DE10054323A1

DE10054323A1 - Batterie-Schwingungstilger

Info

Publication number: DE10054323A1
Application number: DE10054323A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hinz-Poecking; Joerg Vorpahl; Kai Reinke; Martin Knoblauch
Original assignee: Carl Freudenberg KG; Volkswagen AG
Current assignee: Carl Freudenberg KG; Volkswagen AG
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2020-11-03
Also published as: DE10054323B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Batterie-Schwingungstilger, mit einer Aufnahmeeinrichtung für die Batterie, die in einer fahrzeugfesten Halterung mit Entkopplungselementen aufgehängt ist, wobei diese jeweils zwischen zwei sich in der Z-Richtung erstreckenden Wandungsbereichen der Aufnahmeeinrichtung und der Halterung angeordnet sind. Sie löst die Aufgabe, einen derartigen Batterie-Schwingungstilger so zu gestalten, daß insbesondere Torsionsschwingungen des Fahrzeugaufbaus reduziert werden. Dazu ist auf jeder Batterieseite ein Entkopplungselement (5) angeordnet und jedes Entkopplungselement (5) ermöglicht eine Bewegung der Aufnahmeeinrichtung (1) gegenüber der Halterung (4) in der Z-Richtung und unterbindet weitestgehend eine Bewegung quer zu dieser.

Description

Die Erfindung betrifft einen Batterie-Schwingungstilger zur Verhinderung von Schwingungen einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere bei einem PKW.

Es ist bekannt, daß Fahrzeugkarosserien zu Schwingungen neigen, zu denen diese sowohl vom Fahrwerk als auch von der antreibenden Brennkraftmaschine angeregt werden und die von einem Fahrzeuginsassen als sehr unangenehm und damit komfortmindernd empfunden werden. Diesen Schwingungen wird durch eine entsprechende Auslegung von Aggregatlagern begegnet, aber auch durch Schwingungsenergie aufnehmende Zusatzmassen, die entweder im Vorder- oder im Hinterwagen elastisch befestigt werden. Diese Maßnahmen sind jedoch in ihrer Wirkung begrenzt, wegen des zusätzlichen Raumbedarfs nachteilig und wegen der Erhöhung des Fahrzeuggewichtes unerwünscht. Deshalb ist schon vorgeschlagen worden, im Fahrzeug vorhandene Massen als Schwingungstilger zu verwenden, insbesondere die Fahrzeugbatterie (Batterie) mit ihrem hohen Raumgewicht. Eine Lösung sieht vor, die Batterie an einer Aufnahme zu befestigen, vorzugsweise im Kofferraum, die an einer Seite um eine fahrzeugseitig horizontale Achse schwenkbar und an der gegenüberliegenden Seite vermittels eines Schwimmkörpers in einer Ölwanne schwimmend gelagert ist, so daß sich die Aufnahme mit der Batterie im wesentlichen in Z-Richtung, hydraulisch gedämpft, bewegen kann.

Eine andere Lösung, Gegenstand der DE 43 40 007 A1, sieht vor, die Batterie auf einer fahrzeugseitig elastisch abgestützten und entsprechend ausgelegten Aufnahme anzuordnen, die ein entsprechend ausgelegtes elastisches Verbindungsglied zwischen der Batterie und der unerwünschte Schwingungen ausführenden Fahrzeugkarosserie oder Teilen von dieser bildet, wobei die Aufnahme zusammen mit der Batterie eine störenden Schwingungen entgegenwirkende Tilgeranordnung bildet. Dabei kann das elastische Verbindungsglied Schraubenfedern aufweisen, die zusammen mit der Batterie ein auf die störenden Schwingungen frequenzseitig abgestimmtes Tilgersystem bilden. Anstelle der Schraubenfedern können auch Formkörper aus einem geeigneten elastischen Material verwendet werden. Auch kann die Batterie in einer gehäuseartigen Aufnahme allseitig in elastischem Material gelagert sein.

In der JP 21 97 446 ist ein Batterie-Schwingungstilger beschrieben, bei dem die Batterie lösbar in einer U-förmigen Aufnahme befestigt ist, die an elastischen Körpern in einer fahrzeugfesten U-förmigen Wanne im Frontend aufgehängt ist, wobei die Körper in horizontaler Ebene zwischen den Schenkeln der beiden U-Profile angeordnet und allseitig elastisch sind, so daß sich der Fahrzeugaufbau relativ zur Batterie in jeder Fahrzeugachse bewegen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Batterie-Schwingungstilger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß insbesondere Torsionsschwingungen des Fahrzeugaufbaus reduziert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Batterie-Schwingungstilger nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Batterie-Schwingungstilger, bei dem die Batterie mit einer Aufnahmeeinrichtung für diese in einer fahrzeugfesten Halterung mit Entkopplungselementen aufgehängt ist, die jeweils zwischen zwei sich in der Z-Richtung erstreckenden Wandungsbereichen der Aufnahmeeinrichtung und der Halterung angeordnet sind, auf jeder Batterieseite ein Entkopplungselement angeordnet ist und jedes Entkopplungselement so gestaltet ist, daß es eine Bewegung der Aufnahmeeinrichtung gegenüber der Halterung in der Z-Richtung ermöglicht und quer zu dieser weitestgehend unterbindet. Damit ist ein Batterie-Schwingungstilger gegeben, der eine Relativbewegung der aus der Batterie und der Aufnahmeeinrichtung gebildeten Tilgermasse gegenüber dem Fahrzeugaufbau quer zur Z-Richtung verhindert und sich die Tilgermasse nur in dieser bewegen kann. Torsionsschwingungen des Fahrzeugaufbaus, wie sie insbesondere bei Cabrios auftreten, können damit erheblich reduziert werden. Dadurch, daß die Entkopplungselemente auf jeder Batterieseite vorgesehen sind, sind weitere Anschlag- oder Führungselemente entbehrlich.

Die Entkopplungselemente können so gestaltet sein, daß diese einen festen Rahmen zur Anordnung an der Halterung oder der Aufnahmeeinrichtung und ein zentral innerhalb des Rahmens angeordnetes Verbindungsmittel zur Anordnung an der jeweils anderen Komponente aufweisen. Zwischen dem Verbindungmittel und dem Rahmen sind in einer Richtung quer zur der Richtung, die im Fahrzeug in der Z-Richtung ausgerichtet ist, elastische Federmittel angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindungsmittel eine Aufnahmebuchse für einen an einer der beiden Komponenten, vorzugsweise der Aufnahmeeinrichtung für die Batterie, angeordneten Lagerzapfen. Der Rahmen und das Verbindungsmittel sind vorteilhaft aus Aluminium gefertigt, um den elastischen Federmitteln jeweils ein stabiles Widerlager und dem Entkopplungselement die nötige Festigkeit zur Übertragung von Schwingungsenergie bei Geringhaltung seines Eigengewichtes zu geben.

Als elastische Federmittel können quer zur vorgesehenen Z-Richtung zwei speichenartige, um 180° an dem Verbindungsmittel versetzt angeordnete Elemente aus einem elastischen Material eingesetzt sein, wobei die vorzugsweise aus Gummi bestehenden Elemente mit dem Rahmen und dem Verbindungsmittel stoffschlüssig verbunden sind, insbesondere anvulkanisiert sind.

Zur Verhinderung einer übermäßigen Bewegung des Verbindungsmittels in Z-Richtung sind am Rahmen zwei eine solche Bewegung begrenzende elastische Anschlagelemente, insbesondere aus einem stark energieabsorbierenden Material, angeordnet. Diese sind am Rahmen ebenfalls anvulkanisiert.

Damit auf jeder Batterieseite ein Entkopplungselement angeordnet sein kann, haben die Aufnahmeeinrichtung und die Halterung die Form einer rechteckigen Wanne. Bevorzugt sind die Entkopplungselemente zwischen diesen beiden Wannen an wenigstens zwei gegenüberliegenden Wandungspaaren außermittig, und zwar im gleichen Uhrzeigersinn versetzt, angeordnet. Auf diese Weise wird eine größere Dämpfungs- und Führungswirkung quer zur Z-Richtung erzielt. Bevorzugt sind die Entkopplungselemente in derselben X-Y-Ebene, insbesondere im wesentlichen in der Schwerpunktebene der aus der Aufnahmeeinrichtung und der Batterie gebildeten Tilgermasse, angeordnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen schematisch:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht eines Batterie-Schwingungstilgers,

Fig. 2: eine Draufsicht auf diesen und

Fig. 3: ein Entkopplungselement in perspektivischer Ansicht.

Fig. 1 zeigt einen aus einer wannenförmigen Aufnahmeeinrichtung 1 für eine lösbar in dieser befestigbaren Batterie 2 und einer an einem Längsträger 3 in einem Kraftfahrzeug fahrzeugfest angeordneten wannenförmigen Halterung 4 sowie vier Entkopplungselementen 5 gebildeten Batterie-Schwingungstilger. Die Entkopplungselemente 5 sind auf jeder Batterieseite zwischen den Wandungen der Aufnahmeeinrichtung 1 und der Halterung 4 angeordnet und mit diesen verbunden und tragen die Aufnahmeeinrichtung 1, deren Bodenplatte 6 (Fig. 2) einen Abstand A von der Bodenplatte 7 der Halterung 4 hat, der eine Relativbewegung der Aufnahmeeinrichtung 1 zur Halterung 4 in Z-Richtung zuläßt. Ein Entkopplungselement 5, dargestellt in Fig. 3, weist einen festen Rahmen 8 aus Al und eine zentral innerhalb desselben angeordnete Lagerbuchse 9 aus Aluminium und zwischen diesen zwei speicherartige, um 180° gegenüber der Lagerbuchse 9 versetzt angeordnete Blöcke 10 aus Gummi und zwei quer zu diesen am Rahmen 8 anvulkanisierte Anschlagelemente 11 aus Polyurethan auf. Die vier Entkopplungselemente 5 sind, wie in Fig. 2 in der Draufsicht zu sehen ist, jeweils außermittig und im gleichen Uhrzeigersinn versetzt im Eckenbereich der Wandungen der Halterung 4 und der Aufnahmeeinrichtung 1 angeordnet. Dabei ist die Anordnung ist so vorgenommen, daß die Entkopplungselemente 5 mit ihrem Rahmen 8 an der Wandung der Halterung 4 angeschraubt sind (nicht dargestellt), und in ihre Lagerbuchse 9 jeweils ein an der Aufnahmeeinrichtung 1 angeordneter Lagerzapfen 12 eingreift, wobei die Lagerzapfen 12 in der Schwerpunktebene der durch die Aufnahmeeinrichtung 1 und die Batterie 2 gebildeten Tilgermasse angeordnet sind. Dabei erstrecken sich die Blöcke 10 in der X-Y-(Schwerpunkt-)Ebene und die Anschlagelemente 11 in der Z-Richtung. Damit ist eine Relativbewegung der aus der Aufnahmeeinrichtung 1 und der Batterie 2 gebildeten Tilgermasse gegenüber der Halterung 4 in der X-Y-Ebene weitestgehend unterbunden, wobei sich die Dämpfungswirkung der beiden Blöcke 10 addiert. Eine Relativbewegung der Tilgermasse in der Z-Richtung ist durch die elastische Aufhängung der Lagerbuchse 9 an den Blöcken 10 zwischen den Anschlagelementen 11 ermöglicht.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Aufnahmeeinrichtung

2

Batterie

3

Längsträger

4

Halterung

5

Entkopplungselement

6

Bodenplatte

7

Bodenplatte

8

Rahmen

9

Lagerbuchse

10

Block

11

Anschlagelement

12

Lagerzapfen
A Abstand

Claims

1. Batterie-Schwingungstilger, mit einer Aufnahmeeinrichtung für die Batterie, die in einer fahrzeugfesten Halterung mit Entkopplungselementen aufgehängt ist, wobei diese jeweils zwischen zwei sich in der Z-Richtung erstreckenden Wandungsbereichen der Aufnahmeeinrichtung und der Halterung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Batterieseite ein Entkopplungselement (5) angeordnet ist, und daß jedes Entkopplungselement (5) eine Bewegung der Aufnahmeeinrichtung (1) gegenüber der Halterung (4) in der Z-Richtung ermöglicht und quer zu dieser weitestgehend unterbindet.

2. Batterie-Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungselemente (5) einen festen Rahmen (8) zur Anordnung an der Halterung (4) oder der Aufnahmeeinrichtung (1) und ein zentral innerhalb des Rahmens (8) angeordnetes Verbindungsmittel (Lagerbuchse 9) zur Anordnung an der jeweils anderen Komponente (1; 4) aufweisen, und daß elastische Federelemente (Blöcke 10) zwischen dem Verbindungsmittel (Lagerbuchse 9) und dem Rahmen (8) quer zur Z-Richtung angeordnet sind.

3. Batterie-Schwingungstilger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel eine Aufnahmebuchse 9 für einen Lagerzapfen (12) ist.

4. Batterie-Schwingungstilger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (8) und das Verbindungsmittel (Lagerbuchse 9) aus Aluminium gefertigt sind.

5. Batterie-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Federelemente (Blöcke 10) zwei speichenartige, um 180° an dem Verbindungsmittel versetzt angeordnete Blöcke (10) aus einem elastischen Material sind.

6. Batterie-Schwingungsdämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Rahmen (8) zwei eine Bewegung des Verbindungsmittels (Lagerbuchse 9) in Z-Richtung begrenzende elastische Anschlagelemente (11), insbesondere aus einem stark energieabsorbierenden Material, angeordnet sind.

7. Batterie-Schwingungstilger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (1) und die Halterung (4) die Form einer rechteckigen Wanne aufweisen, und daß wenigstens zwei an einander gegenüberliegenden Wandungen der Halterung (4) und der Aufnahmeeinrichtung (1) angeordnete Entkopplungselemente (5) außermittig und im gleichen Uhrzeigersinn versetzt angeordnet sind.

8. Batterie-Schwingungstilger nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungselemente (5) mit ihrem Verbindungsmittel (Lagerbuchse 9) in derselben X-Y-Ebene angeordnet sind.

9. Batterie-Schwingungstilger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die X-Y-Ebene im wesentlichen die Schwerpunktebene der aus der Aufnahmeeinrichtung (1) und der Batterie (2) gebildeten Tilgermasse ist.

10. Batterie-Schwingungstilger nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Federelemente (Blöcke 10) mit dem Rahmen (8) und dem Verbindungsmittel (Lagerbuchse 9) stoffschlüssig verbunden, insbesondere einvulkanisiert, sind.

11. Batterie-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (2) in der Aufnahmeeinrichtung (1) lösbar befestigt ist, vorzugsweise mit Klemmelementen.