WO2013034372A1 - Verfahren zur herstellung eines längslenkers einer verbundlenkerachse, in den eine antriebseinheit eines radnahen elektrischen antriebs, umfassend eine elektrische maschine und ein getriebe, integriert ist - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines längslenkers einer verbundlenkerachse, in den eine antriebseinheit eines radnahen elektrischen antriebs, umfassend eine elektrische maschine und ein getriebe, integriert ist Download PDF

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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • a method for producing a Länqslenkers a torsion beam axis in which a drive unit of a near-wheel electric drive, comprising an electric machine and a transmission is integrated
  • the present invention relates to a method for producing a trailing arm of a torsion beam axle, in which a drive unit of a close-coupled electric drive, comprising an electric machine and a transmission is integrated, according to the preamble of patent claim 1.
  • twist-beam axles on two trailing arms which are interconnected by a transverse profile.
  • the trailing arms are each connected to a wheel carrier of a wheel of the torsion beam axle.
  • Radnahe electric drives for driving a wheel of a driven axle for electrically driven vehicles are known from the prior art, which are arranged handlebar-fixed, in which case they are attached to the suspension arms, for example, the twist beam. This design reduces the unsprung mass by locating the electric drives close to the most efficient handlebar connection point.
  • the electric machine and the transmission in the wheel associated with the trailing arm of the torsion beam axle at Radnahen electric drives for driving a wheel of a driven axle.
  • the electric machine can be made very compact, so that it can be integrated into the trailing arm.
  • the electric machines are preferably designed high-revving, resulting in a high power / weight ratio (kW / kg) of the drive unit and a small dimensioning of the electric machine.
  • wheel-specific drive torques can be generated by radnahe electrical drives, which functions such as torque vectoring, ESP, ABS, ASR, etc. can be easily implemented.
  • the fast and more accurate controllability of electric drives enables these functions to be optimized compared to conventional brake-based control systems.
  • the present invention has for its object to provide a method for producing a trailing arm of a torsion beam axle, in which a drive unit of a close-coupled electric drive is integrated, comprising an electric machine and a transmission to specify, by its implementation, a cost-effective production is possible.
  • the longitudinal member as a casting with a box profile, wherein, to reduce the reworking of the casting to a minimum, the contours to represent the area for receiving the transmission, the junction with the body (A-bearing), the bore to accommodate the transverse profile, the U-profile of the trailing arm, the box profile and the area for receiving the electrical machine by means of cores are mapped.
  • the contours become visible the spring plate for receiving the spring and the damper connection also shown by cores.
  • connection of the damper assigned to the wheel and the spring plate of the spring associated with the wheel are integrated in the trailing arm, to map the contours for representing the spring plate for receiving the spring and the damper connection in another core.
  • the inventive concept of combining individual cores significantly reduces the number of cores needed to produce the trailing arm.
  • the connection of the damper assigned to the wheel and the spring plate of the spring assigned to the wheel are integrated in the trailing arm, for example, instead of eight individual cores, only five cores are required.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a state of the
  • Figure 2 two perspective views of a trailing arm of a
  • Twist-beam axle in which a drive unit of a wheel-near electric drive is integrated, wherein the radseiti- ge housing is bolted to the trailing arm;
  • FIG. 3 shows two perspective views of that shown in FIG.
  • Trailing arm without the wheel-side housing to illustrate the contours to be imaged by means of cores
  • Figure 4 two perspective views of the invention required cores for the production of a trailing arm according to Figure 2;
  • Figure 5 two perspective views of the lower mold box for
  • Cores and in the right part of the figure is shown with the inserted cores.
  • a torsion beam axle 1 constructed according to the prior art comprises two trailing arms 2, 3, which are interconnected by a transverse profile 4.
  • the torsion beam axle 1 is connected by two rubber bearings 5, 6 with the body of the vehicle.
  • the wheels of the torsion beam axle 1 are provided in Figure 1 with the reference numerals 7 and 8 respectively. Further, in the attached Figure 1 with 9 is a damper and 10 denotes a spring of the torsion beam axle 1.
  • FIG. 2 shows two perspective views of a trailing arm 2 of a torsion beam axle 1, in which a drive unit of a close-coupled electric drive, comprising an electric machine and a transmission, is integrated.
  • the wheel-side housing 12 is bolted to the trailing arm 2.
  • the wheel and the brake are attached to the wheel-side housing 12.
  • the trailing arm 2 has a connection point 1 1 for connection to the body of the vehicle, the connection 14 for a damper and a spring plate 13 for receiving a spring.
  • Reference numeral 15 denotes a cover of the electric machine.
  • the bore for receiving the transverse profile 4 is provided with the reference numeral 17.
  • the longitudinal beam 2 is made as a casting with a box section 18, wherein the contours to illustrate the area 1 6 for receiving the transmission, which is executed in the example shown as a spur gear, the connection point 1 1 with the Body, the bore 17 for receiving the transverse profile 4, the U-section 22 of the trailing arm 2, the box section 18, the portion 19 for receiving the electric machine, the spring plate 13 for receiving the spring and the Dämpferanitatil 4 are imaged by means of cores, thereby the reworking on the casting is reduced to a minimum.
  • the contours for representing the joint 1 1 of the trailing arm 2 with the body, the bore 17 for receiving the transverse profile 4 and the U-section 22 of the trailing arm 2 in a core and the contours for the representation of the spring plate 13 for Picture of the spring and the damper connection 14 in another core map are shown in Figure 4.
  • the core for imaging the area 1 6 for receiving the transmission with the reference numeral 23 the core for imaging the box profile 18 with the reference numeral 24, the core for imaging the area 19 for receiving the electric machine with the reference numeral 25
  • the common core for imaging the spring plate 13 for receiving the spring and the damper connection 14 with the reference numeral 26 and the common core for imaging the junction 1 1 of the trailing arm 2 to the body, the bore 17 for receiving the cross-section 4 and the U-profile 22 of the trailing arm 2 is denoted by the reference numeral 27.
  • the casting to be produced is designated by the reference numeral 28.
  • the object of FIG. 5 is an illustration of the lower molding box 29 for producing a trailing arm 2 for illustrating the cores required according to the invention.
  • the cores 23 to be inserted into the lower molding box 29 are used to image the area 16 for receiving the gearbox, 24 for imaging the box profile 18, 25 for imaging the area 19 for receiving the electric machine, 26 for imaging the spring plate 13 for receiving the spring and the damper connection 14 and 27 for mapping the connection point 1 1 of the longitudinal handlebar 2 with the body, the bore 17 for receiving the transverse profile 4 and the U-section 22 of the trailing arm 2 shown, said cores 23, 24, 25, 26, 27 are shown in the right part of the figure in the inserted state.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Längslenkers (2, 3) einer Verbundlenkerachse (1) vorgeschlagen, in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs integriert ist, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe, im Rahmen dessen der Längslenker (2, 3) als Gussteil (28) mit einem Kastenprofil (18) hergestellt wird, wobei die Konturen zur Darstellung des Bereichs (16) zur Aufnahme des Getriebes, der Verbindungsstelle (11) mit der Karosserie, der Bohrung (17) zur Aufnahme des Querprofils (4), welches die beiden Längslenker (2, 3) der Verbundlenkerachse (1) miteinander verbindet, des U-Profils (22) des Längslenkers (2), des Kastenprofils (18) und des Bereichs (19) zur Aufnahme der elektrischen Maschine mittels Kernen abgebildet werden, wobei die Konturen zur Darstellung der Verbindungsstelle (11) des Längslenkers (2) mit der Karosserie, der Bohrung (17) zur Aufnahme des Querprofils (4) und des U-Profils (22) des Längslenkers (2) in einem Kern (27) abgebildet werden.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Länqslenkers einer Verbundlenkerachse, in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe, integriert ist
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Längslenkers einer Verbundlenkerachse, in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe, integriert ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Nach dem Stand der Technik weisen Verbundlenkerachsen zwei Längslenker auf, welche durch ein Querprofil miteinander verbunden sind. Die Längslenker sind jeweils mit einem Radträger eines Rades der Verbundlenkerachse verbunden.
Aus dem Stand der Technik sind radnahe elektrische Antriebe zum Antreiben eines Rades einer angetriebenen Achse für elektrisch antreibbare Fahrzeuge bekannt, die lenkerfest angeordnet sind, wobei sie in diesem Fall an den Fahrwerkslenkern, beispielsweise am Verbundlenker befestigt sind. Durch diese Konzeption wird die ungefederte Masse reduziert, indem die elektrischen Antriebe nahe am aufbaufesten Lenker- anbindungspunkt angeordnet werden.
Zudem ist aus dem Stand der Technik bekannt, bei radnahen elektrischen Antrieben zum Antreiben eines Rades einer angetriebenen Achse die elektrische Maschine und das Getriebe in den diesem Rad zugeordneten Längslenker der Verbundlenkerachse zu integrieren. Durch eine hohe Übersetzung des zwischen der elektrischen Maschine und dem angetriebenen Rad geschalteten Getriebes kann die elektrische Maschine sehr kompakt ausgeführt werden, so dass sie in den Längslenker integriert werden kann. Ferner sind die elektrischen Maschinen vorzugsweise hochdrehend ausgeführt, so dass sich ein hohes Leistungs-/Gewichtsverhältnis (kW/kg) der Antriebseinheit und eine kleine Dimensionierung der elektrischen Maschine ergeben.
Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Anbindung des dem Rad zugeordneten Dämpfers und der dem Rad zugeordneten Feder in den Längslenker zu integrieren. In vorteilhafter Weise resultiert die Verwendung von radnahen elektrischen Antrieben zum Antreiben eines Rades einer angetriebenen Achse beim Fahrzeugaufbau in einer hohen Flexibilität, da sich durch den Entfall des zentralen Antriebs in der Fahrzeugmitte neue Freiheitsgrade bei der Fahrzeuggestaltung, insbesondere bei der Gestaltung des Fahrzeuginnenraums, der Batterieunterbringung und der Crash-Sicherheit ergeben.
Zudem können durch radnahe elektrische Antriebe radindividuelle Antriebsmomente erzeugt werden, wodurch Funktionen wie Torque Vectoring, ESP, ABS, ASR etc. auf einfache Weise realisiert werden können. Durch die schnelle und genauere Regelbarkeit von elektrischen Antrieben können diese Funktionen im Vergleich zu herkömmlichen bremsenbasierten Regelsystemen optimiert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Längslenkers einer Verbundlenkerachse, in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs integriert ist, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe, anzugeben, durch dessen Durchführung eine kostengünstige Herstellung ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird vorgeschlagen, den Längsträger als Gussteil mit einem Kastenprofil herzustellen, wobei, um die Nacharbeit am Gussteil auf ein Minimum zu reduzieren, die Konturen zur Darstellung des Bereichs zur Aufnahme des Getriebes, der Verbindungsstelle mit der Karosserie (A-Lager), der Bohrung zur Aufnahme des Querprofils, des U-Profils des Längslenkers, des Kastenprofils und des Bereichs zur Aufnahme der elektrischen Maschine mittels Kernen abgebildet werden. Für den Fall, dass die An- bindung des dem Rad zugeordneten Dämpfers und der Federteller der dem Rad zugeordneten Feder in den Längslenker integriert sind, werden die Konturen zur Darstellung des Federtellers zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindung ebenfalls mittels Kernen abgebildet.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die Konturen zur Darstellung der Verbindungsstelle des Längslenkers mit der Karosserie, der Bohrung zur Aufnahme des Querprofils und des U-Profils des Längslenkers in einem Kern abzubilden.
Ferner wird vorgeschlagen, für den Fall, dass die Anbindung des dem Rad zugeordneten Dämpfers und der Federteller der dem Rad zugeordneten Feder in den Längslenker integriert sind, die Konturen zur Darstellung des Federtellers zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindung in einem weiteren Kern abzubilden.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption der Zusammenfassung einzelner Kerne wird die Anzahl der zur Herstellung des Längslenkers benötigen Kerne signifikant reduziert. Für den Fall, dass die Anbindung des dem Rad zugeordneten Dämpfers und der Federteller der dem Rad zugeordneten Feder in den Längslenker integriert sind, werden beispielsweise anstelle von acht einzelnen Kernen lediglich fünf Kerne benötigt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Draufsicht einer nach dem Stand der
Technik ausgeführten Verbundlenker-Hinterachse;
Figur 2: zwei perspektivische Ansichten eines Längslenkers einer
Verbundlenkerachse, in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs integriert ist, wobei das radseiti- ge Gehäuse mit dem Längslenker verschraubt ist;
Figur 3: zwei perspektivische Ansichten des in Figur 2 dargestellten
Längslenkers ohne das radseitige Gehäuse zur Veranschaulichung der mittels Kernen abzubildenden Konturen; Figur 4: zwei perspektivische Ansichten der erfindungsgemäß benötigten Kerne zur Herstellung eines Längslenkers gemäß Figur 2; und
Figur 5: zwei perspektivische Ansichten des unteren Formkastens zur
Herstellung eines Längslenkers gemäß Figur 2, wobei im linken Teil der Figur der untere Formkasten ohne eingelegte
Kerne und im rechten Teil der Figur mit den eingelegten Kernen dargestellt ist.
Die Erfindung wird anhand einer Verbundlenker-Hinterachse erläutert, da dies das meist verbreitete Hinterachskonzept im Kleinwagensegment darstellt. Bezugnehmend auf Figur 1 umfasst eine nach dem Stand der Technik ausgeführte Verbundlenkerachse 1 zwei Längslenker 2, 3, welche durch ein Querprofil 4 miteinander verbunden sind.
Die Verbundlenkerachse 1 ist durch zwei Gummilager 5, 6 mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden. Die Räder der Verbundlenkerachse 1 sind in Figur 1 mit den Bezugszeichen 7 bzw. 8 versehen. Ferner sind in der beigefügten Figur 1 mit 9 ein Dämpfer und mit 10 eine Feder der Verbundlenkerachse 1 bezeichnet.
In Figur 2 sind zwei perspektivische Ansichten eines Längslenkers 2 einer Verbundlenkerachse 1 dargestellt, in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe, integriert ist.
Bei dem in Figur 2 gezeigten Beispiel ist das radseitige Gehäuse 12 mit dem Längslenker 2 verschraubt. Hierbei sind am radseitigen Gehäuse 12 das Rad und die Bremse befestigt. Wie aus Figur 2 ersichtlich, weist der Längslenker 2 eine Verbindungsstelle 1 1 zur Verbindung mit der Karosserie des Fahrzeugs, die Anbindung 14 für einen Dämpfer und einen Federteller 13 zur Aufnahme einer Feder auf. Mit dem Bezugszeichen 15 ist ein Deckel der elektrischen Maschine bezeichnet. Ferner ist die Bohrung zur Aufnahme des Querprofils 4 mit dem Bezugszeichen 17 versehen. Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf Figur 3 wird der Längsträger 2 als Gussteil mit einem Kastenprofil 18 hergestellt, wobei die Konturen zur Darstellung des Bereichs 1 6 zur Aufnahme des Getriebes, was bei dem gezeigten Beispiel als Stirnradgetriebe ausgeführt ist, der Verbindungsstelle 1 1 mit der Karosserie, der Bohrung 17 zur Aufnahme des Querprofils 4, des U-Profils 22 des Längslenkers 2, des Kastenprofils 18, des Bereichs 19 zur Aufnahme der elektrischen Maschine, des Federtellers 13 zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindungl 4 mittels Kernen abgebildet werden, wodurch die Nacharbeit am Gussteii auf ein Minimum reduziert wird.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die Konturen zur Darstellung der Verbindungsstelle 1 1 des Längslenkers 2 mit der Karosserie, der Bohrung 17 zur Aufnahme des Querprofils 4 und des U-Profils 22 des Längslenkers 2 in einem Kern und die Konturen zur Darstellung des Federtellers 13 zur Aufnahme der Feder und der Dämpferan- bindung 14 in einem weiteren Kern abzubilden. Dadurch werden in vorteilhafter Weise insgesamt nur fünf Kerne benötigt, die in Figur 4 dargestellt sind.
In Figur 4 sind der Kern zur Abbildung des Bereichs 1 6 zur Aufnahme des Getriebes mit dem Bezugszeichen 23, der Kern zur Abbildung des Kastenprofils 18 mit dem Bezugszeichen 24, der Kern zur Abbildung des Bereichs 19 zur Aufnahme der elektrischen Maschine mit dem Bezugszeichen 25, der gemeinsame Kern zur Abbildung des Federtellers 13 zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindung 14 mit dem Bezugszeichen 26 und der gemeinsame Kern zur Abbildung der Verbindungsstelle 1 1 des Längslenkers 2 mit der Karosserie, der Bohrung 17 zur Aufnahme des Querprofils 4 und des U-Profils 22 des Längslenkers 2 mit dem Bezugszeichen 27 bezeichnet. Ferner ist in Figur 4 das herzustellende Gussteil mit den Bezugszeichen 28 bezeichnet.
Gegenstand der Figur 5 ist eine Darstellung des unteren Formkastens 29 zur Herstellung eines Längslenkers 2 zur Veranschaulichung der erfindungsgemäß benötigten Kerne. Im linken Teil der Figur 5 sind die in den unteren Formkasten 29 einzulegenden Kerne 23 zur Abbildung des Bereichs 16 zur Aufnahme des Getriebes, 24 zur Abbildung des Kastenprofils 18, 25 zur Abbildung des Bereichs 19 zur Aufnahme der elektrischen Maschine, 26 zur Abbildung des Federtellers 13 zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindung 14 und 27 zur Abbildung der Verbindungsstelle 1 1 des Längs- lenkers 2 mit der Karosserie, der Bohrung 17 zur Aufnahme des Querprofils 4 und des U-Profils 22 des Längslenkers 2 dargestellt, wobei diese Kerne 23, 24, 25, 26, 27 im rechten Teil der Figur im eingelegten Zustand gezeigt sind.
Bezuqszeichen Verbundlenkerachse
Längslenker
Längslenker
Querprofil
Gummilager
Gummilager
Rad
Rad
Dämpfer
Feder
Verbindungsstelle zur Verbindung des Längslenkers mit der Karosserie des Fahrzeugs
radseitiges Gehäuse
Federteller
Dämpferanbindung
Deckel der elektrischen Maschine
Bereich zur Aufnahme des Getriebes
Bohrung zur Aufnahme des Querprofils 4
Kastenprofil
Bereich zur Aufnahme der elektrischen Maschine
U-Profil des Längslenkers 2
Kern zur Abbildung des Bereichs 1 6 zur Aufnahme des Getriebes Kern zur Abbildung des Kastenprofils 18
Kern zur Abbildung des Bereichs 19 zur Aufnahme der elektrischen Maschine
Kern zur Abbildung des Federtellers 13 zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbindung 14
Kern zur Abbildung der Verbindungsstelle 1 1 des Längslenkers 2 mit der Karosserie, der Bohrung 17 zur Aufnahme des Querprofils 4 und des U- Profils 22 des Längslenkers 2
Gussteil unterer Formkasten

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines Längslenkers (2, 3) einer Verbundlenkerachse (1 ), in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs integriert ist, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe, dadurch gekennzeichnet, dass der Längslenker (2, 3) als Gussteil (28) mit einem Kastenprofil (18) hergestellt wird, wobei die Konturen zur Darstellung des Bereichs (16) zur Aufnahme des Getriebes, der Verbindungsstelle (1 1 ) mit der Karosserie, der Bohrung (17) zur Aufnahme des Querprofils (4), welches die beiden Längslenker (2, 3) der Verbundlenkerachse (1 ) miteinander verbindet, des U-Profils (22) des Längslenkers (2), des Kastenprofils (18) und des Bereichs (19) zur Aufnahme der elektrischen Maschine mittels Kernen abgebildet werden, wobei die Konturen zur Darstellung der Verbindungsstelle (1 1 ) des Längslenkers (2) mit der Karosserie, der Bohrung (17) zur Aufnahme des Querprofils (4) und des U-Profils (22) des Längslenkers (2) in einem Kern (27) abgebildet werden.
2. Verfahren zur Herstellung eines Längslenkers (2, 3) einer Verbundlenkerachse (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die An- bindung (14) des dem Rad zugeordneten Dämpfers und der Federteller (13) der dem Rad zugeordneten Feder in den Längslenker (2) integriert sind, die Konturen zur Darstellung des Federtellers (13) zur Aufnahme der Feder und der Dämpferanbin- dung (14) in einem Kern (26) abgebildet werden.
PCT/EP2012/065109 2011-09-09 2012-08-02 Verfahren zur herstellung eines längslenkers einer verbundlenkerachse, in den eine antriebseinheit eines radnahen elektrischen antriebs, umfassend eine elektrische maschine und ein getriebe, integriert ist WO2013034372A1 (de)

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DE102011082390A DE102011082390A1 (de) 2011-09-09 2011-09-09 Verfahren zur Herstellung eines Längslenkers einer Verbundlenkerachse, in den eine Antriebseinheit eines radnahen elektrischen Antriebs, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe, integriert ist

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