DE102011082390A1

DE102011082390A1 - Verfahren zur Herstellung eines Längslenkers einer Verbundlenkerachse, in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe, integriert ist

Info

Publication number: DE102011082390A1
Application number: DE102011082390A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Mair; Stephan Pollmeyer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2013-03-14
Also published as: CN103781648A; WO2013034372A1; US20140209266A1; JP2014530137A; US9038707B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Längslenkers (2, 3) einer Verbundlenkerachse (1) vorgeschlagen, in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs integriert ist, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe, im Rahmen dessen der Längslenker (2, 3) als Gussteil (28) mit einem Kastenprofil (18) hergestellt wird, wobei die Konturen zur Darstellung des Bereichs (16) zur Aufnahme des Getriebes, der Verbindungsstelle (11) mit der Karosserie, der Bohrung (17) zur Aufnahme des Querprofils (4), welches die beiden Längslenker (2, 3) der Verbundlenkerachse (1) miteinander verbindet, des U-Profils (22) des Längslenkers (2), des Kastenprofils (18) und des Bereichs (19) zur Aufnahme der elektrischen Maschine mittels Kernen abgebildet werden, wobei die Konturen zur Darstellung der Verbindungsstelle (11) des Längslenkers (2) mit der Karosserie, der Bohrung (17) zur Aufnahme des Querprofils (4) und des U-Profils (22) des Längslenkers (2) in einem Kern (27) abgebildet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Längslenkers einer Verbundlenkerachse, in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe, integriert ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Nach dem Stand der Technik weisen Verbundlenkerachsen zwei Längslenker auf, welche durch ein Querprofil miteinander verbunden sind. Die Längslenker sind jeweils mit einem Radträger eines Rades der Verbundlenkerachse verbunden.
Aus dem Stand der Technik sind radnahe elektrische Antriebe zum Antreiben eines Rades einer angetriebenen Achse für elektrisch antreibbare Fahrzeuge bekannt, die lenkerfest angeordnet sind, wobei sie in diesem Fall an den Fahrwerkslenkern, beispielsweise am Verbundlenker befestigt sind. Durch diese Konzeption wird die ungefederte Masse reduziert, indem die elektrischen Antriebe nahe am aufbaufesten Lenkeranbindungspunkt angeordnet werden.
Zudem ist aus dem Stand der Technik bekannt, bei radnahen elektrischen Antrieben zum Antreiben eines Rades einer angetriebenen Achse die elektrische Maschine und das Getriebe in den diesem Rad zugeordneten Längslenker der Verbundlenkerachse zu integrieren. Durch eine hohe Übersetzung des zwischen der elektrischen Maschine und dem angetriebenen Rad geschalteten Getriebes kann die elektrische Maschine sehr kompakt ausgeführt werden, so dass sie in den Längslenker integriert werden kann. Ferner sind die elektrischen Maschinen vorzugsweise hochdrehend ausgeführt, so dass sich ein hohes Leistungs-/Gewichtsverhältnis (kW/kg) der Antriebseinheit und eine kleine Dimensionierung der elektrischen Maschine ergeben.
Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Anbindung des dem Rad zugeordneten Dämpfers und der dem Rad zugeordneten Feder in den Längslenker zu integrieren.
In vorteilhafter Weise resultiert die Verwendung von radnahen elektrischen Antrieben zum Antreiben eines Rades einer angetriebenen Achse beim Fahrzeugaufbau in einer hohen Flexibilität, da sich durch den Entfall des zentralen Antriebs in der Fahrzeugmitte neue Freiheitsgrade bei der Fahrzeuggestaltung, insbesondere bei der Gestaltung des Fahrzeuginnenraums, der Batterieunterbringung und der Crash-Sicherheit ergeben.
Zudem können durch radnahe elektrische Antriebe radindividuelle Antriebsmomente erzeugt werden, wodurch Funktionen wie Torque Vectoring, ESP, ABS, ASR etc. auf einfache Weise realisiert werden können. Durch die schnelle und genauere Regelbarkeit von elektrischen Antrieben können diese Funktionen im Vergleich zu herkömmlichen bremsenbasierten Regelsystemen optimiert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Längslenkers einer Verbundlenkerachse, in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs integriert ist, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe, anzugeben, durch dessen Durchführung eine kostengünstige Herstellung ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird vorgeschlagen, den Längsträger als Gussteil mit einem Kastenprofil herzustellen, wobei, um die Nacharbeit am Gussteil auf ein Minimum zu reduzieren, die Konturen zur Darstellung des Bereichs zur Aufnahme des Getriebes, der Verbindungsstelle mit der Karosserie (A-Lager), der Bohrung zur Aufnahme des Querprofils, des U-Profils des Längslenkers, des Kastenprofils und des Bereichs zur Aufnahme der elektrischen Maschine mittels Kernen abgebildet werden. Für den Fall, dass die Anbindung des dem Rad zugeordneten Dämpfers und der Federteller der dem Rad zugeordneten Feder in den Längslenker integriert sind, werden die Konturen zur Darstellung des Federtellers zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindung ebenfalls mittels Kernen abgebildet.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die Konturen zur Darstellung der Verbindungsstelle des Längslenkers mit der Karosserie, der Bohrung zur Aufnahme des Querprofils und des U-Profils des Längslenkers in einem Kern abzubilden.
Ferner wird vorgeschlagen, für den Fall, dass die Anbindung des dem Rad zugeordneten Dämpfers und der Federteller der dem Rad zugeordneten Feder in den Längslenker integriert sind, die Konturen zur Darstellung des Federtellers zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindung in einem weiteren Kern abzubilden.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption der Zusammenfassung einzelner Kerne wird die Anzahl der zur Herstellung des Längslenkers benötigen Kerne signifikant reduziert. Für den Fall, dass die Anbindung des dem Rad zugeordneten Dämpfers und der Federteller der dem Rad zugeordneten Feder in den Längslenker integriert sind, werden beispielsweise anstelle von acht einzelnen Kernen lediglich fünf Kerne benötigt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Draufsicht einer nach dem Stand der Technik ausgeführten Verbundlenker-Hinterachse;
2: zwei perspektivische Ansichten eines Längslenkers einer Verbundlenkerachse, in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs integriert ist, wobei das radseitige Gehäuse mit dem Längslenker verschraubt ist;
3: zwei perspektivische Ansichten des in 2 dargestellten Längslenkers ohne das radseitige Gehäuse zur Veranschaulichung der mittels Kernen abzubildenden Konturen;
4: zwei perspektivische Ansichten der erfindungsgemäß benötigten Kerne zur Herstellung eines Längslenkers gemäß 2; und
5: zwei perspektivische Ansichten des unteren Formkastens zur Herstellung eines Längslenkers gemäß 2, wobei im linken Teil der Figur der untere Formkasten ohne eingelegte Kerne und im rechten Teil der Figur mit den eingelegten Kernen dargestellt ist.
Die Erfindung wird anhand einer Verbundlenker-Hinterachse erläutert, da dies das meist verbreitete Hinterachskonzept im Kleinwagensegment darstellt. Bezugnehmend auf 1 umfasst eine nach dem Stand der Technik ausgeführte Verbundlenkerachse 1 zwei Längslenker 2, 3, welche durch ein Querprofil 4 miteinander verbunden sind.
Die Verbundlenkerachse 1 ist durch zwei Gummilager 5, 6 mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden. Die Räder der Verbundlenkerachse 1 sind in 1 mit den Bezugszeichen 7 bzw. 8 versehen. Ferner sind in der beigefügten 1 mit 9 ein Dämpfer und mit 10 eine Feder der Verbundlenkerachse 1 bezeichnet.
In 2 sind zwei perspektivische Ansichten eines Längslenkers 2 einer Verbundlenkerachse 1 dargestellt, in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe, integriert ist.
Bei dem in 2 gezeigten Beispiel ist das radseitige Gehäuse 12 mit dem Längslenker 2 verschraubt. Hierbei sind am radseitigen Gehäuse 12 das Rad und die Bremse befestigt. Wie aus 2 ersichtlich, weist der Längslenker 2 eine Verbindungsstelle 11 zur Verbindung mit der Karosserie des Fahrzeugs, die Anbindung 14 für einen Dämpfer und einen Federteller 13 zur Aufnahme einer Feder auf. Mit dem Bezugszeichen 15 ist ein Deckel der elektrischen Maschine bezeichnet. Ferner ist die Bohrung zur Aufnahme des Querprofils 4 mit dem Bezugszeichen 17 versehen.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf 3 wird der Längsträger 2 als Gussteil mit einem Kastenprofil 18 hergestellt, wobei die Konturen zur Darstellung des Bereichs 16 zur Aufnahme des Getriebes, was bei dem gezeigten Beispiel als Stirnradgetriebe ausgeführt ist, der Verbindungsstelle 11 mit der Karosserie, der Bohrung 17 zur Aufnahme des Querprofils 4, des U-Profils 22 des Längslenkers 2, des Kastenprofils 18, des Bereichs 19 zur Aufnahme der elektrischen Maschine, des Federtellers 13 zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindung 14 mittels Kernen abgebildet werden, wodurch die Nacharbeit am Gussteil auf ein Minimum reduziert wird.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die Konturen zur Darstellung der Verbindungsstelle 11 des Längslenkers 2 mit der Karosserie, der Bohrung 17 zur Aufnahme des Querprofils 4 und des U-Profils 22 des Längslenkers 2 in einem Kern und die Konturen zur Darstellung des Federtellers 13 zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindung 14 in einem weiteren Kern abzubilden. Dadurch werden in vorteilhafter Weise insgesamt nur fünf Kerne benötigt, die in 4 dargestellt sind.
In 4 sind der Kern zur Abbildung des Bereichs 16 zur Aufnahme des Getriebes mit dem Bezugszeichen 23, der Kern zur Abbildung des Kastenprofils 18 mit dem Bezugszeichen 24, der Kern zur Abbildung des Bereichs 19 zur Aufnahme der elektrischen Maschine mit dem Bezugszeichen 25, der gemeinsame Kern zur Abbildung des Federtellers 13 zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindung 14 mit dem Bezugszeichen 26 und der gemeinsame Kern zur Abbildung der Verbindungsstelle 11 des Längslenkers 2 mit der Karosserie, der Bohrung 17 zur Aufnahme des Querprofils 4 und des U-Profils 22 des Längslenkers 2 mit dem Bezugszeichen 27 bezeichnet. Ferner ist in 4 das herzustellende Gussteil mit den Bezugszeichen 28 bezeichnet.
Gegenstand der 5 ist eine Darstellung des unteren Formkastens 29 zur Herstellung eines Längslenkers 2 zur Veranschaulichung der erfindungsgemäß benötigten Kerne. Im linken Teil der 5 sind die in den unteren Formkasten 29 einzulegenden Kerne 23 zur Abbildung des Bereichs 16 zur Aufnahme des Getriebes, 24 zur Abbildung des Kastenprofils 18, 25 zur Abbildung des Bereichs 19 zur Aufnahme der elektrischen Maschine, 26 zur Abbildung des Federtellers 13 zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindung 14 und 27 zur Abbildung der Verbindungsstelle 11 des Längslenkers 2 mit der Karosserie, der Bohrung 17 zur Aufnahme des Querprofils 4 und des U-Profils 22 des Längslenkers 2 dargestellt, wobei diese Kerne 23, 24, 25, 26, 27 im rechten Teil der Figur im eingelegten Zustand gezeigt sind.
Bezugszeichenliste

1: Verbundlenkerachse
2: Längslenker
3: Längslenker
4: Querprofil
5: Gummilager
6: Gummilager
7: Rad
8: Rad
9: Dämpfer
10: Feder
11: Verbindungsstelle zur Verbindung des Längslenkers mit der Karosserie des Fahrzeugs
12: radseitiges Gehäuse
13: Federteller
14: Dämpferanbindung
15: Deckel der elektrischen Maschine
16: Bereich zur Aufnahme des Getriebes
17: Bohrung zur Aufnahme des Querprofils 4
18: Kastenprofil
19: Bereich zur Aufnahme der elektrischen Maschine
22: U-Profil des Längslenkers 2
23: Kern zur Abbildung des Bereichs 16 zur Aufnahme des Getriebes
24: Kern zur Abbildung des Kastenprofils 18
25: Kern zur Abbildung des Bereichs 19 zur Aufnahme der elektrischen Maschine
26: Kern zur Abbildung des Federtellers 13 zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindung 14
27: Kern zur Abbildung der Verbindungsstelle 11 des Längslenkers 2 mit der Karosserie, der Bohrung 17 zur Aufnahme des Querprofils 4 und des U-Profils 22 des Längslenkers 2
28: Gussteil
29: unterer Formkasten

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Längslenkers (2, 3) einer Verbundlenkerachse (1), in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs integriert ist, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe, dadurch gekennzeichnet, dass der Längslenker (2, 3) als Gussteil (28) mit einem Kastenprofil (18) hergestellt wird, wobei die Konturen zur Darstellung des Bereichs (16) zur Aufnahme des Getriebes, der Verbindungsstelle (11) mit der Karosserie, der Bohrung (17) zur Aufnahme des Querprofils (4), welches die beiden Längslenker (2, 3) der Verbundlenkerachse (1) miteinander verbindet, des U-Profils (22) des Längslenkers (2), des Kastenprofils (18) und des Bereichs (19) zur Aufnahme der elektrischen Maschine mittels Kernen abgebildet werden, wobei die Konturen zur Darstellung der Verbindungsstelle (11) des Längslenkers (2) mit der Karosserie, der Bohrung (17) zur Aufnahme des Querprofils (4) und des U-Profils (22) des Längslenkers (2) in einem Kern (27) abgebildet werden.
Verfahren zur Herstellung eines Längslenkers (2, 3) einer Verbundlenkerachse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die Anbindung (14) des dem Rad zugeordneten Dämpfers und der Federteller (13) der dem Rad zugeordneten Feder in den Längslenker (2) integriert sind, die Konturen zur Darstellung des Federtellers (13) zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindung (14) in einem Kern (26) abgebildet werden.