseinheit (19) angebracht sind und mit einem Ringzahnrad (21) kämmen, das innerhalb der Radaufhängung (8) angeordnet ist.
11. Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (19) ein Elektronotor oder ein Strömungsmittelmotor ist.
12. Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, welche den Rahmen (1) an den Fahrzeugrahmen (VB) koppelt, elastisch ist.
13. Antriebsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) an den Fahrzeugrahmen (VB) mittels Bindegliedern (52) gekoppelt ist, welche den Rahmen (1) gegenüber dem Fahrzeugrahmen (VB) in einer bestimmten Stellung halten, dabei aber die Funktion der Aufhängung (51) zulassen.
14. Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch qekennzeichnet, daß die umlaufende Ausgangswelle (20) der Antriebseinheit (19) eine Bremseinrichtung trägt, die in Eingriff mit einer nicht umlaufenden Verzögerungseinrichtung gebracht werden kann, wodurch die Drehung der Ausgangswelle (20) angehalten wird.