WO2012113500A1 - Kraftfahrzeug - Google Patents

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    • B60K2007/0061—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor axle being parallel to the wheel axle

Definitions

  • the present invention relates to an integral support for a motor vehicle, in particular for a hybrid vehicle, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a motor vehicle equipped with such integral support.
  • motor vehicles In the context of driven by internal combustion engines motor vehicles are also referred to as engine or subcarrier, chassis frame or subframe
  • Integral carrier known which can be fastened to a body of a motor vehicle and at least two substantially parallel longitudinal side members, which are connected via two transverse thereto transverse support elements.
  • the longitudinal beam elements are designed as cast components (DE 10 2009 052 920 A1).
  • the present invention is based on the general idea of integrating at least one housing for an electric motor in a conventional integral support for a motor vehicle, in particular for a hybrid vehicle, which is at least partially designed as a cast component.
  • the integral carrier can be designed, for example, as a chassis frame, as an auxiliary frame or as an auxiliary carrier and, for example, also serve to hold a drive motor, in particular an internal combustion engine.
  • the integral carrier is used, for example, in the region of a front axle of the motor vehicle and, according to the invention, at the same time offers a holder and accommodation option in the form of an integrated housing for an electric motor, preferably for two electric motors acting on a respective assigned wheel driving.
  • Integral carrier can thus record in the housings integrated therein electric motors for an additional drive (four-wheel drive) or for a purely electric motor drive without the need for an additional differential gear between drive and wheel would be required.
  • the at least one housing for the electric motor is an integral part of one of two cross member elements, both together and with two additional
  • the housing for the at least one electric motor thus becomes part of the integral carrier and can additionally assume stiffening or supporting functions.
  • at least one can
  • Electric motor can be used in a recuperation as a generator and charge a vehicle battery.
  • integral support With the integral support according to the invention, advantages can also be achieved with regard to the number of components, the weight, a number of joints and the corrosion protection.
  • the shape of the integral carrier can additionally be bionically optimized.
  • the integral support with the at least one integrated housing is at least partially, in particular in the region of
  • Cross member made of light metal, in particular made of aluminum.
  • Fuel consumption and pollutant emissions in this case, in particular, a light metal casting can be used.
  • cooling channels for a coolant for cooling the at least one electric motor are provided in the integral carrier.
  • the integration of cooling channels in the integral support can be a costly and expensive to avoid routing and at the same time a reliable and sheltered cooling for or in reach the integral carrier installed electric motor (s).
  • the integration of such cooling channels in the integral support is particularly possible if the integral support at least partially, that is in particular in the region of the cross member, as a hollow cast or chill cast, generally speaking as a cast component is executed, so that the cooling channels can be kept free, for example by means of sand cores ,
  • FIG. 3 representations as in Fig. 2, but from a different perspective.
  • a motor vehicle 1 which is designed, for example, as a hybrid vehicle, has an integral support 2 arranged in its stem.
  • the integral support 2 has at least two substantially parallel extending side rail elements 8, 8 ', which are interconnected via two transversely extending cross member elements 9, 9', wherein each longitudinal end of the cross member element 9 in this integrated housing 3, 3 'for an electric motor , 4 'is provided.
  • the two housings 3, 3 'for the electric motors 4, 4' are an integral part of the cross member element 9, which together with the cross member element 9 'and the two side member elements 8, 8' forms the integral support 2 according to the invention.
  • the housing having cross member 9 is the rear cross member of the integral support, which is seen behind the front cross member seen in the direction of travel of the vehicle and therefore the passenger compartment has a smaller distance than the front cross member.
  • the integral support 2 has in the illustrated cases each longitudinal end of the
  • the integral support 2 is designed as a stiffened molded part, wherein due to a desirable weight saving light metal, in particular aluminum, is used. But it is also conceivable in general, a production of steel.
  • the integral carrier 2 with the at least one integrated housing 3 may be at least partially formed as a cast component and produced as a hollow casting or as a chill casting, generally in a casting process. Parts of the integral support 2, for example, the longitudinal support elements 8, 8 'and the
  • cooling channels which are not additionally shown by sand cores or permanent formwork, for a coolant for cooling the at least one electric motor 4, 4 'can be integrated.
  • the integral carrier 2 can also have a receiving space for a torsion bar 5 (cf., FIG. 2) as well as, in addition, articulation points 6 for a transverse link 7.
  • integral support 2 is of course also a purely electric motor drive of the motor vehicle 1 and an all-wheel drive with additional electric motor drive conceivable.
  • the integral support 2 comes out without additional differential, whereby a space-optimized solution can be found, which does not affect in particular a flexible design of a left or right-hand drive vehicle. Due to the lightweight construction of the integral carrier 2, this can also contribute to a reduction in fuel consumption and pollutant emissions.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Integralträger (2) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Hybridfahrzeug, der zumindest teilweise als Gussbauteil ausgebildet ist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass der Integralträger (2) zumindest ein integriertes Gehäuse (3,3') für einen Elektromotor (4,4') aufweist. Hierdurch kann eine hohe Fertigungsflexibilität hinsichtlich rechts- und linksgelenkter Kraftfahrzeuge (1) erreicht werden.

Description

Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Integralträger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Hybridfahrzeug, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einem derartigen Integralträger ausgestattetes Kraftfahrzeug.
Aus der DE 30 37 378 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, welches den Vorgänger heutiger Hybridfahrzeuge darstellt. Das beschriebene Kraftfahrzeug kann dabei alternativ oder unterstützend zum verbrennungsmotorischen Antrieb auch elektromotorisch angetrieben werden. Bei gängigen Hybridfahrzeugen mit verbrennungsmotorisch und elektromotorisch angetriebenen Achsen lässt sich dies mit nur vergleichsweise hohem Gewicht realisieren. Zugleich ist eine Umrüstung von einem Links- auf einen Rechtslenker oder umgekehrt nicht oder nur schwer möglich.
Im Zusammenhang mit von Verbrennungsmotoren angetriebenen Kraftwagen sind auch als Motor- oder Hilfsträger, Fahrwerksrahmen oder Fahrschemel bezeichnete
Integralträger bekannt, die an einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges befestigbar sind und zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufende Längsträgerelemente aufweisen, welche über zwei dazu quer verlaufende Querträgerelemente verbunden sind. Die Längsträgerelemente sind dabei als Gussbauteile ausgebildet (DE 10 2009 052 920 A1 ).
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem an sich bekannten Integralträger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Hybridfahrzeug, der zumindest teilweise als Gussbauteil ausgebildet ist, zumindest ein Gehäuse für einen Elektromotor zu integrieren. Der Integralträger kann beispielsweise als Fahrwerksrahmen, als Hilfsrahmen oder als Hilfsträger ausgebildet sein und beispielsweise auch dem Halten eines Antriebsmotors, insbesondere Verbrennungsmotors dienen. Der Integralträger wird beispielsweise im Bereich einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs eingesetzt und bietet erfindungsgemäß zugleich eine Halterung und Unterbringungsmöglichkeit in Form eines integrierten Gehäuses für einen Elektromotor, vorzugsweise für zwei Elektromotoren, die auf ein jeweils zugeordnetes Rad antreibend einwirken. Der erfindungsgemäße
Integralträger kann somit in den darin integrierten Gehäusen Elektromotoren für einen Zusatzantrieb (Allradantrieb) oder für einen rein elektromotorischen Antrieb aufnehmen und zwar ohne dass hierzu ein zusätzliches Differentialgetriebe zwischen Antrieb und Rad erforderlich wäre.
Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das zumindest eine Gehäuse für den Elektromotor integraler Bestandteil eines von zwei Querträgerelementen ist, die beide zusammen und mit zwei zusätzlichen
Längsträgerelementen den erfindungsgemäßen Integralträger bilden. Zugleich ist mit der erfindungsgemäßen Lösung eine hohe Flexibilität hinsichtlich links oder rechtsgelenkter Fahrzeuge möglich, da der zumindest eine Elektromotor in den Integralträger eingebaut und dem jeweils anzutreibenden Rad direkt zugeordnet ist und daher weder ein
Differential benötigt, noch störend in eine mögliche Lenkgeometrie (Lenkgestänge) eingreift. Das Gehäuse für den zumindest einen Elektromotor wird somit zu einem Bestandteil des Integralträgers und kann zusätzlich Aussteifungs- beziehungsweise Tragfunktionen übernehmen. Selbstverständlich kann dabei der zumindest eine
Elektromotor in einem Rekuperationsbetrieb als Generator eingesetzt werden und eine Fahrzeugbatterie aufladen.
Bei dem erfindungsgemäßen Integralträger lassen sich zudem Vorteile hinsichtlich der Bauteileanzahl, des Gewichts, einer Fügestellenanzahl und des Korrosionsschutzes erreichen. Die Form des Integralträgers kann zusätzlich bionisch optimiert sein.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Integralträger mit dem zumindest einem integrierten Gehäuse zumindest teilweise, insbesondere im Bereich des
Querträgerelements aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, hergestellt.
Aluminium ist einerseits korrosionsbeständig und andererseits vergleichsweise leicht, wodurch ein derartig ausgebildeter Integralträger zur Reduzierung des
Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen beiträgt. Hierbei kann insbesondere auch ein Leichtmetallguss zur Anwendung kommen.
Zweckmäßig sind in den Integralträger Kühlkanäle für ein Kühlmittel zum Kühlen des zumindest einem Elektromotors vorgesehen. Durch die Integration von Kühlkanälen in den Integralträger lässt sich eine aufwendige und damit teure Leitungsführung vermeiden und zugleich eine zuverlässige und geschützte Kühlung für den beziehungsweise die in dem Integralträger eingebauten Elektromotor(en) erreichen. Die Integration derartiger Kühlkanäle in den Integralträger ist insbesondere dann möglich, sofern der Integralträger zumindest teilweise, das heißt insbesondere im Bereich des Querträgerelements, als Hohlguss oder als Kokillenguss, generell gesprochen als Gussbauteil, ausgeführt ist, so dass die Kühlkanäle beispielsweise mittels Sandkernen freigehalten werden können.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung, die in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch:
Fig. 1 ein erfindungsgemäß ausgestalteter Integralträger in verschiedenen Ansichten,
Fig. 2 ein Kraftfahrzeug mit eingebautem Integralträger,
Fig. 3 Darstellungen wie in Fig. 2, jedoch aus einer anderen Perspektive.
Entsprechend den Fig. 2 und 3, weist ein Kraftfahrzeug 1 , welches beispielsweise als Hybridfahrzeug ausgebildet ist, einen in seinem Vorbau angeordneten Integralträger 2 auf. Der Integralträger 2 besitzt zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufende Längsträgerelemente 8, 8', welche über zwei dazu quer verlaufende Querträgerelemente 9, 9' miteinander verbunden sind, wobei jeweils längsendseitig des Querträgerelements 9 ein in dieses integriertes Gehäuse 3, 3' für einen Elektromotor 4, 4' vorgesehen ist. Dabei sind die beiden Gehäuse 3, 3' für die Elektromotoren 4, 4' integraler Bestandteil des Querträgerelements 9, das zusammen mit dem Querträgerelement 9' und den beiden Längsträgerelementen 8, 8' den erfindungsgemäßen Integralträger 2 bildet. Bei dem die Gehäuse aufweisenden Querträgerelement 9 handelt es sich um die hintere Quertraverse des Integralträgers, die in Fahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen hinter der vorderen Quertraverse angeordnet ist und daher zum Fahrgastraum einen geringeren Abstand aufweist als die vordere Quertraverse.
Wie insbesondere den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, kann aufgrund der dem jeweiligen Rad zugeordneten Anordnung der Elektromotoren 4, 4' ein Differential vermieden werden, wodurch das Kraftfahrzeug 1 vergleichsweise flexibel als links- oder rechtsgelenktes Fahrzeug ausgebildet werden kann.
Der Integralträger 2 besitzt in den dargestellten Fällen jeweils längsendseitig des
Querträgerelements 9 die integralen Gehäuse 3, 3' für jeweils den darin angeordneten Elektromotor 4 beziehungsweise 4'. Die Elektromotoren 4, 4' können dabei selbstständig in einem Rekuperationsbetrieb auch als Generatoren verwendet werden und dabei eine Fahrzeugbatterie aufladen. Betrachtet man insbesondere die Fig. 1 und 2, so kann man erkennen, dass der Integralträger 2 als ausgesteiftes Formteil ausgebildet ist, wobei aufgrund einer wünschenswerten Gewichtseinsparung Leichtmetall, insbesondere Aluminium, zum Einsatz gelangt. Denkbar ist aber generell auch eine Herstellung aus Stahl. Des Weiteren kann der Integralträger 2 mit dem zumindest einen integrierten Gehäuse 3 zumindest teilweise als Gussbauteil ausgebildet sein und als Hohlguss oder als Kokillenguss, generell also in einem Gussverfahren hergestellt werden. Teile des Integralträgers 2, beispielsweise die Längträgerelemente 8, 8' und das
Querträgerelement 9' können dabei selbstverständlich auch in Blechbauweise ausgeführt sein. Insbesondere bei gegossenen Integralträgem 2 können mittels Sandkernen oder verlorenen Schalungen zusätzlich nicht gezeigte Kühlkanäle für ein Kühlmittel zum Kühlen des zumindest einen Elektromotors 4, 4' integriert werden. Generell kann der Integralträger 2 auch einen Aufnahmeraum für einen Torsionsstab 5 (vgl. Fig. 2) sowie darüber hinaus Anlenkungspunkte 6 für einen Querlenker 7 aufweisen.
Mit dem erfindungsgemäßen Integralträger 2 ist selbstverständlich auch ein rein elektromotorischer Antrieb des Kraftfahrzeugs 1 sowie ein Allradantrieb mit zusätzlichem elektromotorischem Antrieb denkbar. Der Integralträger 2 kommt dabei ohne zusätzliches Differential aus, wodurch eine bauraumoptimierte Lösung gefunden werden kann, die insbesondere eine flexible Ausbildung eines links- oder rechtsgelenkten Fahrzeugs nicht beeinträchtigt. Durch die Leichtbauweise des Integralträgers 2 kann dieser auch zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bzw. der Schadstoffemissionen beitragen.

Claims

Patentansprüche
1. Integralträger (2) für ein Kraftfahrzeug, welcher zumindest teilweise als Gussbauteil ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Integralträger (2) zumindest ein integriertes Gehäuse (3,3') für einen Elektromotor (4,4') aufweist.
2. Integralträger nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Integralträger (2) zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufende Längsträgerelemente (8,8') aufweist, welche über zwei dazu quer verlaufende Querträgerelemente (9,9') verbunden sind, wobei jeweils längsendseitig des Querträgerelements (9) die in dieses integrierte Gehäuse (3,3') vorgesehen sind.
3. Integralträger nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Integralträger (2) mit dem zumindest einen integrierten Gehäuse (3,3') zumindest bereichsweise, insbesondere im Bereich des Querträgerelements (9), aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, hergestellt ist.
4. Integralträger nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Integralträger (2) oder das Querträgerelement (9) mit dem zumindest einen integrierten Gehäuse (3,3') als Hohlguss oder als Kokillenguss ausgeführt ist.
5. Integralträger nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Integralträger (2) und/oder dem Querträgerelement (9) Kühlkanäle für ein Kühlmittel zum Kühlen des zumindest einen Elektromotors (4,4') angeordnet sind.
6. Kraftfahrzeug (1 ) mit einem Integralträger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
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