DE102017006826A1

DE102017006826A1 - Achsträger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Kraftwagen

Info

Publication number: DE102017006826A1
Application number: DE102017006826.7A
Authority: DE
Inventors: Hubert Bruehl; Harald Buchal; Rainer Hack; Klaus Russ
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2018-03-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Achsträger (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens zwei Querträgern (12, 14), welche über seitliche Längsträgereinrichtungen (16, 18) miteinander verbunden sind, die jeweils wenigstens zwei zumindest teilweise übereinander angeordnete, als Rohre ausgebildete und jeweils mit den jeweiligen Querträgern (12, 14) verbundene Längsträger (20, 22) aufweisen, wobei der jeweilige Längsträger (20, 22) in den jeweiligen Querträger (12, 14) eingesteckt und stoffschlüssig mit dem jeweiligen Querträger (12, 14) verbunden ist, wobei zumindest einer der Querträger (12, 14) zumindest eine Rippenstruktur (62) aufweist, mittels welcher der zumindest eine Querträger (12, 14) ausgesteift ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Achsträger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie ein Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 7.
Ein solcher Achsträger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie eine solche Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sind beispielsweise bereits der DE 199 09 945 C1 als bekannt zu entnehmen. Der auch als Fahrschemel bezeichnete Achsträger weist wenigstens zwei Querträger auf, welche über seitliche Längsträgereinrichtungen miteinander verbunden sind. Die jeweilige Längsträgereinrichtung weist jeweils wenigstens zwei zumindest teilweise übereinander angeordnete Längsträger auf, die jeweils als Rohre ausgebildet sowie jeweils mit den jeweiligen Querträgern verbunden sind. Die Längsträgereinrichtungen und die Querträger begrenzen jeweils einen Aufnahmebereich des Achsträgers. Dabei weist die Antriebseinrichtung wenigstens eine Antriebskomponente auf, welche zumindest teilweise in dem Aufnahmebereich angeordnet ist.
Des Weiteren offenbart die DE 102 21 299 C1 einen Fahrschemel für eine Vorderachse eines Kraftfahrzeugs, der aus über Querträger verbundenen Längsträgern besteht und mittels Lagerungen mit dem Fahrzeugaufbau verbindbar ist.
Außerdem ist aus der DE 199 20 051 A1 ein Fahrschemel für eine Vorderachse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für einen Geländewagen, bekannt, mit in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Seitenträgern, die mit verbundenen Querträgern ein Rahmengestell bilden.
Außerdem offenbart die DE 41 29 538 A1 einen Fahrschemel für ein Kraftfahrzeug, mit zwei in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Seitenteilen, die über Querträger miteinander verbunden sind und Lagerungen für Lenker von Radführungsgliedern aufweisen, und mit Lagerungen für Lenker von Radführungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Achsträger und eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich auf besonders gewichts- und bauraumgünstige Weise eine besonders hohe Steifigkeit des Achsträgers realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird durch einen Achsträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen auch als Fahrschemel bezeichneten Achsträger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Hinterachse eines Kraftfahrzeugs. Der Achsträger ist somit beispielsweise als Hinterachsträger ausgebildet. Der Achsträger weist wenigstens zwei Querträger auf, welche beispielsweise auch als Querbrücken bezeichnet werden und – insbesondere in Einbaulage des Achsträgers – in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet sind. Dabei nimmt der Achsträger seine Einbaulage in an einem Aufbau, insbesondere der Karosserie, des beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs befestigtem Zustand ein.
Der Achsträger weist ferner seitliche Längsträgereinrichtungen auf, welche beispielsweise, insbesondere bezogen auf die Einbaulage, in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet sind. Dabei sind die Querträger über die Längsträgereinrichtungen miteinander verbunden. Die Längsträgereinrichtungen weisen jeweils wenigstens zwei zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, übereinander angeordnete Längsträger auf. Mit anderen Worten sind die Längsträger, insbesondere bezogen auf die Einbaulage, in Fahrzeughochrichtung beziehungsweise in vertikaler Richtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, übereinander angeordnet. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die jeweiligen Längsträger der jeweiligen Längsträgereinrichtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in Fahrzeughochrichtung voneinander beabstandet sind, sodass beispielsweise in Fahrzeughochrichtung zwischen den Längsträgern wenigstens ein sich in Fahrzeughochrichtung erstreckender Abstand vorgesehen ist. Des Weiteren sind die jeweiligen Längsträger der jeweiligen Längsträgereinrichtung mit den jeweiligen Querträgern verbunden. Dabei sind die jeweiligen Längsträger vorzugsweise direkt mit den jeweiligen Querträgern verbunden, sodass beispielsweise die Längsträger die jeweiligen Querträger kontaktieren beziehungsweise berühren. Außerdem ist es vorgesehen, dass der jeweilige Längsträger als Rohr ausgebildet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass der jeweilige Längsträger zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, einen geschlossenen Hohlquerschnitt aufweist, welcher vorzugsweise rund, insbesondere kreisrund, ausgebildet ist.
Um nun auf besonders bauraum- und gewichtsgünstige Weise eine besonders hohe Steifigkeit des Achsträgers realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der jeweilige Längsträger in den jeweiligen Querträger eingesteckt und stoffschlüssig mit dem jeweiligen Querträger verbunden ist. Hierzu weist beispielsweise der jeweilige Querträger je Längsträger wenigstens eine Aufnahme beziehungsweise Ausnehmung auf, in welcher zumindest ein Teilbereich des jeweiligen Längsträgers aufgenommen ist. Dabei ist der jeweilige Teilbereich beispielsweise in Umfangsrichtung des jeweiligen Längsträgers zumindest teilweise, insbesondere vollständig, umlaufend von dem Längsträger beziehungsweise von einer jeweiligen, die Ausnehmung begrenzenden Wandung umgeben. Beispielsweise ist der jeweilige Längsträger entlang seiner Längserstreckungsrichtung und/oder entlang seiner radialen und somit senkrecht zur Längserstreckungsrichtung verlaufenden Richtung in die Ausnehmung eingesteckt. Dadurch, dass der jeweilige Längsträger in den jeweiligen Querträger eingesteckt ist, ist zwischen dem jeweiligen Längsträger und dem jeweiligen Querträger ein Formschluss beziehungsweise eine formschlüssige Verbindung gebildet. Mit anderen Worten ist der jeweilige Längsträger formschlüssig mit dem jeweiligen Querträger verbunden. Darüber hinaus ist der jeweilige Längsträger stoffschlüssig mit dem jeweiligen Querträger verbunden, sodass eine stoffschlüssige und formschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Längsträger und dem jeweiligen Querträger gebildet ist.
Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest einer der Querträger, insbesondere beide Querträger, zumindest eine Rippenstruktur aufweist bzw. aufweisen, mittels welcher der zumindest eine Querträger bzw. die Querträger ausgesteift sind. Hierdurch kann auf gewichts- und bauraumgünstige Weise eine besonders hohe Steifigkeit des zumindest einen Querträgers somit des Achsträgers insgesamt realisiert werden. Gleichzeitig können die Teilanzahlungen und somit die Kosten gering gehalten werden, da beispielsweise separate, zusätzliche Versteifungsmaßnahmen vermieden oder die Anzahl an solchen Versteifungsmaßnahmen besonders gering gehalten werden können bzw. kann.
Des Weiteren besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn der zumindest eine Querträger als Gussbauteil bzw. als Gussteil ausgebildet ist. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass der zumindest eine Querträger bzw. beide Querträger durch diesen hergestellt ist bzw. sind.
Vorzugsweise weist der zumindest eine Querträger zumindest in einem Teilbereich einen offenen Querschnitt bzw. Hohlquerschnitt auf, in welchem die Rippenstruktur angeordnet ist. Dadurch dann kann der Bauraum besonders gering gehalten werden, gleichzeitig eine besonders hohe Steifigkeit, insbesondere Eigensteifigkeit, dargestellt werden kann. Die Rippenstruktur wird auch als Verrippung bezeichnet, sodass beispielsweise der zumindest eine Querträger ein veripptes Profil ist. Ist dabei die Verrippung in dem offenen Hohlquerschnitt angeordnet, so ist beispielsweise der zumindest eine Querträger als kostengünstiges, offenes und verripptes Profil ausgestaltet.
Um beispielsweise den jeweiligen Längsträger mit dem jeweiligen Querträger stoffschlüssig zu verbinden, kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Längsträger mit dem jeweiligen Querträger verschweißt ist.
Zur Bildung der formschlüssigen Verbindung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der jeweilige Längsträger beziehungsweise das jeweilige Rohr durch den jeweiligen Längsträger durchgesteckt ist, sodass beispielsweise der jeweilige Längsträger die genannte Ausnehmung beziehungsweise den jeweiligen Querträger, insbesondere vollständig, durchdringt. Somit ist bei dem erfindungsgemäßen Achsträger eine formschlüssige momentensteife Verbindung der seitlichen Rohre (Längsträger) mit den Querträgern (Querbrücken) darstellbar, wodurch eine besonders hohe Eigensteifigkeit des Achsträgers auf gewichts- und bauraumgünstige Weise dargestellt werden kann.
Der jeweilige Längsträger ist ein jeweiliges Längsprofil, über welches die jeweiligen Querträger miteinander verbunden sind. Da je Längsträgereinrichtung und somit je Seite des Achsträgers wenigstens zwei Längsträger beziehungsweise Rohre zum Einsatz kommen, sind je Seite wenigstens zwei Längsprofile vorgesehen, über welche die Querträger miteinander verbunden sind. Das jeweilige Längsprofil stellt dabei eine Längsverbindung dar, über welche die Querträger miteinander verbunden sind.
Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei bisherigen Trägerlösungen eine jeweilige Längsverbindung zwischen den Querträgern je Seite nur über genau ein Längsprofil dargestellt wird. Dieses genau eine Längsprofil wird auch als Einzelprofil bezeichnet, dessen Querschnitt üblicherweise in einer Quermaßkette des Kraftfahrzeugs begrenzt ist. Innenseitig erfolgt diese Begrenzung durch eine Antriebskomponente, insbesondere durch deren Größe, wobei die Antriebskomponente beispielsweise zumindest teilweise zwischen den Querträgern und zwischen den Längsträger und somit beispielsweise in einem jeweils teilweise durch die Längsträgereinrichtung und die Querträger begrenzten Aufnahmebereich des Achsträgers angeordnet ist. Außenseitig erfolgt die beschriebene Begrenzung durch eine etwaige Anordnung von Federungs- und Dämpfungselementen, über welche beispielsweise Räder des Kraftfahrzeugs an dem auch als Fahrschemel bezeichneten Achsträger gelagert beziehungsweise abgestützt sind.
Durch die beschriebene Verbindung der Längsträger mit den Querträgern kann nun jedoch eine besonders gewichtsgünstige und steife Trägerstruktur des Achsträgers geschaffen werden, sodass der Achsträger und über diesen die genannten Antriebskomponente sowie wie etwaige Räder besonders vorteilhaft an einem Aufbau, insbesondere die Karosserie, des Kraftfahrzeugs angebunden werden können.
Darüber hinaus ist es möglich, den Achsträger beziehungsweise den Aufnahmebereich, insbesondere bei einem gegebenen Bauraumbedarf, hinreichend groß auszugestalten, um auch eine große Antriebskomponente beziehungsweise mehrere Antriebskomponenten in dem Aufnahmebereich vorteilhaft anordnen zu können. Der große Aufnahmebereich beziehungsweise Achsträger ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn als die Antriebskomponente ein elektrischer Antrieb verwendet wird, welcher wenigstens eine elektrische Maschine zum Antreiben wenigstens eines Rads des Kraftfahrzeugs aufweist. Ferner ist es möglich, dass die Antriebskomponente wenigstens eine Getriebeeinheit aufweist, über welche beispielsweise das genannte Rad von der elektrischen Maschine antreibbar ist. Hierzu ist die elektrische Maschine beispielsweise als Elektromotor betreibbar. Die Getriebeeinheit ist aufgrund von hohen, von der elektrischen Maschine erzeugbaren beziehungsweise bereitstellbaren Drehmomenten und Drehzahlen erheblich voluminöser beziehungsweise größer als übliche Differentialgetriebe. Da nun jedoch der Achsträger beziehungsweise der Aufnahmebereich hinreichend große ausgestaltet werden kann, kann auch eine solche, wenigstens eine elektrische Maschine und wenigstens eine Getriebeeinheit umfassende Antriebskomponente besonders vorteilhaft in dem Aufnahmebereich angeordnet und beispielsweise an dem Achsträger gelagert werden.
Um auf gewichts- und bauraumgünstige Weise eine besonders hohe Steifigkeit des Achsträgers zu realisieren, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der jeweilige Längsträger auf in Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Längsträger einander gegenüberliegenden Seiten, insbesondere des jeweiligen Querträgers, mit dem jeweiligen Querträger stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt, ist. Mit anderen Worten ist beispielsweise der jeweilige Längsträger mit dem jeweiligen Querträger an wenigstens zwei Verbindungsstellen stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt. Diese Verbindungsstellen sind dabei auf den genannten, in Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Längsträgers einander gegenüberliegenden Seiten, insbesondere des jeweiligen Querträgers, angeordnet, sodass der jeweilige Längsträger beidseitig mit dem jeweiligen Querträger stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt, ist.
Um die Steifigkeit des Achsträgers auf gewichts- und bauraumgünstige Weise besonders bedarfsgerecht einstellen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zumindest einer der Längsträger, insbesondere wenigstens zwei Längsträger oder alle Längsträger, zumindest einen Längenbereich mit einem in Längserstreckungsrichtung des zumindest einen Längsträgers variierenden Querschnitt aufweist. Mit anderen Worten weist der zumindest eine Längsträger an wenigstens einer ersten Stelle einen ersten Querschnitt und an einer in Längserstreckungsrichtung des zumindest einen Längsträgers auf die erste Stelle folgenden zweiten Stelle einen von dem ersten Querschnitt unterschiedlichen zweiten Querschnitt auf, wobei sich die Querschnitte voneinander unterscheiden. Insbesondere können sich die Querschnitte in ihren Größen und/oder Formen voneinander unterscheiden, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die insbesondere als geschlossene Hohlquerschnitte ausgebildeten Querschnitte die an sich gleiche Form, insbesondere die Form eines Kreises, jedoch voneinander unterschiedliche Größen, insbesondere voneinander unterschiedliche Durchmesser beziehungsweise Innenumfänge, aufweisen. Mit anderen Worten weist beispielsweise der zumindest eine Längsträger veränderbare beziehungsweise unterschiedliche Durchmesser, insbesondere Innendurchmesser oder Innenumfänge auf, wodurch der Achsträger besonders bedarfsgerecht ausgestaltet werden kann.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest einer der Längsträger, insbesondere wenigstens zwei Längsträger oder alle Längsträger, zumindest einen Längenbereich mit einer in Längserstreckungsrichtung des zumindest einen Längsträgers variierenden Wanddicke aufweist. Beispielsweise fällt der Längenbereich mit der variierenden Wanddicke mit dem Längenbereich mit dem variierenden Querschnitt zusammen. Mit anderen Worten ist es bei dieser Ausführungsform vorgesehen, dass der zumindest eine Längsträger beispielsweise an einer dritten Stelle eine erste Wanddicke und an einer in Längserstreckungsrichtung des zumindest einen Längsträgers auf die dritte Stelle folgenden vierten Stelle eine zweite Wanddicke aufweist, welche von der ersten Wanddicke unterschiedlich ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die dritte Stelle mit der ersten Stelle zusammenfällt, wobei alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein kann, dass die vierte Stelle mit der zweiten Stelle zusammenfällt. Durch die veränderbare beziehungsweise variierende Wanddicke kann die Steifigkeit des Achsträgers besonders bedarfsgerecht eingestellt werden, wobei gleichzeitig das Gewicht des Achsträgers in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist zumindest einer der Längsträger, insbesondere wenigstens zwei der Längsträger oder alle Längsträger, in einem ersten Längenbereich eine erste Krümmung und in einem sich an den ersten Längenbereich anschließenden zweiten Längenbereich eine von der ersten Krümmung unterschiedliche zweite Krümmung auf, wobei sich insbesondere der zweite Längenbereich in Längserstreckungsrichtung des zumindest einen Längsträgers an den ersten Längenbereich anschließt. Mit anderen Worten weist beispielsweise der zumindest eine Längsträger wenigstens zwei voneinander unterschiedliche Biegungen beziehungsweise Knickverläufe auf, wodurch eine besonders bedarfsgerechte Ausgestaltung des zumindest einen Längsträger und somit des Achsträgers insgesamt dargestellt werden kann.
Durch die veränderbaren beziehungsweise variierenden Querschnitte und/oder Wanddicken und/oder Krümmungen ist es insbesondere möglich, die Längsträger, insbesondere in ihren Orientierungen und/oder Abmessungen, zumindest im Wesentlichen optimal auf Belastungen und Kräfte auszulegen und an diese Belastungen und Kräfte anzupassen, die an den jeweiligen Stellen beziehungsweise in den jeweiligen Längenbereichen auf die als Rohre ausgebildeten Längsträger wirken. Dadurch kann beispielsweise während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs die Verwindung des Achsträger besonders gering gehalten werden, wodurch Schwingungen beziehungsweise deren Aufschaukeln vermieden werden können beziehungsweise kann.
Ein weiterer Vorteil der seitlichen Rohrausführung der Längsträger liegt darin, dass eine vertikal besonders große Abstützbasis der vorzugsweise voneinander beabstandeten Rohre geschaffen werden kann. Torsionsmomente, welche durch die zuvor genannten Belastungen beziehungsweise Kräfte beispielsweise an dem vorderen Querträger und dem hinteren Querträger des Achsträgers entstehen beziehungsweise über die Querträger in den Achsträger eingeleitet werden, können durch die seitlichen Rohre so abgestützt und aufgenommen werden, dass die Torsionsmomente als Druck- oder Zugkräfte im Wesentlichen in den Längserstreckungsrichtungen beziehungsweise Längsorientierungen der Rohre aufgenommen werden können. Dadurch kann eine übermäßige Belastung des Achsträgers insgesamt vermieden werden. Insbesondere können die Rohre direkt zur Aufnahme von Antriebsmomenten und Kräften verwendet werden, welche beispielsweise über Aufhängungselemente in den Achsträger eingeleitet werden. Bei diesen Aufhängungselementen handelt es sich beispielsweise um Lenker, insbesondere Radlenker, über welche beispielsweise jeweilige Räder des Kraftfahrzeugs an dem Achsträger angelenkt sind.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der jeweilige Querträger wenigstens zwei Aufnahmen für Lager, insbesondere Gummi- beziehungsweise Elastomerlager, aufweist, über welche der Achsträger an dem zuvor genannten Aufbau, insbesondere der Karosserie, des Kraftfahrzeugs zu lagern beziehungsweise anzubinden ist. Somit ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Anbindung des Achsträgers an den Aufbau nicht über die Längsträgereinrichtungen beziehungsweise die Rohre, sondern über die Querträger erfolgt, da die Aufnahmen und somit jeweilige Anbindungsstellen, an denen der Achsträger an den Aufbau anbindbar ist, nicht durch die Längsträger, sondern durch Querträger gebildet sind.
Beispielsweise sind die Aufnahmen als jeweilige Durchgangsöffnungen ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass in den Aufnahmen jeweilige Lagerelemente, insbesondere Lagerhülsen, aufgenommen sind. Die jeweilige Lagerhülse ist beispielsweise mit dem jeweiligen Querträger stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt. Insbesondere wird die jeweilige Lagerhülse beispielsweise genutzt, um wenigstens einen Lagerkern aufzunehmen, welcher beispielsweise aus einem Gummi beziehungsweise aus einem Elastomer gebildet ist. Hierdurch kann eine Elastomer- beziehungsweise Gummilagerung geschaffen werden, welche beispielsweise Relativbewegungen zwischen dem Achsträger und dem Aufbau zulässt. Infolge von Relativbewegungen wird das Gummilager, insbesondere der Lagerkern, elastisch verformt, wodurch Schwingungsenergie in Verformungsenergie umgewandelt wird. Hierdurch werden Schwingungen besonders effektiv gedämpft, sodass eine besonders vorteilhafte und insbesondere komfortable Lagerung des Achsträgers an dem Aufbau darstellbar ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Die Antriebseinrichtung umfasst einen Achsträger, insbesondere einen erfindungsgemäßen Achsträger gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, welcher wenigstens zwei einen Aufnahmebereich des Achsträgers jeweils teilweise begrenzende Querträger und seitliche, den Aufnahmebereich jeweils teilweise begrenzende und die Querträger miteinander verbindende Längsträgereinrichtungen aufweist. Die Längsträgereinrichtungen weisen jeweils wenigstens zwei zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, übereinander angeordnete, als Rohre ausgebildete und jeweils, insbesondere direkt, mit den jeweiligen Querträgern verbundene Längsträger auf. Die Antriebseinrichtung umfasst ferner zumindest eine Antriebskomponente, welche zumindest teilweise in dem Aufnahmebereich des Achsträgers angeordnet ist. Insbesondere ist die Antriebskomponente an dem Achsträger gehalten.
Um nun auf besonders bauraum- und gewichtsgünstige Weise eine besonders hohe Steifigkeit des Achsträgers realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der jeweilige Längsträger in den jeweiligen Querträger eingesteckt und stoffschlüssig mit dem jeweiligen Querträger verbunden ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest einer der Querträger, insbesondere beide Querträger, zumindest eine Rippenstruktur aufweist bzw. aufweisen, mittels welcher der zumindest eine Querträger bzw. die Querträger ausgesteift sind. Hierdurch kann auf gewichts- und bauraumgünstige Weise eine besonders hohe Steifigkeit des zumindest einen Querträgers somit des Achsträgers insgesamt realisiert werden. Gleichzeitig können die Teilanzahlungen und somit die Kosten gering gehalten werden, da beispielsweise separate, zusätzliche Versteifungsmaßnahmen vermieden oder die Anzahl an solchen Versteifungsmaßnahmen besonders gering gehalten werden können bzw. kann.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebskomponente an wenigstens drei, insbesondere an wenigstens vier, Lagerstellen an dem Achsträger gelagert. Hierdurch kann eine bauraum- und gewichtsgünstige sowie besonders vorteilhafte, insbesondere komfortable, Lagerung der Antriebskomponente an dem Achsträger realisiert werden, über welchen die Antriebskomponente an den zuvor genannten Aufbau, insbesondere die Karosserie, des Kraftfahrzeugs angebunden werden kann.
Um dabei eine besonders komfortable Anbindung der Antriebskomponente an den Achsträger und somit an den Aufbau zu realisieren, ist es bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass an der jeweiligen Lagerstelle wenigstens ein Gummi- beziehungsweise Elastomerlager vorgesehen ist, über welches die Antriebskomponente an dem Achsträger gelagert ist. Das jeweilige Elastomerlager weist beispielsweise wenigstens einen Lagerkern auf, welcher aus Gummi beziehungsweise aus einem Elastomer gebildet und demzufolge elastisch verformbar ist. Das jeweilige Elastomerlager lässt somit, insbesondere in gewissen Grenzen, Relativbewegungen zwischen der Antriebskomponente und dem Achsträger zu. Infolge von solchen Relativbewegungen wird das jeweilige Elastomerlager beziehungsweise dessen Lagerkern elastisch verformt, wodurch Schwingungsenergie in Verformungsenergie umgewandelt wird. Dadurch können übermäßige Schwingungen vermieden werden.
Beispielsweise durch den Einsatz der zuvor genannten, durch die Querträger gebildeten Aufnahmen für Lager, insbesondere Gummi- beziehungsweise Elastomerlager, sowie durch den Einsatz der Elastomerlager an den Lagerstellen, an denen die Antriebskomponente an dem Achsträger gelagert ist, können zwei Entkopplungsebenen zur Entkopplung von Geräuschen und Schwingungen dargestellt werden. Eine erste der Entkopplungsebenen ist eine innere Entkopplungsebene, wobei eine zweite der Entkopplungsebenen eine äußere Entkopplungsebene ist. Beispielsweise die innere Entkopplungsebene und somit eine innere Abkopplung erfolgen über die beschriebenen Gummi- beziehungsweise Elastomerlager zwischen der Antriebskomponente und dem Achsträger, wobei die äußere Entkopplungsebene und somit eine äußere Abkopplung oder Entkopplung über die Gummi- beziehungsweise Elastomerlager zwischen dem Achsträger und dem Aufbau, insbesondere der Karosserie, erfolgen. Die jeweilige Entkopplungsebene wird auch als Abkopplungsebene bezeichnet, wobei beispielsweise die äußere Entkopplungsebene auch eine Entkopplung oder Abkopplung von Abrollgeräuschen aus einer Radführung übernimmt. Hierbei ist eine besonders hohe Steifigkeit, insbesondere Eigensteifigkeit, des Achsträgers vorteilhaft, um eine funktionelle Abkopplung beziehungsweise Entkopplung gewährleisten zu können. Dabei wurde gefunden, dass die Integration einer insbesondere als elektrische Antriebseinheit ausgebildeten Antriebskomponente in eine Achse, insbesondere in eine Hinterachse, über einen insbesondere als Hinterachsträger ausgebildeten Achsträger einen neuen Ansatz in der Gestaltung des Achsträgers erfordert, was nun bei der Erfindung realisiert werden kann. Durch die beschriebene Ausgestaltung des Achsträgers beziehungsweise der Antriebseinrichtung können eine besonders hohe Steifigkeit und somit eine besonders vorteilhafte Entkopplung realisiert werden, wobei gleichzeitig das Gewicht und die Größe beziehungsweise Außenabmessung des Achsträgers besonders gering gehalten werden kann können.
Schließlich hat es sich bei dem zweiten Aspekt der Erfindung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Antriebskomponente wenigstens eine elektrische Maschine aufweist, mittels welcher wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs antreibbar ist. Der Achsträger ist somit besonders vorteilhaft verwendbar für eine elektrische Antriebseinheit, da eine solche elektrische Antriebseinrichtung im Gegensatz zu konventionellen Antriebskomponenten wie beispielsweise Differentialgetriebe andere beziehungsweise höhere Anforderungen an den Achsträger stellt. Dies liegt insbesondere daran, dass die elektrische Antriebseinheit, insbesondere die elektrische Maschine, besonders hohe Drehmomente und Drehzahlen bereitstellen kann, was insbesondere dazu führt, dass bei Einsatz einer Getriebeeinheit, über welche das Rad von der elektrischen Maschine antreibbar ist, die Getriebeeinheit wesentlich voluminöser als herkömmliche Getriebe, insbesondere Differentialgetriebe, auszugestalten ist. Durch die entsprechende Ausgestaltung des Achsträgers können dabei das Gewicht und der Bauraumbedarf der Antriebseinrichtung insgesamt in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.
Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn zumindest einer der Längsträger, insbesondere je Längsträgereinrichtung, wenigstens eine Lageraufnahme für wenigstens ein Lager aufweist, über welche der Achsträger an dem Aufbau des Kraftfahrzeugs zu lagern ist. Mit anderen Worten kann der jeweilige Längsträger so gestaltet sein, dass an diesem wenigstens ein Lager, insbesondere ein Gummi- beziehungsweise Elastomerlager, insbesondere für die äußere Entkopplungsebene, angeordnet werden kann, wobei dieses Lager auch als Entkopplungslager bezeichnet wird und beispielsweise in den zumindest einen Längsträger integriert werden kann.
Eine innere Lagerung, über welche die Antriebskomponente an dem Achsträger gelagert ist, wird beispielsweise durch die beziehungsweise in den Querträgern aufgenommen und/oder über wenigstens ein die jeweiligen Längsträger der jeweiligen Längsträgereinrichtung verbindendes zusätzliches Teil, welches zur Steigerung der Steifigkeit, insbesondere Eigensteifigkeit, beitragen kann. Insbesondere ist es denkbar, dass der jeweilige Längsträger aus Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung oder aus einem Stahl gebildet ist. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der jeweilige Querträger aus einem Stahl oder aus einer Aluminiumlegierung beziehungsweise aus Aluminium gebildet ist. Der jeweilige Querträger ist beispielsweise in Schalenbauweise ausgebildet und weist beispielsweise wenigstens zwei separat voneinander hergestellte und miteinander verbundene Schalen, insbesondere Blechschalen, auf. Durch die Verwendung von Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung kann eine Gewichtsreduzierung des Achsträgers gegenüber der Verwendung von Stahl realisiert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Achsträgers gemäß einer ersten Ausführungsform für ein Kraftfahrzeug, mit Querträgern und seitlichen Längsträgereinrichtungen, die jeweils wenigstens zwei übereinander angeordnete und als Rohre ausgebildete Längsträger aufweisen, welche in den jeweiligen Querträger eingesteckt und stoffschlüssig mit dem jeweiligen Querträger verbunden sind;
2 eine schematische Perspektivansicht des Achsträger gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 eine schematische Perspektivansicht des Achsträgers gemäß einer dritten Ausführungsform; und
4 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit dem Achsträger gemäß der ersten Ausführungsform.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht einen im Ganzen mit 10 bezeichneten Achsträger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Dabei veranschaulicht 1 eine erste Ausführungsform des Achsträgers 10, welcher auch als Fahrschemel bezeichnet wird. In vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs ist der Achsträger 10 an einem Aufbau, insbesondere an der Karosserie, des Kraftfahrzeugs gelagert. Mit anderen Worten ist beispielsweise der genannte Aufbau des Kraftfahrzeugs als selbsttragende Karosserie ausgebildet. Der Achsträger 10 nimmt in dem genannten vollständig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs seine Einbaulage ein, da in dem vollständig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs der Achsträger 10 an dem Aufbau gelagert ist. Der Achsträger 10 weist dabei zwei auch als Querbrücken bezeichnete Querträger 12 und 14 auf, welche – insbesondere bezogen auf die Einbaulage – in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet sind. Dabei ist der Querträger 12 in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Querträger 14 angeordnet, sodass der Querträger 12 ein vorderer Querträger und der Querträger 14 ein hinterer Querträger des Achsträgers 10 ist.
Der Achsträger 10 umfasst ferner seitliche Längsträgereinrichtungen 16 und 18, welche, insbesondere bezogen auf die Einbaulage, in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet sind. Dabei sind die Querträger 12 und 14 über die seitlichen Längsträgereinrichtungen 16 und 18 miteinander verbunden.
Wie besonders gut aus 1 erkennbar ist, weist die jeweilige Längsträgereinrichtung 16 beziehungsweise 18 zwei zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, übereinander angeordnete Längsträger 20 und 22 auf, welche jeweils als Rohre ausgebildet sind. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass der jeweilige Längsträger 20 beziehungsweise 22 zumindest in einem Längenbereich, insbesondere über dessen überwiegende oder vollständige Längserstreckung, einen geschlossenen Hohlquerschnitt 23 (3) aufweist, welcher vorzugsweise rund, insbesondere kreisrund, ist. Insbesondere ist der jeweilige Längsträger 20 beziehungsweise 22 ein gebogenes Rohr, sodass der jeweilige Längsträger 20 beziehungsweise 22 auch als Biegerohr bezeichnet wird. Der jeweilige Längsträger 20 beziehungsweise 22 ist somit ein Längsprofil, welches eine Längsverbindung darstellt, über welche die Querträger 12 und 14 miteinander verbunden sind.
Bezogen auf die Einbaulage sind die Längsträger 20 und 22 der jeweiligen Längsträgereinrichtung 16 beziehungsweise 18 in Fahrzeughochrichtung beziehungsweise in vertikaler Richtung übereinander angeordnet, wobei die jeweiligen Längsträger 20 und 22 der jeweiligen Längsträgereinrichtung 16 beziehungsweise 18 in Fahrzeughochrichtung voneinander beabstandet sind. Insgesamt ist erkennbar, dass die Längsträgereinrichtungen 16 und 18 auf in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, wobei je Seite zwei übereinander liegende Rohre in Form der jeweiligen Längsträger 20 und 22 zum Einsatz kommen, um über die jeweiligen Rohre die Querträger 12 und 14 miteinander zu verbinden. Die jeweiligen Längsträger 20 und 22 der jeweiligen Längsträgereinrichtung 16 beziehungsweise 18 sind in jeweiligen Verbindungsbereichen mit den jeweiligen Querträgern 12 und 14 verbunden, wobei beispielsweise der jeweilige Verbindungsbereich des Längsträgers 20 in vertikaler Richtung beziehungsweise in Fahrzeughochrichtung von dem jeweiligen Verbindungsbereich des jeweiligen Längsträgers 22 beabstandet ist. Dadurch können Torsionsmomente um die auch als Querbrücken bezeichneten Querträger 12 und 14 zumindest im Wesentlichen als Zug- und Druckkräfte über die Rohre abgestützt werden. Die Verbindungsbereiche werden auch als Rohranschlüsse bezeichnet, da in den Verbindungsbereichen die Rohre an die Querträger 12 und 14 angebunden sind. Dadurch, dass die Querbrücken (Querträger 12 und 14) zwischen den Rohranschlüssen (Verbindungsbereichen) zumindest im Wesentlichen torsionsfrei sind, können Gewichtserleichterungsöffnungen problemlos vorgesehen beziehungsweise eingebracht werden. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass der jeweilige Querträger 12 beziehungsweise 14 mit Durchgangsöffnungen zur Gewichtsreduzierung ausgebildet ist.
4 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine im Ganzen mit 24 bezeichnete Antriebseinrichtung, welche den Achsträger 10 gemäß einer in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform und eine als elektrischer Antrieb ausgebildete Antriebskomponente 26 aufweist. Wie besonders gut in Zusammenschau mit 2 erkennbar ist, weist der Achsträger 10 einen Aufnahmebereich 28 auf, welcher, insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung, nach vorne durch den Querträger 12 und nach hinten durch den Querträger 14 begrenzt ist. In Fahrzeugquerrichtung nach außen ist der Aufnahmebereich 28 durch die Längsträgereinrichtungen 16 und 18 begrenzt, sodass die Querträger 12 und 14 und die Längsträgereinrichtungen 16 und 18 den Aufnahmebereich 28 jeweils teilweise begrenzen. Dabei ist die Antriebskomponente 26 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, in dem Aufnahmebereich 28 angeordnet, sodass die Antriebskomponente 26 in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin durch den Querträger 12, in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten hin durch den Querträger 14 und in Fahrzeugquerrichtung nach außen durch die Längsträgereinrichtungen 16 und 18, insbesondere durch die jeweilige Längsträger 20 und 22, jeweils zumindest teilweise überdeckt ist.
Bei der ersten Ausführungsform ist der jeweilige Querträger 12 beziehungsweise 14 als Blechteil, insbesondere als Blechtiefziehteil, ausgebildet. Insbesondere ist bei der ersten Ausführungsform der jeweilige Querträger 12 beziehungsweise 14 in Schalenbauweise ausgebildet, sodass der jeweilige Querträger 12 beziehungsweise 14 wenigstens zwei Schalenelemente aufweist, welche separat voneinander hergestellt und, insbesondere oben und unten, miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, sind. Dabei ist das jeweilige Schalenelement vorzugsweise als Blechteil, insbesondere als Blechtiefziehteil, ausgebildet. Bei der ersten Ausführungsform sind die Querträger 12 und 14 ferner aus einem Stahl gebildet. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass bei der ersten Ausführungsform die jeweiligen Längsträger 20 und 24 aus einem Stahl gebildet sind.
Um nun auf besonders bauraum- und gewichtsgünstige Weise eine besonders hohe Steifigkeit, insbesondere Eigensteifigkeit, des Achsträgers 10 realisieren zu können, ist der jeweilige Längsträger 20 beziehungsweise 22 in den jeweiligen Querträger 12 beziehungsweise 14 eingesteckt und stoffschlüssig mit dem jeweiligen Querträger verbunden. Hierzu ist insbesondere das jeweilige Biegerohr (jeweiliger Längsträger 20 beziehungsweise 22) mit dem jeweiligen Querträger 12 beziehungsweise 14 verschweißt, wobei vorliegend der jeweilige Längsträger 20 beziehungsweise 22 in den jeweiligen Querträger 12 beziehungsweise 14 eingeschweißt ist. So ergibt sich eine formschlüssige momentensteife Verbindung der seitlichen Rohre mit den Querbrücken.
Aus 1 ist erkennbar, dass beispielsweise der Querträger 14 insbesondere als Durchgangsöffnungen ausgebildete und beispielsweise als Lageraufnahmen fungierende Aufnahmen 30 und 32 aufweist, welche beispielsweise der Aufnahme von Aufnahmenhülsen für ein Lenkgetriebe und/oder der Aufnahme von Lagerhülsen für Federlenker dienen. Insbesondere ist es denkbar, dass insbesondere die Aufnahmen 30 genutzt werden, um die Antriebskomponente 26 an dem Achsträger zu lagern. Somit sind beispielsweise die Aufnahmen 32 Teile jeweiliger Lagerstellen 34, an welchen die Antriebskomponente 26 an dem Achsträger 10 gelagert ist. Hierzu umfasst die jeweilige Lagerstelle 34 beispielsweise ein jeweiliges Lager 36, welches insbesondere als Gummi- beziehungsweise Elastomerlager ausgebildet ist. Das Lager 36 ist jeweils zumindest teilweise in der jeweiligen Aufnahme 32 aufgenommen, wobei die Antriebskomponente 26 über das jeweilige Lager 36 an dem Achsträger 10, insbesondere bewegbar, gelagert ist. Des Weiteren sind weitere Lagerstellen 38 vorgesehen, an denen die Antriebskomponente 26 an dem Achsträger 10, insbesondere bewegbar beziehungsweise federnd, gelagert ist. Hierzu weist die jeweilige Lagerstelle 38 eine beispielsweise als Durchgangsöffnung ausgebildete Aufnahme 40 auf, welche auch als Lageraufnahme bezeichnet wird. In der jeweiligen Aufnahme 40 ist zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, ein beispielsweise als Elastomer- beziehungsweise Gummilager ausgebildetes Lager 42 (4) aufgenommen, sodass die Antriebskomponente 26 über das jeweilige Lager 42 an dem Achsträger 10, insbesondere bewegbar beziehungsweise federnd, gelagert ist.
Die Lagerstellen 34 und 38 sind beispielsweise Bestandteile einer inneren Entkopplungsebene, welche auch als innere Abkopplungsebene oder innere Lagerung bezeichnet wird. Durch den Einsatz von Elastomerlagern können Relativbewegungen zwischen der Antriebskomponente 26 und dem Achsträger 10 und somit Schwingungen gedämpft werden, sodass die Entstehung von übermäßigen Schwingungen und Geräuschen vermieden werden kann. Bezüglich der Lagerstellen 34 ist die innere Lagerung an den Querbrücken vorgesehen. Die Lagerstellen 38 jedoch sind beispielsweise durch separat von den Querbrücken und separat von den Rohren ausgebildeten Zusatzteilen 44 gebildet. Mit anderen Worten ist je Längsträgereinrichtung 16 beziehungsweise 18 ein die jeweilige Lagerstelle 38 bildendes Zusatzteil 44 vorgesehen, welches zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in Fahrzeughochrichtung zwischen den jeweiligen Längsträgern 20 und 22 der jeweiligen Längsträgereinrichtung 16 beziehungsweise 18 angeordnet ist. Dabei ist das jeweilige Zusatzteil 44 mit den jeweiligen Längsträgern 20 und 22 und/oder mit der Querbrücke verbunden, insbesondere verschweißt. Hierdurch können auch große Bewegungen und Kräfte und Drehmomente der Antriebskomponente 26 vorteilhaft aufgenommen und abgestützt werden. Auch das jeweilige Zusatzteil 44 ist vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet.
Bei dem in 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Antriebskomponente 26 als elektrischer Antrieb ausgebildet, welche wenigstens eine elektrische Maschine 46 und eine Getriebeeinheit 48 aufweist. Ferner ist beispielsweise eine Leistungselektronik vorgesehen. Die elektrische Maschine 46 ist dabei in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar, sodass mittels der elektrischen Maschine 46 über die Getriebeeinheit 48 zumindest ein Rad oder wenigstens zwei Räder des Kraftfahrzeugs elektrisch angetrieben werden können. Dadurch kann das Kraftfahrzeug insgesamt mittels des elektrischen Antriebs elektrisch angetrieben werden, sodass das Kraftfahrzeug beispielsweise als Hybridfahrzeug oder aber als Elektrofahrzeug ausgebildet ist. Aus 1 ist ferner besonders gut erkennbar, dass der jeweilige Querträger 12 beziehungsweise 14 wenigstens zwei als Durchgangsöffnung ausgebildete und als Lageraufnahmen fungierenden Aufnahmen 50 für in 4 mit 52 bezeichnete Lager aufweist, über welche der Achsträger 10, insbesondere in dem vollständig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs, an dem Aufbau zu lagern beziehungsweise gelagert ist. Das jeweilige Lager 52 ist dabei zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in der jeweils zugehörigen Aufnahme 50 angeordnet und an dem Achsträger 10 gehalten. Das jeweilige Lager 52 ist als Gummi- beziehungsweise Elastomerlager ausgebildet, mittels welchem Relativbewegungen zwischen dem Achsträger 10 und dem Aufbau gedämpft werden können.
Die jeweilige Aufnahme 50 und das jeweilige Lager 52 sind Bestandteile einer jeweiligen weiteren Lagerstelle 54. Während die Lagerstellen 34 und 38 zur der genannten inneren Entkopplungsebene gehören und somit eine innere Lagerung bilden, mittels welcher die Antriebskomponente 26 an dem Achsträger 10 gelagert ist, gehören die Lagerstellen 54 zu einer äußeren Entkopplungsebene beziehungsweise bilden eine äußere Entkopplungsebene, sodass die Lagerstellen 54 eine äußere Lagerung bilden, mittels welcher der Achsträger 10 und über diesen die Antriebskomponente 26 an dem Aufbau gelagert sind. Durch die beschriebenen zwei Entkopplungsebenen, welche auch als Abkopplungsebenen bezeichnet werden, kann eine effektive Entkopplung von Geräuschen und Schwingungen dargestellt werden, sodass eine besonders geräuscharme und somit komfortable Anbindung der Antriebseinrichtung 24 insgesamt an den Aufbau darstellbar ist. Um eine besonders vorteilhafte Abkopplung zu realisieren, ist eine besonders hohe Steifigkeit des Achsträgers 10 wünschenswert, welche durch die beschriebene Ausgestaltung auf bauraum- und gewichtsgünstige Weise realisiert werden kann.
Mit anderen Worten ist eine doppelte Entkopplung vorgesehen, bei welcher der auch als Fahrschemel bezeichnete Achsträger 10 zum auch als Fahrzeugaufbau bezeichneten Aufbau mittels jeweiliger Elastomer- beziehungsweise Gummilager beweglich aufgehängt ist. Die beispielsweise eine Elektromotor-/Getriebeeinheit darstellende Antriebskomponente 26 ist ihrerseits über die innere Lagerung an dem Achsträger 10 befestigt, wobei die innere Lagerung wenigstens drei, insbesondere wenigstens oder genau vier, Lagerstellen wie beispielsweise die Lagerstellen 34 und 38 aufweist. Die Ausgestaltung der Elastomerlager zwischen dem Achsträger 10 und dem Aufbau ist vorzugsweise so ausgelegt, dass besonders Abrollgeräusche und Körperschwingungen einer Radaufhängung, über welche jeweilige Räder an dem Achsträger 10 angelenkt sind, abgekoppelt werden. Abrollgeräusche und Körperschwingungen können Anregungen sein beziehungsweise Anregungen bilden, welche nicht auf die Antriebskomponente 26 übertragen werden sollten, da diese sonst zu unerwünschtem Aufschwingen der Antriebskomponente 26 führen können, was bei einer hohen Masse und einer fehlenden Abstützung einer nicht vorhandenen Antriebswelle zu sehr hohen Schwingungsamplituden der Antriebskomponente 26 führen kann. Dies kann nun besonders vorteilhaft vermieden werden.
Beispielsweise ist in der jeweiligen Aufnahme 32, 40 beziehungsweise 50 eine Lagerhülse des jeweiligen Lagers zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, aufgenommen, wobei beispielsweise die jeweilige Lagerhülse in die jeweilige Aufnahme 32, 40 beziehungsweise 50 eingeschweißt ist. Somit ist beispielsweise die jeweilige Lagerhülse mit dem jeweiligen Querträger 12 beziehungsweise 14 verschweißt.
Das jeweilige Lager wird auch als Entkopplungslager bezeichnet, da es genutzt wird, um Relativbewegungen zwischen der Antriebskomponente 26 und dem Achsträger 10 beziehungsweise zwischen dem Achsträger 10 und dem Aufbau zu dämpfen. Bei der ersten Ausführungsform bildet der jeweilige Querträger 12 beziehungsweise 14 die jeweilige Aufnahme 50 für das jeweilige äußere Lager 52 (Entkopplungslager). Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass das jeweilige Rohr (Längsträger 20 beziehungsweise 22) so ausgestaltet ist, dass der jeweilige Längsträger 20 beziehungsweise 22 eine als Lageraufnahme fungierende Aufnahme wie beispielsweise die Aufnahme 50 bildet, sodass beispielsweise das jeweilige Lager 52 in der jeweiligen Aufnahme des jeweiligen Längsträgers 20 beziehungsweise 22 zumindest teilweise aufgenommen ist. Die vorigen und folgenden Ausführungen zur Aufnahme 50 können somit ohne weiteres auch auf eine solche, in den Fig. nicht gezeigte Ausführungsform übertragen werden, bei welcher die Aufnahme 50 für das jeweilige Lager 52 durch den jeweiligen Längsträger 20 beziehungsweise 22 gebildet ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die Aufnahme 50 durch den jeweiligen Längsträger 20 gebildet ist. Insbesondere kann die auf Seiten der Querbrücke 14 angeordnete Aufnahme 50 durch den jeweiligen Längsträger 20 gebildet sein, wobei beispielsweise die jeweilige, auf Seiten des Querträgers 12 angeordnete Aufnahme 50 durch den jeweiligen Längsträger 22 gebildet ist.
Um eine besonders hohe Steifigkeit realisieren zu können, ist vorzugsweise der jeweilige Längsträger 20 beziehungsweise 22 auf in Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Längsträgers 20 beziehungsweise 22 einander gegenüberliegenden Seiten 56 und 58, insbesondere der jeweiligen Querbrücke, mit dem jeweiligen Querträger 12 beziehungsweise 14 verschweißt. Dies ist besonders gut aus 3 erkennbar, welche eine dritte Ausführungsform des Achsträgers 10 zeigt. Beispielsweise ist auf den jeweiligen, in Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Längsträgers 20 beziehungsweise 22 gegenüberliegenden Seiten 56 und 58 des jeweiligen Querträgers 12 beziehungsweise 14 jeweils zumindest eine Verbindungsstelle vorgesehen, an welcher der jeweilige Längsträger 20 beziehungsweise 22 mit dem jeweiligen Querträger 12 beziehungsweise 14 verbunden, insbesondere verschweißt, ist. Mit anderen Worten ist der jeweilige Längsträger 20 beziehungsweise 22 vorzugsweise sowohl auf der Seite 56 des jeweiligen Querträgers 12 beziehungsweise 14 als auch auf der jeweiligen, der Seite 56 in Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Längsträgers 20 beziehungsweise 22 gegenüberliegenden Seite 58 des jeweiligen Querträgers 12 beziehungsweise 14 mit dem jeweiligen Querträger 12 beziehungsweise 14 stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt. Hierdurch ist eine beidseitige stoffschlüssige Verbindung der Längsträger 20 und 22 mit den Querträgern 12 und 14 geschaffen, sodass eine besonders hohe Steifigkeit auf vorteilhafte Weise realisiert werden kann.
Der Achsträger 10 umfasst ferner, insbesondere je Längsträgereinrichtung 16 beziehungsweise 18, wenigstens eine, insbesondere mehrere, Konsolen 60, an welche beispielsweise Streben wie Schubstreben, Sturzstreben und/oder Zugstreben angebunden werden können. Insbesondere können beispielsweise an die Konsolen 60 jeweilige Lenker, insbesondere Radlenker, gelenkig angebunden werden, um über die Radlenker jeweilige Räder des Kraftfahrzeugs gelenkig an den Achsträger 10 anzubinden. Die jeweilige Konsole 60 ist dabei beispielsweise mit dem jeweiligen Längsträger 20 der jeweiligen Längsträgereinrichtung 16 beziehungsweise 18 verbunden, insbesondere verschweißt.
Bei der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform des Achsträgers 10 ist die jeweilige Querbrücke als Gussteil ausgebildet. Insbesondere ist dabei die jeweilige Querbrücke aus Aluminium beziehungsweise aus einer Aluminiumlegierung gebildet, sodass die jeweilige Querbrücke beispielsweise als Aluminiumgussteil ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich sind die Längsträger 20 und 22 aus Aluminium gebildet. Dabei weist die jeweilige Querbrücke vorzugsweise wenigstens eine jeweilige Rippenstruktur 62 auf, welche auch als Verrippung bezeichnet wird. Hierdurch kann eine besonders hohe Steifigkeit des Achsträgers 10 dargestellt werden.
3 zeigt schließlich eine dritte Ausführungsform, welche sich beispielsweise von der zweiten Ausführungsform hinsichtlich der Geometrie der Biegerohre unterscheidet. Insbesondere ist es denkbar, dass der jeweilige Längsträger 20 beziehungsweise 22 einen, insbesondere in Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Längsträgers 20 beziehungsweise 22, variierenden Querschnitt, insbesondere geschlossenen Hohlquerschnitt, aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann der jeweilige Längsträger 20 beziehungsweise 22 eine, insbesondere in Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Längsträgers 20 beziehungsweise 22, variierende Wanddicke aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der jeweilige Längsträger 20 beziehungsweise 22 wenigstens zwei Längenbereiche mit voneinander unterschiedlichen Krümmungen beziehungsweise Knick- oder Biegeverläufen aufweist, wodurch eine besonders bedarfsgerechte Ausgestaltung des jeweiligen Längsträgers 20 beziehungsweise 22 dargestellt werden kann.
Vorzugsweise sind die jeweiligen Längsträger 20 und 22 der Längsträgereinrichtung 16 beziehungsweise 18 separat voneinander und separat von den jeweiligen Querträgern 12 und 14 ausgestaltet und mit den jeweiligen Querträgern verbunden. Mit anderen Worten handelt es sich bei den jeweiligen Längsträgern 20 und 22 vorzugsweise um jeweilige, an sich voneinander separate Einzelbauteile, welche mit den Querträgern 12 und 14 verbunden und dadurch miteinander verbunden sind.
Um den jeweiligen Querträger 12 bzw. 14 mittels der jeweiligen, auch als Verrippung bezeichneten Rippenstruktur 62 besonders gewichts- und bauraumgünstig Aussteifen zu können, weist der jeweilige Querträger 12 bzw. 14 zumindest in einem jeweiligen Teilbereich 59 einen offenen Hohlquerschnitt 61 auf, in welchem die jeweilige Rippenstruktur 62 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend vollständig, angeordnet bzw. aufgenommen ist. Die jeweilige Querbrücke ist somit als kostengünstiges, offenes und verripptes Profil ausgebildet, dessen Steifigkeit besonders hoch ausgestaltet werden kann. Dabei weist die jeweilige Rippenstruktur 62 beispielsweise eine Mehrzahl von Rippen 63 auf, welche auch als Versteifungsrippen bezeichnet werden. Dabei hat es sich zur Realisierung einer besonders hohen Steifigkeit als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die jeweiligen Rippen 63 schräg zueinander und dabei insbesondere überkreuzt verlaufen.
Außerdem ist die jeweilige Querbrücke beispielsweise als Gussbauteil insbesondere als Aluminiumbauteil, ausgebildet, sodass die jeweilige Querbrücke beispielsweise einstückig ausgebildet ist bzw. sodass die jeweilige Rippenstruktur 62 einstückig mit einem Grundkörper der jeweiligen Querbrücke ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die jeweilige Querbrücke und mit dieser die jeweilige Rippenstruktur 62 durch Gießen hergestellt sind.
Beispielsweise sind jeweilige Verbindungsbereiche, in denen die jeweiligen Längsträger 20 und 22 der jeweiligen Längsträgereinrichtung 16 bzw. 18 mit der jeweiligen Querbrücke verbunden sind, in Fahrzeughochrichtung bzw. in vertikaler Richtung voneinander beabstandet. Hierdurch sind die Querbrücken zwischen den auch als Rohranschlüssen bezeichneten Verbindungsbereichen zumindest im Wesentlichen torsionsfrei und können dadurch besonders vorteilhaft als die davor genannten, kostengünstigen, offenen und verrippten Profile ausgestaltet werden.
Bezugszeichenliste

10: Achsträger
12: Querträger
14: Querträger
16: Längsträgereinrichtung
18: Längsträgereinrichtung
20: Längsträger
22: Längsträger
23: offener Hohlquerschnitt
24: Antriebseinrichtung
26: Antriebskomponente
28: Aufnahmebereich
30: Aufnahme
32: Aufnahme
34: Lagerstelle
36: Lager
38: Lagerstelle
40: Aufnahme
42: Lager
44: Zusatzteil
46: elektrische Maschine
48: Getriebeeinheit
50: Aufnahme
52: Lager
54: Lagerstelle
58: Seite
59: Teilbereich
60: Seite
61: offener Hohlquerschnitt
62: Rippenstruktur
63: Rippe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19909945 C1 [0002]
DE 10221299 C1 [0003]
DE 19920051 A1 [0004]
DE 4129538 A1 [0005]

Claims

Achsträger (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens zwei Querträgern (12, 14), welche über seitliche Längsträgereinrichtungen (16, 18) miteinander verbunden sind, die jeweils wenigstens zwei zumindest teilweise übereinander angeordnete, als Rohre ausgebildete und jeweils mit den jeweiligen Querträgern (12, 14) verbundene Längsträger (20, 22) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Längsträger (20, 22) in den jeweiligen Querträger (12, 14) eingesteckt und stoffschlüssig mit dem jeweiligen Querträger (12, 14) verbunden ist, wobei zumindest einer der Querträger (12, 14) zumindest eine Rippenstruktur (62) aufweist, mittels welcher der zumindest eine Querträger (12, 14) ausgesteift ist.
Achsträger (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Längsträger (20, 22) auf in Längserstreckungsrichtung des zumindest einen Längsträgers (20, 22) einander gegenüberliegenden Seiten (56, 58) mit dem jeweiligen Querträger (12, 14) stoffschlüssig verbunden ist.
Achsträger (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Längsträger (20, 22) zumindest einen Längenbereich mit einem in Längserstreckungsrichtung des zumindest einen Längsträgers (20, 22) variierenden Querschnitt (23) aufweist.
Achsträger (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Längsträger (20, 22) zumindest einen Längenbereich mit einer in Längserstreckungsrichtung des zumindest einen Längsträgers (20, 22) variierenden Wanddicke aufweist.
Achsträger (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Längsträger (20, 22) in einem ersten Längenbereich eine erste Krümmung und in einem sich an den ersten Längenbereich anschließenden zweiten Längenbereich eine von der ersten Krümmung unterschiedliche zweite Krümmung aufweist.
Achsträger (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Querträger (12, 14) als Gussbauteil ausgebildet ist.
Antriebseinrichtung (24) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Achsträger (10), welcher wenigstens zwei einen Aufnahmebereich (28) des Achsträgers (10) jeweils teilweise begrenzende Querträger (12, 14) und seitliche, den Aufnahmebereich (28) jeweils teilweise begrenzende und die Querträger (12, 14) miteinander verbindende Längsträgereinrichtungen (16, 18) aufweist, die jeweils wenigstens zwei zumindest teilweise übereinander angeordnete, als Rohre ausgebildete und jeweils mit den jeweiligen Querträgern (12, 14) verbundene Längsträger (20, 22) aufweisen, und mit zumindest einer Antriebskomponente (26), welche zumindest teilweise in dem Aufnahmebereich (28) des Achsträgers (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Längsträger (20, 22) in den jeweiligen Querträger (12, 14) eingesteckt und stoffschlüssig mit dem jeweiligen Querträger (12, 14) verbunden ist, wobei zumindest einer der Querträger (12, 14) zumindest eine Rippenstruktur (62) aufweist, mittels welcher der zumindest eine Querträger (12, 14) ausgesteift ist.
Antriebseinrichtung (24) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskomponente (26) an wenigstens drei, insbesondere an wenigstens vier, Lagerstellen (34, 38) an dem Achsträger (10) gelagert ist.
Antriebseinrichtung (24) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der jeweiligen Lagerstelle (34, 38) wenigstens ein Elastomerlager (36, 42) vorgesehen ist, über welches die Antriebskomponente (26) an dem Achsträger (10) gelagert ist.
Antriebseinrichtung (24) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskomponente (26) wenigstens eine elektrische Maschine (46) aufweist, mittels welcher wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs antreibbar ist.