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Die Erfindung betrifft einen Fahrschemel für ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb, mit mindestens an drei Karosserielagerstellen zum elastischen Lagern des Fahrschemels an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs, mit mindestens drei Antriebslagerstellen zum elastischen Lagern des elektrischen Antriebs an dem Fahrschemel, wobei eine Fahrzeuglängsachse und eine Fahrzeugquerachse eine Horizontalebene aufspannen, insbesondere gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, mit mindestens einer elektrischen Antriebseinheit und mit mindestens einem solchen Fahrschemel.
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Bei Kraftfahrzeugen mit elektrischem Antrieb entfällt die Geräuschentwicklung durch die Brennkraftmaschine. Dadurch treten Geräusche, die über das Fahrwerk eingekoppelt werden, stärker in den Vordergrund. Diese werden allerdings häufig als unangenehm oder lästig empfunden.
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Aus der
DE 10 2015 2009 031 A1 ist ein Achsträger eines Kraftfahrzeugs mit einem Elektroantrieb bekannt, bei welchem der Achsträger über elastische Lager an der Karosserie gehalten ist und sowohl der Elektroantrieb als auch die Radaufhängung über elastische Lager an dem Achsträger gehalten sind. Dadurch ist eine doppelte elastische Entkopplung zur Karosserie hin gegeben. Diese Ausführungsform hat allerdings den Nachteil, dass es durch die elastische Aufhängung des Achsträgers und die elastische Aufhängung des elektrischen Antriebs zu Relativbewegungen zwischen der Achse und dem Fahrschemel bzw. der Karosserie kommt, welche durch ein in der Welle vorhandenes Kardangelenk aufgenommen werden müssen. Dies führt allerdings wiederum zu einer erhöhten Geräuschentwicklung durch die Kardanwelle selber, was zu niederfrequenten Schwebungsschwingungen führen kann.
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Die
DE 199 09 945 C1 offenbart einen Fahrschemel für Kraftfahrzeuge bei welchem ein Getriebeaggregat an dem Fahrschemel gehalten ist.
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Aus der
DE 10 2011 081 836 A1 ist eine elektrisch angetriebene Achse eines zweispurigen Fahrzeugs bekannt. Dabei ist ein Elektromotor an einem Achsträger befestigt.
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Die
US 2014/0117654 A1 offenbart ebenfalls einen Fahrschemel, in welchem ein Elektroantrieb gehalten werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe die zugrunde eine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsform eines Fahrschemels und eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die sich insbesondere durch eine verbesserte Geräuschentkopplung auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhaft Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Karosserielagerstellen im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene anzuordnen und die Antriebslagerstellen ebenfalls im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene anzuordnen. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Karosserielagerstellen jeweils einen Wirkmittelpunkt aufweisen, und dass die Wirkmittelpunkte von drei der Karosserielagerstellen eine Karosserielagerebene aufspannen, die im Wesentlichen parallel zu der Horizontalebene verläuft. Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Antriebslagerstellen jeweils einen Wirkmittelpunkt aufweisen und dass die Wirkmittelpunkte der drei Antriebslagerstellen eine Antriebslagerebene aufspannen, die im Wesentlichen parallel zu der Horizontalebene verläuft. Somit sind sowohl die Karosserielagerebene als auch die Antriebslagerebene im Wesentlichen parallel zur Horizontalebene. Durch die horizontale Anordnung der Karosserielagerebene und der Antriebslagerebene reduzieren sich die Verformung und die Verkippung des Fahrschemels als Reaktion auf Längs- und Querkräfte, die beim Beschleunigen, Bremsen und Kurvenfahren auftreten können.
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Generell sind für eine möglichst gute akustische Entkopplung weiche Lagerstellen wünschenswert. Weiche Lagerstellen erlauben allerdings im Gegenzug große Bewegungen des Fahrschemels in der Karosserie und des elektrischen Antriebs zum Fahrschemel, welche die Anforderung an den nötigen Bauraum und die Flexibilität weiterer Bauteile, wie beispielsweise die Antriebswelle erhöhen. Daher ist eine Reduktion der Bewegung des Fahrschemels und des elektrischen Antriebs innerhalb des Kraftfahrzeugs ohne eine Verringerung der Elastizität der Lagerstellen wünschenswert.
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In der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen heißt „im Wesentlichen parallel“, dass eine Abweichung zu „parallel“ von max. 20°, vorzugsweise max. 10° und besonders bevorzugt von max. 5° erlaubt ist.
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In der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen wird unter einem „Wirkmittelpunkt“ der Punkt einer Lagerstelle verstanden, über welchen effektiv die Kraft zwischen den beiden gelagerten Teilen übertragen werden kann. Insbesondere ist der Wirkmittelpunkt der Lagerstelle der Kipppunkt, um welchen sich die beiden gelagerten Teile gegeneinander drehen, wenn ein Drehmoment angelegt wird. Bei einem Elastomerhülsenlager liegt der Wirkmittelpunkt in der Regel auf einem Mittelpunkt einer Lagerachse des Elastomerhülsenlagers. Falls das Elastomerlager inhomogen ausgebildet ist, beispielsweise durch gezielte Versteifungen kann sich der Wirkmittelpunkt innerhalb des Elastomerlagers auch verschieben.
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In der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen beziehen sich alle Angaben zu Abständen und Winkeln auf einen Fahrschemel, der in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist, das auf einer horizontalen ebenen Fläche abgestellt ist.
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Eine günstige Möglichkeit sieht vor, dass der Fahrschemel mehr als drei, insbesondere genau vier, Karosserielagerstellen aufweist, wobei jede durch die Wirkmittelpunkte von drei der Karosserielagerstellen gebildete Karosserielagerebene im Wesentlichen parallel zu der Horizontalebene verläuft, und wobei der jeweilige Wirkmittelpunkt in jeder Karosseriestelle zu jeder möglichen Karosserielagerebene einen Abstand aufweist, der kleiner als 10 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm und besonders bevorzugt kleiner als 2 cm ist. Somit liegen alle Karosserielagerstellen im Wesentlichen auf derselben Karosserielagerebene. Lediglich geringe Abweichungen sind erlaubt. Dadurch wird eine Anordnung aller Karosserielagerebene in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene erreicht. Dadurch kann die Lage des Fahrschemels im Kraftfahrzeug auch bei mehr als drei Karosserielagerstellen stabilisiert werden.
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In der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen heißt „Abstand kleiner als“ auch, dass kein Abstand vorhanden sein kann, also der Abstand 0 beträgt.
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Eine weitere günstige Möglichkeit sieht vor, dass der Fahrschemel mehr als drei Antriebslagerstellen aufweist, dass jede durch die Wirkmittelpunkte von drei der Antriebslagerstellen gebildete Antriebslagerebene im Wesentlichen parallel zu der Horizontalebene verläuft, und dass der jeweilige Wirkmittelpunkt jeder Antriebslagerstelle zu jeder möglichen Antriebslagerebene einen Abstand aufweist, der kleiner als 10 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm und bevorzugt kleiner als 2 cm ist. Somit kann auch bei mehr als drei Antriebslagerstellen die Relativbewegung zwischen dem Fahrschemel und der elektrischen Antriebseinheit verringert werden.
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Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass jeder Wirkmittelpunkt der Antriebslagerstellen einen Abstand zu der oder den Karosserielagerebenen aufweist, der kleiner als 10 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm und besonders bevorzugt kleiner als 2 cm ist. Somit liegen die Antriebslagerstellen ebenfalls im Wesentlichen in der Karosserielagerebene, so dass die Antriebslagerebene und die Karosserielagerebene nur einen geringen Abstand zueinander aufweisen. Dadurch bewirken die dynamisch auftretenden Quer- und Längskräfte keine oder nur eine sehr geringe Drehmomentwirkung auf den Fahrschemel, so dass die Lage des Fahrschemels innerhalb der Karosserie stabilisiert ist.
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Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass jeder Wirkmittelpunkt der Karosserielagerstellen einen Abstand zu der oder den Antriebslagerebenen aufweist, der kleiner als 10 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm und besonders bevorzugt kleiner als 2 cm ist. Auch dadurch wird erreicht, dass die Antriebslagerebenen und die Karosserielagerebenen dicht aneinander liegen wodurch die in den Fahrschemel eingekoppelten Drehmoment gering gehalten werden können.
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Eine günstige Variante sieht vor, dass die jeweiligen Positionen und die jeweiligen Elastizitäten der Karosserielagerstellen eine Karosserienickachse definieren, um welche sich der Fahrschemel gegenüber der Karosserie als Antwort auf ein Drehmoment in Fahrzeugquerrichtung dreht, dass die jeweiligen Positionen und die jeweiligen Elastizitäten der Antriebslagerstellen eine Antriebsnickachse definieren, um welche sich die elektrische Antriebseinheit gegenüber dem Fahrschemel dreht, wenn die elektrische Antriebseinheit ein Drehmoment erzeugt und dass die Karosserienickachse und die Antriebsnickachse einen Abstand zueinander aufweisen, der kleiner als 20 cm, vorzugsweise kleiner als 10 cm und besonders bevorzugt kleiner als 5 cm ist. Dadurch dass der Abstand der Karosserienickachse zu der Antriebsnickachse klein ist, kann erreicht werden, dass trotz Nickbewegung des Fahrschemels und des elektrischen Antriebs zumindest die beiden Nickachsen sich nicht oder nur wenig innerhalb des Fahrzeugs bewegen. Dadurch kann eine Schiebebewegung der Antriebswelle reduziert werden. Dadurch wird zum einen Einbauraum eingespart und zum anderen wird die Belastung der Antriebswelle reduziert. Des Weiteren wird dadurch auch eine bessere akustische Entkopplung erreicht, da insgesamt weichere Lager verwendet werden können. Durch die entsprechende Auslegung der Lager, dass die Karosserienickachse und die Antriebsnickachse nah aneinander liegen, können stärkere Nickbewegungen des Antriebs und des Fahrschemels toleriert werden, so dass weichere Lager, die eine bessere akustische Entkopplung bewirken, verwendet werden können.
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Die Lage der Karosserienickachse und der Antriebsnickachse kann beispielsweise durch die Verwendung von unterschiedlichen steifen Elastomerlagern in den entsprechenden Lagerstellen eingestellt werden. Normalerweise würde diese Achse mittig zwischen zwei Lagern liegen. Wenn nun eines der Lager eine höhere Steifigkeit also geringere Elastizität aufweist, verschiebt sich die Lage der Nickachse zu dem Lager hin, dass die höhere Steifigkeit aufweist.
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In der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ist die Richtung eines Drehmoments durch die Lage der Achse, um welche das Drehmoment ausgeübt wird, definiert. Beispielsweise ist das Drehmoment des Antriebs in Fahrzeugquerrichtung gelegen. Insbesondere wird die elektrische Antriebseinheit im Betrieb ein Drehmoment an die Antriebsachse und ein entsprechend entgegengesetztes Drehmoment auf den Fahrschemel übertragen. Somit wird beim Beschleunigen und Bremsen die elektrische Antriebseinheit eine Nickbewegung um die Fahrzeugquerrichtung durchführen. Entsprechende würde auch der Fahrschemel eine Nickbewegung um die Fahrzeugquerrichtung durchführen.
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Eine weitere besonders günstige Variante sieht vor, dass die Karosserienickachse und die Antriebsnickachse jeweils einen Abstand zu der Karosserielagerebene und der Antriebslagerebene aufweisen, der kleiner als 20 cm, vorzugsweise kleiner als 10 cm und besonders bevorzugt kleiner als 5 cm ist. Dadurch, dass die jeweiligen Nickachsen nahe an oder sogar in den Lagerebenen liegen, kann die durch dynamische Quer- und Längskräfte bewirkte Neigung des Fahrschemels und des elektrischen Antriebs verringert werden.
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Eine vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass ein Massenschwerpunkt des Fahrschemels einen Abstand zu der oder den Karosserielagerebenen aufweist, der kleiner als 20 cm, vorzugsweise kleiner als 10 cm und besonders bevorzugt kleiner als 5 cm ist. Dadurch reduziert sich das Drehmoment, das auf den Fahrschemel wirkt, wenn dynamische Quer- oder Längskräfte auf das Fahrzeug wirken. Dadurch kann die Verkippung des Fahrschemels innerhalb des Kraftfahrzeugs bei einem Beschleunigen, Bremsen und Kurvenfahrten reduziert werden.
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Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass die Karosserielagerstellen in Außenbereichen des Fahrschemels angeordnet sind. Dadurch weisen die Karosserielagerstellen einen großen Abstand zueinander auf. Somit können die Karosserielagerstellen aufgrund des dadurch gebildeten großen Hebelarms größere Drehmomente aufnehmen, so dass auch bei Verwendung von weichen Lagerstellen eine Drehbewegung des Fahrschemels innerhalb der Karosserie reduziert werden kann.
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Eine weitere besonders vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass die Karosserielagerstellen und/oder die Antriebslagerstellen Elastomerlager, insbesondere Elastomerhülsenlager, aufweisen. Solche Elastomerlager lassen sich besonders günstig im Bereich von Kraftfahrzeugfahrwerken einsetzen. Elastomerlager erlauben eine gezielte Einstellung der Elastizität und insbesondere auch eine Möglichkeit anisotrope Elastizitäten zu erzeugen, was die Anpassbarkeit der Lagerstellen erhöht.
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Des Weiteren beruht die Erfindung auf dem allgemeinen Gedanken, ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, mit mindestens einem elektrischen Antriebseinheit und mindestens einem Fahrschemel gemäß der vorstehenden Beschreibung auszustatten, wobei die elektrische Antriebseinheit über die Antriebslagerstellen des Fahrschemels an dem Fahrschemel gehalten ist, und dass der Fahrschemel über die Karosserielagerstellen an der Karosserie gelagert ist. Somit übertragen sich die Vorteile des Fahrschemels auf das Kraftfahrzeug, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Eine günstige Lösung sieht vor, dass die elektrische Antriebseinheit eine Antriebswelle aufweist, die einen Abstand zu der Antriebsnickachse und/oder zu der Karosserienickachse aufweist, der kleiner ist als 10 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm und besonders bevorzugt kleiner als 2 cm ist. Dadurch erfährt die Antriebswelle nur geringe Verschiebebewegungen, wenn sich der Fahrschemel innerhalb des Kraftfahrzeugs um die Karosserienickachse dreht. Entsprechendes gilt auch für ein Verkippen der elektrischen Antriebseinheit um die Antriebsnickachse relativ zum Fahrschemel. Insbesondere die Verschiebung der Antriebsachse würde zu einer größeren Belastung der Welle und zu einem erhöhten Bauraumbedarf führen. Dadurch ist diese Co-Lage der Antriebswelle, der Antriebsnickachse und der Karosserienickachse besonders günstig. Auch hier ergibt sich für die Geräuschentkopplung der Vorteil, dass weichere Elastomerlager verwendet werden können, ohne dass sich die Verschiebewege der Antriebswelle zu stark erhöhen.
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Eine weitere besonders günstige Lösung sieht vor, dass ein Massenschwerpunkt der elektrischen Antriebseinheit einen Abstand zu der oder den Antriebslagerebenen aufweist, der kleiner als 20 cm, vorzugsweise kleiner als 10 cm und besonders bevorzugt kleiner als 5 cm ist. Somit reduzieren sich die aufgrund von dynamischen Beschleunigungen auftreten Trägheitskräfte erzeugten Drehmomente, so dass sich die Verkippbewegung, insbesondere eine Nickbewegung der elektrischen Antriebseinheit beim Kurvenfahren, Beschleunigen oder Bremsen reduziert. Auch dies erlaubt wiederum die Verwendung von weicheren Elastomerlagern, so dass die akustische Entkopplung verbessert werden kann.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch:
- 1 eine perspektive Ansicht auf einen Fahrschemel und elektrische Antriebseinheit,
- 2 eine Seitenansicht auf den Fahrschemel aus 1, und
- 3 eine Schnittdarstellung durch ein Elastomerlager.
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Eine in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsform eines Fahrschemels 10 wird beispielsweise an einer Vorderachse oder einer Hinterachse eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs eingesetzt. An dem Fahrschemel 10 ist eine elektrische Antriebseinheit 12, ein Lenkgetriebe 14 und nicht dargestellte Radaufhängungen, beispielsweise ein unterer Querlenker gehalten. Im Falle einer nicht lenkenden Hinterachse kann das Lenkgetriebe 14 auch entfallen.
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Die elektrische Antriebseinheit 12 ist vorzugsweise als Motorgetriebeeinheit konzipiert. Entsprechend weist die elektrische Antriebseinheit 12 eine Kupplung, ein Differenzialgetriebe und eine Steuereinheit auf. Diese sind zusammen in einem Antriebsgehäuse 16 angeordnet, welches über Haltearme 18 an dem Fahrschemel 10 gehalten ist. Die Haltearme können, wie in den 1 und 2 dargestellt angeschraubt sein. Alternativ können die Haltearme 18 auch einstückig mit dem Antriebsgehäuse 16 ausgebildet sein. Des Weiteren weist die elektrische Antriebseinheit 12 zwei Antriebswellen 20 auf, welche sich von der elektrischen Antriebseinheit 12 aus zu jeder Seite des Fahrzeugs erstrecken. Über die Antriebswellen 20 werden die entsprechenden Räder der Vorder- bzw. Hinterachse des Kraftfahrzeugs angetrieben.
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Das Antriebsgehäuse 16 ist vorzugsweise sehr steif ausgebildet, so dass das Antriebsgehäuse 16 den Fahrschemel 10 zusätzlich stabilisiert.
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Der Fahrschemel 10 ist vorzugsweise geschlossen ausgebildet. Der Fahrschemel 10 weist zwei Längsträger 22 und zwei Querträger 24 auf, welche jeweils endseitig miteinander an vier Ecken des Fahrschemels 10 miteinander verbunden sind und somit einen geschlossenen Fahrschemel 10 bilden.
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An den Fahrschemel 10 sind Lagerstellen 26 zum elastischen Lagern vorgesehen. Die Lagerstellen 26 können beispielsweise elastische Lager, wie Elastomerlager aufweisen.
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Insbesondere weist der Fahrschemel 10 als Lagerstellen 26 Karosserielagerstellen 28 auf, über welche der Fahrschemel 10 mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden ist und insbesondere elastisch mit dieser verbunden ist, so dass eine akustische Entkopplung zwischen Fahrschemel 10 und Karosserie gegeben ist.
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Des Weiteren weist der Fahrschemel 10 als Lagerstellen 26 Antriebslagerstellen 30 auf, mit welchen die elektrische Antriebseinheit 12 an den Fahrschemel 10 elastisch gelagert gehalten ist. Somit ist auch eine akustische Entkopplung zwischen der elektrischen Antriebseinheit 12 und dem Fahrschemel 10 gegeben. Somit liegt eine doppelte akustische Entkopplung zwischen dem der elektrischen Antriebseinheit 12 und der Karosserie des Kraftfahrzeugs vor.
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Die Lagerstellen 26 weisen jeweils einen Wirkmittelpunkt 32 auf. Der Wirkmittelpunkt 32 ist jeweils durch die Geometrie der in den Lagerstellen 26 eingesetzten Lager, insbesondere Elastomerlager definiert. Der Wirkmittelpunkt der Lagerstelle kann beispielsweise als der Kipppunkt definiert werden, um welchen sich die beiden gelagerten Teile gegeneinander drehen, wenn ein Drehmoment angelegt wird.
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Der Fahrschemel 10 weist mindestens drei, vorzugsweise vier Karosserielagerstellen 28 auf, in welchen vorzugsweise jeweils ein Elastomerlager 31 eingesetzt ist und welche somit jeweils einen Wirkmittelpunkt 32 aufweisen.
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Die Karosserielagerstellen 28 liegen im Wesentlichen in derselben Ebene, welche vorzugsweise im Wesentlichen horizontal verläuft. Das heißt diese Ebene ist im Wesentlichen parallel zu einer Horizontalebene, die durch ein Fahrzeuglängsachse 11 und durch eine Fahrzeugquerachse 13 aufgespannt wird, wenn das Fahrzeug auf einer horizontalen ebenen Fläche steht. Das die Karosserielagerstelle 28, insbesondere die Wirkmittelpunkte 32 der Karosserielagerstellen 28 im Wesentlichen in derselben Ebene liegen, heißt insbesondere, dass ein Abstand eines beliebigen Wirkmittelpunkts 32 einer der Karosserielagerstellen 28 einen Abstand zu einer Karosserielagerebene 34, die durch drei der anderen Wirkmittelpunkte 32 der Karosserielagerstellen 28 aufgespannt ist, kleiner als 10 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm und besonders bevorzugt kleiner als 2 cm ist.
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Insbesondere sind alle Karosserielagerebenen 34, die durch die Wirkmittelpunkte 32 von je drei unterschiedlichen Karosserielagerstellen 28 aufgespannt werden, im Wesentlichen parallel zu der Horizontalebene. In 2 ist beispielshaft eine mögliche Karosserielagerebene 34 eingezeichnet.
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Des Weiteren weist der Fahrschemel 10 mindestens drei, vorzugsweise vier Antriebslagerstellen 30 auf, in welchem jeweils ein Elastomerlager mit einem Wirkmittelpunkt 32 angeordnet ist. Die Antriebslagerstellen 30, insbesondere die Wirkmittelpunkte 32 der Antriebslagerstellen 30 liegen im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene, die im Wesentlichen horizontal verläuft, also im Wesentlichen parallel zur Horizontalebene verläuft.
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Insbesondere heißt dies, dass jeder Wirkmittelpunkt 32 der Antriebslagerstellen 30 einen Abstand zu einer beliebigen durch drei Wirkmittelpunkte der Antriebslagerstellen 30 gebildeten Antriebslagerebene 36 kleiner als 10 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm und besonders bevorzugt kleiner als 2 cm ist.
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Insbesondere sind alle Antriebslagerebenen 36, die durch drei Wirkmittelpunkte von drei unterschiedlichen Antriebslagerstellen 30 aufgespannt werden, im Wesentlichen parallel zu der Horizontalebene. In 2 beispielhaft eine mögliche Antriebslagerebene 36 eingezeichnet.
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Um die Bewegung des Fahrschemels 10 in dem Kraftfahrzeug zu reduzieren, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Karosserielagerebene 34 und die Antriebslagerebene 36 einen möglichst geringen Abstand zueinander aufweisen. Insbesondere soll der Abstand der Karosserielagerebene 34 zu der Antriebslagerebene 36 kleiner als 10 cm, kleiner als 5 cm und besonders bevorzugt kleiner als 2 cm sein. Der Abstand der Karosserielagerebene 34 zu der Antriebslagerebene 36 definiert durch den kleinsten Abstand der beiden Ebenen in einen Bereich, der von dem Fahrschemel 10 abgedeckt wird, das heißt, dass jeder Wirkmittelpunkt 32 der Karosserielagerstellen 28 einen Abstand zu jeder möglichen Antriebslagerebene 36 aufweist, der kleiner als 10 cm, kleiner als 5 cm und besonders bevorzugt kleiner als 2 cm ist. Entsprechend weisen auch die Wirkmittelpunkte 32 der Antriebslagerstellen 30 einen Abstand zu jeder möglichen Karosserielagerebene 34 auf, der kleiner als 10 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm und besonders bevorzugt kleiner als 2 cm ist.
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Die Lagerung des Fahrschemels 10 an der Karosserie über die vier Karosserielagerstellen 28 bewirkt eine elastische Beweglichkeit des Fahrschemels 10 zu der Karosserie. Insbesondere sind Relativbewegungen und Drehbewegungen möglich. Insbesondere bewirken die Karosserielagerstellen 28, dass wenn ein Drehmoment auf den Fahrschemel 10 ausgeübt wird, dass sich der Fahrschemel 10 um einen Schwenkpunkt dreht. Betrachtet man nun Drehmomente, die um die Fahrzeugquerachse 13 an dem Fahrschemel 10 anliegen, wie sie beispielsweise durch die elektrische Antriebseinheit 12 beim Bremsen und Beschleunigen erzeugt werden, dreht sich der Fahrschemel 10 somit um eine Karosserienickachse.
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Entsprechend kann auch eine Antriebsnickachse definiert werden als die Schwenkachse um welche der Fahrschemel relativ zu der elektrischen Antriebseinheit 12 sich dreht, wenn die elektrische Antriebseinheit 12 ein Drehmoment erzeugt und dieses an dem Fahrschemel 10 abstützen muss.
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Vorzugsweise ist ein Abstand zwischen der Karosserienickachse und der Antriebsnickachse klein, insbesondere kleiner als 10 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm und besonderes bevorzugt kleiner als 2 cm. Dadurch ist ein Fixpunkt bzw. eine Fixachse gegeben, welche sich nicht verschiebt, auch wenn der Fahrschemel 10 und die elektrische Antriebseinheit 12 aufgrund der Antriebsdrehmomente sich gegenüber der Karosserie verdrehen/neigen.
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Die Lage der Antriebsnickachse und der Karosserienickachse kann durch Variation der Elastizität der Lagerstellen 26 verschoben werden, insbesondere durch die Elastizität der unterschiedlichen Elastomerlager 31 in den Lagerstellen 26, so dass eine Anpassung der Lagen der Antriebsnickachse und der Karosserienickachse möglich ist.
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Daher ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Lage der Antriebswelle 20 möglichst nah an der Antriebsnickachse und der Karosserienickachse angeordnet ist. Dadurch kann erreicht werden, dass die Verschiebewege der Antriebswelle 20 aufgrund der Verkippungen des Fahrschemels 10 und der elektrischen Antriebseinheit 12 beim Beschleunigen und Bremsen reduziert werden können, so dass Bauraum eingespart werden kann und die Antriebswelle 20 weniger Verschiebeweg ausgleichen können muss. Alternativ kann dadurch bei Beibehaltung der Verschiebewege, die Elastizität der Lagerstellen 26 erhöht werden, so dass eine bessere Geräuschentkopplung erzielt werden kann.
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Vorzugsweise werden die Masseschwerpunkte des Fahrschemels 10 und der elektrischen Antriebseinheit 12 ebenfalls in die Nähe der Antriebslagerebene 36, der Karosserielagerebene 34 und in die Nähe der Karosserienickachse und der Antriebsnickachse gelegt, so dass aufgrund der Fliehkräfte bei Quer- und Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs keine oder nur geringe Drehmomente auf den Fahrschemel 10 bzw. auf die elektrische Antriebseinheit 12 ausüben.
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In 3 ist beispielhaft ein Elastomerhülsenlager 31 dargestellt. Dabei weist ein erstes Bauteil 29 eine Bohrung auf, in welcher eine Elastomerhülse 33 angeordnet ist. Die Elastomerhülse 33 wird von einen Schaft 35 des zweiten Bauteils durchgriffen. Durch die Elastizität des Elastomers 33 sind somit Relativbewegungen zwischen dem ersten Bauteil 29 und dem zweiten Bauteil 35 möglich, so dass Schwingungen entkoppelt werden können. Das Elastomer 33 wirkt symmetrisch auf die Bauteile die mittig in der Elastomerhülse 33 liegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1020152009031 A1 [0003]
- DE 19909945 C1 [0004]
- DE 102011081836 A1 [0005]
- US 2014/0117654 A1 [0006]
