DE212021000434U1

DE212021000434U1 - Radantriebsanordnung

Info

Publication number: DE212021000434U1
Application number: DE212021000434.2U
Authority: DE
Original assignee: Softwheel Ltd
Current assignee: Ree Automotive Ltd
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2021-08-30
Publication date: 2023-09-19
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: US11332005B2; EP4204238A4; CN116096586A; US11667192B2; US20220072952A1; JP2023538751A; KR20230058054A; CA3187869A1; EP4204238A1; US20230311570A1; US20220234441A1; GB2614827B; GB2614827A; GB202303251D0; KR102831146B1; WO2022043959A1; IL277061A

Abstract

Radantriebsanordnung zum Übertragen von Antriebsdrehmoment von einer Quellenwelle auf ein Rad, wobei die Quellenwelle Drehmoment von einem Bewegungsaktuator entgegennimmt, wobei die Radantriebsanordnung aufweist:
a) eine Radnabe, die ausgebildet ist, um das Rad daran anzubringen, wobei die Radnabe um eine Längsachse angeordnet ist, die so ausgelegt ist, dass sie mit einer Drehachse des Rades zusammenfällt;
b) eine Antriebsachse; und
c) ein Gleichlaufgelenk (CV-Gelenk), das an einem äußeren Ende der Antriebsachse angebracht ist, wobei das CV-Gelenk die Antriebsachse mit der Radnabe verbindet, wobei eine äußerste Oberfläche des CV-Gelenks außerhalb einer äußersten Oberfläche der Radnabe, entlang der Längsachse der Radnabe, angeordnet ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der israelischen Patentanmeldung Nr. IL277061 , eingereicht am 31. August 2020, die durch Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeugradantriebe und insbesondere eine Radantriebsanordnung, die ein Antriebsdrehmoment von einer Quelle auf ein Fahrzeugrad überträgt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei den meisten Fahrzeugen wird Antriebsdrehmoment von einem Bewegungsaktuator, z.B. einem Elektromotor, einem anderen Motor oder einem Getriebe mittels Antriebsanordnungen auf Räder des Fahrzeugs übertragen. Für gewöhnlich überträgt jede Antriebsanordnung Drehmoment von dem Bewegungsaktuator, der an dem Fahrgestell des Fahrzeugs angeordnet ist, auf ein Rad auf einer Seite des Fahrgestells.
1A und 1B (STAND DER TECHNIK) sind schematische Explosionsansichten einer herkömmlichen Antriebsanordnung. Wie ersichtlich ist, weist eine herkömmliche Antriebsanordnung 10 eine Radnabe 12 auf, die ausgebildet ist, um daran ein Rad 14 anzubringen. Ein Rad 14 weist für gewöhnlich einen Reifen 16 und eine Felge 18 auf, wobei die Felge, beispielsweise mittels mehrerer Befestigungselemente wie etwa Radmuttern, mit der Radnabe 12 verbunden oder verbindbar ist.
Eine Antriebswelle 19 erstreckt sich für gewöhnlich unter dem Fahrgestell eines Fahrzeugs zwischen dem Motor und der Radnabe und weist für gewöhnlich eine Antriebsachse 20, die auch als Halbwelle bekannt ist, auf, die mit einem ersten Gleichlaufgelenk (CV-Gelenk) 22 und einem zweiten CV-Gelenk 24 funktionell zusammengehörig ist. Das erste CV-Gelenk 22, welches auch als innenliegendes CV-Gelenk bekannt ist, ist mit einer Eingangswelle 26 funktionell zusammengehörig, die ausgebildet ist, um mit einem Ausgang des Bewegungsaktuators verbunden zu werden und Antriebsdrehmoment davon entgegenzunehmen. Das zweite CV-Gelenk 24, welches auch als außenliegendes CV-Gelenk bekannt ist, ist mit einer Ausgangswelle 28 funktionell zusammengehörig, die mit der Radnabe 12 verbunden oder verbindbar ist. Folglich überträgt die Antriebsachse 20, gemeinsam mit den CV-Gelenken 22 und 24, Drehmoment von dem Bewegungsaktuator auf das Rad 14 und lässt dabei eine Winkelverlagerung zwischen einer Drehachse der Ausgangswelle des Bewegungsaktuators und einer Drehachse der Radnabe 12 zu. Eine derartige Winkelverlagerung kann durch Bewegungen des Rades in verschiedene Nichtrotationsrichtungen wie etwa durch unebene Straßenoberflächen bewirkte senkrechte Bewegungen des Rades verursacht werden.
Die US-Patentanmeldung 2005/0257971 betrifft ein motorgetriebenes Rad, das eine Radscheibe, eine Radnabe, einen Achsschenkel, ein Nabenlager, ein Gleichlaufgelenk, einen radinternen Motor und eine Feder aufweist. Der Schwenkmittelpunkt des Gleichlaufgelenks ist relativ zu dem Nabenlager näher an der Außenseite des Fahrzeugs angeordnet. Da derartige Komponenten des Gleichlaufgelenks wie ein Innenring, Kugeln und ein Käfig in einer anderen Position als das Nabenlager angeordnet sind, kann der Durchmesser des Nabenlagers verringert werden. Ein äußerer Ring des Gleichlaufgelenks ist mit der Radnabe zu einem einzigen Teil integriert und weist eine Öffnung auf, die der Außenseite des Fahrzeugs zugewandt ist. Da die Öffnung groß und nicht tief ist, wird dadurch der Arbeitsvorgang des Anbringens des Käfigs, der Kugeln und des Innenrings und des Sicherns derselben mit einem Sprengring vereinfacht.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einem Aspekt einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine Radantriebsanordnung zum Übertragen von Antriebsdrehmoment von einer Quellenwelle auf ein Rad bereitgestellt, wobei die Quellenwelle Drehmoment von einem Bewegungsaktuator entgegennimmt, wobei die Radantriebsanordnung aufweist:

a) eine Radnabe, die ausgebildet ist, um das Rad daran anzubringen, wobei die Radnabe um eine Längsachse angeordnet ist, die so ausgelegt ist, dass sie mit einer Drehachse des Rades zusammenfällt;
b) eine Antriebsachse; und
c) ein Gleichlaufgelenk (CV-Gelenk), das an einem äußeren Ende der Antriebsachse angebracht ist, wobei das CV-Gelenk die Antriebsachse mit der Radnabe verbindet,
- wobei eine äußerste Oberfläche des CV-Gelenks außerhalb einer äußersten Oberfläche der Radnabe, entlang der Längsachse der Radnabe, angeordnet ist.

Bei manchen Ausführungsformen weist die Antriebsachse eine Halbwelle auf.
Bei manchen Ausführungsformen weist das CV-Gelenk ein Gehäuse und einen Käfig, der innerhalb des Gehäuses untergebracht ist, auf. Bei manchen Ausführungsformen weist die Radnabe an einer Außenseite davon einen Sitz auf, wobei das Gehäuse mit dem Sitz in Eingriff steht. Bei manchen Ausführungsformen kommt das Gehäuse mit der Radnabe von einer Außenseite der Radnabe her in Eingriff.
Bei manchen Ausführungsformen ist das Gehäuse von der Radnabe trennbar. Bei manchen Ausführungsformen sind, bei Verwendung des CV-Gelenks, Lager des CV-Gelenks dazu ausgebildet, sich um eine innere Oberfläche des Gehäuses zu drehen.
Bei manchen Ausführungsformen liegt ein Großteil des CV-Gelenks außen der Radnabe gegenüber frei.
Bei manchen Ausführungsformen weist die Radantriebsanordnung ferner ein inneres CV-Gelenk auf, das an einem inneren Ende der Antriebsachse angebracht und dazu ausgebildet ist, mit der Quellenwelle funktionell gekoppelt zu sein.
Gemäß einem anderen Aspekt einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine Radanordnung bereitgestellt, die aufweist:

eine Radantriebsanordnung, wie sie in diesem Dokument offenbart wird; und
ein Rad, das einen Reifen und eine Felge aufweist, wobei die Felge an der Radnabe angebracht ist,
wobei mindestens ein Abschnitt des CV-Gelenks von einer Außenseite des Rades sichtbar ist.

Bei manchen Ausführungsformen weist die Radanordnung ferner eine Scheibenbremse und einen Bremssattel auf, wobei mindestens ein Abschnitt des CV-Gelenks außerhalb der Scheibenbremse liegt.
Bei manchen Ausführungsformen erstreckt sich eine äußerste Oberfläche des CV-Gelenks außerhalb eines mittleren Abschnitts der Felge. Bei manchen Ausführungsformen erstreckt sich die äußerste Oberfläche des CV-Gelenks außerhalb des Großteils der Felge. Bei manchen Ausführungsformen erstreckt sich die äußerste Oberfläche des CV-Gelenks außerhalb der Gesamtheit der Felge.
Bei manchen Ausführungsformen weist die Radanordnung ferner auf oder ist funktionell zusammengehörig mit: einer Lenkanordnung, die dazu ausgebildet ist, die Radnabe um einen Lenkschwenkpunkt zu lenken, wobei der Lenkschwenkpunkt nicht mit einem Schwenkpunkt des CV-Gelenks zusammenfällt.
Bei manchen Ausführungsformen wird, wenn die Lenkanordnung die Radnabe in einem Lenkwinkel δ lenkt, das CV-Gelenk um einen Schwenkwinkel γ geschwenkt, wobei der Schwenkwinkel γ kleiner als der Lenkwinkel δ ist. Bei manchen Ausführungsformen ist ein Verhältnis zwischen Schwenkwinkel γ und Lenkwinkel δ nicht größer als 1:1,5.
Gemäß noch einem anderen Aspekt einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches aufweist:

ein Fahrgestell;
mindestens einen Bewegungsaktuator, der mit dem Fahrgestell funktionell zusammengehörig ist, wobei der Bewegungsaktuator eine Ausgangswelle aufweist; und mindestens eine Radanordnung, wie sie in diesem Dokument offenbart wird,
wobei die Radantriebsanordnung der mindestens einen Radanordnung mit der Ausgangswelle des Bewegungsaktuators als Quellenwelle funktionell zusammengehörig ist und die mindestens eine Radanordnung dazu ausgebildet ist, Antriebsdrehmoment von dem mindestens einen Bewegungsaktuator auf das Rad der mindestens einen Radanordnung zu übertragen.

Bei manchen Ausführungsformen weist die Radantriebsanordnung ferner ein inneres CV-Gelenk auf, das an einem inneren Ende der Antriebsachse angebracht ist, wobei das innere CV-Gelenk mit der Ausgangswelle des Bewegungsaktuators funktionell gekoppelt ist. Bei manchen Ausführungsformen ist das innere CV-Gelenk an einem seitlich äußeren Rand des Fahrgestells angeordnet. Bei manchen Ausführungsformen ist das innere CV-Gelenk in Bezug auf das Fahrgestell senkrecht stationär und das äußere CV-Gelenk ist in Bezug auf das Fahrgestell senkrecht bewegbar, innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs der Antriebsachse relativ zu dem Fahrgestell.
Bei manchen Ausführungsformen ist der Bewegungsaktuator an dem Fahrgestell befestigt und wirkt als gefederte Masse.
Gemäß einem weiteren Aspekt einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches aufweist:

ein Fahrgestell;
mindestens einen Bewegungsaktuator, der mit dem Fahrgestell funktionell zusammengehörig ist, wobei der Bewegungsaktuator eine Ausgangswelle aufweist; und
mindestens eine Radanordnung, aufweisend:
- eine Radnabe, die um eine Längsachse angeordnet ist;
- eine Antriebsachse;
- ein Gleichlaufgelenk (CV-Gelenk), das an einem äußeren Ende der Antriebsachse angebracht ist, wobei das CV-Gelenk die Antriebsachse mit der Radnabe verbindet; und
- ein Rad, das einen Reifen und eine Felge aufweist, wobei die Felge derart an der Nabe angebracht ist, dass die Längsachse der Radnabe mit einer Drehachse des Rades zusammenfällt,
- wobei die Radanordnung mit der Ausgangswelle des Bewegungsaktuators als Quellenwelle funktionell zusammengehörig ist und die Antriebsachse und das CV-Gelenk dazu ausgebildet sind, Antriebsdrehmoment von dem mindestens einen Bewegungsaktuator auf das Rad zu übertragen; und
eine Lenkanordnung, die mit der Radnabe funktionell zusammengehörig ist und dazu ausgebildet ist, das Rad durch Schwenken der Radnabe und das Rades um einen Lenkschwenkpunkt zu lenken, wobei der Lenkschwenkpunkt nicht mit einem Schwenkpunkt des CV-Gelenks zusammenfällt.

Bei manchen Ausführungsformen wird, wenn die Lenkanordnung die Radnabe in einem Lenkwinkel δ lenkt, das CV-Gelenk in einem Schwenkwinkel γ geschwenkt, wobei der Schwenkwinkel γ kleiner als der Lenkwinkel δ ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches aufweist:

ein Fahrgestell;
mindestens einen Bewegungsaktuator, der mit dem Fahrgestell funktionell zusammengehörig ist, wobei der Bewegungsaktuator eine Ausgangswelle aufweist; und
mindestens eine Radanordnung, aufweisend:
- eine Radnabe, die um eine Längsachse angeordnet ist;
- eine Antriebsachse;
- ein Gleichlaufgelenk (CV-Gelenk), das an einem äußeren Ende der Antriebsachse angebracht ist, wobei das CV-Gelenk die Antriebsachse mit der Radnabe verbindet; und
- ein Rad, das einen Reifen und eine Felge aufweist, wobei die Felge an der Nabe angebracht ist,
- wobei die Radanordnung mit der Ausgangswelle des Bewegungsaktuators als Quellenwelle funktionell zusammengehörig ist und die Antriebsachse und das CV-Gelenk dazu ausgebildet sind, Antriebsdrehmoment von dem mindestens einen Bewegungsaktuator auf das Rad zu übertragen; und
eine Lenkanordnung, die mit der Radnabe funktionell zusammengehörig ist und dazu ausgebildet ist, das Rad durch Schwenken der Radnabe und des Rades um einen Lenkschwenkpunkt zu lenken, wobei der Lenkschwenkpunkt nicht mit einem Schwenkpunkt des CV-Gelenks zusammenfällt,
wobei, wenn die Lenkanordnung die Radnabe in einem Lenkwinkel δ lenkt, das CV-Gelenk in einem Schwenkwinkel γ geschwenkt wird, wobei der Schwenkwinkel γ kleiner als der Lenkwinkel δ ist.

Bei manchen Ausführungsformen ist ein Verhältnis zwischen Schwenkwinkel γ und Lenkwinkel δ nicht größer als 1: 1,5.
Bei manchen Ausführungsformen ist eine äußerste Oberfläche des CV-Gelenks außerhalb einer äußersten Oberfläche der Radnabe, entlang der Längsachse der Radnabe, angeordnet.
Bei manchen Ausführungsformen ist mindestens ein Abschnitt des CV-Gelenks von einer Außenseite des Rades sichtbar.
Bei manchen Ausführungsformen weist die Radantriebsanordnung ferner ein inneres CV-Gelenk auf, das an einem inneren Ende der Antriebsachse angebracht ist, wobei das innere CV-Gelenk mit der Ausgangswelle des Bewegungsaktuators funktionell gekoppelt ist. Bei manchen Ausführungsformen ist das innere CV-Gelenk an einem seitlich äußeren Rand des Fahrgestells angeordnet. Bei manchen Ausführungsformen ist das innere CV-Gelenk in Bezug auf das Fahrgestell senkrecht stationär, und das äußere CV-Gelenk ist in Bezug auf das Fahrgestell senkrecht bewegbar, innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs der Antriebsachse relativ zu dem Fahrgestell.
Bei manchen Ausführungsformen ist der Bewegungsaktuator an dem Fahrgestell befestigt und wirkt als gefederte Masse.
Gemäß einem anderen Aspekt einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ermöglichen der Übertragung von Antriebsdrehmoment von einem Bewegungsaktuator eines Fahrzeugs, der eine Ausgangswelle aufweist, auf ein Rad des Fahrzeugs mittels einer Antriebswelle bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:

Befestigen eines äußeren CV-Gelenks der Antriebswelle an einer Außenseite der Radnabe;
Verbinden eines inneren CV-Gelenks der Antriebswelle mit der Ausgangswelle des Bewegungsaktuators; und
Anbringen eines Rades an der Radnabe,
wobei, nach dem Befestigen, eine äußerste Oberfläche des CV-Gelenks außerhalb einer äußersten Oberfläche der Radnabe angeordnet ist.

Bei manchen Ausführungsformen erfolgt das Anbringen des Rades an der Radnabe vor dem Befestigen des äußeren CV-Gelenks.
Bei manchen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner, vor dem Befestigen, Einsetzen des äußeren CV-Gelenks in die Radnabe von einer äußeren Seite der Radnabe her. Bei manchen Ausführungsformen weist die Radnabe einen außenseitigen Sitz auf, und das Einsetzen des äußeren CV-Gelenks umfasst Unterbringen des äußeren CV-Gelenks in dem außenseitigen Sitz.
Bei manchen Ausführungsformen weist das Rad einen Reifen auf, der auf einer Felge angebracht ist, und das Anbringen des Rades an der Radnabe umfasst Befestigen der Felge an der Radnabe.
Bei manchen Ausführungsformen erstreckt sich die äußerste Oberfläche des äußeren CV-Gelenks außerhalb eines mittleren Abschnitts der Felge. Bei manchen Ausführungsformen erstreckt sich die äußerste Oberfläche des äußeren CV-Gelenks außerhalb des Großteils der Felge. Bei manchen Ausführungsformen erstreckt sich die äußerste Oberfläche des äußeren CV-Gelenks außerhalb der Gesamtheit der Felge.
Bei manchen Ausführungsformen umfasst das Verbinden eines inneren CV-Gelenks Anordnen des inneren CV-Gelenks an einem äußeren Rand eines Fahrgestells des Fahrzeugs.
Sofern nicht anders definiert haben sämtliche in diesem Dokument verwendeten technischen und/oder wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung, welche für gewöhnlich Durchschnittsfachleuten in dem für die Erfindung relevanten Gebiet geläufig ist. Im Streitfall ist die Beschreibung, einschließlich darin enthaltener Definitionen, ausschlaggebend.
In diesem Dokument sind die Begriffe „umfassend“, „enthaltend“, „aufweisend“ und grammatische Varianten davon so zu verstehen, dass sie die angeführten Elemente, Ganzzahlen, Schritte oder Komponenten spezifizieren, jedoch ein Hinzufügen eines oder mehrerer zusätzlicher Elemente, Ganzzahlen, Schritte, Komponenten oder Gruppen davon nicht ausschließen. Diese Begriffe schließen die Begriffe „bestehend aus“ und „im Wesentlichen bestehend aus“ mit ein.
In diesem Dokument ist der Begriff „oder“ ein logischer Operator, der zwei Boolesche-Eingangsbedingungen zu einer zusammengesetzten Booleschen Bedingung verknüpft, derart, dass die zusammengesetzte Bedingung erfüllt ist, wenn und nur wenn mindestens eine der zwei Eingangsbedingungen erfüllt ist. Mit anderen Worten ist, wenn Bedingung C = Bedingung A oder Bedingung B, Bedingung C nicht erfüllt, wenn sowohl Bedingung A als auch Bedingung B nicht erfüllt sind, ist jedoch in jedem der folgenden Fälle erfüllt: (i) Bedingung A ist erfüllt und Bedingung B ist nicht erfüllt, (ii) Bedingung A ist nicht erfüllt und Bedingung B ist erfüllt und (iii) sowohl Bedingung A als auch Bedingung B sind erfüllt.
In diesem Dokument bezeichnet der Begriff „innenliegend“ eine Komponente einer Anordnung, die sich an einem Ort oder auf einer Seite befindet, der/die in Richtung des Bewegungsaktuators (oder in Richtung des Fahrgestells) gewandt ist. Umgekehrt bezeichnet der Begriff „außenliegend“ eine Komponente einer Anordnung, die sich an einem Ort oder auf einer Seite befindet, der/die dem Bewegungsaktuator abgewandt in Richtung des Rades gewandt ist.
In diesem Dokument beziehen sich die Begriffe „einwärts“ und „innen“ auf einen Ort oder eine Seite einer Komponente, der/die einer Längsmittellinie eines Fahrzeugs zugewandt oder näher ist. Oft sind Komponenten, die weiter einwärts oder weiter innen sind, dem Bewegungsaktuator des Fahrzeugs zugewandt. Umgekehrt beziehen sich die Begriffe „auswärts“ und „außen“ auf einen Ort oder eine Seite einer Komponente, der/die einer Längsmittellinie eines Fahrzeugs abgewandt oder weiter davon entfernt ist. Oft sind Komponenten, die weiter auswärts oder weiter außen sind, dem Rad des Fahrzeugs zugewandt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In diesem Dokument werden einige Ausführungsformen lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Unter konkreter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail wird nun hervorgehoben, dass die dargestellten Merkmale lediglich beispielhaft sind und Zwecken der veranschaulichenden Besprechung von Ausführungsformen der Erfindung dienen. Diesbezüglich macht die Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen für Fachkundige deutlich, wie Ausführungsformen der Erfindung umgesetzt werden können. Es zeigen:

1A und 1B (STAND DER TECHNIK) schematische Explosionsansichten einer herkömmlichen im Stand der Technik bekannten Antriebsanordnung;
1C (STAND DER TECHNIK) eine schematische Vorderansicht eines Fahrzeugs, das im Stand der Technik bekannte Radantriebsanordnungen, wie sie in 1A und 1B dargestellt sind, aufweist;
2 (STAND DER TECHNIK) eine schematische Darstellung, welche die Winkeltoleranzen von Antriebsachsen verschiedener Länge vergleicht;
3 eine perspektivische Explosionsansicht einer Radantriebsanordnung gemäß Ausführungsformen der offenbarten Technologie;
4A und 4B eine Seitenansicht bzw. eine Querschnittansicht einer Radnabe, die Teil der Radantriebsanordnung von 4 ist, gemäß Ausführungsformen der offenbarten Technologie;
5 eine perspektivische Ansicht eines Verfahrens zum Verbinden von Komponenten der Radantriebsanordnung von 3, gemäß Ausführungsformen der offenbarten Technologie;
6A und 6B eine perspektivische Vorderansicht bzw. eine perspektivische Rückansicht der Radantriebsanordnung von 3 gemäß Ausführungsformen der offenbarten Technologie, wobei in 6B das Rad hinzugefügt wurde;
7 eine perspektivische Teilschnittansicht der Radantriebsanordnung von 3, wobei der geschnittene Abschnitt Komponenten eines CV-Gelenks sichtbar macht, das Teil der Radantriebsanordnung ist;
8A und 8B Schnittansichten der Radantriebsanordnung von 3, wobei 8A eine vergrößerte Ansicht eines mittleren Abschnitts von 8B ist;
9 eine schematische Vorderansicht eines Fahrzeugs, das Radantriebsanordnungen von 3 bis 8B aufweist, gemäß Ausführungsformen der offenbarten Technologie;
10A und 10B schematische Seitenansichten eines Rades, das mit der Radantriebsanordnung von 4 bis 8B verbunden ist, in zwei Lenksituationen; und
11 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Übertragen von Antriebsdrehmoment von einem Bewegungsaktuator eines Fahrzeugs auf ein Rad eines Fahrzeugs mittels der Radantriebsanordnung der offenbarten Technologie, gemäß einigen Ausführungsformen davon.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINIGER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeugradantriebe und insbesondere eine Radantriebsanordnung, welche Antriebsdrehmoment von einer Quelle auf ein Fahrzeugrad überträgt.
Von der vorliegenden Erfindung behandelte technische Aspekte
Bei Anwendungen wie etwa der Verwendung eines Motors, der nahe dem Rad angeordnet ist, ist es erstrebenswert, den Abstand zwischen dem Bewegungsaktuator wie etwa einem Elektromotor oder anderen Motor und dem Rad zu verringern. Allerdings muss auch bei verringertem Abstand ein ausreichender Bewegungsspielraum zwischen dem Rad und dem Fahrgestell vorhanden sein, z.B. für senkrechte Bewegungen und/oder zum Lenken des Rades.
Eine Möglichkeit, den Abstand zwischen dem Bewegungsaktuator und dem Rad oder der Radnabe zu verringern, ist, die Länge der Antriebsachse 20 zu verkürzen. Wie in diesem Dokument erläutert wird, kann dieses Verfahren problematisch sein, wenn die CV-Gelenke 22 und 24 Winkelbewegungen der Antriebsachse kompensieren müssen, welche beispielsweise durch senkrechte Bewegungen des Rades relativ zum Fahrgestell verursacht werden.
Nunmehr wird ferner auf 1C (STAND DER TECHNIK) Bezug genommen, welche eine schematische Vorderansicht eines Fahrzeugs ist, das im Stand der Technik bekannte Radantriebsanordnungen aufweist, wie sie in 1A dargestellt sind. Wie ersichtlich ist, ist bei einem herkömmlichen, im Stand der Technik bekannten Fahrzeug 30 ein Antriebsstrang 32 des Elektromotors oder anderen Motors des Fahrzeugs unter dem Fahrgestell 34 angeordnet. Drehmoment wird von dem Antriebsstrang 32 über die Antriebsachse 20 und die Radnabe 16 auf das Rad 14 übertragen. Bei herkömmlichen, im Stand der Technik bekannten Antriebsanordnungen ist das zweite, außenliegende CV-Gelenk der Antriebsachse 20 mit einer innenliegenden Seite der Radnabe 16 verbunden und erstreckt sich nicht in die Radnabe hinein.
Nunmehr wird ferner auf 2 (STAND DER TECHNIK) Bezug genommen, die eine schematische Ansicht ist, welche die Winkeltoleranzen von Antriebsachsen verschiedener Länge vergleicht. In 2 wird angenommen, dass der Bewegungsaktuator, z.B. ein Elektromotor, an dem Fahrgestell des Fahrzeugs befestigt ist. Somit ist das erste (innenliegende) CV-Gelenk 22, welches über den Bewegungsaktuator an dem Fahrgestell befestigt ist, in einer festen Höhe relativ zu der Fahrzeugplattform (dem Fahrgestell) angeordnet.
Wenn es am Rad zu einer Störbeeinflussung kommt, z.B. wenn das Rad in ein Schlagloch gerät, wird das Rad senkrecht verlagert und bewirkt, dass sich das zweite CV-Gelenk 24 abwärts bewegt. Wenn das Rad senkrecht um einen Weg d verlagert wird, wirkt sich die Länge der Antriebsachse 20 auf die Winkeltoleranz aus, die von dem zweiten CV-Gelenk benötigt wird, um der senkrechten Bewegung des Rades Rechnung zu tragen.
Wie in 2 ersichtlich ist, muss, wenn die Antriebsachse 20a eine erste Länge L1 aufweist und der Abstand zwischen dem ersten CV-Gelenk 22 und dem zweiten CV-Gelenk 24a L1 ist, um eine senkrechte Bewegung des Rades um einen Weg d zu ermöglichen, die Antriebsachse in einem Winkel von x-Grad von der Waagrechten, angeordnet werden, was durch das zweite CV-Gelenk 24a ermöglicht werden muss. Wenn allerdings die Antriebsachse 20b kürzer ist und eine Länge von L2 < L1 aufweist, ist der Abstand zwischen dem ersten CV-Gelenk 22 und dem zweiten CV-Gelenk 24b L2. Um eine senkrechte Bewegung des Rades um den Weg d zu ermöglichen, muss die Antriebsachse in einem Winkel von y-Grad von der Waagrechten angeordnet werden, was durch das zweite CV-Gelenk 24b ermöglicht werden muss. Vorausgesetzt, dass der Weg d bei beiden Szenarien derselbe ist und die Antriebsachse 20a kürzer als die Antriebsachse 20b ist, gilt gemäß grundlegender Geometrie, z.B. dem pythagoräischen Lehrsatz, y>x. Infolgedessen wird von dem CV-Gelenk 24b eine größere Toleranz als von dem CV-Gelenk 24a gefordert.
Somit ermöglicht, wenn unabhängig von der Länge der Antriebsachse die maximale Toleranz des zweiten CV-Gelenks eine feste ist, eine längere Antriebsachse der Radantriebsanordnung, größeren von dem Rad zurückgelegten senkrechten Wegen Rechnung zu tragen, als eine kürzere Antriebsachse. Es ist möglich, dass ein System, das eine kürzere Antriebsachse aufweist, keine ausreichende Toleranz aufweisen würde, um der Winkelverlagerung (y), die mit einem spezifischen senkrechten Weg einhergeht, Rechnung zu tragen, und dass somit Verkürzen der Antriebsachse keine geeignete Lösung ergeben würde.
Somit besteht in diesem Fachgebiet ein Bedarf an einer Radantriebsanordnung, die einen kleinen Abstand zwischen dem Bewegungsaktuator und dem Rad aufweist und dabei ausreichenden Bewegungsspielraum zwischen dem Rad und dem Fahrgestell, z.B. für senkrechte Bewegung und/oder zum Lenken des Rades, bietet.
Zusätzlich dazu ist der maximale Schwenkwinkel eines CV-Gelenks für gewöhnlich stärker eingeschränkt als ein Lenkwinkel der Radnabe oder des Rades. Für gewöhnlich ist der Lenkwinkel des Rades von einer Bewegung des CV-Gelenks abhängig, und da der Bereich des Schwenkwinkels für gewöhnlich kleiner als der größte theoretische Lenkwinkel ist, ist der maximale Lenkwinkel in der Praxis durch den Bereich des Schwenkwinkels begrenzt.
Somit besteht in diesem Fachgebiet ein Bedarf an einer Radantriebsanordnung, bei welcher der Lenkwinkel von dem Schwenkwinkel des CV-Gelenks entkoppelt ist. Alternativ dazu besteht in diesem Fachgebiet ein Bedarf an einer Radantriebsanordnung, bei welcher der Bereich des Schwenkwinkels des CV-Gelenks einen Lenkwinkel ermöglicht, der größer als der Schwenkwinkel ist.
Ehe mindestens eine Ausführungsform der Erfindung im Detail erläutert wird, muss festgehalten werden, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht zwangsläufig auf die Konstruktionsdetails und die Anordnung der Komponenten und/oder Verfahren, welche in der folgenden Beschreibung dargelegt und/oder in den Zeichnungen und/oder den Beispielen veranschaulicht werden, beschränkt ist. Die Erfindung eignet sich auch für andere Ausführungsformen oder kann auf verschiedenerlei Weise umgesetzt oder ausgeführt werden.
Nunmehr wird auf 3 Bezug genommen, die eine perspektivische Explosionsansicht einer Radantriebsanordnung 100 gemäß Ausführungsformen der offenbarten Technologie ist. Wie ersichtlich ist, weist die Radantriebsanordnung 100 eine Radnabe 102 auf, die ausgebildet ist, um daran ein Rad 104 anzubringen. Die Radantriebsanordnung 100 weist ferner eine Antriebswelle 105 auf. Die Antriebswelle 105 weist eine Antriebsachse 106 auf, die mit einem ersten, innenliegenden CV-Gelenk 108, das an einem inneren Ende der Antriebsachse angebracht ist, und mit einem zweiten, außenliegenden CV-Gelenk 110, das an einem äußeren Ende der Antriebsachse angebracht ist, funktionell zusammengehörig ist. Das erste CV-Gelenk 108 ist ausgebildet, um mit einer Ausgangswelle eines Bewegungsaktuators verbunden zu werden, und das zweite CV-Gelenk 110 ist ausgebildet, um die Antriebsachse 106 mit der Radnabe 102 zu verbinden. Die Antriebswelle 105 ist dazu eingerichtet, Antriebsdrehmoment von dem Bewegungsaktuator auf das Rad zu übertragen.
Das Rad 104 kann eine Felge 112 und einen Reifen 114 aufweisen. Bei manchen Ausführungsformen ist eine Radabdeckung (nicht explizit dargestellt) an der Felge befestigt, um andere Komponenten der Radantriebsanordnung wie etwa die Radnabe und/oder das CV-Gelenk abzudecken.
Bei manchen Ausführungsformen weist die Radantriebsanordnung 100 oder eine Radanordnung, die die Radantriebsanordnung 100 aufweist, Radbremsenkomponenten wie etwa eine Bremsscheibe 116 und einen Bremssattel 118 auf.
Bei manchen Ausführungsformen kann die Antriebswelle 105 eine standardmäßige Antriebswelle wie etwa eine „Rzeppa CV Front Driveshaft“-Antriebswelle sein, die im Handel von der Teraflex Inc. in Utah, USA, beziehbar ist. Bei manchen Ausführungsformen kann die Antriebswelle 105 eine kundenspezifische oder speziell angefertigte Antriebswelle sein.
Nunmehr wird auf 4A und 4B Bezug genommen, die eine Seitenansicht bzw. eine Querschnittansicht einer beispielhaften Radnabe 102 der Radantriebsanordnung 100 sind, gemäß Ausführungsformen der offenbarten Technologie.
Wie ersichtlich ist, weist die Radnabe 102 eine Ringwand 120 auf, die eine Bohrung 121 definiert und sich davon erstreckend einen inneren Abschnitt 122 und einen äußeren Abschnitt 124 aufweist. Der innere Abschnitt 122 ist im Allgemeinen zylindrisch, wenngleich eine umgrenzte Bohrung 126 davon in einem distal der Wand 120 gelegenen Bereich einen größeren Durchmesser aufweist als in einem proximal der Wand 120 gelegenen Bereich. Ein Umgrenzungsring 128 umgibt den inneren Abschnitt 122, derart, dass Kugellager 130 zwischen dem Umgrenzungsring 128 und dem inneren Abschnitt 122 angeordnet sind.
Gemäß manchen Ausführungsformen ist, wie aus dem Beispiel in 4A und 4B hervorgeht, der äußere Abschnitt 124 ein vorstehender äußerer Abschnitt, der im Wesentlichen zylindrisch ist und sich von der Ringwand 120 nach außen erstreckt. Bei manchen Ausführungsformen ist der Durchmesser einer Bohrung 132 innerhalb des äußeren Verkleidungsabschnitts 124 größer als der Durchmesser der Bohrung 121. Folglich wird durch eine äußere Oberfläche 120a der Wand 120 und den umgebenden äußeren Verkleidungsabschnitt 124 ein Hohlraum gebildet. Wie unten ausführlicher erläutert wird, definiert die Oberfläche 120a einen Sitz für einen Abschnitt der Antriebswelle 105, der innerhalb des Hohlraums angeordnet ist. Der Verkleidungsabschnitt 124 endet in einer nach außen gewandten Oberfläche 134, welche auch die äußerste Oberfläche der Radnabe 102 ist.
Bei manchen Ausführungsformen können Befestigungselemente 136 in der Wand 120 angeordnet sein, welche die Bohrung 121 davon für den Eingriff zwischen der Radnabe 102 und dem Rad 104 umgeben.
Nunmehr wird auf 5 Bezug genommen, bei der es sich um eine perspektivische Ansicht eines Verfahrens zum Verbinden von Komponenten der Radantriebsanordnung 100 gemäß Ausführungsformen der offenbarten Technologie handelt.
Wie in 5 ersichtlich ist, wird die Antriebswelle 105, und insbesondere das innenliegende CV-Gelenk 108 davon, in die Bohrung 132 des Verkleidungsabschnitts 124 der Radnabe 102 von einer Außenseite davon eingesetzt und in Richtung des Inneren der Radnabe 102, z.B. in die Bohrungen 121 und 126, in Richtung des Pfeils 140 bewegt. Die Antriebswelle 105 wird in Richtung des Pfeils 140 bewegt, bis ein Gehäuse 141 des außenliegenden CV-Gelenks 110 innerhalb des Hohlraums des Verkleidungsabschnitts 124 angeordnet ist, und kommt mit dem durch die Oberfläche 120a definierten Sitz in Eingriff. Befestigungselemente 142 werden verwendet, um das außenliegende CV-Gelenk 110 an der Oberfläche 120a der Radnabe 102 zu befestigen.
Nunmehr wird ferner auf 6A und 6B Bezug genommen, die eine perspektivische Vorderansicht bzw. eine perspektivische Rückansicht der Radantriebsanordnung 100 gemäß Ausführungsformen der offenbarten Technologie sind, wobei in 6B das Rad 104 hinzugefügt wurde.
Wie ersichtlich ist, ist das Gehäuse 141 des außenliegenden CV-Gelenks 110 innerhalb der Radnabe 102 und insbesondere innerhalb des Verkleidungsabschnitts 124 davon angeordnet, derart, dass sich ein Abschnitt des Gehäuses und in einigen Fällen ein Großteil des Gehäuses außerhalb der äußersten Oberfläche 134 der Radnabe 102 befindet. Anders ausgedrückt ist ein Abschnitt des außenliegenden CV-Gelenks 110 und bei manchen Ausführungsformen der Großteil des außenliegenden CV-Gelenks seitlich außerhalb der Radnabe 102 freiliegend.
Gemäß einigen Ausführungsformen, beispielsweise wie in 6A dargestellt ist, ist eine äußerste Oberfläche 144 des Gehäuses 141 außerhalb der äußersten Oberfläche 134 der Radnabe 102 angeordnet und ist infolgedessen außerhalb der Gesamtheit der Radnabe 102 angeordnet. In diesem Zusammenhang werden die Befestigungselemente 136 nicht als Teil der Radnabe 102 betrachtet, sondern sind vielmehr getrennte Komponenten, die dazu ausgebildet sind, die Radnabe 102 mit dem Rad 104 zu verbinden. Wie ersichtlich ist, erstreckt sich die Antriebsachse 106 durch die Radnabe 102 und innen über die Radnabe hinaus, derart, dass das innenliegende CV-Gelenk 108 innerhalb der Gesamtheit der Radnabe 102 liegt.
Zusätzlich dazu ist ein Abschnitt des CV-Gelenks 110 und bei manchen Ausführungsformen die Gesamtheit des CV-Gelenks 110 außerhalb der Scheibenbremse 116 angeordnet, wie in 6B ersichtlich ist.
Wie in diesem Dokument beschrieben wird, ist das außenliegende CV-Gelenk 110 durch Befestigungselemente 142 fest an der Radnabe 102 befestigt, und somit wird Antriebsdrehmoment, das durch die Antriebsachse 106 entgegengenommen wird, durch das CV-Gelenk 110 auf die Radnabe 102 und auf das Rad 104 übertragen.
Nunmehr wird auf 7 Bezug genommen, wobei es sich um eine perspektivische Teilschnittansicht der Radantriebsanordnung 100 handelt, wobei der geschnittene Abschnitt Komponenten des außenliegenden CV-Gelenks 110 der Antriebswelle 105 der Radantriebsanordnung sichtbar macht. Ferner wird auf 8A und 8B Bezug genommen, welche Schnittansichten der Radantriebsanordnung 100 sind, wenn diese mit dem Rad 104 verbunden ist.
Wie in 7 ersichtlich ist, weist das außenliegende CV-Gelenk 110 ein Gehäuse 141 auf, das durch Befestigungselemente 142 an der Ringwand 120 der Radnabe 102 befestigt ist. Ein Käfig 150 des CV-Gelenks 110 ist innerhalb des Gehäuses 141 angeordnet, und eine Manschette 152 verbindet den Käfig 150 mit der Antriebsachse 106 der Antriebswelle. Kugellager des CV-Gelenks 110 sind ausgebildet, um in Hohlräumen des Käfigs 150 angeordnet zu werden und sich an einer inneren Oberfläche des Gehäuses 141 zu drehen. Wie ersichtlich ist, ist mindestens ein Abschnitt des inneren Abschnitts 120 der Radnabe vorhanden, in den sich das CV-Gelenk 110 nicht hineinerstreckt und mit dem das CV-Gelenk 110 nicht in Eingriff steht. Wie ersichtlich ist, ist ein innenliegendes Ende des CV-Gelenks 110 seitlich außerhalb einer innersten Oberfläche des inneren Abschnitts 120 angeordnet (entlang der Längsachse der Radnabe).
Wie ersichtlich ist, liegt das Gehäuse 141 an der Oberfläche 120a der Ringwand 120 an und sitzt darauf, derart, dass sich ein Abschnitt des Gehäuses 141 und in einigen Fällen ein Großteil des Gehäuses 141 seitlich außerhalb der äußersten Oberfläche 134 der Radnabe 102 erstreckt. Zusätzlich dazu erstreckt sich ein Abschnitt des Käfigs 150 und in einigen Fällen ein Großteil des Käfigs 150 seitlich außerhalb der äußersten Oberfläche 134 der Radnabe 102. Wie aus 5 und 7 hervorgeht, ist das Gehäuse 141 des CV-Gelenks 110 von der Radnabe 102 trennbar. In diesem Zusammenhang bedeutet der Begriff „trennbar“, dass das Gehäuse von der Radnabe getrennt werden kann und dabei seine Funktion als Gehäuse, welches den Käfig 150 umgibt, beibehält.
Wie oben erwähnt wurde, ist es ein besonderes Merkmal einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, dass das CV-Gelenk von der Radnabe trennbar ist und nicht mit dieser integriert sein muss. Bei manchen Ausführungsformen kann dies Verschleiß zwischen der Radnabe und dem CV-Gelenk verringern und kann einen Austausch des CV-Gelenks erleichtern, wenn dies durch Verschleiß des CV-Gelenks nötig wird. Zusätzlich dazu können einige Ausführungsformen der offenbarten Technologie serienmäßige Standard-CV-Gelenke verwenden, und die Radnabe kann dazu ausgebildet sein, CV-Gelenke verschiedener Arten und/oder Größen aufzunehmen.
Bei manchen Ausführungsformen der offenbarten Technologie sind die Werkstoffe der Radnabe und des CV-Gelenks voneinander unabhängig, da die Radnabe nicht mit Lagern des CV-Gelenks in Eingriff steht. Somit wird die Wahl von Werkstoffen für die Radnabe und das CV-Gelenk nicht durch ein Zusammenwirken von CV-Gelenkslagern mit der Radnabe eingeschränkt.
Bei manchen Ausführungsformen der offenbarten Technologie kann die Antriebswelle unabhängig von der Radnabe oder außerhalb der Radnabe, zum Beispiel vor dem Anbringen der Antriebswelle, getestet werden.
Nunmehr auf 8B Bezug nehmend ist darin ersichtlich, dass die Felge 112 einen mittleren Wandabschnitt 160 aufweist, der an der Radnabe 102 befestigt ist. Eine abgewinkelte Oberfläche 162 erstreckt sich von dem mittleren Wandabschnitt 160 radial und longitudinal nach außen zu einer Extremität 164 der Felge. Eine zweite abgewinkelte Oberfläche 166 erstreckt sich von der Extremität 164 der Felge radial nach außen und longitudinal einwärts und ist dazu ausgebildet, den Reifen daran anzubringen.
Wie in 8A ersichtlich ist, erstreckt sich die äußerste Oberfläche 144 des Gehäuses 141 seitlich außerhalb des mittleren Abschnitts 160 der Felge 112. Bei manchen Ausführungsformen wie etwa bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die äußerste Oberfläche 144 (in einer Richtung entlang der Drehachse der Felge und des Rades) außerhalb des Großteils der Felge 112, und in einigen Fällen wie etwa bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sie sich außerhalb der Extremität 164 und somit außerhalb der Gesamtheit der Felge 112.
Nunmehr wird auf 9 Bezug genommen, bei der es sich um eine schematische Vorderansicht eines Fahrzeugs handelt, welches Radantriebsanordnungen 100 gemäß Ausführungsformen der offenbarten Technologie aufweist. 9 verwendet Bezugszahlen ähnlich jenen von 1C.
Wie ersichtlich ist, ist bei einem Fahrzeug 30' gemäß der vorliegenden Erfindung ein Antriebsstrang 32' des Elektromotors oder anderen Motors des Fahrzeugs entlang einer äußeren seitlichen Seite des Fahrgestells 34 angeordnet und daran befestigt. Drehmoment wird von dem Antriebsstrang 32' über die Antriebswelle 105 und die Radnabe 102 auf das Rad 104 übertragen. Wie oben beschrieben wurde, ist das außenliegende CV-Gelenk der Antriebswelle 105 außerhalb der Radnabe 102 angeordnet, derart, dass sich die Antriebsachse die Länge der Radnabe entlang erstreckt. Ferner ist das innenliegende CV-Gelenk der Antriebswelle 105 mit dem Antriebsstrang 32' verbunden und somit an einem seitlich äußeren Rand des Fahrgestells 34 angeordnet. Das innenliegende CV-Gelenk ist über den Antriebsstrang 32' an dem Fahrgestell befestigt und in einer festen Höhe relativ zu dem Fahrgestell angeordnet.
Wenn es zu einer Störbeeinflussung des Rades kommt, z.B. wenn das Rad in ein Schlagloch gerät, wird das Rad senkrecht verlagert, was bewirkt, dass sich das außenliegende CV-Gelenk relativ zu dem Fahrgestell innerhalb vorbestimmten Winkelbereichs der Antriebswelle 105 abwärts bewegt.
Die Verbindung der Antriebsachse mit der seitlich äußeren Seite der Radnabe, zusammen damit, dass der Antriebsstrang an der Seite des Fahrgestells angebracht ist, ermöglicht einen reduzierten Abstand zwischen dem Antriebsstrang und dem Rad, während der Winkelbereich der Räder und des CV-Gelenks wie in diesem Dokument erläutert beibehalten wird.
Ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass die Anordnung der Antriebswelle 105 und insbesondere das Anbringen des außenliegenden CV-Gelenks 110 außerhalb der Radnabe 102 den Abstand zwischen der Radnabe und dem Bewegungsaktuator verkürzt, verglichen mit einer Anordnung, bei der das außenliegende CV-Gelenk an einer Innenseite der Radnabe befestigt ist. Dies verkürzt wiederum den Abstand zwischen einer Außenseite des Rades und dem Bewegungsaktuator oder zwischen der Außenseite des Rades und der Mitte des Fahrgestells.
Da allerdings die Antriebsachse 106 nicht kürzer als bei im Stand der Technik bekannten Ausführungsformen ist und die Antriebswelle 105 durchaus ein serienmäßiges Bauteil sein kann, ist der Winkelbereich, den die Antriebswelle bewältigen muss, verglichen mit im Stand der Technik bekannten Fahrzeugen, welche dieselbe Antriebswelle verwenden, unverändert.
Somit verringert die neuartige Anordnung des außenliegenden CV-Gelenks, welche in diesem Dokument besprochen wird, den Abstand zwischen dem Rad und der Mitte des Fahrgestells oder zwischen dem Rad und dem Bewegungsaktuator und löst zugleich das oben in Bezug auf 2 beschriebene Problem.
Nunmehr wird auf 10A und 10B Bezug genommen, welche schematische Seitenansichten eines Rades, das mit der Radantriebsanordnung von 4 bis 8B verbunden ist, in zwei Lenksituationen sind.
Wie in 10A und 10B ersichtlich ist, ist das Rad 104 an der Radnabe 102 angebracht. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das außenliegende CV-Gelenk 110 der Antriebswelle 105 mit der Radnabe 102 verbunden, wie oben beschrieben wurde. Die Radnabe oder das Rad ist ferner mit einer Lenkanordnung 170 verbunden, die dazu ausgebildet ist, die Radnabe und das Rad um einen Lenkschwenkpunkt 172 zu lenken. Die Drehachse des Rades ist mit Bezugszahl 182 gekennzeichnet.
In dem Zustand von 10A fällt eine Längsachse der Antriebswelle 105 mit der Drehachse 182 zusammen.
In 10B hat die Lenkanordnung 170 die Radnabe 102 und das Rad 104 um einen Lenkwinkel δ gedreht. Das Lenken des Rades 104 um den Winkel δ wird durch eine Drehung der Antriebswelle 105 um einen Schwenkwinkel γ unterstützt. Anders ausgedrückt wird, um das Antreiben der Radnabe 102 durch die Antriebswelle 105 aufrecht zu erhalten, die Längsachse 184 der Antriebswelle 105 zu einem Winkel γ relativ zu ihrer Position in 10A und relativ zu der Drehachse 182 des Rades geschwenkt.
Ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass aufgrund der neuartigen Anordnung des CV-Gelenks 110 innerhalb der Radnabe 102 der Lenkwinkel δ nicht gleich dem Schwenkwinkel γ sein muss und größer als dieser sein kann. Bei manchen Ausführungsformen fällt aufgrund der neuartigen Anordnung des CV-Gelenks 110 innerhalb der Radnabe 102 der Lenkschwenkpunkt 172 nicht mit einem Schwenkpunkt des CV-Gelenks 110 zusammen und ist davon beabstandet. Die Winkeldifferenz zwischen dem Lenkwinkel δ und dem Schwenkwinkel γ kann auf den Abstand zwischen dem Lenkschwenkpunkt und dem Schwenkpunkt des CV-Gelenks 110 zurückzuführen sein und/oder auf die Differenz bei der Anordnung der Schwenkachse, auf der die Antriebswelle geschwenkt wird, relativ zu der Anordnung der Lenkachse, auf der die Radnabe oder das Rad gelenkt wird, zurückzuführen sein.
Bei manchen Ausführungsformen ist das Verhältnis zwischen dem Schwenkwinkel γ und dem Lenkwinkel δ nicht größer als 1:1,25, 1:1,5, 1:2, 1:2,5 oder 1:3. Bei manchen beispielhaften Ausführungsformen beträgt, wenn der Lenkwinkel δ etwa 25-35 Grad beträgt, der Schwenkwinkel γ etwa 15-25 Grad.
Nunmehr wird auf 11 Bezug genommen, bei der es sich um ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ermöglichen der Übertragung von Antriebsdrehmoment von einem Bewegungsaktuator eines Fahrzeugs auf ein Rad eines Fahrzeugs mittels der Radantriebsanordnung der offenbarten Technologie, gemäß einigen Ausführungsformen davon, handelt.
Wie in 11 ersichtlich ist, wird bei Schritt 200 ein äußeres CV-Gelenk wie etwa das CV-Gelenk 110 (3) einer Antriebswelle, beispielsweise der Antriebswelle 105 ( 3), an einer Außenseite einer Radnabe wie etwa der Radnabe 102 (3) befestigt. Nach dem Befestigen ist eine äußerste Oberfläche des äußeren CV-Gelenks außerhalb einer äußersten Oberfläche der Radnabe angeordnet.
Bei Schritt 202 wird ein inneres CV-Gelenk der Antriebswelle wie etwa das innere CV-Gelenk 108 (3) mit einer Ausgangswelle eines Bewegungsaktuators wie etwa einer Ausgangswelle eines Motors oder Antriebsstrangs verbunden. Bei manchen Ausführungsformen wie etwa der in 9 dargestellten Ausführungsform umfasst das Verbinden des inneren CV-Gelenks Verbinden des inneren CV-Gelenks mit dem Bewegungsaktuator an einem äußeren Rand eines Fahrgestells, an dem der Bewegungsaktuator befestigt ist.
Bei Schritt 204 wird ein Rad an der Radnabe angebracht. Somit überträgt, wenn der Bewegungsaktuator betrieben wird, die Antriebswelle 105 Antriebsdrehmoment von dem Bewegungsaktuator auf die Radnabe und das Rad. Bei manchen Ausführungsformen umfasst das Anbringen des Rades Befestigen der Felge des Rades an der Radnabe.
Bei manchen Ausführungsformen findet Schritt 204 vor Schritt 200 und/oder vor Schritt 202 statt.
Bei manchen Ausführungsformen wird bei Schritt 208, der vor Schritt 200 und 202 stattfindet, das äußere CV-Gelenk von einer Außenseite der Radnabe in die Radnabe eingesetzt. Bei manchen derartigen Ausführungsformen wird das innere CV-Gelenk von einer Außenseite der Radnabe in eine Öffnung in der Radnabe geschoben und wird in eine Einwärtsrichtung bewegt, bis das äußere CV-Gelenk mit einer Oberfläche der Radnabe in Eingriff gelangt. Insbesondere kann das innere CV-Gelenk bewegt werden, bis das äußere CV-Gelenk in einem außenseitigen Sitz der Radnabe aufgenommen wurde.
Es ist zu erwarten, dass während der Laufzeit eines Patents, das aus dieser Anmeldung hervorgeht, viele relevante Bremsaktuatoren und Bremssteuerungsschaltungen entwickelt werden. Der Schutzumfang der Begriffe „Bremsaktuatoren“ und „Bremssteuerungsschaltungen“ soll a priori alle derartigen neuen Technologien umfassen.
Es versteht sich, dass bestimmte Merkmale der Erfindung, die der Übersichtlichkeit halber in Zusammenhang mit getrennten Ausführungsformen beschrieben wurden, auch in einer einzigen Ausführungsform in Kombination vorgesehen werden können. Umgekehrt können verschiedene Merkmale der Erfindung, die der Kürze halber in Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben wurden, auch getrennt oder in jeder beliebigen geeigneten Teilkombination oder geeignetenfalls in jedweder anderen beschriebenen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen werden. Bestimmte Merkmale, die in Zusammenhang mit verschiedenen Ausführungsformen beschrieben werden, sind nicht als wesentliche Merkmale dieser Ausführungsformen zu betrachten, es sei denn, die Ausführungsform ist ohne diese Elemente nicht funktionsfähig. Wenngleich die Erfindung in Zusammenhang mit spezifischen Ausführungsformen davon beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass für einschlägig versierte Fachkundige viele Alternativen, Modifikationen und Varianten naheliegend sein werden. Demzufolge ist beabsichtigt, alle derartigen Alternativen, Modifikationen und Varianten einzubeziehen, die dem Gedanken der beiliegenden Ansprüche entsprechen und in deren weit gefassten Schutzumfang fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

IL 277061 [0001]
US 2005/0257971 [0006]

Claims

Radantriebsanordnung zum Übertragen von Antriebsdrehmoment von einer Quellenwelle auf ein Rad, wobei die Quellenwelle Drehmoment von einem Bewegungsaktuator entgegennimmt, wobei die Radantriebsanordnung aufweist: a) eine Radnabe, die ausgebildet ist, um das Rad daran anzubringen, wobei die Radnabe um eine Längsachse angeordnet ist, die so ausgelegt ist, dass sie mit einer Drehachse des Rades zusammenfällt; b) eine Antriebsachse; und c) ein Gleichlaufgelenk (CV-Gelenk), das an einem äußeren Ende der Antriebsachse angebracht ist, wobei das CV-Gelenk die Antriebsachse mit der Radnabe verbindet, wobei eine äußerste Oberfläche des CV-Gelenks außerhalb einer äußersten Oberfläche der Radnabe, entlang der Längsachse der Radnabe, angeordnet ist.
Radantriebsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Antriebsachse eine Halbwelle aufweist.
Radantriebsanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das CV-Gelenk ein Gehäuse und einen Käfig, der innerhalb des Gehäuses untergebracht ist, aufweist.
Radantriebsanordnung nach Anspruch 3, wobei die Radnabe an einer Außenseite davon einen Sitz aufweist und wobei das Gehäuse mit dem Sitz in Eingriff steht.
Radantriebsanordnung nach Anspruch 3, wobei das Gehäuse mit der Radnabe von einer Außenseite der Radnabe in Eingriff gelangt.
Radantriebsanordnung nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Gehäuse von der Radnabe trennbar ist.
Radantriebsanordnung nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 6, wobei bei der Verwendung des CV-Gelenks Lager des CV-Gelenks dazu ausgebildet sind, sich um eine innere Oberfläche des Gehäuses zu drehen.
Radantriebsanordnung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Großteil des CV-Gelenks außerhalb der Radnabe freigelegt ist.
Radantriebsanordnung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein inneres CV-Gelenk, das an einem inneren Ende der Antriebsachse angebracht ist und dazu ausgebildet ist, mit der Quellenwelle funktionell gekoppelt zu werden.
Radanordnung, aufweisend: eine Radantriebsanordnung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9; und ein Rad, das einen Reifen und eine Felge aufweist, wobei die Felge an der Radnabe angebracht ist, wobei mindestens ein Abschnitt des CV-Gelenks von einer Außenseite des Rades sichtbar ist.
Radanordnung nach Anspruch 10, ferner aufweisend eine Scheibenbremse und einen Bremssattel, wobei mindestens ein Abschnitt des CV-Gelenks außerhalb der Scheibenbremse ist.
Radanordnung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei sich eine äußerste Oberfläche des CV-Gelenks außerhalb eines mittleren Abschnitts der Felge erstreckt.
Radanordnung nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 12, wobei sich die äußerste Oberfläche des CV-Gelenks außerhalb des Großteils der Felge erstreckt.
Radanordnung nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 13, wobei sich die äußerste Oberfläche des CV-Gelenks außerhalb der Gesamtheit der Felge erstreckt.
Radanordnung nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 14, ferner aufweisend oder funktionell zusammengehörig mit einer Lenkanordnung, die dazu ausgebildet ist, die Radnabe um einen Lenkschwenkpunkt zu lenken, wobei der Lenkschwenkpunkt nicht mit einem Schwenkpunkt des CV-Gelenks zusammenfällt.
Radanordnung nach Anspruch 15, wobei, wenn die Lenkanordnung die Radnabe in einem Lenkwinkel δ lenkt, das CV-Gelenk in einem Schwenkwinkel γ geschwenkt wird, wobei der Schwenkwinkel γ kleiner als der Lenkwinkel δ ist.
Radanordnung nach Anspruch 16, wobei ein Verhältnis zwischen dem Schwenkwinkel γ und dem Lenkwinkel δ nicht größer als 1:1,5 ist.
Fahrzeug, aufweisend: ein Fahrgestell; mindestens einen Bewegungsaktuator, der mit dem Fahrgestell funktionell zusammengehörig ist, wobei der Bewegungsaktuator eine Ausgangswelle aufweist; und mindestens eine Radanordnung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 17, wobei die Radantriebsanordnung der mindestens einen Radanordnung mit der Ausgangswelle des Bewegungsaktuators als Quellenwelle funktionell zusammengehörig ist und die mindestens eine Radanordnung dazu ausgebildet ist, Antriebsdrehmoment von dem mindestens einen Bewegungsaktuator auf das Rad der mindestens einen Radanordnung zu übertragen.
Fahrzeug nach Anspruch 18, wobei die Radantriebsanordnung ein inneres CV-Gelenk aufweist, das an einem inneren Ende der Antriebsachse angebracht ist, wobei das innere CV-Gelenk mit der Ausgangswelle des Bewegungsaktuators funktionell gekoppelt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 19, wobei das innere CV-Gelenk an einem seitlich äußeren Rand des Fahrgestells angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 19 oder Anspruch 20, wobei das innere CV-Gelenk in Bezug auf das Fahrgestell senkrecht stationär ist und das äußere CV-Gelenk in Bezug auf das Fahrgestell senkrecht bewegbar ist, innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs der Antriebsachse relativ zu dem Fahrgestell.
Fahrzeug nach einem beliebigen der Ansprüche 19 bis 21, wobei der Bewegungsaktuator an dem Fahrgestell befestigt ist und als gefederte Masse wirkt.
Fahrzeug, aufweisend: ein Fahrgestell; mindestens einen Bewegungsaktuator, der mit dem Fahrgestell funktionell zusammengehörig ist, wobei der Bewegungsaktuator eine Ausgangswelle aufweist; und mindestens eine Radanordnung, aufweisend: eine Radnabe, die um eine Längsachse angeordnet ist; eine Antriebsachse; ein Gleichlaufgelenk (CV-Gelenk), das an einem äußeren Ende der Antriebsachse angebracht ist, wobei das CV-Gelenk die Antriebsachse mit der Radnabe verbindet; und ein Rad, das einen Reifen und eine Felge aufweist, wobei die Felge derart an der Radnabe angebracht ist, dass die Längsachse der Radnabe mit einer Drehachse des Rades zusammenfällt, wobei die Radanordnung mit der Ausgangswelle des Bewegungsaktuators als Quellenwelle funktionell zusammengehörig ist und die Antriebsachse und das CV-Gelenk dazu ausgebildet sind, Antriebsdrehmoment von dem mindestens einen Bewegungsaktuator auf das Rad zu übertragen; und eine Lenkanordnung, die mit der Radnabe funktionell zusammengehörig ist und dazu ausgebildet ist, das Rad durch Schwenken der Radnabe und des Rades um einen Lenkschwenkpunkt zu lenken, wobei der Lenkschwenkpunkt nicht mit einem Schwenkpunkt des CV-Gelenks zusammenfällt.
Fahrzeug nach Anspruch 23, wobei, wenn die Lenkanordnung die Radnabe in einem Lenkwinkel δ lenkt, das CV-Gelenk in einem Schwenkwinkel γ geschwenkt wird, wobei der Schwenkwinkel γ kleiner als der Lenkwinkel δ ist.
Fahrzeug, aufweisend: ein Fahrgestell; mindestens einen Bewegungsaktuator, der mit dem Fahrgestell funktionell zusammengehörig ist, wobei der Bewegungsaktuator eine Ausgangswelle aufweist; und mindestens eine Radanordnung, aufweisend: eine Radnabe, die um eine Längsachse angeordnet ist; eine Antriebsachse; ein Gleichlaufgelenk (CV-Gelenk), das an einem äußeren Ende der Antriebsachse angebracht ist, wobei das CV-Gelenk die Antriebsachse mit der Radnabe verbindet; und ein Rad, das einen Reifen und eine Felge aufweist, wobei die Felge an der Radnabe angebracht ist, wobei die Radanordnung mit der Ausgangswelle des Bewegungsaktuators als Quellenwelle funktionell zusammengehörig ist und die Antriebsachse und das CV-Gelenk dazu ausgebildet sind, Antriebsdrehmoment von dem mindestens einen Bewegungsaktuator auf das Rad zu übertragen; und eine Lenkanordnung, die mit der Radnabe funktionell zusammengehörig ist und dazu ausgebildet ist, das Rad durch Schwenken der Radnabe und des Rades um einen Lenkschwenkpunkt zu lenken, wobei der Lenkschwenkpunkt nicht mit einem Schwenkpunkt des CV-Gelenks zusammenfällt, wobei, wenn die Lenkanordnung die Radnabe in einem Lenkwinkel δ lenkt, das CV-Gelenk in einem Schwenkwinkel γ geschwenkt wird, wobei der Schwenkwinkel γ kleiner als der Lenkwinkel δ ist.
Fahrzeug nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, wobei ein Verhältnis zwischen Schwenkwinkel γ und Lenkwinkel δ nicht größer als 1:1,5 ist.
Fahrzeug nach einem beliebigen der Ansprüche 23 bis 26, wobei eine äußerste Oberfläche des CV-Gelenks außerhalb einer äußersten Oberfläche der Radnabe, entlang der Längsachse der Radnabe, angeordnet ist.
Fahrzeug nach einem beliebigen der Ansprüche 23 bis 27, wobei mindestens ein Abschnitt des CV-Gelenks von einer Außenseite des Rades sichtbar ist.
Fahrzeug nach einem beliebigen der Ansprüche 23 bis 28, wobei die Radantriebsanordnung ferner ein inneres CV-Gelenk umfasst, das an einem inneren Ende der Antriebsachse angebracht ist, wobei das innere CV-Gelenk mit der Ausgangswelle des Bewegungsaktuators funktionell gekoppelt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 29, wobei das innere CV-Gelenk an einem seitlich äußeren Rand des Fahrgestells angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 29 oder Anspruch 30, wobei das innere CV-Gelenk in Bezug auf das Fahrgestell senkrecht stationär ist und das äußere CV-Gelenk in Bezug auf das Fahrgestell senkrecht bewegbar ist, innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs der Antriebsachse relativ zu dem Fahrgestell.
Fahrzeug nach einem beliebigen der Ansprüche 23 bis 31, wobei der Bewegungsaktuator an dem Fahrgestell befestigt ist und als gefederte Masse wirkt.