-
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Bei einer elektrifizierten Fahrzeugachse für ein zweispuriges Fahrzeug kann das Antriebsaggregat aus einer Elektromaschine und einem Getriebe bestehen, über das die Elektromaschine auf Flanschwellen abtreibt, die zu den Fahrzeugrädern führen. Das Antriebsaggregat ist in einer Drei- oder Vierpunktlagerung auf einem Hilfsrahmen abgestützt. Dieser ist wiederum über Hilfsrahmenlager an der Fahrzeugkarosserie montiert.
-
In einer gattungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist das Antriebsaggregat über zumindest eine Aggregatestütze an einem Längsträger oder Querträger eines Hilfsrahmens abgestützt. Der Längs- oder Querträger ist als Hohlträger ausgeführt, der einen Hohlraum begrenzt, der im Querschnitt von einer umlaufenden Hohlträgerwandung geschlossen ist.
-
Im Stand der Technik sind an einem solchen Hilfsrahmen als separate Bauteile Lagerkonsolen befestigt, an die die Aggregatestütze anbindbar ist. Eine solche Anbindungsart führt im Bereich der Fahrzeugachse zu einer hohen Packagedichte, bei der die Konsolen den zur Verfügung stehenden Bauraum für Antriebsaggregat einschränken, sowie zu einem Bauteilaufwand beim Zusammenbau der Fahrzeugachse. Zudem sind separate Werkzeuge, zusätzliche Fertigungsanlagen sowie Fertigungszeit erforderlich, um die Konsolen am Hilfsrahmen zu verschweißen.
-
Die Konsolen können außerdem die Dauerfestigkeit des Hilfsrahmen schwächen. Ferner muss die Lage der Konsolen unter Umständen so gewählt werden, dass eine separate Demontage des Antriebsaggregates nicht mehr möglich ist.
-
Aus der
DE 10 2009 040 896 A1 ist eine Anordnung zur Befestigung einer Antriebsbaugruppe im Motorraum eines Fahrzeugs gezeigt. Aus der
EP 3 698 998 A1 ist eine Radaufhängung für ein Fahrzeug bekannt. Aus der
DE 10 2007 044 411 A1 ist eine Elektromotor-Halterungsstruktur für ein Fahrzeug bekannt.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, mittels der in baulich einfacher Weise die Packagedichte sowie der Bauteilaufwand beim Zusammenbau des Fahrzeugs reduziert werden kann.
-
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
-
Die Erfindung geht von einer Antriebsvorrichtung aus, bei der ein Antriebsaggregat über zumindest eine Aggregatestütze an einem Hohlträger einer Tragstruktur des Fahrzeugs abgestützt ist. Im Hinblick auf eine Leichbauweise sowie eine hohe Bauteilsteifigkeit begrenzt der Hohlträger einen Hohlraum, der im Hohlträger-Querschnitt von einer umlaufenden Hohlträgerwandung geschlossen ist. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 weist die Hohlträgerwandung eine Lageröffnung auf, über die die Aggregatestütze mit einer Eintauchtiefe in den Hohltraum des Hohlträgers einragt. Die Aggregatestütze ist dabei innerhalb des Hohlraums am Hohlträger angebunden. Die Anbindung erfolgt dabei bevorzugt mit Hilfe eines Schraubbolzens in einer Schraubverbindung. Auf diese Weise ist also die Aggregatestütze teilweise im Hohlraum des Hohlträgers integriert, wodurch die Packagedichte im Bereich der Fahrzeugachse reduzierbar ist. Zudem kann die Aggregatestütze unmittelbar an der Hohlträgerwandung befestigt sein, das heißt ohne Zwischenschaltung zusätzlicher Lagerkonsolen. Auf diese Weise wird zudem der Bauteilaufwand beim Zusammenbau der Fahrzeugachse reduziert.
-
Die Erfindung sieht somit eine Anbindung des Antriebsaggregates direkt in der Struktur des Hilfsrahmens vor. Dazu können sowohl die Längsträger als auch die Querträger des Hilfsrahmens verwendet werden. Es ist eine Vielzahl von Kombinationen der Anbindungspositionen möglich, zum Beispiel zwei Anbindungen im Längsträger und eine Anbindung im hinteren Querträger des Hilfsrahmens oder je zwei Anbindungen im rechten und linken Längsträger des Hilfsrahmens oder je eine Anbindung im vorderen und hinteren Querträger sowie eine Anbindung im Längsträger des Hilfsrahmens, etc. Es ist dabei sowohl eine Dreipunktlagerung als auch eine Vierpunktlagerung des Antriebsaggregates im Hilfsrahmen möglich. Die Verschraubungsrichtung an den Anbindungsstellen kann in verschiedene Richtungen ausgebildet werden, zum Beispiel in der Fahrzeuglängsrichtung oder in der Fahrzeugquerrichtung. Am Hilfsrahmen selbst werden dabei die vorhandenen Trägerstrukturen partiell geöffnet. Dort können dann die Anbindungspunkte des Antriebsaggregates einfahren. Dies kann von oben oder unten erfolgen. Die Verschraubung erfolgt direkt über Löcher im Hilfsrahmen und den Anbindungspunkten des Antriebsaggregates. In den Anbindungspunkten des Antriebsaggregates sind üblicherweise Lager mit integriert.
-
Zusammenfassend können mit der Erfindung Bauteile (das heißt Konsolen) am Hilfsrahmen eingespart werden, wodurch sich eine Kostenreduzierung ergibt. Zudem wird zusätzlicher Bauraum für das Antriebsaggregat generiert. Außerdem ist eine einfache Demontage des Antriebsaggregats möglich, ohne dass die Fahrzeugachse ausgebaut werden muss, was im Kundendienst von Vorteil ist.
-
Nachfolgend sich Erfindungsaspekte nochmals im Einzelnen hervorgehoben: So kann in einer technischen Umsetzung die Aggregatestütze innerhalb des Hohlraums des Hohlträgers um eine Lagerachse schwenkbar angelenkt sein. Die Lagerachse kann dabei konstruktiv einfach unmittelbar von dem Schraubbolzen definiert sein, über den die Aggregatestütze an der Hohlträgerwandung verschraubt ist.
-
Im Hinblick auf eine schwingungsdämpfende Abstützung des Antriebsaggregats ist es bevorzugt, wenn die Aggregatestütze unter Zwischenschaltung eines Aggregatelagers am Hohlträger angebunden ist. Das Aggregatelager kann bevorzugt bauraumgünstig komplett im Hohlraum des Hohlträgers positioniert sein. Das Aggregatelager kann aus einer tragstrukturseitigen Lagerkomponente, die am Hohlträger befestigt ist, und aus einer aggregateseitigen Lagerkomponente aufgebaut sein, die an der Aggregatestütze befestigt ist. Zwischen den beiden Lagerkomponenten kann ein schwingungsdämpfender Elastomerkörper angeordnet sein.
-
Im Hinblick auf eine einwandfreie Lagerungsfunktion ist es von Vorteil, wenn die Aggregatestütze mit einem Freigang in den Hohlraum des Hohlträgers einragt. Auf diese Weise ist einerseits eine störkonturfreie Bewegung der Aggregatestütze gewährleistet. Andererseits ist eine störkonturfreie sowie leichtgängige Montage/Demontage der Aggregatestütze gewährleistet.
-
Um einen einfachen Zusammenbau des Antriebsaggregats auf der Tragstruktur zu gewährleisten, kann die Aggregatestütze eine Lageraufnahme, insbesondere Lagerauge, aufweisen, in der das Aggregatelager bereits vor dem Zusammenbau befestigbar ist. Beispielhaft kann das Aggregatelager in das Lagerauge der Aggregatestütze eingepresst werden. Das Aggregatelager kann bevorzugt als ein Gummi-Metall-Hülsenlager realisiert sein. Deren Lagerkomponenten können aus einer radial äußeren Außenhülse sowie aus einem radial inneren hülsenförmigen Lagerkern aufgebaut sein, zwischen denen der Elastomerkörper angeordnet ist. In diesem Fall kann die Außenhülse des Gummi-Metall-Hülsenlagers in der Lageraufnahme der Aggregatestütze befestigt sein. Durch den hülsenförmigen inneren Lagerkern des Gummi-Metall-Hülsenlagers kann der Schraubbolzen geführt sein, der die Lagerachse definiert. Im Hinblick auf einen reduzierten Bauteilaufwand kann auf die Bereitstellung einer separaten Lagerkonsole zur Anbindung der Aggregatestütze verzichtet werden. Anstelle dessen können die in einer Lagerachsrichtung betrachtet einander gegenüberliegenden Hohlträgerwände des Hohlträgers in Doppelfunktion als Konsolenflügel wirken, zwischen denen die Aggregatestütze gelagert ist. Die Aggregatestütze kann mit Hilfe des Schraubbolzens an den beiden gegenüberliegenden Hohlträgerwänden verschraubt sein.
-
In einer konkreten Ausführungsform kann die Tragstruktur ein Hilfsrahmen sein. Dieser kann Hilfsrahmen-Längsträger sowie Hilfsrahmen-Querträger aufweisen, auf denen die Aggregatelagerung in einer Drei- oder Vierpunktlagerung abgestützt ist.
-
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
-
Es zeigen:
- 1 in einer Ansicht von unten eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, bei der das Antriebsaggregat an einem Hilfsrahmen eines Fahrzeugs angebunden ist,
- 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Schnittebene A aus der 1, und
- 3 in einer Ansicht entsprechend der 2 ein demontierter Zustand.
-
In 1 ist in einer grob schematischen Darstellung eine elektrifizierte Fahrzeugachse für ein zweispuriges Fahrzeug insoweit angedeutet, als es für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Die Fahrzeugachse weist in der 1 ein Antriebsaggregat 1, bestehend aus einer Elektromaschine 3 und einem Getriebe 5 auf. Über das Getriebe 5 kann die Elektromaschine 3 auf Flanschwellen 7 abtreiben, die zu nicht gezeigten Fahrzeugrädern führen. Das Antriebsaggregat 1 ist in einer Dreipunktlagerung an die Unterseite eines Hilfsrahmens 9 des Fahrzeugs angebunden. Der Hilfsrahmen 9 weist in der 1 zwei seitliche Hilfsrahmen-Längsträger 11 auf, die an vorderen und hinteren Eckbereichen jeweils über vordere und hintere Hilfsrahmen-querträger 13, 14 miteinander verbunden sind. Gemäß der 1 sind an den Eckbereichen des Hilfsrahmens 9 jeweils Lageraugen 15 für nicht gezeigte Hilfsrahmenlager ausgebildet, über die der Hilfsrahmen 9 an der Fahrzeugkarosserie montierbar ist. An den fahrzeugäußeren Seiten weisen die beiden Hilfsrahmen-Längsträger 11 jeweils Lagerkonsolen 17 auf, an die nicht gezeigte Fahrwerkslenker anbindbar sind.
-
In der 1 sind die drei Aggregatestützen 19 des Antriebsaggregats 1 über Aggregatelager 21 am vorderen Hilfsrahmen-Querträger 13, am hinteren Hilfsrahmen-Querträger 14 sowie an einem der beiden Hilfsrahmen-Längsträger 11 montiert. Die Hilfsrahmen-Querträger 13, 14 sowie die Hilfsrahmen-Längsträger 11 sind gemäß den 2 und 3 jeweils als Hohlträger ausgebildet, der einen Hohlraum 22 begrenzt. Dieser ist im Hohlträger-Querschnitt betrachtet von einer umlaufenden Hohlträgerwandung 23 ( 2 oder 3) im Wesentlichen geschlossen. Die Hohlträgerwandung 23 besteht gemäß der 2 oder 3 aus einer Deckwand 32, einer Bodenwand 34, einer Innenwand 35 und einer Außenwand 37.
-
In der 2 ist eine Aggregatelagerung in Detail dargestellt. Demzufolge weist der hintere Hilfsrahmen-Querträger 14 in seiner Hohlträgerwandung 23 eine nach fahrzeugunten weisende Lageröffnung 25 auf, die in der Bodenwand 34 des Hilfsrahmen-Querträgers 14 ausgebildet ist. Die Aggregatestütze 19 ragt von unten über die Lageröffnung 25 mit einer Eintauchtiefe Δz in den Hohlraum 22 des hinteren Hilfsrahmen-Querträgers 14 ein. In der 2 ist das Aggregatelager 21 komplett im Hohlraum 22 des hinteren Hilfsrahmen-Querträgers 14 positioniert.
-
Das Aggregatelager 21 ist als ein Gummi-Metall-Hülsenlager mit einer radial äußeren Außenhülse 27 und einem radial inneren, hülsenförmigen Lagerkern 29 ausgebildet, zwischen denen ein schwingungsdämpfender Elastomerkörper 31 angeordnet ist.
-
Gemäß der 2 oder 3 weist die Aggregatestütze 19 an ihrem aggregatefernen Ende ein Lagerauge 30 auf, in das das Gummi-Metall-Hülsenlager mit seiner Außenhülse 27 eingepresst ist. Durch dessen hülsenförmigen inneren Lagerkern 29 ist im Zusammenbauzustand (2) ein Schraubbolzen 33 geführt, der das Aggregatelager 21 an der Hohlträger-Innenwand 35 und der gegenüberliegenden Hohlträger-Außenwand 37 verschraubt. In der 2 ist der Schraubbolzen 33 mit seinem Bolzenkopf 39 außenseitig an der Hohlträger-Außenwand 37 abgestützt und mit seinem Bolzenschaft 41 durch Schraublöcher 43 der Hohlträgerwände 35, 37 sowie durch den axial zwischengeordneten hülsenförmigen Lagerkern 29 geführt. Der Schraubbolzen 33 ist an seiner Schaftspitze mit einer Schraubenmutter 44 verschraubt, die außenseitig an der Hohlträger-Innenwand 35 abgestützt ist.
-
Die Schraubenmutter 44 kann gegebenenfalls auch bereits an der Hilfsrahmenwand 35 vorfixiert sein (zum Beispiel angeschweißt). Daraus ergeben sich Vorteile bei der Montage der Elektromaschine, etwa kein Gegenhalten der Schraubenmutter 44 beim Verschrauben, oder kein gleichzeitiges Handling von Mutter und Schraube. Zudem wäre die Mutter bereits lackiert durch den aufgebrachten Korrosionsschutz des Hilfsrahmens 9 beim Lieferanten.
-
Der Schraubbolzen 33 bildet in der 1 oder 2 eine Lagerachse bzw. Schraubachse L, um die die Aggregatestütze 19 schwenkbar ist. Für eine störkonturfreie Schwenkbewegung ragt die Aggregatestütze 19 mit einem Freigang f in den Hohlraum 22 des hinteren Hilfsrahmen-Querträgers 14 ein. Der Freigang f ist in der 2 zwischen der Aggregatestütze 19 und dem Rand der Lageröffnung 25 sowie zwischen der Innenkontur des hinteren Hilfsrahmen-Querträgers 14 und der Aggregatestütze 19 vorhanden.
-
Zudem wird durch den Freigang f eine störkonturfreie, leichtgängige Montage/Demontage der Aggregatestütze 19 gewährleistet, wie es in der 3 angedeutet ist. Demzufolge wird beim Zusammenbau die Aggregatestütze 19 in einer Fügerichtung F von fahrzeugunten störkonturfrei sowie leichtgängig durch die Lageröffnung 25 des Hilfsrahmen-Querträgers 14 bis Erreichen der Eintauchtiefe Δz in den Hohlraum 22 des hinteren Hilfsrahmens-Querträgers 14 eingefahren. Anschließend wird die Aggregatestütze 19 mit Hilfe des Schraubbolzens 33 am hinteren Hilfsrahmen-Querträger 14 verschraubt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antriebsaggregat
- 3
- Elektromaschine
- 5
- Getriebe
- 7
- Flanschwellen
- 9
- Hilfsrahmen
- 11
- Hilfsrahmen-Längsträger
- 13, 14
- Hilfsrahmen-Querträger
- 15
- Lagerauge
- 17
- Lagerkonsolen
- 19
- Aggregatestütze
- 21
- Aggregatelager
- 22
- Hohlraum
- 23
- Hohlträgerwandung
- 25
- Lageröffnung
- 27
- Außenhülse
- 29
- innerer Lagerkern
- 30
- Lageraufnahme der Aggregatestütze
- 31
- Elastomerkörper
- 32
- Hohlträger-Deckwand
- 33
- Schraubbolzen
- 34
- Hohlträger-Bodenwand
- 35
- Hohlträger-Innenwand
- 37
- Hohlträger-Außenwand
- 39
- Bolzenkopf
- 41
- Bolzenschaft
- 43
- Schraublöcher
- 44
- Schraubenmutter
- L
- Lagerachse
- Δz
- Eintauchtiefe
- FR
- Fahrtrichtung
- F
- Fügerichtung
- f
- Freigang
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009040896 A1 [0006]
- EP 3698998 A1 [0006]
- DE 102007044411 A1 [0006]
