DE102018200329A1

DE102018200329A1 - Fahrgestellvorrichtung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018200329A1
Application number: DE102018200329.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Gerhards; Ralf Hintzen; Daniel MAINZ; Friedrich Wolf-Monheim
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2019-07-11
Anticipated expiration: 2038-01-12
Also published as: US11008040B2; US20210253169A1; CN110027395A; DE102018200329B4; US20190210650A1; US11440588B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrwerksvorrichtung (10) eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, beinhaltend eine Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung (12; 58; 68) und eine Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung (34), die jeweils beidseitig angeordnete Längslenker (14a, 14b, 36a, 36b) und jeweils zumindest eine mit zumindest einem der Längslenker (14a, 14b, 36a, 36b) wirkverbundene Torsionsfeder (24, 26; 60, 62; 82) aufweisen, und zumindest ein Batteriegehäuse (90; 92, 94; 92, 92', 92") zur Aufnahme zumindest jeweils einer Antriebsbatterie. Erfindungsgemäß ist zwischen den Längslenkern (14a, 14b, 36a, 36b) der Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung (12; 58; 68) und der Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung (34) jeweils eine mit einem der Batteriegehäuse (90; 92, 94; 92, 92', 92") starr verbundene Querträgereinheit (20, 40) zur Kopplung zwischen den beiden Längslenkern (14a, 14b, 36a, 36b) der Aufhängungsvorrichtung (12, 34; 58; 68) und zur Kopplung mit der jeweiligen Torsionsfeder (24, 26; 60, 62; 82) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrwerksvorrichtung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, beinhaltend eine Vorderrad- und eine Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung, die jeweils beidseitig angeordnete Längslenker und jeweils zumindest eine mit zumindest einem der Längslenker wirkverbundene Torsionsfeder aufweisen, und zumindest ein Batteriegehäuse zur Aufnahme zumindest jeweils einer Antriebsbatterie. Die Erfindung betrifft ferner ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug mit einer derartigen Fahrwerksvorrichtung. Alternativ kann das Fahrzeug auch mit einem hybriden Antriebsstrang ausgestattet sein, beispielsweise mit einem Elektromotor und einem Verbrennungsmotor.
Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik sind Kraftfahrzeuge bekannt, deren Hauptantrieb einen Elektromotor beinhaltet, der mittels eines durch einen elektrochemischen Energiespeicher bzw. Energiewandler erzeugten elektrischen Stromes betreibbar ist. Der elektrochemische Energiespeicher bzw. Energiewandler kann dabei von zumindest einem wiederaufladbaren Akkumulator oder von einem Brennstoffzellenstapel gebildet sein.
Bei Kraftfahrzeugen mit konventionellen Verbrennungsmotoren sind Anordnungen der verschiedenen Komponenten („Packaging“) des Kraftfahrzeugs (Antrieb, Fahrwerk, Karosserie) in jahrzehntelanger Entwicklung gereift. Die äußeren Dimensionen und Ankopplungen an andere Komponenten eines Kraftfahrzeugs unterscheiden sich bei einem Kraftfahrzeug mit einem elektrochemischen Energiespeicher bzw. Energiewandler sehr stark von denen eines Kraftfahrzeugs mit konventionellem Verbrennungsmotor. Elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge erfordern daher andere Lösungen der Anordnung von Komponenten innerhalb des Kraftfahrzeugs, insbesondere von Fahrwerk und Antrieb.
Aus dem Stand der Technik sind dabei verschiedene Lösungsansätze bekannt. Einige der vorgeschlagenen Lösungen zielen darauf ab, eine äußere Form des elektrochemischen Energiespeichers bzw. Energiewandlers an einen durch die übrige Auslegung des Kraftfahrzeugs definierten und bereitgestellten Einbauraum in möglichst optimaler Weise anzupassen.
Beispielsweise beschreibt die CN 103465763 A ein Batterieanordnungsschema einer so genannten A0-Klasse für elektrisch angetriebene Fahrzeuge. Eine Leistungsbatterie und eine Installationsstruktur der Leistungsbatterie sind unter einem Fahrzeugkarosserieboden angeordnet und zwischen linken und rechten vertikalen Trägern und vorderen und hinteren Aufhängungsrahmen positioniert. Angemessene Abstände zwischen der Leistungsbatterie und der Installationsstruktur zu den linken und rechten vertikalen Trägern und den vorderen und hinteren Aufhängungsrahmen sind vorgesehen. Anforderungen bezüglich eines Platzbedarfs von Ladekabeln und Bremsölleitungen sollen erfüllt sein. Entsprechend den Parametern, die die Anordnungsvoraussetzungen der Mensch-Maschine-Schnittstelle, den Aufbau eines unteren Karosseriebodens, eine Installationsstruktur eines Sitzes, die Anordnungserfordernisse von internen Batteriezellen der Leistungsbatterie und dergleichen betreffen, ist die Installationsstruktur als stufenförmige Struktur mit unterschiedlichen Höhen ausgelegt, so dass der vordere Abschnitt der Batterie niedriger und der hintere Abschnitt der Batterie höher ist. Eine untere Bodenfläche ist dazu vorgesehen, sicherzustellen, dass die minimale Bodenfreiheit und der vertikale Vorbeigleitwinkel des Gesamtfahrzeugs die für das Gesamtfahrzeug konstruktionsrelevanten Anforderungen erfüllen. Das Batterieanordnungsschema der so genannten A0-Klasse für elektrisch angetriebene Fahrzeuge soll die Vorteile haben, dass die maximale Kapazität der Leistungsbatterie, der Nutzanteil des Innenraums der Leistungsbatterie gewährleistet und die Modifikationen am Prototypfahrzeug auf maximale Weise reduziert sind. Die axiale Lastverteilung des Gesamtfahrzeugs soll durch die Anordnungsposition der Leistungsbatterie im Gesamtfahrzeug gewährleistet sein, so dass das Fahrzeug eine gute Betriebsstabilität aufweist und die Fahrsicherheit des Fahrzeugs gewährleistet ist.
Ferner wird in der CN 101559705 A ein Verfahren zur Anordnung einer elektrischen Fahrzeugbatterie vorgeschlagen. Ein Batteriepaket ist unter dem Boden einer Automobilkarosserie zwischen einer vorderen Aufhängungshalterung und einer hinteren Aufhängungshalterung und zwischen einem linken Längsträger und einem rechten Längsträger angeordnet. Die Form des Batteriepakets ändert sich in Abhängigkeit der Form des Längsträgers unter dem Boden und schmiegt sich vollständig an die Karosserie an. Die Höhe des Batteriepakets ist in einem zentralen Bereich und im Bereich des Treibstofftanks erhöht, und die Zellen des Batteriepakets sind vergrößert. An anderen Stellen ist die Höhe des Batteriepakets reduziert und die Größe der Zellen des Batteriepakets nimmt ab. Der Abstand zwischen dem Batteriepaket und dem Boden wird vergrößert, während die Batteriekapazität erhalten bleibt. Ein Signalerfassungssystem, ein automatisches Schutztrennschaltersystem, ein Kühlsystem und ein Steuerungssystem sind an Positionen mit einem relativ geringen Abstand zum Boden angeordnet. Schutzrahmen sind unter und um das Batteriepaket herum als Installations- und Schutzrahmen des Batteriepakets angeordnet. Die Anordnungsweise des Batteriepacks erfüllt die Anforderungen zur Maximierung der Kapazität und des Volumens des Batteriepakets und zur Minimierung einer Modifizierung der Fahrzeugkarosserie und hat die Vorteile einer bequemen Installation und Demontage.
Eine Lösung zur optimierten gemeinsamen Anordnung eines elektrochemischen Energiespeichers bzw. Energiewandlers und eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug ist in der US 7,913,788 B1 beschrieben. Eine integrierte aerodynamische Energiespeicher- und Hinterradaufhängungsanordnung für Hybrid-Fahrzeuge beinhaltet einen Kraftstofftank für einen Verbrennungsmotor und eine Antriebsbatterie. Die Energiespeicher- und Hinterradaufhängungsanordnung enthält ein hinteres Kraftstofftank-/Hinterradaufhängungsmodul, eine Batteriestützanordnung und eine strukturelle Verbindungsplatte. Das hintere Kraftstofftank-/Hinterradaufhängungsmodul beinhaltet eine hintere Verbundplatte und eine Kraftstofftankanordnung, die an der hinteren Verbundplatte angebracht ist, wobei das hintere Kraftstofftank-/Hinterradaufhängungsmodul in einen hinteren Karosseriehohlraum des Kraftfahrzeugs gleitet. Die Batteriestützanordnung enthält eine Antriebsbatterie, die an einer vorderen Verbundplatte angebracht ist. Die vordere Verbundplatte weist eine Oberseitenlage, die zu der Antriebsbatterie benachbart ist, eine Unterseitenlage, die von der Oberseitenlage beabstandet ist, und eine Kernlage auf, die die Oberseitenlage mit der Unterseitenlage verbindet. Die Unterseitenlage weist eine glatte untere Oberfläche auf.
Andere der im Stand der Technik bekannten Lösungen zielen in umgekehrter Richtung darauf ab, einen Einbauraum innerhalb des Kraftfahrzeugs bereitzustellen, der an eine äußere Form des elektrochemischen Energiespeichers bzw. Energiewandlers angepasst ist, um dessen inhärente Eigenschaften bezüglich der Speicherung bzw. Umwandlung von Energie in optimaler Weise auszunutzen.
Beispielsweise ist in der GB 1,179,282 A eine Anordnung eines Kraftfahrzeugs mit elektrischem Antrieb beschrieben. Das Kraftfahrzeug beinhaltet vordere und hintere Sitze, wobei der Boden vor dem Vordersitz niedriger ist als der Boden vor dem Rücksitz und das vordere Sitzkissen niedriger als das hintere Sitzkissen ist. Eine Brennstoffzelle oder eine Batterie ist unter dem Boden vor dem Rücksitz montiert. Ein Motor für Antriebszwecke und ein Aufhängungsgestänge zum Steuern der Hinterräder befinden sich unter dem Rücksitzkissen und hinter der Batterie oder der Brennstoffzelle. Der Rahmen des Fahrzeugs weist ein zentrales Trägerelement mit Auslegern auf, und Batterien oder Brennstoffzellen werden in Wannen getragen, die von Flanschen der mittleren und hinteren Ausleger bzw. des zentralen Trägerelements getragen werden. Die Wannen können von dem Fahrzeug weg nach außen geschoben werden, wenn eine Tür geöffnet wird und eine Verlängerung der Tür das Batteriefach nicht mehr geschlossen hält. Die vorderen Diagonallenker und die hinteren Diagonallenker sind durch Gummitorsionsfedern gefedert, die koaxial zu den Schwenkachsen angeordnet sind. Jede hintere Feder beinhaltet einen Gummiring, der zwischen einer an einem Lenker befestigten Hülse und einer zwischen einem Ausleger und dem Ende des zentralen Trägerelements befestigten Hülse befestigt ist. Jedes Hinterrad wird in unabhängiger Weise von einem Elektromotor angetrieben über ein Zahnradpaar, ein Topfgelenk innerhalb des Zahnrads, eine Antriebswelle und ein Universalgelenk. Ein Kugellager ist zwischen den beiden Zahnrädern montiert, und die beiden Motoren und Zahnradpaare bilden eine Einheit, die mit dem hinteren Ende des zentralen Trägerelements verschraubt ist.
Des Weiteren wird in der US 8,083,245 B2 ein parametrisches Fahrgestellsystem für Straßenfahrzeuge vorgeschlagen, das vier Aufhängungsmodule beinhaltet. Das Fahrgestellsystem enthält einen seitlichen Torsionsstab und eine koaxiale Hüllendämpfereinheit und weist aktiv-adaptive Aufhängungseigenschaften auf. Vorgefertigte Aufhängungsmodule sind in jeweiligen Kastenstrukturen angeordnet, die über Radbasis- und Schienenelemente verbunden sind, wodurch eine zentrale Anordnung von schweren Elementen (wie Batterien oder Brennstoffzellen) am Fahrgestell ermöglicht werden kann. Das robuste und selbsttragende Fahrgestell ist unter Verwendung von oberen Karosserieteilen im Hinblick auf eine strukturelle Steifigkeit für einen gegebenen Radstand verbessert, wodurch eine hohe Absorption von Aufprallenergie erreicht wird. Das Aufhängungsmodul, der Kastenaufbau, die Einheit aus Torsionsstab und Hüllendämpfereinheit, Antrieb und Getriebe, Aufhängungsarme und Lenkmodul mit asymmetrischer Lenkcharakteristik können an jeder Ecke des Fahrgestells wiederholt werden, sind mit einer elektronischen Steuerung ohne mechanische Verbindung (Steer-by-wire) ausgestattet und bilden derart das Fahrgestell des Fahrzeugs.
Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet der Bereich der Fahrgestelle für elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge noch Raum für Verbesserungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrwerksvorrichtung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die einen hohen Fahrkomfort ermöglicht und zugleich eine kompakte Anordnung aufweist, und die einen vorgegebenen Einbauraum zur Aufnahme einer elektrischen Energiequelle eines elektrischen Antriebs des Kraftfahrzeugs berücksichtigt, der für die elektrische Energiequelle optimiert ist. Dabei kann die elektrische Energiequelle von zumindest einem Energiespeicher, beispielsweise einem wiederaufladbaren Akkumulator, und/oder von zumindest einem Energiewandler, beispielsweise einem Brennstoffzellenstapel, gebildet sein. In dieser Anmeldung wird der umgangssprachliche Begriff „Batterie“ bzw. „Antriebsbatterie“ als Synonym für derartige elektrische Energiequellen verwendet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Fahrwerksvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird ferner durch ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweils abhängigen Unteransprüche.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
Die erfindungsgemäße Fahrwerksvorrichtung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs beinhaltet eine Vorderrad- und eine Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung, die jeweils beidseitig angeordnete Längslenker und jeweils zumindest eine mit zumindest einem der Längslenker wirkverbundene Torsionsfeder aufweisen. Ferner weist die erfindungsgemäße Fahrwerksvorrichtung zumindest ein Batteriegehäuse zur Aufnahme zumindest jeweils einer Antriebsbatterie auf. Dabei ist zwischen den Längslenkern der Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung und der Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung jeweils eine mit einem der Batteriegehäuse starr verbundene Querträgereinheit zur Kopplung zwischen den beiden Längslenkern der Aufhängungsvorrichtung und zur Kopplung mit der jeweiligen Torsionsfeder vorgesehen.
Unter einem „Kraftfahrzeug“ soll im Sinne dieser Erfindung insbesondere ein Personenkraftwagen, ein Transporter, ein Lastkraftwagen, ein Sattelschlepper oder ein Kraftomnibus verstanden werden.
Unter dem Begriff „wirkverbunden“ soll im Sinne dieser Erfindung insbesondere verstanden werden, dass wirkverbundene Objekte derart mechanisch miteinander verbunden sind, dass eine Übertragung einer Kraft und/oder eines Drehmoments und/oder eines Torsionsmoments zwischen den Objekten möglich ist. Die Übertragung kann dabei sowohl durch direkten Kontakt als auch mittelbar, durch ein Zwischenelement, erfolgen.
Mit der vorgeschlagenen Fahrwerksvorrichtung kann eine kompakte Anordnung von Radaufhängungsvorrichtungen und Antriebsbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden, wobei ein hoher Fahrkomfort erreichbar ist und Einschränkungen eines Einbauraums zur Aufnahme der elektrischen Energiequelle hinsichtlich Form und Größe durch Komponenten der Aufhängungsvorrichtungen vermieden werden können. Auf diese Weise kann der Einbauraum an die Antriebsbatterie angepasst sein, die wiederum hinsichtlich der aus dem elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs resultierenden Anforderungen in optimierter Weise ausgelegt sein kann.
Die starren Verbindungen zwischen dem Batteriegehäuse und den Querträgereinheiten können als lösbar feste Verbindungen, d.h. manuell und/oder automatisch in reversibler Weise herstellbar und lösbar, ausgebildet sein. Die starren Verbindungen können aber auch als Formschlussverbindung, beispielsweise durch Schweißen, hergestellt sein.
Bevorzugt sind die Querträgereinheit der Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung an einer einbaugemäß vorgesehenen Vorderseite eines der Batteriegehäuse und die Querträgereinheit der Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung an einer einbaugemäß vorgesehenen Rückseite eines der Batteriegehäuse starr verbunden, wodurch eine kompakte Ausführungsform der Fahrwerksvorrichtung erzielt werden kann.
Bevorzugt weist das Batteriegehäuse im Wesentlichen eine Quaderform auf. Unter „im Wesentlichen Quaderform“ soll im Sinne dieser Erfindung insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung eines Betrags eines Volumens des von dem Batteriegehäuse umschlossenen Raumes von einem Betrag einer minimalen, das Batteriegehäuse umschließenden Quaderform geringer als 30%, bevorzugt geringer als 20%, und, besonders bevorzugt, geringer als 15% ist.
Radzugewandte Enden der Längslenker der Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung und der Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung können in an sich bekannter Weise mit Radträgern und Aufnahmen für Stoßdämpfer ausgestattet sein.
In bevorzugten Ausführungsformen der Fahrwerksvorrichtung ist die Querträgereinheit zumindest einer Aufhängungsvorrichtung aus der Vorderrad- und der Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung mit radabgewandten Enden der jeweiligen Längslenker gekoppelt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Längslenker der Aufhängungsvorrichtung in einer Richtung quer zur Vorwärts-Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs zu einem überwiegenden Teil von dem Batteriegehäuse abgedeckt werden, wodurch eine besonders kompakte Anordnung der Fahrwerksvorrichtung erzielt werden kann.
In bevorzugten Ausführungsformen können die Torsionsfedern als gerade, gestreckte Torsionsfeder (Drehstabfeder), als gewundene Torsionsfeder (Schraubenfeder), als hohle Drehstabfeder (Torsionsrohr), als gummi-elastische Torsionsfeder oder als eine Kombination aus den genannten Torsionsfedern ausgebildet sein. Auf diese Weise können besonders flexible Auslegungsmöglichkeiten zur Bereitstellung der Torsionsfedern der Aufhängungsvorrichtungen bereitgestellt werden.
Bevorzugt ist die Querträgereinheit zumindest einer der Aufhängungsvorrichtungen aus Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung und Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung als Hohlprofilschiene ausgebildet und derart ausgerichtet, dass eine Mittellinie der Hohlprofilschiene parallel zu einer einbaugemäß vorgesehenen Vorderseite oder Rückseite des zumindest einen Batteriegehäuses angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine Querträgereinheit bereitgestellt werden, die leicht herstellbar ist und bei der eine starre Verbindung mit einem der Batteriegehäuse auf einfache Weise effektiv hergestellt werden kann.
Unter dem Begriff „dazu vorgesehen“ soll im Sinne dieser Erfindung insbesondere speziell dafür ausgelegt oder angeordnet verstanden werden.
In bevorzugten Ausführungsformen der Fahrwerksvorrichtung ist die Kopplung mit der Torsionsfeder bei zumindest einer der Querträgereinheiten als starre Verbindung ausgebildet. Dadurch kann auf konstruktiv einfache Weise eine Fahrwerksvorrichtung mit zumindest einer passiv wirkenden Aufhängungsvorrichtung bereitgestellt werden.
Bevorzugt weist zumindest eine Aufhängungsvorrichtung aus der Vorderrad- und der Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung zwei Torsionsfedern auf, die jeweils mit einem der Längslenker wirkverbunden sind.
Durch unabhängige Kopplungen der zwei Torsionsfedern mit der Querträgereinheit, die starr mit dem Batteriegehäuse verbunden ist, können unabhängig voneinander stabilisierte Radaufhängungen an einer Vorderrad-und/oder einer Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung erreicht werden.
Wenn die zwei Torsionsfedern als zylindrische Schraubenfedern oder als Torsionsrohre ausgebildet sind, kann ein freier Bereich nahe einer Mittellinie der zylindrischen Schraubenfeder oder des Torsionsrohrs bereitgestellt werden, der in einer geeigneten Ausführungsform zur Aufnahme weiterer Komponenten der Vorderrad- und/oder der Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung, beispielsweise zur Aufnahme eines mit den Längslenkern der Aufhängungsvorrichtung gekoppelten Stabilisatorstabs, genutzt werden kann.
Bevorzugt ist im Falle, dass zumindest eine Aufhängungsvorrichtung aus der Vorderrad- und der Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung zwei Torsionsfedern aufweist, bei zumindest einer der Querträgereinheiten die Kopplung der Querträgereinheit mit der jeweiligen Torsionsfeder durch einen elektrisch steuerbaren Aktor hergestellt. Der elektrisch steuerbare Aktor kann dazu dienen, auf eine Drehbewegung der Torsionsfeder Einfluss zu nehmen. Auf diese Weise kann eine Fahrwerksvorrichtung mit zumindest einer aktiv wirkenden Aufhängungsvorrichtung bereitgestellt werden, bei der insbesondere auf jede der zwei Torsionsfedern in individueller Weise Einfluss genommen werden kann.
Bevorzugt ist die Kopplung der Querträgereinheit der betreffenden Aufhängungsvorrichtung mit den beiden Torsionsfedern durch einen einzigen elektrisch steuerbaren Aktor hergestellt. Durch die Verwendung eines einzigen elektrisch steuerbaren Aktors kann eine Fahrwerksvorrichtung mit zumindest einer aktiv wirkenden Aufhängungsvorrichtung auf konstruktiv besonders einfache und teilesparende Weise bereitgestellt werden.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug mit zumindest einer Antriebsbatterie vorgeschlagen, das mit zumindest einer erfindungsgemäßen Fahrwerksvorrichtung ausgestattet ist. Dabei ist zumindest eine Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs in dem zumindest einen Batteriegehäuse aufgenommen.
Die im Zusammenhang mit der vorgeschlagenen Fahrwerksvorrichtung beschriebenen Vorteile sind in vollem Umfang auf ein derartiges Kraftfahrzeug übertragbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen

1 eine schematische Darstellung einer Fahrwerksvorrichtung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs in einer Draufsicht,
2 eine schematische Ansicht des Ausschnitts 1A der 1 mit Details einer semi-aktiven Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung in einer geschnittenen Draufsicht,
3 eine schematische Ansicht der Fahrwerksvorrichtung gemäß der 1 mit einer alternativen, passiven Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung in gleicher Ansicht wie 2,
4 eine schematische Ansicht der Fahrwerksvorrichtung gemäß der 1 mit einer alternativen semi-aktiven Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung in gleicher Ansicht wie 2,
5 eine schematische Darstellung eines Details der aktiven Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung gemäß der 4,
6 eine schematische Darstellung der Fahrwerksvorrichtung gemäß der 1 und alternativer Fahrwerksvorrichtungen in gleicher Ansicht wie 1,
7 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Torsionsfeder in einem unbelasteten Zustand in einer senkrecht zur Querrichtung angeordneten Schnittebene, und
8 eine schematische Darstellung der Torsionsfeder gemäß der 7 in einem belasteten Zustand in gleicher Ansicht.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrwerksvorrichtung 10 eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs in einem einbaugemäßen Zustand in einer Draufsicht. In der 1 ist eine Vorwärts- und Geradeaus-Fahrtrichtung 96 (im Folgenden kurz: Fahrtrichtung 96) des Kraftfahrzeugs von in der Zeichnungsebene links nach rechts, d.h. parallel zu einer gewählten X-Richtung, angeordnet.
Die Fahrwerksvorrichtung 10 beinhaltet eine Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung 12 und eine Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung 34. Die Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung 12 weist einen in bevorzugter Fahrtrichtung 96 gesehen links angeordneten vorderen Längslenker 14a und einen rechts angeordneten vorderen Längslenker 14b auf. Die Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung 34 weist einen in bevorzugter Fahrtrichtung 96 gesehen links angeordneten hinteren Längslenker 36a und einen rechts angeordneten hinteren Längslenker 36b auf. Die jeweils beidseitig angeordneten Längslenker 14a, 14b, 36a, 36b sind parallel zur Fahrtrichtung 96 des Kraftfahrzeugs ausgerichtet.
Die Fahrwerksvorrichtung 10 weist zudem ein Batteriegehäuse 90 auf, das mit einem inneren Hohlraum ausgestattet ist, in dem eine Antriebsbatterie (nicht dargestellt) aufgenommen und befestigt ist. Das Batteriegehäuse 90 kann beispielsweise aus einem Strangpressprofil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Das Batteriegehäuse 90 weist im Wesentlichen eine Quaderform auf, wobei die kleinsten Seitenflächen der Quaderform senkrecht zur Fahrtrichtung 96 des Kraftfahrzeugs ausgerichtet sind.
Das Kraftfahrzeug ist mit vier Rad-Reifenkombinationen 42a, 42b, 44a, 44b ausgestattet. Jeder der vier Längslenker 14a, 14b, 36a, 36b weist ein radzugewandtes Ende und ein radabgewandtes Ende auf. An jedem der vier Längslenker 14a, 14b, 36a, 36b ist an dem radzugewandten Ende eine der vier Rad-Reifenkombinationen 42a, 42b, 44a, 44b um eine im Wesentlichen parallel zu einer Fahrbahn angeordnete Drehachse 46a, 46b, 48a, 48b drehbar gelagert.
Zwischen dem linken Längslenker 14a und dem rechten Längslenker 14b der Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung 12 ist eine vordere Querträgereinheit 20 zur Kopplung zwischen den beiden Längslenkern 14a, 14b vorgesehen. Die vordere Querträgereinheit 20 ist mit radabgewandten Enden des linken vorderen Längslenkers 14a und des rechten vorderen Längslenkers 14b gekoppelt. Die vordere Querträgereinheit 20 ist als gerade Hohlprofilschiene ausgebildet und kann beispielsweise aus einem Aluminium-Strangpresshohlprofil hergestellt sein. Die vordere Querträgereinheit 20 ist derart ausgerichtet, dass eine Mittellinie 16 der vorderen Querträgereinheit 20 parallel zu einer einbaugemäß vorgesehenen Vorderseite und Rückseite des Batteriegehäuses 90 angeordnet ist. Die vordere Querträgereinheit 20 befindet sich mit der Vorderseite des Batteriegehäuses 90 in gegenseitiger Anlage und ist mit dem Batteriegehäuse 90 starr verbunden. Die starre Verbindung zwischen der vorderen Querträgereinheit 20 und dem Batteriegehäuse 90 kann beispielsweise durch Schweißen oder Hartlöten entlang der gesamten Querausdehnung des Batteriegehäuses 90 hergestellt sein.
Durch die beschriebene Anordnung der vorderen Querträgereinheit 20, des linken vorderen Längslenkers 14a und des rechten vorderen Längslenkers 14b entsteht eine U-förmige Einheit, die im Bereich der Längslenker 14a, 14b mit dem nötigen Abstand zum Batteriegehäuse 90 angepasst ist, so dass ein kompakter Aufbau der Fahrwerksvorrichtung 10 erreicht und eine bezüglich einer Formgebung einschränkungsfreie Aufnahme der Antriebsbatterie im Batteriegehäuse 90 der Fahrwerksvorrichtung 10 gewährleistet ist.
Zwischen dem linken Längslenker 36a und dem rechten Längslenker 36b der Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung 34 ist eine hintere Querträgereinheit 40 zur mechanischen Kopplung zwischen den beiden Längslenkern 36a, 36b vorgesehen. Die hintere Querträgereinheit 40 ist mit radabgewandten Enden des linken hinteren Längslenkers 36a und des rechten hinteren Längslenkers 36b gekoppelt. Die hintere Querträgereinheit 40 ist als gerade Hohlprofilschiene ausgebildet und kann beispielsweise aus einem Aluminium-Strangpresshohlprofil hergestellt sein. Die hintere Querträgereinheit 40 ist derart ausgerichtet, dass eine Mittellinie 38 der hinteren Querträgereinheit 40 parallel zu der einbaugemäß vorgesehenen Vorderseite und Rückseite des Batteriegehäuses 90 angeordnet ist. Die hintere Querträgereinheit 40 befindet sich mit der Rückseite des Batteriegehäuses 90 in gegenseitiger Anlage und ist mit dem Batteriegehäuse 90 starr verbunden. Die starre Verbindung zwischen der hinteren Querträgereinheit 40 und dem Batteriegehäuse 90 kann beispielsweise durch Schweißen oder Hartlöten entlang der gesamten Querausdehnung des Batteriegehäuses 90 hergestellt sein.
Durch die beschriebene Anordnung der hinteren Querträgereinheit 40, des linken hinteren Längslenkers 36a und des rechten hinteren Längslenkers 36b entsteht eine U-förmige Einheit, die im Bereich der Längslenker 36a, 36b mit dem nötigen Abstand zum Batteriegehäuse 90 angepasst ist, so dass ein kompakter Aufbau der Fahrwerksvorrichtung 10 erreicht und eine bezüglich einer Formgebung einschränkungsfreie Aufnahme der Antriebsbatterie im Batteriegehäuse 90 der Fahrwerksvorrichtung 10 gewährleistet ist.
In dieser speziellen Ausführungsform sind die Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung 12 und die Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung 34 in gleicher Weise aufgebaut. Die Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung 34 kann durch eine 180°-Drehung um eine Vertikalachse des Kraftfahrzeugs (parallel zur gewählten Z-Richtung) in die Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung 12 überführt werden, weshalb die weitere Beschreibung der möglichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fahrwerksvorrichtung 10 nur noch anhand der entsprechenden Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung ausgeführt wird.
2 zeigt eine schematische Ansicht des Ausschnitts 1A der 1 mit Details einer semi-aktiven Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung 12 in einer geschnittenen Draufsicht, wobei die Schnittebene (XY-Ebene) durch Mittelpunkte der vier Rad-Reifenkombinationen 42a, 42b, 44a, 44b definiert ist.
Die vorderen Rad-Reifenkombinationen 42a, 42b sind jeweils starr mit einem Radnabenmotor 54a, 54b verbunden, der wiederum an einem Radträger 50a, 50b befestigt ist, mit dem jeder der vorderen Längslenker 14a, 14b an dem radzugewandten Ende ausgestattet ist. Jeder der vorderen Längslenker 14a, 14b weist zudem an dem radzugewandten Ende einen Stoßdämpfer 98a, 98b auf. Die Anbindung jedes der vorderen Radträger 50a, 50b an den entsprechenden Längslenker 14a, 14b erfolgt mittels eines elektrischen Lenksystems 56a, 56b, das beispielsweise als Steer-by-wire-Lenksystem ausgebildet ist.
Wie aus der 2 ersichtlich ist die Kopplung der vorderen Querträgereinheit 20 mit dem linken vorderen Längslenker 14a und dem rechten vorderen Längslenker 14b durch zwei Lagereinheiten 22a, 22b hergestellt, die jeweils zwischen der vorderen Querträgereinheit 20 und einem der vorderen Längslenker 14a, 14b angeordnet ist. Dadurch sind die vorderen Längslenker 14a, 14b um eine quer zur Fahrtrichtung 96 des Kraftfahrzeugs angeordnete Schwenkachse 18 bewegbar, die mit der Mittellinie 16 der vorderen Querträgereinheit 20 übereinstimmt.
Die Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung 12 weist eine linke Torsionsfeder 24 und eine rechte Torsionsfeder 26 auf, die beide als gerade, gestreckte Torsionsfeder (Drehstabfeder) ausgebildet und innerhalb der vorderen Querträgereinheit 20 entlang der Mittellinie 16 angeordnet sind. Die Torsionsfedern 24, 26 können einen rechteckförmigen oder runden Querschnitt aufweisen und beispielsweise aus Stahl gefertigt sein. Die linke Torsionsfeder 24 ist mit einem außenliegenden Ende mit dem radabgewandten Ende des linken vorderen Längslenkers 14a zwecks Übertragung eines Torsionsmoments wirkverbunden, wobei die rechte Torsionsfeder 26 mit einem außenseitigen Ende mit dem radabgewandten Ende des rechten vorderen Längslenkers 14b zwecks Übertragung eines Torsionsmoments wirkverbunden ist.
Die vordere Querträgereinheit 20 ist zur Kopplung mit der linken Torsionsfeder 24 und der rechten Torsionsfeder 26 vorgesehen. Die Kopplung ist als starre Verbindung ausgebildet und wird durch ein zentral innerhalb der vorderen Querträgereinheit 20 angeordnetes Klammerelement 28 hergestellt, das mit einer Innenseite des Hohlprofils fest verbunden ist. Die Kopplung kann auch als lösbar feste Verbindung ausgebildet sein. Die innenseitigen Enden der linken Torsionsfeder 24 bzw. der rechten Torsionsfeder 26 sind in an der linken bzw. der rechten Seite des Klammerelements 28 angeordnete und an Abmessungen der Torsionsfedern 24, 26 angepasste Einstecköffnungen eingesteckt und darin befestigt. Wenn die Torsionsfedern 24, 26 einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, kann ein Torsionsmoment von den vorderen Längslenkern 14a, 14b in besonders sicherer und effektiver Weise in die vordere Querträgereinheit 20 übertragen werden. Durch die starre Verbindung zwischen jeder der beiden Torsionsfedern 24, 26 mit der vorderen Querträgereinheit 20 sind die Einleitung eines Torsionsmoments in die vordere Querträgereinheit 20, und damit in das Batteriegehäuse 90, bei einer Einfederung des linken Längslenkers 14a und die Einleitung eines Torsionsmoments in die vordere Querträgereinheit 20, und damit in das Batteriegehäuse 90, bei einer Einfederung des rechten Längslenkers 14b voneinander unabhängig.
Die Fahrwerksvorrichtung 10 weist zwei innerhalb des Hohlprofils der vorderen Querträgereinheit 20 angeordnete, elektrisch steuerbare Aktoren 30, 32 auf. Jeder der beiden Aktoren 30, 32 stellt eine mechanische Kopplung der vorderen Querträgereinheit 20 mit jeweils einer der beiden Torsionsfedern 24, 26 her, so dass durch Steuerung der Aktoren 30, 32 ein gewünschter Federungsgrad der mechanischen Kopplung einstellbar ist und somit eine Fahrwerksvorrichtung 10 mit einer semi-aktiven Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung 12 und einer semi-aktiven Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung 34 bereitgestellt ist.
In 3 ist eine schematische Ansicht der Fahrwerksvorrichtung 10' gemäß der 1 mit einer alternativen, passiven Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung 58 in gleicher Ansicht wie 2 wiedergegeben. Um Wiederholungen zu vermeiden, werden im Folgenden nur die Unterschiede zur vorhergehenden Ausführungsform der Fahrwerksvorrichtung 10 beschrieben.
In der passiven Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung 58 der Fahrwerksvorrichtung 10' gemäß der 3 sind in der vorderen Querträgereinheit 20 zwei Torsionsfedern 60, 62 angeordnet, die als hohle Drehstabfeder (Torsionsrohr) ausgebildet und koaxial zu der Mittellinie 16 der vorderen Querträgereinheit 20 angeordnet sind. Alternativ können die zwei Torsionsfedern auch von gewundenen Torsionsfedern in Form zylindrischer Schraubenfedern gebildet sein. Die Kopplung der beiden Torsionsfedern 60, 62 mit der vorderen Querträgereinheit 20 erfolgt jeweils durch ein Ringelement 64a, 64b, das zwischen einem dem betreffenden Längslenker 14a, 14b abgewandten Ende der Torsionsfeder 60, 62 und der Innenwand der vorderen Querträgereinheit 20 angeordnet ist und die Torsionsfeder 60, 62 fest mit der vorderen Querträgereinheit 20 verbindet.
Zur weiteren Wankstabilisierung des Kraftfahrzeugs ist ein im Inneren der vorderen Querträgereinheit 20 entlang der gemeinsamen Schwenkachse 18 des linken vorderen Längslenkers 14a und des rechten vorderen Längslenkers 14b angeordneter Stabilisator 66 in Form einer geraden, gestreckten Drehstabfeder vorgesehen. Der Stabilisator 66 ist mit einem linken Ende ebenso wie ein außenseitiges Ende der linken Torsionsfeder 60 mit dem radabgewandten Ende des linken vorderen Längslenkers 14a zwecks Übertragung eines Torsionsmoments wirkverbunden. Der Stabilisator 66 ist mit einem rechten Ende ebenso wie ein außenseitiges Ende der rechten Torsionsfeder 62 mit dem radabgewandten Ende des rechten vorderen Längslenkers 14b zwecks Übertragung eines Torsionsmoments wirkverbunden. Der Stabilisator 66 kann beispielsweise aus Stahl hergestellt sein.
4 zeigt eine schematische Ansicht der Fahrwerksvorrichtung 10" gemäß der 1 mit einer alternativen semi-aktiven Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung 68 in gleicher Ansicht wie 2. Um Wiederholungen zu vermeiden, werden im Folgenden wiederum nur die Unterschiede zu der Ausführungsform der Fahrwerksvorrichtung 10 gemäß der 2 beschrieben.
In der semi-aktiven Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung 68 der Fahrwerksvorrichtung 10" gemäß der 4 sind in der vorderen Querträgereinheit 20 zwei Torsionsfedern 24, 26 angeordnet, die jeweils als gerade, gestreckte Drehstabfeder ausgebildet sind. Die Kopplung der beiden Torsionsfedern 24, 26 mit der vorderen Querträgereinheit 20 ist durch eine Aktoreinheit 70 mit einem einzigen, mittig in der vorderen Querträgereinheit 20 angeordneten Aktor 72 hergestellt.
Der Aufbau und die Funktionsweise der Aktoreinheit 70 werden anhand der 5 beschrieben.
Die Aktoreinheit 70 weist einen elektrisch steuerbaren Aktor 72 auf, der an einer Seite fest mit der vorderen Querträgereinheit 20 verbunden ist. An einer der vorderen Querträgereinheit 20 abgewandten Seite ist der Aktor 72 mit einem Kegelrad 74 ausgestattet. Bei Ansteuerung des Aktors 72 kann eine Winkelstellung des Kegelrades 74 um eine Rotationsachse 76, die senkrecht zur Mittellinie 16 der vorderen Querträgereinheit 20 angeordnet ist, eingestellt werden. Die innenseitigen Enden der zwei Torsionsfedern 24, 26 sind jeweils mit zum Kegelrad 74 des Aktors 72 korrespondierenden Kegelrädern 78, 80 versehen. Das Kegelrad 74 des Aktors 72 kämmt mit den beiden Kegelrädern 78, 80 der zwei Torsionsfedern 24, 26, so dass die drei Kegelräder 74, 78, 80 ein Differenzialgetriebe ausbilden.
Bei einer gleichseitigen Einfederung der Rad-Reifenkombinationen 42a, 42b beider Seiten, wie beispielsweise bei einer Geradeausfahrt auf ebener Fahrbahn, wirkt kein Drehmoment auf das Kegelrad 74 des Aktors 72. Der elektrisch steuerbare Aktor 72 kann sich in diesem Fall in einem Selbstverriegelungszustand befinden oder aktiv gesperrt sein.
Im Fall von Kurvenfahrten mit auftretender wechselseitiger Einfederung der Rad-Reifenkombinationen 42a, 42b kann mittels des elektrischen Aktors 72 eine teilweise oder sogar vollständige Kompensation einer Wankbewegung des Kraftfahrzeugs erreicht werden.
Die erfindungsgemäße Fahrwerksvorrichtung kann auch mehr als ein Batteriegehäuse aufweisen. In diesem Falle ist jedes der Batteriegehäuse zur Aufnahme zumindest einer Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs vorgesehen.
6 zeigt eine schematische Darstellung der Ausführungsform der Fahrwerksvorrichtung 10 gemäß der 1 in Teilfigur A und alternativer möglicher Ausführungsformen der Fahrwerksvorrichtung mit mehr als einem Batteriegehäuse in gleicher Ansicht wie 1 in den Teilfiguren B bis D. Die unterschiedlichen möglichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fahrwerksvorrichtung gemäß der 6 zeigen deren flexible Auslegungsmöglichkeiten.
In der Fahrwerksvorrichtung 10₁ gemäß Teilfigur B sind zwei quaderförmige Batteriegehäuse 92, 94 unterschiedlicher Größe zur Aufnahme jeweils einer Antriebsbatterie vorgesehen. Im Gegensatz zur Fahrwerksvorrichtung 10 der Teilfigur A ist die vordere Querträgereinheit 20 zwischen den beiden Batteriegehäusen 92, 94 angeordnet und befindet sich mit der Rückseite des vorderen Batteriegehäuses 92 und der Vorderseite des hinteren Batteriegehäuses 94 in gegenseitiger Anlage. Die vordere Querträgereinheit 20 kann entweder mit dem vorderen Batteriegehäuse 92, mit dem hinteren Batteriegehäuse 94 oder mit beiden Batteriegehäusen 92, 94 starr verbunden sein.
In der Fahrwerksvorrichtung 10₂ gemäß Teilfigur C sind zwei quaderförmige Batteriegehäuse 92, 94 unterschiedlicher Größe zur Aufnahme jeweils einer Antriebsbatterie vorgesehen. Im Gegensatz zur Fahrwerksvorrichtung 10 der Teilfigur A ist die hintere Querträgereinheit 40 zwischen den beiden Batteriegehäusen 92, 94 angeordnet und befindet sich mit der Rückseite des vorderen Batteriegehäuses 94 und der Vorderseite des hinteren Batteriegehäuses 92 in gegenseitiger Anlage. Die hintere Querträgereinheit 40 kann entweder mit dem vorderen Batteriegehäuse 94, mit dem hinteren Batteriegehäuse 92 oder mit beiden Batteriegehäusen 92, 94 starr verbunden sein.
In der Fahrwerksvorrichtung 10₃ gemäß Teilfigur D sind drei quaderförmige Batteriegehäuse 92, 92', 92" gleicher Größe zur Aufnahme jeweils einer Antriebsbatterie vorgesehen. Im Gegensatz zur Fahrwerksvorrichtung 10 der Teilfigur A ist die hintere Querträgereinheit 40 zwischen dem mittleren Batteriegehäuse 92' und dem hinteren Batteriegehäuse 92" angeordnet und befindet sich mit der Rückseite des mittleren Batteriegehäuses 92' und der Vorderseite des hinteren Batteriegehäuses 92" in gegenseitiger Anlage. Die hintere Querträgereinheit 40 kann entweder mit dem mittleren Batteriegehäuse 92', mit dem hinteren Batteriegehäuse 92" oder mit beiden Batteriegehäusen 92', 92" starr verbunden sein. Die vordere Querträgereinheit 20 ist zwischen dem vorderen Batteriegehäuse 92 und dem mittleren Batteriegehäuse 92' angeordnet und befindet sich mit der Vorderseite des mittleren Batteriegehäuses 92' und der Rückseite des vorderen Batteriegehäuses 92 in gegenseitiger Anlage. Die vordere Querträgereinheit 20 kann entweder mit dem vorderen Batteriegehäuse 92, mit dem mittleren Batteriegehäuse 92' oder mit beiden Batteriegehäusen 92, 92' starr verbunden sein.
Die in den unterschiedlichen möglichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fahrwerksvorrichtung beschriebenen Torsionsfedern 24, 26, 60, 62 können alternativ durch Ausführungen einer gummi-elastischen Torsionsfeder 82 ersetzt werden, die in den 7 und 8 in schematischer Weise dargestellt ist. Dabei zeigen die 7 bzw. die 8 die gummi-elastische Torsionsfeder 82 in einer senkrecht zur Querrichtung angeordneten Schnittebene in einem unbelasteten bzw. einem belasteten Zustand.
Die gummi-elastische Torsionsfeder 82 beinhaltet eine zentrale, quadratische Vierkantprofilstange 84, die in eine umgebende äußere, quadratische Vierkantprofilstange 86 in einem unbelasteten Zustand um einem Winkel von etwa 45° relativ zu dieser gedreht eingeschoben ist. In den derart gebildeten inneren Eckräumen der äußeren Vierkantprofilstange 86 weist die gummi-elastische Torsionsfeder 82 vier identische gummi-elastische Formkissen 88 auf, die aus einem Elastomer bestehen, das beispielsweise von Synthesekautschuk, etwa Butadien-Kautschuk, gebildet ist. Da Elastomere gummi-elastische Eigenschaften besitzen und daher von Natur aus eine nichtlineare Federkennlinie aufweisen, kann eine gewünschte, nichtlinear progressive Federkennlinie der Torsionsfeder 82 erreicht werden.
Die zentrale, quadratische Vierkantprofilstange 84 ist zur Herstellung der Wirkverbindung mit einem der Längslenker 14a, 14b, 36a, 36b vorgesehen. Die äußere, quadratische Vierkantprofilstange 86 ist zur festen Verbindung mit der vorderen Querträgereinheit 20 bzw. der hinteren Querträgereinheit 40 vorgesehen.
Bezugszeichenliste

10: Fahrwerksvorrichtung
12: Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung
14: vorderer Längslenker
16: Mittellinie
18: Schwenkachse
20: vordere Querträgereinheit
22: vordere Lagereinheit
24: linke Torsionsfeder
26: rechte Torsionsfeder
28: Klammerelement
30: Aktor
32: Aktor
34: Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung
36: hinterer Längslenker
38: Mittellinie
40: hintere Querträgereinheit
42: vordere Rad-Reifenkombination
44: hintere Rad-Reifenkombination
46: vordere Drehachse
48: hintere Drehachse
50: vorderer Radträger
54: vorderer Radnabenmotor
56: elektrisches Lenksystem
58: Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung
60: linke Torsionsfeder
62: rechte Torsionsfeder
64: Ringelement
66: Stabilisator
68: Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung
70: Aktoreinheit
72: Aktor
74: Kegelrad
76: Rotationsachse
78: Kegelrad
80: Kegelrad
82: gummi-elastische Torsionsfeder
84: zentrale Vierkantprofilstange
86: äußere Vierkantprofilstange
88: Formkissen
90: Batteriegehäuse
92: Batteriegehäuse
94: Batteriegehäuse
96: Vorwärts-Fahrtrichtung
98: Stoßdämpfer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 103465763 A [0005]
CN 101559705 A [0006]
US 7913788 B1 [0007]
GB 1179282 A [0009]
US 8083245 B2 [0010]

Claims

Fahrwerksvorrichtung (10) eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, beinhaltend - eine Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung (12; 58; 68) und eine Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung (34), die jeweils beidseitig angeordnete Längslenker (14a, 14b, 36a, 36b) und jeweils zumindest eine mit zumindest einem der Längslenker (14a, 14b, 36a, 36b) wirkverbundene Torsionsfeder (24, 26; 60, 62; 82) aufweisen, - zumindest ein Batteriegehäuse (90; 92, 94; 92, 92', 92") zur Aufnahme zumindest jeweils einer Antriebsbatterie, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Längslenkern (14a, 14b, 36a, 36b) der Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung (12; 58; 68) und der Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung (34) jeweils eine mit einem der Batteriegehäuse (90; 92, 94; 92, 92', 92") starr verbundene Querträgereinheit (20, 40) zur Kopplung zwischen den beiden Längslenkern (14a, 14b, 36a, 36b) der Aufhängungsvorrichtung (12, 34; 58; 68) und zur Kopplung mit der jeweiligen Torsionsfeder (24, 26; 60, 62; 82) vorgesehen ist.
Fahrwerksvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querträgereinheit (20, 40) zumindest einer Aufhängungsvorrichtung (12, 34; 58; 68) aus der Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung (12; 58; 68) und der Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung (34) mit radabgewandten Enden der jeweiligen Längslenker (14a, 14b, 36a, 36b) gekoppelt ist.
Fahrwerksvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfedern (24, 26; 60, 62; 82) als gerade, gestreckte Torsionsfeder (24, 26), als gewundene Torsionsfeder, als hohle Drehstabfeder (60, 62), als gummi-elastische Torsionsfeder (82) oder als eine Kombination aus den genannten Torsionsfedern ausgebildet sind.
Fahrwerksvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querträgereinheit (20, 40) zumindest einer der Aufhängungsvorrichtungen (12, 34; 58; 68) als gerade Hohlprofilschiene ausgebildet und derart ausgerichtet ist, dass eine Mittellinie (16) der Hohlprofilschiene parallel zu einer einbaugemäß vorgesehenen Vorderseite oder Rückseite des zumindest einen Batteriegehäuses (90; 92, 94; 92, 92', 92") angeordnet ist.
Fahrwerksvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung mit der Torsionsfeder (24, 26; 60, 62) bei zumindest einer der Querträgereinheiten (20, 40) als starre Verbindung ausgebildet ist.
Fahrwerksvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Aufhängungsvorrichtung (12, 34; 58; 68) aus der Vorderrad-Aufhängungsvorrichtung (12; 58; 68) und der Hinterrad-Aufhängungsvorrichtung (34) zwei Torsionsfedern (24, 26; 60, 62) aufweist, die jeweils mit einem der Längslenker (14a, 14b, 36a, 36b) wirkverbunden sind.
Fahrwerksvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Torsionsfedern (24, 26; 60, 62) als zylindrische Schraubenfedern oder als Torsionsrohre (60, 62) ausgebildet sind.
Fahrwerksvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest einer der Querträgereinheiten (20) die Kopplung der Querträgereinheit (20) mit der jeweiligen Torsionsfeder (24, 26; 60, 62) durch einen elektrisch steuerbaren Aktor (30, 32; 72) hergestellt ist.
Fahrwerksvorrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung der Querträgereinheit (20) der betreffenden Aufhängungsvorrichtung (68) mit den beiden Torsionsfedern (24, 26) durch einen einzigen elektrisch steuerbaren Aktor (72) hergestellt ist.
Elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug mit zumindest einer Antriebsbatterie und mit zumindest einer Fahrwerksvorrichtung (10) insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs in dem zumindest einen Batteriegehäuse (90; 92, 94; 92, 92', 92") aufgenommen ist.