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Die Erfindung betrifft eine Aggregatelagerung, insbesondere eine E-Maschinen-Lagerung, für ein zweispuriges Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Das Antriebsaggregat eines Fahrzeugs, insbesondere eine Elektromaschine, mit Getriebe, kann im Fahrzeug-Hinterwagen angeordnet sein und mittels Aggregatestützen an schwingungsdämpfenden Aggregatelagern unmittelbar an einem Achsträger abgestützt sein, und zwar beispielhaft in einer Dreipunkt- oder Vierpunktlagerung. Der Achsträger kann über weitere schwingungsdämpfende Achsträgerlager an der Fahrzeugkarosserie angebunden sein. Derartige Lageranordnungen sind beispielhaft aus der
EP 0 386 133 B2 , aus der
DE 10 2007 044 411 A1 und aus der
EP 1 674 316 B1 bekannt.
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Alternativ dazu ist in einer gattungsgemäßen Karosserieanordnung nicht nur der Achsträger alleine, sondern vielmehr sowohl der Achsträger als auch die Elektromaschine - unabhängig voneinander - über schwingungsdämpfende Lager (das heißt Gummi-Metall-Lager) direkt an der Fahrzeugkarosserie angebunden.
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In diesem Fall müssen einerseits an der Fahrzeugkarosserie spezielle Befestigungspunkte für die Elektromaschine und für den Achsträger bereitgestellt werden. Andererseits muss die Fahrzeugkarosserie zusätzlich mit entsprechenden karosserieseitigen Strukturverstärkungen versehen werden. Des Weiteren müssen für die (Vor-)Montage entsprechende separate Absteck-Punkte für den Achsträger und für die Elektromaschine auf dem Montageträger dargestellt werden, um die Elektromaschine unter den Achsträger zueinander zu positionieren.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine Lageranordnung für ein Antriebsaggregat und für einen Achsträger eines Fahrzeugs bereitzustellen, bei der im Vergleich zum Stand der Technik in einfacher Weise sowie materialsparend eine Anbindung von sowohl dem Antriebsaggregat als auch dem Achsträger ermöglicht ist.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist das Antriebsaggregat zusammen mit dem Achsträger an zumindest einer gemeinsamen karosserieseitigen Fügestelle (insbesondere Schraubverbindungsstelle) entlang der Fügeachse (bevorzugt eine Schraubachse) an der Fahrzeugkarosserie angebunden. Mittels der Erfindung ist somit die Zuordnung/Ausrichtung des Antriebsaggregats (das heißt der Elektromaschine) zum Achsträger dadurch vereinfacht, dass die Karosserie-Befestigungspunkte des Achsträgers auch für die Anbindung der karosserieseitigen Aggregatelagerung genutzt werden.
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In einer technischen Umsetzung kann die Aggregatelagerung zumindest eine Adapterkonsole aufweisen, die als ein separates Bauteil ausgebildet ist. Das Antriebsaggregat kann bevorzugt nicht unmittelbar an der oben genannten karosserieseitigen Fügestelle angebunden sein, sondern vielmehr unter Zwischenschaltung der Adapterkonsole an der gemeinsamen karosserieseitigen Fügestelle angebunden sein. Die Adapterkonsole kann bevorzugt eine Aggregatelagerstelle aufweisen, an der das Antriebsaggregat über eine Aggregatestütze abstützbar ist. Die Aggregatelagerstelle kann im Hinblick auf eine Schwingungsdämpfung als ein Gummi-Metall-Lager realisiert sein, das in einem Lagerauge der Aggregatestütze eingepresst ist und zwischen Konsolenflügeln der Adapterkonsole schwenkbar angelenkt ist. Beispielhaft kann das Aggregatelager eine radial äußere Lagerhülse, einen radial inneren Lagerkern sowie einen zwischengeordneten Elastomerkörper aufweisen. Die radial äußere Lagerhülse kann in Presspassung in ein Aufnahmeauge der Aggregatestütze eingepresst sein. Durch den radial inneren Lagerkern kann ein Schraubbolzen geführt sein, der den radial inneren Lagerkern zwischen den beiden Konsolenflügeln festspannt.
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Die oben genannte Aggregatelagerstelle der Adapterkonsole kann über einen Lagerabstand von einem Montageabschnitt der Adapterkonsole beabstandet sein. Dieser kann zusammen mit dem Achsträger an der karosserieseitigen Fügestelle entlang der Fügeachse an der Fahrzeugkarosserie angebunden sein. Der Montageabschnitt der Adapterkonsole kann in einer Fügerichtung betrachtet zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Achsträger positioniert sein. Zudem kann neben dem obigen ersten Montageabschnitt die Adapterkonsole zumindest einen zweiten, insbesondere auch einen dritten Montageabschnitt aufweisen. Der zweite und/oder dritte Montageabschnitt der Adapterkonsole kann - im Gegensatz zum ersten Montageabschnitt - unabhängig vom Achsträger an der Fahrzeugkarosserie befestigt sein. Durch Lösen der karosserieseitigen Lagerstelle kann somit der Achsträger demontiert werden während die Adapterkonsole über ihren zweiten und dritten Montageabschnitt nach wie vor an der Fahrzeugkarosserie befestigt bleiben. Zudem bietet die Anbindung des Antriebsaggregates über die genannten Adapterkonsolen einen maximalen Freiraum in der Gestaltung von Schnittstellen-Bauteilen, wie etwa der Karosserie, Traktionsbatterie und/oder der Hinterachse innerhalb eines Fahrzeugbaukastens mit unterschiedlichen geometrischen Ausprägungen in diesem Bereich. Gegebenenfalls können unterschiedliche geometrische Ausbildungen von Fahrzeugvarianten alleine durch geometrische Anpassung der Adapterkonsolen ausgeglichen werden.
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Bevorzugt ist es, wenn der Achsträger nicht starr an der Fahrzeugkarosserie angebunden ist, sondern vielmehr über zumindest ein Achsträgerlager an der gemeinsamen karosserieseitigen Fügestelle an die Fahrzeugkarosserie angebunden ist. In diesem Fall kann das Achsträgerlager als ein Gummi-Metall-Lager realisiert sein, das eine radial äußere, achsträgerfeste Lagerhülse sowie einen radial inneren hülsenförmigen, aggregatefesten Lagerkern aufweist, und zwar mit zwischengeschaltetem Elastomerkörper. Die radial äußere Lagerhülse des Achsträgerlagers kann in ein Lagerauge des Achsträgers eingepresst sein. Demgegenüber kann durch den radial inneren Lagerkern des Achsträgerlagers ein Schraubbolzen geführt sein, um das Achsträgerlager mit der Fahrzeugkarosserie zu verschrauben. Erfindungsgemäß ist der radial innere Lagerkern des Achsträgerlagers nicht unmittelbar an die Fahrzeugkarosserie verschraubt, sondern vielmehr unter Zwischenlage des oben erwähnten ersten Montageabschnittes der Adapterkonsole. Im Zusammenbauzustand ist es bevorzugt, wenn das Antriebsaggregat gegenüber dem Achsträger vollständig berührungsfrei ist und über einen vordefinierten Freigang in der Fahrzeugquerrichtung, -längsrichtung sowie -hochrichtung davon beabstandet ist, um eine Schwingungsentkopplung zwischen dem Achsträger und dem Antriebsaggregat zu erzielen.
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In einer konkreten Ausführungsvariante kann der Achsträger zwei in der Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Längsträger aufweisen, die über zumindest einen Querträger miteinander verbunden sind. Der Achsträger kann an seinen äußeren Eckknotenpunkten jeweils ein Achsträgerlager aufweisen, das zusammen mit einer das Antriebsaggregat tragenden Adapterkonsole an der karosserieseitigen Fügestelle verschraubt ist.
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Bevorzugt ist der Achsträger mit einem vorderen Querträger sowie einem hinteren Querträger sowie den beiden in Längsrichtung verlaufenden Längsträgern rahmenförmig geschlossen, wobei das Antriebsaggregat im Wesentlichen innerhalb des rahmenförmigen Achsträgers positioniert ist. Der Achsträger kann an zwei vorderen Eckknotenpunkten sowie den beiden hinteren Eckknotenpunkten jeweils ein Achsträgerlager aufweisen, das an der gemeinsamen karosserieseitigen Fügestelle an der Fahrzeugkarosserie angebunden ist, und zwar zusammen mit dem ersten Montageabschnitt der jeweiligen Adapterkonsole des Antriebsaggregates.
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Im Hinblick auf eine Erhöhung der Karosseriesteifigkeit ist es bevorzugt, wenn die beiden vorderen Adapterkonsolen nicht als separate Bauteile realisiert sind, sondern vielmehr über eine Querstrebe kraftübertragend miteinander verbunden sind. Der gleiche Aufbau kann gegebenenfalls auch für die beiden hinteren Adapterkonsolen übernommen werden, die ebenfalls über eine hintere Querstrebe miteinander verbindbar sind.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 in einer perspektivischen Darstellung ein Antriebsaggregat, bestehend aus Elektromaschine mit zugehörigem Getriebe, das in einem Achsträger verbaut ist;
- 2 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung entlang der Schnittebene X-X aus der 1;
- 3 eine Ansicht entsprechend der 2, in der eine Adapterkonsole und ein Achsträgerlager in einer Explosionsdarstellung gezeigt sind, um einen Zusammenbauvorgang zu veranschaulichen; und
- 4 in einer Ansicht entsprechend der 1 ein zweites Ausführungsbeispiel der Karosseriestruktur.
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In der 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein in einem Hinterwagenbereich eines zweispurigen, elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs zu verbauender Hinterachsträger 1 gezeigt. Der Hinterachsträger 1 ist in etwa rahmenförmig geschlossen aufgebaut, und zwar mit in der Fahrzeugquerrichtung y voneinander beabstandeten Längsträgern 3 sowie mit vorderen und hinteren Querträgern 5, 7. Diese verlaufen in der Fahrzeugquerrichtung y und verbinden die beiden Längsträger 3 an vorderen und hinteren Eckknotenpunkten miteinander. Die beiden Längsträger 3 sind in der Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne und nach hinten jeweils über die Eckknotenpunkte hinaus verlängert und weisen endseitig jeweils Lageraugen 13 für Achsträgerlager 15 auf, über die der Achsträger 1 an der Fahrzeugkarosserie 17 anbindbar ist.
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Seitlich außen an den beiden Längsträgern 3 sind Lenkerkonsolen 18 ausgebildet, an denen nicht gezeigte Radlenker einer Radaufhängung für Hinterräder des Kraftfahrzeugs angelenkt sind. Die Hinterräder werden mittels eines Antriebsaggregats 20 angetrieben, die als eine Elektromaschine realisiert ist, die vom rahmenförmigen Achsträger 1 umzogen ist. Die Elektromaschine 20 ist nicht am Achsträger 1 abgestützt, sondern vielmehr an jedem Eckknotenpunkt über eine Aggregatestütze 49 an einer vorderen oder hinteren Adapterkonsole 38, 39 abgestützt. Die jeweilige Adapterkonsole 38, 39 ist wiederum zusammen mit einem Achsträgerlager 15 an einer gemeinsamen Schraubverbindungsstelle S (2) an der Fahrzeugkarosserie 17 befestigt.
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Der Aufbau des Achsträgerlagers 15 ist in der 2 gezeigt. Demnach weist das Achsträgerlager 15 eine achsträgerfeste radial äußere Lagerhülse 27 und als karosserieseitige Lagerkomponente eine radial innere Lagerhülse 29 auf. Zwischen den beiden Lagerhülsen 27, 29 ist ein Elastomerkörper 31 einvulkanisiert. In der 2 ist die äußere Lagerhülse 27 in das Lagerauge 13 des Achsträgers 1 eingepresst. Das Achsträgerlager 15 ist in der 2 über die gemeinsame Schraubverbindungsstelle S an der Fahrzeugkarosserie 17 angebunden, und zwar mittels eines Schraubbolzens 33, der entlang einer Schraubachse A (2) durch die innere Lagerhülse 29 geführt ist und mittels einer Schraubmutter 35 die innere Lagerhülse 29 starr zwischen dessen Bolzenkopf und der Schraubmutter 35 festgespannt ist. Die Schraubmutter 35 kann als eine Schweißmutter an der Fahrzeugkarosserie 17 fixiert sein. Im Endmontagezustand gemäß der 2 ist die Elektromaschine 20 gegenüber dem Achsträger 1 berührungsfrei und - in sämtliche Raumrichtungen - über einen Freigang f vom Achsträger 1 beabstandet ist.
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Wie aus der 2 weiter hervorgeht, ist die innere Lagerhülse 29 des Achsträgerlagers 1 nicht unmittelbar auf der Fahrzeugkarosserie 17 abgestützt, sondern vielmehr unter Zwischenordnung eines scheibenförmigen, ersten Montageabschnitts 37, der Bestandteil einer vorderen Adapterkonsole 39 ist. Über die vordere Adapterkonsole 39 kann die Elektromaschine 20 an der gemeinsamen Schraubverbindungsstelle S an die Fahrzeugkarosserie 17 angebunden werden. Gemäß der 1 oder 2 weist hierzu die Adapterkonsole 38, 39 eine Aggregatelagerstelle mit zwei gegenüberliegenden Konsolenflügeln 42 auf, zwischen denen ein Aggregatelager 43 angelenkt ist. Die in der 1 gezeigten vorderen und hinteren Adapterkonsolen 38, 39 weisen neben dem ersten Montageabschnitt 37 einen Grundkörper 40 auf, von dem noch ein zweiter und dritter Montageabschnitt 53, 55 abragt.
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Das Aggregatelager 43 ist analog zum Achsträgerlager 15 ebenfalls als ein Gummi-Metall-Lager realisiert, das in der 2 eine radial äußere Lagerhülse 14, eine radial innere Lagerhülse 16 sowie einen zwischengeordneten Elastomerkörper 19 aufweist. Durch die radial innere Lagerhülse 16 des Aggregatelagers 43 ist ein Schraubbolzen 45 geführt, mit dem die radial innere Lagerhülse 16 zwischen den beiden Konsolenflügeln 42 verschraubbar ist. Die radial äußere Lagerhülse 14 ist in ein Lagerauge 47 der Aggregatestütze 49 eingepresst, die wiederum bauteilsteif an der Elektromaschine 20 angebunden ist.
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In der 2 weist der scheibenförmige erste Montageabschnitt 37 der Adapterkonsole 39 einen Schraubdom 51 auf, durch den der Schraubbolzen 33 geführt ist und gegen dessen Stirnseite die radial innere Lagerhülse 29 anschlägt. Die zweiten und dritten Montageabschnitte 53, 55 jeder Adapterkonsole 38, 39 sind mittels nicht dargestellter Schraubbolzen ebenfalls in Schraubverbindung mit der Fahrzeugkarosserie 17 bringbar, und zwar im Gegensatz zum ersten Montageabschnitt 37 funktionell unabhängig von der Adapterkonsole 39. Die ersten bis dritten Montageabschnitte 37, 53, 55 sind in der 2 allesamt starr an der Fahrzeugkarosserie 17 angebunden.
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In der 3 ist eine Explosionsdarstellung gezeigt, um grob vereinfacht einen Zusammenbauvorgang der in der 1 oder 2 gezeigten Anordnung zu veranschaulichen: Demzufolge bilden die Elektromaschine 20, deren vordere und hintere Aggregatestützen 49 sowie die daran montierten vorderen und hinteren Adapterkonsolen 38, 39 eine einteilige Baueinheit B, die in einer Fügerichtung F lagerichtig mit dem Achsträger 1 zusammengefügt wird. Beim Zusammenbau werden die insgesamt vier Adapterkonsolen 38, 39 der Baueinheit B lagerichtig auf den Achsträgerlagern 15 des Achsträgers 1 abgestützt, so dass jeweils das Schraubloch des ersten Montageabschnittes 37 der jeweiligen Adapterkonsole 38, 39 in Flucht zur inneren Lagerhülse 29 des jeweiligen Achsträgerlagers 15 positioniert ist. Anschließend wird der lose Bauteilverbund (bestehend aus Achsträger 1 und Elektromaschine 20) gegen die Fahrzeugkarosserie 17 gefahren, um das Achsträgerlager 15 zusammen mit dem ersten Montageabschnitt 37 der Adapterkonsole 39 unter Bildung der gemeinsamen Schraubverbindungsstelle S zu verschrauben. Zudem werden auch der zweite und dritte Montageabschnitt 53, 55 der jeweiligen Adapterkonsole 38, 39 mit der Fahrzeugkarosserie 17 verschraubt.
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Zur Demontage des Achsträgers 1 wird lediglich der Schraubbolzen 33 der gemeinsamen Schraubverbindungsstelle S gelöst, während die zweiten und dritten Montageabschnitte 53, 55 der Adapterkonsolen 38, 39 unabhängig davon mit der Fahrzeugkarosserie 17 verschraubt bleiben. Anschließend kann der Achsträger 1 demontiert werden, während die Elektromaschine 20 in der Karosseriestruktur verbaut bleibt.
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In der 4 ist eine zweite Ausführungsvariante des Achsträgers 1 gezeigt, dessen grundsätzlicher Aufbau identisch mit dem vorangegangenen ersten Ausführungsbeispiel ist. Im Unterschied zu den 1 bis 3 sind in der 4 die beiden vorderen Adapterkonsolen 39 und die beiden hinteren Adapterkonsolen 38 über jeweils eine Querstrebe 57 miteinander verbunden, um die Karosseriesteifigkeit zu erhöhen. Auf diese Weise können Querträger an der Karosserie 17 leichter/kostengünstiger dimensioniert werden oder unter Umständen komplett entfallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0386133 B2 [0002]
- DE 102007044411 A1 [0002]
- EP 1674316 B1 [0002]
