DE102011012249A1

DE102011012249A1 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011012249A1
Application number: DE201110012249
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Michael (FH) Anders
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-08-30
Also published as: WO2012113500A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Integralträger (2) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Hybridfahrzeug, der zumindest teilweise als Gussbauteil ausgebildet ist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass der Integralträger (2) zumindest ein integriertes Gehäuse (3, 3') für einen Elektromotor (4, 4') aufweist. Hierdurch kann eine hohe Fertigungsflexibilität hinsichtlich rechts- und linksgelenkter Kraftfahrzeuge (1) erreicht werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Integralträger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Hybridfahrzeug, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einem derartigen Integralträger ausgestattetes Kraftfahrzeug.
Aus der DE 30 37 378 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, welches den Vorgänger heutiger Hybridfahrzeuge darstellt. Das beschriebene Kraftfahrzeug kann dabei alternativ oder unterstützend zum verbrennungsmotorischen Antrieb auch elektromotorisch angetrieben werden. Bei gängigen Hybridfahrzeugen mit verbrennungsmotorisch und elektromotorisch angetriebenen Achsen lässt sich dies mit nur vergleichsweise hohem Gewicht realisieren. Zugleich ist eine Umrüstung von einem Links- auf einen Rechtslenker oder umgekehrt nicht oder nur schwer möglich.
Im Zusammenhang mit von Verbrennungsmotoren angetriebenen Kraftwagen sind auch als Motor- oder Hilfsträger, Fahrwerksrahmen oder Fahrschemel bezeichnete Integralträger bekannt, die an einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges befestigbar sind und zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufende Längsträgerelemente aufweisen, welche über zwei dazu quer verlaufende Querträgerelemente verbunden sind. Die Längsträgerelemente sind dabei als Gussbauteile ausgebildet ( DE 10 2009 052 920 A1 ).
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem an sich bekannten Integralträger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Hybridfahrzeug, der zumindest teilweise als Gussbauteil ausgebildet ist, zumindest ein Gehäuse für einen Elektromotor zu integrieren. Der Integralträger kann beispielsweise als Fahrwerksrahmen, als Hilfsrahmen oder als Hilfsträger ausgebildet sein und beispielsweise auch dem Halten eines Antriebsmotors, insbesondere Verbrennungsmotors dienen. Der Integralträger wird beispielsweise im Bereich einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs eingesetzt und bietet erfindungsgemäß zugleich eine Halterung und Unterbringungsmöglichkeit in Form eines integrierten Gehäuses für einen Elektromotor, vorzugsweise für zwei Elektromotoren, die auf ein jeweils zugeordnetes Rad antreibend einwirken. Der erfindungsgemäße Integralträger kann somit in den darin integrierten Gehäusen Elektromotoren für einen Zusatzantrieb (Allradantrieb) oder für einen rein elektromotorischen Antrieb aufnehmen und zwar ohne dass hierzu ein zusätzliches Differentialgetriebe zwischen Antrieb und Rad erforderlich wäre.
Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das zumindest eine Gehäuse für den Elektromotor integraler Bestandteil eines von zwei Querträgerelementen ist, die beide zusammen und mit zwei zusätzlichen Längsträgerelementen den erfindungsgemäßen Integralträger bilden. Zugleich ist mit der erfindungsgemäßen Lösung eine hohe Flexibilität hinsichtlich links oder rechtsgelenkter Fahrzeuge möglich, da der zumindest eine Elektromotor in den Integralträger eingebaut und dem jeweils anzutreibenden Rad direkt zugeordnet ist und daher weder ein Differential benötigt, noch störend in eine mögliche Lenkgeometrie (Lenkgestänge) eingreift. Das Gehäuse für den zumindest einen Elektromotor wird somit zu einem Bestandteil des Integralträgers und kann zusätzlich Aussteifungs- beziehungsweise Tragfunktionen übernehmen. Selbstverständlich kann dabei der zumindest eine Elektromotor in einem Rekuperationsbetrieb als Generator eingesetzt werden und eine Fahrzeugbatterie aufladen.
Bei dem erfindungsgemäßen Integralträger lassen sich zudem Vorteile hinsichtlich der Bauteileanzahl, des Gewichts, einer Fügestellenanzahl und des Korrosionsschutzes erreichen. Die Form des Integralträgers kann zusätzlich bionisch optimiert sein.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Integralträger mit dem zumindest einem integrierten Gehäuse zumindest teilweise, insbesondere im Bereich des Querträgerelements aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, hergestellt. Aluminium ist einerseits korrosionsbeständig und andererseits vergleichsweise leicht, wodurch ein derartig ausgebildeter Integralträger zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen beiträgt. Hierbei kann insbesondere auch ein Leichtmetallguss zur Anwendung kommen.
Zweckmäßig sind in den Integralträger Kühlkanäle für ein Kühlmittel zum Kühlen des zumindest einem Elektromotors vorgesehen. Durch die Integration von Kühlkanälen in den Integralträger lasst sich eine aufwendige und damit teure Leitungsführung vermeiden und zugleich eine zuverlässige und geschützte Kühlung für den beziehungsweise die in dem Integralträger eingebauten Elektromotor(en) erreichen. Die Integration derartiger Kühlkanäle in den Integralträger ist insbesondere dann möglich, sofern der Integralträger zumindest teilweise, das heißt insbesondere im Bereich des Querträgerelements, als Hohlguss oder als Kokillenguss, generell gesprochen als Gussbauteil, ausgeführt ist, so dass die Kühlkanäle beispielsweise mittels Sandkernen freigehalten werden können.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung, die in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch:
1 ein erfindungsgemäß ausgestalteter Integralträger in verschiedenen Ansichten,
2 ein Kraftfahrzeug mit eingebautem Integralträger,
3 Darstellungen wie in 2, jedoch aus einer anderen Perspektive.
Entsprechend den 2 und 3, weist ein Kraftfahrzeug 1, welches beispielsweise als Hybridfahrzeug ausgebildet ist, einen in seinem Vorbau angeordneten Integralträger 2 auf. Der Integralträger 2 besitzt zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufende Längsträgerelemente 8, 8', welche über zwei dazu quer verlaufende Querträgerelemente 9, 9' miteinander verbunden sind, wobei jeweils längsendseitig des Querträgerelements 9 ein in dieses integriertes Gehäuse 3, 3' für einen Elektromotor 4, 4' vorgesehen ist. Dabei sind die beiden Gehäuse 3, 3' für die Elektromotoren 4, 4' integraler Bestandteil des Querträgerelements 9, das zusammen mit dem Querträgerelement 9' und den beiden Längsträgerelementen 8, 8' den erfindungsgemäßen Integralträger 2 bildet. Bei dem die Gehäuse aufweisenden Querträgerelement 9 handelt es sich um die hintere Quertraverse des Integralträgers, die in Fahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen hinter der vorderen Quertraverse angeordnet ist und daher zum Fahrgastraum einen geringeren Abstand aufweist als die vordere Quertraverse.
Wie insbesondere den 2 und 3 zu entnehmen ist, kann aufgrund der dem jeweiligen Rad zugeordneten Anordnung der Elektromotoren 4, 4' ein Differential vermieden werden, wodurch das Kraftfahrzeug 1 vergleichsweise flexibel als links- oder rechtsgelenktes Fahrzeug ausgebildet werden kann.
Der Integralträger 2 besitzt in den dargestellten Fällen jeweils längsendseitig des Querträgerelements 9 die integralen Gehäuse 3, 3' für jeweils den darin angeordneten Elektromotor 4 beziehungsweise 4'. Die Elektromotoren 4, 4' können dabei selbstständig in einem Rekuperationsbetrieb auch als Generatoren verwendet werden und dabei eine Fahrzeugbatterie aufladen. Betrachtet man insbesondere die 1 und 2, so kann man erkennen, dass der Integralträger 2 als ausgesteiftes Formteil ausgebildet ist, wobei aufgrund einer wünschenswerten Gewichtseinsparung Leichtmetall, insbesondere Aluminium, zum Einsatz gelangt. Denkbar ist aber generell auch eine Herstellung aus Stahl. Des Weiteren kann der Integralträger 2 mit dem zumindest einen integrierten Gehäuse 3 zumindest teilweise als Gussbauteil ausgebildet sein und als Hohlguss oder als Kokillenguss, generell also in einem Gussverfahren hergestellt werden. Teile des Integralträgers 2, beispielsweise die Längträgerelemente 8, 8' und das Querträgerelement 9' können dabei selbstverständlich auch in Blechbauweise ausgeführt sein. Insbesondere bei gegossenen Integralträgern 2 können mittels Sandkernen oder verlorenen Schalungen zusätzlich nicht gezeigte Kühlkanäle für ein Kühlmittel zum Kühlen des zumindest einen Elektromotors 4, 4' integriert werden. Generell kann der Integralträger 2 auch einen Aufnahmeraum für einen Torsionsstab 5 (vgl. 2) sowie darüber hinaus Anlenkungspunkte 6 für einen Querlenker 7 aufweisen.
Mit dem erfindungsgemäßen Integralträger 2 ist selbstverständlich auch ein rein elektromotorischer Antrieb des Kraftfahrzeugs 1 sowie ein Allradantrieb mit zusätzlichem elektromotorischem Antrieb denkbar. Der Integralträger 2 kommt dabei ohne zusätzliches Differential aus, wodurch eine bauraumoptimierte Lösung gefunden werden kann, die insbesondere eine flexible Ausbildung eines links- oder rechtsgelenkten Fahrzeugs nicht beeinträchtigt. Durch die Leichtbauweise des Integralträgers 2 kann dieser auch zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bzw. der Schadstoffemissionen beitragen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3037378 A1 [0002]
DE 102009052920 A1 [0003]

Claims

Integralträger (2) für ein Kraftfahrzeug, welcher zumindest teilweise als Gussbauteil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Integralträger (2) zumindest ein integriertes Gehäuse (3, 3') für einen Elektromotor (4, 4') aufweist.
Integralträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Integralträger (2) zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufende Längsträgerelemente (8, 8') aufweist, welche über zwei dazu quer verlaufende Querträgerelemente (9, 9') verbunden sind, wobei jeweils längsendseitig des Querträgerelements (9) die in dieses integrierte Gehäuse (3, 3') vorgesehen sind.
Integralträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Integralträger (2) mit dem zumindest einen integrierten Gehäuse (3, 3') zumindest bereichsweise, insbesondere im Bereich des Querträgerelements (9), aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, hergestellt ist.
Integralträger nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Integralträger (2) oder das Querträgerelement (9) mit dem zumindest einen integrierten Gehäuse (3, 3') als Hohlguss oder als Kokillenguss ausgeführt ist.
Integralträger nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Integralträger (2) und/oder dem Querträgerelement (9) Kühlkanäle für ein Kühlmittel zum Kühlen des zumindest einen Elektromotors (4, 4') angeordnet sind.
Kraftfahrzeug (1) mit einem Integralträger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.