WO2021180499A1 - Lastkraftwagen mit elektrisch angetriebener vorderachse - Google Patents

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WO2021180499A1
WO2021180499A1 PCT/EP2021/055004 EP2021055004W WO2021180499A1 WO 2021180499 A1 WO2021180499 A1 WO 2021180499A1 EP 2021055004 W EP2021055004 W EP 2021055004W WO 2021180499 A1 WO2021180499 A1 WO 2021180499A1
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electric motor
front axle
axle
front wheels
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PCT/EP2021/055004
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Steve Sattler
Patrick GASSMANN
Klaus Johann Moser
Thomas Reiter
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Man Truck & Bus Se
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Publication date
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    • B60Y2200/00—Type of vehicle
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    • B60Y2200/145—Haulage vehicles, trailing trucks

Definitions

  • the invention relates to a truck, e.g. B. a tractor, a dump truck or a concrete mixer truck (in particular with a mixing drum), in particular with an electrically driven front axle, preferably at least one electric motor for electrically driving the front wheels of the truck.
  • a truck e.g. B. a tractor, a dump truck or a concrete mixer truck (in particular with a mixing drum), in particular with an electrically driven front axle, preferably at least one electric motor for electrically driving the front wheels of the truck.
  • Trucks such as B. dump trucks usually have a front axle and at least one rear axle.
  • the rear axle is usually driven by means of an internal combustion engine.
  • Driven front axles are also known, depending on the area of application. Is known here z. B. to drive the driven front axles via wheel hub hydraulic motors. It is also known to drive the driven front axles via a cardan shaft, which is usually connected to an internal combustion engine via a transfer case.
  • One object of the invention is to create a truck with an alternative and / or improved drive concept.
  • the invention relates to a truck, preferably a tractor unit, a dump truck or a concrete mixer truck (in particular with a mixer drum).
  • the truck comprises a front axle with front wheels, preferably steerable front wheels.
  • the truck also includes an installation (e.g. a driver's cab, a pulpit, a platform, etc.), preferably for receiving a vehicle driver and / or for controlling an autonomous ferry operation of the truck.
  • the installation can e.g. B. be a pulpit and / or platform for manual control (especially driving, especially steering, etc.) of the truck.
  • the installation can include a driver's cab for a vehicle driver.
  • the installation can e.g. B. be a pulpit, a module and / or a platform for controlling an autonomous ferry operation of the truck.
  • the truck z. B. be a self-propelled truck (e.g. a robotic truck).
  • a driver's cab can optionally be omitted.
  • the truck control platform can e.g. B. serve to accommodate a vehicle driver (and thus, for example. Include a driver's cab), so that the truck z. B. can be a manually-drivable truck.
  • the truck control platform can be used in particular to control an autonomous ferry operation of the truck, so that the truck z. B. can be an autonomously drivable (self-driving) truck, preferably without a cab to accommodate a vehicle driver.
  • the truck can e.g. B. be a manually-drivable truck (z. B. with a driver's cab) and / or a self-propelled truck (expediently with or without a driver's cab).
  • the truck is particularly characterized in that it comprises at least one electric motor for electrically driving the front wheels and the at least one electric motor is arranged under the installation.
  • the truck expediently comprises at least one electric motor for electrically driving a left front wheel and for electrically driving a right front wheel.
  • the at least one electric motor can be mounted (expediently indirectly or directly) on the front axle, preferably in order to be carried by the front axle.
  • the at least one electric motor can, for. B. cantilevered from the front axle.
  • the at least one electric motor can also, for. B. be firmly connected to the chassis of the truck and z. B. be positioned independently of the front axle.
  • the at least one electric motor (in particular its drive axle) can, for. B. be aligned substantially parallel to the longitudinal direction of the truck.
  • the at least one electric motor in particular its drive axle
  • the at least one electric motor to be aligned essentially parallel to the front axle (and thus in particular essentially in the transverse direction of the truck).
  • the front axle can, for. B. be designed as a rigid axle or with an independent suspension for the front wheels.
  • the front axle preferably extends essentially in the transverse direction of the truck.
  • the longitudinal direction of the front axle can thus preferably essentially correspond to the transverse direction of the truck.
  • the at least one electric motor (expediently indirectly or directly) is mounted on a chassis (e.g. a self-supporting body, a ladder frame-shaped chassis or a tubular space frame construction, in particular a longitudinal or transverse beam construction thereof) of the truck, preferably by to be carried on the chassis.
  • a chassis e.g. a self-supporting body, a ladder frame-shaped chassis or a tubular space frame construction, in particular a longitudinal or transverse beam construction thereof
  • the at least one electric motor can, for. B. cantilevered freely from the chassis.
  • the installation in particular the driver's cab, and / or the truck to include a self-supporting body.
  • the truck can thus be used as a chassis, for. B. have a self-supporting body, but also z. B. a space frame structure or a ladder frame-shaped chassis.
  • the at least one electric motor can, for. B (expediently indirectly or directly) to be mounted on the self-supporting body, preferably in order to be supported by the self-supporting body.
  • the at least one electric motor can, however, also (expediently indirectly or directly) at z.
  • a space frame structure or a longitudinal and / or cross member of a preferably ladder frame-shaped chassis can be mounted.
  • the assembly is preferably carried out (expediently indirectly or directly) on a longitudinal or transverse support structure of the chassis.
  • the at least one electric motor is mounted on the front axle and / or on the chassis (expediently indirectly or directly).
  • the at least one electric motor drives the front wheels via a differential and / or via a transmission.
  • the at least one electric motor, the front wheels z. B. drives without a cardan shaft and thus in particular without a cardan shaft.
  • the at least one electric motor can, for. B. be equipped with a gear and / or a differential and preferably together with the gear and / or the differential (z. B. spur gear differential) forms a structural unit.
  • the structural unit can optionally also include power electronics.
  • the transmission can, for. A planetary gear, an angular gear and / or a reversing gear.
  • the transmission can preferably be flanged to the at least one electric motor.
  • the at least one electric motor is arranged (preferably essentially completely) in front of the front axle and / or the at least one electric motor (preferably essentially completely) is arranged behind the front axle.
  • the at least one electric motor can, for. B. include two electric wheel hub motors for the front wheels.
  • the at least one electric motor drives the front wheels via at least one drive shaft.
  • the at least one drive shaft can, for. B. be equipped with a (especially integrated) length compensation structure.
  • the at least one drive shaft can, for. B. extend within an axle bridge of the front axle.
  • the length compensation construction enables, in particular, a degree of freedom of movement for the at least one drive shaft essentially parallel to the front axle and / or essentially in the transverse direction of the truck.
  • the length compensation construction can, for. B. be formed on the wheel side (in particular on the wheel hub side), the electric motor side and / or in the at least one drive shaft itself.
  • the length compensation construction enables z. B, to ensure a torque transmission of the at least one drive shaft during compression and rebound of the front axle.
  • the front axle forms the foremost axle of the truck.
  • the at least one electric motor comprises only a single electric motor for driving the front wheels or comprises two electric motors for driving the front wheels.
  • the truck is a purely electrically driven truck and / or has at least one electrically driven rear axle.
  • the installation is or at least includes a driver's cab.
  • the installation can be or at least comprise a control unit and / or control pulpit of an autonomously drivable truck.
  • the front axle can preferably have an axle bridge and / or z.
  • the “front axle” includes the “rigid axle” embodiment and / or the “independent suspension” embodiment. It should also be mentioned that the front wheels (in particular their tires) can preferably have a diameter of less than or equal to 22.5 inches and / or the truck can be designed for a payload of less than or equal to 60 tons.
  • Figure 1 shows a plan view of a front axle of part of a
  • Truck according to one embodiment of the invention, in particular with independent wheel suspension and electric motors parallel to the longitudinal direction of the truck,
  • Figure 2 shows a plan view of a front axle of part of a
  • Figure 3 shows a plan view of a front axle of part of a
  • Truck according to a further embodiment of the invention, in particular as a rigid axle version and electric motors parallel to the longitudinal direction of the truck,
  • FIG. 4 shows a plan view of a front axle of part of a
  • Lorry in particular as a rigid axle version and electric motors parallel to the front axle,
  • Figure 5 shows a plan view of a front axle of part of a
  • Truck according to one embodiment of the invention in particular with independent wheel suspension and only one electric motor aligned parallel to the longitudinal direction of the truck,
  • Figure 6 shows a plan view of a front axle of part of a
  • Truck according to another embodiment of the invention especially with independent suspension and only one electric motor aligned parallel to the front axle,
  • FIG. 7 shows a plan view of a front axle of part of a
  • Truck according to a further embodiment of the invention, in particular as a rigid axle version and only one electric motor aligned parallel to the longitudinal direction of the truck, and
  • FIG. 8 shows a plan view of a front axle of part of a
  • Truck according to another embodiment of the invention, in particular as a rigid axle version and only one electric motor aligned parallel to the front axle, and
  • Figure 9 shows a plan view of a front axle for a truck according to an embodiment of the invention, in particular with independent suspension and only one electric motor aligned parallel to the front axle.
  • Figure 1 shows a plan view of a front axle 1 of a part of a truck 100 according to an embodiment of the invention, in particular with independent suspension for the front wheels of the truck 100.
  • the truck 100 can, for. B. be a tractor unit, a dump truck or a concrete mixer truck.
  • the truck 100 comprises an installation 10, shown schematically in FIG. 1, for receiving a vehicle driver in the form of a driver's cab 10, a front axle 1 with steerable front wheels (not shown) and one or more rear axles (not shown).
  • the truck 100 shown in FIG. 1 comprises a particularly ladder-shaped chassis with longitudinal members and one or more transverse members (not shown), wherein the truck 100 and / or the driver's cab 10 can also comprise a self-supporting body.
  • Tubular tubular frame constructions are also possible as chassis.
  • the front axle 1 expediently forms the foremost axle of the truck 100.
  • the truck 100 comprises at least one electric motor, preferably two electric motors 2 and 3 for electrically driving the front wheels via drive shafts 4.
  • the electric motors 2, 3 are expediently arranged under the driver's cab 10.
  • An electric motor 2 is preferably arranged essentially completely in front of the front axle 1 and an electric motor 3 is preferably arranged essentially completely behind the front axle 1.
  • the electric motors 2, 3 are preferably mounted on the front axle 1, e.g. B. to be carried by the front axle 1. It is possible for the electric motors 2, 3 to be mounted on the front axle 1 in a freely cantilevered manner.
  • Reference character L denotes the longitudinal direction of the truck 100, with reference character Q denoting the transverse direction, in particular the width direction, of the truck 100.
  • the longitudinal direction of the front axle 1 essentially corresponds to the transverse direction Q of the truck 100.
  • the electric motors 2, 3 (in particular their drive axles) are aligned essentially parallel to the longitudinal direction L of the truck 100.
  • FIG. 2 shows a plan view of a front axle 1 of part of a truck 100 according to another embodiment of the invention, in particular with independent wheel suspension for the front wheels of the truck 100.
  • a special feature is that the electric motors 2, 3 (in particular their drive axles) are aligned essentially parallel to the front axle 1.
  • FIG. 3 shows a plan view of a front axle 1 of part of a truck 100 according to a further embodiment of the invention.
  • a special feature is that the front axle 1 is designed as a rigid axle and the electric motors 2, 3 (in particular their drive axles) are aligned essentially parallel to the longitudinal direction L of the truck 100.
  • FIG. 4 shows a plan view of a front axle 1 of part of a truck 10 according to yet another embodiment of the invention.
  • the front axle 1 is designed as a rigid axle and the electric motors 2, 3 (in particular their drive axles) are aligned essentially parallel to the front axle 1 of the truck 100.
  • FIGS. 5 to 9 relate to embodiments which are similar to those of FIGS. 1 to 4, so that the previous description of FIGS. 1 to 4 also applies accordingly to the embodiments of FIGS. 5 to 9.
  • a special feature of the embodiments of FIGS. 5 to 9, however, is that only a single single wheel motor 3 is made available for driving the steerable front wheels.
  • FIG. 9 shows a plan view of a front axle 1 for a truck 100 according to an embodiment of the invention, in particular with independent wheel suspension and only one electric motor 2 for driving the steerable front wheels.
  • the electric motor 2 is preferably aligned essentially parallel to the front axle 1.
  • a special feature is that the drive shafts 4 of the electric motor 4 are each equipped with a length compensation structure 5.
  • the length compensation structures 5 enable a degree of freedom of movement essentially parallel to the front axle 1 and / or essentially in the transverse direction Q of the truck 100.
  • B. be formed on the electric motor side and / or in the drive shaft 4 itself.
  • the electric motors 2, 3 described with reference to FIGS. 1 to 9 can expediently be mounted on the front axle 1 in a load-bearing manner.
  • load-bearing assembly on a chassis of the truck 100 is also possible, e.g. B. to a self-supporting body, a space frame structure or a z. B. ladder frame-shaped chassis with longitudinal members and at least one cross member.
  • the at least one electric motor 2, 3 can drive the front wheels preferably via a gearbox and alternatively or additionally a differential, in particular without a cardan shaft.
  • the at least one electric motor 2, 3 can each be equipped with a transmission and / or a differential and, together with the transmission and / or the differential, form an expediently compact structural unit.
  • the drive torque can take place via a transmission flanged to the at least one electric motor 2, 3.
  • the transmission can expediently be a planetary transmission, in particular if the electric motors 2, 3 are designed as wheel hub motors.
  • the transmission can also, for. B. comprise an angular gear and / or a deflection gear, in particular if the at least one electric motor 2, 3 is aligned essentially parallel to the longitudinal direction L of the truck 100. From the angle or deflection gear, the drive torque can then via z. B. running in an axle bracket drive shafts are transmitted to the front wheels.
  • the drive torque of the at least one electric motor 2, 3 can be via z.
  • B. a spur gear can be transmitted.
  • the truck 100 can comprise two electric motors 2, 3 designed as wheel hub motors for driving the front wheels.
  • the truck 100 can have at least one electrically driven rear axle, wherein the truck 100 can also be designed as a hybrid, e.g. B. with at least one internal combustion engine driven rear axle.
  • the truck 100 is a purely electrically powered truck.
  • the installation 10 does not necessarily have to be a driver's cab to accommodate a vehicle driver, but can also serve to control an autonomous ferry operation of the truck 100, so that the truck 100 is an autonomously drivable truck 100 z. B. can optionally be without a cab. In this case the installation 10 can e.g. B. comprise a control unit or a control pulpit for controlling an autonomous ferry operation of the truck 100.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lastkraftwagen (100), vorzugsweise Sattelzugmaschine, Muldenkipper-Lastkraftwagen oder Betonmischer-Lastkraftwagen, mit einer Installation (10), wobei die Installation (10) zur Aufnahme eines Fahrzeugführers ausgeführt ist und/oder zur Steuerung eines autonomen Fahrbetriebs des Lastkraftwagens (100) ausgeführt ist, und einer Vorderachse (1) mit vorzugsweise lenkbaren Vorderrädern. Der Lastkraftwagen (100) zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass er zumindest einen Elektromotor (2, 3) zum elektrischen Antreiben der Vorderräder umfasst und der zumindest eine Elektromotor (2, 3) unter der Installation (10) angeordnet ist.

Description

LASTKRAFTWAGEN MIT ELEKTRISCH ANGETRIEBENER VORDERACHSE
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Lastkraftwagen, z. B. eine Sattelzugmaschine, einen Muldenkipper-Lastkraftwagen oder einen Betonmischer-Lastkraftwagen (insbesondere mit Mischtrommel), mit insbesondere einer elektrisch angetriebenen Vorderachse, vorzugsweise zumindest einem Elektromotor zum elektrischen Antreiben der Vorderräder des Lastkraftwagen.
Lastkraftwagen wie z. B. Muldenkipper-Lastkraftwagen weisen üblicherweise eine Vorderachse und zumindest eine Hinterachse auf. Die Hinterachse wird dabei üblicherweise mittels eines Verbrennungsmotors angetrieben. In Abhängigkeit des Einsatzgebiets sind zusätzlich angetriebene Vorderachsen bekannt. Bekannt ist hierbei z. B., die angetriebenen Vorderachsen über Radnaben-Hydraulikmotoren anzutreiben. Bekannt ist auch, die angetriebenen Vorderachsen über eine Gelenkwelle anzutreiben, die üblicherweise über ein Verteilergetriebe mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Lastkraftwagen mit alternativem und/oder verbessertem Antriebskonzept zu schaffen.
Diese Aufgabe kann mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung offenbart.
Die Erfindung betrifft einen Lastkraftwagen, vorzugsweise eine Sattelzugmaschine, einen Muldenkipper-Lastkraftwagen oder einen Betonmischer-Lastkraftwagen (insbesondere mit Mischtrommel).
Der Lastkraftwagen umfasst eine Vorderachse mit Vorderrädern, vorzugsweise lenkbaren Vorderrädern.
Der Lastkraftwagen umfasst des Weiteren eine Installation (z. B. ein Fahrerhaus, eine Kanzel, eine Plattform etc.), vorzugsweise zur Aufnahme eines Fahrzeugführers und/oder zur Steuerung eines autonomen Fährbetriebs des Lastkraftwagens. Die Installation kann z. B. eine Kanzel und/oder Plattform sein, zum manuellen Steuern (insbesondere Fahren, insbesondere Lenken etc.) des Lastkraftwagens. Hierbei kann die Installation ein Fahrerhaus für einen Fahrzeugführer umfassen.
Die Installation kann z. B. eine Kanzel, ein Modul und/oder eine Plattform sein, zum Steuern eines autonomen Fährbetriebs des Lastkraftwagens. Hierbei kann der Lastkraftwagen z. B. ein selbstfahrender Lastkraftwagen (z. B. ein Roboter-Lastkraftwagen) sein. In diesem Fall kann optional ein Fahrerhaus entfallen.
Die Lastkraftwagen-Steuerungs-Plattform kann z. B. zur Aufnahme eines Fahrzeugführers dienen (und somit z. B. ein Fahrerhaus umfassen), so dass der Lastkraftwagen z. B. ein manuell-fahrbarer Lastkraftwagen sein kann. Alternativ oder ergänzend kann die Lastkraftwagen-Steuerungs-Plattform insbesondere zur Steuerung eines autonomen Fährbetriebs des Lastkraftwagens dienen, so dass der Lastkraftwagen z. B. ein autonom fahrbarer (selbstfahrender) Lastkraftwagen sein kann, vorzugsweise ohne Fahrerhaus zur Aufnahme eines Fahrzeugführers.
Der Lastkraftwagen kann z. B. ein manuell-fahrbarer Lastkraftwagen (z. B. mit Fahrerhaus) sein und/oder ein selbstfahrender Lastkraftwagen (zweckmäßig mit oder ohne Fahrerhaus) sein.
Der Lastkraftwagen zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass er zumindest einen Elektromotor zum elektrischen Antreiben der Vorderräder umfasst und der zumindest eine Elektromotor unter der Installation angeordnet ist.
Der Lastkraftwagen umfasst zweckmäßig zumindest einen Elektromotor zum elektrischen Antreiben eines linken Vorderrads und zum elektrischen Antreiben eines rechten Vorderrads.
Es ist möglich, dass der zumindest eine Elektromotor (zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar) an die Vorderachse montiert ist, vorzugsweise um von der Vorderachse getragen zu werden.
Der zumindest eine Elektromotor kann z. B. frei auskragend von der Vorderachse getragen werden.
Der zumindest eine Elektromotor kann aber auch z. B. mit dem Chassis des Lastkraftwagens fest verbunden sein und z. B. unabhängig von der Vorderachse positioniert werden. Der zumindest eine Elektromotor (insbesondere dessen Antriebsachse) kann z. B. im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Lastkraftwagens ausgerichtet sein.
Es ist aber auch möglich, dass der zumindest eine Elektromotor (insbesondere dessen Antriebsachse) im Wesentlichen parallel zur Vorderachse ausgerichtet ist (und somit insbesondere im Wesentlichen in Querrichtung des Lastkraftwagens).
Die Vorderachse kann z. B. als Starrachse ausgebildet sein oder mit einer Einzelradaufhängung für die Vorderräder.
Die Vorderachse erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen in Querrichtung des Lastkraftwagens. Die Längsrichtung der Vorderachse kann somit vorzugsweise im Wesentlichen der Querrichtung des Lastkraftwagens entsprechen.
Es ist möglich, dass der zumindest eine Elektromotor (zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar) an ein Chassis (z. B. eine selbsttragende Karossiere, ein leiterrahmenförmiges Chassis oder eine Gitterrohrrahmenkonstruktion, insbesondere eine Längs- oder Querträgerkonstruktion hiervon) des Lastkraftwagens montiert ist, vorzugsweise um von dem Chassis getragen zu werden.
Der zumindest eine Elektromotor kann z. B. frei auskragend von dem Chassis getragen werden.
Es ist möglich, dass die Installation, insbesondere das Fahrerhaus, und/oder der Lastkraftwagen eine selbsttragende Karossiere umfasst.
Der Lastkraftwagen kann als Chassis somit z. B. eine selbsttragende Karosserie aufweisen, aber auch z. B. eine Gitterrohrrahmenkonstruktion oder ein leiterrahmenförmiges Chassis.
Der zumindest eine Elektromotor kann z. B (zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar) an die selbsttragende Karosserie montiert sein, vorzugsweise um von der selbsttragenden Karosserie getragen zu werden.
Der zumindest eine Elektromotor kann allerdings auch (zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar) an z. B. eine Gitterrohrrahmenkonstruktion oder einen Längs- und/oder Querträger eines vorzugsweise leiterrahmenförmigen Chassis montiert sein. Die Montage erfolgt vorzugsweise (zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar) an eine Längs oder Querträgerkonstruktion des Chassis.
Es ist möglich, dass der zumindest eine Elektromotor an die Vorderachse und/oder an das Chassis (zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar) montiert ist.
Es ist möglich, dass der zumindest eine Elektromotor die Vorderräder über ein Differential und/oder über ein Getriebe antreibt.
Bevorzugt ist, dass der zumindest eine Elektromotor die Vorderräder z. B. ohne Gelenkwelle und somit insbesondere gelenkwellenfrei antreibt.
Der zumindest eine Elektromotor kann z. B. mit einem Getriebe und/oder einem Differential ausgestattet sein und vorzugsweise zusammen mit dem Getriebe und/oder dem Differential (z. B. Stirnraddifferential) eine Baueinheit bildet. Die Baueinheit kann optional zusätzlich Leistungselektronik umfassen.
Das Getriebe kann z. B. ein Planetengetriebe, ein Winkelgetriebe und/oderein Umlenkgetriebe umfassen.
Das Getriebe kann vorzugsweise an den zumindest einen Elektromotor angeflanscht sein.
Es ist möglich, dass der zumindest eine Elektromotor (vorzugsweise im Wesentlichen vollständig) vor der Vorderachse angeordnet ist und/oder der zumindest eine Elektromotor (vorzugsweise im Wesentlichen vollständig) hinter der Vorderachse angeordnet ist.
Der zumindest eine Elektromotor kann z. B. zwei elektrische Radnabenmotoren für die Vorderräder umfassen.
Es ist möglich, dass der zumindest eine Elektromotor die Vorderräder über zumindest eine Antriebswelle antreibt.
Die zumindest eine Antriebswelle kann z. B. mit einer (insbesondere integrierten) Längenausgleichskonstruktion ausgestattet sein.
Die zumindest eine Antriebswelle kann z. B. innerhalb einer Achsbrücke der Vorderachse verlaufen. Die Längenausgleichskonstruktion ermöglicht insbesondere einen Bewegungsfreiheitsgrad für die zumindest eine Antriebswelle im Wesentlichen parallel zur Vorderachse und/oder im Wesentlichen in Querrichtung des Lastkraftwagens.
Die Längenausgleichskonstruktion kann z. B. radseitig (insbesondere radnabenseitig), elektromotorseitig und/oder in der zumindest einen Antriebswelle selbst ausgebildet sein.
Die Längenausgleichskonstruktion ermöglicht z. B, beim ein- und ausfedern der Vorderachse eine Drehmoment-Übertragung der zumindest einen Antriebswelle sicher zu stellen.
Dabei ist es z. B. möglich, die zumindest eine Antriebswelle elektromotorseitig unverschieblich zu lagern und die Längenausgleichskonstruktion radteilseitig, insbesondere im Radteil, zu platzieren, oder umgekehrt. Denkbar ist somit auch eine Ausführungsform, bei der die Längenausgleichkonstruktion am zumindest einen Elektromotor platziert ist.
Es ist möglich, dass die Vorderachse die vorderste Achse des Lastkraftwagens bildet.
Es ist möglich, dass der zumindest eine Elektromotor nur einen einzigen Elektromotor zum Antreiben der Vorderräder umfasst oder zwei Elektromotoren zum Antreiben der Vorderräder umfasst.
Es ist möglich, dass der Lastkraftwagen ein rein elektrisch angetriebener Lastkraftwagen ist und/oder zumindest eine elektrisch angetriebene Hinterachse aufweist.
Es ist möglich, dass die Installation ein Fahrerhaus für einen Fahrzeugführer ist oder zumindest umfasst. Alternativ oder ergänzend kann die Installation eine Steuerungseinheit und/oder Steuerungskanzel eines autonom-fahrbaren Lastkraftwagens sein oder zumindest umfassen.
Zu erwähnen ist, dass die Vorderachse vorzugsweise eine Achsbrücke aufweisen kann und/oder z. B. zumindest eine Antriebswelle, die vorzugsweise in der Achsbrücke verlaufen kann.
Zu erwähnen ist außerdem, dass im Kontext der Erfindung die „Vorderachse“ die Ausführungsform „Starrachse“ und/oder die Ausführungsform „Einzelradaufhängung“ umfasst. Zu erwähnen ist noch, dass die Vorderräder (insbesondere deren Reifen) vorzugsweise einen Durchmesser von kleiner oder gleich 22,5 Zoll aufweisen können und/oder der Lastkraftwagen für eine Nutzlast von kleiner oder gleich 60 Tonnen ausgebildet sein kann.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind zweckmäßig miteinander kombinierbar. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse eines Teils eines
Lastkraftwagens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, insbesondere mit Einzelradaufhängung und Elektromotoren parallel zur Längsrichtung des Lastkraftwagens,
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse eines Teils eines
Lastkraftwagens gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, insbesondere mit Einzelradaufhängung und Elektromotoren parallel zur Vorderachse,
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse eines Teils eines
Lastkraftwagens gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, insbesondere als Starrachsenausführung und Elektromotoren parallel zur Längsrichtung des Lastkraftwagens,
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse eines Teils eines
Lastkraftwagens gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, insbesondere als Starrachsenausführung und Elektromotoren parallel zur Vorderachse,
Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse eines Teils eines
Lastkraftwagens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, insbesondere mit Einzelradaufhängung und nur einem Elektromotor ausgerichtet parallel zur Längsrichtung des Lastkraftwagens,
Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse eines Teils eines
Lastkraftwagens gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, insbesondere mit Einzelradaufhängung und nur einem Elektromotor ausgerichtet parallel zur Vorderachse,
Figur 7 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse eines Teils eines
Lastkraftwagens gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, insbesondere als Starrachsenausführung und nur einem Elektromotor ausgerichtet parallel zur Längsrichtung des Lastkraftwagens, und
Figur 8 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse eines Teils eines
Lastkraftwagens gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, insbesondere als Starrachsenausführung und nur einem Elektromotor ausgerichtet parallel zur Vorderachse, und
Figur 9 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse für einen Lastkraftwagens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, insbesondere mit Einzelradaufhängung und nur einem Elektromotor ausgerichtet parallel zur Vorderachse.
Die in den Figuren beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung stimmen teilweise überein, wobei für ähnliche oder identische Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen verwiesen werden kann.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse 1 eines Teils eines Lastkraftwagens 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, insbesondere mit Einzelradaufhängung für Vorderräder des Lastkraftwagens 100. Der Lastkraftwagen 100 kann z. B. eine Sattelzugmaschine, ein Muldenkipper-Lastkraftwagen oder ein Betonmischer-Lastkraftwagen sein.
Der Lastkraftwagen 100 umfasst eine in Figur 1 schematisch dargestellte Installation 10 zur Aufnahme eines Fahrzeugführers in Form eines Fahrerhauses 10, eine Vorderachse 1 mit nicht gezeigten lenkbaren Vorderrädern und eine oder mehrere nicht gezeigte Hinterachsen.
Der in Figur 1 gezeigte Lastkraftwagen 100 umfasst ein insbesondere leiterrahmenförmiges Chassis mit Längsträgern und einem oder mehreren nicht gezeigten Querträgern, wobei der Lastkraftwagen 100 und/oder das Fahrerhaus 10 auch eine selbsttragenden Karosserie umfassen kann. Ebenfalls sind als Chassis Gitterrohrahmenkonstruktionen möglich. Die Vorderachse 1 bildet zweckmäßig die vorderste Achse des Lastkraftwagens 100.
Der Lastkraftwagen 100 umfasst zumindest einen Elektromotor, vorzugsweise zwei Elektromotoren 2 und 3 zum elektrischen Antreiben der Vorderräder über Antriebswellen 4. Die Elektromotoren 2, 3 sind zweckmäßig unter dem Fahrerhaus 10 angeordnet. Ein Elektromotor 2 ist vorzugsweise im Wesentlichen vollständig vor der Vorderachse 1 angeordnet und ein Elektromotor 3 ist vorzugsweise im Wesentlichen vollständig hinter der Vorderachse 1 angeordnet.
Die Elektromotoren 2, 3 sind vorzugsweise an die Vorderachse 1 montiert, z. B. um von der Vorderachse 1 getragen zu werden. Es ist möglich, dass die Elektromotoren 2, 3 frei auskragend an die Vorderachse 1 montiert sind.
Bezugszeichen L kennzeichnet die Längsrichtung des Lastkraftwagens 100, wobei Bezugszeichen Q die Querrichtung, insbesondere die Breitenrichtung, des Lastkraftwagens 100 kennzeichnet. Die Längsrichtung der Vorderachse 1 entspricht im Wesentlichen der Querrichtung Q des Lastkraftwagens 100.
In Figur 1 sind die Elektromotoren 2, 3 (insbesondere deren Antriebsachsen) im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung L des Lastkraftwagens 100 ausgerichtet.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse 1 eines Teils eines Lastkraftwagens 100 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, insbesondere mit Einzelradaufhängung für die Vorderräder des Lastkraftwagens 100.
Eine Besonderheit ist, dass die Elektromotoren 2, 3 (insbesondere deren Antriebsachsen) im Wesentlichen parallel zur Vorderachse 1 ausgerichtet sind.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse 1 eines Teils eines Lastkraftwagens 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Eine Besonderheit ist, dass die Vorderachse 1 als Starrachse ausgeführt ist und die Elektromotoren 2, 3 (insbesondere deren Antriebsachsen) im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung L des Lastkraftwagens 100 ausgerichtet sind.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse 1 eines Teils eines Lastkraftwagens 10 gemäß einer wiederum anderen Ausführungsform der Erfindung. Die Vorderachse 1 ist als Starrachse ausgeführt und die Elektromotoren 2, 3 (insbesondere deren Antriebsachsen) sind im Wesentlichen parallel zur Vorderachse 1 des Lastkraftwagens 100 ausgerichtet.
Die Figuren 5 bis 9 betreffen Ausführungsformen, die denen der Figuren 1 bis 4 ähneln, so dass die vorige Beschreibung der Figuren 1 bis 4 sinngemäß auch für die Ausführungsformen der Figuren 5 bis 9 gilt.
Eine Besonderheit der Ausführungsformen der Figuren 5 bis 9 ist aber, dass nur ein einziger Einzelradmotor 3 zum Antreiben der lenkbaren Vorderräder zur Verfügung gestellt ist.
Figur 9 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorderachse 1 für einen Lastkraftwagen 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, insbesondere mit Einzelradaufhängung und nur einem Elektromotor 2 zum Antreiben der lenkbaren Vorderräder.
Der Elektromotor 2 ist vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Vorderachse 1 ausgerichtet.
Eine Besonderheit ist, dass die Antriebswellen 4 des Elektromotors 4 mit jeweils einer Längenausgleichskonstruktion 5 ausgestattet sind. Die Längenausgleichskonstruktionen 5 ermöglichen einen Bewegungs-Freiheitsgrad im Wesentlichen parallel zur Vorderachse 1 und/oder im Wesentlichen in Querrichtung Q des Lastkraftwagens 100. Die Längenausgleichskonstruktionen 5 können zweckmäßig radnabenseitig wie in Figur 9 gezeigt ausgebildet sein, aber auch z. B. elektromotorseitig und/oder in der Antriebswelle 4 selbst ausgebildet sein.
Die unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 9 beschriebenen Elektromotoren 2, 3 können zweckmäßig tragend an die Vorderachse 1 montiert sein. Alternativ oder ergänzend ist allerdings auch eine tragende Montage an ein Chassis des Lastkraftwagens 100 möglich, z. B. an eine selbstragende Karosserie, eine Gitterrohrrahmenkonstruktion oder ein z. B. leiterrahmenförmiges Chassis mit Längsträgern und zumindest einem Querträger.
Der zumindest eine Elektromotor 2, 3 kann die Vorderräder vorzugsweise über jeweils ein Getriebe und alternativ oder ergänzend ein Differential antreiben und zwar insbesondere ohne Gelenkwelle.
Ebenfalls kann der zumindest eine Elektromotor 2, 3 jeweils mit einem Getriebe und/oder einem Differential ausgestattet sein und zusammen mit dem Getriebe und/oder dem Differential eine zweckmäßig kompakte Baueinheit bilden. io
Insbesondere bei der Ausführungsform mit Einzelradaufhängung kann das Antriebsmoment über ein an den zumindest einen Elektromotor 2, 3 angeflanschtes Getriebe erfolgen.
Das Getriebe kann zweckmäßig ein Planetengetriebe sein, insbesondere, wenn die Elektromotoren 2, 3 als Radnabenmotoren ausgebildet sind.
Das Getriebe kann auch z. B. ein Winkelgetriebe und/oder ein Umlenkgetriebe umfassen, insbesondere, wenn der zumindest eine Elektromotor 2, 3 im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung L des Lastkraftwagens 100 ausgerichtet ist. Vom Winkel- oder Umlenkgetriebe kann das Antriebsmoment dann über z. B. in einer Achsbrücke verlaufende Antriebswellen zu den Vorderrädern übertragen werden.
Insbesondere bei den Ausführungsformen, bei denen der zumindest eine Elektromotor 2, 3 im Wesentlichen parallel zur Vorderachse 1 ausgerichtet ist, kann das Antriebsmoment des zumindest einen Elektromotors 2, 3 über z. B. ein Stirnraddifferential übertragen werden.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann der Lastkraftwagen 100 zwei als Radnabenmotoren ausgebildete Elektromotoren 2, 3 zum Antreiben der Vorderräder umfassen.
Der Lastkraftwagen 100 kann zumindest eine elektrisch angetriebene Hinterachse aufweisen, wobei der Lastkraftwagen 100 auch als Hybrid ausgeführt sein kann, z. B. mit zumindest einer verbrennungsmotorisch angetriebenen Hinterachse.
Vorzugsweise ist der Lastkraftwagen 100 aber ein rein elektrisch angetriebener Lastkraftwagen.
Zu erwähnen ist, dass die Installation 10 nicht zwingend ein Fahrerhaus zur Aufnahme eines Fahrzeugführers sein muss, sondern auch zur Steuerung eines autonomen Fährbetriebs des Lastkraftwagens 100 dienen kann, so dass der Lastkraftwagen 100 ein autonom-fahrbarer Lastkraftwagen 100 z. B. optional ohne Fahrerhaus sein kann. In diesem Fall kann die Installation 10 z. B. eine Steuerungseinheit oder eine Steuerungskanzel zur Steuerung eines autonomen Fährbetriebs des Lastkraftwagens 100 umfassen.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Merkmalen und Ansprüchen.
Bezugszeichenliste
1 Vorderachse, vorzugsweise vorderste Achse
2 Elektromotor
3 Elektromotor
4 Antriebswelle(n)
5 Längenausgleichskonstruktion
10 Installation, insbesondere zur Aufnahme eines Fahrzeugführers und/oder zur
Steuerung eines autonomen Fährbetriebs des Lastkraftwagens
100 Lastkraftwagen
L Längsrichtung des Lastkraftwagens
Q Querrichtung des Lastkraftwagens und/oder Längsrichtung der Vorderachse

Claims

Patentansprüche
1. Lastkraftwagen (100), vorzugsweise Sattelzugmaschine, Muldenkipper-Lastkraftwagen oder Betonmischer-Lastkraftwagen, mit: einer Installation (10), wobei die Installation (10) zur Aufnahme eines Fahrzeugführers ausgeführt ist und/oder zur Steuerung eines autonomen Fährbetriebs des Lastkraftwagens (100) ausgeführt ist, und einer Vorderachse (1) mit vorzugsweise lenkbaren Vorderrädern, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastkraftwagen (100) zumindest einen Elektromotor (2, 3) zum elektrischen Antreiben der Vorderräder umfasst und der zumindest eine Elektromotor (2, 3) unter der Installation (10) angeordnet ist.
2. Lastkraftwagen (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Elektromotor (2, 3) an die Vorderachse (1) montiert ist, vorzugsweise um von der Vorderachse (1) getragen zu werden, insbesondere frei auskragend getragen zu werden.
3. Lastkraftwagen (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Elektromotor (2, 3) im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung (L) des Lastkraftwagens (100) ausgerichtet ist.
4. Lastkraftwagen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Elektromotor (2, 3) im Wesentlichen parallel zur Vorderachse (1) ausgerichtet ist.
5. Lastkraftwagen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderachse (1) als Starrachse ausgebildet ist oder mit einer Einzelradaufhängung für die Vorderräder ausgebildet ist.
6. Lastkraftwagen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Installation (10) und/oder der Lastkraftwagen (100) eine selbsttragende Karossiere umfasst.
7. Lastkraftwagen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Elektromotor (2, 3) an eine selbsttragende Karosserie, eine Gitterrohrrahmenkonstruktion oder einen Längs- und/oder Querträger eines vorzugsweise leiterrahmenförmigen Chassis montiert ist, vorzugsweise um hiervon getragen zu werden, insbesondere frei auskragend getragen zu werden.
8. Lastkraftwagen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Elektromotor (2, 3) die Vorderräder über ein Getriebe und/oder ein Differential antreibt und/oder ohne Gelenkwelle antreibt.
9. Lastkraftwagen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Elektromotor (2, 3) mit einem Getriebe und/oder einem Differential ausgestattet ist und zusammen mit dem Getriebe und/oder dem Differential eine Baueinheit bildet.
10. Lastkraftwagen (100) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Planetengetriebe, ein Winkelgetriebe und/oder ein Umlenkgetriebe umfasst und vorzugsweise an den zumindest einen Elektromotor (2, 3) angeflanscht ist.
11. Lastkraftwagen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Elektromotor (2) vor der Vorderachse (1) angeordnet ist und/oder zumindest ein Elektromotor (3) hinter der Vorderachse (1) angeordnet ist.
12. Lastkraftwagen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Elektromotor (2, 3) zwei Radnabenmotoren für die Vorderräder umfasst.
13. Lastkraftwagen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Elektromotor (2, 3) die Vorderräder über zumindest eine Antriebswelle (4) antreibt und die zumindest eine Antriebswelle (4) eine Längenausgleichskonstruktion (5) umfasst.
14. Lastkraftwagen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderachse (1) die vorderste Achse des Lastkraftwagens (100) bildet.
15. Lastkraftwagen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Elektromotor (2, 3) nur einen einzigen Elektromotor zum Antreiben der Vorderräder umfasst oder zwei Elektromotoren (2, 3) zum Antreiben der Vorderräder umfasst.
16. Lastkraftwagen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastkraftwagen (100) ein rein elektrisch angetriebener Lastkraftwagen ist und/oder zumindest eine elektrisch angetriebene Hinterachse aufweist.
17. Lastkraftwagen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Installation (10) ein Fahrerhaus für einen Fahrzeugführer umfasst oder eine Steuerungseinheit oder Steuerungskanzel eines autonomen-fahrbahren Lastkraftwagens (100) umfasst.
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