DE102015212811A1 - Axle carrier for a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Achsträger für ein Fahrzeug umfassend einen linken Längsträger zur Befestigung einer linken Radaufhängung, einen rechten Längsträger zur Befestigung einer rechten Radaufhängung, eine tragende Querstruktur zur Verbindung der beiden Längsträger und zur Übertragung von Fahrwerkslasten zwischen den beiden Längsträgern, einen elektrischen Antrieb des Fahrzeuges, und ein Antriebsgehäuse zur Aufnahme des elektrischen Antriebs, wobei das Antriebsgehäuse in der Querstruktur zur Aufnahme und Übertragung der Fahrwerkslasten angeordnet ist.The invention relates to an axle beam for a vehicle comprising a left side member for attaching a left wheel suspension, a right side member for fixing a right wheel suspension, a supporting cross structure for connecting the two side members and for transmitting chassis loads between the two side rails, an electric drive of the vehicle , and a drive housing for receiving the electric drive, wherein the drive housing is arranged in the transverse structure for receiving and transmitting the chassis loads.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft einen Achsträger für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug.The present invention relates to an axle carrier for an electrically driven vehicle.

Der Stand der Technik kennt unterschiedliche elektrisch angetriebene Fahrzeuge, beispielsweise Hybrid-Fahrzeuge oder Fahrzeuge mit ausschließlich elektrischem Antrieb. Die elektrische Maschine wird dabei entweder in der Karosserie oder im Achsträger über entsprechende Gummilager elastisch befestigt. Diese Lagerung mit Entkopplungselementen führt dazu, dass der Bauraumbedarf von elektrischen Antrieben durch die Notwendigkeit zur Freihaltung des Bewegungsraums entsprechend hoch ist.The prior art knows various electrically powered vehicles, such as hybrid vehicles or vehicles with only electric drive. The electric machine is mounted either elastically in the body or in the axle via corresponding rubber bearings. This storage with decoupling elements means that the space requirement of electric drives by the need to keep the space for movement is correspondingly high.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, einen Achsträger für ein Fahrzeug anzugeben, der bei kostengünstiger Herstellung und Montage und bei steifer Konstruktion einen elektrischen Antrieb platzsparend aufnimmt.It is an object of the present invention to provide an axle carrier for a vehicle, which accommodates an electric drive to save space at low cost production and assembly and rigid construction.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.The object is solved by the features of claim 1. The subclaims have advantageous embodiments of the invention to the object.

Somit wird die Erfindung gelöst durch einen Achsträger für ein Fahrzeug. Der Achsträger umfasst einen linken und rechten Längsträger, jeweils zur Befestigung einer Radaufhängung. Die beiden Längsträger sind über eine tragende Querstruktur miteinander verbunden. Die quertragende Struktur dient zur Übertragung von Fahrwerkslasten zwischen den beiden Längsträgern. Des Weiteren ist ein elektrischer Antrieb des Fahrzeugs im Achsträger vorgesehen. Der elektrische Antrieb dient zum alleinigen oder zum unterstützenden Antrieb des Fahrzeugs. So kann es sich beispielsweise um ein Hybrid-Fahrzeug oder ein Elektrofahrzeug handeln.Thus, the invention is achieved by an axle carrier for a vehicle. The axle carrier comprises a left and right side member, each for attachment of a suspension. The two longitudinal members are connected to one another via a load-bearing transverse structure. The transverse structure serves to transfer chassis loads between the two side members. Furthermore, an electric drive of the vehicle is provided in the axle. The electric drive is used alone or to support the drive of the vehicle. For example, it may be a hybrid vehicle or an electric vehicle.

Der Achsträger umfasst ferner ein Antriebsgehäuse. In diesem Antriebsgehäuse ist der elektrische Antrieb aufgenommen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Antriebsgehäuse in der Querstruktur des Achsträgers zur Aufnahme und Übertragung von Fahrwerkslasten angeordnet ist. So wird erfindungsgemäß das Antriebsgehäuse als zumindest teilweise tragende Struktur im Achsträger verwendet. Vorzugsweise wird das Antriebsgehäuse an einer Stelle im Achsträger positioniert, an der überschaubare fahrdynamische Lasten auftreten. Insbesondere wird durch diese Positionierung und Ausbildung des Antriebsgehäuses zumindest ein Querträger zwischen den beiden Längsträgern ersetzt, so dass der elektrische Antrieb äußerst platzsparend angeordnet ist und gleichzeitig sich ein Gewichtsvorteil des erfindungsgemäßen Achsträgers gegenüber herkömmlichen Achsträgern ergibt.The axle carrier further comprises a drive housing. In this drive housing of the electric drive is added. According to the invention, it is provided that the drive housing is arranged in the transverse structure of the axle carrier for receiving and transmitting chassis loads. Thus, according to the invention, the drive housing is used as an at least partially supporting structure in the axle carrier. Preferably, the drive housing is positioned at a location in the axle, occur at the manageable dynamic loads. In particular, is replaced by this positioning and design of the drive housing at least one cross member between the two longitudinal members, so that the electric drive is arranged extremely space-saving and at the same time results in a weight advantage of the axle support according to the invention over conventional axle beams.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das Antriebsgehäuse steif, insbesondere ohne elastische Lagerung, in die Querstruktur integriert ist.Advantageously, it is provided that the drive housing is rigid, in particular without elastic support, integrated in the transverse structure.

Besonders bevorzugt sind an den beiden Längsträgern jeweils Lagerungsbereiche ausgebildet. Das Antriebsgehäuse ist zwischen diesen beiden Lagerungsbereichen positioniert und mit den Lagerungsbereichen steif verbunden. Diese steife Verbindung erfolgt insbesondere über Verschrauben und/oder Verschweißen und/oder Verkleben.In particular, storage areas are respectively formed on the two longitudinal members. The drive housing is positioned between these two storage areas and rigidly connected to the storage areas. This rigid connection takes place in particular via screwing and / or welding and / or gluing.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Antriebsgehäuse beidseitig ringförmige Flansche aufweist. Diese Flansche sind mit dem jeweiligen Lagerungsbereich verschraubt. Durch die Flansche und die Verschraubung ergibt sich eine sehr steife, und trotzdem einfach zu montierende und demontierende Konstruktion.Particularly preferably, it is provided that the drive housing has annular flanges on both sides. These flanges are bolted to the respective storage area. Due to the flanges and the screw connection results in a very rigid, yet easy to install and dismantle construction.

Die steife Integration des Antriebsgehäuses in die Querstruktur definiert einen Lastpfad zwischen den beiden Längsträgern. Gemäß einer ersten Alternative wird in diesem Lastpfad ausschließlich steifes Material verbaut, wobei das steife Material definiert ist durch einen Elastizitätsmodul von zumindest 1000 MPa bzw. einer Shore-A-Härte von zumindest 70.The rigid integration of the drive housing in the transverse structure defines a load path between the two side rails. According to a first alternative, only rigid material is installed in this load path, wherein the rigid material is defined by a modulus of elasticity of at least 1000 MPa or a Shore A hardness of at least 70.

Gemäß einer zweiten Alternative wird in dem Lastpfad ausschließlich steifes Material mit Ausnahme von Dichtungen verbaut. Das steife Material ist wieder definiert durch einen Elastizitätsmodul von zumindest 1000 MPa bzw. einer Shore-A-Härte von zumindest 70. Die Dichtungen befinden sich an den jeweiligen Lagerungsbereichen, also zwischen dem Antriebsgehäuse und den Längsträgern. Es ist darauf zu achten, dass die Dichtungen möglichst dünn ausgeführt werden, um eine Übertragung von Lasten über das Antriebsgehäuse zu ermöglichen. Deshalb weisen die Dichtungen eine maximale Dicke von 10 mm, vorzugsweise eine maximale Dicke von 5 mm, auf.According to a second alternative, only rigid material with the exception of seals is installed in the load path. The rigid material is again defined by a modulus of elasticity of at least 1000 MPa or a Shore A hardness of at least 70. The seals are located at the respective storage areas, ie between the drive housing and the longitudinal members. Care should be taken that the gaskets are as thin as possible to allow transmission of loads through the actuator housing. Therefore, the gaskets have a maximum thickness of 10 mm, preferably a maximum thickness of 5 mm.

Die Dichtungen dienen zum einen einer Abdichtung des Antriebsgehäuses gegenüber Umwelteinflüssen und zum anderen einer akustischen Entkopplung der elektrischen Maschine von den beiden Längsträgern. Um eine ausreichend steife Einbindung des Antriebsgehäuses in die Querstruktur des Achsträgers zu gewährleisten, werden die Dichtungen möglichst dünn und möglichst hart ausgeführt. Vorteilhafterweise liegt die Shore-A-Härte der Dichtungen bei zumindest 70, vorzugsweise zumindest 80.The seals serve on the one hand a sealing of the drive housing against environmental influences and on the other hand an acoustic decoupling of the electric machine from the two longitudinal members. In order to ensure a sufficiently rigid integration of the drive housing in the transverse structure of the axle beam, the seals are made as thin and as hard as possible. Advantageously, the Shore A hardness of the seals is at least 70, preferably at least 80.

Für die oben genannten beiden Alternativen beträgt der Elastizitätsmodul für das steife Material im Lastpfad zumindest 1000 MPa, vorzugsweise zumindest 10000 MPa, besonders vorzugsweise zumindest 50000 MPa. Die entsprechende Shore-A-Härte beträgt zumindest 70, vorzugsweise zumindest 80, vorzugweise 100.For the above two alternatives, the elastic modulus for the stiff material in the load path is at least 1000 MPa, preferably at least 10000 MPa, more preferably at least 50,000 MPa. The corresponding Shore A hardness is at least 70, preferably at least 80, preferably 100.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass in dem Antriebsgehäuse eine elektrische Maschine und ein Getriebe angeordnet sind. Das Antriebsgehäuse kann hierzu zweiteilig aufgebaut sein, wobei ein Teil des Antriebsgehäuses die elektrische Maschine und der andere Teil das Getriebe aufnimmt. Selbstverständlich sind die zwei Teile untereinander steif miteinander verbunden.Furthermore, it is preferably provided that an electric machine and a transmission are arranged in the drive housing. The drive housing can for this purpose be constructed in two parts, wherein a part of the drive housing receives the electric machine and the other part of the transmission. Of course, the two parts are rigidly interconnected.

In dem Antriebsgehäuse können bevorzugt auch mehrere elektrische Maschinen und/oder mehrere Getriebe zusammengefasst werden. Dementsprechend kann das Antriebsgehäuse auch aus mehr als zwei Teilen bestehen. Letztendlich entscheidend ist, dass das Antriebsgehäuse einen steifen Bestandteil der Querstruktur des Achsträgers bildet.In the drive housing, it is also possible to combine a plurality of electrical machines and / or a plurality of transmissions. Accordingly, the drive housing can also consist of more than two parts. Ultimately, it is crucial that the drive housing forms a stiff component of the transverse structure of the axle carrier.

Vorteilhafterweise ist der elektrische Antrieb im Achsträger derart angeordnet, dass eine Ankerwelle der elektrischen Maschine und eine mit den Radaufhängungen fluchtende Antriebswelle parallel zueinander angeordnet sind. Ankerwelle und Antriebswelle erstrecken sich somit in Fahrzeugquerrichtung. Das im Antriebsgehäuse integrierte Getriebe verbindet die Ankerwelle mit der Antriebswelle.Advantageously, the electric drive is arranged in the axle carrier in such a way that an armature shaft of the electric machine and a drive shaft aligned with the wheel suspensions are arranged parallel to one another. Armature shaft and drive shaft thus extend in the vehicle transverse direction. The transmission integrated in the drive housing connects the armature shaft with the drive shaft.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das Antriebsgehäuse auf der Seite mit der elektrischen Maschine einen ringförmigen Flansch aufweist und über diesen runden Flansch mit dem Lagerungsbereich eines Längsträgers verschraubt ist. An der gegenüberliegenden Seite ist das Getriebe vorgesehen. Hier weist das Antriebsgehäuse vorteilhafterweise einen weiteren ringförmigen Flansch auf, der mit dem Lagerungsbereich des gegenüberliegenden Längsträgers verschraubt ist. Durch diesen weiteren Flansch an der Getriebeseite erstreckt sich die Antriebswelle. Die ringförmigen Flansche können rund, oval oder vieleckig sein.In particular, it is provided that the drive housing on the side with the electric machine has an annular flange and is bolted via this round flange with the storage area of a longitudinal member. On the opposite side of the transmission is provided. Here, the drive housing advantageously has a further annular flange which is screwed to the storage area of the opposite longitudinal member. Through this further flange on the transmission side, the drive shaft extends. The annular flanges can be round, oval or polygonal.

Vorteilhafterweise umfasst die Querstruktur des Achsträgers zusätzlich zu dem steif eingebundenen Antriebsgehäuse zumindest einen Querträger zum Verbinden der beiden Längsträger.Advantageously, the transverse structure of the axle carrier comprises in addition to the rigidly integrated drive housing at least one cross member for connecting the two longitudinal members.

Der Querträger ist vorteilhafterweise so angeordnet, dass er bezüglich der Fahrzeughochrichtung weiter unten angeordnet ist, als die Ankerwelle des elektrischen Antriebs. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Querträger geradlinig in Fahrzeugquerrichtung verläuft. Da es sich hier vorteilhafterweise um ein reines Elektrofahrzeug handelt, muss, bei Verwendung des Achsträgers an der Hinterachse, im Querträger kein Freiraum für die Abgasanlage ausgespart sein. Deshalb kann der Querträger geradlinig und relativ weit unten verlaufen. Aufgrund des geradlinigen Verlaufs des Querträgers ergibt sich eine hohe Biegesteifigkeit und es können entsprechend hohe Lasten übertragen werden.The cross member is advantageously arranged so that it is arranged with respect to the vehicle vertical direction further down than the armature shaft of the electric drive. Furthermore, it is preferably provided that the cross member extends in a straight line in the vehicle transverse direction. Since this is advantageously a pure electric vehicle, when using the axle carrier on the rear axle, no clearance for the exhaust system must be left in the cross member. Therefore, the cross member can be straight and relatively far down. Due to the straight course of the cross member results in a high bending stiffness and it can be transmitted correspondingly high loads.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the figures. Show it:

1 eine erste Ansicht eines erfindungsgemäßen Achsträgers gemäß einem Ausführungsbeispiel, 1 a first view of an axle carrier according to the invention according to an embodiment,

2 eine zweite Ansicht des erfindungsgemäßen Achsträgers gemäß dem Ausführungsbeispiel, und 2 a second view of the axle carrier according to the invention according to the embodiment, and

3–7 unterschiedliche Varianten zur Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Achsträgers gemäß dem Ausführungsbeispiel. 3 - 7 different variants for the design of the axle carrier according to the invention according to the embodiment.

1 zeigt den Achsträger 1 in perspektivischer Ansicht von oben. 2 zeigt den Achsträger 1 in perspektivischer Ansicht von unten. 1 shows the axle carrier 1 in a perspective view from above. 2 shows the axle carrier 1 in perspective view from below.

Der Achsträger 1 umfasst zwei gegenüberliegende Längsträger 2, 3, jeweils zur Anbindung einer Radaufhängung 4. An den Längsträgern 2, 3 sind mehrere Lenkeranbindungspunkte 9 ausgebildet. In diesen Lenkeranbindungspunkten 9 sind Lenker befestigt, die wiederum den Radträger anbinden.The axle carrier 1 includes two opposite side members 2 . 3 , in each case for the connection of a wheel suspension 4 , On the side rails 2 . 3 are several handlebar connection points 9 educated. In these handlebar connection points 9 Handlebars are attached, which in turn connect the wheel carrier.

Des Weiteren weisen die beiden Längsträger 2, 3 Karosserieanbindungspunkte 8 auf. Über diese Karosserieanbindungspunkte 8 wird der Achsträger 1 an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt.Furthermore, the two side members have 2 . 3 Body attachment points 8th on. About these body attachment points 8th becomes the axle carrier 1 attached to the body of the vehicle.

Die beiden Längsträger 2, 3 sind über eine tragende Querstruktur 5 miteinander verbunden. Die tragende Querstruktur 5 ist gebildet durch ein Antriebsgehäuse 6 und einen Querträger 7 (s. 2).The two side members 2 . 3 are about a bearing cross structure 5 connected with each other. The supporting cross structure 5 is formed by a drive housing 6 and a crossbeam 7 (S. 2 ).

Im Antriebsgehäuse 6 sind eine elektrische Maschine und ein Getriebe angeordnet. In der Darstellung nach 1 befindet sich im linken Teil die elektrische Maschine und im rechten Teil das Getriebe. Rein schematisch zeigt die 1 einen Verlauf 14 einer Ankerwelle der elektrischen Maschine. Ferner ist ein Verlauf 13 einer Antriebswelle gezeigt. Die Antriebswelle fluchtet mit den beiden gegenüberliegenden Radaufhängungen 4. Anhand der Verläufe 13, 14 ist zu sehen, dass die Ankerwelle und die Antriebswelle parallel zueinander und in Fahrzeugquerrichtung angeordnet sind. Das im Antriebsgehäuse 6 angeordnete Getriebe verbindet die Antriebswelle und die Ankerwelle miteinander.In the drive housing 6 are arranged an electric machine and a transmission. In the illustration after 1 In the left part is the electric machine and in the right part the gearbox. Purely schematically shows the 1 a course 14 an armature shaft of the electric machine. There is also a course 13 a drive shaft shown. The drive shaft is aligned with the two opposite wheel suspensions 4 , Based on the gradients 13 . 14 It can be seen that the armature shaft and the drive shaft are arranged parallel to each other and in the vehicle transverse direction. That in the drive housing 6 arranged gear connects the drive shaft and the armature shaft with each other.

Wie die Figuren zeigen, weisen die beiden Längsträger 2, 3 Lagerungsbereiche 10 auf. Diesen Lagerungsbereichen 10 liegen jeweils Flansche 11 des Antriebsgehäuses 6 gegenüber. Die Flansche 11 sind mit den Lagerungsbereichen 10 verschraubt.As the figures show, the two side members 2 . 3 storage areas 10 on. These storage areas 10 each flanges lie 11 of the drive housing 6 across from. The flanges 11 are with the storage areas 10 screwed.

Zwischen den Lagerungsbereichen 10 und den Flanschen 11 können sich Dichtungen befinden. Diese Dichtungen dichten das Antriebsgehäuse 6 ab und dienen zur akustischen Entkopplung des elektrischen Antriebs. Between the storage areas 10 and the flanges 11 there may be seals. These seals seal the drive housing 6 and serve for the acoustic decoupling of the electric drive.

Wie bereits beschrieben, bildet das Antriebsgehäuse 6 eine tragende Struktur des Achsträgers 1. Dementsprechend wird hier im Ausführungsbeispiel auf den üblicherweise zweiten Querträger verzichtet.As already described, forms the drive housing 6 a supporting structure of the axle beam 1 , Accordingly, in the exemplary embodiment is dispensed with the usually second cross member.

Wie 2 zeigt, ist der verbleibende Querträger 7 relativ weit unten im Fahrzeug angeordnet und verbindet geradlinig zwei der Lenkeranbindungspunkte 9. An diesen beiden Lenkeranbindungspunkten 9 entstehen wesentliche Querkräfte des Fahrwerks. Diese Kräfte können über den geradlinig verlaufenden Querträger 7 übertragen werden. Dadurch befindet sich das Antriebsgehäuse 6 in einem Bereich mit moderaten fahrdynamischen Lasten.As 2 shows is the remaining cross member 7 arranged relatively far down in the vehicle and connects straight line two of the handlebar connection points 9 , At these two handlebar connection points 9 arise significant lateral forces of the chassis. These forces can be achieved via the rectilinear cross member 7 be transmitted. This is the drive housing 6 in a range with moderate dynamic loads.

Das Antriebsgehäuse 6 ist vorteilhafterweise aus Metall, hartem Kunststoff oder faserverstärktem Kunststoff gebildet.The drive housing 6 is advantageously formed of metal, hard plastic or fiber reinforced plastic.

Des Weiteren zeigt 1 ein Gehäuse 12 einer Leistungselektronik. Die Leistungselektronik dient zum Ansteuern der elektrischen Maschine im Antriebsgehäuse 6.Further shows 1 a housing 12 a power electronics. The power electronics are used to control the electrical machine in the drive housing 6 ,

Aufgrund der steifen Anbindung des Antriebsgehäuses 6 in dem Achsträger 1 kann für die Antriebswelle (s. Verlauf 13) auf eine Gelenkwelle verzichtet werden.Due to the rigid connection of the drive housing 6 in the axle carrier 1 can for the drive shaft (see 13 ) are dispensed with a propeller shaft.

Die 1 und 2 zeigen eine konstruktive Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Achsträgers 1. Im Folgenden werden anhand der 3 bis 7 unterschiedliche Varianten in schematisch vereinfachter Darstellung vorgestellt. In all diesen Varianten sind die beiden Längsträger des Achsträgers 1 über das Antriebsgehäuse 6 miteinander verbunden. In dem Antriebsgehäuse 6 befinden sich eine oder mehrere elektrische Maschinen (EM) und ein oder mehrere Getriebe (TM).The 1 and 2 show a structural design of the axle support according to the invention 1 , The following are based on the 3 to 7 different variants presented in a simplified schematic representation. In all these variants are the two side members of the axle carrier 1 over the drive housing 6 connected with each other. In the drive housing 6 There are one or more electrical machines (EM) and one or more gearboxes (TM).

Wie die 3 bis 7 zeigen, können zusätzlich zum Antriebsgehäuse 6 ein oder mehrere Querträger 7 verwendet werden.As the 3 to 7 show, in addition to the drive housing 6 one or more cross members 7 be used.

Die 3, 4 und 5 zeigen eine Ausgestaltung des Achsträgers 1, wobei die Antriebswelle 13 parallel und versetzt zur Ankerwelle 14 angeordnet ist. 3 zeigt hierbei ein Beispiel gemäß den 1 und 2.The 3 . 4 and 5 show an embodiment of the axle carrier 1 , where the drive shaft 13 parallel and offset to the armature shaft 14 is arranged. 3 shows an example according to the 1 and 2 ,

In 4 werden zwei elektrische Maschinen und zwei Getriebe verwendet. Die beiden Getriebe liegen dabei außerhalb der beiden elektrischen Maschinen. Die beiden elektrischen Maschinen und die beiden Getriebe sind in einem Antriebsgehäuse 6 zusammengefasst.In 4 Two electric machines and two gearboxes are used. The two transmissions lie outside the two electrical machines. The two electric machines and the two gearboxes are in a drive housing 6 summarized.

In der Variante nach 5 wird ein zentrales Getriebe verwendet. Beidseitig des Getriebes befindet sich eine elektrische Maschine. Auch hier sind die beiden elektrischen Maschinen und das Getriebe in einem Antriebsgehäuse 6 zusammengefasst.In the variant after 5 a central transmission is used. On both sides of the gearbox is an electric machine. Again, the two electrical machines and the gearbox are in a drive housing 6 summarized.

Die Varianten der 3, 4 und 5 sind relativ großbauend, da hier die Antriebswelle 13 und die Ankerwelle 14 versetzt zueinander sind. Im Regelfall verbleibt hier lediglich Bauraum für einen Querträger 7.The variants of 3 . 4 and 5 are relatively large, because here the drive shaft 13 and the armature shaft 14 offset from each other. As a rule, only space for a cross member remains here 7 ,

In den Beispielen nach 6 und 7 verlaufen die Antriebswelle 13 und die Ankerwelle 14 koaxial zueinander. In diesen Ausführungen können auch zwei Querträger 7 verwendet werden.In the examples 6 and 7 run the drive shaft 13 and the armature shaft 14 coaxial with each other. In these versions, also two cross members 7 be used.

Gemäß 6 wird eine elektrische Maschine und ein Getriebe im Antriebsgehäuse 6 verwendet.According to 6 becomes an electric machine and a gearbox in the drive housing 6 used.

In der Variante nach 7 kommen zwei mittige elektrische Maschinen und zwei außenliegende Getriebe zum Einsatz. Auch hier sind die beiden elektrischen Maschinen und die beiden Getriebe in dem Antriebsgehäuse 6 zusammengefasst.In the variant after 7 Two central electric machines and two external gearboxes are used. Again, the two electrical machines and the two gears in the drive housing 6 summarized.

Der erfindungsgemäße Achsträger, insbesondere gemäß den hier vorgestellten Varianten, ermöglicht eine sehr steife Struktur in Querrichtung des Fahrzeuges. Die Querrichtung des Fahrzeuges verläuft dabei parallel zur Antriebswelle 13 bzw. Ankerwelle 14. Die steife Struktur wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass das Antriebsgehäuse 6 mit den beiden Längsträgern 2, 3 steif verbunden wird.The axle support according to the invention, in particular according to the variants presented here, allows a very rigid structure in the transverse direction of the vehicle. The transverse direction of the vehicle runs parallel to the drive shaft 13 or armature shaft 14 , The rigid structure is essentially achieved in that the drive housing 6 with the two side rails 2 . 3 is rigidly connected.

In Anordnungen nach dem Stand der Technik wird der elektrische Antrieb über Gummilager mit dem Achsträger verbunden. Bei Verwendung dieser Gummilager erreicht man für die Quersteifigkeit (in Fahrzeugquerrichtung) über die elektrische Maschine eine Summensteifigkeit der Gummilager von üblicherweise bis zu 7500 N/mm.In arrangements according to the prior art, the electric drive is connected via rubber bearings with the axle. When using these rubber bearings achieved for the transverse stiffness (in the vehicle transverse direction) via the electric machine a cumulative stiffness of the rubber bearings of usually up to 7500 N / mm.

Bei vorliegender Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass die Quersteifigkeit des Achsträgers 1 am Antriebsgehäuse 6 bei zumindest 100.000 N/mm, vorzugsweise zumindest 300.000 N/mm, besonders vorzugsweise zumindest 700.000 N/mm, liegt. Aufgrund der erfindungsgemäßen steifen Einbindung des Antriebsgehäuses 6 kann im Vergleich zu einem herkömmlichen Achsträger ein Querträger entfallen. Dieser Querträger würde üblicherweise eine Quersteifigkeit in der Größenordnung von 300.000 N/mm aufweisen. Das Antriebsgehäuse 6 gemäß der Erfindung kann hier als sehr viel steiferes Bauteil verwendet werden. Des Weiteren ist dabei auch zu beachten, dass die Rotorwelle der elektrischen Maschine zur Biegesteifigkeit der Querstruktur beiträgt.In the present invention is preferably provided that the transverse stiffness of the axle beam 1 on the drive housing 6 is at least 100,000 N / mm, preferably at least 300,000 N / mm, more preferably at least 700,000 N / mm. Due to the inventive rigid integration of the drive housing 6 Can be omitted compared to a conventional axle a cross member. This cross member would typically have a transverse stiffness of the order of 300,000 N / mm. The drive housing 6 According to the invention can be used here as a much stiffer component. Furthermore, it should also be noted that the rotor shaft of the electric machine contributes to the bending stiffness of the transverse structure.

Wie beschrieben, kann zusätzlich zu dem Antriebsgehäuse 6 ein Querträger 7 in der tragenden Querstruktur 5 verwendet werden. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der Anteil der resultierenden Lasten aus Betriebslasten auf das Antriebsgehäuse 6 in Querrichtung zu den resultierenden Lasten auf den zusätzlichen Querträger 7 im Verhältnis von zumindest 0,4 steht.As described, in addition to the drive housing 6 a crossbeam 7 in the bearing cross structure 5 be used. It is preferably provided that the proportion of the resulting loads from operating loads on the drive housing 6 in the transverse direction to the resulting loads on the additional cross member 7 in the ratio of at least 0.4.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste Torsionseigenfrequenz des Achsträgers 1 höher liegt als 200 Hz.Furthermore, it is preferably provided that the first torsional natural frequency of the axle carrier 1 higher than 200 Hz.

In dem Antriebsgehäuse 6 befindet sich eine elektrische Maschine. Die elektrische Maschine wiederum weist einen Rotor und einen Stator auf. Zwischen Rotor und Stator ist ein Spalt vorgesehen. Dieser Spalt schwankt bei Belastung des Achsträgers 1. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Schwankung des Spaltes unter Betriebslasten kleiner als 0,3 mm, vorzugsweise kleiner als 0,2 mm, ist.In the drive housing 6 there is an electric machine. The electric machine in turn has a rotor and a stator. Between rotor and stator a gap is provided. This gap varies when the axle carrier is loaded 1 , It is preferably provided that the fluctuation of the gap under operating loads is less than 0.3 mm, preferably less than 0.2 mm.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Achsträgeraxle
22
linker Längsträgerleft side member
33
rechter LängsträgerRight side member
44
RadaufhängungArm
55
tragende Querstruktursupporting cross structure
66
Antriebsgehäusedrive housing
77
Querträgercrossbeam
88th
KarosserieanbindungspunktBodyshell mounting point
99
LenkeranbindungspunktHandlebar attachment point
1010
Lagerungsbereichestorage areas
1111
Flanscheflanges
1212
LeistungselektronikgehäusePower electronics housing
1313
Verlauf einer AntriebswelleCourse of a drive shaft
1414
Verlauf einer AnkerwelleCourse of an armature shaft

Claims (10)

Achsträger (1) für ein Fahrzeug umfassend • einen linken Längsträger (2) zur Befestigung einer linken Radaufhängung (4), • einen rechten Längsträger (3) zur Befestigung einer rechten Radaufhängung (4), • eine tragende Querstruktur (5) zur Verbindung der beiden Längsträger (2, 3) und zur Übertragung von Fahrwerkslasten zwischen den beiden Längsträgern (2, 3), • einen elektrischen Antrieb des Fahrzeuges, und • ein Antriebsgehäuse (6) zur Aufnahme des elektrischen Antriebs, • wobei das Antriebsgehäuse (6) in der Querstruktur (5) zur Aufnahme und Übertragung von Fahrwerkslasten angeordnet ist.Axle carrier ( 1 ) for a vehicle comprising • a left side member ( 2 ) for attaching a left wheel suspension ( 4 ), • a right side member ( 3 ) for fixing a right wheel suspension ( 4 ), • a load-bearing transverse structure ( 5 ) for connecting the two longitudinal members ( 2 . 3 ) and for transmission of chassis loads between the two side members ( 2 . 3 ), • an electric drive of the vehicle, and • a drive housing ( 6 ) for receiving the electric drive, wherein the drive housing ( 6 ) in the transverse structure ( 5 ) is arranged for receiving and transmitting chassis loads. Achsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsgehäuse (6) steif, insbesondere ohne elastischer Lagerung, in die Querstruktur (5) integriert ist.Axle carrier according to claim 1, characterized in that the drive housing ( 6 ) stiff, in particular without elastic support, in the transverse structure ( 5 ) is integrated. Achsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am linken und rechten Längsträger (2, 3) jeweils ein Lagerungsbereich (10) ausgebildet ist, das Antriebsgehäuse (6) zwischen den beiden Lagerungsbereichen (10) angeordnet ist und mit den Lagerungsbereichen (10) steif verbunden ist.Axle carrier according to one of the preceding claims, characterized in that on the left and right side members ( 2 . 3 ) one storage area each ( 10 ) is formed, the drive housing ( 6 ) between the two storage areas ( 10 ) and with the storage areas ( 10 ) is rigidly connected. Achsträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Antriebsgehäuse (6) beidseitig ringförmige Flansche (11) ausgebildet sind, wobei die Flansche (11) mit dem jeweiligen Lagerungsbereich (10) verschraubt sind.Axis carrier according to claim 3, characterized in that on the drive housing ( 6 ) on both sides annular flanges ( 11 ) are formed, wherein the flanges ( 11 ) with the respective storage area ( 10 ) are bolted. Achsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Lastpfad zwischen den beiden Längsträgern (2, 3), welcher über das Antriebsgehäuse (6) läuft, ausschließlich steifes Material verbaut ist, wobei das steife Material einen Elastizitätsmodul von zumindest 1000 MPa bzw. eine Shore-A-Härte von zumindest 70 aufweist.Axle carrier according to one of the preceding claims, characterized in that in the load path between the two longitudinal members ( 2 . 3 ), which via the drive housing ( 6 ), only rigid material is installed, wherein the rigid material has a modulus of elasticity of at least 1000 MPa and a Shore A hardness of at least 70. Achsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Lastpfad zwischen den beiden Längsträgern (2, 3), welcher über das Antriebsgehäuse (6) läuft, mit Ausnahme von Dichtungen ausschließlich steifes Material verbaut ist, wobei das steife Material einen Elastizitätsmodul von zumindest 1000 MPa bzw. eine Shore-A-Härte von zumindest 70 aufweist, und wobei die Dichtungen zwischen dem Antriebsgehäuse (6) und dem jeweiligen Längsträger (2, 3) angeordnet sind, und wobei die einzelne Dichtung eine maximale Dicke von 10 mm, vorzugsweise 5 mm, aufweist.Axle carrier according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the load path between the two longitudinal members ( 2 . 3 ), which via the drive housing ( 6 ), with the exception of seals exclusively rigid material is installed, wherein the rigid material has a modulus of elasticity of at least 1000 MPa and a Shore A hardness of at least 70, and wherein the seals between the drive housing ( 6 ) and the respective side member ( 2 . 3 ), and wherein the single seal has a maximum thickness of 10 mm, preferably 5 mm. Achsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Antriebsgehäuse (6) eine elektrische Maschine und ein Getriebe angeordnet sind.Axle carrier according to one of the preceding claims, characterized in that in the drive housing ( 6 ) An electric machine and a transmission are arranged. Achsträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ankerwelle der elektrischen Maschine und eine mit den Radaufhängungen (4) fluchtende Antriebswelle parallel zueinander angeordnet sind, wobei das im Antriebsgehäuse (6) integrierte Getriebe die Ankerwelle und die Antriebswelle miteinander verbindet.Axle carrier according to claim 7, characterized in that an armature shaft of the electric machine and one with the wheel suspensions ( 4 ) aligned drive shaft are arranged parallel to each other, wherein in the drive housing ( 6 ) integrated transmission, the armature shaft and the drive shaft interconnects. Achsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querstruktur (5) zumindest einen Querträger (7) umfasst, der zusätzlich zum Antriebsgehäuse (6) die beiden Längsträger (2, 3) verbindet.Axle carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the transverse structure ( 5 ) at least one cross member ( 7 ), which in addition to the drive housing ( 6 ) the two side members ( 2 . 3 ) connects. Achsträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (7) unterhalb der Ankerwelle des elektrischen Antriebs verläuft. Achsträger according to claim 9, characterized in that the cross member ( 7 ) runs below the armature shaft of the electric drive.
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