-
Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung für ein elektrisches Antriebsaggregat an einer Karosserie und/oder an einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
-
Es ist bekannt, ein oder mehrere elektrische Antriebsaggregate als einzigen oder zusätzlichen Antrieb in ein wenigstens teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug einzubauen. Am häufigsten eingesetzt wird als elektrisches Antriebsaggregat ein mit eventuell einem Getriebe und eventuell einem Differential gekoppelter Elektromotor, wobei die Getriebegehäuse und das Motorgehäuse zusammengebaut oder -geflanscht in einem Kraftfahrzeugaufbau angebracht sind. Solche Lagerungen für Elektromotor und/oder Getriebe für Kraftfahrzeuge sind in unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Sie können Schwingungen bzw. Relativbewegungen zwischen dem Antriebsaggregat und der Fahrzeug-Karosserie ermöglichen, jedoch sollen diese Relativbewegungen nicht nur gedämpft, sondern auch in der Distanz oder Auslenkung begrenzt werden, um zu vermeiden, dass Teile des Antriebsaggregates in unerwünschter Weise an der Fahrzeug-Karosserie oder dem Fahrwerk anschlagen. Außerdem ist es erwünscht, dass solche Lagerungen akustisch dämpfend wirken.
-
Die
DE 10 2011 081 836 beschreibt eine elektrisch angetriebene Hinterachse eines zweispurigen Fahrzeugs mit den Rädern zugeordneten Antriebswellen und einem Achsträger mit mehreren daran befestigten radführenden Lenkern, wobei zumindest ein Elektromotor am Achsträger befestigt ist und weiterhin ein Elemente zur Bereitstellung elektrischer Energie für den Elektromotor enthaltendes Gehäuse am Achsträger befestigt ist oder einen Bestandteil des Achsträgers in Form eines Grundkörpers bildet.
-
Zumindest ein vorderer und ein hinterer, sich über die Fahrzeugmittenebene, über einen größeren Teil der Fahrzeugbreite erstreckender Querträger sind vorhanden, in deren beiden Endbereichen Lager zur Anbindung der Achse am Fahrzeugaufbau vorgesehen sind. Damit ist eine hohe Verwindungssteifigkeit erzielbar. Vorzugsweise ist der Antriebs-Elektromotor des Fahrzeugs bzw. die elektrische Antriebseinheit, die weiterhin ein dem Elektromotor nachgeschaltetes Getriebe und ein Differential aufweisen kann, ebenfalls über elastische Lager am erfindungsgemäßen Achsträger befestigt. Vorzugsweise sind hierfür drei Lagerstellen vorgesehen, von denen zwei auf einer Seite der Antriebseinheit, die einer der Fahrzeug-Längsseiten zugewandt ist, möglichst weit voneinander beabstandet sind, so dass diese beiden Lager das Motor-Antriebsmoment bestmöglich abstützen können. Das dritte Lager ist vorzugsweise auf der anderen Seite der Antriebseinheit möglichst mittig bzw. nahe des Masseschwerpunkts angeordnet und insbesondere für die Aufnahme der Gewichtskräfte ausgelegt, wobei dann, wenn dieses dritte Lager hydraulisch bedämpft ist, die Eigenschwingungen der elektrischen Antriebseinheit gegenüber der Achse wirkungsvoll begrenzt werden können.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe der Erfindung, für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor, dessen Aggregat-Aufhängung bzw. -Befestigung unter Akustikgesichtspunkten so zu optimieren, dass beim Fahren größtmöglicher Komfort für die Insassen vorhanden ist.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Nach der Erfindung ist eine Befestigungseinrichtung zum Festlegen eines elektrischen Antriebsaggregats, quer in einem Kraftfahrzeug eingebaut, über wenigstens drei Lagerstellen an dessen Karosserie und/oder Fahrwerk, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwerpunkt des Antriebsaggregats in einer Ebene liegt, in der auch die Lagerstellen liegen.
-
Bei einer solchen diametralen Lage der Lagerstellen zu einer theoretischen Drehachse des frei im Raum beweglichen Aggregats unter Momentenbeanspruchung, werden gleich große, einander entgegen gerichtete Kräfte in vertikaler Richtung in die Lagerstellen am Quer- und weiteren Querträger eingeleitet. Daraus resultieren vorteilhafterweise Komfortsteigerungen, insbesondere bei Start und Stop, verschiedenen Fahrmanövern, wie Lastwechseln und dynamischem Anfahren.
-
Zwei bevorzugte Ausführungen der Erfindung sehen alternativ vor, dass sich entweder eine dieser Lagerstellen an einem Querträger in Fahrtrichtung vor und zwei dieser Lagerstellen an einem weiteren Querträger in Fahrtrichtung hinter dem Antriebsaggregat befinden, oder dass sich zwei dieser Lagerstellen an einem weiteren Querträger in Fahrtrichtung vor und eine dieser Lagerstellen an einem Querträger in Fahrtrichtung hinter dem Antriebsaggregat befinden.
-
Je nachdem, ob das Antriebaggregat im Heck beziehungsweise in der Front des Kraftfahrzeugs eingebaut ist, ergibt die Alternative des ersten beziehungsweise des zweiten Anspruchs eine wesentlich verbesserte Crashstruktur mit weicherem Aufbau, was im Kollisionsfall die Kollisions-Kraftaufnahme durch Verformung erhöht. Bei der Alternative des ersten Anspruchs sind im Heckbereich am hinteren, weiteren Querträger zwei Lagerstellen für das Antriebsaggregat vorgesehen, die Alternative des zweiten Anspruchs sieht im Frontbereich zwei Lagerstellen für das Antriebsaggregat am vorderen, weiteren Querträger vor. In beiden Fällen bewirken die jeweils beiden Lagerstellen, dass der weitere Querträger aufgrund der Aufteilung der Auflagerkräfte, sowohl aus der Gewichtskraft des, als auch aus der Momentenabstützung für das Antriebsaggregat, fragiler vorgesehen werden kann, als der zur jeweiligen Aggregatbefestigung dazugehörige Querträger und so das Kraftfahrzeug im Kollisionsfall hinten beziehungsweise vorne nachgiebiger, weicher ist. Insgesamt kann der Antriebs- und Lagerungsverbund dadurch auch stabiler gestaltet werden, was eine wesentlich verringerte Schwingungserzeugung mit sich bringt und somit weniger Geräusche in den Innenraum übertragen werden.
-
Dieses Konzept besitzt auch aufgrund der kurzen Befestigungshebel einen sehr steifen Antriebs- und Lagerungsverbund und damit akustische Vorteile für die Fahrzeuginsassen, gleichzeitig ist durch den weiteren Querträger eine zusätzliche, ausgezeichnet Energie abbauende Crashstruktur für die elektrischen Komponenten vorhanden.
-
Vorteilhafterweise ist das Antriebsaggregat, das wenigstens aus einem Elektromotor und einem Getriebe besteht, mittels an den Lagerstellen eingebauten elastischen Lagern, im Kraftfahrzeug eingebaut. Es ist besonders von Vorteil, wenn das Antriebsaggregat in Querrichtung des Kraftfahrzeugs so positioniert ist, dass eine linke und eine rechte Antriebswelle die gleiche Länge besitzen.
-
Bei weiteren vorteilhaften Ausführungen der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung ist wenigstens eine Lagerstelle so ausgebildet, dass deren Lagerzapfen in Fahrzeuglängsrichtung gerichtet ist. So sind die Lagerzapfen mit ihren Tragarmen auf einfache Weise so steif wie möglich auszuführen, um die Körperschallübertragung zwischen Antriebsaggregat und Karosserie möglichst gering zu halten. Da die Tragarme und Lagerzapfen mechanisch freie Kragträger mit Zusatzmassen am freien Ende sind, deren Resonanz den in die Karosserie eingetragenen Körperschall um mehr als eine Zehnerpotenz erhöhen kann, ist es vorteilhaft, aus dem relevanten Frequenzbereich für Körperschall heraus zu kommen und die Tragarm/Lagerzapfenresonanz auf mehr als 1000 Hertz anzuheben, indem die Tragarme möglichst kurz ausgebildet sind und über eine große Verbindungsfläche zum Motorgehäuse verfügen, vorzugsweise als geschlossener Kastenträger ausgeführt. Dadurch ist weiter von Vorteil, dass Antriebsgeräusche aus Biegeschwingungen rotierender Wellen, die ebenfalls als Körperschall über die Lagerstellen in die Karosserie eingeleitet werden, ebenfalls gedämpft werden.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert, wobei die beigefügte Figur ein Antriebsaggregat und dessen erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung als Heckeinbau in einem von unten betrachteten Kraftfahrzeug zeigt. Es sind nur wesentliche Teile dargestellt. Erfindungswesentlich können hier sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein.
-
Die einzige Figur zeigt eine Befestigungseinrichtung zum Festlegen eines Kraftfahrzeug-Antriebsaggregats 1, quer eingebaut im Heck des Kraftfahrzeugs, zum Antrieb nicht gezeichneter Antriebswellen, verbunden mit nicht gezeichneten Hinterrädern als Heckantrieb für das Kraftfahrzeug. Das Antriebsaggregat 1 besteht aus Elektromotor 2 und Getriebe 3 in einem gebauten Gehäuse 4, das mittels Schwingungen dämpfenden Elementen, an einer Karosserie und/oder an einem Fahrwerk des Kraftfahrzeugs festgelegt ist. Dazu besitzt das Gehäuse 4 drei möglichst kurze Tragarme 5, 5', 5", um so eine größtmögliche Stabilität zu erzielen. Diese sind am Gehäuse 4 entweder angegossen oder angeflanscht und stützen sich über nicht sichtbare Lagerzapfen, die auch als Schrauben ausgebildet sein können, an den Schwingungen dämpfenden Elementen ab.
-
Die Befestigungseinrichtung zur Abstützung des elektrischen Antriebsaggregats 1 besteht aus drei Lagerstellen 6, 6', 6" mit eingebauten, nicht sichtbaren elastischen Lagern, eine 6" in Fahrtrichtung (Pfeil 7) vor dem Antriebsaggregat 1, an einem Querträger 8, hier auch dem Hinterachsträger des Fahrwerks, und zwei in Fahrtrichtung 7 hinter dem Antriebsaggregat 1, an einem weiteren Querträger 9 des Fahrwerks. Beide Querträger 8, 9 sind an Längsträgern 10, 11 der Karosserie angebracht. Die Lagerstellen 6, 6' ,6" sind so ausgebildet, dass die Lagerzapfen in Fahrzeuglängsrichtung 7 ausgerichtet sind.
-
Das Antriebsaggregat 1 ist so zwischen dem Querträger 8 und dem weiteren Querträger 9 eingebaut, dass ein nicht eingezeichneter Schwerpunkt des Antriebsaggregats 1 in einer nicht gezeichneten virtuellen Ebene liegt, in der auch die drei Lagerstellen 6, 6', 6" liegen. Des Weiteren ist das Antriebsaggregat 1 in Fahrzeug-Querrichtung (Doppelpfeil 13) so positioniert, dass die beiden nicht gezeichneten Antriebswellen links und rechts, zu den nicht gezeichneten Hinterrädern in den Radhäusern 12 hin verlaufend, die gleiche Länge besitzen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
