双轮辙车辆的被电动驱动的车轴的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种双轮辙车辆的被电动驱动的车轴，该车轴包括配置给车轮（21、22）的驱动轴（23、24）以及轴支座（10），该轴支座具有多个固定在其上的引导车轮的导杆（3～7），至少电动机（1）或轴变速器固定在轴支座（10）上，并且另外壳体（11）固定在轴支座（10）上或以基体形式构成轴支座（10）的组成部分，所述壳体包含为电动机（1）或为通过轴变速器与驱动轴连接的驱动电动机提供电能的元件。所述壳体（11）在侧视图中构造为阶梯状的并且由上壳（11b）和下壳（11a）构成，所述上壳和下壳的分界面（11c）朝向车辆后侧升高地延伸。
【专利说明】双轮辙车辆的被电动驱动的车轴
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双轮辙车辆的被电动驱动的车轴，包括配置给车轮的驱动轴以及轴支座，该轴支座具有多个固定在其上的引导车轮的导杆，至少电动机或轴变速器固定在轴支座上，并且另外壳体固定在轴支座上或以基体形式构成轴支座的组成部分，所述壳体包含为电动机或为通过轴变速器与驱动轴连接的驱动电动机提供电能的元件。这种车轴在未在先公开的德国专利申请DE102010043901中示出。
【背景技术】
[0002]众所周知，为非轨道的通过电动机驱动的车辆提供足够的电能在所需结构空间方面构成一个重大挑战，因为蓄电池的蓄能密度显著小于用于液体燃料如汽油或柴油的燃料箱的蓄能密度。出于这一原因已经提出将体积相对大的壳体适合地集成到轴支座中，该壳体容纳用于提供电能的元件并且所述元件除蓄能元件外还可包括相配的用于供应尤其是驱动电动机(=电动机)的功率电子装置。
【发明内容】
[0003]在进一步实现该基本思想时本发明提出一种针对根据权利要求1前序部分的被电动驱动的车轴在结构空间需求方面优化的布置。
[0004]该任务的解决方案的特征在于，所述壳体在侧视图中构造为阶梯状的并且由上壳和下壳构成，所述上壳和下壳的分界面朝向车辆后侧升高地延伸。有利的扩展方案为从属权利要求的内容。
[0005]借助阶梯状的造型一一通过其在一定程度上形成多个台阶——考虑了蓄电池常见的结构形状。蓄电池大多构成长方体形的结构单元，可这样简单地选择蓄电池的尺寸，使得它们可在无明显结构空间损失的情况下插入所述壳体的在下文中所谓的台阶中。基于朝向车辆后侧升高的走向，可简单地在位于更后侧的台阶下方适合地安装至少电动机驱动单元的组成部分，其包括一个或两个电动机、另外通常还包括变速器并且在仅一个电动机的情况下还包括差速器，当然，从该电动机驱动单元伸出的车轮驱动轴也位于后侧台阶下方的区域中。但在此也可紧邻车轴并且因此在后侧“台阶”下方仅设置轴变速器，通过该轴变速器，设置在其它适合位置上的并且经由轴与轴变速器连接的驱动电动机驱动车轮驱动轴。
[0006]借助另外提出的以上壳和下壳形式的壳体造型不仅可实现壳体本身的刚性设计而且也可实现部分由该壳体构成的轴支座的刚性设计并且可通过有利地延伸的分界面访问设置在壳体内的元件。
[0007]优选在根据本发明的车轴上设置至少一个前横梁和一个通过车辆中心平面的在较大车辆宽度上延伸的后横梁，在各横梁的两个端部区域中设置用于将车轴连接到车身上的轴承。由此可实现高的扭转刚度。在车辆纵向上看，容纳用于提供电能的元件的壳体本身在一定程度上构成轴支座的纵梁，通过该纵梁使轴支座的上述横梁彼此刚性连接。另外，可在壳体的基本上沿车辆纵向定向的两侧上设置成型件，所述成型件至少在一部分壳体长度上延伸并且固定在两个横梁中的至少一个横梁上。由此可进一步提高轴支座的刚度。此夕卜，可在所述侧面成型件上固定车轴的其它元件、例如引导车轮的导杆。导杆也可通过所谓的轴承接板或类似物固定在所述壳体上和/或所述横梁之一上。
[0008]已经提到优选设置在所述横梁端部区域中的轴承(又称为轴支座轴承)用于将根据本发明的车轴连接到车身上。为此优选设置弹性(橡胶)轴承，其可被额外液压减震。在此已表明，可借助沿车辆纵向的液压减震轴承有效减少根据本发明的车轴或者说相应的所谓车轴模块和车身之间出现的整个单元的固有共振。
[0009]优选车辆的驱动电动机或至少电驱动单元的组成部分一其还可包括设置在电动机下游的变速器和差速器，后者也许结合到在当今汽车上常见的轴变速器中——也通过弹性轴承固定在根据本发明的轴支座上。优选为此设置三个支承位置，其中两个在驱动单元(以与变速器耦联的电动机的形式或当电动机设置在其它位置时以轴变速器的形式)的朝向一个车辆纵向侧的一侧上尽可能远地彼此间隔开，使得这两个轴承能够尽可能好地支撑电动机驱动力矩。第三个轴承优选在驱动单元或轴变速器的另一侧上设置得尽可能靠中心或者说靠近驱动单元的重心并且尤其是设计用于承受重力，在此时当第三轴承被液压减震时，可有效限制(电)驱动单元相对于车轴的固有振动。
[0010]基于所述壳体的向后升高并且因此沿车辆行驶方向向前更低的、即距离路面的高度相对小的造型，在具有根据本发明的车轴的车辆上可相对简单地在所述前侧的壳体区域中设置用于液体燃料的燃料箱并且因此在追尾的情况下可很好地保护它。所述燃料箱可供应例如替换的内燃机式车辆驱动装置，该驱动装置例如可作用于车辆的另一车轴。优化结构空间需求地，这种燃料箱可局部地包围沿行驶方向最前面的由壳体构成的台阶。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]附图示出根据本发明的车辆后轴的实施例，更确切地说，图1为从斜上方看的透视图，图2为从下方看的另一透视图，图3为车辆中心区域的纵剖面图，图4为侧视图，图5为仰视图并且图6为俯视图，其中车辆行驶方向分别以箭头F示出。
【具体实施方式】
[0012]所示出的双轮辙车辆的后轴借助电动机I驱动或者说该车轴的两个车轮可借助电动机I通过相配的驱动轴23或24驱动,所述车轮在附图中通过相应制动盘来表示(制动盘21位于车辆左侧并且制动盘22位于车辆右侧)。驱动轴23、24从集成有差速器的变速器2伸出，所述变速器在功能和空间上连接到设置在后轴区域中的电动机I的输出小齿轮Ia上。但驱动电动机也可与此不同地设置。
[0013]两个车轮、更确切地说车轮的轮架25——如通常那样相应制动盘21或22围绕其旋转轴线可转动地支承在轮架上——分别通过总共五个引导车轮的导杆3、4、5、6、7被引导，所述导杆以其背离轮架25的端部铰接在整体上用附图标记10表示的轴支座上。在下面还将详细描述的轴支座10的一个重要组成部分是壳体11，在该壳体中设置附图中未示出的用于为电动机I提供电能的元件。轴支座10的另一重要组成部分是四个轴支座轴承12a?12d，所述轴支座轴承在车辆两侧沿行驶方向F看分别位于那里的轮架25的前方和后方并且沿车辆横向看相对靠外、即与车辆中心平面间隔开，但以一定程度位于轮架25内。在此所述轴支座轴承12a、12b、12c、12d设置在横梁13、14 (前横梁13、后横梁14)的端部上，通过这些轴支座轴承，轴支座10支承在车身上或者说车身结构部分地区支承在轴支座10上，所述横梁是轴支座10的组成部分并且沿车辆横向在车轴很宽的范围上延伸。
[0014]弹簧减振器单元8以其下端部支承在五个引导车轮的导杆之一即下侧横导杆4上，在下侧横导杆后方设置转向横拉杆5并且在其前方设置另一处于下侧导杆平面中的导杆3并且在其上方设置另外两个处于上侧导杆平面中的导杆6、7，车身部分支承在弹簧减振器单元的相反的上端部上。作为对于本发明而言并不重要的另一弹簧元件在图2、4和5中在左侧和右侧车轮悬架之间还设有常见的横向稳定器9。
[0015]如上所述，轴支座10还包括壳体11，在该壳体中设置蓄能元件以及其它用于以电能供应电动机I的元件、也设置所谓的功率电子装置。尤其由图1?3可见，壳体11构造成阶梯状的并且在一定程度上具有部分台阶状紧挨排列的长方体的形状(术语“长方体”在此并非按字面理解为严格的几何意义，而是仅近似地表示形状)，由此在一定程度上存在台阶并且形成向后朝向车辆后侧(并且因此逆着行驶方向F)升高的阶梯。因此，相对于沿行驶方向F靠前的台阶，在后侧台阶下方在壳体11下方存在自由空间。在该自由空间中并且因此在壳体11的后侧台阶下方另外设置电动机I和变速器2。由电动机I和变速器2构成的结构单元在此通过总共三个驱动单元轴承31支承，在图2、3中只能看到其中两个并且一个固定在后横梁14下侧上并且另一个固定在构成单元的壳体11的下排长方体的最后面长方体的垂直后壁上。
[0016]如上所述，壳体11构成单元，即并非按字面为各个长方体的组合物，尽管使用术语“紧挨排列的长方体”来表示壳体11的形状。壳体11例如可构造为铝压铸件并且可分开或可打开，以便能够安装和维修设置在壳体11中的元件。在此意义中，壳体11由一个盆状下壳Ila和一个盖上的同样盆状的上壳Ilb构成，它们在一个作为“盆边缘”环绕的分界面Ilc中接合。由图1和4可见，该分界面Ilc具有从前向后升高的走向，在当前该走向甚至是直线连续的，但并非必须如此。
[0017]在壳体11的两个侧表面上、即在车辆的左侧和右侧上在壳体后侧区域中局部地法兰连接图2和5可见的浇铸成型件15，所述浇铸成型件在驱动单元(电动机I和变速器2)区域中比壳体11更加向下、即朝向路面延伸。所述成型件为整个结构赋予更高的刚度，尤其是通过使左侧和右侧成型件15经由一个横臂16彼此支撑。每个成型件15还固定在后横梁14上。当然，壳体11和每个横梁13、14之间也适合地相互固定，以便获得自身抗弯和抗扭的轴支座10，该轴支座包括所述构件11?16。在此出于完整性要指出，后横梁14沿垂直方向看比前横梁13更加远离路面。
[0018]再次回到引导车轮的导杆3?7的铰接，前侧下导杆3在车辆左侧铰接在壳体11上并且在车辆右侧通过设置在那里的轴承接板铰接在前横梁13上，而下侧中间导杆4铰接在相应的成型件15上并且转向横拉杆5通过轴承接板铰接在为此适合地构造的后横梁14上。上侧前导杆6铰接在前横梁13上并且上侧后导杆7以相同方式通过轴承接板(=支承座)铰接在壳体11上(尤其参见图1、6)。
[0019]如果车辆除该具有电动机驱动装置的车轴外还设有另一以内燃机形式的驱动总成并且该驱动总成例如可驱动前轴，则可沿行驶方向F在在此所显示并且所描述的车轴前方设置用于供应车辆上的内燃机的燃料箱。在此该仅部分显示的并且以附图标记32表示的燃料箱可局部地包围沿行驶方向F最前面的由壳体11构成的台阶。
【权利要求】
1.双轮辙车辆的被电动驱动的车轴，该车轴包括配置给车轮(21、22)的驱动轴(23、24)以及轴支座(10)，该轴支座具有多个固定在其上的引导车轮的导杆(3?7)，至少电动机(I)或轴变速器固定在轴支座(10 )上，并且另外壳体(11)固定在轴支座(10 )上或以基体形式构成轴支座(10)的组成部分，所述壳体包含为电动机(I)或为通过轴变速器与驱动轴连接的驱动电动机提供电能的元件，其特征在于，所述壳体(11)在侧视图中构造为阶梯状的并且由上壳(Ilb)和下壳(Ila)构成，所述上壳和下壳的分界面(Ilc)朝向车辆后侧升高地延伸。
2.根据权利要求1的车轴，其特征在于，设置一个连续的前横梁(13)和一个连续的后横梁(14)，在各横梁的两个端部区域中设置用于将车轴连接到车身上的轴承(12a?12d)。
3.根据权利要求1或2的车轴，其特征在于，在壳体(11)的基本上沿车辆纵向定向的两侧上设置成型件(15)，所述成型件至少在一部分壳体长度上延伸并且固定在两个横梁中的至少一个横梁(14)上。
4.根据上述权利要求之一的车轴，其特征在于，所述电动机(I)与连接在下游的变速器(2)—起在中间连接有弹性轴承(31)的情况下固定在由壳体(11)构成的后侧台阶的下侧区域中。
5.根据上述权利要求之一的车轴，其特征在于，引导车轮的导杆(3、4、5、6、7)通过轴承接板固定在壳体(11)上和/或所述横梁(13、14)之一上和/或所述侧面成型件(15)之—上。
6.根据上述权利要求之一的车轴，其特征在于，安装在车辆中的燃料箱(32)局部地包围沿行驶方向最前面的由壳体(11)构成的台阶。
【文档编号】B60K1/04GK103596788SQ201280028455
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年7月17日 优先权日:2011年8月30日
【发明者】A·格勒塞尔, S·克勒文德, A·施滕岑伯格 申请人:宝马股份公司