WO2011113456A1 - Kraftwagen - Google Patents

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WO2011113456A1
WO2011113456A1 PCT/EP2010/007366 EP2010007366W WO2011113456A1 WO 2011113456 A1 WO2011113456 A1 WO 2011113456A1 EP 2010007366 W EP2010007366 W EP 2010007366W WO 2011113456 A1 WO2011113456 A1 WO 2011113456A1
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WO
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motor vehicle
electric machine
wheel hub
chassis
articulated
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PCT/EP2010/007366
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English (en)
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Inventor
Hubert Brühl
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Daimler Ag
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Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/043—Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0092—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor axle being coaxial to the wheel axle

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle specified in the preamble of claim 1. Art.
  • Generic cars are known from the production of standard cars. They have at least one wheel hub, which is articulated via a link arrangement on a chassis or a structure of the motor vehicle. It is also known to equip such motor vehicles with at least one electric machine, by means of which the wheel hub can be driven. These known motor vehicles have the disadvantage that the electric machine for driving the wheel hub can only be integrated with great effort into existing vehicle concepts and vehicle variants. If the electric machine is designed as a wheel hub motor, this has the disadvantage that unsprung masses of the motor vehicles are high, which leads to an impairment of the driving comfort.
  • the vehicle axle operates as an electrically driven axle, wherein the synchronization of the input of the turning stage is made possible by the neutral position of the turning stage by the electric motor and wherein by switching the turning stage, a reversal of rotation is feasible, which in the realization of a Torque- Vectoring function results.
  • Vehicle is to integrate.
  • An inventive motor vehicle with at least one wheel hub, which is articulated via a link assembly on a chassis and / or a structure of the motor vehicle, and with at least one electric machine, by means of which the hub is driven, characterized by the fact that the electric machine means an associated further link arrangement or a kinematically equivalent storage is articulated to the chassis and / or mounted on the body.
  • the electric machine for driving the shaft can be integrated in a simple manner without or with very little effort in the motor vehicle and in existing vehicle variants, vehicle structures or the like. This keeps the costs low even when realizing an electric drive, as is the case, for example, with a hybrid vehicle having the electric machine and an internal combustion engine.
  • the storage of the electric machine on the chassis and / or on the structure causes the electric machine is a sprung mass and not as in a wheel hub motor is assigned to unsprung masses, which makes the ride comfort and driving dynamics of the motor vehicle according to the invention positively.
  • the storage of the electric machine can by a
  • the simple integration of an electric drive of the wheel hub by the electric machine is particularly the case when only a wheel hub of several hubs of the motor vehicle is to be driven by a respective electric machine. If, for example, the motor vehicle has four wheels and thus four wheel hubs, of which two wheel hubs are each assigned to one axle of the motor vehicle, and if two wheels and thus two wheels of an axle are to be driven in this motor vehicle, the motor vehicle according to the invention offers the possibility of having one electric motor each
  • Insert machine for driving these driven hubs the integration of these two electrical machines for the respective driving of a wheel hub can be represented cost-effectively in an already existing vehicle concept, which for example was originally designed for the use of an internal combustion engine for driving the two wheel hubs. In other words, so under Maintaining an existing Verbautruktur an electric drive unit, which includes the electric machine to be integrated into a drive-capable axle.
  • the further link arrangement that is, the link assembly, by means of which the electric machine to the
  • Handlebar assembly formed. This means that by doing three out of six in the
  • Handlebar assembly is hinged and thus pivotally mounted on the chassis and / or on the body, the electric machine can perform rebound and rebound movements of the wheel hub, for example, in road bumps with. If the wheel hub can be driven by the electric machine, for example, via a shaft, the shaft is advantageously connected to the wheel hub via a constant velocity joint. In the motor vehicle according to the invention, it is possible only such a joint for
  • the drive unit not only the electric machine but also coupled to the electric machine transmission, such as a reduction gear, so this is also mounted on the other linkage arrangement on the chassis, whereby the unsprung masses are particularly low.
  • the electric motor can be integrated with the transmission without or only with very little effort into existing vehicle structures.
  • the further link arrangement is designed as a pendulum support.
  • a pendulum support allows a particularly advantageous storage of the electrical machine to the body and / or the chassis, whereby Ein- and
  • Rebound movements of the wheel hub can perform particularly well with. This is particularly the case when the pendulum support via a ball joint with the electric machine and / or connected to the body and / or to the chassis.
  • the further link arrangement has low costs, in particular, if at least one link of the link arrangement is substantially triangular in shape.
  • the electric machine is low-cost but at the same time defined on the chassis and / or the structure stored.
  • the electric machine is also articulated to a handlebar of a handlebar assembly, via which the wheel hub is mounted on the chassis and / or the structure stored.
  • the motor vehicle according to the invention offers a modular solution for the integration of an electric drive in an independent suspension.
  • the motor vehicle according to the invention can have only one driven axle, which is a
  • Front axle or a rear axle can act. Equally possible is the representation of a four-wheel drive of the motor vehicle according to the invention, wherein all wheels of all axles via a respective wheel hub and a respective, this wheel hub associated electric machine can be driven.
  • Figure 1 is a detail of a schematic perspective view of a motor vehicle with a wheel hub, which is articulated via a link assembly on the body of the motor vehicle and which is drivable via a shaft of an articulated on the body of the electric machine.
  • 2 shows a detail of a schematic perspective view of a further embodiment of the motor vehicle according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a detail of a schematic perspective view of another
  • Fig. 5 shows the rubber bearing in an end view.
  • Fig. 1 shows a motor vehicle 10 with a wheel hub 12 to which a rim of a wheel can be fastened.
  • the wheel hub 12 and thus the wheel are over a
  • Handlebar assembly 14 articulated to the body of the motor vehicle.
  • Handlebar assembly 14 includes a steering knuckle 16, which is mounted in the vehicle vertical direction according to a direction arrow 18 on the upper side via an upper wishbone 20 on a longitudinal member 22 of the body of the motor vehicle 10.
  • the steering knuckle 16 is articulated via a joint 24 with the wishbone 20, which in turn is mounted on bearings 26 and 28 about a pivot axis 30 pivotally mounted on the longitudinal member 22.
  • Wishbone 32 articulated to the body.
  • the steering knuckle 16 is connected via a joint 34 with the wishbone 32, which in turn is supported by bearings 36 and 38 about a pivot axis 40 pivotally mounted on the body.
  • the motor vehicle 10 comprises a steering gear 42, which is articulated via a joint 44 with a tie rod 46, wherein the tie rod 46 is in turn connected via a hinge 48 articulated to the steering knuckle 16.
  • the wheel hub 12 shown in FIG. 1 is a wheel hub 12 for a front wheel of the motor vehicle 10.
  • the motor vehicle 10 includes an electric motor 50, which by means of another, from the
  • Handlebar assembly 14 of the wheel hub 12 different link assembly 52 is pivotally mounted on the body.
  • the link assembly 52 includes a triangular pendulum support 54 and a further pendulum support 56 as the handlebar of the link assembly 52, wherein the pendulum supports 54 and 56 on the one hand via respective bearings 58, 60 and 62 articulated to the body of the motor vehicle 10 and on the other hand via bearings 64 and 66 at the electric machine 50 are articulated.
  • the bearings 58, 60, 62, 64 and 66 are designed as ball joints that allow pivoting of the electric machine 50.
  • the bearings 58, 60, 62, 64 and 66 may be designed as a rubber bearing, which provide the function of ball joints at least substantially and ensure movement or pivoting of the pendulum supports 54 and 56 or a pendulum movement of these.
  • the formation of the bearings 58, 60, 62, 64 and 66 as a rubber bearing, which ensure the mobility of the electric machine 50, has the advantage of a decoupling and
  • the electric machine 50 is connected to the wheel hub 12 via a reduction gear 68 designed, for example, as a single-stage or two-stage planetary gear, as well as a drive shaft 70 and a constant velocity joint 72. Due to the articulated mounting of the electric machine 50 by means of the link assembly 52 thus the electric machine 50 can perform movements of the wheel hub 12 during compression and rebound with and sliding paths in particular
  • the integration of the electric machine shown in FIG. 1 and its storage via the kinematically trivalent handlebar arrangement 52 allows a particularly simple and cost-effective integration in the example originally designed for the use of an internal combustion engine motor vehicle 10.
  • a change of the existing vehicle concept and the storage of the wheel hub 12 and thus the suspension is not needed or only to a very small extent.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of the motor vehicle 10 according to FIG. 1, the difference being that the kinematically trivial control arm arrangement 52 now comprises three individual pendulum supports 54, 54 'and 56 which, on the one hand, contact via the bearings 58, 60 and 62 the body and on the other hand via the bearings 64 and 66 and a bearing 66 'are articulated to the electric machine 50.
  • the kinematically trivial control arm arrangement 52 now comprises three individual pendulum supports 54, 54 'and 56 which, on the one hand, contact via the bearings 58, 60 and 62 the body and on the other hand via the bearings 64 and 66 and a bearing 66 'are articulated to the electric machine 50.
  • Fig. 3 shows another embodiment of the motor vehicle 10 according to the
  • the kinematically trivalent link assembly 52 in turn comprises the three individual pendulum supports 54, 54 'and 56, but now the pendulum support 56 on the one hand via the bearing 64 on the electric machine 50 articulated, on the other hand is mounted articulated on the lower wishbone 32 via the bearing 58. This is one
  • FIG 4 shows a further embodiment of the motor vehicle 10, in particular the electric machine 50, according to the preceding FIGS., The difference being that the kinematically trivalent link arrangement 52 is replaced by a kinematically equivalent rubber bearing 52 '.
  • the figure shows a designated M and represented by a rotation arrow drive torque M of the electric machine 50 and caused by the drive torque M of the electric machine 50 reaction force F to the rubber bearings 52 '.
  • FIG. 5 schematically shows the rubber bearing 52 'in an end view Q according to FIG. 4.
  • the rubber bearing 52' essentially comprises an outer housing 76 and an inner part 78, wherein the inner part 78 has a hollow core 80, and wherein the core 80 and the outer housing 76 are connected to each other via a connecting element 82 - for example an elastomer.
  • the rubber bearing 52 ' may be made soft in a first direction X. That is, the rubber bearing 52 ', seen in the X direction, for receiving a kinematic
  • Compensating movement of the electric machine 50 is capable, wherein the X-direction may correspond substantially to the directional arrow 74.
  • the rubber bearing 52 ' may be made hard in a second direction Z, the Z direction being oriented substantially vertical to the X direction. That is, the rubber bearing 52 ', as seen in the Z direction, is capable of receiving the reaction force F from a moment support.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen (10) mit wenigstens einer Radnabe (12), welche über eine Lenkeranordnung (14) an einem Fahrgestell und/oder einem Aufbau des Kraftwagens (10) gelenkig gelagert ist, und mit wenigstens einer elektrischen Maschine (50), mittels welcher die Radnabe (12) antreibbar ist, wobei die elektrische Maschine (50) mittels einer zugeordneten weiteren Lenkeranordnung (52) oder einer kinematisch gleichwertigen Lagerung gelenkig an dem Fahrgestell und/oder an dem Aufbau gelagert ist.

Description

Kraftwagen
Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Gattungsgemäße Kraftwagen sind aus dem Serienkraftwagenbau bekannt. Sie weisen dabei wenigstens eine Radnabe auf, welche über eine Lenkeranordnung an einem Fahrgestell oder einem Aufbau des Kraftwagens gelenkig gelagert ist. Ebenso ist es bekannt, derartige Kraftwagen mit wenigstens einer elektrischen Maschine auszustatten, mittels welcher die Radnabe antreibbar ist. Diese bekannten Kraftwagen weisen den Nachteil auf, dass die elektrische Maschine zum Antreiben der Radnabe nur mit großem Aufwand in bestehende Fahrzeugkonzepte und Fahrzeugvarianten zu integrieren ist. Ist die elektrische Maschine als Radnabemotor ausgebildet, so birgt dies den Nachteil, dass ungefederte Massen der Kraftwagen hoch sind, was zu einer Beeinträchtigung des Fahrkomforts führt.
Aus der DE 10 2007 034 561 A1 ist eine Fahrzeugachse eines Fahrzeugs bekannt, welche ein antreibbares Differential und eine eine Neutralstellung aufweisende
Wendestufe aufweist, wobei bis zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit, die vom
Drehzahlpotential und der Übersetzung abhängt, die Fahrzeugachse als elektrisch angetriebene Achse arbeitet, wobei durch die Neutralstellung der Wendestufe die Synchronisierung des Eingangs der Wendestufe durch den Elektromotor ermöglicht wird und wobei durch Schalten der Wendestufe eine Drehrichtungsumkehr durch führbar ist, was in der Realisierung einer Torque-Vectoring-Funktion resultiert. Auch diese
Fahrzeugachse weist den Nachteil auf, dass sie nur unter hohem Aufwand in ein
Fahrzeug zu integrieren ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftwagen der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem die Integration eines elektrischen Antriebs auf verbesserte Art und Weise möglich ist. Diese Aufgabe wird durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßer Kraftwagen mit wenigstens einer Radnabe, welche über eine Lenkeranordnung an einem Fahrgestell und/oder einem Aufbau des Kraftwagens gelenkig gelagert ist, und mit wenigstens einer elektrischen Maschine, mittels welcher die Radnabe antreibbar ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die elektrische Maschine mittels einer zugeordneten weiteren Lenkeranordnung oder einer kinematisch gleichwertigen Lagerung gelenkig an dem Fahrgestell und/oder an dem Aufbau gelagert ist.
Dadurch ist die elektrische Maschine zum Antreiben der Welle auf einfache Art und Weise ohne oder nur mit sehr geringem Aufwand in den Kraftwagen sowie in bereits bestehende Kraftwagenvariante, Fahrzeugstrukturen oder dergleichen integrierbar. Dies hält die Kosten auch bei Realisierung eines elektrischen Antriebs, wie es beispielsweise bei einem die elektrische Maschine sowie einen Verbrennungsmotor aufweisenden Hybrid- Fahrzeug der Fall ist, gering. Die Lagerung der elektrischen Maschine an dem Fahrgestell und/oder an dem Aufbau führt dazu, dass die elektrische Maschine eine gefederte Masse ist und nicht etwa wie bei einem Radnabenmotor den ungefederten Massen zuzuordnen ist, was den Fahrkomfort sowie die Fahrdynamik des erfindungsgemäßen Kraftwagens positiv gestaltet. Die Lagerung der elektrischen Maschine kann durch eine
Lenkeranordnung oder durch eine kinematisch gleichwertige Lagerung - beispielsweise ein kinematisch gleichwertiges Gummilager - erfolgen.
Die einfache Integration eines elektrischen Antriebs der Radnabe durch die elektrische Maschine ist insbesondere dann der Fall, wenn durch eine jeweilige elektrische Maschine lediglich eine Radnabe von mehreren Radnaben des Kraftwagens anzutreiben ist. Weist der Kraftwagen beispielsweise vier Räder und damit vier Radnaben auf, wovon jeweils zwei Radnaben jeweils einer Achse des Kraftwagens zugeordnet sind, und sind bei diesem Kraftwagen zwei Radnaben und damit zwei Räder einer Achse anzutreiben, so bietet der erfindungsgemäße Kraftwagen die Möglichkeit, jeweils eine elektrische
Maschine zum Antreiben dieser anzutreibenden Radnaben einzusetzen. Dabei kann die Integration dieser zwei elektrischen Maschinen zum jeweiligen Antreiben einer Radnabe kostengünstig in ein bereits bestehendes Fahrzeugkonzept, welches beispielsweise ursprünglich auf den Einsatz einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben der zwei Radnaben ausgelegt war, dargestellt werden. Mit anderen Worten kann so unter Beibehaltung einer bestehenden Verbaustruktur eine elektrische Antriebsreinheit, die die elektrische Maschine umfasst, in eine antriebstaugliche Achse integriert werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die weitere Lenkeranordnung, das heißt die Lenkeranordnung, mittels welcher die elektrische Maschine an dem
Fahrgestell und/oder an dem Aufbau gelagert ist, als kinematisch dreiwertige
Lenkeranordnung ausgebildet. Dies bedeutet, dass dadurch drei von sechs im
dreidimensionalen Raum bestehenden Freiheitsgraden festgelegt sind, wobei es sich bei diesen drei festgelegten Freiheitsgraden beispielsweise um die drei rotatorischen
Freiheitsgrade handelt. Dadurch, dass die elektrische Maschine durch ihre
Lenkeranordnung gelenkig und damit schwenkbar an dem Fahrgestell und/oder an dem Aufbau gelagert ist, kann die elektrische Maschine Ein- und Ausfederbewegungen der Radnabe, beispielsweise bei Fahrbahnunebenheiten, mit ausführen. Ist die Radnabe dabei beispielsweise über eine Welle von der elektrischen Maschine antreibbar, so ist die Welle vorteilhafter Weise über ein Gleichlaufgelenk mit der Radnabe verbunden. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftwagen ist es möglich, lediglich ein solches Gelenk zur
Verbindung der Welle mit der Radnabe einzusetzen. Ein zusätzliches Gelenk wie beispielsweise ein Schiebegelenk ist nicht vonnöten, da Schiebewege insbesondere in Fahrzeugquerrichtung beim Ein- und Ausfedern der Radnabe durch die gelenkige
Lagerung der elektrischen Maschine mittels ihrer Lenkeranordnung ausgleichbar sind. Dies hält den Aufwand sowie die Kosten der Lenkeranordnung und damit des gesamten Kraftwagens in einem geringen Rahmen.
Umfasst die Antriebseinheit nicht nur die elektrische Maschine sondern auch ein mit der elektrischen Maschine gekoppeltes Getriebe, beispielsweise ein Untersetzungsgetriebe, so ist auch dieses über die weitere Lenkeranordnung an dem Fahrgestell gelagert, wodurch die ungefederten Massen besonders gering sind. Dabei ist der Elektromotor mit dem Getriebe ohne oder nur mit einem sehr geringen Aufwand in bereits bestehende Fahrzeugstrukturen integrierbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Lenker, insbesondere alle Lenker, der weiteren Lenkeranordnung als Pendelstütze ausgebildet. Eine solche Pendelstütze erlaubt eine besonders vorteilhafte Lagerung der elektrischen Maschine an dem Aufbau und/oder dem Fahrgestell, wodurch sie Ein- und
Ausfederbewegungen der Radnabe besonders gut mit ausführen kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Pendelstütze über ein Kugelgelenk mit der elektrischen Maschine und/oder mit dem Aufbau und/oder mit dem Fahrgestell verbunden ist.
Die weitere Lenkeranordnung weist insbesondere dann geringe Kosten auf, wenn zumindest ein Lenker der Lenkeranordnung im Wesentlichen dreiecksförmig ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform des Lenkers ist die elektrische Maschine aufwandsarm aber gleichzeitig definiert am Fahrgestell und/oder dem Aufbau gelagert.
Zur Darstellung einer Anfahrnickabstützung ist die elektrische Maschine auch gelenkig an einem Lenker der einen Lenkeranordnung, über welche die Radnabe an dem Fahrgestell und/oder dem Aufbau gelagert ist, gelagert.
Der erfindungsgemäße Kraftwagen bietet eine modulare Lösung für die Integration eines elektrischen Antriebs bei einer Einzelradaufhängung. Der erfindungsgemäße Kraftwagen kann dabei lediglich eine angetriebene Achse aufweisen, wobei es sich um eine
Vorderachse oder eine Hinterachse handeln kann. Ebenso möglich ist die Darstellung eines Allradantriebs des erfindungsgemäßen Kraftwagens, wobei alle Räder aller Achsen über jeweils eine Radnabe und eine jeweilige, dieser Radnabe zugeordnete elektrische Maschine antreibbar ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombination sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines Kraftwagens mit einer Radnabe, welche über eine Lenkeranordnung an der Karosserie des Kraftwagens gelenkig gelagert ist und welche über eine Welle von einer ebenso an der Karosserie gelenkig gelagerten elektrischen Maschine antreibbar ist; Fig. 2 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform des Kraftwagens gemäß Fig. 1 ;
Fig. 3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer weiteren
Ausführungsform des Kraftwagens gemäß der vorhergehenden Fig.,
Fig. 4 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht der elektrischen
Maschine mit einem Gummilager, und
Fig. 5 das Gummilager in einer Stirnansicht.
Die Fig. 1 zeigt einen Kraftwagen 10 mit einer Radnabe 12, an welcher eine Felge eines Rades befestigbar ist. Die Radnabe 12 und damit das Rad sind über eine
Lenkeranordnung 14 an der Karosserie des Kraftwagens gelenkig gelagert. Die
Lenkeranordnung 14 umfasst einen Achsschenkel 16, welcher in Fahrzeughochrichtung gemäß einem Richtungspfeil 18 oberseitig über einen oberen Dreiecksquerlenker 20 an einem Längsträger 22 der Karosserie des Kraftwagens 10 gelagert ist. Dazu ist der Achsschenkel 16 über ein Gelenk 24 mit dem Dreiecksquerlenker 20 gelenkig verbunden, welcher wiederum über Lager 26 und 28 um eine Schwenkachse 30 schwenkbar am Längsträger 22 gelagert ist.
In Fahrzeughochrichtung unterseitig ist der Achsschenkel 16 über einen weiteren
Dreiecksquerlenker 32 an der Karosserie gelenkig gelagert. Dazu ist der Achsschenkel 16 über ein Gelenk 34 mit dem Dreiecksquerlenker 32 verbunden, der wiederum über Lager 36 und 38 um eine Schwenkachse 40 schwenkbar an der Karosserie gelagert ist.
Durch die Lenkeranordnung 14 können das Rad und damit die Radnabe 12 in
Fahrzeughochrichtung gemäß dem Richtungspfeil 18 Ein- und Ausfedern, da der
Achsschenkel 16 durch die Gelenke 24 und 34 relativ zu den Dreiecksquerlenkern 20 und 32 schwenkbar ist. Die Gelenke 24 und 34 ermöglichen dabei auch ein Schwenken des Achsschenkels 16 um die Fahrzeughochrichtung, wodurch der Kraftwagen 10 lenkbar ist. Dazu umfasst der Kraftwagen 10 ein Lenkgetriebe 42, welches über ein Gelenk 44 mit einer Spurstange 46 gelenkig verbunden ist, wobei die Spurstange 46 wiederum über ein Gelenk 48 gelenkig mit dem Achsschenkel 16 verbunden ist. Somit handelt es sich bei der in der Fig. 1 gezeigten Radnabe 12 um eine Radnabe 12 für ein vorderes Rad des Kraftwagens 10. Zur Darstellung eines elektrischen Antriebs des Rades bzw. der Radnabe 12 umfasst der Kraftwagen 10 einen Elektromotor 50, welcher mittels einer weiteren, von der
Lenkeranordnung 14 der Radnabe 12 unterschiedlichen Lenkeranordnung 52 gelenkig an der Karosserie gelagert ist. Die Lenkeranordnung 52 umfasst eine dreiecksförmige Pendelstütze 54 sowie eine weitere Pendelstütze 56 als Lenker der Lenkeranordnung 52, wobei die Pendelstützen 54 und 56 einerseits über jeweilige Lager 58, 60 und 62 an der Karosserie des Kraftwagens 10 gelenkig gelagert und andererseits über Lager 64 und 66 an der elektrischen Maschine 50 gelenkig gelagert sind. Die Lager 58, 60, 62, 64 und 66 sind dabei als Kugelgelenke ausgebildet, die ein Schwenken der elektrischen Maschine 50 zulassen.
Zur Darstellung geringer Kosten können die Lager 58, 60, 62, 64 und 66 als Gummilager ausgeführt sein, die die Funktion von Kugelgelenken zumindest im Wesentlichen bereitstellen und eine Bewegung bzw. ein Schwenken der Pendelstützen 54 und 56 bzw. eine Pendelbewegung dieser gewährleisten.
Die Ausbildung der Lager 58, 60, 62, 64 und 66 als Gummilager, die die Beweglichkeit der elektrischen Maschine 50 gewährleisten, hat den Vorteil einer Abkopplungs- und
Dämpfungsfunktion, wodurch Schwingungen gedämpft werden. Dies ist dem Fahrkomfort zuträglich. Zudem übernehmen die Lager 58, 60, 62, 64 und 66 die Aufgabe der
Drehmomentabstützung der elektrischen Maschine 50.
Zum Antreiben der Radnabe 12 ist die elektrische Maschine 50 über ein beispielsweise als einstufiges oder zweistufiges Planetengetriebe ausgebildetes Untersetzungsgetriebe 68 sowie eine Antriebswelle 70 und ein Gleichlaufgelenk 72 mit der Radnabe 12 verbunden. Durch die gelenkige Lagerung der elektrischen Maschine 50 mittels der Lenkeranordnung 52 kann somit die elektrische Maschine 50 Bewegungen der Radnabe 12 beim Ein- und Ausfedern mit ausführen und Schiebewege insbesondere in
Fahrzeugquerrichtung gemäß einem Richtungspfeil 74 ausgleichen. Dies ermöglicht es, dass lediglich ein Gelenk in Form des Gleichlaufgelenks 72 vonnöten ist. Ein zusätzliches Schiebegelenk oder ein Gleichlaufverschiebegelenk ist nicht vonnöten. Dies hält den Aufwand und damit die Kosten des Personenkraftwagens 10 gering.
Die in der Fig. 1 gezeigte Integration der elektrischen Maschine und deren Lagerung über die kinematisch dreiwertige Lenkeranordnung 52 erlaubt eine besonders einfache und kostengünstige Integration in den beispielsweise ursprünglich auf den Einsatz einer Verbrennungskraftmaschine ausgelegten Kraftwagen 10. Dabei sind drei Freiheitsgrade auf Seiten der elektrischen Maschine 50 durch die Lenkanordnung 52 eingeschränkt, die restlichen Freiheitsgrade sind auf Seiten der Radnabe 12 eingeschränkt. Eine Änderung des bestehenden Fahrzeugkonzepts sowie der Lagerung der Radnabe 12 und damit der Radaufhängung ist nicht oder nur in sehr geringem Umfang vonnöten.
Die Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Kraftwagens 10 gemäß Fig. 1 wobei der Unterschied darin besteht, dass die kinematisch dreiwertige Lenkeranordnung 52 nun drei einzelne Pendelstützen 54, 54' und 56 umfasst, die einerseits über die Lager 58, 60 und 62 an der Karosserie und andererseits über die Lager 64 und 66 sowie ein Lager 66' an der elektrischen Maschine 50 gelenkig gelagert sind.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Kraftwagens 10 gemäß den
vorhergehenden Fig., wobei der Unterschied darin besteht, dass die kinematisch dreiwertige Lenkeranordnung 52 wiederum die drei einzelnen Pendelstützen 54, 54' und 56 umfasst, wobei nun allerdings die Pendelstütze 56 einerseits über das Lager 64 an der elektrischen Maschine 50 gelenkig gelagert, andererseits allerdings über das Lager 58 gelenkig am unteren Dreiecksquerlenker 32 gelagert ist. Dadurch ist eine
Anfahrnickabstützung realisiert, da die Pendelstütze 56 wie in der Fig. 3 zu sehen ist, an dem Dreiecksquerlenker 32 der Radaufhängung abgestützt ist. Im Übrigen gilt das zu den vorhergehenden Kraftwagen 10 Ausgeführte analog.
Die den Fig. gezeigte Anordnungen der Lenkeranordnung 52 können dabei ohne weiteres auch anderweitig gestaltet werden. So ist es zum Beispiel unter Beibehaltung der
Funktion möglich, die in den Fig. gezeigte Anordnung der Lenkeranordnung 52 um 90° um die Drehachse der Welle 70 in Richtung des Lenkgetriebes 42 oder von diesem weg zu drehen.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Kraftwagens 10, insbesondere die elektrische Maschine 50, gemäß den vorhergehenden Fig., wobei der Unterschied darin besteht, dass die kinematisch dreiwertige Lenkeranordnung 52 durch ein kinematisch gleichwertiges Gummilager 52' ersetzt ist.
Femer zeigt die Figur ein mit M bezeichnetes und mittels Rotationspfeil dargestelltes Antriebsmoment M der elektrischen Maschine 50 sowie eine durch das Antriebsmoment M der elektrischen Maschine 50 verursachten Reaktionskraft F an den Gummilagern 52'.
Fig. 5 zeigt schematisch das Gummilager 52' in einer Stirnansicht Q gemäß Fig. 4. Das Gummilager 52' umfasst im Wesentlichen ein Außengehäuse 76 und einen Innenteil 78, wobei der Innenteil 78 einen hohlen Kern 80 aufweist, und wobei der Kern 80 und das Außengehäuse 76 über ein Verbindungselement 82 - beispielsweise ein Elastomer - miteinander verbunden sind.
Das Gummilager 52' kann in einer ersten Richtung X weich ausgeführt sein. D.h., dass das Gummilager 52', in X-Richtung gesehen, zur Aufnahme einer kinematischen
Ausgleichsbewegung der elektrischen Maschine 50 befähigt ist, wobei die X-Richtung im Wesentlichen dem Richtungspfeil 74 entsprechen kann.
Ferner kann das Gummilager 52' in einer zweiten Richtung Z hart ausgeführt sein, wobei die Z-Richtung im Wesentlichen vertikal zur X-Richtung orientierte ist. D.h., dass das Gummilager 52', in Z-Richtung gesehen, zur Aufnahme der Reaktionskraft F aus einer Momentenabstützung befähigt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftwagen (10) mit wenigstens einer Radnabe (12), welche über eine
Lenkeranordnung (14) an einem Fahrgestell und/oder einem Aufbau des
Kraftwagens (10) gelenkig gelagert ist, und mit wenigstens einer elektrischen Maschine (50), mittels welcher die Radnabe (12) antreibbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die elektrische Maschine (50) mittels einer zugeordneten weiteren Lenkeranordnung (52) oder einer kinematisch gleichwertigen Lagerung (52') gelenkig an dem
Fahrgestell und/oder an dem Aufbau gelagert ist.
2. Kraftwagen (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die weitere Lenkeranordnung (52) als kinematisch dreiwertige Lenkeranordnung (52) ausgebildet ist.
3. Kraftwagen (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Lenker (54, 54', 56) der weiteren Lenkeranordnung (52) als
Pendelstütze (54, 54', 56) ausgebildet ist.
4. Kraftwagen (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Pendelstütze (54, 54', 56) über ein Kugelgelenk (58, 60, 62, 64, 66, 66') mit der elektrischen Maschine (50) und/oder mit dem Aufbau und/oder mit dem Fahrgestell verbunden ist.
5. Kraftwagen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lenker (54, 54', 56) der weiteren Lenkeranordnung (52) zumindest im Wesentlichen dreiecksförmig ist.
6. Kraftwagen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Radnabe (12) über eine Welle (70) von der elektrischen Maschine (50) antreibbar ist.
7. Kraftwagen (10) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Welle (70) über ein Gleichlaufgelenk (72) mit der Radnabe (12) verbunden ist.
8. Kraftwagen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die elektrische Maschine (50) auch gelenkig an einem Lenker (20, 32) der einen Lenkeranordnung (14) der Radnabe (12) gelagert ist.
9. Kraftwagen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem Kraft- bzw. Momentenfluss zwischen der elektrischen Maschine (50) und der Radnabe (12) eine Getriebeeinrichtung (68), insbesondere ein
Untersetzungsgetriebe (68), angeordnet ist.
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