DE102017209762A1

DE102017209762A1 - Axle carrier for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102017209762A1
Application number: DE102017209762.0A
Authority: DE
Inventors: Witalij Knaub; Matthias Moeller; Sven Kuhlmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2018-12-13

Abstract

Ein Achsträger (1) für ein Kraftfahrzeug mit Anbindungen (19a, 19b, 20a, 20b) zur Befestigung des Achsträgers (1) an einem Fahrzeugaufbau sowie mit Anlenkungen (21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b) zur Verbindung von Radaufhängungselementen (24a, 24b, 25a, 25b) mit dem Achsträger (1) zeichnet sich aus durch eine einen Aufnahmeraum (3) für eine Antriebseinheit (4, 5, 6, 7) begrenzende Rohrstruktur (3).

An axle carrier (1) for a motor vehicle with connections (19a, 19b, 20a, 20b) for fastening the axle carrier (1) to a vehicle body and with linkages (21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b) for connecting wheel suspension elements ( 24a, 24b, 25a, 25b) with the axle carrier (1) is characterized by a tube structure (3) delimiting a receiving space (3) for a drive unit (4, 5, 6, 7).

Description

Die Erfindung betrifft einen Achsträger für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an axle carrier for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Bei einem Achsträger für ein Kraftfahrzeug handelt es sich - auf für sich gesehen bekannte Weise - um eine Baueinheit, die zur beidseitigen Aufnahme von Radaufhängungselementen dient, wobei der Achsträger mitsamt damit verbundener Radaufhängungselemente eine an einen Fahrzeugaufbau (Karrosserie) montierbare Einheit bildet. Zu diesem Zweck weist der Achsträger Anbindungen auf, mittels derer sich der Achsträger an dem Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeugs befestigen lässt.An axle carrier for a motor vehicle is-in a manner known per se-an assembly which serves to receive two-sided suspension elements, wherein the axle together with associated suspension elements forms a unit that can be mounted on a vehicle bodywork. For this purpose, the axle carrier has connections by means of which the axle carrier can be fastened to the vehicle body of the motor vehicle.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2016 004 723 A1 ist ein Achsträger gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Der dort gezeigte Achsträger umfasst im Wesentlichen Seitenelemente, die in Fahrzeugquerrichtung in einem Abstand von einander angeordnet sind sowie Querelemente, die jeweils mit den Seitenelementen verbunden sind. Die Seiten- und Querelemente sind so angeordnet, dass diese einen Aufnahmeraum für einen elektrischen Antriebsmotor äußerlich begrenzen. Insbesondere bei den oberen beiden Seitenelementen (Bezugszeichen 12a, 12b) handelt es sich um verhältnismäßig aufwendig zu fertigende, voluminösbauende C-förmige Tragelemente. Als vorderes Querelement (Bezugszeichen 20) dient ein Blech mit L-Profil, das jeweils mit den oberen Seitenelementen verbunden ist. Der für den elektrischen Antriebsmotor nutzbare Aufnahmeraum ist verhältnismäßig klein im Vergleich zum Außenvolumen des Achsträgers. Eine für den Betrieb erforderliche Steifigkeit erreicht der Achsträger erst durch die voluminöse Ausbildung der oberen Seitenelemente sowie das großflächig damit verbundene vordere Querelement.From the publication DE 10 2016 004 723 A1 an axle carrier according to the features of the preamble of claim 1 is known. The axle carrier shown there essentially comprises side elements, which are arranged in the vehicle transverse direction at a distance from each other and transverse elements, which are each connected to the side elements. The lateral and transverse elements are arranged so that they externally delimit a receiving space for an electric drive motor. In particular, in the upper two side elements (reference numerals 12a . 12b ) is relatively expensive to manufacture, voluminösbauende C-shaped support elements. As a front cross member (reference numeral 20 ) is a sheet metal with L-profile, which is respectively connected to the upper side elements. The usable for the electric drive motor receiving space is relatively small compared to the outer volume of the axle beam. A stiffness required for operation reaches the axle only by the voluminous design of the upper side elements and the large area associated front cross member.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Achsträger der eingangs genannten Art anzugeben, der sich zur Aufnahme einer Antriebseinheit eignet und der unter Erzielung einer hinreichenden Steifigkeit einen im Vergleich zum Äußeren Platzbedarf des Achsträgers vergrößerten Aufnahmeraum für die Antriebseinheit bietet und sich unter Verwendung möglichst gleichartiger Teile fertigen lässt.It is an object of the present invention to provide an axle support of the type mentioned, which is suitable for receiving a drive unit and which provides a sufficient rigidity compared to the external space requirement of the axle carrier enlarged receiving space for the drive unit and using as similar as possible Parts can be finished.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Achsträger gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by an axle carrier according to the features of claim 1.

Hierbei handelt es sich erfindungsgemäß um einen Achsträger für ein Kraftfahrzeug mit Anbindungen zur Befestigung des Achsträgers an einem Fahrzeugaufbau sowie mit Anlenkungen zur Verbindung von Radaufhängungselementen mit dem Achsträger, wobei der Achsträger durch eine einen Aufnahmeraum für eine Antriebseinheit begrenzende Rohrstruktur gekennzeichnet ist.According to the invention, this is an axle carrier for a motor vehicle with connections for fastening the axle carrier to a vehicle body and with linkages for connecting wheel suspension elements to the axle carrier, the axle carrier being characterized by a tube structure delimiting a receiving space for a drive unit.

Zunächst einmal ist dabei erkannt worden, dass sich ein Achsträger neben seiner Grundfunktion (Aufnahme von Radaufhängungselementen) auch zur Aufnahme einer - wie auch immer gearteten - Antriebseinheit eignet. Es kann sich hierbei um eine oder mehrere Antriebseinheiten handeln, die ganz unterschiedlichen Zwecken dienen können. Es ist denkbar, dass es sich bei der Antriebseinheit um einen elektrischen Antriebsmotor zum Antrieb von Rädern handelt, die mit dem Achsträger verbunden werden. Die Antriebseinheit kann in diesem Fall einen Elektromotor und/oder ein dem elektrischen Antrieb zugeordnetes Getriebe, insbesondere Differentialgetriebe, und/oder eine zugehörige Leistungselektronik umfassen. Alternativ oder ergänzend, kann es sich bei Antriebseinheit um einen Lenkantrieb oder einen sonstigen zweckmäßigerweise in diesem Bereich anzuordnenden Antrieb handeln. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Aufnahmeraum zur Aufnahme lediglich einer Komponente eines Antriebsstranges wie beispielsweise des Differentialgetriebes dient, das in diesem Fall ebenfalls als „eine Antriebseinheit“ im Rahmen dieser Erfindung aufzufassen sei.First of all, it has been recognized that, in addition to its basic function (mounting of wheel suspension elements), an axle carrier is also suitable for receiving a drive unit of whatever kind. It may be one or more drive units that can serve very different purposes. It is conceivable that the drive unit is an electric drive motor for driving wheels, which are connected to the axle carrier. In this case, the drive unit may comprise an electric motor and / or a transmission associated with the electric drive, in particular a differential gear, and / or associated power electronics. Alternatively or additionally, the drive unit may be a steering drive or another drive to be arranged expediently in this area. It is also conceivable that the receiving space for receiving only a component of a drive train such as the differential gear is used, which in this case also as "a drive unit" in the context of this invention is to be construed.

Indem erfindungsgemäß der Aufnahmeraum für eine Antriebseinheit durch eine insbesondere geschlossene Rohrstruktur begrenzt wird, ist es möglich, den Achsträger unter Verwendung zahlreicher gleichartiger Bauteile auf platzsparende Weise und unter Erzielung einer hinreichenden Steifigkeit herzustellen. Dabei ist unter einer Rohrstruktur eine Anordnung von miteinander verbundenen Rohren zu verstehen. Bei einem Rohr handelt es sich gemäß allgemeinem Verständnis um einen länglichen Hohlkörper, dessen Länge in der Regel größer ist als sein Durchmesser. Die Verwendung von Rohren zur Bildung einer Rohrstruktur bietet im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass sich diese aus einfach verfügbaren Halbzeugen fertigen lassen, wobei aufgrund der Gleichartigkeit verwendeter Bauelemente eine vereinfachte Fertigung und Bearbeitung erzielt wird. Neben der einfachen Verfügbarkeit bieten Rohre als Bauelemente zudem den Vorteil, dass sich diese auf verhältnismäßig einfache Weise an den jeweiligen Einbauzweck anpassen lassen, beispielsweise durch Biegung umformen lassen und/oder spanend bearbeiten lassen. Bei Verwendung gleicher Halbzeuge für die Rohre der Rohrstruktur lassen sich auf weiterhin vorteilhafte Weise gleiche Füge- beziehungsweise Verbindungsverfahren für die Herstellung der Rohrstruktur des Achsträgers anwenden. Die eingangs genannte Aufgabe wird damit gelöst.By the invention, the receiving space for a drive unit is limited by a particular closed tube structure, it is possible to produce the axle using a lot of similar components in a space-saving manner and to achieve a sufficient rigidity. In this case, a pipe structure is to be understood as an arrangement of interconnected pipes. According to the general understanding, a tube is an elongated hollow body whose length is generally greater than its diameter. The use of tubes to form a tubular structure in the context of the present invention has the advantage that they can be manufactured from readily available semi-finished products, wherein due to the similarity of the components used a simplified manufacturing and processing is achieved. In addition to the easy availability of pipes as components also have the advantage that they can be adapted to the respective installation purpose in a relatively simple manner, for example, can be reshaped by bending and / or can be machined. When using the same semi-finished products for the tubes of the tube structure can be applied to further advantageous manner the same joining or connecting method for the production of the tube structure of the axle beam. The object mentioned above is achieved.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Achsträgers ist die Rohrstruktur aus mehreren miteinander verbundenen, insbesonderen miteinander verschweißten Rohrelementen gebildet. Als Rohrelemente können zunächst einmal unterschiedlich geartete Abschnitte von Rohren verwendet werden. Die Rohrelemente können dabei grundsätzlich unterschiedliche Querschnitte beziehungsweise Querschnittsprofile aufweisen, um den jeweiligen Anforderungen zu genügen.According to an advantageous development of the axle carrier, the tube structure is composed of several formed interconnected, in particular welded together pipe elements. As pipe elements, initially different sections of pipes can be used. The pipe elements can basically have different cross-sections or cross-sectional profiles in order to meet the respective requirements.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Achsträgers handelt es sich bei den Rohrelementen jeweils um Rundrohre, vorzugsweise mit einem kreisrunden Querschnitt. Rundrohre, insbesondere mit kreisrundem Querschnitt sind massenhaft herstellbar und damit einfach verfügbar, weiterhin sind diese in verhältnismäßig hohem Maße, und in sämtliche Radialrichtungen in gleichem Maße, auf Biegung belastbar, was insbesondere für starken Schwingungen ausgesetzte Bauteile als vorteilhaft anzusehen ist.According to an advantageous development of the axle carrier, the tubular elements are each round tubes, preferably with a circular cross section. Circular tubes, in particular with a circular cross-section are mass-produced and thus easily available, furthermore these are to a relatively high degree, and in all radial directions to the same extent, resilient to bending, which is especially advantageous for exposed to strong vibration components.

Im Hinblick auf eine bauraumsparende Konstruktion weisen bei dem Achsträger zumindest einige der Rohrelemente wenigstens eine rohrbogenartige Biegung auf. Indem einzelne der Rohrelemente eine oder mehrere rohrbogenartige Biegungen aufweisen, kann die Rohrstruktur insgesamt so gestaltet sein, dass sich einerseits eine hohe Bauraumnutzung, daneben eine verhaltnismäßig hohe Aussteifung der Rohrstruktur ergibt.With regard to a construction space-saving construction, at least some of the tubular elements have at least one pipe bend in the axle carrier. By having one or more tube-like bends of individual tube elements, the tube structure as a whole can be designed such that, on the one hand, a high space utilization results, along with a relatively high degree of stiffening of the tube structure.

Auf weiterhin vorteilhafte Weise ist die Rohrstruktur in zwei sich gegenüberliegende Seitenstrukturen gegliedert. Dabei sind die zwei sich gegenüberliegenden Seitenstrukturen durch mehrere, vorzugsweise durch vier, im Wesentliche quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Rohrelemente miteinander verbunden. Die quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Rohrelemente seien im folgenden „Querrohre“ genannt. Durch die Gliederung in zwei sich gegenüberliegende Seitenstrukturen einerseits, und diese verbindende Querrohre andererseits, wird auf vorteilhafte Weise eine funktionale Trennung der Rohrelemente erzielt. Die Auslegung der einzelnen Rohre ist damit vereinfacht, zudem bieten sich Vorteile hinsichtlich der Herstellung des Achsträgers sowie der konstruktiven Gestaltung, wie nachfolgend weiter erläutert.In a further advantageous manner, the tube structure is divided into two opposing side structures. In this case, the two side structures lying opposite one another are connected to one another by a plurality of tube elements, preferably by four, substantially transverse to the vehicle longitudinal direction. The transverse to the vehicle longitudinal direction pipe elements are hereinafter referred to as "transverse tubes". By the division into two opposing side structures on the one hand, and these connecting cross tubes on the other hand, a functional separation of the tubular elements is achieved in an advantageous manner. The design of the individual tubes is thus simplified, in addition, there are advantages in terms of the production of the axle beam and the structural design, as further explained below.

Eine unter Bauraumgesichtspunkten vorteilhafte Gestaltung des Achsträgers sieht vor, dass die Querrohre so positioniert sind, dass diese innerhalb oder zumindest an einer Hüllkurve liegen, die sich aus einer seitlichen Projektion des Aufnahmeraums ergibt. Eine derartige Positionierung ermöglicht es, den Achsträger so zu gestalten, dass dieser - zumindest in der seitlichen Projektion - nicht oder nur unwesentlich über den Bauraum hinausgeht, den der Aufnahmeraum für die Antriebseinheit einnimmt.An embodiment of the axle carrier which is advantageous in terms of installation space provides that the transverse tubes are positioned such that they lie within or at least on an envelope which results from a lateral projection of the receiving space. Such a positioning makes it possible to design the axle support in such a way that - at least in the lateral projection - it does not go beyond the installation space, or only insignificantly, beyond that which the receiving space for the drive unit occupies.

Den einzelnen Querrohren, welche die sich gegenüberliegenden Seitenstrukturen miteinander verbinden, können auf vorteilhafte Weise einzelne technische Funktionen zukommen.The individual transverse tubes, which connect the opposing side structures with each other, can advantageously receive individual technical functions.

Dabei ist vorteilhaft ein vorderes Querrohr derart angeordnet, dass dieses auch als Aufprallschutz für die im Aufnahmeraum anordenbare Antriebseinheit dient.In this case, a front cross tube is advantageously arranged such that it also serves as an impact protection for the drive unit which can be arranged in the receiving space.

In diesem Sinne kann ein hinteres Querrohr vorteilhaft so angeordnet sein, dass dieses als Aufnahme für einen Lenkaktuator dient.In this sense, a rear cross tube may advantageously be arranged so that it serves as a receptacle for a steering actuator.

Weiterhin kann ein unteres Querrohr derart angeordnet sein, dass dieses als Queraussteifung für einen an der Seitenstruktur angelenkten Trapezlenker dient. Furthermore, a lower cross tube may be arranged such that it serves as a transverse stiffening for a hinged to the side structure trapezoidal link.

Weiterhin kann ein oberes Querrohr derart angeordnet sein, dass dieses als Queraussteifung für einen an der Seitenstruktur angelenkten Sturzlenker dient.Furthermore, an upper cross tube may be arranged such that it serves as a transverse stiffening for a hinged on the side structure crash bar.

Weiterhin kann wenigstens ein Querrohr lösbar, vorzugsweise über eine Flanschverbindung, mit den Seitenstrukturen verbunden sein, um bedarfsweise die Zugänglichkeit zu dem Aufnahmeraum für die Antriebseinheit zu erhöhen. Auf vorteilhafte Weise handelt es sich bei dem lösbaren Querrohr um das obere Querrohr, wodurch die Zugänglichkeit zu dem Aufnahmeraum für die Antriebseinheit nach oben ermöglicht wird. Alternativ oder ergänzend können ein oder mehrere andere Querrohre lösbar ausgeführt sein.Furthermore, at least one transverse tube can be detachably connected to the side structures, preferably via a flange connection, in order to increase the accessibility to the receiving space for the drive unit as required. Advantageously, the detachable transverse tube is the upper transverse tube, whereby the accessibility to the receiving space for the drive unit is made possible upwards. Alternatively or additionally, one or more other transverse tubes can be made detachable.

Ganz allgemein sei angemerkt, dass die Querrohre - unabhängig von deren sonstiger Funktion - zweckmäßigerweise so positioniert und mit den Seitenstrukturen verbunden sind, dass sich für den Achsträger insgesamt eine ausreichend hohe Struktursteifigkeit ergibt. Insbesondere für die Anbindung der Radaufhängungselemente (Lenkeranbindung) spielt eine hohe Strukturquersteifigkeit eine große Rolle.In general, it should be noted that the cross tubes - regardless of their other function - expediently positioned and connected to the side structures that results in a sufficiently high structural rigidity for the axle. In particular, for the connection of the suspension elements (handlebar connection) plays a high structural stiffness a major role.

Wie bereits erwähnt, ist die Rohrstruktur auf vorteilhafte Weise in zwei sich gegenüberliegende Seitenstrukturen gegliedert. Die Seitenstrukturen können dabei unterschiedlich gestaltet sein. Vorteilhafterweise weist eine Seitenstruktur jeweils ein oberes Rohrelement und ein unteres Rohrelement auf, wobei sich das obere und das untere Rohrelement jeweils im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken.As already mentioned, the tube structure is advantageously divided into two opposing side structures. The page structures can be designed differently. Advantageously, a side structure each has an upper tube element and a lower tube element, wherein the upper and the lower tube element each extend substantially in the vehicle longitudinal direction.

Zur Erzielung einer ausreichenden Verwindungssteifigkeit und zur direkten Kraftübertragung zwischen oberem und unterem Rohrelement sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Achsträgers das obere Rohrelement und das untere Rohrelement einer Seitenstruktur in einem mittigen Bereich jeweils über ein Vertikalrohr miteinander verbunden.To achieve a sufficient torsional stiffness and direct power transmission between the upper and lower tube element are in accordance with an advantageous development of the Achsträgers the upper tube member and the lower tube member of a side structure in a central region connected to each other via a vertical tube.

Wie bereits zuvor erwähnt, kann der erfindungsgemäß vorgesehene Aufnahmeraum für unterschiedlich geartete Antriebseinheiten dienen. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Antriebseinheit um wenigstens eine Komponente eines Radantriebsstrangs, insbesondere um einen Elektromotor, ein Differential oder eine zu einer Baueinheit verbundene Kombination dieser Komponenten.As already mentioned above, the receiving space provided according to the invention can serve for different drive units. Expediently, the drive unit is at least one component of a wheel drive train, in particular an electric motor, a differential or a combination of these components connected to a structural unit.

Alternativ oder ergänzend handelt es sich bei der Antriebseinheit um einen Lenkantrieb, insbesondere um einen elektrischen Lenkaktuator.Alternatively or additionally, the drive unit is a steering drive, in particular an electric steering actuator.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der beigefügten Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Daraus ergeben sich auch vorteilhafte Wirkungen der Erfindung. In der Zeichnung zeigt:

1 einen Achsträger gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Ansicht von schräg oben,
2 den Achsträger des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels mit elektrischem Antriebsmotor und Lenkaktuator in Ansicht von schräg oben,
3 den Achsträger gemäß 2 in perspektivischer Ansicht von schräg unten,
4 den Achsträger gemäß 2 und 3 in Seitenansicht,
5 den Achsträger gemäß 2 mit angebauten Radaufhängungselementen in Ansicht von schräg oben,
6 den Achsträger gemäß 5 in Ansicht von oben,
7 eine schematische Darstellung, welche die Positionierung der Querrohre anhand einer seitlichen Schnittdarstellung durch den Achsträger mit darin aufgenommener elektrischer Antriebseinheit veranschaulicht.

The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings. This also results in advantageous effects of the invention. In the drawing shows:

1 an axle carrier according to an embodiment of the invention in a perspective view obliquely from above,
2 the axle of the in 1 shown embodiment with electric drive motor and steering actuator in oblique view from above,
3 according to the axle carrier 2 in perspective view obliquely from below,
4 according to the axle carrier 2 and 3 in side view,
5 according to the axle carrier 2 with attached suspension elements in oblique view from above,
6 according to the axle carrier 5 in top view,
7 a schematic representation illustrating the positioning of the transverse tubes based on a lateral sectional view through the axle with therein incorporated electric drive unit.

1 zeigt einen Achsträger 1 für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Ansicht von schräg oben. Die Ausrichtung des Achsträgers 1 wird - wie auch in den übrigen Figuren - durch das eingezeichnete Koordinatensystem angezeigt, welchem sich die Fahrzeuglängsrichtung (x), die Fahrzeugquerrichtung (y) und die Fahrzeughochrichtung (z) entnehmen lassen. 1 shows an axle carrier 1 for a motor vehicle according to an embodiment of the invention in a perspective view obliquely from above. The alignment of the axle beam 1 is - as in the other figures - indicated by the drawn coordinate system, which is the vehicle longitudinal direction ( x ), the vehicle transverse direction ( y ) and the vehicle vertical direction ( z ).

Die 1 zeigt den Achsträger 1 für sich, das heißt losgelöst von daran anbaubaren Komponenten. Der Figur lässt sich entnehmen, dass der Achsträger 1 im Wesentlichen aus einer Vielzahl von Rundrohren besteht, die zu einer käfigartig geschlossenen Rohrstruktur 2 miteinander verbunden sind. Der Achsträger 1 weist im vorderen sowie im hinteren Bereich jeweils ein Paar von Anbindungen 19a, 19b beziehungsweise 20a, 20b zur Befestigung des Achsträgers 1 an einem Fahrzeugaufbau auf. Die Anbindungen 19a, 19b, 20a, 20b sind jeweils als am Ende eines zugehörigen Rohres angeordnete Augen ausgebildet.The 1 shows the axle carrier 1 by itself, that is, detached from components that can be added to it. The figure shows that the axle carrier 1 essentially consists of a large number of round tubes, resulting in a cage-like closed tube structure 2 connected to each other. The axle carrier 1 has in each case a pair of connections in the front and in the rear area 19a . 19b or 20a, 20b for fixing the axle carrier 1 on a vehicle body. The connections 19a . 19b . 20a . 20b are each formed as arranged at the end of an associated tube eyes.

Bezogen auf die mit x angegebene Fahrzeuglängsrichtung gliedert sich die Rohrstruktur 2 des Achsträgers 1 in zwei sich gegenüberliegende Seitenstrukturen, von denen die bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung x rechte Seitenstruktur mit 18a und die bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung x linke Seitenstruktur mit 18b bezeichnet ist. Jede der Seitenstrukturen 18a, 18b weist jeweils ein oberes Rohrelement 15a, 15b und ein unteres Rohrelement 14a, 14b auf, die sich jeweils im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung x erstrecken. Das obere Rohrelement 15a, 15b und das untere Rohrelement 14a, 14b einer Seitenstruktur 18a, 18b sind jeweils in einem mittigen Bereich über ein Vertikalrohr 16a, 16b miteinander verbunden. Somit bilden ein oberes Rohrelement 15a, 15b, ein unteres Rohrelement 14a, 14b und ein Vertikalrohr 16a, 16b zusammen die wesentlichen Bestandteile einer Seitenstruktur 18a, 18b. Oberes Rohrelement 15a, 15b und unteres Rohrelement 14a, 14b sind in einem bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung x hinteren Bereich des Achsträgers 1 unmittelbar miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, während sie in einem mittigen Bereich jeweils indirekt (über das Vertikalrohr 16a, 16b) miteinander verbunden, insbesondere verschweißt sind.Based on the vehicle longitudinal direction indicated by x, the pipe structure is divided 2 of the axle carrier 1 in two opposite side structures, of which with respect to the vehicle longitudinal direction x right side structure with 18a and related to the vehicle longitudinal direction x left side structure with 18b is designated. Each of the page structures 18a . 18b each has an upper tube element 15a . 15b and a lower tube member 14a . 14b in each case essentially in the vehicle longitudinal direction x extend. The upper pipe element 15a . 15b and the lower tube member 14a . 14b a page structure 18a . 18b are each in a central area via a vertical tube 16a . 16b connected with each other. Thus forming an upper tube element 15a . 15b , a lower tube element 14a . 14b and a vertical tube 16a . 16b together the essential components of a page structure 18a . 18b , Upper tube element 15a . 15b and lower tube element 14a . 14b are in a relative to the vehicle longitudinal direction x rear area of the axle beam 1 directly connected to each other, in particular welded together, while in a central region in each case indirectly (via the vertical tube 16a . 16b ) are joined together, in particular welded.

Am jeweils vorderen Ende des unteren Rohrelements 14a, 14b ist ein Lagerauge ausgebildet, das als vordere Anbindung 19a, 19b des Achsträgers 1 an den Fahrzeugaufbau (nicht gezeigt) dient.At each front end of the lower tube member 14a . 14b a bearing eye is designed as a front connection 19a . 19b of the axle carrier 1 to the vehicle body (not shown) is used.

Jeder Seitenstruktur 18a, 18b sind Anlenkungen zur Verbindung von Radaufhängungselementen mit dem Achsträger 1 zugeordnet. Dazu ist an dem unteren Rohrelement 14a, 14b eine vordere Anlenkung 21a, 21b für einen Trapezlenker und eine hintere Anlenkung 22a, 22b für einen Trapezlenker angeordnet. An dem oberen Rohrelement 15a, 15b ist in dessen mittigem Bereich eine Anlenkung 23a, 23b für einen Sturzlenker ausgebildet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind somit jeder Seitenstruktur 18a, 18b jeweils drei Anlenkungen 21a, 21b; 22a, 22b; 23a, 23b zugeordnet, die zur Verbindung von Radaufhängungselementen (hier nicht gezeigt) mit dem Achsträger 1 dienen.Every page structure 18a . 18b are linkages for connecting suspension elements with the axle 1 assigned. This is due to the lower tube element 14a . 14b a front linkage 21a . 21b for a trapezoidal link and a rear linkage 22a . 22b arranged for a trapezoidal link. At the upper tube element 15a . 15b is in its central area an articulation 23a . 23b designed for a crash handlebar. In the embodiment shown, each page structure is thus 18a . 18b three linkages each 21a . 21b ; 22a . 22b ; 23a . 23b assigned to the connection of suspension elements (not shown here) with the axle carrier 1 serve.

Die beiden sich gegenüberliegenden Seitenstrukturen 18a, 18b sind im gezeigten Ausführungsbeispiel durch vier im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung x, insbesondere in Fahrzeugquerrichtung y verlaufende Rohrelemente in Form von Querrohren 10, 11, 12, 13 miteinander verbunden. Die Querrohre 10, 11, 12, 13 verlaufen somit im Wesentlichen parallel zueinander. Zusammen mit den Seitenstrukturen 18a, 18b bilden die Querrohre eine käfigartige Rohrstruktur 2 aus, die einen darin befindlichen Aufnahmeraum 3 begrenzt.The two opposite side structures 18a . 18b are shown in the picture Embodiment by four substantially transverse to the vehicle longitudinal direction x , in particular in the vehicle transverse direction y extending tubular elements in the form of transverse tubes 10 . 11 . twelve . 13 connected with each other. The cross tubes 10 . 11 . twelve . 13 thus run substantially parallel to each other. Together with the page structures 18a . 18b the cross tubes form a cage-like tube structure 2 out, which is a recording room located therein 3 limited.

Aufgrund ihrer Verbindung mit den Seitenstrukturen 18a, 18b bewirken die Querrohre 10, 11, 12, 13, dass die Seitenstrukturen 18a, 18b einen definierten Abstand sowie eine definierte Ausrichtung zueinander einnehmen und die Rohrstruktur 2 in Fahrzeugquerrichtung y eine ausreichend hohe Steifigkeit aufweist. Den Querrohren kommen dabei teils weitere unterschiedliche Funktionen zu. Ein bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung x vorderes Querrohr 10 ist so angeordnet, dass dieses auch als Aufprallschutz in Bezug auf den dahinterliegenden Aufnahmeraum 3 dient. Somit kann das vordere Querrohr 10 insbesondere eine im Aufnahmeraum 3 anordenbare Antriebseinheit (in 1 nicht gezeigt) im Fall einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Hinderniss schützen.Because of their connection with the page structures 18a . 18b cause the cross tubes 10 . 11 . twelve . 13 that the page structures 18a . 18b occupy a defined distance and a defined orientation to each other and the pipe structure 2 in vehicle transverse direction y has a sufficiently high rigidity. The transverse tubes are sometimes more different functions. A related to the vehicle longitudinal direction x front cross tube 10 is arranged so that this also as an impact protection with respect to the underlying storage space 3 serves. Thus, the front cross tube 10 especially one in the recording room 3 Applicable drive unit (in 1 not shown) in the event of a collision of the vehicle with an obstacle.

Das hintere Querrohr 12 erstreckt sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung y zwischen einem Paar von hinteren Anbindungen 20a, 20b an den Fahrzeugaufbau. Die hinteren Anbindungen 20a, 20b sind als endseitige Augen in diesem Fall des hinteren Querrohres 12 ausgebildet. Das hintere Querrohr 12 weist zudem eine durch vier Verbindungspunkte (Durchgänge) gebildete Aufnahme auf, an welcher sich ein Lenkaktuator (in 1 nicht dargestellt) befestigen lässt.The rear cross tube twelve extends substantially in the vehicle transverse direction y between a pair of rear links 20a . 20b to the vehicle body. The rear connections 20a . 20b are as end-to-end eyes in this case the rear cross tube twelve educated. The rear cross tube twelve also has a receptacle formed by four connection points (passages), at which a steering actuator (in 1 not shown) can be fastened.

Das untere Querrohr 13 verbindet einen mittigen Bereich des unteren rechten Längsrohres 14a mit einem mittigen Bereich des unteren linken Längsrohres 14b. Das untere Querrohr 13 dient dabei zusätzlich als Queraussteifung für einen an der Seitenstruktur 18a, 18b angelenkten Trapezlenker.The lower cross tube 13 connects a central area of the lower right longitudinal tube 14a with a central area of the lower left longitudinal tube 14b , The lower cross tube 13 additionally serves as transverse reinforcement for one on the side structure 18a . 18b articulated trapezoidal handlebar.

Die Seitenstrukturen 18a, 18b sind weiterhin über das obere Querrohr 11 miteinander verbunden, das unter anderem als Queraussteifung für einen an der Seitenstruktur 18a, 18b anlenkbaren Sturzlenker (nicht gezeigt in 1) dient. Während die Querrohre 10, 12, 13 unlösbar mit den Seitenstrukturen 18a, 18b verbunden, insbesondere damit verschweißt sind, ist das obere Querrohr 11 lösbar, nämlich über eine Flanschverbindung, mit den Seitenstrukturen 18a, 18b verbunden. Dem oberen Längsrohr 15a, 15b jeder Seitenstruktur 18a, 18b ist zu diesem Zweck ein Anschlussrohr 17a, 17b zugeordnet, an welchem jeweils eine Flanschfläche ausgebildet ist. Das obere Querrohr 11 lässt sich demnach an der jeweiligen Flanschfläche des Vertikalrohrs 16a, 16b mit diesem verbinden, insbesondere verschrauben, wobei die lösbare Verbindung erlaubt, das obere Querrohr 11 (zerstörungsfrei) von der übrigen Rohrstruktur 2 zu lösen, um entsprechend die Zugänglichkeit zu dem Aufnahmeraum 3 zu erhöhen.The page structures 18a . 18b are still over the upper cross tube 11 interconnected, inter alia, as transverse reinforcement for one on the side structure 18a . 18b articulated bumper handle (not shown in 1 ) serves. While the cross tubes 10 . twelve . 13 insoluble with the side structures 18a . 18b connected, in particular welded, is the upper cross tube 11 detachable, namely via a flange, with the side structures 18a . 18b connected. The upper longitudinal tube 15a . 15b every page structure 18a . 18b is a connection pipe for this purpose 17a . 17b assigned to each of which a flange is formed. The upper cross tube 11 can therefore be at the respective flange of the vertical tube 16a . 16b connect to this, in particular screw, the releasable connection allows the upper cross tube 11 (non-destructive) from the rest of the pipe structure 2 to solve accordingly to the accessibility to the recording room 3 to increase.

Die Rohrstruktur 2 wird aus Rohrelementen gebildet, die aus Rundrohren mit kreisrundem Querschnitt als Halbzeug hergestellt sind. Einige der Rohrelemente weisen dabei zumindest eine rohrbogenartige Biegung auf. Durch Verwendung von Rundrohren mit kreisrundem Querschnitt ist das Ausgangsmaterial zur Herstellung der Rohrstruktur in Form von Halbzeug einfach zu beschaffen und lässt sich auf verhältnismäßig einfache und herkömmliche Weise an das jeweilige Bauteil anpassen.The pipe structure 2 is formed from tubular elements, which are made of round tubes with a circular cross section as a semi-finished product. In this case, some of the tubular elements have at least one pipe bend. By using round tubes with a circular cross-section, the starting material for producing the tube structure in the form of semifinished product is easy to obtain and can be adapted in a relatively simple and conventional manner to the respective component.

2 zeigt nun den Achsträger 1, wobei in dessen Aufnahmeraum 3 ein Elektromotor 4, ein Differential 7, eine zugehörige Leistungselektronik 6 sowie ein Lenkaktuator 5 aufgenommen sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel nimmt der Aufnahmeraum 3 somit mehrere Antriebseinheiten auf. Der Elektromotor 4, das Differential 7 und die Leistungselektronik 6 sind zu einer gemeinsamen Baueinheit miteinander verbunden, welche insgesamt zum Antrieb von an den Achsträger 1 anbaubaren Rädern dient. Daneben wird von dem Achsträger eine weitere Antriebseinheit in Form eines Lenkaktuators 5 aufgenommen, welche im mittigen Bereich des hinteren Querrohres 12 an diesem befestigt ist. 2 now shows the axle carrier 1 , being in its receiving space 3 an electric motor 4 , a differential 7 , an associated power electronics 6 and a steering actuator 5 are included. In the embodiment shown, the receiving space takes 3 thus several drive units. The electric motor 4 , the differential 7 and the power electronics 6 are connected to a common unit, which in total for driving to the axle 1 attachable wheels serves. In addition, of the axle support another drive unit in the form of a steering actuator 5 taken, which in the central area of the rear cross tube twelve attached to this.

Der Achsträger 1 gemäß 2 entspricht hinsichtlich seiner Struktur dem des in 1 gezeigten Achsträgers, zur Vermeidungen von Wiederholungen sei daher auf die dortigen Ausführungen verwiesen. Ergänzend lässt sich 2 entnehmen, dass am oberen Längsrohr 15a, 15b der Rohrstruktur 2 ein vorderes Motorlager 30a, 30b und ein hinteres Motorlager 31a, 31b ausgebildet ist. Es handelt sich jeweils um Lageraugen, an denen die gesamte elektrische Radantriebseinheit, umfassend Elektromotor 4, Differential 7, Leistungselektronik 6 mittels (nicht gezeigter) Gummilager schwingungsentkoppelt aufgehängt ist.The axle carrier 1 according to 2 In terms of its structure, it corresponds to that of the 1 axle carrier shown, to avoid repetition, reference is therefore made to the statements there. In addition can be 2 Take that from the upper tube 15a . 15b the pipe structure 2 a front engine mount 30a . 30b and a rear engine mount 31a . 31b is trained. These are each bearing eyes, in which the entire electric wheel drive unit comprising electric motor 4 , Differential 7 , Power electronics 6 by means of (not shown) rubber bearings suspended vibration.

Aufgrund der bereits beschriebenen Lösbarkeit des oberen Querrohrs 11 lässt sich die gesamte elektrische Antriebseinheit 4, 6, 7 nach Lösen des oberen Querrohrs 11 nach oben aus der Rohrstruktur 2 entnehmen beziehungsweise in diese einsetzen.Due to the already described solubility of the upper cross tube 11 can be the entire electric drive unit 4 . 6 . 7 after loosening the upper cross tube 11 upwards from the tube structure 2 remove or insert into this.

Die 3 und 4 zeigen jeweils den bereits ausführlich anhand der 2 beziehungsweise 1 beschriebenen Achsträger 1 in weiteren Ansichten. Während 3 den Achsträger 1 in Ansicht von schräg unten vorne zeigt, gibt 4 eine Ansicht von der rechten Seite (bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung x) wieder. Den Darstellungen lässt sich ergänzend entnehmen, dass eine Motorwelle 24 des elektrischen Antriebsmotors 4 bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung x weiter vorne angeordnet ist als eine Abtriebswelle 25 des Differentials 7. Bezogen auf die Fahrzeughochrichtung z befinden sich Motorwelle 24 des elektrischen Antriebsmotors 3 und Abtriebswelle 25 des Differentials 7 auf etwa gleicher Höhe.The 3 and 4 show each already in detail on the basis of 2 or 1 axle carrier described 1 in further views. While 3 the axle carrier 1 in view from diagonally down front shows 4 a view from the right side (relative to the vehicle longitudinal direction x ) again. The illustrations can additionally be deduced that a motor shaft 24 of the electric drive motor 4 based on the Vehicle longitudinal direction x is arranged further forward than an output shaft 25 of the differential 7 , Relative to the vehicle vertical direction z are located motor shaft 24 of the electric drive motor 3 and output shaft 25 of the differential 7 at about the same height.

5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben hinten den bereits anhand der 2-4 erläuterten Achsträger 1 in nochmals komplettiertem Zustand, insbesondere sind an die Rohrstruktur 2 des Achsträgers 1 Radaufhängungselemente in Form eines Sturzlenkers 28a, 28b sowie eines Trapezlenkers 29a, 29b angebaut. Weiterhin ragen vom Differential 7 Wellenstummel der Abtriebswelle 25 ab. Im Übrigen weist der Achsträger 1 aus 5 die bereits erläuterten Merkmale auf, zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf vorige Ausführungen verwiesen. 5 shows in a perspective view obliquely from above the back already with reference to the 2-4 explained axle carrier 1 in again completed condition, in particular are to the pipe structure 2 of the axle carrier 1 Wheel suspension elements in the form of a lintel 28a . 28b and a trapezoidal handlebar 29a . 29b grown. Continue to protrude from the differential 7 Stub shaft of the output shaft 25 from. Incidentally, the axle carrier 1 out 5 to the already explained features, to avoid repetition, reference is made to previous versions.

6 gibt eine weitere Ansicht des in 5 gezeigten Achsträgers 1 in Draufsicht wieder. Bereits ausführlich erläuterte Merkmale werden nicht erneut beschrieben. Der Draufsicht ist insbesondere zu entnehmen, dass der elektrische Antriebsmotor 4 in einem bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung x eher rechten Bereich des Achsträgers 1 angeordnet ist, während das Differential 7 eher in einem linken Bereich des Achsträgers angeordnet ist. Der Lenkaktuator 5 ist mit daran angebauten Spurlenkern dargestellt. 6 gives another view of the in 5 shown axle carrier 1 in top view again. Features already explained in detail are not described again. The top view can be seen in particular that the electric drive motor 4 in a relation to the vehicle longitudinal direction x rather right area of the axle carrier 1 is arranged while the differential 7 is arranged rather in a left area of the axle carrier. The steering actuator 5 is shown with attached toe links.

Schließlich zeigt 7 in teils schematischer Ansicht einen Schnitt durch den Achsträger 1 von der Seite. Der Darstellung lässt sich entnehmen, dass die Querrohre 10, 11, 12, 13 so positioniert sind, dass diese innerhalb oder zumindest an einer gestrichelt dargestellten Hüllkurve liegen, die sich aus einer seitlichen Projektion des Aufnahmeraums 3 ergibt. Vor dem Hintergrund der gestrichelt dargestellten Hüllkurve lässt sich somit feststellen, dass die Querrohre 10,11, 12, 13 so angeordnet sind, dass diese den in der seitlichen Projektion abgebildeten Bauraum kaum vergrößern. Mit dem Achsträger 1 lässt sich somit eine vorteilhaft hohe Bauraumausnutzung erzielen, wobei durch Vorhandensein der Querrohre an besonders belasteten Stellen zugleich eine hinreichende Steifigkeit des Achsträgers erzielt wird.Finally shows 7 in a partly schematic view a section through the axle carrier 1 of the page. The illustration shows that the cross tubes 10 . 11 . twelve . 13 are positioned so that they lie within or at least on an envelope shown in dashed lines, resulting from a lateral projection of the receiving space 3 results. Against the background of the dashed curve shown thus can be seen that the cross tubes 10 . 11 . twelve . 13 are arranged so that they hardly increase the space shown in the lateral projection space. With the axle carrier 1 Thus, an advantageously high space utilization can be achieved, whereby at the same time a sufficient rigidity of the axle beam is achieved by the presence of the transverse tubes at particularly loaded points.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Achsträgeraxle support
22: Rohrstrukturtube structure
33: Aufnahmeraumaccommodation space
44: elektrischer Antriebsmotorelectric drive motor
55: Lenkaktuatorsteering actuator
66: Leistungselektronikpower electronics
77: Differentialdifferential
88th: Getriebedeckeltransmission cover
99: AbtriebszwischenwelleOutput intermediate shaft
1010: vorderes Querrohrfront cross tube
1111: oberes QuerrohrUpper cross tube
1212: hinteres Querrohrrear cross tube
1313: unteres Querrohrlower cross tube
14a, b14a, b: unteres Längsrohr (links, rechts)lower longitudinal tube (left, right)
15a, b15a, b: oberes Längsrohr (links, rechts)upper longitudinal tube (left, right)
16a, b16a, b: Vertikalrohr (links, rechts)Vertical tube (left, right)
17a, b17a, b: Anschlussrohr (links, rechts)Connecting pipe (left, right)
18a, b18a, b: Seitenstruktur (links, rechts)Page structure (left, right)
19a, b19a, b: vordere Anbindung Fahrzeugaufbau (links, rechts)front connection vehicle body (left, right)
20a, b20a, b: hintere Anbindung Fahrzeugaufbau (links, rechts)rear connection vehicle body (left, right)
21a, b21a, b: vordere Anlenkung Trapezlenker (links, rechts)Front linkage Trapezoidal link (left, right)
22a, b22a, b: hintere Anlenkung Trapezlenker (links, rechts)Rear linkage Trapezoidal link (left, right)
23a, b23a, b: Anlenkung Sturzlenker (links, rechts)Linkage of the striker (left, right)
2424: Motorwellemotor shaft
2525: Abtriebswelle DifferentialOutput shaft differential
2626: Motor LenkaktuatorMotor steering actuator
2727: Getriebe LenkaktuatorTransmission steering actuator
28a, b28a, b: Sturzlenker (links, rechts)Sturzlenker (left, right)
29a, b29a, b: Trapezlenker (links, rechts)Trapezoidal link (left, right)
30a, b30a, b: vorderes Motorlagerfront engine mount
31a, b31a, b: hinteres Motorlager rear engine mount
xx: FahrzeuglängsrichtungVehicle longitudinal direction
yy: FahrzeugquerrichtungVehicle transverse direction
zz: FahrzeughochrichtungVehicle vertical direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102016004723 A1 [0003]

Claims

Achsträger (1) for a motor vehicle with connections (19a, 19b, 20a, 20b) for attachment of the axle carrier (1) on a vehicle body and with articulations (21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b) for connecting suspension elements (28a , 28b, 29a, 29b) with the axle carrier (1), characterized by a tube structure (2) delimiting a receiving space (3) for a drive unit (4, 5, 6, 7).

Axle carrier after Claim 1 , characterized in that the tube structure (2) consists of a plurality of interconnected, in particular welded together, tubular elements (10, 11, 12, 13, 14a, 14b, 15a, 15b, 161, 16b, 17a, 17b) is formed.

Axle carrier after Claim 2 , characterized in that it is in the tubular elements (10, 11, 12, 13, 14a, 14b, 15a, 15b, 161, 16b, 17a, 17b) are round tubes, preferably with a circular cross-section.

Axle carrier after Claim 2 or 3 , characterized in that at least some of the tubular elements (10, 11, 12, 13, 14a, 14b, 15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b) have at least one tube-bow-shaped bend.

Achsträger according to one of the preceding claims, characterized in that the tube structure (2) is divided into two opposing side structures (18a, 18b) by a plurality, preferably four, substantially transversely to the vehicle longitudinal direction (x) extending tubular elements, hereinafter transverse tubes (10, 11, 12, 13) are connected to each other.

Axle carrier after Claim 5 , characterized in that the transverse tubes (10, 11, 12, 13) are positioned so that they lie within or at least on an envelope, which results from a lateral projection of the receiving space (3).

Achsträger according to one of the preceding claims, characterized in that a front cross tube (10) is arranged such that it also serves as an impact protection for the in the receiving space (3) can be arranged drive unit (4, 5, 6, 7).

Achsträger according to one of the preceding claims, characterized in that a rear cross tube (12) is arranged such that it serves as a receptacle for a steering actuator (5).

Achsträger according to one of the preceding claims, characterized in that a lower cross tube (13) is arranged such that it serves as Queraussteifung for a on the side structure (18a, 18b) hinged trapezoidal link.

Axle carrier according to one of the preceding claims, characterized in that an upper cross tube (11) is arranged such that it serves as Queraussteifung for a on the side structure (18a, 18b) articulated lintel.

Axle carrier after one of the Claims 5 to 10 , characterized in that at least one transverse tube (11) is detachably connected, preferably via a flange connection, to the side structures (18a, 18b) in order, if necessary, to provide access to the receiving space (3) for the drive unit (4, 5, 6, 7) ) increase.

Axle carrier after one of the Claims 5 to 11 characterized in that a side structure (18a, 18b) comprises an upper tube member (15a, 15b) and a lower tube member (14a, 14b) respectively, the upper and lower tube members (15a, 15b, 14a, 14b) being respectively in the Substantially in the vehicle longitudinal direction (x) extend.

Axle carrier after Claim 12 , characterized in that the upper tubular element (15a, 15b) and the lower tubular element (14a, 14b) of a side structure (18a, 18b) in a central region in each case via a vertical tube (16a, 16b) are interconnected.

Axis support according to one of the preceding claims, characterized in that the drive unit is at least one component of a wheel drive train, in particular an electric motor (4), a differential (7) or a combination of these components (4, 7) connected to a structural unit. , acts.

Axis carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the drive unit is a steering drive, in particular an electric steering actuator (5).