WO2019242945A1 - Radantriebsmodul zum antrieb und zur lenkung eines rades - Google Patents

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WO2019242945A1
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drive
wheel
motor
motor shaft
rotation
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PCT/EP2019/062584
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Friedrich Obermeyer
Jörg Hornberger
Andreas Riedel
Richard SILBERHORN
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Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • Wheel drive module for driving and steering a wheel
  • the invention relates to a wheel drive module for driving and steering a wheel, the wheel being drivable and steerable by two drive motors.
  • wheel drive modules and wheel drive concepts for a wide variety of applications are already known in the prior art. If the wheel drive concepts are to be bundled in a single module, it is advantageous if the latter is of compact construction and consequently requires little space. Especially when using one of the wheel drive concepts
  • a low overall height is advantageous.
  • a motor driving the wheel is often offset in height from the wheel and a gearbox connected between the motor and the wheel. It follows from this that the overall height of the wheel drive module is determined at least by the sum of the height of the motor, the wheel and, in part, the transmission.
  • the invention is therefore based on the object to overcome the aforementioned parts and to provide a wheel drive module that has a low profile and can be provided as a compact and inexpensive to manufacture unit.
  • a wheel drive module for driving and steering a wheel
  • the wheel drive module comprises the wheel, a first drive motor, a second drive motor and a transmission.
  • the wheel which is to be driven and steered with the wheel drive module, is operatively connected to the transmission and can be driven and steered at the same time via the first drive motor and the second drive motor, which act on the wheel via the transmission.
  • From the first drive motor extends a first motor shaft for driving the transmission in a first motor shaft direction which is rotatable by the first drive motor and drives the transmission, for example via a first pinion.
  • a second motor shaft extends from the second drive motor for driving the transmission in a second motor shaft direction, which can be rotated by the second drive motor and drives the transmission, for example, via a second pinion.
  • the first and the second drive motor are arranged opposite each other and thereby the first motor shaft direction and the second motor Tor shaft direction aligned or determined opposite to each other.
  • the first drive motor and the second drive motor also extend parallel to the first and second motor shaft directions over a common overlap section.
  • the drive motors are consequently arranged axially parallel and side by side, the motor shafts assigned to them pointing in opposite directions.
  • An advantageous, because particularly compact embodiment of the invention provides that the overlap portion is 50-90% of the total extent of the first drive motor and the second drive motor parallel to the first and second motor shaft directions.
  • the drive motors can furthermore have a motor gear which can be arranged directly on the respective drive motor and from which the respective motor shaft extends.
  • a motor transmission it forms a structural unit with the respective drive motor, so that the total extent of the respective drive motor results from a sum of the extent of the actual motor and the motor gear assigned to it.
  • the transmission has a first and a second drive gear, which can be rotated independently of one another about a common axis of rotation.
  • the transmission also includes a
  • Output shaft which is rotatable about a wheel axis of the wheel and driven by the first and second drive gear.
  • the output shaft is connected to the wheel and the wheel can be driven by the output shaft.
  • the output shaft can be driven by the wheel about the wheel axis and rotatable about the axis of rotation.
  • the first motor shaft direction and the second motor shaft direction extend parallel to the axis of rotation.
  • the output shaft or the wheel axis about which the output shaft and the wheel can be rotated preferably extends orthogonally to the axis of rotation of the first and second drive gearwheels.
  • the output shaft is preferably provided with an output gearwheel which is arranged between the first drive gearwheel and the second drive gearwheel and with its toothing engages in this or in the toothing of the drive gearwheels.
  • the first and the second drive gearwheel are preferably designed as a toothed turntable or toothed ring.
  • the ring gears For toothing with a pinion or an intermediate gear, the ring gears preferably each have a first toothing and for transmitting the rotation to the
  • Output gear on a second toothing which is preferably orthogonal to the first toothing.
  • the output shaft is rotated about the wheel axis via the output gear without the position of the wheel changing about the axis of rotation. If there is no change in the position of the output shaft or the wheel relative to the axis of rotation of the drive gearwheels, the wheel is thereby driven without a steering movement about the axis of rotation of the drive gearwheels. If the rotation of the drive gearwheels or the rotational speeds of the drive gearwheels has a difference, the wheel is simultaneously driven and rotated about the axis of rotation of the drive gearwheels, so that a steering movement on the wheel is simultaneously implemented during the drive or propulsion.
  • Rotation of the drive gearwheels at an identical speed in an identical direction of rotation leads to a steering movement in which the wheel locks or does not rotate about the wheel axis and is not driven becomes.
  • first drive gear of the transmission can be driven by the first motor shaft by a first drive gear pair, and furthermore that the second drive gear of the transmission can be driven by the second motor shaft by a second drive gear pair.
  • the first drive gear pair is spaced along the axis of rotation to the second drive gear pair with a Ver dimension.
  • the offset is preferably determined by the distance between the first and the second drive gear and the driven gear lying between the drive gears.
  • the first motor shaft has a first pinion.
  • the first pinion either engages in the first drive gearwheel and forms the first drive gearwheel pair with it, or the first pinion engages in a first idler gear of the transmission. If a first intermediate gear is used, this is arranged between the first pinion and the first drive gear, engages with its teeth in the se and forms with them or with the first drive gear the first drive gear pair.
  • the second motor shaft has a second pinion. Accordingly, the second pinion either engages in the second drive gear and forms the second drive gear pair with it, or the second pinion engages in a second idler gear of the transmission. If a second idler gear is used, this is arranged between the second pinion and the second drive gearwheel, engages with the toothing thereof and forms the second drive gearwheel pair with them or with the second drive gearwheel
  • a transmission ratio between the respective motor shaft or the respective knitting gear zel and the respective drive gear can also be 1, so that the idler gear is only used to transmit power and rotation from the pinion to the drive gear while simultaneously spacing the pinion from the drive gear.
  • the overlap section of the first drive motor and the second drive motor is arranged between the first and the second drive gear pair.
  • the drive gearwheels are forcibly spaced from one another by the output gearwheel, the space between the drive gearwheel pairings being used for the integration of the first and second drive motor to be used by the arrangement of the overlap section between the first and the second drive gearwheel pairings, in order to achieve the compact design display.
  • the first drive motor and the second drive motor are arranged entirely between the first and second drive gear pairs.
  • the respective motor shaft he stretches out of the respective drive motor and from the space between the drive gear pairs.
  • first drive motor and / or the second drive motor have / have a length dimension parallel to the axis of rotation which is equal to or less than the offset dimension between the first drive gear pair and the second drive gear. Gear pair is.
  • the first and the second motor shaft of the respective drive motor are offset from one another in the circumferential direction in relation to the axis of rotation of the first and the second drive gearwheels in the circumferential direction. Additionally or alternatively, the first motor shaft and the second motor shaft are offset with respect to the axis of rotation of the first and second drive gear wheels in a radial direction of the drive gear wheels.
  • the motor shafts and the associated drive motors can thereby be arranged, for example, with a respective axis of symmetry on a straight line starting from the axis of rotation, which results in a particularly narrow design of the wheel drive module from a top view in the direction of rotation.
  • a variant of the wheel drive module is also advantageous, in which the first and second drive motors are arranged adjacent to one another in a circumferential direction of the axis of rotation.
  • FIG. 1 shows a first wheel drive module from a side view
  • FIG. 2 shows a second wheel drive module from a top view
  • FIG. 3 shows a third wheel drive module from a side view
  • Fig. 5 is a perspective view of a wheel drive module.
  • FIG. 1 an embodiment of the Radan drive module 1 according to the invention is shown.
  • a first drive motor 11 and a second drive motor 21 are shown superimposed on one another in the side view. sets, the second drive motor 21 being shown in sections, so that the first drive motor 11 located behind it can be clearly recognized.
  • a motor shaft 12 extends from the drive motors 11, 21,
  • a first pinion 13 being arranged on the first motor shaft 12 and a second pinion 23 being arranged on the second motor shaft 22.
  • the first pinion 13 engages in a first idler gear 14 and the first idler gear 14 in the first drive gear 15, as a result of which the first drive motor 11 rotates the first drive gear 15 about the rotational axis R via a rotation of the first motor shaft 12.
  • the second pinion 23 engages in a second intermediate gear 24, which engages in the second drive gear 25, so that the second drive gear 25 can be driven to rotate about the axis of rotation R by the second drive motor 21 via a rotation of the second motor shaft 22.
  • the first and the second drive gearwheels 15, 25 are rotatably mounted about their common axis of rotation R.
  • the first and second idler gears 14, 24 rotate about their own rotation axis, which, as shown in FIG. 2, can be congruent, but can also be shifted relative to one another in the radial direction RA or circumferential direction UM of the drive gear wheels 15, 25.
  • An offset dimension X is determined between the first and second drive gearwheels 15, 25 by means of an output gearwheel 32 which is arranged between the first and second drive gearwheels 15, 25 and is fastened to an output shaft 31.
  • the first and second drive motors 11, 21 are arranged at least in sections between the drive gears 15, 25, as a result of which they extend at least in part along the offset dimension X.
  • the first and second drive motors 11, 21 are arranged entirely within the offset dimension X, so that the overall height of the drive unit 1 measured along the axis of rotation is offset from the offset dimension X and the respective one Thickness of the gears, in particular the drive gears 15, 25, is determined along the direction of rotation R.
  • the overlap section Ü over which the first and second drive motors 11, 21 overlap by approximately 85% when viewed from the side in the embodiment shown, lies completely within the offset dimension X in the embodiment shown in FIG. 1 first and second drive gear 15, 25 have the first and second motor shafts 12, 22 in mutually opposite direction.
  • the first motor shaft direction 12 'and the second motor shaft direction 22' are correspondingly opposite to one another, but to one another and parallel to the axis of rotation R.
  • Figure 2 shows a wheel drive module 1 from the top view, the first drive gear 15 and the second drive gear 25 overlap in the illustration.
  • the first intermediate gear 14 and the second intermediate gear 24 are superimposed on one another in the top view, wherein in an alternative embodiment variant these can also be spaced apart from one another in the circumferential direction UM about the axis of rotation R.
  • the first motor shaft 12 with the first pinion 13 attached to it is displaced from the second motor shaft 22 with the second pinion 23 in the circumferential direction UM about the axis of rotation R by the angle a, as a result of which they are arranged next to one another.
  • the first drive motor 11 is arranged in the schematic representation through the top view below the first pinion 13 and the second pinion 23 with the second motor shaft 22 below the second drive motor 21, the first drive motor 11 and the second drive motor 21 also being larger in their respective diameters - ß formed as the respective pinion 13, 23 and can be arranged directly adjacent to each other.
  • the first drive motor 11 and the second drive motor 21 are equally spaced from the axis of rotation R in the radial direction RA.
  • the drive motors can independently of one another about the respective axis of rotation of the respective idler gear 14,
  • FIG. 2 also shows the wheel 30 in a starting position and in a position shifted in the circumferential direction UM about the axis of rotation R for better illustration of the steering process.
  • the deflected wheel 30 ' is shown in dashed lines.
  • the wheel drive module 1 disclosed in FIG. 3 is shown without the driven gear 32, the driven shaft 31 and the wheel 30 and without a second intermediate wheel 24. By omitting the second intermediate gear 24, the second pinion 23 engages directly in the second drive gear
  • the second drive motor 21 thereby moves closer to the drive gears 15, 25 in the radial direction.
  • the first and second drive motors 11, 21 can also be arranged adjacent to one another in the radial direction RA.
  • the gear ratio between the first pinion 13 and the first idler gear 14 is preferably 1: 1, whereby the second pinion 23 drives the second drive gear 25 and the first pinion 13 drives the first drive gear 15 via the first idler gear 14 with the same gear ratio.
  • the embodiment as shown in FIG. 4 corresponds essentially to the embodiment of FIG. 3, wherein the first drive motor 11 extends beyond the offset dimension X and is arranged in sections parallel to the second drive gear 25, along the The axis of rotation R does not extend beyond the drive gear 25.
  • first or the second drive motor 11, 21 from a plan view is not superimposed by the other intermediate gear 14, 24 or the other drive gear 15, 25, the respective drive motor 11, 21 can protrude beyond the offset dimension X, being within the offset dimension X also extends over the overlap dimension U parallel to the other drive motor 11, 21.
  • the embodiment of the wheel drive module 1 shown in FIG. 5, shown in perspective and schematically, is a variant in which the wheel 30 is not outside the first and second drive gearwheels 15, 25, but within a wheel receiving space determined by the drive gearwheels 15, 25 20 is arranged.
  • the drive gear wheels 15, 25 are each designed as a ring gear or a face wheel, which is ring-shaped and has teeth facing the driven gear 32 and the respective intermediate gear 14, 24.
  • the perspective view shows the arrangement of the first and second drive motors 11, 21 relative to one another. These are immediately adjacent to each other and arranged from a side view in their longitudinal direction overlapping along the axis of rotation R.
  • the drive motors 11, 21 with their respective motor shafts 12, 22 and the respective pinion 13, 23 have a common length extension along the axis of rotation R, which due to the superposition of the drive motors 11, 21 is equal to or less than the distance along the sides of the first and second drive gears 15, 25 facing away from one another on the axis of rotation R are.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Radantriebsmodul (1) zum Antrieb und zur Lenkung eines Rades (30), umfassend das Rad (30) einen ersten Antriebsmotor (11), einen zweiten Antriebsmotor (21) und ein Getriebe, wobei das Rad (30) über das Getriebe von dem ersten Antriebsmotor (11) und dem zweiten Antriebsmotor (21) zugleich antreibbar und lenkbar ist, wobei sich aus dem ersten Antriebsmotor (11) eine erste Motorwelle (12) zum Antrieb des Getriebes in eine erste Motorwellenrichtung (12') erstreckt, sich aus dem zweiten Antriebsmotor (21) eine zweite Motorwelle (22) zum Antrieb des Getriebes in eine zweite Motorwellenrichtung (22') erstreckt, die erste Motorwellenrichtung (12') und die zweite Motorwellenrichtung (22') zueinander entgegengesetzt sind und der erste Antriebsmotor (11) und der zweite Antriebsmotor (21) sich parallel zu der ersten und der zweiten Motorwellenrichtung (12', 22') über einen gemeinsamen Überlappungsabschnitt (Ü) erstrecken.

Description

Radantriebsmodul zum Antrieb und zur Lenkung eines Rades
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Radantriebsmodul zum Antrieb und zur Lenkung eines Rades, wobei das Rad durch zwei Antriebsmotoren antreibbar und zu gleich lenkbar ist.
Im Stand der Technik sind bereits eine Vielzahl von Radantriebsmodulen und Radantriebskonzepten für die verschiedensten Anwendungsgebiete bekannt. Sollen die Radantriebskonzepte in einem einzelnen Modul gebündelt werden, ist es vorteilhaft, wenn dieses kompakt aufgebaut ist und folglich nur einen geringen Platzbedarf aufweist. Insbesondere bei der Verwendung eines der-
artigen Radantriebsmoduls für Logistikanwendungen, beispielsweise bei Transportschlitten, ist eine geringe Bauhöhe vorteilhaft. Bei den im Stand der Technik bekannten Konzepten wird ein das Rad antreibender Motor oft in der Höhe versetzt zu dem Rad und einem zwischen dem Motor und dem Rad geschalteten Getriebe angeordnet. Daraus ergibt sich, dass die Gesamtbauhöhe des Radantriebsmoduls zumindest durch die Summe der Bauhöhen des Motors, des Rades und zum Teil des Getriebes bestimmt wird.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nach teile zu überwinden und ein Radantriebsmodul bereitzustellen, das eine ge- ringe Bauhöhe aufweist und als eine kompakte und in ihrer Herstellung kos- tengünstige Baueinheit bereitgestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Radantriebsmodul zum Antrieb und zur Lenkung eines Rades vorgeschlagen. Hierfür umfasst das Radantriebsmodul das Rad, einen ersten Antriebsmotor, einen zweiten Antriebsmotor und ein Getriebe. Das Rad, das mit dem Radantriebsmodul angetrieben und gelenkt werden soll, ist mit dem Getriebe wirkverbunden und über den ersten Antriebsmotor und den zweiten Antriebsmotor, die über das Getriebe auf das Rad wirken, zugleich antreibbar und lenkbar. Aus dem ersten Antriebsmotor erstreckt sich eine erste Motorwelle zum Antrieb des Getriebes in eine erste Motorwellen richtung, die von dem ersten Antriebsmotor rotierbar ist und beispielsweise über ein erstes Ritzel das Getriebe antreibt. Analog erstreckt sich aus dem zweiten Antriebsmotor eine zweite Motorwelle zum Antrieb des Getriebes in eine zweite Motorwellenrichtung, die von dem zweiten Antriebsmotor rotierbar ist und beispielsweise über ein zweites Ritzel das Getriebe antreibt. Der erste und der zweite Antriebsmotor sind entgegengesetzt zueinander angeordnet und dadurch die erste Motorwellenrichtung und die zweite Mo- torwellenrichtung zueinander entgegengesetzt ausgerichtet bzw. bestimmt. Der erste Antriebsmotor und der zweite Antriebsmotor erstrecken sich ferner parallel zu der ersten und zweiten Motorwellenrichtung über einen gemeinsamen Überlappungsabschnitt. Die Antriebsmotoren sind folglich achsparal- lei und nebeneinander angeordnet, wobei die ihnen zugeordneten Motorwel- len in entgegengesetzte Richtungen weisen.
Eine vorteilhafte, weil besonders kompakte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Überlappungsabschnitt 50-90% der gesamten Erstre ckung des ersten Antriebsmotors und des zweiten Antriebsmotors parallel zu der ersten und zweiten Motorwellenrichtung beträgt.
Die Antriebsmotoren können ferner ein Motorgetriebe aufweisen, welches unmittelbar an dem jeweiligen Antriebsmotor anordenbar ist und aus welchem sich die jeweilige Motorwelle heraus erstreckt. Soweit ein Motorgetrie be vorhanden ist bildet es mit dem jeweiligen Antriebsmotor eine Baueinheit, so dass sich die gesamte Erstreckung des jeweiligen Antriebsmotors aus einer Summe der Erstreckung des eigentlichen Motors und des ihm zugeordneten Motorgetriebes ergibt.
Das Getriebe weist bei einer vorteilhaften Weiterbildung ein erstes und ein zweites Antriebszahnrad auf, die unabhängig voneinander um eine gemein- same Rotationsachse drehbar sind. Ferner umfasst das Getriebe eine
Abtriebswelle, welche um eine Radachse des Rades drehbar sowie von dem ersten und dem zweiten Antriebszahnrad antreibbar ist. Die Abtriebswelle ist mit dem Rad verbunden und das Rad durch die Abtriebswelle antreibbar. Durch eine erste Rotation des ersten Antriebszahnrads und eine zweite Ro- tation des zweiten Antriebszahnrads um ihre gemeinsame Rotationsachse ist die Abtriebswelle mit dem Rad um die Radachse antreibbar und um die Ro tationsachse drehbar. Die erste Motorwellenrichtung und die zweite Motor wellenrichtung erstrecken sich parallel zu der Rotationsachse. Die Abtriebswelle bzw die Radachse, um welche die Abtriebswelle und das Rad rotierbar sind, erstreckt sich vorzugsweise orthogonal zu der Rotationsachse des ersten und zweiten Antriebszahnrads.
Die Abtriebswelle ist vorzugsweise mit einem Abtriebszahnrad versehen, das zwischen dem ersten Antriebszahnrad und dem zweiten Antriebszahnrad angeordnet ist und mit seiner Verzahnung in diese bzw. in die Verzahnungen der Antriebszahnräder eingreift.
Das erste und das zweite Antriebszahnrad sind vorzugsweise als ein ver zahnter Drehkranz bzw. Zahnkranz ausgeführt. Zur Verzahnung mit einem Ritzel oder einem Zwischenrad weisen die Zahnkränze jeweils vorzugsweise eine erste Verzahnung und zur Übertragung der Rotation auf das
Abtriebszahnrad eine zweite Verzahnung auf, die zu der ersten Verzahnung vorzugsweise orthogonal ausgerichtet ist.
Rotieren das erste Antriebszahnrad und das zweite Antriebszahnrad mit ei- ner identischen Rotationsgeschwindigkeit aber in entgegengesetzte Richtun gen um ihre gemeinsame Rotationsachse, wird die Abtriebswelle über das Abtriebszahnrad um die Radachse rotiert, ohne dass sich die Position des Rades um die Rotationsachse verändert. Erfolgt keine Positionsänderung der Abtriebswelle bzw. des Rades gegenüber der Rotationsachse der Antriebs- Zahnräder wird dadurch ein Antrieb des Rades ohne eine Lenkbewegung um die Rotationsachse der Antriebszahnräder umgesetzt. Weist die Rotation der Antriebszahnräder bzw. die Rotationsgeschwindigkeiten der Antriebszahnrä der eine Differenz auf, wird das Rad zugleich angetrieben und um die Rotati onsachse der Antriebszahnräder gedreht, wodurch es während des Antriebs bzw. Vortriebs gleichzeitig eine Lenkbewegung an dem Rad umgesetzt wird.
Eine Rotation der Antriebszahnräder mit einer identischen Drehzahl in eine identische Rotationsrichtung führt zu einer Lenkbewegung, bei welcher das Rad blockiert bzw. sich nicht um die Radachse dreht und nicht angetrieben wird.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildungsvariante sieht vor, dass das erste Antriebszahnrad des Getriebes durch eine erste Antriebs-Zahnradpaarung von der ersten Motorwelle antreibbar ist, und ferner das zweite Antriebszahn- rad des Getriebes durch eine zweite Antriebs-Zahnradpaarung von der zweiten Motorwelle antreibbar ist. Die erste Antriebs-Zahnradpaarung ist entlang der Rotationsachse zu der zweiten Antriebs-Zahnradpaarung mit einen Ver satzmaß beabstandet. Das Versatzmaß wird vorzugsweise von dem Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Antriebszahnrad und dem zwischen den Antriebszahnrädern liegenden Abtriebszahnrad bestimmt.
Bei einer Ausbildungsalternative ist vorgesehen, dass die erste Motorwelle ein erstes Ritzel aufweist. Das erste Ritzel greift entweder in das erste An- triebszahnrad ein und bildet mit ihm die erste Antriebs-Zahnradpaarung oder das erste Ritzel greift in ein erstes Zwischenrad des Getriebes ein. Wird ein erstes Zwischenrad verwendet, ist dieses zwischen dem ersten Ritzel und dem ersten Antriebszahnrad angeordnet, greift mit seiner Verzahnung in die se ein und bildet mit ihnen bzw. mit dem ersten Antriebszahnrad die erste Antriebs-Zahnradpaarung.
Ferner ist analog vorgesehen, dass die zweite Motorwelle ein zweites Ritzel aufweist. Das zweite Ritzel greift entsprechend entweder in das zweite An- triebszahnrad ein und bildet mit ihm die zweite Antriebs-Zahnradpaarung oder das zweite Ritzel greift in ein zweites Zwischenrad des Getriebes ein. Wird ein zweites Zwischenrad verwendet, ist dieses zwischen dem zweiten Ritzel und dem zweiten Antriebszahnrad angeordnet, greift mit seiner Ver- zahnung in diese ein und bildet mit ihnen bzw. mit dem zweiten Antriebszahnrad die zweite Antriebs-Zahnradpaarung
Durch das jeweilige als Zahnrad ausgebildete Zwischenrad wird ein Übersetzungsverhältnis zwischen der jeweiligen Motorwelle bzw. dem jeweiligen Rit- zel und dem jeweiligen Antriebszahnrad bestimmt. Dabei kann das Überset zungsverhältnis auch 1 sein, so dass das Zwischenrad lediglich der Kraft- und Rotationsübertragung von dem Ritzel auf das Antriebszahnrad bei gleichzeitiger Beabstandung des Ritzels von dem Antriebszahnrad dient. Der Überlappungsabschnitt des ersten Antriebsmotors und des zweiten Antriebsmotors ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zwischen der ersten und der zweiten Antriebs-Zahnradpaarung angeordnet. Durch das Abtriebszahnrad sind die Antriebszahnräder zwangsweise vonei nander beabstandet, wobei durch die Anordnung des Überlappungsab- Schnitts zwischen der ersten und der zweiten Antriebs-Zahnradpaarung der vorhandene Zwischenraum zwischen den Antriebs-Zahnradpaarungen zur Integration des ersten und zweiten Antriebsmotors ausgenutzt wird, um die kompakte Bauweise darzustellen.
Bei einer weiteren Variante des Radantriebsmoduls sind der erste Antriebs- motor und der zweite Antriebsmotor vollständig zwischen der ersten und zweiten Antriebs-Zahnradpaarung angeordnet. Die jeweilige Motorwelle er streckt sich dabei aus dem jeweiligen Antriebsmotor und aus dem Zwischen raum zwischen den Antriebs-Zahnradpaarungen heraus.
Ferner ist von Vorteil, dass der erste Antriebsmotor und/oder der zweite An- triebsmotor bei einer Weiterbildung der Erfindung parallel zu der Rotation sachse einen Längenmaß aufweisen/aufweist, das gleich oder kleiner dem Versatzmaß zwischen der ersten Antriebs-Zahnradpaarung und der zweiten Antriebs-Zahnradpaarung ist.
Die erste und die zweite Motorwelle des jeweiligen Antriebsmotors sind gegenüber der Rotationsachse der ersten und der zweiten Antriebszahnräder bei einer weiteren Ausbildungsvariante in Umfangsrichtung versetzt zueinan der angeordnet. Zusätzlich oder alternativ dazu sind die erste Motorwelle und die zweite Mo torwelle gegenüber der Rotationsachse der ersten und zweiten Antriebszahn räder in einer Radialrichtung der Antriebszahnräder zueinander versetzt. Die Motorwellen und die jeweils zugehörigen Antriebsmotoren können dadurch beispielsweise mit einer jeweiligen Symmetrieachse auf einer von der Rotationsachse ausgehenden Geraden angeordnet werden, wodurch sich eine aus einer Draufsicht in Rotationsrichtung besonders schmale Bauform des Rad antriebsmoduls ergibt.
Vorteilhaft ist zudem eine Ausbildungsvariante des Radantriebsmoduls, bei welcher der erste und der zweite Antriebsmotor in eine Umfangsrichtung der Rotationsachse aneinander angrenzend angeordnet sind.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Radantriebsmodul aus einer Seitenansicht;
Fig. 2 ein zweites Radantriebsmodul aus einer Draufsicht;
Fig. 3 ein drittes Radantriebsmodul aus einer Seitenansicht;
Fig. 4 ein viertes Radantriebsmodul aus einer Seitenansicht;
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Radantriebsmoduls.
Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
In Figur 1 ist eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Radan triebsmoduls 1 dargestellt. Ein erster Antriebsmotor 11 und ein zweiter An- triebsmotor 21 sind sich einander in der Seitenansicht überlagernd darge- stellt, wobei der zweite Antriebsmotor 21 ausschnittsweise gezeigt ist, so dass der dahinterliegende erste Antriebsmotor 11 deutlich zu erkennen ist. Aus den Antriebsmotoren 11 , 21 erstreckt sich jeweils eine Motorwelle 12,
22, wobei an der ersten Motorwelle 12 ein erstes Ritzel 13 und an der zwei- ten Motorwelle 22 ein zweites Ritzel 23 angeordnet sind. Das erste Ritzel 13 greift in ein erstes Zwischenrad 14 und das erste Zwischenrad 14 in das erste Antriebszahnrad 15 ein, wodurch der erste Antriebsmotor 11 über eine Rotation der ersten Motorwelle 12 das erste Antriebszahnrad 15 um die Ro- tationsachse R rotierend antreibt. Analog hierzu greift das zweite Ritzel 23 in ein zweites Zwischenrad 24 ein, welches in das zweite Antriebszahnrad 25 eingreift, so dass durch den zweiten Antriebsmotor 21 über eine Rotation der zweiten Motorwelle 22 das zweite Antriebszahnrad 25 um die Rotationsachse R rotierend antreibbar ist.
Das erste und das zweite Antriebszahnrad 15, 25 sind um ihre gemeinsame Rotationsachse R rotierbar gelagert. Das erste und das zweite Zwischenrad 14, 24 rotieren um eine jeweils eigene Rotationsachse, welche wie in Figur 2 dargestellt deckungsgleich, jedoch auch zueinander in Radialrichtung RA oder Umfangsrichtung UM der Antriebszahnräder 15, 25 verschoben sein können. Durch ein zwischen dem ersten und dem zweiten Antriebszahnrad 15, 25 angeordnetes Abtriebszahnrad 32, das an einer Abtriebswelle 31 befestigt ist, wird zwischen dem ersten und zweiten Antriebszahnrad 15, 25 ein Versatzmaß X bestimmt. Der erste und der zweite Antriebsmotor 11 , 21 sind zumindest abschnittsweise zwischen den Antriebszahnrädern 15, 25 ange- ordnet, wodurch sie sich zumindest zum Teil entlang des Versatzmaßes X erstrecken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist der erste und der zweite Antriebsmotor 11 , 21 vollständig innerhalb des Ver- satzmaßes X angeordnet, womit die entlang der Rotationsachse gemessene Bauhöhe der Antriebseinheit 1 von dem Versatzmaß X und der jeweiligen Dicke der Zahnräder, insbesondere der Antriebszahnräder 15, 25, entlang der Rotationsrichtung R bestimmt ist. Der Überlappungsabschnitt Ü über welchen sich der erste und der zweite Antriebsmotor 11 , 21 aus der Seiten ansicht gesehen in der gezeigten Ausführung um ca. 85% überlappen, liegt bei der gezeigten Ausführung der Figur 1 vollständig innerhalb des Versatz- maßes X. Zum Antrieb des ersten bzw. zweiten Antriebszahnrades 15, 25 weisen die erste und zweite Motorwelle 12, 22 in zueinander entgegenge setzte Richtung. Die erste Motorwellenrichtung 12‘ und die zweite Motorwel- lenrichtung 22‘ sind entsprechend zueinander entgegengesetzt, jedoch zuei- nander und zu der Rotationsachse R parallel.
Figur 2 zeigt ein Radantriebsmodul 1 aus der Draufsicht, wobei sich das ers te Antriebszahnrad 15 und das zweite Antriebszahnrad 25 in der Darstellung überdecken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel überlagern sich zu dem das erste Zwischenrad 14 und das zweite Zwischenrad 24 in der Drauf- sicht, wobei diese in einer alternativen Ausführungsvariante auch in Umfangsrichtung UM um die Rotationsachse R zueinander beabstandet sein können. Die erste Motorwelie 12 mit dem daran befestigten ersten Ritzel 13 ist von der zweiten Motorwelle 22 mit dem zweiten Ritzel 23 in Umfangsrich tung UM um die Rotationsachse R um den Winkel a verschoben, wodurch sie nebeneinander angeordnet sind. Der erste Antriebsmotor 11 ist in der schematischen Darstellung durch die Draufsicht unterhalb des ersten Ritzels 13 und das zweite Ritzel 23 mit der zweiten Motorwelle 22 unterhalb des zweiten Antriebsmotors 21 angeordnet, wobei der erste Antriebsmotor 11 und der zweite Antriebsmotor 21 auch in ihrem jeweiligen Durchmesser grö- ßer als das jeweilige Ritzel 13, 23 ausgebildet und unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet sein können. Bei der Ausführungsvariante, wie sie in Figur 2 offenbart ist, sind der erste Antriebsmotor 11 und der zweite Antriebsmotor 21 in Radialrichtung RA gleich weit von der Rotationsachse R beabstandet. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Antriebsmotoren 11 , 21 mit einem sich unterscheidenden Abstand von der Rotationsachse R an- zuordnen. Beispielsweise können die Antriebsmotoren unabhängig vonei nander um die jeweilige Rotationsachse des jeweiligen Zwischenrades 14,
24 verschoben angeordnet werden.
In Figur 2 ist zudem zur besseren Veranschaulichung des Lenkvorgangs das Rad 30 in einer Ausgangslage und in einer in Umfangsrichtung UM um die Rotationsachse R verschobenen Lage dargestellt. Das ausgelenkte Rad 30‘ ist hierbei gestrichelt dargestellt.
Das in Figur 3 offenbarte Radantriebsmodul 1 ist ohne das Abtriebszahnrad 32, die Abtriebswelle 31 und das Rad 30 dargestellt und ohne ein zweites Zwischenrad 24 ausgeführt. Durch das Weglassen des zweiten Zwischenra- des 24 greift das zweite Ritzel 23 unmittelbar in das zweite Antriebszahnrad
25 ein und treibt dieses an. Der zweite Antriebsmotor 21 rückt dadurch in Radialrichtung der Antriebszahnräder 15, 25 näher an diese heran. Der erste und der zweite Antriebsmotor 11 , 21 können zudem in Radialrichtung RA zueinander benachbart angeordnet werden. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Ritzel 13 und dem ersten Zwischenrad 14 ist vorzugsweise 1 :1 , wodurch das zweite Ritzel 23 das zweite Antriebszahnrad 25 und das erste Ritzel 13 das erste Antriebszahnrad 15 über das erste Zwischenrad 14 mit einem gleichen Übersetzungsverhältnis antreiben. Die Ausführungsform, wie sie in Figur 4 dargestellt ist, entspricht im Wesent lichen der Ausbildungsvariante der Figur 3, wobei sich der erste Antriebsmo tor 11 über das Versatzmaß X hinaus erstreckt und abschnittsweise parallel zu dem zweiten Antriebszahnrad 25 angeordnet ist, wobei er sich entlang der Rotationsachse R nicht über das Antriebszahnrad 25 hinaus erstreckt. Wird der erste oder der zweite Antriebsmotor 11 , 21 aus einer Draufsicht nicht von dem jeweils anderen Zwischenrad 14, 24 oder dem jeweils anderen Antriebszahnrad 15, 25 überlagert, kann der jeweilige Antriebsmotor 11 , 21 über das Versatzmaß X hinausstehen, wobei er sich innerhalb des Versatz- maßes X weiterhin über das Überlappmaß Ü parallel zu dem anderen An- triebsmotor 11 , 21 erstreckt.
Bei der perspektivisch und schematisch dargestellten Ausführungsform des Radantriebsmoduls 1 der Figur 5, handelt es sich um eine Variante, bei wel- eher das Rad 30 nicht außerhalb des ersten und zweiten Antriebszahnrads 15, 25, sondern innerhalb eines durch die Antriebszahnräder 15, 25 bestimmten Radaufnahmeraums 20 angeordnet ist. Die Antriebszahnräder 15, 25 sind jeweils als ein Zahnkranz bzw. ein Planrad ausgeführt, der/das ring- förmig ausgebildet ist und eine zu dem Abtriebszahnrad 32 und eine zu dem jeweiligen Zwischenrad 14, 24 weisende Verzahnung aufweist. Insbesondere ist durch die perspektivische Darstellung die Anordnung des ersten und des zweiten Antriebsmotors 11 , 21 zueinander zu erkennen. Diese sind unmittel bar aneinander angrenzend und sich aus einer Seitenansicht in ihre Längs richtung entlang der Rotationsachse R überlagernd angeordnet. Zugleich weisen die Antriebsmotoren 11 , 21 mit ihrer jeweiligen Motorwelle 12, 22 und dem jeweiligen Ritzel 13, 23 eine gemeinsame Längenerstreckung entlang der Rotationsachse R auf, welche durch die Überlagerung der Antriebsmoto- ren 11 , 21 in Summe gleich oder kleiner dem Abstand der entlang der Rota tionsachse R voneinander abgewandten Seiten der ersten und zweiten An- triebszahnräder 15, 25 zueinander ist.

Claims

Patentansprüche
1. Radantriebsmodul (1) zum Antrieb und zur Lenkung eines Rades (30), umfassend das Rad (30) einen ersten Antriebsmotor (11), einen zwei ten Antriebsmotor (21) und ein Getriebe, wobei
das Rad (30) über das Getriebe von dem ersten Antriebsmotor
(11) und dem zweiten Antriebsmotor (21) zugleich antreibbar und lenkbar ist, wobei
sich aus dem ersten Antriebsmotor (11) eine erste Motorwelle
(12) zum Antrieb des Getriebes in eine erste Motorwellenrichtung (12‘) erstreckt,
sich aus dem zweiten Antriebsmotor (21) eine zweite Motorwelle (22) zum Antrieb des Getriebes in eine zweite Motorwellenrichtung (22‘) erstreckt,
die erste Motorwellenrichtung (12 ) und die zweite Motorwellen- richtung (22‘) zueinander entgegengesetzt sind und
der erste Antriebsmotor (11) und der zweite Antriebsmotor (21) sich parallel zu der ersten und der zweiten Motorwellenrichtung (12‘, 22‘) über einen gemeinsamen Überlappungsabschnitt (Ü) erstrecken.
2. Radantriebsmodul nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
der Überlappungsabschnitt (Ü) 50-80% der jeweils gesamten
Erstreckung des ersten Antriebsmotors (11) und des zweiten Antriebsmotors (21) parallel zu der ersten und der zweiten Motorwellenrichtung (12‘, 22‘) beträgt.
3. Radantriebsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Getriebe ein erstes und ein zweites Antriebszahnrad (15,
25), die um eine gemeinsame Rotationsachse (R) drehbar sind, sowie eine Abtriebswelle (31) aufweist, welche um eine Radachse (A) dreh bar sowie von dem ersten und dem zweiten Antriebszahnrad (15, 25) antreibbar ist, wobei
die Abtriebswelle (31) mit dem Rad (30) verbunden und das Rad (30) durch die Abtriebswelle (31) antreibbar ist,
die Abtriebswelle (31) mit dem Rad (30) durch eine erste Rota- tion des ersten Antriebszahnrads (15) und eine zweite Rotation des zweiten Antriebszahnrads (25) um ihre gemeinsame Rotationsachse (R) drehbar und um die Radachse (A) antreibbar ist und
die erste Motorwellenrichtung (12‘) und die zweite Motorwellen richtung (22‘) sich parallel zu der Rotationsachse (R) erstrecken.
4. Radantriebsmodul nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
die Abtriebswelle (31) mit einem Abtriebszahnrad (32) versehen ist, das zwischen dem ersten Antriebszahnrad (15) und dem zweiten Antriebszahnrad (25) angeordnet ist und in diese eingreift.
5. Radantriebsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, wobei
das erste Antriebszahnrad (15) des Getriebes durch eine erste Antriebs-Zahnradpaarung von der ersten Motorwelle (12) antreibbar ist,
das zweite Antriebszahnrad (25) des Getriebes durch eine zweite Antriebs-Zahnradpaarung von der zweiten Motorwelle (22) antreibbar ist, und
die erste Antriebs-Zahnradpaarung entlang der Rotationsachse (R) zu der zweiten Antriebs-Zahnradpaarung mit einen Versatzmaß (X) beabstandet ist.
6. Radantriebsmodul nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
die erste Motorwelle (12) ein erstes Ritzel (13) aufweist, das in das erste Antriebszahnrad (15) eingreift und mit ihm die erste An triebs-Zahnradpaarung bildet, oder die erste Motorwelle (12) ein erstes Ritzel (13) aufweist, das in ein erstes Zwischenrad (14) eingreift, das in das erste Antriebs- zahnrad (15) eingreift und mit ihm die erste Antriebs-Zahnradpaarung bildet.
7. Radantriebsmodul nach dem vorhergehenden Anspruch 5 oder 6, wo bei
die zweite Motorwelle (22) ein zweites Ritzel (23) aufweist, das in das zweite Antriebszahnrad (25) eingreift und mit ihm die zweite An- triebs-Zahnradpaarung bildet, oder
die zweite Motorwelle (22) ein zweites Ritzel (23) aufweist, das in ein zweites Zwischenrad (24) eingreift, das in das zweite Antriebs zahnrad (25) eingreift und mit ihm die zweite Antriebs- Zahnradpaarung bildet.
8. Radantriebsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, wobei
der Überlappungsabschnitt (Ü) des ersten Antriebsmotors (11) und des zweiten Antriebsmotors (21) zwischen der ersten und der zweiten Antriebs-Zahnradpaarung angeordnet ist.
9. Radantriebsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, wobei
der erste Antriebsmotor (11) und der zweite Antriebsmotor (21) vollständig zwischen der ersten und der zweiten Antriebs- Zahnradpaarung angeordnet sind.
10. Radantriebsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 9, wobei
der erste Antriebsmotor (11) und/oder der zweite Antriebsmotor (21) parallel zu der Rotationsachse (R) einen Längenmaß aufwei sen/aufweist, das gleich oder kleiner dem Versatzmaß (X) zwischen der ersten Antriebs-Zahnradpaarung und der zweiten Antriebs- Zahnradpaarung ist.
11. Radantriebsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis
10, wobei
die Motorwellen (12, 22) der Antriebsmotoren (11 , 21 ) gegen über der Rotationsachse (R) der Antriebszahnräder (15, 25) in Um fangsrichtung (UM) versetzt angeordnet sind.
12. Radantriebsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis
11 , wobei
die erste Motorwelle (12) und die zweite Motorwelle (22) ge genüber der Rotationsachse (R) der Antriebszahnräder (15, 25) in ei ner Radialrichtung (RA) der Antriebszahnräder (15, 25) zueinander versetzt sind.
13. Radantriebsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste und der zweite Antriebsmotor (11 , 21) in eine Um fangsrichtung (UM) der Rotationsachse (R) aneinander angrenzend angeordnet sind.
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