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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeug-Antriebseinheit, die von einem Fahrzeugaufbau getragen wird.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Als konventionelle Einheit dieses Typs ist eine solche bekannt, bei der ein Paar benachbart installierter Gehäuse (ein Kupplungsgehäuse und ein Getriebegehäuse) an einem Fahrzeugaufbau durch ein stabförmiges Stützelement und ein in der Mitte des Stützelements vorgesehenes Pufferelement befestigt sind. Eine solche Einheit wird z.B. in JPS54-85625U beschrieben. Bei der in JPS54-85625U beschriebenen Einheit ist das Stützelement an seinem einen Ende mit dem Kupplungsgehäuse und an seinem anderen Ende mit dem Getriebegehäuse verschraubt.
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Wenn jedoch eine Konstruktion angenommen wird, die ein Paar von Gehäusen von dem Fahrzeugaufbau durch ein stabförmiges Stützelement abstützt, wie in der in JPS54-85625U offengelegten Einheit, neigen Lasten von dem Aufbau, die sich in Größe und Richtung unterscheiden, dazu, über das Stützelement auf die jeweiligen Gehäuse einzuwirken. Die befestigten Bereiche des Paars von Gehäusen neigen daher dazu, sich zu verformen und zwischen den Gehäusen einen Verlust der Dichtungsleistung und Ähnliches zu verursachen.
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Aus der
DE 10 2013 210 576 A1 ist ein Hinterachsmodul bekannt, dessen Gehäuse aus mehreren Gehäuseteilen besteht. Das Gehäuse des Hinterachsmoduls ist über mehrere Lager am Fahrzeugaufbau abgestützt. Die
DE 10 2012 012 327 A1 zeigt eine Elektromotoreinheit mit einem angeflanschten Getriebe, die in einem Gehäuse angeordnet ist. Die Elektromotoreinheit ist an zwei Aggregatsträgern aufgehängt, wobei zwei zusätzliche Träger vorgesehen sind, die die Elektromotoreinheit an einem Hilfsrahmen des Fahrzeugs einmal über das Getriebe einmal über das Gehäuse abstützen. Aus der
DE 10211 016 624 A1 ist zudem eine Anordnung eines Fahrzeug-Elektroantriebs mit mehreren Halterungen bekannt, die Schwingungsdämpfend ausgelegt sind. Die Anordnung weist ein Gehäuse, bestehend aus mehreren Teilen auf. In dem Gehäuse ist ein Elektromotor angeordnet. Das Gehäuse stützt sich über mehrere Halterungen an einem Fahrzeugrahmen ab.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrzeug-Antriebseinheit, die von einem Fahrzeugrahmen eines Fahrzeugs getragen wird. Die Fahrzeug-Antriebseinheit umfasst ein Gehäuse mit einem ersten Gehäuse und einem zweiten Gehäuse, die entlang einer Kopplungsebene integral miteinander verbunden sind, um darin einen abgedichteten Raum zu bilden, ein Antriebselement, das in dem abgedichteten Raum untergebracht ist, um eine Fahrantriebskraft des Fahrzeugs zu erzeugen, und ein Befestigungselement, das zwischen dem Gehäuse und dem Fahrzeugrahmen angeordnet ist, um das Gehäuse an dem Fahrzeugrahmen abzustützen. Das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse weisen einen ersten Befestigungsabschnitt bzw. einen zweiten Befestigungsabschnitt auf, an denen das Befestigungselement befestigt ist, und der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt jeweils eine Befestigungsfläche aufweisen, die in einer Ebene gebildet sind, welche die Koppelungsebene schneidet. Die Koppelungsebene erstreckt sich entlang einer ersten Richtung und die Befestigungsflächen entlang einer zweiten Richtung. Die Fahrzeug-Antriebseinheit weist ferner eine zweite Halterung auf, die zwischen einer anderen Endfläche des zweiten Gehäuses in der ersten Richtung und dem Fahrzeugrahmen angeordnet ist, um das Gehäuse am Fahrzeugrahmen abzustützen. Die Halterung hat eine erste Endfläche, an der der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt befestigt sind, wobei die Endfläche der Halterung eine Form zeigt, die an eine Form der Befestigungsflächen angepasst ist. Die Fahrzeug-Antriebseinheit umfasst ferner einen dritten Befestigungsabschnitt, an dem die zweite Halterung befestigt ist und der an der anderen Endfläche des zweiten Gehäuses in der ersten Richtung ausgebildet ist.
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Figurenliste
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Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsformen in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher:
- 1A ist eine perspektivische Darstellung, das ein Beispiel für die Befestigung einer Fahrzeug-Antriebseinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einem Fahrzeugrahmen zeigt und die Fahrzeug-Antriebseinheit schräg von vorne zeigt;
- 1B ist eine perspektivische Darstellung, das ein Beispiel für die Befestigung einer Fahrzeug-Antriebseinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einem Fahrzeugrahmen zeigt und die Fahrzeug-Antriebseinheit schräg von hinten zeigt;
- 2 ist eine Draufsicht einer Fahrzeug-Antriebseinheit nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3 ist eine schematische Darstellung des inneren Aufbaus der Fahrzeug-Antriebseinheit aus 2;
- 4 ist eine Seitenansicht eines Gehäuses einer Fahrzeug-Antriebseinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 5A ist eine perspektivische Darstellung, die die Konstruktion einer Halterung der Fahrzeug-Antriebseinheit aus 2 zeigt;
- 5B ist eine perspektivische Darstellung, die die Konstruktion einer von 5A abweichenden Halterung der Fahrzeug-Antriebseinheit von 2 zeigt;
- 6 ist eine Draufsicht, die ein vereinfachtes Modell der wesentlichen Komponenten einer Fahrzeug-Antriebseinheit nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 7 ist eine perspektivische Darstellung, die ein Gehäuse eines Fahrzeugantriebs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von schräg rechts vorne betrachtet;
- 8 ist eine Frontansicht eines Gehäuses eines Fahrzeugantriebs in Übereinstimmung mit einer Verkörperung der vorliegenden Erfindung von vorne betrachtet;
- 9 ist eine perspektivische Darstellung, die ein Gehäuse einer Fahrzeug-Antriebseinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von schräg rechts hinten zeigt;
- 10 ist eine von hinten aufgenommene Rückansicht eines Gehäuses einer Fahrzeug-Antriebseinheit in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 11 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung einer Fahrzeug-Antriebseinheit nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Im Folgenden werden die 1A bis 11 erläutert. Die 1A und 1B sind perspektivische Darstellungen, die ein Beispiel für die Befestigung einer Fahrzeug-Antriebseinheit 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einem Fahrzeugrahmen 200 zeigen, und 2 ist eine Draufsicht, die die Gesamtkonstruktion der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 selbst zeigt. Für die Zwecke der nachfolgenden Beschreibung werden die Vorne-Hinten-Richtung, die Links-Rechts-Richtung und die Oben-Unten-Richtung wie dargestellt definiert und die strukturellen Bestandteile im Folgenden anhand dieser Definitionen erläutert. Die Vorne-Hinten-Richtung entspricht der Fahrzeuglängsrichtung, die Links-Rechts-Richtung entspricht der Fahrzeugquerrichtung und die Oben-Unten-Richtung entspricht der Fahrzeugvertikalrichtung. Die 1A, 1B und 2 sind jeweils Darstellungen, in denen die Fahrzeug-Antriebseinheit 100 zeigen, wenn sie schräg von vorne links, schräg von hinten links und von oben betrachtet wird.
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Wie in den 1A, 1B und 2 angegeben, umfasst die Fahrzeug-Antriebseinheit 100 eine Motorabdeckung 1, ein Getriebegehäuse 2, das rechts von der Motorabdeckung 1 installiert ist, eine Getriebeabdeckung 3, die rechts vom Getriebegehäuse 2 installiert ist, und mehrere Halterungen (Montageelemente) 4 zur Befestigung der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 am Fahrzeugrahmen 200. Eine rechte Stirnfläche der Motorabdeckung 1 und eine linke Stirnfläche des Getriebegehäuses 2 stoßen aneinander und sind durch mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Schrauben (nicht abgebildet) integral miteinander verbunden. Eine rechte Stirnfläche des Getriebegehäuses 2 und eine linke Stirnfläche der Getriebeabdeckung 3 liegen aneinander an und sind durch mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Schrauben (nicht abgebildet) integral miteinander verbunden.
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Wie in 2 angegeben, werden eine zugewandte zwischen der Motorabdeckung 1 und dem Getriebegehäuse 2 und eine zugewandte zwischen dem Getriebegehäuse 2 und der Getriebeabdeckung 3 als Kopplungsebene CS1 bzw. Kopplungsebene CS2 bezeichnet. Die Kopplungsebenen CS1 und CS2 sind parallel und werden jeweils entlang einer vertikalen Ebene gebildet, die sich in Vorne-Hinten-Richtung und in Oben-Unten-Richtung erstreckt. Insgesamt bilden die Motorabdeckung 1, das Getriebegehäuse 2 und die Getriebeabdeckung 3, die über die Koppelungsebenen CS1 und CS2 verbunden sind, ein Gehäuse. Wie in den 1A und 1B dargestellt ist, ist rechts neben der Getriebeabdeckung 3 ein Leistungssteuergerät 9 vorgesehen.
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Wie in 2 dargestellt, umfassen die Halterungen 4 eine erste Halterung 4A, die am linken vorderen Endabschnitt der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 vorgesehen ist, eine zweite Halterung 4B, die am hinteren Endabschnitt davon vorgesehen ist, und eine dritte Halterung 4C, die am rechten vorderen Endabschnitt davon vorgesehen ist. Die Fahrzeug-Antriebseinheit 100 ist eine Einheit zum Antrieb der Hinterräder und ist mit einem Elektromotor als Fahrzeug-Antriebsquelle ausgestattet. Wie in den 1A und 1B dargestellt ist, wird die Fahrzeug-Antriebseinheit 100 mit Hilfe der drei Halterungen 4A bis 4C am Fahrzeugrahmen 200 (d.h. am hinteren Rahmen, der sich in Richtung Fahrzeugheck befindet) montiert.
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Genauer gesagt umfasst der Fahrzeugrahmen 200 einen vorderen Rahmenabschnitt 201 und einen hinteren Rahmenabschnitt 202, die sich seitlich als ein in Längsrichtung beabstandetes Paar erstrecken, und zusätzlich einen linken Rahmenabschnitt 203 und einen rechten Rahmenabschnitt 204, die sich in Längsrichtung erstrecken, um die linken Endabschnitte und die rechten Endabschnitte des vorderen Rahmenabschnitts 201 und des hinteren Rahmenabschnitts 202 miteinander zu verbinden, wodurch in der Draufsicht eine rahmenartige Struktur von ungefähr rechteckiger Form gebildet wird. Die erste Halterung 4A und die dritte Halterung 4C auf der Vorderseite sind an der Oberseite des vorderen Rahmenteils 201 befestigt und die zweite Halterung 4B auf der Rückseite ist an der Oberseite des hinteren Rahmenteils 202 befestigt.
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3 ist eine Darstellung, die den inneren Aufbau der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 schematisch darstellt. Wie in 3 dargestellt, besteht die Fahrzeug-Antriebseinheit 100 aus einem Elektromotor 5, einem Getriebe 6 und einem Differentialmechanismus 7. Der Elektromotor 5 besteht aus einem etwa zylindrischen Stator 5a, der auf einer quer verlaufenden Achse CL1 zentriert ist, und einem Rotor 5b, der im Inneren des Stators 5a angeordnet ist und sich um die Achse CL1 dreht. Die Rotationsleistung einer rotierenden Welle 5c des Rotors 5b, deren Drehzahlverhältnis durch ein Getriebe 6 mit einem Zahnrad 6a verändert wird, wird dem Differentialmechanismus 7 zugeführt. Die zugeführte Rotation in den Differentialmechanismus 7 wird auf ein Paar linker und rechter Antriebswellen 8 verteilt, die sich entlang einer Querachse CL2 erstrecken und dadurch die Hinterräder antreiben und das Fahrzeug antreiben. Wie in den 1A und 1B dargestellt ist, verlaufen die Antriebswellen 8 über dem Fahrzeugrahmen 200 (linker Rahmenteil 203 und rechter Rahmenteil 204) und erstrecken sich nach links und rechts.
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Die Kopplungsebene CS1 zwischen der Mutterabdeckung 1 und dem Getriebegehäuse 2 und die Kopplungsebene CS2 zwischen dem Getriebegehäuse 2 und der Getriebeabdeckung 3 werden abgedichtet, um einen hermetisch abgedichteten Raum SP1 zu schaffen, der von der Mutterabdeckung 1, dem Getriebegehäuse 2 und der Getriebeabdeckung 3 umschlossen wird. Der Elektromotor 5, das Getriebe 6 und der Differentialmechanismus 7 sind in dem hermetisch abgedichteten Raum SP1 untergebracht. Der Elektromotor 5 ist hauptsächlich in der Motorabdeckung 1 untergebracht, das Getriebe 6 ist hauptsächlich im Getriebegehäuse 2 untergebracht, und der Differentialmechanismus 7 ist hauptsächlich in der Getriebeabdeckung 3 untergebracht. Öl, das als Schmieröl, Kühlöl und dergleichen verwendet wird, ist ebenfalls im hermetisch abgedichteten Raum SP1 eingeschlossen.
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4 ist eine Seitenansicht des Gehäuses 101 der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 von links gesehen. In 4 sind die Positionen des Elektromotors 5 und des Differentialmechanismus 7, die im Inneren des Gehäuses 101 installiert sind, durch doppelt strichpunktierte Linien gekennzeichnet. Wie in 4 dargestellt ist Rotationsachse, befindet sich die Drehachse des Differentialmechanismus 7 (Querachse CL2) vor und unterhalb der Rotationsachse des Elektromotors 5 (Achse CL1). Die unteren, vorderen Endabschnitte des Getriebegehäuses 2 und der Getriebeabdeckung 3 sind daher unter Berücksichtigung der Form des Differentialmechanismus 7 vor die Motorabdeckung 1 vorstehend. Infolgedessen wird, wie in 3 dargestellt, überschüssiger Raum SP2 vor der Motorabdeckung 1 und überschüssiger Raum SP3 rechts vor der Getriebeabdeckung 3 oberhalb des Differentialmechanismus 7 gebildet.
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Da die äußere Kraft vom Fahrzeugrahmen 200 über die Halterungen 4 auf die Fahrzeug-Antriebseinheit 100 der vorgenannten Konstruktion wirkt, muss eine hohe Steifigkeit und Festigkeit der Motorabdeckung 1, des Getriebegehäuses 2 und der Getriebeabdeckung 3 (im Folgenden „Gehäusekomponenten“ genannt) gewährleistet sein. Da die Gehäusekomponenten jedoch z.B. im Aluminium-Druckgussverfahren hergestellt werden, ist eine Erhöhung der Wanddicke der Gehäusekomponenten keine praktikable Option zur Erzielung einer höheren Steifigkeit und Festigkeit, da dies zu einer Verschlechterung der Gussqualität führen kann. Die Gesamtsteifigkeit und Festigkeit des Gehäuses 101 muss daher bei minimaler Erhöhung der Wanddicke erhöht werden. Außerdem ist das Öl im hermetisch abgedichteten Raum SP1 abgedichtet, so dass die relative Verschiebung zwischen den Gehäusekomponenten minimiert werden muss, um eine gute Abdichtungsleistung zu gewährleisten. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Gehäuse 101 unter Berücksichtigung der vorgenannten Punkte mit Befestigungsteilen für die Halterungen 4, wie unten dargestellt, gebildet.
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Zunächst zu einer Erklärung der Konstruktion der Halterung 4: 5A ist eine perspektivische Darstellung, die die Struktur der ersten Halterung 4A zeigt. Wie in 2 und 5A dargestellt, hat die erste Halterung 4A eine Basis 41 und einen Bügel 42. Der untere Teil der Basis 41 ist mit mehreren (z.B. drei) Schrauben 41a an der Oberseite des Fahrzeugrahmens 200 befestigt. Der Bügel 42 ist so an der Basis 41 befestigt, dass sie vertikal um eine Schwenkachse 43 schwenkbar ist, die sich seitlich durch den oberen Teil der Basis 41 erstreckt. Die Schwenkachse 43 ist über eine stoßdämpfende Gummimuffe 44 an der Basis 41 gelagert. Die hintere Endfläche des Bügels 42 ist mit mehreren (z.B. vier) Schrauben 42a an der vorderen Fläche der Gehäusekomponenten (Motorabdeckung 1 und Getriebegehäuse 2) der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 befestigt. Die Anschlagflächen der Schrauben 42a liegen in ein und derselben Ebene. Die hintere Stirnfläche des Bügels 42 weist insgesamt eine etwa rechteckige Form auf.
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Die Konstruktion der zweiten Halterung 4B ist die gleiche wie die der ersten Halterung 4A und unterscheidet sich von der ersten Halterung 4A nur in der Montagerichtung. Wie in 2 dargestellt ist, hat die zweite Halterung 4B nämlich eine Basis 41, die oben am Fahrzeugrahmen 200 mit Schrauben 41a befestigt ist, und einen Bügel 42, die vertikal um eine Schwenkachse am oberen Teil der Basis 41 schwenkbar an der Basis 41 befestigt ist. Die vordere Stirnfläche des Bügels 42 ist mit mehreren Schrauben 42a an der Rückseite der Gehäusekomponenten (Getriebegehäuse 2 und Getriebeabdeckung 3) der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 befestigt.
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5B ist eine perspektivische Darstellung, die die Struktur der dritten Halterung 4C zeigt. Wie in den 2 und 5B dargestellt ist, hat die dritte Halterung 4C einen Sockel 46 und einen Bügel 47. Die Basis 46 hat die gleiche Form wie die Basis 41 und ihr Boden ist oben am Fahrzeugrahmen 200 mit mehreren Schrauben 46a befestigt. In ähnlicher Weise wie der Bügel 42 ist der Bügel 47 an der Basis 46 befestigt, so dass er vertikal um eine Schwenkachse 48 schwenkbar ist, die sich seitlich durch eine stoßdämpfende Gummimuffe 49 am oberen Teil der Basis 46 erstreckt. Der Bügel 47 wird so angebracht, dass er nach links verläuft, und ihre linke Endfläche wird mit mehreren (z.B. vier) Schrauben 47a an der rechten Endfläche eines Gehäuseteils (Getriebeabdeckung 3) der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 befestigt. Die Anschlagflächen der Schrauben 47a liegen in ein und derselben Ebene.
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6 ist eine Draufsicht, die ein vereinfachtes Modell der wesentlichen Komponenten der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 nach der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Wie in 6 angegeben, ist die erste Halterung 4A in einem ersten Befestigungsbereich AR1 (Bereich der gestrichelten Linie) angebracht, der die Koppelungsebene CS1 von Motorabdeckung 1 und Getriebegehäuse 2 schneidet und sich seitlich an den vorderen Endflächen der Motorabdeckung 1 und Getriebegehäuse 2 erstreckt. Nachfolgend wird „mit der Koppelungsebene schneiden“ als „die Koppelungsebene überspannen“ bezeichnet. Die zweite Halterung 4B ist in einem zweiten Befestigungsbereich AR2 (Bereich der gestrichelten Linie) angebracht, der die Koppelungsebene Getriebeabdeckung CS2 von Getriebegehäuse 2 und Getriebedeckel 3 überspannt und sich seitlich an den hinteren Endfläche des Getriebegehäuses 2 und der Getriebeabdeckung 3 erstreckt. Die dritte Halterung 4C ist in einem dritten Befestigungsbereich AR3 (Bereich der gepunkteten Linie) angebracht, der sich in Längsrichtung am vorderen Endabschnitt der rechten Endfläche der Getriebeabdeckung 3 erstreckt.
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Die Konfiguration des ersten Befestigungsbereich AR1 wird im Folgenden im Detail erläutert. 7 ist eine perspektivische Darstellung, die das Gehäuse 101 (Motordeckel 1, Motorabdeckung 1 und Getriebeabdeckung 3) im montierten Zustand der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 von schräg rechts vorne betrachtet, und 8 ist eine Vorderansicht des Gehäuses 101 von vorn. Die Abbildung der Halterungen 4 entfällt in den 7 und 8. Wie in 7 und 8 dargestellt ist, sind die Flansche 11 und 21 in Umfangsrichtung entlang der Koppelungsebene CS1 der Motorabdeckung 1 und des Getriebegehäuses 2 vorgesehen, und die Flansche 11 und 21 sind durch mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Schrauben 51 miteinander verbunden.
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Im ersten Befestigungsbereich AR1 sind ein Paar obere und untere Befestigungsabschnitte 12 an der Motorabdeckung 1 und ein Paar obere und untere Befestigungsabschnitte 22 am Getriebegehäuse 2 vorgesehen. Der erste Befestigungsbereich AR1 weist eine insgesamt rechteckige Form (quadratisch oder länglich rechteckig) auf, die an die Form der hinteren Endfläche des Bügels 42 der ersten Halterung 4A angepasst ist ( .
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Die Befestigungsabschnitte 12 und 22 sind so geformt, dass sie sich wie etwa säulenförmige Vorsprünge erheben, deren Stirnflächen (vordere Stirnflächen) 12a und 22a weiter nach vorne ragen als die vorderen Endflächen der Flansche 11 und 21. Die Stirnflächen 12a und 22a der Befestigungsabschnitte 12 und 22 verlaufen senkrecht zur Koppelungsebene CS1, d.h. sie liegen auf ein und derselben seitlich und vertikal verlaufenden lotrechten Ebene. Die Stirnflächen 12a und 22a der Befestigungsabschnitte 12 und 22 sind mit den Schraubenlöchern 13 und 23 versehen, und die erste Halterung 4A wird mit Schrauben 42a (2) in den Schraubenlöchern 13 und 23 befestigt.
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Da der vordere Endabschnitt der ersten Halterung 4A so befestigt ist, dass er die Koppelungsebene CS1 der Motorabdeckung 1 und des Getriebegehäuses 2 seitlich überspannt, treten äußere Kräfte, die über die erste Halterung 4A auf die Motorabdeckung 1 und das Getriebegehäuse 2 wirken, gleichzeitig und in derselben Richtung auf. Infolgedessen kann verhindert werden, dass äußere Kräfte, die vom Fahrzeugrahmen 200 über die erste Halterung 4A übertragen werden, eine relative Verschiebung zwischen den Gehäusekomponenten in der Koppelungsebene CS1 verursachen. Da dadurch die Steifigkeit und Festigkeit des gesamten Gehäuses erhöht wird, ist eine ausreichende Dichtwirkung in der Koppelungsebene CS1 gewährleistet.
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Darüber hinaus stellt die Tatsache, dass die erste Halterung 4A seitlich, d.h. senkrecht zur Koppelungsebene CS1 verläuft, sicher, dass die Vorwärts-Rückwärts-Relativverschiebung der Motorabdeckung 1 und des Getriebegehäuses 2, die durch die Koppelungsebene CS1 verbunden sind, gründlich zurückgehalten werden kann, wenn eine große äußere Kraft in Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugs wirkt, wie z.B. beim Anfahren, Beschleunigen und Abbremsen des Fahrzeugs. Das Problem hierbei ist, dass die Motorabdeckung 1 und das Getriebegehäuse 2 durch mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Schrauben 51 miteinander verbunden sind und daher dazu neigen, eine Relativverschiebung in Längsrichtung leichter zu ertragen als in Querrichtung. Da in der vorliegenden Ausführung die erste Halterung 4A seitlich über der Kopplungsebene CS1 angebracht ist, wird die relative Längsverschiebung in diesem Punkt wirksam eingeschränkt. Darüber hinaus wird die erste Halterung 4A am vorderen Überstand SP2 der Motorabdeckung 1 installiert (Figur .3). Dies trägt dazu bei, die Vergrößerung der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 als Ganzes zu minimieren.
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Als nächstes wird die Konfiguration des zweiten Befestigungsbereichs AR2 im Detail erläutert. 9 ist eine perspektivische Darstellung, die das Gehäuse 101 im zusammengebauten Zustand der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 von schräg rechts hinten betrachtet, und 10 ist eine Rückansicht des Gehäuses 101 von hinten. Die Darstellung der Halterungen 4 ist in den 9 und 10 ausgelassen. Wie in 9 und 10 dargestellt sind die Flansche 26 und 31 in Umfangsrichtung entlang der Kopplungsebene CS2 des Getriebegehäuses 2 und der Getriebeabdeckung 3 vorgesehen, und die Flansche 26 und 31 sind durch mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Schrauben 52 miteinander verbunden.
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Wie in den 7 und 9 dargestellt ist, ist der obere Endabschnitt der Getriebeabdeckung 3 niedriger positioniert als der obere Endabschnitt des Getriebegehäuses 2, und eine Befestigungsfläche 29 zur Befestigung des Leistungssteuergeräts 9 (1A und 1B) ist an der rechten Endfläche des Getriebegehäuses 2 oberhalb der Getriebeabdeckung 3 ausgebildet. Der Teil der Getriebeabdeckung 3, der den Differentialmechanismus 7 aufnimmt, ragt nach rechts vor und bildet einen Vorsprung 36. Die an der Befestigungsfläche 29 angebrachte Leistungssteuereinheit 9 ist so installiert, dass sie rechts von der Getriebeabdeckung 3 in den Raum oberhalb und hinter dem Vorsprung 36 vorsteht.
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Wie in den 9 und 10 dargestellt ist, sind im zweiten Befestigungsbereich AR2 ein Paar obere und untere Befestigungsabschnitte 27 am Getriebegehäuse 2 und ein Paar obere und untere Befestigungsabschnitte 32 am Getriebedeckel 3 vorgesehen. Der zweite Befestigungsbereich AR2 weist eine insgesamt rechteckige Form (quadratisch oder länglich rechteckig) auf, die an die Form der vorderen Endfläche des Bügels 42 der zweiten Halterung 4B angepasst ist.
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Die Befestigungsabschnitte 27 und 32 sind so geformt, dass sie sich wie grob säulenförmige Vorsprünge erheben, deren Stirnflächen (hintere Stirnflächen) 27a und 32a weiter nach hinten ragen als die hinteren Stirnflächen der Flansche 26 und 31. Die Stirnflächen 27a und 32a der Befestigungsabschnitte 27 und 32 verlaufen senkrecht zur Koppelungsebene CS2, d.h. sie liegen auf ein und derselben seitlich und vertikal verlaufenden lotrechten Ebene. Die Stirnflächen 27a und 32a der Befestigungsabschnitte 27 und 32 sind mit den Schraubenlöchern 28 und 33 versehen, und die zweite Halterung 4B wird mit Schrauben 42a (2) in den Schraubenlöchern 28 und 33 befestigt.
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Da der hintere Endabschnitt der zweiten Halterung 4B so befestigt ist, dass er die Koppelungsebene CS2 des Getriebegehäuses 2 und der Getriebeabdeckung 3 seitlich überspannt, treten äußere Kräfte, die über die zweite Halterung 4B auf das Getriebegehäuse 2 und die Getriebeabdeckung 3 wirken, zur gleichen Zeit und in der gleichen Richtung auf. Infolgedessen kann verhindert werden, dass äußere Kräfte, die vom Fahrzeugrahmen 200 durch die zweite Halterung 4B übertragen werden, eine relative Verschiebung zwischen den Gehäusekomponenten in der Koppelungsebene CS2 verursachen. Da dadurch die Steifigkeit und Festigkeit des gesamten Gehäuses erhöht wird, ist eine ausreichende Dichtleistung an der Kopplungsebene CS2 gewährleistet.
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Darüber hinaus stellt die Tatsache, dass die zweite Halterung 4B seitlich, d.h. senkrecht zur Koppelungsebene CS2 verläuft, sicher, dass die Vorwärts-Rückwärts-Relativverschiebung der durch die Kopplungsebene CS2 verbundenen Gehäusekomponenten bei großen äußeren Kräften, die in Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugs wirken, wie z.B. beim Anfahren, Beschleunigen und Abbremsen des Fahrzeugs, gründlich eingeschränkt werden kann. Das Problem hierbei ist, dass das Getriebegehäuse 2 und die Getriebeabdeckung 3 durch mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Schrauben 52 miteinander verbunden sind und daher dazu neigen, eine Relativverschiebung in Längsrichtung leichter zu ertragen als in Querrichtung. Da in der vorliegenden Ausführung die zweite Halterung 4B seitlich über der Kopplungsebene CS2 angebracht ist, wird die relative Längsverschiebung in diesem Punkt wirksam eingeschränkt.
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Darüber hinaus verläuft, wie in 6 dargestellt ist, eine gerade Linie LN1 (nur eine gepunktete Linie dargestellt), die den Befestigungsabschnitt 22 (Positionen, an denen die erste Halterung 4A an der vorderen Stirnfläche des Getriebegehäuses 2 befestigt ist) und den Befestigungsabschnitt 27 (Positionen, an denen die zweite Halterung 4B an der hinteren Stirnfläche des Getriebegehäuses 2 befestigt ist) miteinander verbindet, in Längsrichtung. Die seitlichen Positionen der Befestigungsabschnitte 22 und 27 sind nämlich deckungsgleich. Dank dieser Konfiguration kann die Biegebeanspruchung auf das Gehäuse 101, die durch eine äußere Längskraft verursacht wird, die über die Befestigungsabschnitte 22 und 27 auf das Gehäuse 101 wirkt, unterdrückt werden, um die Verformung des Gehäuses 101 zu minimieren.
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Als nächstes wird die Konfiguration des dritten Befestigungsbereichs AR3 im Detail erläutert. Wie in den 7 und 9 gezeigt ist, wird der dritte Befestigungsbereich AR3 an der rechten Stirnfläche der Getriebeabdeckung 3 vor und oberhalb des Vorsprungs 36 gebildet. Im dritten Befestigungsbereich AR3 sind mehrere (vier) Befestigungsabschnitte 37 ausgebildet, die auf der Getriebeabdeckung 3 in vertikaler Richtung und in Längsrichtung vorgesehen sind. Der dritte Befestigungsbereich AR3 weist eine Form auf, die an die Form der linken Endfläche des Bügels 47 der dritten Halterung 4C angepasst ist.
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Die Befestigungsabschnitte 37 sind so geformt, dass sie sich wie etwa säulenförmige Vorsprünge erheben, deren Stirnflächen (rechte Stirnflächen) 37a parallel zur Kopplungsebene CS2 verlaufen, d.h. auf ein und derselben in Längs- und Vertikalrichtung verlaufenden gedachten lotrechten Ebene liegen. Die Stirnflächen 37a der Befestigungsabschnitte 37 sind mit Schraubenlöchern 38 versehen, und die dritte Halterung 4C wird mit Schrauben 47a (2) in den Schraubenlöchern 38 befestigt. Die dritte Halterung 4C wird am rechten Überstand SP3 der Getriebeabdeckung 3 installiert (3). Dies trägt dazu bei, die Vergrößerung der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 als Ganzes zu minimieren. Insbesondere die Tatsache, dass die dritte Halterung 4C an der rechten Stirnfläche der Getriebeabdeckung 3 befestigt ist, verhindert ein Hervorstehen der dritten Halterung 4C vor dem vorderen Endteil der Getriebeabdeckung 3 oder minimiert das Hervorstehen der dritten Halterung 4C vor dem vorderen Endteil der Getriebeabdeckung 3.
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Mit der gegenwärtigen Ausführungsform können Vorteile und Wirkungen wie die folgenden erzielt werden:
- (1) Die Fahrzeug-Antriebseinheit 100 besteht aus: der Motorabdeckung 1 und dem Getriebegehäuse 2, die entlang der Koppelungsebenen CS1 miteinander verbunden sind, um den inneren hermetisch abgedichteten Raum SP1 zu bilden; dem Elektromotor 5 und anderen Antriebselementen, die in dem hermetisch abgedichteten Raum SP1 untergebracht sind, um die Antriebskraft (Fahrzeugantriebskraft) zu erzeugen; und der ersten Halterung 4A, die zwischen dem integral verbundenen Gehäuse 101 und dem Fahrzeugrahmen 200 angeordnet ist, um das Gehäuse 101 (Motorabdeckung 1 und Getriebegehäuse 2) vom Fahrzeugrahmen 200 abzustützen (2). Die Motorabdeckung 1 und das Getriebegehäuse 2 umfassen jeweils die Befestigungsabschnitte 12 und 22, an denen die erste Halterung 4A befestigt ist, und die Befestigungsabschnitte 12 und 22 sind in einem einzigen Bereich (ein und derselbe erste Befestigungsbereich AR1) installiert, der die Kopplungsebene CS1 überspannt ( ). Infolgedessen wirkt die äußere Kraft, die über die erste Halterung 4A auf die Motorabdeckung 1 und das Getriebegehäuse 2 wirkt, zur gleichen Zeit und in der gleichen Richtung. Dadurch wird eine relative Verschiebung zwischen der Motorabdeckung 1 und dem Getriebegehäuse 2 in der Koppelungsebene CS1 verhindert und die Dichtheit in der Koppelungsebene CS1 gewährleistet.
- (2) Die Befestigungsabschnitte 12 und 22, an denen die erste Halterung 4A befestigt ist, sind in ein und derselben Ebene ausgebildet (7). Da durch die ersten Halterung 4A also mit größerer Sicherheit äußere Kräfte gleichzeitig und in gleicher Richtung auf die Motorabdeckung 1 und das Getriebegehäuse 2 wirkt, ist eine ausreichende Dichtwirkung in der Kopplungsebene CS1 gewährleistet.
- (3) Die Kopplungsebene CS1 erstreckt sich in Längsrichtung und die Befestigungsabschnitte 12 und 22 werden in seitlicher Richtung installiert, die ungefähr senkrecht dazu liegt. Eine Relativverschiebung der Kopplungsebene CS1 (Längsrichtung) in Rutschrichtung kann daher durch die erste Befestigung 4A wirksam verhindert werden.
- (4) Obwohl in diesem Fall eine große äußere Kraft beim Anfahren, Beschleunigen, Abbremsen und dergleichen tendenziell in Fahrzeuglängsrichtung wirkt, wird durch die Anordnung der Befestigungsabschnitte 12 und 22 in Querrichtung eine relative Längsverschiebung zwischen Gehäusekomponenten, die durch die Koppelungsebene CS1 verbunden sind, wirksam eingeschränkt.
- (5) Die Fahrzeug-Antriebseinheit 100 umfasst ferner die zweite Halterung 4B, die im Gegensatz zur ersten Halterung 4A, die an der vorderen Stirnfläche der Motorabdeckung 1 und des Getriebegehäuses 2 angebracht ist, an der hinteren Stirnfläche des Getriebegehäuses 2 angebracht ist (2). Die Bereitstellung von Halterungen 4 an gegenüberliegenden Längsenden des Gehäuses 101 auf diese Weise verhindert wirksam die relative Verschiebung zwischen den Gehäusekomponenten.
- (6) Die gedachte Linie LN1, die den Befestigungsabschnitt 22 der ersten Halterung 4A an der vorderen Stirnfläche des Getriebegehäuses 2 und den Befestigungsabschnitt 27 der zweiten Halterung 4B an der hinteren Stirnfläche des Getriebegehäuses 2 verbindet, verläuft parallel zur Kopplungsebene CS1 (6). Die Einwirkung einer Biegebeanspruchung o.ä. auf das Gehäuse 101 aufgrund einer durch die Halterungen 4A und 4B wirkenden äußeren Kraft wird daher eingeschränkt.
- (7) Das Gehäuse 101 der Fahrzeug-Antriebseinheit 100 umfasst neben der Motorabdeckung 1 und dem Getriebegehäuse 2 zusätzlich die Getriebeabdeckung 3, der mit dem Getriebegehäuse 2 entlang der zur Kopplungsebene CS1 parallelen Koppelungsebene CS2 verbunden ist (2). Das Getriebegehäuse 2 und die Getriebeabdeckung 3 haben an ihren hinteren Endflächen jeweils Befestigungsabschnitte 27 und 32 zur Befestigung der zweiten Halterung 4B, und die Befestigungsabschnitte 27 und 32 sind in einem einzigen Bereich (ein und derselbe zweite Befestigungsbereich AR2) vorgesehen, der die Koppelungsebene CS2 überspannt (10). Die durch die zweite Halterung 4B übertragene äußere Kraft wirkt daher gleichzeitig und in derselben Richtung auf das Getriebegehäuse 2 und die Getriebeabdeckung 3. Dadurch kann eine Relativverschiebung nicht nur zwischen der Mutterabdeckung 1 und dem Getriebedeckel 2 in der Kopplung Ebene CS1, sondern auch zwischen dem Getriebegehäuse 2 und der Getriebeabdeckung 3 in der Kopplung Ebene CS2 verhindert werden.
- (8) Die Fahrzeug-Antriebseinheit 100 umfasst ferner die dritte Halterung 4C, die an dem Befestigungsabschnitt 37 befestigt ist, das an der rechten Stirnfläche der Getriebeabdeckung 3 vorgesehen ist ( ). Da das Gehäuse 101 somit nicht nur in Längs-, sondern auch in Querrichtung abgestützt wird, wird das Gehäuse 101 durch die drei Halterungen 4A bis 4C wirksam abgestützt.
- (9) Die Fahrzeug-Antriebseinheit 100 besteht aus dem Elektromotor 5, der in der Motorabdeckung 1 untergebracht ist, um sich um die Querachse CL1 zu drehen, und ferner aus dem Differentialmechanismus 7, der sich um die Querachse CL2 vor der Achse CL1 dreht und das vom Elektromotor 5 abgegebene Antriebsmoment auf die linken und rechten Antriebsräder (linke Seite und rechte Seite) verteilt (3). Bei dieser Konfiguration ragt die Getriebeabdeckung 3, der den Differentialmechanismus 7 aufnimmt, vor der Motorabdeckung 1 hervor, so dass der überschüssige Raum SP2 vor der Motorabdeckung 1 entsteht. In diesen überschüssigen Raum SP2 kann die erste Halterung 4A effizient eingebaut werden. Nämlich, obwohl in einem Fall, in dem Halterungen 4 vor der Motorabdeckung 1 installiert sind, die Gesamtgröße der Fahrzeug-Antriebseinheit proportional zunimmt, minimiert die Installation von Halterungen 4 vor der Motorabdeckung 1 die Zunahme der Gesamtgröße der Fahrzeug-Antriebseinheit.
- (10) Die Motorabdeckung 1, das Getriebegehäuse 2 und die Getriebeabdeckung 3 haben jeweils die Flansche 11, 21 und 31 um ihre jeweiligen Koppelungsebenen CS1 und CS2 (7 bis 10). Die Befestigungsabschnitte 12, 22 und 27, 32 der ersten Halterung 4A und der zweiten Halterung 4B sind jeweils in ein und denselben Befestigungsbereichen AR1 und AR2 installiert und überspannen diese Flansche 11, 21 und 31. Da die Befestigungsabschnitte 12, 22 und 27, 32 daher an hochsteifen Stellen in der Nähe der Flansche 11, 21 und 31 vorgesehen sind, wird die Verschiebung in der Nähe der Befestigungsabschnitte des Gehäuses 101 dadurch stark eingeschränkt.
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Verschiedene Modifikationen der vorgenannten Ausführungsform sind möglich. Einige Beispiele werden im Folgenden erläutert. Während in der vorgenannten Ausführungsform (6) das Gehäuse 101 aus der Motorabdeckung 1 (erstes Gehäuse) mit dem Befestigungsabschnitt 12 (erstes Befestigungsteil) an seiner vorderen Stirnfläche, dem Getriebegehäuse 2 (zweites Gehäuse) mit den Befestigungsabschnitten 22 und 27 (zweiter Befestigungsabschnitt und dritter Befestigungsabschnitt) an seiner vorderen Stirnfläche bzw. seiner hinteren Stirnfläche und die Getriebeabdeckung 3 (drittes Gehäuse) mit den Befestigungsabschnitte 32 und 37 (vierter Befestigungsabschnitt und fünfter Befestigungsabschnitt) an seiner hinteren Stirnfläche bzw. seiner rechten Stirnfläche gebildet wird, kann das Gehäuse 101 beliebig gestaltet sein. Zum Beispiel kann ein Gehäuse aus zwei Gehäusen oder aus mehr als drei Gehäusen gebildet werden. Dementsprechend sind eine Konfiguration und die Anzahl der Befestigungsabschnitte, die ein Gehäuse an einem Fahrzeugrahmen abstützen, nicht auf die oben beschriebenen beschränkt.
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In der vorgenannten Ausführung (6) ist die imaginäre Linie LN1, die den Befestigungsabschnitt 22 der ersten Halterung 4A des Getriebegehäuses 2 und den Befestigungsabschnitt 27 der zweiten Halterung 4B verbindet, so definiert, dass sie parallel zur Koppelungsebenen CS1 verläuft, aber eine perfekte Parallelität ist nicht erforderlich, und eine ungefähre Parallelität reicht aus, um die Biegebelastung zu begrenzen. Optional kann sich daher die imaginäre Linie, die die zweiten Befestigungsabschnitte und dritten Befestigungsabschnitte verbindet, in Richtungen erstrecken, die nicht parallel zu der Richtung verlaufen, in der sich die Koppelungsebenen zwischen dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse erstreckt. Sie können sich zum Beispiel ungefähr parallel (annähernd parallel) erstrecken. In der vorgenannten Ausführung (6) sind die Halterungen 4A und 4B so angebracht, dass sie die gemeinsamen Koppelungsebenen CS1 und CS2 nur auf der Vorderseite oder nur auf der Rückseite überspannen, aber, wie in 11 schematisch dargestellt, können beispielsweise Paare von vorderen/hinteren Halterungen 4 angebracht werden, um sowohl die Vorderseite als auch die Rückseite der Koppelungsebenen CS eines Paares von rechten und linken Gehäusebauteilen 101A und 101B zu überspannen. In diesem Fall sind die gedachten Linien LN2 und LN3 (gestrichelte Linien), die die Befestigungsabschnitte der vorderen und hinteren Halterung 4 verbinden, vorzugsweise parallel oder annähernd parallel zur Koppelungsebenen CS. Bei den Gehäusebauteilen 101A und 101B kann es sich um die Motorabdeckung 1, das Getriebegehäuse 2 und die Getriebeabdeckung 3 handeln. Zum Beispiel können, wie in 11 gezeigt, die Halterungen 4A und 4B sowohl an der vorderen als auch an der hinteren Endfläche die Motorabdeckung 1 und des Getriebegehäuses 2 so angebracht werden, dass sie die Koppelungsebene CS1 der Motorabdeckung 1 und des Getriebegehäuses 2 überspannen. In diesem Fall sind Befestigungsabschnitte der hinteren Halterung 4B der Motorabdeckung 1 und des Getriebegehäuses 2, d.h. vierte Befestigungsabschnitte 17 und dritte Befestigungsabschnitte 27, in ein und demselben Befestigungsbereich AR4 vorgesehen, die die Koppelungsebenen CS1 überspannen. Alternativ können Halterungen sowohl an der vorderen als auch an der hinteren Stirnfläche von Getriebegehäuse 2 und Getriebeabdeckung 3 so angebracht werden, dass sie die Koppelungsebenen CS2 von Getriebegehäuse 2 und Getriebeabdeckung 3 überspannen.
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In der vorgenannten Ausführungsform (6) sind die Motorabdeckung 1 und das Getriebegehäuse 2 durch die in Längsrichtung (erste Richtung) verlaufende Koppelungsebenen CS1 (erste Koppelungsebenen) und das Getriebegehäuse 2 und die Getriebeabdeckung 3 durch eine in Längsrichtung verlaufende Koppelungsebenen (zweite Koppelungsebenen) verbunden, wobei die Anzahl der Koppelungsebenen, durch die Gehäusebauteile verbunden werden, nicht auf das Vorstehende beschränkt ist. Wenn das Gehäuse aus zwei Komponenten besteht, beträgt die Anzahl der Koppelungsebenen eine, und wenn das Gehäuse vier oder mehr Gehäusekomponenten hat, beträgt die Anzahl der Koppelungsebenen drei oder mehr. In der vorgenannten Ausführungsform ist die erste Richtung, in der sich die Koppelungsebenen CS1 und CS2 erstrecken, als Längsrichtung definiert, und die zweite Richtung, in der sich Paare von Befestigungsabschnitten 12, 22 und 27, 32 relativ zu diesen Koppelungsebenen CS1 und CS2 erstrecken, ist als Querrichtung definiert, aber die erste und zweite Richtung sind nicht auf die vorgenannten beschränkt. Beispielsweise kann die erste Richtung als Querrichtung und die zweite Richtung als Längsrichtung definiert werden, wobei die erste Richtung und die zweite Richtung nicht senkrecht sein müssen.
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Während in der vorgenannten Ausführung die Stirnfläche eines Paares von Befestigungsabschnitten 12, 22 und die Stirnfläche eines Paares von Befestigungsabschnitten 27, 32, an denen die Halterung 4 befestigt ist, jeweils in ein und derselben Ebene installiert sind, darf eine Stirnfläche eines Paares von Befestigungsabschnitten nicht in ein und derselben Ebene installiert sein, sofern ein Paar von Befestigungsabschnitten in einem einzigen Bereich installiert ist, der eine Koppelungsebenen überspannt. In einem Fall, in dem eine Stirnfläche eines Paares von Befestigungsabschnitten einen Höhenunterschied aufweist, kann eine Halterung entsprechend der Form des Unterschieds gebildet werden. In der vorgenannten Ausführung hat ein Antriebselement, das eine Fahrantriebskraft des Fahrzeugs erzeugt, zwar den Elektromotor 5, doch kann ein Antriebselement zusätzlich zu einem Elektromotor oder anstelle eines Elektromotors einen Verbrennungsmotor enthalten. Während in der vorgenannten Ausführung die Antriebseinheit 100 des Fahrzeugs vom Fahrzeugrahmen 200 abgestützt ist, der sich im hinteren Teil des Fahrzeugs befindet, kann in der vorgenannten Ausführung eine Antriebseinheit des Fahrzeugs von einer anderen Position aus abgestützt werden, z.B. von einem Fahrzeugrahmen, der sich im vorderen Teil des Fahrzeugs befindet.
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Die obige Ausführungsform kann beliebig mit einer oder mehreren der oben genannten Modifikationen kombiniert werden. Die Modifikationen können auch miteinander kombiniert werden.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Halterung an einem Befestigungsabschnitt befestigt, das in einem einzigen Bereich installiert ist, der eine Koppelungsebenen eines Gehäusepaars überspannt. Auf diese Weise ist es möglich, die relative Verschiebung zwischen einem Gehäusepaar zu begrenzen und eine ausreichende Dichtungsleistung zwischen den Gehäusen zu gewährleisten.
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Oben wurde die vorliegende Erfindung zwar unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, doch werden die Fachkreise verstehen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.