DE102004023228A1 - Aufhängungsbaugruppe für eine hintere Einzelradaufhängungsbaugruppe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufhängungsbaugruppe (10) für eine hintere Einzelradaufhängung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein Chassis einschließt, welches im Wesentlichen längs an jeder Fahrzeugseite erstreckende Längsträger (34) aufweist, wobei sich jeder Längsträger (34) bis zu einer Hinterrad-Position des Fahrzeugs erstreckt, an der eine entsprechende Radlagerbaugruppe unterstützt werden soll. Diese umfasst ein Mittelbauteil (12) mit einem ersten Ende (20) und einem zweiten Ende (22); und ein Paar Endbauteile (14, 16), die jeweils an einem Ende (20, 22) des Mittelbauteils (12) befestigt sind, so dass das Mittelbauteil (12) eine strukturelle Brücke zwischen den Endbauteilen (14, 16) bildet, wobei sich jedes Endbauteil (14, 16) vom Mittelbauteil (12) weg erstreckt, und mindestens einen Boden (30) aufwärts, der geeignet ist, einen entsprechenden Längsträger (34) aufzunehmen, wobei eines der Endbauteile (14, 16) und das Mittelbauteil (12) ein Paar von Befestigungspunkten (42) definiert, die geeignet sind, zentral einen lateralen Anschluss (44) zu unterstützen, der die Aufhängungsbaugruppe (10) mit einer der entsprechenden Radlagerbaugruppen verbindet.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine hintere Einzelradaufhängung für ein Kraftfahrzeug, wobei das Fahrzeug ein Fahrzeugchassis oder einem Fahrzeugrahmen mit einem Paar in einem Abstand zueinander angeordneter, sich im Allgemeinen längs erstreckenden Längsträgen einschließt.
• Der Stand der Technik offenbart eine Einzelhinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug, bei der ein durchgehender, üblicherweise gegossener oder gestanzter Querträger einer Rahmenunterbaugruppe an jedem Ende mit dem entsprechenden Längsträger mit einem ersten Satz Isolationsbefestigungen vernietet ist. Ein oder mehrere Querlenker oder Kontrolllenker, zentral auf dem entsprechendem Bereich des Querträgers angeordnet, unterstützen die Hinterradbaugruppe relativ zum Chassis, wodurch die Radbaugruppe in einer entsprechenden Radausrichtung am Fahrzeug angeordnet ist.
• Wird solch eine typische hintere Rahmenunterbaugruppe für die Aufnahme eines Elektroantriebes angepasst, wie beispielsweise für einen Einbau eines Hybridantriebes in das Fahrzeug, wird der Elektroantrieb üblicherweise auf den Mittelbereich der Rahmenunterbaugruppe, wie beispielsweise auf den Mittelbereich des durchgehenden Querträgers der Baugruppe, mittels eines zugeordneten Satzes von Isolationsbefestigungen genietet. Eine derartige Konfiguration erhöht das Gewicht der resultierenden Rahmenunterbaugruppe signifikant, während sie üblicherweise weiterhin für eine vergrößerte vertikale Dimension der Rahmenunterbaugruppe sorgt, die wiederum zusätzliche Einbaumaß-Design-Probleme verursacht.
• Demgemäß wird eine Aufhängungsbaugruppe für eine Einzelradaufhängung benötigt, die leicht für eine Aufnahme eines Elektromotors zum Antrieb einer Hinterradbaugruppe angepasst werden kann, die eine verringerte Baugruppenhöhe und ein geringes Gewicht aufweist, und die verbesserte NVH-Eigenschaften verglichen mit bekannten Hinterachsen-Rahmenunterkonstruktionen aufweist.
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst eine Aufhängungsbaugruppe für eine Einzelradhinterradaufhängung eines Kraftfahrzeugs ein Mittelbauteil mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und einem Paar Endbauteile, wobei jedes Endbauteil an einem jeweiligen Ende des Mittelbauteils befestigt ist, so dass das Mittelbauteil die beiden Endbauteile strukturell sozusagen verbrückt. Ein Bereich jedes Endbauteils erstreckt sich vom Mittelbauteil zur Ausbildung eines Bodens, geeignet einen der entsprechenden, sich im allgemeinen längserstreckenden Rahmenträger, benachbart zur Hinterrad-Position des Fahrzeugs, aufzunehmen. Die Aufhängungsbaugruppe weist weiterhin mindestens ein Paar Befestigungspunkte auf, wobei jeder Befestigungspunkt geeignet ist, einen lateralen Anschluß zur Verbindung der Aufhängungsbaugruppe mit einer entsprechenden Hinterradbaugruppe des Fahrzeugs zu unterstützen, um von der Aufhängungsbaugruppe relativ zum Fahrzeug unterstützt zu werden.
• Während die vorliegende Erfindung eine Vielzahl von Konfigurationen des Mittelbauteils beinhaltet, durch die eine strukturelle Brücke zwischen den Endbauteilen gegeben wird, umfasst der Mittelbauteil in einem Ausfüh rungsbeispiel einen röhrenförmigen Bereich, hergestellt z.B. aus einem gewalzten Stahlblech oder einer extrudierten Aluminiumlegierung. Als ein weiteres Beispiel weist der röhrenförmige Bereich im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen im allgemeinen elliptischen Querschnitt auf, um eine verbesserte strukturelle Steifigkeit einhergehend mit einer Verringerung der relativen Höhe und des Gewichts zu bieten. Wenn die Aufhängungsbaugruppe der vorliegenden Erfindung zum Beipspiel durch Bolzen mit den Längsträgern verbunden ist, erstreckt sich der röhrenförmige Bereich der Mittelbauteils vorzugsweise in einer solchen Richtung zu den Längsträgern, dass leicht eine Welle durch ein Ende des Mittelbauteils aufgenommen werden kann, die auf geeignete Weise mit einer Hinterradbaugruppe des Fahrzeugs gekoppelt ist.
• Gleichermaßen ist, obwohl die vorliegende Erfindung eine Vielzahl von Endkonfigurationen für jedes Endbauteil beinhaltet, durch die jedes Ende des Mittelbauteils auf dem entsprechendem Längsträger montiert wird, bei einem Ausführungsbeispiel jedes Endbauteil im allgemeinen u-förmig mit einer an dem entsprechenden Ende des Mittelbauteils befestigten Ausbuchtung ausgeführt. Jedes u-förmige Endbauteil des Ausführungsbeispiels beinhaltet weiterhin ein Paar sich von der Ausbuchtung erstreckender Arme, wobei jeder Arm einen Boden aufweist, geeignet einen entsprechenden sich im allgemeinen längst erstreckenden Längsträger, benachbart zur nominellen Hinterrad-Position des Fahrzeugs, aufzunehmen. Ein Arm jedes Endbauteils schließt einen Befestigungspunkt ein, der auf dem Arm zwischen dem trägeraufnehmenden Boden und dem Buchtbereich des entsprechenden Endbauteils angeordnet ist, wobei der Befestigungspunkt geeignet ist, einen lateralen Anschluss drehbar aufzunehmen, der den Arm mit der entsprechenden Hinterradbaugruppe des Fahrzeugs verbindet.
• In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung definiert der Mittelbauteil der Aufhängungsbaugruppe mindestens einen Bereich eines Gehäuses, geeignet einen Elektromotor aufzunehmen, der relativ zu den Längsträgern des Fahrzeugs allein durch den Mittelbauteil und die Endbauteile der Aufhängungsbaugruppe gehalten wird. Eine aus jedem Ende des resultierenden Gehäuses herausstehende Welle ist, wie z. B. mit bei Gelenken, insbesondere Gleichlaufgelenken, bekannter Konfiguration, mit einer Nabe einer der Radlagerbaugruppen gekoppelt, so dass der im Mittelbauteil aufgenommene Elektromotor die Radaufhängungsbaugruppen antreiben kann. Isolationsbefestigungen, angeordnet zwischen den Böden der Arme und den Rahmenträgern, isolieren vorteilhafterweise sowohl die Hinterachse und die Antriebsanlage des Fahrzeugs, um so die Fahrzeug-NVH-Eigenschaften zu verbessern.
• In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Mittelbauteil vorteihafterweise andere Bauteile des Antriebsstranges aufnehmen, wie beispielsweise eine Wirbelstrombremse, die geeignet sind über Gleichlaufgelenke entweder mit einem oder beiden der hinteren Radlagerbaugruppen des Fahrzeugs verbunden zu werden, während sie relativ zu den Längsträgern des Fahrzeugs allein vom Mittelbauteil und den Endbauteilen der Aufhängungsbaugruppe gehalten werden. Weitere Beispiele von Antriebsstrangbauteilen, die im Mittelbauteil aufgenommen und relativ zu den Längsträgern des Fahrzeugs allein vom Mittelbauteil und den Endbauteilen der Aufhängungsbaugruppe gehalten werden können, sind mechanisch verzahnte Achs-Bauteile, wie beispielsweise Kegelradgetriebesätze und Differentiale, sowie hydrostatische Antriebskomponenten.
• In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bietet die Aufhängungsbaugruppe vorteilhafterweise modulare Flexibilität hinsichtlich der Auswahl des Mittelbauteils und der Endbauteile in Abhängigkeit von der statischen und dynamischen Last, die von den an einem gegebenen Fahrzeug montierten Aufhängungsbaugruppe angenommen werden soll, den durch das Fahrzeug vorgegebenen Einbaumaßen und den Antriebskomponenten, sofern vorhanden, die im Mittelbauteil der Aufhängungsbaugruppe aufgenommen werden sollen. So wird die Zusammenstel lung von Fahrzeuglinien stark vereinfacht, die eine Vielzahl von Antriebstrang- und Kraftübertragungskonfigurationen aufweisen, eingeschlossen solcher Variationen, die nicht-angetriebene Hinterradbaugruppen verwenden, in denen ein Mittelbauteil mit verringerten Dimensionen vorteilhafterweise eingesetzt werden kann.
• In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bietet die Aufhängungsbaugruppe vorteilhafterweise modulare Flexibilität hinsichtlich der Positionierung von Befestigungspunkten für die lateralen Anschlüsse, die die aufgenommenen (unterstützten) Radbaugruppen mit der Aufhängungsbaugruppe verbinden. Durch Anordnung von einem oder mehreren Befestigungspunkten für kollaterale Anschlüsse an den Endbauteilen der Aufhängungsbaugruppe werden beispielsweise im Mittelbauteil aufgenommene Bauteile des Antriebsstranges mit „standardisierten" Dimensionen leicht auf Fahrzeuge angepasst, die verschiedene Aufhängungsgeometrien verwendenden. Weiterhin kommt die Erfindung vorteilhafterweise eine asymmetrischen Anordnung eines jeden im Mittelbauteil aufgenommenen Bauteils des Antriebsstranges entgegen, da der Mittelbauteil ausgelegt werden kann, eine erhebliche trennende Distanz zwischen den beiden Endbauteilen, die größer als die zur Aufnahme der aufgenommenen Bauteile des Antriebsanlage notwendige Distanz ist, zu überbrücken, um so noch zusätzliche Einbauflexibilität gegenüber weiteren benachbarten Fahrzeugbauteilen, wie zum Beispiel einem Kraftstofftank, zu bieten.
• Weitere Aspekte, Vorzüge und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann auf dem betreffenden Gebiet aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden.
• In den Zeichnungen werden Bezugsnummern benutzt, um gleiche Bauteile in jeder der verschiedenen Ansichten zu kennzeichnen.
• 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen Aufhän gungsbaugruppe für eine Hinterachse einer hinteren Einzelradaufhängung eines Kraftfahrzeugs mit allgemein sich längst erstreckenden Längsträgern, wobei das Mittelbauteil der Aufhängungsbaugruppe einen Elektroantrieb aufnehmen kann.
• 2 zeigt eine Aufsicht der exemplarischen Aufhängungsbaugruppe aus 1, zum Teil geschnitten, um den innerhalb des Mittelbauteil der Aufhängungsbaugruppe angeordneten Elektromotor zu zeigen.
• 3 zeigt eine Unteransicht der exemplarischen Aufhängungsbaugruppe, weiterhin die Befestigungspunkte, geeignet die mit der Radbaugruppe verbundenen lateralen Anschlüsse zu unterstützen; und
• 4 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der exemplarischen Aufhängungsbaugruppe.
• Detaillierte Beschreibung der Erfindung
• 1 umfasst eine exemplarische Aufhängungsbaugruppe 10 für eine Einzelhinterradaufhängung eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) ein längliches, im allgemeinen röhrenförmiges Mittelbauteil 12, das gewöhnlich aus einem gerollten Stahl- oder Aluminiumlegierungsblech-Material geformt wird. Obwohl die Erfindung jedwede geeignete Querschnittskonfiguration für das Mittelbauteil 12 umfasst, durch die das Mittelbauteil 12 die gewünschte strukturelle Steifigkeit erhält, besitzt das Mittelbauteil 12 in der exemplarischen Aufhängungsbaugruppe 10 einen im Wesentlichen elliptischen Querschnitt, der die gewünschte Stärke und Steifigkeit des Mittelbauteiles 12 der exemplarischen Aufhängungsbaugruppe 10 liefert, während zusätzlich relatives Gewicht und Höhe der Aufhängungsbaugruppe 10 verringert werden.
• Wie am besten in den 1 und 2 ersichtlich umfassen ein paar im Wesentlichen u-förmige Endbauteile 14,16, die beispielsweise aus einem bearbeiteten Aluminiumgussteil hergestellt sind, jeweils einen Buchtbereich 18, der an einem entsprechendem Ende 20,22 des Mittelbauteiles 12 beispielsweise permanent durch Schweißen (wie im Fall des ersten u-förmigen Bauteils 14) oder ausbaubar über Gewindebefestigungen (wie im Fall des zweiten u-förmigen Bauteils 16) befestigt ist. Auf diese Weise definieren die Buchtbereiche 18 der u-förmigen Endbauteile 14,16 gewöhnlich wenigstens einen Bereich einer Abschlusskappe 24, die die entsprechenden Enden 20, 22 des Mittelbauteiles 12 abschließt.
• Ebenfalls bezugnehmend auf die 1 und 2 umfasst jedes u-förmige Endbauteil 14, 16 ein Paar Arme 26, 28, die sich vom Buchtbereich 18 in einer Richtung allgemein weg vom Mittelbauteil 12 erstrecken. Jeder Arm schließt einen vorzugsweise am distalen Ende des Armes 26, 28 angeordneten Boden 30 ein, der geeignet ist, mit einem sich im Wesentlichen längserstreckenden Rahmenträger 34 des Fahrzeugs zu interagieren, wie in 1 dargestellt. Wird die Aufhängungsbaugruppe 10 zum Beispiel durch Bolzen (Nieten) (nicht dargestellt) an den Rahmenträgern 34 des Fahrzeugs befestigt, erstreckt sich das Mittelbauteil 12 im Wesentlichen derart zu den Rahmenträgern, dass es leicht eine sich durch jede Abschlusskappe 24 des Mittelbauteil 12 erstreckenden Welle 36 aufnehmen kann. (z. B. rechtwinklig)
• Spezifischer, wie in 2 am besten gesehen werden kann, definiert das Mittelbauteil 12 der Aufhangungsbaugruppe 10 ein Gehäuse 38 geeignet zur Aufnahme und Unterstützung eines Elektromotors 40, wobei sich die entsprechende Antriebswelle 36 desselben durch die entsprechenden Abschlusskappen 24 des Mittelbauteiles 12 erstreckt, um jede der Radbaugruppen des Fahrzeugs durch geeignete Gleichlaufgelenke (nicht dargestellt) anzutreiben.
• Wie am besten in den 3 und 4 zu erkennen ist, umfaßt ein Arm 28 jedes u-förmigen Endbauteils 14, 16 weiterhin einen Befestigungspunkt 42 angeordnet auf dem Arm 28 zwischen dem in den Träger fassenden Boden 30 des Armes 28 und dem Buchtbereich 18 des Endbauteils 14, 16. Der Befestigungspunkt 42 auf dem Arm 28 ist geeignet, einen lateralen Anschluss 44, der den Arm 28 mit einer entsprechenden Radbaugruppe verbindet, zu unterstützen.
• Wiederum bezugnehmend auf 1 ist der im Mittelbauteil 12 der Aufhängungsbaugruppe 10 aufgenommene Elektromotor 40 in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung relativ zu den Rahmenträgern 34 des Fahrzeugs allein durch das Mittelbauteil 12 und die u-förmigen Endbauteile 14, 16 der Aufhängungsbaugruppe 10 unterstützt. Eine geeignete Isolationsbefestigung (nicht dargestellt), angeordnet zwischen den Rahmenträgern 34 und den entsprechenden trägereinfassenden Böden 30 jedes Armes 26, 28 der u-förmigen Endbauteile 14, 16, dient vorteilhafterweise dazu, sowohl den lateralen Anschluss der Hinterachse (Hinterachsaufhängung) als auch den Elektroantrieb zu isolieren und so die Fahrzeug-NVH-Level zu verbessern.
• Da die obige Beschreibung nur die bevorzugte Ausführung darstellt, wird darauf hingewiesen, dass Modifikationen, Variationen und Veränderungen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne den geeigneten Anwendungsbereich und die angemessenen Bedeutung der unten angefügten Ansprüche zu verlassen. Während beispielsweise ein im Mittelbauteil 12 aufgenommener Elektromotor 40 in 2 als ein unabhängiger Elektromotor 40 mit einem integriertem Gehäuse dargestellt wird, wird darauf hingewiesen, dass das vom Mittelbauteil 12 definierte Gehäuse und die Buchtbereiche 18 der Endbauteile 14, 16 selbst das externe Motorgehäuse bilden können, wobei sie geeignete Positionen für die Motorarmaturen, Bürsten und Wellenlager bereitstellen. Die vorliegende Erfindung berücksichtigt ferner die Anordnung eines elektrischen Interfaces zwischen Elektromotor 40 und dem elektrischen System des Fahrzeugs im vom Mittelbauteil 12 und den Endbauteilen 14, 16 der Aufhängungsbaugruppe 10 definierten Gehäuse.

10

magnetisierter Wellenbereich

12

nicht-magnetisierter Wellenbereich

14

Torsionskappe

16

Welle

18

Endstück (der Torsionswelle)

20

Endstück (der Torsionskappe)

22

magnetisiertes Bauteil

24, 24

nicht-magnetisiertes Bauteil

26

Magnetfeldsensor

28

Stift

Claims (9)

1. Aufhängungsbaugruppe (10) für eine hintere Einzelradaufhängung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein Chassis einschließt, welches sich im Wesentlichen längs an jeder Fahrzeugseite erstreckende Längsträger (34) aufweist, wobei sich jeder Längsträger (34) bis zu einer Hinterrad-Position des Fahrzeugs erstreckt, an der eine entsprechende Radlagerbaugruppe unterstützt werden soll, wobei die Aufhängungsbaugruppe (10) umfasst: – ein Mittelbauteil (12) mit einem ersten Ende (20) und einem zweiten Ende (22); und – ein Paar Endbauteile (14, 16), die jeweils an einem Ende (20, 22) des Mittelbauteils (12) befestigt sind, so dass das Mittelbauteil (12) eine strukturelle Brücke zwischen den Endbauteilen (14, 16) bildet, wobei sich jedes Endbauteil (14, 16) vom Mittelbauteil (12) weg erstreckt und mindestens einen Boden (30) aufwärts der geeignet ist einen entsprechenden Längsträger (34) aufzunehmen, wobei eines der Endbauteile (14, 16) und das Mittelbauteil (12) ein Paar von Befestigungspunkten (42) definiert, die geeignet sind, zentral einen lateralen Anschluss (44) zu unterstützen, der die Aufhängungsbaugruppe (10) mit einer der entsprechenden Radlagerbaugruppen verbindet.
2. Aufhängungsbaugruppe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Endbauteil (14, 16) im Wesentlichen u-förmig ist und ein Paar Arme (26, 28), getrennt durch einen Buchtbereich (18), aufweist, wobei der Buchtbereich (18) am Mittelbauteil (12) befestigt ist und da mindestens ein Boden (30) auf den Armen (26, 28) ausgebildet ist.
3. Aufhängungsbaugruppe (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchtbereiche (18) der Endbauteile (14, 16) wenigstens einen Bereich der entsprechenden Enden (20, 22) des Mittelbauteils (12) bedecken.
4. Aufhängungsbaugruppe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelbauteil (12) geeignet ist, eine Antriebsstrang-Komponente aufzunehmen, wobei die Antriebsstrang-Komponente mit einer Welle (36) gekoppelt ist, die sich vom Mittelbauteil (12) zu einer der Radlagerbaugruppen erstreckt.
5. Aufhängungsbaugruppe (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstrang-Komponente ein Elektromotor (40) ist.
6. Aufhängungsbaugruppe (10) für eine hintere Einzelradaufhängung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein Chassis einschließt, welches sich im Wesentlichen längs an jeder Fahrzeugseite erstreckende Längsträger (34) aufweist, wobei sich jeder Längsträger (34) bis zu einer Hinterrad-Position des Fahrzeugs erstreckt, an der eine entsprechende Radlagerbaugruppe unterstätzt werden soll, wobei die Aufhängungsbaugruppe (10) umfasst: – ein Mittelbauteil (12) mit einem ersten Ende (20) und einem zweiten Ende (22); und – ein Paar Endbauteile (14, 16), die jeweils an einem Ende (20, 22) des Mittelbauteils (12) befestigt sind, so dass das Mittelbauteil (12) eine strukturelle Brücke zwischen den Endbauteilen (14, 16) bildet, und wobei jedes Endbauteil (14, 16) einen ersten Arm (26, 28), der sich vom Mittelbauteil (12) aufzunehmen weg erstreckt und einen Boden (30), geeignet in einen entsprechenden Längsträger (34) aufzunehmen besitzt umfasst, wobei der erste Arm (26, 28) einen Befestigungspunkt (42) definiert, der geeignet ist, einen lateralen Anschluss (44) drehbar zu halten, der den Arm (26, 28) mit einer Radlagerbaugruppen verbindet.
7. Aufhängungsbaugruppe (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelbauteil (12) einen im allgemeinen röhrenförmigen Bereich einschließt, der sich in einer Richtung rechtwinklig zu den Rahmenträgern (34) erstreckt.
8. Aufhängungsbaugruppe (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der allgemeinen röhrenförmige Bereich des Mittelbauteils (12) einen im Wesentlichen elliptischen Querschnitt besitzt.
9. Aufhängungsbaugruppe (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Endbauteil (14, 16) allgemein u-förmig ist und einen zweiten Arm (26, 28) aufweist, der vom ersten Arm (26, 28) durch einen Buchtbereich getrennt ist, wobei sich der zweite Arm (26, 28) vom Mittelbauteil (12) weg erstreckt und einen Boden (30), geeignet einen entsprechenden Längsträger (34) aufzunehmen einschließt.