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Die Erfindung betrifft einen Achsträger eines Kraftfahrzeugs mit zumindest zwei zumindest annähernd in Fahrzeug-Längsrichtung orientierten Längsträgern und zumindest einem diese verbindenden Querträger, die eine erste Baueinheit beschreiben, welcher Achsträger neben einer zumindest teilweise gelenkigen Abstützung für radführende Lenker zur Aufnahme einer elektromotorischen Antriebseinheit für das Fahrzeug vorgesehen ist. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die
DE 10 2005 049 947 A1 verwiesen, die einen heute üblichen und dort als Fahrschemel bezeichneten Hinterachsträger zeigt, während in der weiterhin beispielhaft genannten
DE 10 2011 081 836 A1 ein Vorschlag für die Gestaltung einer elektrisch angetriebenen Achse bzw. eines im Hinblick hierauf in besonderer Weise gestalteten Achsträgers gezeigt ist.
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Insbesondere bei Personenkraftwagen, welche bislang praktisch durchwegs verbrennungsmotorisch angetrieben sind, wirkt sich der Trend zur Elektrifizierung, d. h. hin zu einem (ggf. auch) elektromotorischen Antrieb signifikant auf die konstruktive Gestaltung des Fahrwerkbereichs der Kraftfahrzeuge aus. Besonders betroffen sind von dieser Weiterentwicklung auch die bei PKWs aus Fertigungs- und Komfortgründen weit verbreiteten Achsträger, und anderem deshalb, weil eine im Bereich des Achsträgers bzw. eines Hinterachsträgers eines mit Hinterradantrieb ausgerüsteten PKWs vorzusehende elektromotorische Antriebseinheit erheblich mehr Bauraum benötigt als ein bislang dort (nur) vorgesehenes Hinterachsgetriebe.
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Hiermit soll daher ein günstiger Achsträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezeigt werden (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
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Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den die erste Baueinheit beschreibenden Trägern zwei weitere Längsträger und zumindest ein weiterer diese weiteren Längsträger verbindender Querträger vorgesehen sind, die eine zweite Baueinheit beschreiben, welche im Einbauzustand des Achsträgers in einem horizontal stehenden Fahrzeug in Vertikalrichtung betrachtet unterhalb oder oberhalb der ersten Baueinheit liegt und mit der ersten Baueinheit lösbar verbunden ist, und wobei an jeder Baueinheit auf jeder Fahrzeug-Seite zumindest einer der mehreren vorgesehenen radführenden Lenker zumindest teilweise gelenkig abgestützt ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
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Vorgeschlagen ist ein quasi in einer Horizontalebene geteilter Achsträger (insbesondere als Hinterachsträger eines Personenkraftwagens eingesetzt), der es auf besonders effiziente Weise ermöglicht, innerhalb des einen Rahmen bildenden Achsträgers eine elektromotorische Antriebseinheit für das Fahrzeug anzuordnen und gleichzeitig mehrere radführende Lenker des zweispurigen Fahrzeugs in fahrdynamisch günstiger Weise (hinsichtlich der Kinematik und Elastokinematik der Lenker bzw. der durch diese geführten Räder) zumindest teilweise gelenkig am Achsträger des zweispurigen Fahrzeugs anzubinden. Im Rahmen einer automatisierten Montage kann dann nämlich zunächst die untere der beiden Achsträger-Baueinheiten auf einen in der Fließband-Montage vorgesehenen Werkzeugträger aufgesetzt werden und danach die vormontierte elektromotorische Antriebseinheit auf den Werkzeugträger aufgesetzt werden, welcher danach zur nächsten Montagestation fährt, an der beispielsweise die von der Antriebseinheit wegführenden beidseitigen Abtriebswellen inclusive der Radträger montiert werden, woraufhin in einer nächsten Montagestation die obere Baueinheit des Achsträgers aufgesetzt wird. Im nächsten Montageschritt können dann die radführenden Lenker angebaut (und – so noch nicht erfolgt – mit den Radträgern verbunden) werden, woraufhin dieser Werkzeugträger von unten her an eine Karosserie herangeführt wird, so dass dann die am Werkzeugträger vormontierte Achse im Rahmen der sog. und dem Fachmann für die Fertigung von Personenkraftwagen bekannten „Hochzeit” (siehe hierzu bspw. die
DE 10 2010 055 941 A ) mit der Fzg.-Karosserie verschraubt werden kann.
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Wenn die elektromotorische Antriebseinheit über zumindest drei durch elastische Gummilager gebildete Lagerstellen im Achsträger gelagert ist, die – wie üblich zylindrische Buchsen mit zwischenliegender Elastomerschicht aufweisend – solchermaßen angeordnet sind, dass die Zylinderachsen zumindest zweier Gummilager in einer vertikalen Projektion (auf die Fahrbahn, auf dem das Kraftfahrzeug mit eingebautem Achsträger steht) zumindest näherungsweise senkrecht aufeinander stehen, so ist damit zum einen das an die Räder zu übertragende Drehmoment der elektromotorischen Antriebseinheit bereits vollumfänglich abgestützt – eine weitere Drehmoment-Stütze ist dann nicht erforderlich. Weiterhin ist damit kein Anschlag für die bei Gummilagern üblicherweise etwas größere Bewegungsfreiheit in deren Zylinderachsrichtung erforderlich. Üblicherweise sind bei herkömmlichen PKW-Hinterachsträgern daran gelagerte Hinterachsgetriebe nämlich nur über drei Gummilager gelagert, deren Achsen sich in Fzg.-Längsrichtung erstrecken. Für eine vorliegend zu lagernde elektromotorische Antriebseinheit ist letzteres jedoch auch wegen der relativen großen Masse der Antriebseinheit nicht ausreichend bzw. es wären bei Übernahme des Lagerungskonzepts von Hinterachsgetrieben zumindest in Fzg.-Längsrichtung betrachtet noch definierte Bewegungsanschläge erforderlich. Solche Anschläge sind mit der beanspruchten und oben beschriebenen Lager-Anordnung (mit den aufeinander senkrecht stehenden Zylinderachsen der Gummilager) nicht erforderlich. Besonders effizient ist diese (erfindungsgemäße) Abstützung dann, wenn die Zylinderachsen zweier Gummilager oder allgemein elastischer Lager in Fahrzeug-Querrichtung (und somit zumindest annähernd parallel zu den bereits genannten Abtriebswellen) verlaufen und (einer symmetrischen Abstützung wegen) vorzugsweise zwei weitere solcher Lager mit ihren Zylinderachsen im wesentlichen in Längsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet sind. Für die in Fzg.-Querrichtung verlaufenden Gummilager-Zylinderachsen ist jeweils eine Lagerstelle in einem der Querträger der ersten Baueinheit vorgesehen und zwar vorzugsweise derart, dass die besagten Zylinderachsen zusammenfallen.
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Ebenfalls im Hinblick auf technisch und wirtschaftliche günstige Fertigungsverfahren wird vorgeschlagen, dass die erste Baueinheit aus die Längsträger bildenden Guss-Seitenteilen und zwei in Form von Strangpressprofilen ausgebildeten Querträgern zusammengesetzt ist, während die zweite Baueinheit ein Druckgussbauteil ist. Dabei können die genannten Strangpressprofile in geeignete Aufnahmen der Längsträger der ersten Baueinheit eingesteckt sein. Für die lösbare Verbindung letzterer mit der zweiten Baueinheit werden vorzugsweise mehrere Schraubverbindungen vorgeschlagen. Die lösbare Verbindung der beiden Baueinheiten ist solchermaßen gestaltet und es sind die beiden Baueinheiten solchermaßen gegeneinander abgestützt, dass die am Achsträger betriebsgemäß auftretenden Lasten von den beiden Baueinheiten gesamthaft aufgenommen werden. Damit kann bspw. die erste Baueinheit für sich alleine betrachtet schwächer dimensioniert sein als bei einem vergleichbaren und nur aus dieser ersten Baueinheit bestehenden Achsträger.
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Die beigefügten Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und es sei darauf hingewiesen, dass jedes näher beschriebene Merkmal erfindungswesentlich sein kann, aber nicht sein muss. Dabei zeigt
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1 eine isometrische Ansicht des Achsträgers von schräg vorne oben
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2 eine isometrische Ansicht des Achsträgers von schräg hinten
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3 die Ansicht des Achsträgers von unten (in Vertikalrichtung)
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4 einen Zwischenschritt im Montageprozess des Achsträgers mit Anbauteilen
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5 den komplettierten Achsträger mit Anbauteilen, so wie er im Zuge der sog. Hochzeit am Unterboden einer Karosserie bzw. des Aufbaus eines Personenkraftwagens montiert wird.
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Zunächst auf die 1–3 Bezug nehmend ist mit der Bezugsziffer 1 eine erste Baueinheit und mit der Bezugsziffer 2 eine zweite Baueinheit gekennzeichnet, die zusammengesetzt – wie in 1 dargestellt – einen erfindungsgemäßen Achsträger 10 bilden. Ein in Fahrtrichtung F des mit diesem Achsträger 10 ausgestatteten Fahrzeugs vorderer und in Fahrzeug-Querrichtung Q orientierter Querträger 11 ist ebenso wie ein zu diesem parallel weiter hinten vorgesehenen Querträger 12 als Strangpressprofil ausgebildet und beiderseits endseitig stoffschlüssig und auch formschlüssig mit jeweils einem in Fahrtrichtung F ausgerichteten Längsträger 13 (in Fahrtrichtung betrachtet links liegend) bzw. 14 (in Fahrtrichtung betrachtet rechts liegend) verbunden. An den Enden dieser in Druckguss ausgeführten Längsträger 13, 14 sind Aufnahmen 15 für nicht dargestellte elastische Lager vorgesehen, über die der Achsträger 10 am Unterboden des (nicht gezeigten) Aufbaus eines Personenkraftwagens lösbar befestigt wird bzw. ist. Die Querträger 11 und 12 sowie die Längsträger 13 und 14 mit den Aufnahmen 15 sind miteinander zusammenhängend Bestandteile der ersten Baueinheit 1.
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Im Einbauzustand im Fahrzeug in Vertikalrichtung betrachtet unterhalb der Baueinheit 1 ist eine zweite Baueinheit 2 vorgesehen, welche mit erstgenannter an mehreren Stellen S, von denen hier nur einige sichtbar sind, von unten her verschraubt ist, und die durch einen vertikal unterhalb in der Nähe des Querträgers 12 liegenden Querträger 22 sowie zwei vertikal im wesentlich direkt unterhalb der Längsträger 13, 14 liegende Längsträger 23, 24 gebildet ist, welche Längsträger 23, 24 über den Querträger 22 miteinander verbunden sind, wobei diese zweite Baueinheit 2 als ein (in sich zusammenhängendes) Druckgussbauteil ausgebildet ist.
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An den Längsträgern 13, 14 sind mehrere Anlenk-Laschen 16 zur Aufnahme jeweils eines Gummilagers für einen radführenden Lenker (vgl. die später erläuterte 5) vorgesehen und weitere solche Anlenk-Laschen 26 befinden sich an den Längsträgern 23, 24. In letzteren ist in deren hinterem Endbereich jeweils eine zunächst nach oben offene (halbkreis-zylindrische) Aufnahme 25 für ein Lager eines nur in 4 sichtbaren Quer-Stabilisators (40) vorgesehen, welche Aufnahmen 25 durch einen Lagerbügel 19 (vgl. 2), der Bestandteil der oberen Baueinheit 1 ist, zu kreiszylindrischen Lager-Aufnahmen 25 geschlossen sind.
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Weiterhin sind an jedem (oberen) Längsträger 13, 14 an deren einander zugewandten Innenseiten sowie in Fzg.-Querrichtung Q betrachtet einander gegenüber liegend nach Art eines Hohlzylinders ausgebildete Lagerstellen 17 (jeweils eine Lagerstelle 17 je Längsträger 13, 14 – die innenseitige Lagerstelle 17 im Längsträger 13 ist dabei durch dessen Außenseite verdeckt) vorgesehen, in welche jeweils ein elastisches Lager eingesetzt werden kann, über welche Lager eine (lediglich in den 4, 5) gezeigte elektromotorische Antriebseinheit 30 für das Fahrzeug im Achsträger 10 gelagert wird bzw. ist. Zwei weitere Lagerstellen 18 sind symmetrisch zur (sich in Fahrtrichtung F in der Mitte des Achsträgers 10 erstreckenden) Längsmittelachse des Achsträgers 10 am vorderen Querträger 11 vorgesehen. Die Zylinderachsen der wie üblich aufgebauten und in die Lagerstellen 17 eingesetzten elastischen Gummilager mit zylindrischen Buchsen und zwischenliegender Elastomerschicht fallen in Fzg.-Querrichtung Q laufend zusammen und die Zylinderachsen der analog aufgebauten Gummilager in den Lagerstellen 18 verlaufen in Fzg.-Längsrichtung (F).
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In 4 ist ein Zwischenschritt bei der automatisierten (Fließband)-Montage eines erfindungsgemäßen Achsträgers (10) dargestellt, so wie dies vor der Figurenbeschreibung bereits beschrieben ist, und in 5 ist der vollständig komplettierte, d. h. mit Anbauteilen versehene Achsträger 10 gezeigt, so wie er im Rahmen der sog. und dem Fachmann für die Fertigung von Personenkraftwagen bekannten „Hochzeit” mit der Fzg.-Karosserie verschraubt wird. Beim Zusammenbauen und Komplettieren des Achsträgers 10 wird zunächst die untere Achsträger-Baueinheit 2 auf einen in den Figuren nicht dargestellten Werkzeugträger aufgelegt und daraufhin wird die bereits genannte elektromotorische Antriebseinheit 30 auf hierfür am Werkzeugträger vorgesehene Tragböcke aufgesetzt. Im nächsten Montageschritt werden die von der Antriebseinheit 30 wegführenden beidseitigen Abtriebswellen 41 inclusive der Radträger 42 montiert und der Querstabilisator 40, welcher hier eine mittig vorgesehene Verstelleinheit aufweist, in die unteren Aufnahmen 25 der Baueinheit 2 eingesetzt. Der damit erreichte Zwischenstand ist in 4 dargestellt. In darauf folgenden Bearbeitungsstationen wird (zunächst) die obere Baueinheit 1 des Achsträgers 10 auf dessen untere Baueinheit 2 aufgesetzt und es werden diese beiden Baueinheiten 1, 2 an den Verschraubungs-Stellen S miteinander verschraubt, d. h. lösbar verbunden. Danach werden noch die radführenden Lenker 43 montiert. Im Zustand von 5 ist die Lagerung der Antriebseinheit 30 in den (in den beiden Längsträgern 13, 14 der Baueinheit 1) vorgesehenen Lagerstellen 17 noch nicht montiert und daher nicht im Detail sichtbar. Mittels einfacher Lagerbrücken wird dies in einem nächsten Bearbeitungsschritt realisiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005049947 A1 [0001]
- DE 102011081836 A1 [0001]
- DE 102010055941 A [0005]
