DE19858395A1 - Antriebsrad mit einem Motor - Google Patents

Antriebsrad mit einem Motor

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Abstract

Ein Antriebsrad (1) für ein radgetriebenes Fahrzeug umfaßt ein mit dem Fahrzeugrahmen verbindbares Flanschelement (4), an dem ein Antriebsmotor (6) befestigt ist, der eine Felge (10) mit einer daran angeordneten Lauffläche (9) antreibt. Das Antriebsrad (1) umfaßt weiterhin eine im wesentlichen im Inneren der Felge (10) angeordnete gefederte Schwinge (14), die um eine erste Achse (16) bezüglich des Flanschelements (4) schwenkbar ist und die einen Schwingarm (14a) besitzt, an welchem die Felge (10) im Abstand von der ersten Achse (16) drehbar befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebsrad mit einem Motor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der GB 82 10 502 A2 ist ein Antriebsrad für ein Landfahrzeug bekannt, welches ein mit dem Fahrzeugrahmen verbindbares Flanschelement aufweist, an welchem ein Elektromotor befestigt ist, der über Untersetzungsgetriebe und eine im Flanschelement gelagerte Welle eine Felge antreibt, auf der eine Lauffläche aus Gummi gebildet ist. Die Schrift gibt keinen Hinweis darauf, die Felge gegenüber dem Flanschelement gefedert auszubilden.
Die EP 0 621171 A1 beschreibt ein Federungssystem für ein lenkbares Vorderrad eines Motorrades, welches eine am Rahmen des Motorrades drehbar gelagerte, in Fahrtrichtung weisende Schwinge aufweist, die sich über ein Federbein am Rahmen abstützt und an ihrem vorlaufenden Ende das Vorderrad trägt. Die Schrift gibt keinen Hinweis darauf, die Schwinge in die Radnabe des Vorderrades zu integrieren und das Vorderrad gleichzeitig als angetriebenes Rad auszubilden.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein gefedertes Antriebsrad für ein radgetriebenes Fahrzeug zu schaffen, welches universell einsetzbar ist und einen kompakten Aufbau besitzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Weiter Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Das erfindungsgemäße Antriebsrad besitzt den Vorteil, daß dessen Federungs-/Dämpfungssystem im Vergleich zum Stand der Technik ein überdurchschnittlich gutes Ansprechverhalten aufweist, da die unge­ federten Massen konstruktionsbedingt außerordentlich klein gehalten werden können und insbesondere der Motor nicht als ungefederte Masse in Erscheinung tritt.
Weiterhin ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sich mit dieser sowohl ein lenkbares, als auch ein ungelenktes Antriebsrad auf einfache Weise erzeugen läßt, und daß darüber hinaus weiterhin die Möglichkeit besteht, ein ungefedertes Antriebsrad durch den Austausch gegen ein erfindungsgemäßes Rad nachträglich mit einer Federung/Dämpfung zu versehen oder gar ein ungefedertes und nicht angetriebenes Rad in ein gefedertes Antriebrad zu verwandeln.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Antriebsrades besteht darin, daß dieses mit geringem Aufwand mit einer Bremseinheit, z. B. mit einer Scheibenbremse oder einer Trommelbremse versehen werden kann. Das erfindungsgemäße Antriebsrat gestattet ferner den Einsatz unterschiedlicher Antriebsmotore, z. B. Elektromotore, Verbrennungs­ motore oder Hydraulikmotore gleichermaßen.
Schließlich bietet das erfindungsgemäße Antriebsrad die Möglichkeit, den Innenraum des Antriebsrades durch eine der Felge gegenüberliegende Seitenabdeckung zu kapseln, wobei ein Teil der Seitenabdeckung gleichzeitig um die Felge herumgezogen sein kann und die Funktion eines Schutzblechs übernimmt.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Antriebsrades und
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht des Rades von Fig. 1.
Das in Fig. 1 und 2 gezeigte erfindungsgemäße Antriebsrad 1 für ein nicht dargestelltes radgetriebenes Fahrzeug, wie z. B. ein Motorrad, Auto, Rollstuhl, Flurförderfahrzeug etc., umfaßt ein mit dem Rahmen 2 des Fahrzeuges verbindbares Flanschelement 4, an welchem ein Antriebs­ motor 6, z. B. über ein vorzugsweise hülsenförmiges Verbindungselement 8, befestigt ist. Das Flanschelement 4 kann entweder unmittelbar mit einem nicht lenkbaren Teil des Fahrzeugrahmens 2 verschraubt oder verschweißt sein, oder kann bei der Ausbildung des erfindungsgemäßen Antriebsrades 1 als gelenktes Antriebsrad beispielsweise an einem lenkbaren Achsschenkel 2a befestigt werden, wie dies in Fig. 2 durch gestrichelte Linien schematisch angedeutet ist.
Das Antriebsrad 1 umfaßt weiterhin eine durch den Antriebsmotor 6 angetriebene Felge 10, an der eine Lauffläche, z. B. in Form eines Mantels 9, in bekannter Weise angeordnet ist. Die Felge 10 wird, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, von einer im wesentlichen im Inneren 12 der Felge 10 angeordneten gefederten Schwinge 14 getragen. Die Schwinge 14 ist um eine erste Achse 16 über Lager 18 schwenkbar mit dem Flanschelement 4 verbunden und weist zumindest einen, vorzugsweise jedoch zwei Schwingarme 14a, 14b auf, an denen die Felge 10 im Abstand von der ersten Achse 16 um eine zweite Achse 20 herum drehbar befestigt ist. Die erste Achse 16 verläuft vorzugsweise entlang der Antriebsachse des Motors 6, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist; kann jedoch auch im Abstand von der Antriebsachse verlaufen. Weiterhin kann es vorgesehen sein, daß zumindest einer der Schwingarme 14a oder aber beide Schwingarme 14a und 14b unmittelbar am Motorgehäuse, bzw. am Verbindungselement 8 drehbar gelagert sind.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ist der Motor 6 als symmetrisch aufgebauter Scheibenläufer-Elektromotor ausgebildet. Die Drehachse der Schwinge 14 verläuft bei dieser Ausführungsform der Erfindung vorzugsweise entlang der Symmetrieachse des Elektromotors. Jedoch ist es in gleicher Weise möglich, anstelle eines Elektromotors einen Verbrennungs- oder Hydraulikmotor einzusetzen, wobei die Lage­ rung der Schwinge 14 unmittelbar am Motorgehäuse angeordnet und das Motorgehäuse unmittelbar am Flanschelement 4 befestigt sein kann, ohne daß ein hülsenförmiges Verbindungselement 8 zum Einsatz gelangt.
Wie weiterhin in Fig. 2 gezeigt ist, weist die Felge 10 eine Felgen­ seitenwand 22 auf die, nach außen gewölbt ist und vorzugsweise die die Form einer im wesentlichen geschlossenen diskusförmigen Scheibe besitzt. An der Seitenwand 22 der Felge 10 kann ein sich entlang der zweiten Drehachse 20 in den Innenraum 12 hineinerstreckender Achszapfen 24 befestigt sein, über den die Felge 10 drehbar mit den Schwingarmen 14a, 14b der Schwinge 14 verbunden ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Felgenseitenwand 22 durch konvex gewölbte Speichenelemente gebildet werden, wodurch sich ein niedriges Gewicht der Anordnung sowie Vorteile bei der Ableitung von Abwärme, die vom Motor 6 oder einer zwischen der Felgenseitenwand 22 und dem Schwingarm 14a angeordneten Bremseinrichtung 26 erzeugt wird.
Die Bremseinrichtung 26 kann beispielsweise als Trommelbremse ausgebildet sein, wobei die Bremstrommel 26a vorzugsweise auf der Seite der Felgenseitenwand 22 angeordnet und mit dieser verbunden ist.
Hierbei kann es ferner vorgesehen sein, daß sich der Bremsanker 26b, wie in den Figuren gezeigt, z. B. an der Schwinge 14 abstützt. Jedoch ist es in gleicher Weise möglich, die Bremseinrichtung 26 als Scheiben­ bremse oder sonstige aus dem Stand der Technik bekannte Brems­ einrichtung auszubilden.
Im Innenraum der Felge 12 ist weiterhin ein vorzugsweise als eine bekannte Federungs-/Dämpfungseinheit ausgebildetes Federbein 28 angeordnet, welches sich mit seinen Enden 28a und 28b an der Schwinge 14 sowie am Gehäuse des Motors 6 abstützt. Gemäß einer in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann sich das Federbein 28 ebenfalls über eine Umlenkhebelanordnung am Motorge­ häuse abstützen, derart, daß sich eine progressive Federungs-Dämpfungs- Kennlinie ergibt. Derartige Umlenkhebeleinrichtungen sind z. B. von Motorradschwingen her bekannt. Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß sich das eine Ende 28b des Federbeins 28 nicht am Motorgehäuse sondern an einem Vorsprung des Verbindungselements 8 oder des Flanschelements 4 abstützt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt der Antrieb der Felge 10 über ein mit der Felge drehfest verbundenes Zahnrad, vorzugsweise ein Innenhohlrad 30, in welches ein durch den Motor 6 angetriebenes Ritzel 32 eingreift. In gleicher Weise kann es jedoch auch vorgesehen sein, daß der Motor 6 die Felge 10 über einen Riemen, z. B. einen Zahnriemen, eine Kette oder über ein Getriebe mit veränderbarem Untersetzungsverhältnis antreibt.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann im Bereich des Flansches 4 eine an der Schwinge 14 befestigte Seitenabdeckung 34 angeordnet sein, die die im Felgeninnenraum 12 gelegenen Bauteile gegen eine Verschmutzung schützt. Die Seitenabdeckung 34 ist vorzugsweise spiegelbildlich zur ersten Seitenwand 22 ausgebildet ist und bildet zusammen mit der ersten Seitenwand 22 der Felge 10 einen im wesentlichen gekapselten Hohl­ raum, in dem der Motor 6, die Schwinge 14, das Federbein 28 und die Bremseinrichtung 26 geschützt untergebracht sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an der Seitenabdeckung 34 ein Schutzblech 36 angeordnet, welches vorzugsweise integral mit dem Seitenteil 34 ausgebildet ist und welches den Mantel 9 in den spritzgefährdeten Bereichen umschließt.
Bezugszeichenliste
1
Antriebsrad
2
Fahrzeugrahmen
2
a Achsschenkel, lenkbar
4
Flanschelement
6
Antriebsmotor
8
Verbindungselement
9
Lauffläche
10
Felge
12
Innenraum der Felge
14
Schwing
14
a Schwingarm
14
b Schwingarm
16
erste Achse
18
Lager
20
zweite Achse
22
Seitenwand der Felge
24
Achszapfen
26
Bremseinrichtung
26
a Bremstrommel
26
b Bremsanker
28
Federbein
28
a, b Enden des Federbeins
30
Innenhohlrad
32
Ritzel
34
Seitenabdeckung
36
Schutzblech

Claims (17)

1. Antriebsrad (1) für ein radgetriebenes Fahrzeug, mit einem mit dem Fahrzeugrahmen (2, 2a) verbindbaren Flanschelement (4), einem mit dem Flanschelement (4) verbundenen Antriebsmotor (6) und einer durch den Antriebsmotor (6) angetriebenen Felge (10) gekennzeichnet durch eine im wesentlichen im Inneren der Felge (10) angeordnete gefederte Schwinge (14), die um eine erste Achse (16) bezüglich des Flanschelements (4) schwenkbar ist und die einen Schwingarm (14a, 14b) aufweist, an welchem die Felge (10) im Abstand von der ersten Achse (16) drehbar befestigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (14) um die Antriebsachse des Motors (6) drehbar gelagert ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (22) der Felge (10) nach außen gewölbt ist und mit der Schwinge (14) über einen sich entlang der Drehachse (20) der Felge (10) erstreckenden Zapfen (24) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (22) der Felge (10) durch eine im wesentlichen geschlossene diskusförmige Scheibe gebildet wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (22) der Felge (10) durch konvex gewölbte Speichenelemente gebildet wird.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren (12) der Felge (10) eine Bremseinrichtung (26) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (26) als Trommelbremse ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federbein (28) mit einem Stoßdämpfer vorgesehen ist, welches sich am Schwingarm (14a, 14b) abstützt.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (14) unmittelbar am Gehäuse des Motors (6) gelagert ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Felge (10) über ein mit der Felge (10) drehfest verbundenes Innenhohlrad (30) erfolgt, in welches ein durch den Motor (6) angetriebenes Ritzel (32) eingreift.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (6) die Felge (10) über einen Zahnriemen antreibt.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Bereich des Flanschelements (4) angeordnete und an der Schwinge (14) befestigte Seitenabdeckung (34) zum Schutz der Antriebskomponenten im Felgeninnenraum (12) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenabdeckung (34) zusammen mit der ersten Seitenwand (22) einen im wesentlichen gekapselten Hohlraum bildet, in dem der Motor (6) und die Schwinge (14) geschützt untergebracht sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der Seitenabdeckung (34) ein Schutzblech (36) gebildet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenabdeckung (34) spiegelbildlich zur ersten Seitenwand (22) ausgebildet ist.
16. Motorfahrzeug mit einem Antriebsrad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
17. Motorfahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschelement (4) des Antriebsrades (1) an einem lenkbaren Karosserieteil (2a) des Fahrzeuges befestigt ist.
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