WO2019057411A1 - Zweispuriges kraftfahrzeug mit einem elektromotorischen antriebsaggregat sowie einem achsträger - Google Patents

Zweispuriges kraftfahrzeug mit einem elektromotorischen antriebsaggregat sowie einem achsträger Download PDF

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WO2019057411A1
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Claudio Struckmann
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Definitions

  • Two-lane motor vehicle with an electromotive drive unit and an axle carrier Two-lane motor vehicle with an electromotive drive unit and an axle carrier
  • the invention relates to a two-lane motor vehicle with a mounted in several bearings electromotive drive unit and with a two longitudinal beams and at least one connecting cross member and attached to body longitudinal members of the vehicle axle, to which wheel-guiding links are connected and being in a projection on the road considered the drive unit between the longitudinal members of the axle beam is located.
  • the state of the art is referred to EP 2 750 909 B1 and WO 2016/184607 A1.
  • Today customary state of the art is not to attach the wheel-guiding handlebars of a vehicle axle directly to the body of the vehicle, but among other things for manufacturing reasons on a functionally shaded axle carrier.
  • On such an axle usually a drive unit of the vehicle is supported. If it is a vehicle with an internal combustion engine arranged in the vehicle front area and driven rear axle, an axle drive is usually suspended in the rear axle carrier.
  • a recent and certainly future widespread drive unit of passenger cars is an electric motor, which is a suitable reduction gear, which may also be switchable and further includes a differential, is arranged downstream.
  • Such Unit is presently referred to as an electric motor drive unit or for brevity only as a drive unit, but should always include an abbreviated designation an electric motor.
  • the electromotive drive unit is not on the axle, but directly, ie bypassing the axle support on the body of the vehicle, and more precisely - for reasons of strength - ultimately supported on at least two body longitudinal members, said support not be provided directly, but also indirectly can.
  • an intermediate element which in turn is supported on the (two) body longitudinal members, ie the drive unit is then supported on the intermediate element and the latter is in force-transmitting connection with the body longitudinal members.
  • this intermediate element is formed by an integrated or integral part of the vehicle underbody and is therefore referred to herein as a body bridge. This intermediate element is namely part of the body of the vehicle, more precisely of the underbody, and bridges the two body side members.
  • the support of the drive unit to an element of the vehicle body - this includes the body side members, but not the detachably secured thereto axle - takes place in preferably rubber-elastic bearings, which it may be required in accordance with the space available space and dimensions, at least one of To provide drive unit outgoing support arm, which for example bent to the vehicle outer side extends to lie in that area body side members.
  • the drive unit bypassing the axle carrier (in addition to the previously mentioned at least two support points) in at least one other bearing preferably again be supported on a body bridge between the two body longitudinal members.
  • a rubber-elastic bearing which is used in particular the damping of vibrations and minimization of noise in the vehicle body.
  • body bridge is understood to mean any stiffening characteristic in the floor area of the vehicle body, which can be designed in a similar way to the body longitudinal beams, which can be designed in the most diverse ways anyway, but are always present in any embodiment
  • the axle carrier no longer has to carry the relatively heavy drive unit, this can - compared to the previous designs - significantly lighter design designed to increase the stability of now only the support of the wheel-guiding handlebar axle carrier can besides the (mentioned in the independent claim) first Cross member, a further and seen in vehicle Hochachsraum viewed at least partially below the drive unit extending cross member between the axle longitudinal members be provided.
  • the feature "at least proportionally below” is understood to mean that in a r vertical projection on the road this additional cross member due to the drive unit is not completely visible.
  • the first / at least one "crossbeam of the axle beam is concerned, this preferably lies in the front region of the axle carrier in the direction of travel of the vehicle.
  • an electric energy storage unit for the drive unit located further forward in the vehicle floor area can be used in this case a rear crash of the vehicle as best as possible to be protected from damage by the possibly displaced by the crash drive unit: while or independently thereof, the said first cross member in vehicle Hochachsraum viewed at least partially run below the drive unit, what is to be understood is that in a vertical projection on the road this cross member is not completely visible because of the drive unit.
  • the attached single figure shows a view from below (viewed in Hochachscardi of the vehicle) on the underbody of a vehicle according to the invention with below and thus in this view lying in front of the underbody electromotive drive unit including an axle carrier , Essential to the invention may be all features described in more detail.
  • the reference numeral 1 the underbody of a passenger car (as a two-lane motor vehicle) is characterized, in which two substantially extending in the vehicle longitudinal direction body longitudinal beams 1a, 1b are incorporated. At this an axle 2 in four bearings 3a, 3b, 3c, 3d attached. The axle beam 2 in turn is composed of two longitudinal beams 2a, 2b and two cross beams 2c, 2d connecting them. On this axle beam 2 there are five wheel-guiding links 11, 12, 13, 14, 15 articulated on the left-hand side and on the right-hand side thereof. preferably in conventional rubber bearings, tied. These each lead to a wheel 16, to which a figuratively not shown wheel of the vehicle is rotatably mounted.
  • the axle carrier 2 is a rear axle carrier.
  • an electromotive drive unit 4 consisting of an electric motor 4a and a downstream transmission 4b, arranged, which viewed in a projection on the road between the longitudinal beams 2a, 2b of the axle beam 2 is located.
  • This coherent, ie a structural unit of the electric motor 4a and the transmission 4b forming drive unit 4 is not mounted on the axle 2, but bypassing this axle support 2 in here four bearings 5a, 5b, 5c, 5d practically supported on the underbody 1 of the vehicle body and thus directly to the vehicle body ,
  • this front body bridge 1c which (like the rear transverse bridge 1d) represents a stiffened structure compared to the pure subfloor 1, are preferably rubber-elastic bearings or bearing points 5c, 5d, which are largely concealed in the figure by the cross member 2c of the axle carrier 2 fastened for the relatively short support arms 6c, 6d.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein zweispuriges Kraftfahrzeug mit einem in mehreren Lagerstellen gelagerten elektromotorischen Antriebsaggregat sowie mit einem zwei Längsträger sowie zumindest einen diese verbindenden Querträger aufweisenden und an Karosserie-Längsträgern des Fahrzeugs befestigten Achsträger, an weichem radführende Lenker angebunden sind und wobei in einer Projektion auf die Fahrbahn betrachtet das Antriebsaggregat zwischen den Längsträgern des Achsträgers liegt. Dabei ist das Antriebsaggregat unter Umgehung des Achsträgers in zumindest zwei Lagerstellen an den beiden Karosserie-Längsträgern oder an zwischen diesen abgestützten Karosserie-Brücken des Fahrzeug-Unterbodens abgestützt. Während zumindest zwei Lagerstellen des Antriebsaggregats in Fahrzeug-Fahrtrichtung betrachtet hinter dem Antriebsaggregat liegen, liegt zumindest eine weitere Lagerstelie an der Karosserie-Brücke in Fahrzeug-Fahrtrichtung betrachtet vor dem Antriebsaggregat.

Description

Zweispuriges Kraftfahrzeug mit einem elektromotorischen Antriebsaggregat sowie einem Achsträger
Die Erfindung betrifft ein zweispuriges Kraftfahrzeug mit einem in mehreren Lagerstellen gelagerten elektromotorischen Antriebsaggregat sowie mit einem zwei Längsträger sowie zumindest einen diese verbindenden Querträger aufweisenden und an Karosserie-Längsträgern des Fahrzeugs befestigten Achsträger, an welchem radführende Lenker angebunden sind und wobei in einer Projektion auf die Fahrbahn betrachtet das Antriebsaggregat zwischen den Längsträgern des Achsträgers liegt. Zum Stand der Technik wird auf die EP 2 750 909 B1 und die WO 2016/184607 A1 verwiesen.
Heute üblicher Stand der Technik ist es, die radführenden Lenker einer Fahrzeug-Achse nicht direkt an der Karosserie des Fahrzeugs, sondern unter anderem aus Fertigungsgründen an einem funktional zwischengeschatteten Achsträger zu befestigen. Auf einem solchen Achsträger ist üblicherweise auch ein Antriebsäggregat des Fahrzeugs abgestützt. Handelt es sich um ein Fahrzeug mit durch einen im Fahrzeug-Frontbereich angeordneten Verbrennungsmotor und angetriebener Hinterachse, so ist im Hinterachsträger üblicherweise ein Achsgetriebe aufgehängt.
Ein neueres und künftig sicherlich weit verbreitetes Antriebsaggregat von Personenkraftwagen (als zweispuriges Kraftfahrzeug) ist ein Elektromotor, dem ein geeignetes Untersetzungsgetriebe, welches auch schaltbar sein kann und weiterhin ein Differential enthält, nachgeordnet ist. Eine solche Einheit wird vorliegend als elektromotorisches Antriebsaggregat oder der Kürze wegen auch nur als Antriebsaggregat bezeichnet, soll jedoch auch mit dieser abgekürzten Bezeichnung stets einen Elektromotor umfassen.
Derzeit ist angedacht, das elektromotorische Antriebsaggregat vergleichbar den bisherigen Achsgetrieben in einem Achsträger, insbesondere einem Hinterachsträger zu lagern. Aus Schwingungsgründen muss eine solche Lagerung über zumindest geringfügig elastische Lager erfolgen - weiterhin sollte auch der Hinterachsträger zumindest geringfügig elastisch an der Karosserie des Fahrzeugs bzw. an Längsträgern desselben abgestützt bzw. gelagert sein. Eine Auslegung einer solchen doppelt-elastischen Lagerung solchermaßen, dass sämtliche Anforderungen wie Schwingungs- und insbesondere Akustik-Komfort und das fahrdynamische Verhalten des Fahrzeugs in günstiger Weise erfüllt werden, ist nahezu nicht - oder allenfalls mit aufwändigsten Zusatzmaßnahmen möglich.
Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs und ist für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat unter Umgehung des Achsträgers in zumindest zwei Lagerstellen an den Karosserie-Längsträgern oder an zwischen diesen abgestützten Karosserie-Brücken des Fahrzeug-Unterbodens abgestützt ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist das elektromotorische Antriebsaggregat nicht am Achsträger, sondern direkt, d.h. unter Umgehung des Achsträgers, an der Karosserie des Fahrzeugs, und genauer - aus Festigkeitsgründen - letztlich an zumindest zwei Karosserie-Längsträgern abgestützt, wobei diese Abstützung nicht direkt, sondern auch indirekt vorgesehen sein kann. Für eine indirekte Abstützung ist in der Abstützungskette ein Zwischenelement vorgesehen, welches seinerseits an den (beiden) Karosserie-Längsträgern abgestützt ist, d.h. das Antriebsaggregat ist dann am Zwischenelement abgestützt und letzteres steht mit den Karosserie-Längsträgern in kraftübertragender Verbindung. Vorteilhafterweise ist dieses Zwischenelement durch einen integrierten oder integralen Bestandteil des Fahrzeug-Unterbodens gebildet und wird daher vorliegend als Karosserie-Brücke bezeichnet. Dieses Zwischenelement ist nämlich Bestandteil der Karosserie des Fahrzeugs, genauer von dessen Unterboden, und überbrückt die beiden Karosserie- Längsträger.
Die Abstützung des Antriebsaggregats an einem Element der Fahrzeug- Karosserie - hierzu zählen auch die Karosserie-Längsträger, nicht jedoch der daran lösbar befestigte Achsträger - erfolgt in vorzugsweise gummielastischen Lagern, wobei es den jeweils vorliegenden Bauraumverhältnissen und Abmessungen folgend erforderlich sein kann, zumindest einen vom Antriebsaggregat abgehenden Stützarm vorzusehen, der beispielsweise zur Fahrzeug-Außenseite hin gebogen zum in jenem Bereich liegenden Karosserie-Längsträger verläuft.
Zur sicheren Abstützung sowie zur Begrenzung der im jeweiligen Lager abzustützenden Lasten kann das Antriebsaggregat unter Umgehung des Achsträgers (neben den bislang genannten zumindest zwei Abstützstellen) in zumindest einer weiteren Lagerstelle vorzugsweise abermals an einer Karosserie-Brücke zwischen den beiden Karosserie-Längsträgem abgestützt sein. Auch dort ist vorzugsweise wieder ein gummielastisches Lager vorgesehen, welches insbesondere der Dämpfung von Schwingungen und Minimierung der Geräuscheinleitung in die Fahrzeug-Karosserie dient. Sowohl im Hinblick auf den verfügbaren Bauraum als auch unter Festigkeitsgründen hat es sich dabei als vorteilhaft erwiesen, wenn die (im unabhängigen Patentanspruch genannten) zumindest zwei Lagerstellen bspw. an den beiden Karosserie-Längsträgern in Fahrzeug-Fahrtrichtung betrachtet hinter dem Antriebsaggregat liegen, während die zumindest eine weitere Lagerstelle bspw. an einer sog. Karosserie-Brücke jn Fahrzeug-Fahrtrichtung betrachtet vor dem Antriebsaggregat liegt. Nochmals den Begriff„Karosserie-Brücke" beschreibend wird hierunter irgendeine versteifende Ausprägung im Bodenbereich der Fahrzeug-Karosserie verstanden. Diese kann vergleichbar den Karosserie-Längsträgem gestaltet sein,, welche ohnehin verschiedenartigst ausgebildet sein können, jedoch in irgendeiner Ausgestaltungsform stets vorhanden sind. da der Achsträger nicht mehr das relativ schwere Antriebsaggregat tragen muss, kann dieser - gegenüber den bisherigen Gestaltungen - signifikant leichter bauend gestaltet sein. Zur Erhöhung der Stabilität des nun nur noch der Abstützung der radführenden Lenker dienenden Achsträgers kann dabei neben dessen (im unabhängigen Patentanspruch genannten) ersten Querträger ein weiterer und in Fahrzeug-Hochachsrichtung betrachtet zumindest anteilig unterhalb des Antriebsaggregats verlaufender Querträger zwischen den Achsträger-Längsträgern vorgesehen sein. Das Merkmal „zumindest anteilig unterhalb" ist dabei so verstehen, dass in einer senkrechten Projektion auf die Fahrbahn dieser weitere Querträger aufgrund des Antriebsaggregats nicht vollständig sichtbar ist.
Was den ersten /zumindest einen" Querträger des Achsträgers betrifft, so liegt dieser in Fahrzeug-Fahrtrichtung betrachtet vorzugsweise im vorderen Bereich des Achsträgers. Hiermit kann eine im Fahrzeug-Bodenbereich noch weiter vorne liegende Speichereinheit für elektrische Energie (für das Antriebsaggregat) für den Fall eines Heckcrashs des Fahrzeugs bestmöglich vor einer Beschädigung durch das durch den Crash gegebenenfalls verlagerte Antriebsaggregat geschützt werden: Dabei oder unabhängig hiervon kann der besagte erste Querträger in Fahrzeug-Hochachsrichtung betrachtet zumindest anteilig unterhalb des Antriebsaggregats verlaufen, was so verstehen ist, dass in einer senkrechten Projektion auf die Fahrbahn dieser Querträger wegen des das Antriebsaggregats nicht vollständig sichtbar ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert, wobei die beigefügte einzige Figur eine Ansicht von unten (in Hochachsrichtung des Fahrzeugs betrachtet) auf den Unterboden eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit unterhalb und somit in dieser Ansicht vor dem Unterboden liegendem elektromotorischen Antriebsaggregat einschließlich eines Achsträgers zeigt. Erfindungswesentlich können dabei sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein.
Mit der Bezugsziffer 1 ist der Unterboden eines Personenkraftwagens (als zweispuriges Kraftfahrzeug) gekennzeichnet, in welchen zwei im Wesentlichen in Fahrzeug-Längsrichtung verlaufende Karosserie-Längsträger 1a, 1b eingearbeitet sind. An diesen ist ein Achsträger 2 in vier Lagerstellen 3a, 3b, 3c, 3d befestigt. Der Achsträger 2 seinerseits ist aus zwei Längsträgern 2a, 2b sowie zwei diese verbindenden Querträgern 2c, 2d zusammengesetzt An diesem Achsträger 2 sind linksseitig sowie rechtsseitig desselben je fünf radführende Lenker 11, 12, 13, 14, 15 gelenkig, d.h. vorzugsweise in üblichen Gummilagern, angebunden. Diese führen jeweils einen Radträger 16, an welchem ein figürlich nicht gezeigtes Rad des Fahrzeugs drehbar befestigt ist.
Hier gezeigt ist der Heckbereich des Fahrzeugs, so dass es sich beim Achsträger 2 um einen Hinterachsträger handelt. In diesem Fahrzeug- Heckbereich ist weiterhin ein elektromotorisches Antriebsaggregat 4, bestehend aus einem Elektromotor 4a und einem diesem nachgeschalteten Getriebe 4b, angeordnet, welches in einer Projektion auf die Fahrbahn betrachtet zwischen den Längsträgern 2a, 2b des Achsträgers 2 liegt. Dieses in sich zusammenhängende, d.h. eine Baueinheit aus dem Elektromotor 4a und dem Getriebe 4b bildende Antriebsaggregat 4 ist jedoch nicht auf dem Achsträger 2 gelagert, sondern unter Umgehung dieses Achsträgers 2 in hier vier Lagerstellen 5a, 5b, 5c, 5d praktisch am Unterboden 1 der Fahrzeug- Karosserie und somit direkt an der Fahrzeug-Karosserie abgestützt.
Hierfür gehen vom Gehäuse des Antriebsaggregats 4 zwei hintere Stützarme 6a, 6b zu zwei (bzw. zu jeweils einer) durch gummielastische Lager gebildeten Lagerstelle(n) 5a, 5b, welche an einer im Unterboden 1 integrierten hinteren Karosseriebrücke 1d, die zwischen den beiden Karosserie- Längsträgem 1a, 1b in Fahrzeug-Fahrtrichtung F betrachtet hinter dem Antriebsaggregat 4 in Fahrzeug-Querrichtung verläuft, vorgesehen bzw. abgestützt sind. Ebenfalls unter Umgehung des Achsträgers 2 ist das Antriebsaggregat 4 ebenfalls über kurze vordere Stützarme 6c, 6d an einer vorderen Karosserie-Brücke 1c abgestützt, die im Unterboden 1 ebenfalls zwischen den beiden Karosserie-Längsträgem 1a, 1b abgestützt in Fahrzeug-Querrichtung vor dem Antriebsaggregat 4 verläuft. An dieser vorderen Karosserie-Brücke 1c, die (wie die hintere Querbrücke 1d) eine gegenüber dem reinen Unterboden 1 versteifte Struktur darstellt, sind vorzugsweise gummielastische Lager bzw. Lagerstellen 5c, 5d, welche in der Figur größtenteils vom Querträger 2c des Achsträgers 2 verdeckt sind, für die relativ kurzen Stützarme 6c, 6d befestigt.
Nochmals auf die in Fahrtrichtung F betrachtet hinteren Stützarme 6a, 6b eingehend sind diese gebogen ausgeführt und gehen zunächst gegen Fahrtrichtung F nach hinten um dann zur Fahrzeug-Außenseite hin gerichtet zu den Lagerstellen 5a, 5b zu verlaufen. Ferner erkennt man noch vom Getriebe 4b (inklusive Differential) abgehende und zu den Radträgern 16 führende Abtriebswellen 7 für die Fahrzeug-Räder.

Claims

Patentansprüche
1. Zweispuriges Kraftfahrzeug mit einem in mehreren Lagerstellen (5a, 5b, 5c, 5d) gelagerten elektromotorischen Antriebsaggregat (4) sowie mit einem zwei Längsträger (2a, 2b) sowie zumindest einen diese verbindenden Querträger (2c, 2d) aufweisenden und an Karosserie- Längsträgern (1a, 1b) des Fahrzeugs befestigten Achsträger (2), an welchem radführende Lenker ( , 12, 13, 14, 15) angebunden sind und wobei in einer Projektion auf die Fahrbahn betrachtet das Antriebsaggregat zwischen den Längsträgern (2a, 2b) des Achsträgers (2) liegt,
dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat (4) unter Umgehung des Achsträgers (2) in zumindest zwei Lagerstellen (5a, 5b, 5c, 5d) an den Karosserie-Längsträgern oder an zwischen diesen abgestützten Karosserie-Brücken (1c, 1d) des Fahrzeug-Unterbodens (1) abgestützt ist.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die zumindest zwei Lagerstellen (5a, 5b) des Antriebsaggregats (4) an den Längsträgern (1a, 1b) oder an einer zwischen diesen verlaufenden Karosserie-Brücke (1d) in Fahrzeug-Fahrtrichtung (F) betrachtet hinter dem Antriebsaggregat (4) liegen, während die zumindest eine weitere Lagerstelle (5c, 5d) an einer vorderen Karosserie-Brücke (1c) in Fahrzeug-Fahrtrichtung betrachtet vor dem Antriebsaggregat (4) liegt.
3. Kraftfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei neben dem ersten Querträger (2c) des Achsträgers (2) ein weiterer in Fahrzeug-Hochachsrichtung betrachtet zumindest anteilig unterhalb des Antriebsaggregats (4) verlaufender Querträger (2d) zwischen den Achsträger-Längsträgern (2a, 2b) vorgesehen ist.
4. Kraftfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der erste Querträger (2c) des Achsträgers (2) in Fahrzeug- Hochachsrichtung betrachtet zumindest anteilig oberhalb des Antriebsaggregats (4) verläuft.
PCT/EP2018/072321 2017-09-20 2018-08-17 Zweispuriges kraftfahrzeug mit einem elektromotorischen antriebsaggregat sowie einem achsträger WO2019057411A1 (de)

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