WO2015128430A1 - Fahrzeugachse - Google Patents

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WO2015128430A1
WO2015128430A1 PCT/EP2015/054060 EP2015054060W WO2015128430A1 WO 2015128430 A1 WO2015128430 A1 WO 2015128430A1 EP 2015054060 W EP2015054060 W EP 2015054060W WO 2015128430 A1 WO2015128430 A1 WO 2015128430A1
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wheel
drive units
vehicle
axle
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PCT/EP2015/054060
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Richard Schalber
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Richard Schalber
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Publication date
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    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
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    • B60Y2304/07—Facilitating assembling or mounting
    • B60Y2304/076—Facilitating assembling or mounting by add-on parts, e.g. retrofit

Definitions

  • the invention relates to a vehicle axle according to the preamble of claim 1.
  • Such vehicle axles are particularly well suited for motor vehicles which have an electric motor drive in addition to or as an alternative to an internal combustion engine.
  • DE 10 201 1 001 318 A1 discloses a concept for an electric vehicle, in which the wheels of an axle are each assigned an electric drive unit.
  • the suspension is via a double wishbone arrangement that carry a wheel of each wheel.
  • Such independent suspension is provided in an identical manner on all four wheels, so that a modular system is provided.
  • axle carrier or subframe on which the wheel suspension for example a double wishbone arrangement
  • WO 2012/000665 A2 a drive system for electric vehicles is described, in which all four wheels a drive unit is assigned, which is designed as a motor during driving and recuperation, for example when braking or downhill as a generator for charging the power supply of the vehicle.
  • the drive module further has a gear that is arranged coaxially with the motor / generator, so that a very compact unit is created.
  • the gearbox, the engine and the generator are housed in a common housing.
  • each wheel is driven directly by the associated drive unit, so that the chassis must be designed from the outset with regard to this construction - retrofitting existing vehicles with such a modern drive concept is not possible or only with great effort.
  • These drive units described in WO 2012/000665 A2 enable optimal traction control and recuperation without being more mechatronic
  • Driving safety and assistance systems such as ASR, TCS or ESP needed.
  • ASR automatic senor
  • TCS wheel speed control system
  • ESP ESP
  • This novel control system also allows in a very simple way a torque balance between the two drive wheels.
  • Drive unit are thus in the situation-precise control of traction by real-time intervention in the movement of the drive wheels, in a compact design by the integrated transmission, which is preferably designed as a planetary gear, in an extremely high system efficiency, especially in the recovery of
  • the invention has for its object to provide a simply constructed vehicle axle, which can be integrated in a simple manner in existing vehicle concepts or in newly developed vehicle concepts.
  • the vehicle axle according to the invention has handlebars, which are mounted on the one hand articulated on an axle carrier and on the other hand on a wheel carrier.
  • Each wheel of the vehicle axle is assigned its own drive.
  • the axle carrier has two traverses extending approximately in the axial direction, which are connected to the two drive units respectively assigned to a wheel to form a main frame. That is, the two drive units assume a supporting function, since they form a part of the axle carrier, on which the wishbones are arranged.
  • Such an axle is characterized by an extremely compact design, and this simple structure can be integrated into existing vehicle concepts even without major modifications.
  • the inventive concept can be used particularly advantageously as a retrofit solution in light commercial vehicles, wherein in addition to the conventionally driven by an internal combustion engine wheels, an electrical axis is added so that a conversion to a parallel hybrid drive with low resources is possible.
  • the drive unit is designed with a single housing for the engine, generator and transmission, wherein the
  • each drive unit is associated with a longitudinal member which is connected both to the drive units and to the cross members and to which at least one link is articulated.
  • each wheel via a double wishbone design takes place.
  • At least one shock absorber is supported on each longitudinal member.
  • the two drive units are at a distance from each other, wherein in the region between the two approximately coaxially arranged to one another drive units cooler of the electric drive can be provided.
  • the vehicle axle is designed with a transverse leaf spring extending between two wishbones.
  • the vehicle axle can be designed as a steerable axle, for example as a front axle or else as a non-steerable axle, for example as a rear axle.
  • each cross member has a central part, from which extend two obliquely employed truss arms.
  • the drive units and the longitudinal members are substantially accommodated between two respectively adjacent truss arms of the two trusses.
  • Figure 1 is a greatly simplified schematic representation of two embodiments of a vehicle axle according to the invention.
  • Figure 2 is another, more detailed embodiment of a
  • Figure 3 is a view of the vehicle axle of Figure 2 viewed from the vehicle rear side.
  • Embodiments of a vehicle axle 1 differ in principle only by the structure of the suspension - will be discussed in more detail below.
  • a basic concept common to all exemplary embodiments is that each of the wheels (not shown) of the wheel axle 1 is assigned its own drive.
  • the drive via drive units 2, 4 the basic structure is explained in the above-mentioned WO 2012/000665 A2.
  • Drive units 2, 4 each have a housing 6, 8, in which an electric motor, a generator and a transmission, preferably a planetary gear are arranged coaxially to each other.
  • the control of the drive units 2, 4 via the high-speed motion control system explained above, on the example, the torque and the speed of each wheel can be controlled individually.
  • These two drive units 2, 4 are designed as load-bearing elements of a wheel carrier (subframe) 10 forming a main frame, on each of which a wheel suspension 12, 14 is articulated. These each have a wheel carrier 16, 18, on which the respective wheel is mounted.
  • Sectionally visible in Figure 1 are wheel hubs 20, 22 and brake discs 24, 26 of the brake system of the vehicle.
  • the wheel suspensions 12, 14 each have two wishbones designed as a wishbone 32, 34 and 36, 38, on the one hand on wishbone bearing 40a, 40b, 40c, 40d (control arm 34, 38) and 41 a, 41 b, 41 c, 41st D (wishbone 32,36) on the axle 10 and on the other hand via guide joints 42 a, b (wishbone 32, 36, the guide joints of the lower arm 34, 38 are not visible) are articulated on the wheel 16, 18.
  • a shock absorber 44 or 46 is articulated in each case, the piston rod of which then engages on a corresponding damper joint 48, 49 of the upper link 32 or 36 located at the top in FIG.
  • the wishbone bearings 40, 41 are each formed on bearing brackets 50, 52, 54, 56. These brackets are connected via two screw 58a, 58b both with the housing 6, 8 of the associated drive unit 2, 4 and with two trusses 60, 62. These trusses extend approximately parallel to the respective axes of the drive units 2, 4 in the transverse direction of the vehicle and form a closed one with the drive units 2, 4 and the consoles 50, 52, 54, 56 attached thereto
  • Drive units 2, 4 so arranged standing on the plane, which is spanned by the two parallel trusses 60, 62.
  • the brackets 50, 52, 54, 56 extend beyond the two drive units 2, 4 in the vertical axis of the vehicle and have on their top in Figure 1, of the two trusses 60, 62 remote end portion flange surfaces 64, 66, 68, 70 at which axle bearings (not shown) for attachment to the chassis of the vehicle can be fastened.
  • the two wishbones 32, 34 as in the broadest sense triangular profile body, for example, formed of cast metal or a carbon fiber composite material.
  • the two wishbones 36, 38 formed of a tubular profile, which also again made of a metal alloy or a
  • Carbon fiber composite material or the like may exist.
  • a support bracket 73 is attached to the upper wishbone 36, on which the damper joint 49 is formed.
  • the bottom in Figure 1 wheel carrier 38 also has a support bracket 74 to which a tie rod 76 is articulated.
  • the suspension shown on the right in Figure 1 also has a tie rod 78, the joint is formed on the lower wishbone 34.
  • the wishbone bearings 40a, 40b, 40c, 40d are formed in the region between the end sections of the two crossbars 60, 62 and the corresponding receptacles of the housing 6, 8.
  • the axes of the wishbone bearing 40a, 40b, 40c, 40d are on the same line as the axes of the screw 58a, 58b (in Figure 1, only two screw are provided with reference numerals).
  • FIG. 2 shows the vehicle axle 1 in a representation from above, i.
  • Figure 3 shows the vehicle axle 1 in a view from behind or from the front, i. Viewing direction in
  • the wishbone 32a, 32b, 34a, 34b of the suspensions 12, 14 are similar to the embodiment shown in Figure 1 right .
  • the wishbone 32, 34 are on the as a closed frame structure trained axle carrier 10 is supported, which in turn is substantially formed by the two drive units 2, 4 and the associated trusses 60, 62, which are bolted to the housings 6, 8 of the drive units 2, 4.
  • this frame structure is additionally reinforced by two in the longitudinal direction of the vehicle (vertically in Figure 2) arranged longitudinal beams 84, 86, which assume the function of the brackets 50, 52 in Figure 1 in principle.
  • these side rails 84, 86 are not attached to both sides of the respective drive unit 2, 4 but extend between the two trusses 60, 62 and thus form an additional
  • a base 88 which extends approximately in the horizontal direction (view of Figure 3). From this central base 88 away extending two obliquely arranged cross arms 90, 92, which are employed in a V-shape to each other, wherein the distance increases towards the top (view of Figure 3).
  • the height of the truss arms 90, 92 is selected such that they extend beyond the two drive units 2, 4 in the rear view (FIG. 3). From this view one also recognizes that the two drive units 2, 4 with the housings 6, 8 to say so between the lying behind each other
  • Attachment of the drive units 2, 4 takes place approximately along the lower part of the base 88 in FIG. 3, wherein the screw connections 58a, 58b of the drive unit 4 are again indicated. The attachment of the other drive unit 2 takes place accordingly.
  • the lower wishbones 34 are likewise mounted in the region of the base 88 by means of the already described lower wishbone bearings 40a, 40b, 40c and 40d on the two crossbars 60, 62.
  • the two upper wishbones 32 are by means of the upper
  • Wishbone bearings 41 a, 41 b, 41 c and 41 d mounted on the side rails 84, 86, wherein the upper wishbone bearing 41 a, 41 b and 41 c, 41 d each lie on an axis of the side members 84, 86.
  • the two shock absorbers 44, 46 with the associated springs on the one hand engage the wheel carrier, not shown, and are mounted centrally with their piston rods (view according to FIG. 2) on the longitudinal supports 84 and 86, respectively.
  • Each of the side members 84, 86 has two longitudinal beam arms 94, 96, which extend approximately V-shaped away from the side members 86 and 84 toward the adjacent traverse 60, 62 and with this and / or with the housing 6, 8 of the drive units 2, 4 are bolted.
  • axle bearings 100a, 100b, 100c and 100d which are provided with rubber elements approximately in extension of the plane of the longitudinal members 84, 86, via which the vehicle axle 1 can be fastened to the chassis of the vehicle, are arranged on the outer side surfaces of the crossmember arms 90, 92. According to FIG. 3, the fastening plane spanned by these axle bearings 100 lies clearly above the drive units 2, 4. Also visible in FIGS. 2 and 3 is a stabilizer 102 which extends between the two upper transverse links 32a, 32b.
  • the two tie rods 76, 78 can also be seen. Similar to the embodiment described above, the two lower transverse links 34a, 34b are connected to one another by the transverse leaf spring 72, which bulges out in the center upward. Their end portions are accordingly bolted to bearing eyes of the lower arm 34a, 34b.
  • the initially described drive units 2, 4 with a coaxial electric motor, generator and planetary gear are cooled, for example via an oil circuit. Since in the embodiment shown in Figures 2 and 3, the two
  • Drive units 2, 4 in the axial direction are spaced from each other, these oil cooler 104, 106 can be arranged in the space between the two drive units 2, 4 and the two trusses 60, 62, wherein the two oil cooler 104, 106 arranged with their heat exchange surfaces in the direction of travel should be.
  • the cooling is supported by the recesses of the truss-like traverses 60, 62.
  • the variant of the vehicle axle illustrated in FIGS. 2 and 3 is significantly more solid than the exemplary embodiment described at the beginning, so that it is also suitable for heavier commercial vehicles.
  • the universal drive module is functionally integrated in the vehicle axle according to the invention.
  • the axis module combines low complexity with consistent lightweight construction and good system properties with extremely easy installation.

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Abstract

Offenbart ist eine Fahrzeugachse, bei der zwei elektrische Antriebseinheiten gemeinsam mit zwei Traversen einen Achsträger bilden, an dem lenker gelenkig angebunden sind.

Description

Fahrzeugachse
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugachse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 .
Derartige Fahrzeugachsen sind besonders gut für Kraftfahrzeuge geeignet, die zusätzlich oder alternativ zu einem Verbrennungsmotor einen elektromotorischen Antrieb aufweisen.
In der DE 10 201 1 001 318 A1 ist ein Konzept für ein Elektrofahrzeug offenbart, bei dem den Rädern einer Achse jeweils eine elektrische Antriebseinheit zugeordnet ist. Die Radaufhängung erfolgt über eine Doppelquerlenkeranordnung, die einen Radträger des jeweiligen Rades führen. Eine derartige Einzelradaufhängung ist in identischer Weise an allen vier Rädern vorgesehen, so dass ein Baukastensystem zur Verfügung gestellt wird.
Anstelle der vergleichsweise aufwändigen Einzelradaufhängungen können auch herkömmliche Achsen mit einem Achsträger oder Fahrschemel verwendet werden, an dem dann die Radaufhängung, beispielsweise eine Doppelquerlenkeranordnung angelenkt ist.
In der WO 2012/000665 A2 ist ein Antriebssystem für Elektrofahrzeuge beschrieben, bei dem allen vier Rädern eine Antriebseinheit zugeordnet ist, die im Fahrbetrieb als Motor und bei der Rekuperation, beispielsweise beim Bremsen oder Bergabfahren als Generator zum Aufladen der Energieversorgung des Fahrzeugs ausgelegt ist. Das Antriebsmodul hat des Weiteren ein Getriebe, das koaxial zum Motor/Generator angeordnet ist, so dass eine sehr kompakte Baueinheit geschaffen wird. Dabei sind das Getriebe, der Motor und der Generator in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen. Bei dieser bekannten Lösung wird jedes Rad direkt durch die zugeordnete Antriebseinheit angetrieben, so dass das Chassis von vornherein im Hinblick auf diese Konstruktion ausgelegt sein muss - eine Nachrüstung bestehender Fahrzeuge mit einem derartigen modernen Antriebskonzept ist praktisch nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich. Diese in der WO 2012/000665 A2 beschriebenen Antriebseinheiten ermöglichen eine optimale Traktionskontrolle und Rekuperation, ohne dass es mechatronischer
Fahrsicherheits- und Assistenzsysteme, wie beispielsweise ASR, TCS oder ESP bedarf. Wie in dieser Druckschrift erläutert, kann über ein High-Speed-Motion-Control-System das an einem Rad wirksame Drehmoment und die Raddrehzahl sowie die Bewegung und Position der Antriebseinheit radindividuell in Echtzeit geregelt werden. Dieses neuartige Regelungssystem ermöglicht auch auf sehr einfache Weise einen Drehmomentausgleich zwischen den beiden Antriebsrädern. Die besonderen Eigenschaften dieser
Antriebseinheit sind somit in der situationspräzisen Steuerung der Traktion durch Echtzeit- Eingriff in die Bewegung der Antriebsräder, in einer kompakten Bauweise durch das integrierte Getriebe, das vorzugsweise als Planetengetriebe ausgeführt ist, in einer äußerst hohen Systemeffizienz, insbesondere bei der Rückgewinnung der
Bewegungsenergie (Rekuperation) und einer guten Skalierbarkeit zu sehen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Fahrzeugachse zu schaffen, die auf einfache Weise in bestehende Fahrzeugkonzepte oder auch in neu zu entwickelnde Fahrzeugkonzepte integrierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Fahrzeugachse mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugachse hat Lenker, die einerseits gelenkig an einem Achsträger und andererseits an einem Radträger gelagert sind. Dabei ist jedem Rad der Fahrzeugachse ein eigener Antrieb zugeordnet. Erfindungsgemäß hat der Achsträger zwei sich etwa in Achsrichtung erstreckende Traversen, die mit den beiden jeweils einem Rad zugeordneten Antriebseinheiten zu einem Hauptrahmen verbunden sind. D.h. die beiden Antriebseinheiten übernehmen eine tragende Funktion, da sie einen Teil des Achsträgers ausbilden, an dem die Querlenker angeordnet sind. Eine derartige Achse zeichnet sich durch einen äußerst kompakten Aufbau aus, wobei diese einfache Struktur auch ohne größere Umbauten in bestehende Fahrzeugkonzepte integriert werden kann.
Das erfindungsgemäße Konzept kann besonders vorteilhaft als Nachrüstlösung bei leichten Nutzkraftfahrzeugen verwendet werden, wobei zusätzlich zu den herkömmlich mittels eines Verbrennungsmotors angetriebenen Rädern eine elektrische Achse hinzugefügt wird, so dass ein Umrüstung auf einen Parallelhybrid-Antrieb mit geringen Mitteln möglich ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Antriebseinheit mit einem einzigen Gehäuse für Motor, Generator und Getriebe ausgeführt, wobei die
Traversen mit diesem Gehäuse verschraubt sind.
Die Steifigkeit des Achsträgers lässt sich weiter erhöhen, wenn jeder Antriebseinheit ein Längsträger zugeordnet ist, der sowohl mit den Antriebseinheiten als auch mit den Traversen verbunden ist und an dem zumindest ein Lenker angelenkt ist.
An diesem Längsträger oder den Traversen können auch Achslager angeordnet sein, über die die Radachse an einem Chassis des Fahrzeugs befestigbar ist.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Führung jedes Rades über eine Doppelquerlenkerkonstruktion.
Die Erfindung ist jedoch keinesfalls auf derart klassische, im Wesentlichen
dreieckformige Querlenkerkonstruktionen beschränkt, sondern im Prinzip sind sämtliche Radführungen realisierbar.
Unter dem Begriff„Querlenker" lassen sich somit alle Radführungselemente
subsumieren.
Bei einer Variante der Erfindung ist an jedem Längsträger zumindest ein Stoßdämpfer abgestützt. Bei einem besonders kompakt ausgeführten Ausführungsbeispiel stehen die beiden Antriebseinheiten im Abstand zu einander, wobei im Bereich zwischen den beiden in etwa koaxial zu einander angeordneten Antriebseinheiten Kühler des elektrischen Antriebs vorgesehen sein können.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Fahrzeugachse mit einer Querblattfeder ausgeführt, die sich zwischen zwei Querlenkern erstreckt.
Die Fahrzeugachse kann als lenkbare Achse, beispielsweise als Vorderachse oder aber auch als nicht lenkbare Achse, beispielsweise als Hinterachse ausgeführt sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat jede Traverse ein Mittelteil, von dem aus sich zwei schräg dazu angestellte Traversenarme erstrecken. Dabei sind zwischen zwei jeweils benachbarten Traversenarmen der beiden Traversen die Antriebseinheiten und die Längsträger im Wesentlichen aufgenommen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung zweier Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Fahrzeugachse;
Figur 2 ein weiteres, detaillierter dargestelltes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Fahrzeugachse in einer Ansicht von oben und
Figur 3 eine Ansicht der Fahrzeugachse aus Figur 2 von der Fahrzeugrückseite aus gesehen.
In Figur 1 ist der Grundaufbau einer Hinterachse eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, beispielsweise eines Leichtnutzfahrzeuges erläutert. Prinzipiell kann dieses Radachsenkonzept jedoch auch bei einer lenkbaren Achse realisiert werden. Die dargestellte Lösung kann, wie eingangs erläutert, bei einem Leichtnutzfahrzeug nachgerüstet werden, dessen Vorderachse beispielsweise herkömmlich über einen Verbrennungsmotor angetrieben ist. Die beiden in Figur 1 dargestellten
Ausführungsbeispiele einer Fahrzeugsachse 1 unterscheiden sich im Prinzip nur durch den Aufbau der Radaufhängung - hierauf wird im Folgenden näher eingegangen.
Ein allen Ausführungsbeispielen gemeinsames Grundkonzept besteht darin, dass jedem der Räder (nicht dargestellt) der Radachse 1 ein eigener Antrieb zugeordnet ist. Beim konkreten Ausführungsbeispiel erfolgt der Antrieb über Antriebseinheiten 2, 4, deren Grundaufbau in der eingangs erläuterten WO 2012/000665 A2 erläutert ist. Diese
Antriebseinheiten 2, 4 haben jeweils ein Gehäuse 6, 8, in dem ein elektrischer Motor, ein Generator und ein Getriebe, vorzugsweise ein Planetengetriebe koaxial zu einander angeordnet sind.
Die Ansteuerung der Antriebseinheiten 2, 4 erfolgt über das eingangs erläuterte High- Speed-Motion-Control-System, über die beispielsweise das Drehmoment und die Drehzahl jedes Rades individuell geregelt werden kann. Diese beiden Antriebseinheiten 2, 4 sind als tragende Elemente eines einen Hauptrahmen bildenden Radträgers (Fahrschemels) 10 ausgebildet, an dem jeweils eine Radaufhängung 12, 14 angelenkt ist. Diese haben jeweils einen Radträger 16, 18, an dem das jeweilige Rad gelagert ist. Abschnittsweise sichtbar in Figur 1 sind Radnaben 20, 22 und Bremsscheiben 24, 26 der Bremsanlage des Fahrzeugs. Der Antrieb der jeweiligen Radnabe 20, 22 erfolgt über Antriebswellen 28, 30 der beiden Antriebseinheiten 2, 4.
Die Radaufhängungen 12, 14 haben jeweils zwei als Dreieckslenker ausgeführte Querlenker 32, 34 bzw. 36, 38, die einerseits über Querlenkerlager 40a,40b, 40c, 40d (Querlenker 34, 38) bzw. 41 a, 41 b, 41 c, 41 d (Querlenker 32,36) am Achsträger 10 und andererseits über Führungsgelenke 42 a, b (Querlenker 32, 36; die Führungsgelenke der unteren Querlenker 34, 38 sind nicht sichtbar) am Radträger 16, 18 angelenkt sind.
Im unteren Bereich der Radträger 16, 18 ist jeweils ein Stoßdämpfer 44 bzw. 46 angelenkt, dessen Kolbenstange dann an einem entsprechenden Dämpfergelenk 48, 49 des in Figur 1 oben liegenden Querlenkers 32 bzw. 36 angreift. Die Querlenkerlager 40, 41 sind jeweils an Lagerkonsolen 50, 52, 54, 56 ausgebildet. Diese Konsolen sind über jeweils zwei Schraubverbindungen 58a, 58b sowohl mit dem Gehäuse 6, 8 der zugeordneten Antriebseinheit 2, 4 als auch mit zwei Traversen 60, 62 verbunden. Diese Traversen erstrecken sich etwa parallel zu den jeweiligen Achsen der Antriebseinheiten 2, 4 in Querrichtung des Fahrzeugs und bilden mit den Antriebseinheiten 2, 4 und den daran angesetzten Konsolen 50, 52, 54, 56 einen geschlossenen
Achsträgerrahmen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden
Antriebseinheiten 2, 4 so zusagen stehend auf der Ebene angeordnet, die von den beiden parallel verlaufenden Traversen 60, 62 aufgespannt wird. Die Konsolen 50, 52, 54, 56 überstrecken die beiden Antriebseinheiten 2, 4 in der Hochachse des Fahrzeugs und haben an ihrem in Figur 1 oben liegenden, von den beiden Traversen 60, 62 entfernten Endabschnitt Flanschflächen 64, 66, 68, 70, an denen Achslager (nicht dargestellt) zur Befestigung am Chassis des Fahrzeugs befestigbar sind.
In der Darstellung gemäß Figur 1 erstreckt sich eine sich zum Betrachter, nach oben hin aufwölbende Querblattfeder 72, die beispielsweise am unten liegenden Querlenker 34, 38 oder am Radträger 16, 18 angreift, so dass eine halbstarre Achse gebildet ist.
Die Federungs- und Traktionseigenschaften dieser Achskonstruktion übertreffen diejenigen einer Verbundlenkerachse bei weitem.
Bei der in Figur 1 rechts dargestellten Radaufhängung 12 sind die beiden Querlenker 32, 34 als im weitesten Sinne dreiecksförmige Profilkörper, beispielsweise aus Metallguss oder einem Kohlefaserverbundwerkstoff ausgebildet. Bei der in Figur 1 links dargestellten Variante der Radaufhängung 14 sind die beiden Querlenker 36, 38 aus einem Rohrprofil ausgebildet, das ebenfalls wieder aus einer Metalllegierung oder einem
Kohlefaserverbundwerkstoff oder dergleichen bestehen kann. Bei der konkreten Lösung ist an dem oben liegenden Querlenker 36 eine Stützkonsole 73 befestigt, an der das Dämpfergelenk 49 ausgebildet ist. Der in Figur 1 unten liegende Radträger 38 hat ebenfalls eine Stützkonsole 74, an der eine Spurstange 76 angelenkt ist. Die in Figur 1 rechts dargestellte Radaufhängung hat ebenfalls einen Spurstange 78, deren Gelenk am unten liegenden Querlenker 34 ausgebildet ist. Wie aus der Darstellung gemäß Figur 1 weiterhin hervorgeht, sind die Querlenkerlager 40a, 40b, 40c, 40d im Bereich zwischen den Endabschnitten der beiden Traversen 60, 62 und den entsprechenden Aufnahmen des Gehäuses 6, 8 ausgebildet. Beim konkreten Ausführungsbeispiel liegen die Achsen der Querlenkerlager 40a, 40b, 40c, 40d auf der gleichen Linie wie die Achsen der Schraubverbindungen 58a, 58b (in Figur 1 sind nur zwei Schraubverbindungen mit Bezugszeichen versehen).
Anhand der Figuren 2 und 3 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Fahrzeugachse dargestellt, bei der das vorbeschriebene
Grundkonzept mit den als tragende Elemente ausgeführten Antriebseinheiten 2, 4 ebenfalls realisiert ist.
Figur 2 zeigt dabei die Fahrzeugachse 1 in einer Darstellung von oben, d.h. mit
Blickrichtung in der Fahrzeughochachse von oben auf Hinterräder 80, 82. Figur 3 zeigt die Fahrzeugachse 1 in einer Ansicht von hinten oder von vorne, d.h. Blickrichtung in
Fahrzeugslängsachse. In diesen Darstellungen sind die beiden Radträger 16, 18 und die Bremsanlage nicht sichtbar, deren Grundaufbau entspricht jedoch dem zuvor
beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Bei der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Variante sind die Querlenker 32a, 32b, 34 a, 34b der Radaufhängungen 12, 14 ähnlich wie bei dem in Figur 1 rechts dargestellten Ausführungsbeispiel ausgeführt.. Die Querlenker 32, 34 sind an dem als geschlossene Rahmenstruktur ausgebildeten Achsträger 10 abgestützt, der im Wesentlichen wiederum durch die beiden Antriebseinheiten 2, 4 und die damit verbundenen Traversen 60, 62 gebildet ist, die mit den Gehäusen 6, 8 der Antriebseinheiten 2, 4 verschraubt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Rahmenstruktur zusätzlich noch durch zwei in Längsrichtung des Fahrzeugs (vertikal in Figur 2) angeordnete Längsträger 84, 86 verstärkt, die im Prinzip die Funktion der Konsolen 50, 52 in Figur 1 übernehmen. Im Unterschied zu diesem Ausführungsbeispiel sind diese Längsträger 84, 86 jedoch nicht beidseitig an der jeweiligen Antriebseinheit 2, 4 befestigt sondern erstrecken sich zwischen den beiden Traversen 60, 62 und bilden somit eine zusätzliche
Längsverbindung. In der Darstellung gemäß Figur 3 sieht man die fachwerkartige Leichtbaustruktur der Traverse 60 - die andere Traverse 62 ist identisch aufgebaut. Demgemäß hat jede
Traverse 60, 62 eine Basis 88, die sich etwa in Horizontalrichtung (Ansicht nach Figur 3) erstreckt. Von dieser mittigen Basis 88 weg erstrecken sich zwei schräg dazu angeordnete Traversenarme 90, 92, die V-förmig zu einander angestellt sind, wobei sich der Abstand nach oben hin (Ansicht nach Figur 3) vergrößert. Die Höhe der Traversenarme 90, 92 ist so gewählt, dass sie in der Rück-A/orderansicht (Figur 3) die beiden Antriebseinheiten 2, 4 überstrecken. Aus dieser Ansicht erkennt man auch, dass die beiden Antriebseinheiten 2, 4 mit den Gehäusen 6, 8 so zu sagen zwischen den hinter einander liegenden
Traversenarmen 90 (links in Figur 3) und 92 (rechts in Figur 3) eintauchen. Die
Befestigung der Antriebseinheiten 2, 4 erfolgt etwa entlang des in Figur 3 unteren Teils der Basis 88, wobei wiederum die Schraubverbindungen 58a, 58b der Antriebseinheit 4 angedeutet sind. Die Befestigung der anderen Antriebseinheit 2 erfolgt entsprechend.
Die unteren Querlenker 34 sind ebenfalls im Bereich der Basis 88 mittels der bereits beschriebenen unteren Querlenkerlager 40a, 40b, 40c und 40d an den beiden Traversen 60, 62 gelagert. Die beiden oben liegenden Querlenker 32 sind mittels der oberen
Querlenkerlagern 41 a, 41 b, 41 c und 41 d an den Längsträgern 84, 86 gelagert, wobei die oberen Querlenkerlager 41 a, 41 b bzw. 41 c, 41 d jeweils auf einer Achse der Längsträger 84, 86 liegen. Die beiden Stoßdämpfer 44, 46 mit den zugeordneten Federn greifen einerseits am nicht dargestellten Radträger an und sind mit ihren Kolbenstangen mittig (Ansicht nach Figur 2) an den Längsträgern 84 bzw. 86 gelagert. Jeder der Längsträger 84, 86 hat zwei Längsträgerarme 94, 96, die sich etwa V-förmig weg vom Längsträger 86 bzw. 84 hin zur benachbarten Traverse 60, 62 erstrecken und mit dieser und/oder mit dem Gehäuse 6, 8 der Antriebseinheiten 2, 4 verschraubt sind.
An den außen liegenden Seitenflächen der Traversenarme 90, 92 sind des Weiteren etwa in Verlängerung der Ebene der Längsträger 84, 86 mit Gummielementen versehene Achslager 100a, 100b, 100c und 100d angeordnet, über die die Fahrzeugachse 1 am Chassis des Fahrzeugs befestigbar ist. Gemäß Figur 3 liegt die durch diese Achslager 100 aufgespannte Befestigungsebene deutlich oberhalb der Antriebseinheiten 2, 4. Zu sehen in den Figuren 2 und 3 ist des Weiteren noch ein Stabilisator 102, der sich zwischen den beiden oberen Querlenkern 32a, 32b erstreckt.
In der Darstellung gemäß Figur 2 sind auch die beiden Spurstangen 76, 78 erkennbar. Ähnlich wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die beiden unteren Querlenker 34a, 34b durch die sich mittig nach oben hin auswölbende Querblattfeder 72 miteinander verbunden. Deren Endabschnitte sind dementsprechend mit Lageraugen der unteren Querlenker 34a, 34b verschraubt.
Die eingangs näher erläuterten Antriebseinheiten 2, 4 mit koaxialem Elektromotor, Generator und Planetengetriebe werden beispielsweise über einen Ölkreislauf gekühlt. Da bei dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden
Antriebseinheiten 2, 4 in Axialrichtung beabstandet zu einander sind, können diese Ölkühler 104, 106 in den Raum zwischen den beiden Antriebseinheiten 2, 4 und den beiden Traversen 60, 62 angeordnet werden, wobei die beiden Ölkühler 104, 106 mit ihren Wärmeaustauschflächen in Fahrtrichtung angeordnet sein sollten. Die Kühlung wird dabei durch die Ausnehmungen der fachwerkartigen Traversen 60, 62 unterstützt.
Die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Variante der Fahrzeugachse ist deutlich massiver als das eingangs beschriebene Ausführungsbeispiel ausgeführt, so dass dieses auch für schwerere Nutzfahrzeuge geeignet ist.
Bei der beschriebenen Fahrzeugachse ist das universelle Antriebsmodul funktional in die erfindungsgemäße Fahrzeugachse integriert. Das Achsmodul verbindet geringe Komplexität mit konsequentem Leichtbau und guten Systemeigenschaften bei äußerst einfacher Montage.
Offenbart ist eine Fahrzeugachse, bei der zwei elektrische Antriebseinheiten
gemeinsam mit zwei Traversen einen Achsträger bilden, an dem Lenker gelenkig angebunden sind. Bezuqszeichenliste:
1 Fahrzeugachse
2 Antriebseinheit
4 Antriebseinheit
6 Gehäuse
8 Gehäuse
10 Achsträger
12 Radaufhängung
14 Radaufhängung
16 Radträger
18 Radträger
20 Radnabe
22 Radnabe
24 Bremsscheibe
26 Bremsscheibe
28 Antriebswelle
30 Antriebswelle
32 Querlenker
34 Querlenker
36 Querlenker
38 Querlenker
40 unteres Querlenkerlager
41 oberes Querlenkerlager
42 Führungsgelenk
44 Stoßdämpfer
46 Stoßdämpfer
48 Dämpfergelenk
49 Dämpfergelenk
50 Konsole
52 Konsole
54 Konsole Konsole
Schraubverbindung Traverse
Traverse
Flanschfläche Flanschfläche Flanschfläche Flanschfläche Querblattfeder Stützkonsole Stützkonsole Spurstange Spurstange Hinterrad
Hinterrad
Längsträger Längsträger Basis
Traversenarm Traversenarm Längsträgerarm Längsträgerarm Achslager
Stabilisator Ölkühler
Ölkühler

Claims

Ansprüche
1 . Fahrzeugachse mit Lenkern, die einerseits gelenkig an einem Achsträger (10) angeordnet sind und die andererseits an einem Radträger angelenkt sind, wobei jedem Rad eine Antriebseinheit (2, 4) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der
Achsträger (10) zwei sich etwa in Achsrichtung oder parallel dazu erstreckende Traversen (60, 62) hat, die mit den beiden Antriebseinheiten (2, 4) zu einem Hauptrahmen verbunden sind.
2. Fahrzeugsachse nach Anspruch 1 , wobei jede Antriebseinheit (2, 4) ein mit den Traversen (60, 62) verbundenes Gehäuse (6, 8) hat, in dem ein Elektromotor, ein
Generator und ein Getriebe aufgenommen sind.
3. Fahrzeugachse nach Anspruch 1 oder 2, wobei im Bereich jeder Antriebseinheit (2, 4) ein Längsträger (84, 86) vorgesehen ist, an dem jeweils zumindest ein Lenker angelenkt ist.
4. Fahrzeugachse nach Anspruch 3, wobei am Hauptrahmen Achslager (100) angeordnet sind.
5. Fahrzeugachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedem Rad zwei über einander liegende Querlenker (32, 34, 36, 38) zugeordnet sind, die vorzugsweise in etwa als Dreieckslenker ausgebildet sind.
6. Fahrzeugachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem
Stoßdämpfer (44, 46), der jeweils am Hauptrahmen abgestützt ist.
7. Fahrzeugachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Antriebseinheiten (2, 4) in etwa koaxial und im Abstand zu einander angeordnet sind, wobei im Bereich zwischen den Antriebseinheiten (2, 4) Kühler der Antriebseinheiten angeordnet sind.
8. Fahrzeugachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer
Querblattfeder (72), die sich zwischen zwei Querlenkern (34a, 34b) erstreckt.
9. Fahrzeugachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese eine lenkbare Vorderachse oder eine Hinterachse ist.
10. Fahrzeugachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Traverse (60, 62) ein Mittelteil (88) und zwei schräg dazu angeordnete Traversenarme (90, 92) hat, wobei die Antriebseinheiten (2, 4) und ggf. die Längsträger (84, 86) sich im Wesentlichen zwischen benachbarten Traversenarmen der Traversen (60, 62) erstrecken.
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