Die Erfindung betrifft ein Radmodul für ein Kraftfahrzeug, mit einem Rad und einer Radführung zur Führung des Rades, wobei die Radführung (i) eine Radträgereinheit zur Lagerung des Rades, (ii) eine die Radträgereinheit tragende Radgabel, (iii) einen Lenkaktor zur Verstellung des Lenkwinkels des Rades, (iv) eine Feder-Dämpfer- Einheit sowie (v) eine Niveauverstelleinheit zur Höhenverstellung des Fahrzeugauf- baus des Kraftfahrzeugs aufweist.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einem oder mehreren derartigen Radmodulen.

Mit der Integration des elektrischen Antriebs in die einzelnen Räder und mit der Kom bination aus einzeln angetriebenen und lenkbaren Rädern (Radmodulen) ergeben sich neuartige Möglichkeiten hinsichtlich der Fahrzeugmanövrierbarkeit in beengten Situationen. So können beispielsweise kleinste Parklücken durch Einparken quer zur Fahrtrichtung genutzt werden. Möglich macht das der ins Radmodul integrierte elektri scher Steller für die Lenkung, der einen Lenkeinschlag bis zu 90° in jede Richtung er möglicht. Mit anderen Worten lassen sich über ein solches Radmodul sehr große Lenkwinkel realisieren, die beispielsweise zum Einparken genutzt werden können. Durch die Kombination aus dieser extremen Beweglichkeit mit dem elektrischen An trieb eignet sich ein derartiges Radmodul besonders für Kraftfahrzeuge, die vornehm lich im Stadtverkehr genutzt werden, unter anderem auch selbstfahrende Kraftfahr zeuge für den Stadtverkehr.

Als autonomes Kraftfahrzeug oder selbstfahrendes Kraftfahrzeug bezeichnet man ein Kraftfahrzeug, das ohne Einfluss eines menschlichen Fahrers fahren, steuern und einparken kann (hochautomatisiertes Fahren bzw. autonomes Fahren). Eine Sonder form des autonomen Kraftfahrzeugs ist das autonome Personenbeförderungsfahr zeug, welches auch als People Mover oder autonomer People Mover bezeichnet wird. Autonom bedeutet in diesem Zusammenhang, dass keine der beförderten Personen das Fahrzeug steuert, sondern dass das Personenbeförderungsfahrzeug selbstge- steuert oder automatisch gesteuert ist. Die beförderten Personen sind also in der Re gel„nur“ Fahrgäste/Passagiere.

Ein Radmodul der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2017 106 826 A1 bekannt. Diese Druckschrift zeigt ein Radmodul für ein Kraft fahrzeug, mit einem Rad und einer Radführung zur Führung des Rades. Die Radfüh rung umfasst ihrerseits (i) eine Radträgereinheit zur Lagerung des Rades, (ii) eine die Radträgereinheit tragende Radgabel, (iii) einen Lenkaktor zur Verstellung des Lenk winkels des Rades, (iv) eine (oftmals auch als Federbein bezeichnete) Feder- Dämpfer-Einheit sowie (v) eine Niveauverstelleinheit zur Höhenverstellung des Fahr- zeugaufbaus des Kraftfahrzeugs, wobei die Feder-Dämpfer-Einheit und die Niveau verstelleinheit zwischen Radgabel und Lenkaktor angeordnet sind. Die Feder- Dämpfer-Einheit und die Niveauverstelleinheit bilden ein kompaktes Gesamtmodul. Eine Anbindung an die Karosserie/den Fahrzeugaufbau erfolgt über Federbeinlager. Die Druckschrift zeigt weiterhin auch ein Kraftfahrzeug mit vier derartigen Radmodu len.

Bei einem derartigen Aufbau des Radmoduls ergeben sich die folgenden Herausfor derungen:

1 . bei der Stoßdämpfer- und Tragfederauslegung der Feder-Dämpfer-Einheit ist zu sätzlicher Bauraumbedarf für die Niveauverstelleinheit zu berücksichtigen: die Design freiheit bei der Gestaltung der Kennlinien ist eingeschränkt.

2. bei Änderungen am Fahrwerk und bei Fahrzeugausstattung ohne Niveauverstel- leinheit ist eine komplette Umgestaltung der Feder-Dämpfer-Einheit, also der Fe der/Stoßdämpfereinheit, erforderlich.

3. die Funktionen der Feder-Dämpfer-Einheit ist beeinträchtigt durch Trägheit, Ge wicht (ungefederte Masse) und Wirkung der Verstelleinheit.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Radmodul und ein entsprechendes Kraftfahrzeug anzugeben, bei denen die Designfreiheit erhöht und die Funktionalität verbessert und/oder erweitert ist. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängi gen Ansprüche 1 und 9. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.

Bei dem erfindungsgemäßen Radmodul für ein Kraftfahrzeug, mit einem Rad und ei ner Radführung zur Führung des Rades, bei dem die Radführung (i) eine Radträ gereinheit zur Lagerung des Rades, (ii) eine die Radträgereinheit tragende Radgabel, (iii) einen Lenkaktor zur Verstellung des Lenkwinkels des Rades, (iv) eine Feder- Dämpfer-Einheit sowie (v) eine Niveauverstelleinheit zur Höhenverstellung des Fahr- zeugaufbaus des Kraftfahrzeugs aufweist, ist vorgesehen, dass die Feder-Dämpfer- Einheit in einem Bereich der Radführung zwischen der Radgabel und der Radträ gereinheit angeordnet ist. Auf diese Weise ist der Lenkaktor von der Feder-Dämpfer- Einheit abgekoppelt und kann zwischen dem Rest des Radmoduls und dem Fahr zeugrahmen angeordnet werden. Die gegenseitige Beeinflussung der Komponenten wird dadurch vermieden. Es ergibt sich eine erhöhte Designfreiheit und eine Verbes serung und Erweiterung der Funktionalität bei dem Radmodul.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Radführung wei terhin eine Schwinge zwischen Radgabel und Radträgereinheit auf, wobei die Feder- Dämpfer-Einheit zwischen der Radgabel und der Schwinge gelenkig angebunden an geordnet ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet die Niveau verstelleinheit eine Lagerungseinrichtung zur Lagerung des Radmoduls an einem Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeugs. Auf diese Weise ist bei dem entsprechenden Kraftfahrzeug eine Höhenregulierung des Fahrzeugaufbaus möglich.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Ni veauverstelleinheit einen Spindelantrieb mit einer Gewindespindel und einer Gewin demutter auf. Ein derartiger Spindelantrieb ist robust und verhältnismäßig einfach rea lisierbar. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Gewindespindel als hohle Gewindespindel ausgebildet ist, in der eine Lenkachse zum Drehen der Radgabel durch den Lenkaktor gelagert ist. Über diese Lenkachse stellt der Lenkaktor den Lenkwinkel ein.

Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Niveauverstelleinheit einen drehtest mit der Gewindespindel verbundenen Hilfsrahmen aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Niveauverstelleinheit als Antrieb eine elektrische Antriebseinheit auf. Diese Antriebseinheit ist dann insbe sondere an dem besagten Hilfsrahmen befestigt. Wesentliche Komponenten der An triebseinheit sind ein Elektromotor und ein dem Elektromotor nachgeschaltetes Ge triebe.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Radträ gereinheit eine Bremseinrichtung und/oder eine Antriebsmaschine auf. Die Bremsein richtung ist insbesondere als Trommelbremse oder als Scheibenbremse eingerichtet. Die Antriebsmaschine ist mit Vorteil als Radnabenmotor ausgebildet.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist vorgesehen, dass es eines oder meh rere derartige Radmodulen aufweist. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein selbst fahrendes Kraftfahrzeug.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist vorgesehen, dass dieses Kraftfahrzeug als autonomes Personenbeförderungsfahr zeug ausgebildet ist. Ein autonomes Personenbeförderungsfahrzeug wird auch als (autonomer) People Mover bezeichnet. Autonom bedeutet in diesem Zusammenhang, dass keine der beförderten Personen das Fahrzeug steuert, sondern dass das Perso nenbeförderungsfahrzeug selbstgesteuert bzw. automatisch gesteuert ist.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung an hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nach folgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt: Fig. 1 : ein Radmodul für ein Kraftfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der Erfindung mit zwei verschiedenen Höheneinstellungen der Höhe des Fahr- zeugaufbaus.

Die Fig. 1 zeigt ein Radmodul 10 für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein selbstfah rendes Kraftfahrzeug wie einen sogenannten People Mover. Dieses Radmodul 10 um fasst neben einem Rad 12 eine Radführung 14 zur Führung des Rades 12. Die Rad führung 14 weist drei Hauptkomponenten auf. Eine Radträgereinheit 16 zur Lagerung des Rades 12, einen Lenkaktor 18 zur Verstellung des Lenkwinkels des Rades 12 sowie einen Mittelteil 20 mit einer Lenkachse 22, einer Radgabel 24, einer Schwinge 26 und einer Feder-Dämpfer-Einheit 28. Die Feder-Dämpfer-Einheit 28 wird manch mal auch als Federbein bezeichnet und umfasst eine Feder und einen Dämpfer (im Einzelnen nicht gezeigt). Die Schwinge 26 ist zwischen Radgabel 24 und Radträ gereinheit 16 angeordnet, wobei die Feder-Dämpfer-Einheit 28 zwischen der Radga bel 24 und der Schwinge 26 gelenkig angebunden angeordnet ist. Ein solcher Aufbau ist beispielsweise als klassischer Aufbau eines Motorrad-Vorderrades bekannt.

Ein Drehen der Radgabel 24 zum Lenken durch den Lenkaktor 18 erfolgt über die Lenkachse 22. Dabei ist die Lenkachse 22 in einer Lagerungseinrichtung 30 drehbar gelagert, über die das Radmodul 10 an einem Fahrzeugaufbau 32 des Kraftfahrzeugs befestigt ist. Die Lagerung erfolgt dabei über Lager 34.

Die Lagerungseinrichtung 30 zur Lagerung des Radmoduls 10 wird von einer Niveau verstelleinheit 36 des Radmoduls 10 gebildet. Diese Niveauverstelleinheit 36 weist ei nen Spindelantrieb 38 mit einer Gewindespindel 40 und einer Gewindemutter 42 auf. Auf diese Weise ist bei dem Kraftfahrzeug eine Höhenregulierung des Fahrzeugauf- baus 32 möglich. Die Gewindespindel 40 ist als hohle Gewindespindel 40 ausgebildet, in der die Lenkachse 22 zum Drehen der Radgabel 24 durch den Lenkaktor 18 gela gert ist. Mit anderen Worten stellt der Lenkaktor 18 den Lenkwinkel also über diese Lenkachse 22 ein.

Weiterhin weist die Niveauverstelleinheit 36 eine elektrische Antriebseinheit 44 sowie einen drehfest mit der Gewindespindel 40 verbundenen Hilfsrahmen 46 auf. Der Spin delantrieb 38 ist eine Art Getriebe der Niveauverstelleinheit 36, die der elektrischen Antriebseinheit 44 nachgeschaltet ist. Die Antriebseinheit ist an dem besagten Hilfs rahmen 46 befestigt.

Die Fig.1 zeigt das Radmodul 10 links und rechts mit zwei verschiedenen Höhenein stellungen der Höhe des Fahrzeugaufbaus 32. Der Unterschied in der Höhe ist der Hub h.

Im Folgenden sollen wichtige Aspekte des Radmodul-Aufbaus und seiner Funktion noch einmal mit anderen Worten beschrieben werden:

Das Radmodul 10 besteht aus dem Fahrzeugrad 12, welches über die Schwinge 26 gelenkig mit der Radgabel 24 verbunden ist. Zwischen der Gabel 24 und der Schwin ge 26 befindet sich die gelenkig angebundene Feder-Dämpfer-Einheit 28, welche mit der gelenkig gelagerten Schwinge 26 die Radhubbewegung des Rades 12 ermöglicht. Die Radgabel 24 ist zumindest mittelbar, nämlich über die Lenkachse 22, mit dem Lenkaktor 18 verbunden und über eine von den Lagern 34 und der Gewindespindel 40 gebildeten Lagereinheit zumindest mittelbar mit dem Hilfsrahmen 46 verbunden.

Somit ist die Feder-Dämpfer-Einheit 28 in einem Bereich der Radführung 14 zwischen der Radgabel 24 und der Radträgereinheit 16 angeordnet. Auf diese Weise ist der Lenkaktor 18 nicht mehr direkt an die Feder-Dämpfer-Einheit 28 gekoppelt und kann zwischen dem Rest des Radmoduls 10 und dem Fahrzeugrahmen des Kraftfahrzeugs angeordnet werden. Die gegenseitige Beeinflussung der Komponenten wird dadurch vermieden. Es ergibt sich eine erhöhte Designfreiheit und eine Verbesserung und Er weiterung der Funktionalität bei dem Radmodul.

In der dargestellten Ausführungsform ist eine hohle Gewindespindel 40 mit dem Hilfs rahmen 46 verbunden und in der Gewindespindel 40 ist die Lagereinheit, nämlich die Lager 34, der Radgabel 24 integriert. Die Gewindespindel 40 ist - wie gesagt - dreh fest mit dem Hilfsrahmen 46 verbunden. Der Fahrzeugaufbau 32 ist über die Niveau verstelleinheit 36 mit dem Hilfsrahmen 46 verbunden. Die Niveauverstelleinheit 36 umfasst die Antriebseinheit 44 mit Motor- und Getriebeeinheit, welche die Gewinde mutter 42 rotativ antreibt. Die Gewindemutter 42 ist gegenüber einer Gehäuseeinheit der Niveauverstelleinheit 36 über Wälzlager gelagert. Die Niveauverstellung wird dadurch realisiert, dass der Elektromotor der Antriebsein heit das Getriebe antreibt, wodurch die Gewindemutter 42 verdreht wird. Die Gewin demutter 42 steht im Eingriff mit der Gewindespindel 40, wodurch die rotative Bewe- gung in eine Linearbewegung gewandelt wird. Hierdurch kann ein beliebiges Fahr zeugniveau im Rahmen der zur Verfügung stehenden Spindellänge eingestellt wer den. Besonders bevorzugt wird als Lineartrieb ein Kugelgewindetrieb eingesetzt, wodurch eine Arretierung des angefahrenen Höhenstandes benötigt wird. Aktuatoren mit einer derartigen Arretierung sind im Stand der Technik beschrieben.

Bezuqszeichenliste

10 Radmodul

12 Rad

14 Radführung

16 Radträgereinheit

18 Lenkaktor

20 Mittelteil

22 Lenkachse

24 Radgabel

26 Schwinge

28 Feder-Dämpfer-Einheit

30 Lagerungseinrichtung

32 Fahrzeugaufbau

34 Lager

36 Niveauverstelleinheit

38 Spindelantrieb

40 Gewindespindel

42 Gewindemutter

44 elektrische Antriebseinheit

46 Hilfsrahmen

h Hub