DE102004011704B4 - Elastic suspension especially for fastening of exhaust gas system on floor of vehicle has force flux between component bearings extending through additional mass which forms rigid frame which encompasses bearings as captive lock - Google Patents

Elastic suspension especially for fastening of exhaust gas system on floor of vehicle has force flux between component bearings extending through additional mass which forms rigid frame which encompasses bearings as captive lock Download PDF

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Abstract

The elastic suspension (1), especially for the fastening of an exhaust gas system on the floor of a vehicle, has a spring arrangement of elastomer material (3) which elastically supports a bearing for a component to be supported in relation to a bearing for a supporting component. The force flux between the two bearings extends through an additional mass and is determined so that it lies below an exciting frequency range in which a transmission of vibrations between the bearings is prevented. The additional mass forms a rigid frame (2) which encompasses the two bearings (8,9) as a captive lock.

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Aufhängung, insbesondere zur Befestigung einer Abgasanlage am Fahrzeugboden eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The The invention relates to an elastic suspension, in particular for attachment an exhaust system on the vehicle floor of a motor vehicle, with the Features of the preamble of claim 1.

Derartige elastische Aufhängungen dienen zur Entkopplung des abzustützenden von dem abstützenden Bauteil, um eine Übertragung von Schwingungen zwischen diesen Bauteilen möglichst weitgehend zu verhindern.such elastic suspensions serve to decouple the supported from the supporting Component to a transmission to prevent vibrations between these components as much as possible.

Im Falle der Aufhängung einer Abgasanlage an einem Fahrzeugboden besteht beispielsweise die Gefahr, dass vom Motor angeregte Schwingungen und andere Bewegungen der Abgasanlage zu einer Anregung des Fahrzeugbodens führen. Hier geht es also insbesondere um die Unterdrückung einer Schwingungsübertragung von dem abzustützenden Bauteil auf das abstützende Bauteil. In anderen Fällen kann auch die Unterdrückung der Schwingungsübertragung in der umgekehrten Richtung von Interesse sein.in the Case of suspension an exhaust system on a vehicle floor is for example the danger that the vibrations excited by the engine and other movements the exhaust system lead to an excitation of the vehicle floor. Here So it is particularly about the suppression of vibration transmission from the component to be supported on the supporting one Component. In other cases can also be the suppression the vibration transmission be of interest in the reverse direction.

Eine elastische Aufhängung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der DE 44 39 631 A1 bekannt. Hier ist zur Verwirklichung eines Grundkonzepts, nach dem die Kopplungseigenfrequenz so tief abgestimmt wird, dass sie unterhalb des Erregerfrequenzbereichs liegt, innerhalb einer geschlossenen Außenkontur ein sich zwischen den beiden Lagern für das abstützende und das abzustützende Bauteil quer erstreckendes Verbindungsstück vorgesehen, in dem eine quaderförmige Zusatzmasse angeordnet ist. Bis auf die Zusatzmasse besteht die bekannte elastische Aufhängung aus Elastomerwerkstoff, der einen durch das Verbindungsstück in einen oberen Teil und einen unteren Teil unterteilten Ring ausbildet. Innerhalb des Rings sind aus dem Elastomerwerkstoff Lagerbuchsen für das abzustützende und das abstützende Bauteil ausgebildet, die in dem Verbindungsstück gegenüberliegenden Bereichen an den Innenumfang des Rings angesetzt sind. Die Zusatzmasse innerhalb des Verbindungsstücks steht senkrecht zu der Arbeitsrichtung der bekannten elastischen Aufhängung über den Ring und die Lagerbuchsen für das abzustützende und das abstützende Bauteil über. D.h., für die Zusatzmasse beansprucht das bekannte elastische Lager zusätzlichen Einbauraum. Weitere Nachteile der bekannten elastischen Aufhängung sind bezüglich seiner Verliergefahr gegeben. Bei Ausfall des Elastomerwerkstoffs der Federanordnung kann sowohl das abzustützende Bauteil herabfallen als auch die Zusatzmasse freigesetzt werden. Wenn dies bei einem mit hoher Geschwindigkeit fahrenden Kraftfahrzeug geschieht, ist hiermit ein hohes Gefährdungspotential verbunden. Zur genauen Abstimmung der Kopplungseigenfrequenz auf den Erregerfrequenzbereich ist in der DE 44 39 631 A1 angegeben, dass bei einem als besonders störend empfundenen Akustikbereich von etwa 600 bis 250 Hz eine Abstimmung der Kopplungseigenfrequenz auf etwa 60 Hz vorteilhaft ist. Ein Abstand der Kopplungseigenfrequenz zu dem Erregerfrequenzbereich wird nicht gefordert.An elastic suspension with the features of the preamble of claim 1 is known from DE 44 39 631 A1 known. Here is to implement a basic concept, according to which the coupling natural frequency is tuned so low that it is below the exciter frequency range, within a closed outer contour between the two bearings for the supporting and the component to be supported transversely extending connector provided in which a cuboid additional mass is arranged. Except for the additional mass is the known elastic suspension of elastomeric material, which forms a subdivided by the connector in an upper part and a lower part ring. Within the ring bearing bushes are formed from the elastomeric material for the supportive and the supporting member, which are set in the connecting piece opposite portions to the inner circumference of the ring. The additional mass within the connecting piece is perpendicular to the working direction of the known elastic suspension on the ring and the bushings for the supportive and the supporting component over. That is, for the additional mass claimed the known elastic bearing additional installation space. Other disadvantages of the known elastic suspension are given with respect to its Verliergefahr. In case of failure of the elastomeric material of the spring assembly, both the component to be supported fall down and the additional mass are released. If this happens at a high speed motor vehicle, this is associated with a high hazard potential. For accurate tuning of the coupling natural frequency to the excitation frequency range is in the DE 44 39 631 A1 indicated that in a perceived as particularly disturbing acoustic range of about 600 to 250 Hz, a vote of the coupling natural frequency to about 60 Hz is advantageous. A distance of the coupling natural frequency to the exciter frequency range is not required.

Aus der DE 197 48 824 A1 ist eine weitere elastische Aufhängung, insbesondere zur Befestigung einer Abgasanlagen am Fahrzeugboden eines Kraftfahrzeugs, bekannt, bei der es sich um ein sogenanntes Pendellager mit einer Schwenklagerbuchse für das abzustützende und einer Schwenklagerbuchse für das abstützende Bauteil, um die das Pendellager jeweils als Ganzes verschwenkt werden kann, handelt. Zwischen den beiden Schwenklagerbuchsen, die in der Arbeitsebene des Lagers in einem Rahmen eingeschlossen sind, wirkt eine Federanordnung aus Elastomerwerkstoff. Die beiden Schwenklagerbuchsen sind zumindest teilweise aus dem Elastomerwerkstoff der Federanordnung ausgebildet und jeweils gegenüber dem Rahmen elastisch abgestützt, wobei zwischen der Schwenklagerbuchse für das abzustützende Bauteil und dem Rahmen eine Teilfederanordnung mit Federarmen vorgesehen ist und wobei die Schwenklagerbuchse für das abstützende Bauteil durch Auskleidung einer Ausnehmung des Rahmens mit Elastomerwerkstoff ausgebildet ist. Der Kraftfluss zwischen den beiden Schwenklagerbuchsen führt somit über den Rahmen. Der Rahmen selbst ist im Gegensatz zu der Federanordnung aus Elastomerwerkstoff starr und kann als Gussteil aus Metall ausgebildet sein. Vorzugsweise besteht er aber aus Gewichts- und Kostengründen aus hartem Kunststoff. In jedem Fall ist seine Masse aufgrund einer viel härteren Ankopplung des Rahmens an das abstützende Bauteil als an das abzustützende Bauteil dem abstützenden Bauteil zuzurechnen und nicht als separate Masse zu sehen. Die Federanordnung der bekannten elastischen Aughängung ist zwar relativ weich. Dennoch wird sie in der Praxis so auf den jeweiligen Erregerfrequenzbereich abgestimmt, dass die Kopplungseigenfrequenz der Aufhängung für die elastische Kopplung zwischen dem Lager für das abzustützende Bauteil und dem Lager für das abstützende Bauteil weit oberhalb des Erregerfrequenzbereichs liegt, damit die bei der Kopplungseigenfrequenz auftretende starke Kopplung der beiden Lager für das abzustützende und das abstützende Bauteil nicht die eigentlich angestrebte Entkopplung stört. Der Rahmen dieser bekannten Aufhängung steht senkrecht zu deren Arbeitsebene nicht über die Lager für das abstützende und das abzustützende Bauteil über.From the DE 197 48 824 A1 is another elastic suspension, in particular for mounting an exhaust systems on the vehicle floor of a motor vehicle, known in which it is a so-called self-aligning bearing with a pivot bushing for supporting and a pivot bearing bushing for the supporting member to which the pendulum bearing can be pivoted as a whole , acts. Between the two pivot bushings, which are enclosed in the working plane of the bearing in a frame, acts a spring assembly of elastomeric material. The two pivot bushings are at least partially formed from the elastomeric material of the spring assembly and elastically supported relative to the frame, wherein between the pivot bearing bushing for the component to be supported and the frame a part spring arrangement is provided with spring arms and wherein the pivot bearing bushing for the supporting component by lining a recess of the Frame is formed with elastomeric material. The power flow between the two pivot bushings thus passes over the frame. The frame itself is in contrast to the spring assembly of elastomeric material rigid and may be formed as a casting of metal. Preferably, however, it consists of weight and cost reasons of hard plastic. In any case, its mass is due to a much harder coupling of the frame to the supporting component as attributable to the component to be supported the supporting component and not seen as a separate mass. Although the spring arrangement of the known elastic Aughängung is relatively soft. However, in practice, it is tuned to the respective excitation frequency range such that the coupling natural frequency of the suspension for the elastic coupling between the bearing for the component to be supported and the bearing for the supporting component is well above the exciter frequency range, so that the strong coupling occurring at the coupling natural frequency the two bearings for the supported and the supporting component does not interfere with the actually desired decoupling. The frame of this known suspension is not perpendicular to the working plane on the bearings for the supporting and the component to be supported.

Eine elastische Aufhängung, die der elastischen Aufhängung, die aus der DE 197 48 824 A1 bekannt ist, weitgehend ähnelt, ist aus der DE 203 04 481 U1 bekannt. Hier ist der Rahmen aus einem Abschnitt eines Leichtmetallstrangprofils ausgebildet. Zur Ausbildung des Lagers für das abstützende Bauteil ist dabei eine Ausnehmung des Rahmens bis auf eine Lageröffnung mit dem Elastomerwerkstoff der Federanordnung ausgefüllt.An elastic suspension that the elastic suspension from the DE 197 48 824 A1 is known, is largely similar, is from the DE 203 04 481 U1 known. Here, the frame is formed from a portion of a light metal extruded profile. To form the bearing for the supporting component while a recess of the frame is filled to a bearing opening with the elastomeric material of the spring assembly.

Aus der DE 199 06 259 A1 ist eine elastische Aufhängung für schwingende Bauteile, insbesondere eine Halteschlaufe für eine Kraftfahrzeugabgasanlage, bekannt, bei der eine Schlaufe zwei innen liegende Halteösen aufweist, die jeweils über mehrere Elastomerstege mit einem umgebenden Ringabschnitt der Schlaufe verbunden sind. Dabei ist die Aufhängung als Zwei-Massen-Federsystem ausgebildet, und zur Tilgung von Störschwingungen wird der Ringabschnitt der Schlaufe als Tilgermasse herangezogen. Das heißt, die Eigenfrequenz der Tilgermasse ist auf die Erregerfrequenz abgestimmt, bei der eine Übertragung von Schwingungen zwischen den beiden Halteösen zu vermeiden ist.From the DE 199 06 259 A1 is an elastic suspension for vibrating components, in particular a retaining loop for a motor vehicle exhaust system, known, in which a loop has two inner eyelets, which are each connected via a plurality of elastomeric webs with a surrounding ring portion of the loop. The suspension is designed as a two-mass spring system, and for the eradication of spurious vibrations of the ring portion of the loop is used as absorber mass. That is, the natural frequency of the absorber mass is tuned to the excitation frequency at which a transmission of vibrations between the two grommets is to be avoided.

AUFGABE DER ERFINDUNGTASK OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein andere praktische Umsetzungsmöglichkeit des aus der DE 44 39 631 A1 bekannten Schwingungsisolierungskonzepts aufzuzeigen, bei dem die eingesetzte Zusatzmasse besser in das Lager integriert ist und eine höhere Funktionalität aufweist.The invention is based on the object, another practical implementation possibility of the DE 44 39 631 A1 show known vibration isolation concept, in which the additional mass used is better integrated into the camp and has a higher functionality.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine elastische Aufhängung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der neuen Aufhängung sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 beschrieben.The The object of the invention is achieved by an elastic suspension the features of claim 1. Advantageous embodiments the new suspension are in the claims 2 to 8 described.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION THE INVENTION

Bei der neuen elastischen Aufhängung bildet die Zusatzmasse einen starren Rahmen aus. Neben der Funktion der Abstimmung der Kopplungseigenfrequenz erfüllt dieser starre Rahmen auch die Funktion einer Verliersicherung und zwar sowohl für das abzustützende Bauteil als auch für die Zusatzmasse selbst. Zu diesem Zweck umschließt der starre Rahmen sowohl das Lager für das abstützende als auch das Lager für das abzustützende Bauteil. Der starre Rahmen weist eine gewisse Erstreckung in der Arbeitsebene der elastischen Aufhängung auf. Die Zusatzmasse kann daher problemlos verteilt werden, ohne dass für sie in der Verwendung des neuen elastischen Lagers zusätzlicher Einbauraum in Anspruch genommen werden müsste. Im unmittelbaren Vergleich mit dem Stand der Technik gemäß der DE 44 39 631 A1 findet sich die Zusatzmasse bei der neuen elastischen Aufhängung nicht in einem quer zwischen den beiden Lagern verlaufenden Verbindungsstück sondern in einem beide Lager umschließenden Ring.In the new elastic suspension, the additional mass forms a rigid frame. In addition to the function of tuning the coupling natural frequency of this rigid frame also fulfills the function of a captive and both for the component to be supported as well as for the additional mass itself. For this purpose, the rigid frame encloses both the bearing for the supporting and the bearing for the supported component. The rigid frame has a certain extent in the working plane of the elastic suspension. The additional mass can therefore be easily distributed, without having to take additional installation space for them in the use of the new elastic bearing. In direct comparison with the prior art according to the DE 44 39 631 A1 the additional mass in the new elastic suspension is not found in a connecting piece extending transversely between the two bearings but in a ring enclosing both bearings.

Bei der neuen elastischen Aufhängung liegt die Kopplungseigenfrequenz für die elastische Kopplung zwischen dem Lager für das abzustützende Bauteil und dem Lager für das abstützende Bauteil unterhalb des Erregerfrequenzbereichs. Mit anderen Worten ist die Kopplungseigenfrequenz der neuen Aufhängung extrem tief abgestimmt. Mit gewissem Abstand nach unten zur Kopplungseigenfrequenz ist die Entkopplung zwischen dem abzustützenden Bauteil und dem abstützenden Bauteil ausnahmslos gut. Nach oben ist der abdeckbare Erregerfrequenzbereich unbegrenzt. Nach unten steigt die Kopplung zwischen den beiden Bauteilen mit einer Annäherung der Erregerfrequenz an die Kopplungseigenfrequenz an. Deshalb sollte ein klarer Abstand zwischen dem Erregerfrequenzbereich und der Kopplungseigenfrequenz eingehalten werden. Ausreichend ist hierbei in der Regel ein Abstand von wenigen Hertz, beispielsweise mindestens 10 Hz und/oder mindestens 10% der Kopplungseigenfrequenz.at the new elastic suspension is the coupling natural frequency for the elastic coupling between the warehouse for the component to be supported and the camp for the supporting one Component below the excitation frequency range. In other words the coupling natural frequency of the new suspension is extremely low tuned. With some distance down to the coupling natural frequency is the Decoupling between the to be supported Component and the supporting Component without exception good. Upwards is the coverable excitation frequency range unlimited. Downwards, the coupling between the two components increases with an approximation of Exciter frequency to the coupling natural frequency. That's why a clear distance between the exciter frequency range and the coupling natural frequency be respected. Adequate here is usually a distance of a few hertz, for example at least 10 Hz and / or at least 10% of the coupling natural frequency.

Bei einer Aufhängung für eine Abgasanlage mit einem typischen Erregerfrequenzbereich, dessen untere Grenze oberhalb 70 Hz liegt und häufig noch deutlich größer ist, liegen geeignete Kopplungseigenfrequenz für die neue Aufhängung typischerweise in dem Bereich von 20 bis 150 Hz.at a suspension for one Exhaust system with a typical exciter frequency range, the lower Limit is above 70 Hz and is often much larger, are suitable coupling natural frequency for the new suspension typically in the range of 20 to 150 Hz.

Die Kopplungseigenfrequenz der neuen Aufhängung sollte aber gleichzeitig mit Abstand oberhalb einer Schwingungseigenfrequenz des mit der Aufhängung befestigten abzustützenden Bauteils liegen. Diese Schwingungseigenfrequenz, d.h. die Eigenfrequenz des über die Aufhängung elastisch an das abstützende Bauteil angekoppelte abzustützende Bauteils, liegt im Fall einer Abgasanlage bei typischerweise 20 Hz.The Coupling natural frequency of the new suspension should but at the same time by far above a natural vibration frequency of the suspension attached to the be supported Component lie. This natural vibration frequency, i. the natural frequency of the over the suspension elastic to the supporting Component coupled to be supported Component, is typically 20 in the case of an exhaust system Hz.

Eine der Maßnahmen, mit denen neben der den Rahmen ausbildenden Zusatzmasse eine Absenkung der Kopplungseigenfrequenz erreichbar ist, um sie unter den Erregerfrequenzbereich zu bringen, besteht darin, die Shorehärte des Elastomerwerkstoffs der Federanordnung herabzusetzen. Es ist zwar bekannt, dass besonders weiche Federanordnungen bei gattungsgemäßen elastischen Aufhängungen zu einer besonders guten Entkopplung führen, doch reicht eine solche Weichheit der Federanordnung im üblichen Rahmen allein nicht aus, um die Kopplungseigenfrequenz der Aufhängung unter den Erregerfrequenzbereich zu bringen.A the measures, with which in addition to the frame forming additional mass a lowering the coupling natural frequency is reachable to bring it below the exciter frequency range To bring is the Shore hardness of the elastomeric material reduce the spring assembly. It is well known that especially soft spring arrangements in generic elastic suspensions lead to a particularly good decoupling, but such is sufficient Softness of the spring arrangement in the usual Frame alone is not sufficient to lower the coupling frequency of the suspension to bring the excitation frequency range.

Bei der neuen Aufhängung wird daher die Kopplungseigenfrequenz zumindest zu einem erheblichen Anteil durch eine große Masse des Rahmens nach unten abgestimmt ist. Mit der Masse des Rahmens, durch den der Kraftfluss zwischen den beiden Bauteilen hindurchläuft, kann die Kopplungseigenfrequenz der elastischen Aufhängung ganz erheblich herabgesetzt werden. Hierzu muss eine bewusste Abkehr von den Leichtbauanforderungen im Automobilbau gewagt werden. Ein schwerer Rahmen im Sinne der vorliegenden Erfindung kann nicht aus hartem Kunststoff oder dünnem Blech hergestellt werden. Vielmehr sind Massen in der Größenordnung von 100 g und mehr vorzusehen.The new suspension is therefore the Coupling natural frequency is coordinated at least to a considerable extent by a large mass of the frame down. With the mass of the frame, through which the power flow passes between the two components, the coupling natural frequency of the elastic suspension can be significantly reduced. For this purpose, a conscious departure from the lightweight construction requirements in the automotive industry must be dared. A heavy frame according to the present invention can not be made of hard plastic or thin sheet metal. Instead, masses of the order of 100 g and more are to be provided.

Besonders günstig ist es, wenn die Federanordnung der neuen elastischen Aufhängung zwei Teilfederanordnungen aufweist, von denen die eine zwischen dem Lager für das abzustützende Bauteil und dem Rahmen und die andere zwischen dem Rahmen und dem Lager für das abstützende Bauteil vorgesehen ist. Wenn der Rahmen derart zwischen diese beiden Teilfederanordnungen geschaltet ist, erfolgt die Schwingungsübertragung zwischen den beiden Bauteilen zunächst immer von dem einen Bauteil auf den Rahmen und dann von dem Rahmen auf das andere Bauteil. Damit wird deutlich, wie stark die Einflussmöglichkeit auf die Kopplungseigenfrequenz der gesamten elastischen Aufhängung durch die Masse des Rahmens ist. Weiterhin wird klar, dass der günstige Effekt einer Erhöhung der Masse des Rahmen aufgezehrt werden kann, wenn der Rahmen über die jeweilige Teilfederanordnung zu hart oder gar starr an eines der beiden Bauteile angekoppelt ist, so dass im Extremfall der Rahmen als Teil dieses Bauteils angesehen werden muss. Beide Teilfederanordnungen müssen daher vergleichsweise weich sein.Especially Cheap it is when the spring assembly of the new elastic suspension two part spring arrangements of which one between the bearing for the component to be supported and the frame and the other between the frame and the bearing for the supporting member is. If the frame so between these two part spring assemblies is switched, the vibration transmission between the two takes place Components first always from the one component to the frame and then from the frame on the other component. This makes it clear how strong the influence to the coupling natural frequency of the entire elastic suspension by the mass of the frame is. Furthermore, it becomes clear that the favorable effect an increase The mass of the frame can be consumed if the frame exceeds the respective Part spring arrangement too hard or even rigid on one of the two components is coupled, so that in an extreme case the frame as part of this Component must be considered. Both partial spring arrangements must therefore be comparatively soft.

So können beide Teilfederanordnungen mindestens zwei Federarme aufweisen, die sich von dem Lager für das abzustützende bzw. abstützende Bauteil innen von der Erregungshauptrichtung abweisenden Richtung bis zu dem Rahmen erstrecken.So can both partial spring arrangements have at least two spring arms, extending from the camp for the to be supported or supporting component inside from the excitatory main direction repellent direction up to extend the frame.

Überraschenderweise erfüllt der Rahmen der neuen elastischen Aufhängung seine Funktion als die Kopplungseigenfrequenz nach unten abstimmenden Zusatzmasse aber auch dann, wenn bei einer der beiden Teilfederanordnungen eine Ausnehmung des Rahmens bis auf eine Lageröffnung mit dem Elastomerwerkstoff ausgefüllt ist. Hieraus können sogar Vorteile bezüglich des Platzbedarfs für die elastische Aufhängung resultieren. Es versteht sich aber, dass auch bei dieser Ausführungsform der neuen elastischen Aufhängung beide Teilfederanordnungen so weich sein müssen, dass die Masse des Rahmens nicht weit überwiegend allein dem abzustützenden oder dem abstützenden Bauteilen zuzurechnen ist, wodurch sie nicht als die Kopplungseigenfrequenz der Aufhängung nach unten abstimmende Zusatzmasse wirken kann.Surprisingly Fulfills the frame of the new elastic suspension its function as the Coupling natural frequency down vote additional mass but even if in one of the two part spring arrangements a recess of the frame except for a bearing opening filled with the elastomeric material. From this you can even Advantages regarding the space required for the elastic suspension result. It is understood, however, that also in this embodiment the new elastic suspension both part spring arrangements must be so soft that the mass of the frame not far predominantly only to be supported or the supporting one Attributable to components, which does not qualify as the coupling natural frequency the suspension downward voting additional mass can act.

In der konkreten Ausbildung als Pendellager zur elastischen Befestigung einer Abgasanlage am Fahrzeugboden können für das abzustützende und abstützende Bauteil jeweils eine Schwenklagerbuchse für einen Befestigungsbolzen vorgesehen sein.In the concrete training as a pendulum bearing for elastic attachment an exhaust system on the vehicle floor can for the supported and supporting component in each case a pivot bearing bushing for a fastening bolt be provided.

Wie bereits angedeutet, wird die Zusatzmasse bei der neuen elastischen Aufhängung über die vergleichsweise große Erstreckung des Rahmens in der Arbeitsebene der elastischen Aufhängung so verteilt, dass kein zusätzlicher Einbauraumbedarf für die Zusatzmasse besteht. Insbesondere kann der Rahmen bei der neuen Aufhängung senkrecht zu der Arbeitsebene der Aufhängung maximal dieselbe Erstreckung aufweisen wie die Lager für das abzustützende und das abstützende Bauteil.As already indicated, the additional mass in the new elastic Suspension over the comparatively size Extension of the frame in the working plane of the elastic suspension so distributed that no additional Installation space required for the additional mass exists. In particular, the framework may be at the new suspension perpendicular to the working plane of the suspension at most the same extent like the camps for the to be supported and the supporting one Component.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENSUMMARY THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert und beschrieben, dabei zeigtin the The invention is based on a preferred embodiment further explained and described, shows

1 die elastische Aufhängung in einer Seitenansicht und 1 the elastic suspension in a side view and

2 die über der Frequenz F aufgetragene Kopplung K der elastischen Aufhängung gemäß 1, d.h. ihre Übertragungsfunktion. 2 the applied over the frequency F coupling K of the elastic suspension according to 1 , ie their transfer function.

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Die in 1 gezeigte elastische Aufhängung 1 weist einen Rahmen 2 auf, der aus einem Nichtleichtmetall ausgebildet ist. Die Umrisse des Rahmens 2 sind hier mit gestrichelten Linien wiedergegeben, weil der Rahmen 2 vollständig von einem Elastomerwerkstoff 3 überzogen ist. Der Elastomerwerkstoff 3 bildet dabei einen Korrosionsschutzüberzug 11 für den Rahmen 2 aus. Bedeutender ist aber, dass der Elastomerwerkstoff 3 innerhalb des Rahmens 2 eine Federanordnung 4 ausbildet. Zu der Federanordnung 4 gehören eine obere Teilfederanordnung 12 und eine untere Teilfederanordnung 5. Die obere Teilfederanordnung 12 ist in einer oberen allseitig von dem Rahmen 2 umschlossenen Ausnehmung 13 angeordnet. Sie stützt in der Ausnehmung 13 eine Schwenklagerbuchse 9 für einen hier nicht dargestellten Befestigungsbolzen als Teil eines abstützenden Bauteils ab. Die Schwenklagerbuchse 9 ist aus dem Elastomerwerkstoff 3 ausgebildet und definiert eine Schwenkachse 10. Unterhalb der Ausnehmung 13 ist eine weitere allseitig von dem Rahmen 2 umschlossene Ausnehmung 14 vorgesehen, in der kein Teil der Federanordnung 4 angeordnet ist. Die Ausnehmung 14 stellt vielmehr im Wesentlichen eine Variable dar. So kann ihre Querschnittsfläche verkleinert werden, um die Masse des Rahmens 2 zu erhöhen. Ihre obere Wandung kann nach unten gezogen werden, um die obere Ausnehmung 13 zu vergrößern. Ebenso kann ihre untere Wandung verlagert werden, um eine darunter liegende, untere Ausnehmung 15 zu verändern. In dieser Ausnehmung 15 ist die zweite Teilfederanordnung 5 angeordnet. die Teilfederanordnung 5 umfasst zwei Federarme 6, die eine Schwenklagerbuchse 8 gegenüber dem Rahmen 3 elastisch abstützen. Die Schwenklagerbuchse 8 ist auch hier wieder zumindest im Wesentlichen aus dem Elastomerwerkstoff 3 ausgebildet. Sie dient zur Aufnahme eines hier ebenfalls nicht dargestellten Befestigungsbolzens eines abzustützenden Bauteils und definiert eine Schwenkachse 7, die parallel zu der Schwenkachse 10 der Schwenklagerbuchse 9 verläuft. Indem er die beiden Lager 8 und 9 umschließt, bildet der Rahmen 2 eine Verliersichrung für das abzustützende Bauteil an dem abstützenden Bauteil und auch für sich selbst aus. Die Verliersicherung für den Rahmen selbst ist bei der neuen elastischen Aufhängung 1 besonders sinnvoll, da der Rahmen 2 hier aus nachstehend erläuterten Gründen eine vergleichsweise hohe Masse aufweist. Die elastische Abstützung der Schwenklagerbuchse 8 durch die Federarme 6 gegenüber dem Rahmen 2 ist vorwiegend in der Richtung des Abstands 16 zwischen den beiden Schwenkachsen 7 und 10 gegeben. Die Federarme 6 verlaufen quer zu diesem Abstand, der die Erregungshauptrichtung markiert, in der Schwingungen des abzustützenden Bauteils auftreten. Diese Schwingungen werden durch die Aufhängung 1 gedämmt, damit sie für einen möglichst geringen Anteil auf das abstützenden Bauteil übertragen werden. Bewegungen des abzustützenden Bauteils in horizontaler Richtung senkrecht zu der Schwenkachse 7 und dem Abstand 16 können durch eine Pendelbewegung der Aufhängung 1 um die Schwenkachse 10 und 7 aufgefangen werden.In the 1 shown elastic suspension 1 has a frame 2 on, which is formed of a non-light metal. The outlines of the frame 2 are reproduced here with dashed lines, because of the frame 2 completely made of an elastomeric material 3 is covered. The elastomer material 3 forms a corrosion protection coating 11 for the frame 2 out. But more important is that the elastomeric material 3 within the frame 2 a spring arrangement 4 formed. To the spring arrangement 4 include an upper part spring assembly twelve and a lower part spring assembly 5 , The upper part spring arrangement twelve is in an upper side of the frame 2 enclosed recess 13 arranged. It supports in the recess 13 a pivot bushing 9 for a fastening bolt, not shown here as part of a supporting component from. The pivot bushing 9 is made of the elastomeric material 3 formed and defines a pivot axis 10 , Below the recess 13 is another side of the frame 2 enclosed recess 14 provided, in which no part of the spring assembly 4 is arranged. The recess 14 Rather, it is essentially a variable. Thus, its cross-sectional area can be reduced to the mass of the frame 2 to increase hen. Its upper wall can be pulled down to the upper recess 13 to enlarge. Likewise, its lower wall can be displaced to an underlying lower recess 15 to change. In this recess 15 is the second part spring arrangement 5 arranged. the part spring arrangement 5 includes two spring arms 6 that has a pivot bushing 8th opposite the frame 3 elastically support. The pivot bushing 8th is again here at least substantially of the elastomer material 3 educated. It serves to receive a fastening bolt, also not shown here, of a component to be supported and defines a pivot axis 7 parallel to the pivot axis 10 the pivot bearing bush 9 runs. By holding the two camps 8th and 9 encloses, forms the frame 2 a Verliersichrung for the component to be supported on the supporting component and also for itself. The captive for the frame itself is the new elastic suspension 1 especially useful as the frame 2 Here, for reasons explained below has a comparatively high mass. The elastic support of the pivot bushing 8th through the spring arms 6 opposite the frame 2 is predominantly in the direction of the distance 16 between the two pivot axes 7 and 10 given. The spring arms 6 run transversely to this distance, which marks the excitation main direction occur in the vibrations of the component to be supported. These vibrations are caused by the suspension 1 insulated so that they are transferred to the supporting component for the lowest possible proportion. Movements of the component to be supported in the horizontal direction perpendicular to the pivot axis 7 and the distance 16 can by a pendulum motion of the suspension 1 around the pivot axis 10 and 7 be caught.

Eine Schwingung des abzustützenden Bauteils wird von seinem in den Schwenklagerbuchse 8 eingreifenden, hier nicht dargestellten Befestigungsbolzen auf die Schwenklagerbuchse 8 übertragen. Von der Schwenklagerbuchse 8 gelangen Schwingungsanregungen über die Federarme 6 der Teilfederanordnung 5 der Federanordnung 4 zu dem Rahmen 2. Dabei wird das Maß der Anregung des Rahmens 2 zu eigenen Schwingungen im Wesentlichen durch die Weichheit der Teilfederanordnung 5 und seine eigene Masse bestimmt. Je weicher die Teilfederanordnung 5 und je größer die Masse des Rahmens 2, desto geringer ist die Erregung des Rahmens 2 zu eigenen Schwingungen. Gleichzeitig wird durch diese Maßnahmen die Eigenfrequenz der Feder-Masse-Anordnung aus der Teilfederanordnung 5 und dem Rahmen 2 reduziert. Die Schwingungen, zu denen der Rahmen 2 angeregt wird, werden über die Teilfederanordnung 12 zu einem Teil auf die Schwenklagerbuchse 9 übertragen, die sie an den darin angeordneten Schwenkbolzen des abstützenden Bauteils weitergibt. Die effektive Erregung hängt wiederum von der Weichheit der Teilfederanordnung 12 ab. Die Masse des Rahmens 2 geht auch hierbei reduzierend in die Eigenfrequenz der Teilfederanordnung 12 ein. Auch beim Nachvollziehen der Schwingungsübertragung wird deutlich, dass der Rahmen 2 bei der elastischen Aufhängung 1 mit den Teilfederanordnungen 5 und 12 in Reihe geschaltet ist.A vibration of the component to be supported is transmitted from its into the pivot bushing 8th engaging, not shown fastening bolts on the pivot bearing bushing 8th transfer. From the pivot bushing 8th get vibration excitations via the spring arms 6 the part spring arrangement 5 the spring arrangement 4 to the frame 2 , In doing so, the measure of excitation of the frame becomes 2 to own vibrations essentially by the softness of the part spring assembly 5 and his own mass determined. The softer the part spring arrangement 5 and the larger the mass of the frame 2 The lower the excitement of the frame 2 to own vibrations. At the same time by these measures, the natural frequency of the spring-mass arrangement of the part spring assembly 5 and the frame 2 reduced. The vibrations to which the frame 2 is excited, are about the part spring assembly twelve to a part on the pivot bushing 9 transferred, which passes them to the arranged therein pivot pin of the supporting member. The effective excitation in turn depends on the softness of the part spring assembly twelve from. The mass of the frame 2 In this case, too, the reducing factor is the natural frequency of the part-spring arrangement twelve one. Even when tracing the vibration transmission it becomes clear that the frame 2 with the elastic suspension 1 with the part spring arrangements 5 and twelve is connected in series.

2 zeigt in einer vereinfachten, prinzipiellen Auftragung, wie bei der elastischen Aufhängung 1 gemäß 1 eine Kopplungseigenfrequenz KEF für die mit der elastischen Aufhängung 1 gegebene Kopplung zwischen den abzustützenden Bauteilen und dem abstützenden Bauteil auf einen Erregerfrequenzbereich EFB abgestimmt ist, in dem die relevanten Schwingungen des abzustützenden Bauteils in Richtung des Abstands 16 erfolgen. Aufgetragen ist die Kopplung K über der Frequenz F, wobei K das Verhältnis zwischen der Energie einer anregenden Schwingung zu der Energie der angeregten Schwingung sein kann. Auf der Frequenzachse ist die Kopplungseigenfrequenz mit KEF markiert. Zur KEF hin steigt der Wert der Kopplung K stark an. Mit Abstand unterhalb der KEF ist die Kopplung vergleichsweise klein. Dieser Bereich wird bei der neuen elastischen Aufhängung aber nicht genutzt, um die relevanten Schwingungen aus dem EFB zu entkoppeln. Hier liegt nur eine Schwingungseigenfrequenz SEF des mit der Aufhängung 1 elastisch an das abstützende Bauteil angekoppelten abzustützenden Bauteils. Hingegen liegt der Erregerfrequenzbereich EFB mit deutlichem Abstand zu der Kopplungseigenfrequenz KEF im Bereich höherer Frequenzen. Da der Erregerfrequenzbereich bei einer konkreten Anwendung einer elastischen Aufhängung 1 fest ist, kann er nur dadurch oberhalb der Kopplungseigenfrequenz angeordnet werden, dass die Kopplungseigenfrequenz KEF unter den Erregerfrequenzbereich EFB abgesenkt wird. Dies ist dadurch zu erreichen, dass die Teilfederanordnungen 5 und 12 gemäß 1 relativ weich abgestimmt werden und gleichzeitig die Masse des Rahmens 2 relativ groß gewählt wird. Wenn es die Platzverhältnisse zulassen, kann zu diesem Zweck auch die Teilfederanordnung 12 Federarme 6 aufweisen, wie sie in 1 nur bei der unteren Teilfederanordnung 5 vorgesehen sind. 2 shows in a simplified, principal application, as in the elastic suspension 1 according to 1 a coupling natural frequency KEF for those with the elastic suspension 1 given coupling between the components to be supported and the supporting member is tuned to an excitation frequency range EFB, in which the relevant vibrations of the component to be supported in the direction of the distance 16 respectively. Plotted is the coupling K over the frequency F, where K can be the ratio between the energy of a stimulating vibration and the energy of the excited vibration. On the frequency axis, the coupling natural frequency is marked with KEF. Towards the KEF, the value of the coupling K increases sharply. At a distance below the KEF, the coupling is comparatively small. However, this area is not used in the new elastic suspension to decouple the relevant vibrations from the EFB. Here is only one natural vibration frequency SEF of the suspension 1 elastically coupled to the supporting component to be supported component. On the other hand, the excitation frequency range EFB is at a considerable distance from the coupling natural frequency KEF in the range of higher frequencies. As the excitation frequency range in a specific application of an elastic suspension 1 is fixed, it can only be arranged above the coupling natural frequency, that the coupling natural frequency KEF is lowered below the excitation frequency range EFB. This is achieved in that the part spring arrangements 5 and twelve according to 1 be relatively soft and at the same time the mass of the frame 2 is chosen relatively large. If space permits, the partial spring arrangement can also be used for this purpose twelve spring arms 6 exhibit as they are in 1 only with the lower part spring arrangement 5 are provided.

11
Aufhängungsuspension
22
Rahmenframe
33
ElastomerwerkstoffElastomer material
44
Federanordnungspring assembly
55
TeilfederanordnungPart spring assembly
66
Federarmspring arm
77
Schwenkachseswivel axis
88th
SchwenklagerbuchsePivot bushing
99
SchwenklagerbuchsePivot bushing
1010
Schwenkachseswivel axis
1111
KorrosionsschutzüberzugCorrosion protection coating
1212
TeilfederanordnungPart spring assembly
1313
Ausnehmungrecess
1414
Ausnehmungrecess
1515
Ausnehmungrecess
1616
Abstanddistance
KEFKEF
KopplungseigenfrequenzCoupling natural frequency
EFBEFB
ErregerfrequenzbereichExcitation frequency range
SEFSEF
SchwingungseigenfrequenzNatural oscillation frequency

Claims (8)

Elastische Aufhängung (1), insbesondere zur Befestigung einer Abgasanlage am Fahrzeugboden eines Kraftfahrzeugs, mit einer Federanordnung (4) aus Elastomerwerkstoff (3), die ein Lager (8) für ein abzustützendes Bauteil gegenüber einem Lager (9) für ein abstützendes Bauteil elastisch abstützt, wobei eine resultierende elastische Kopplung zwischen dem Lager (8) für das abzustützende Bauteil und dem Lager (9) für das abstützende Bauteil eine Kopplungseigenfrequenz (KEF) aufweist, die unter Verwendung einer Zusatzmasse, an die die Federanordnung (4) derart angekoppelt ist, dass der Kraftfluss zwischen den beiden Lagern (8, 9) über die Zusatzmasse verläuft, so abgestimmt ist, dass sie unterhalb eines Erregerfrequenzbereichs (EFB) liegt, in dem eine Übertragung von Schwingungen zwischen den beiden Lagern (8, 9) zu verhindern ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse einen starren Rahmen (2) ausbildet, der die beiden Lager (8, 9) als Verliersicherung umschließt.Elastic suspension ( 1 ), in particular for fastening an exhaust system on the vehicle floor of a motor vehicle, with a spring arrangement ( 4 ) made of elastomeric material ( 3 ), which is a warehouse ( 8th ) for a component to be supported against a bearing ( 9 ) is resiliently supported for a supporting component, wherein a resulting elastic coupling between the bearing ( 8th ) for the component to be supported and the bearing ( 9 ) has a coupling natural frequency (KEF) for the supporting component, which, using an additional mass to which the spring arrangement ( 4 ) is coupled in such a way that the power flow between the two bearings ( 8th . 9 ) passes over the additional mass, is tuned so that it lies below an exciter frequency range (EFB), in which a transmission of vibrations between the two camps ( 8th . 9 ), characterized in that the additional mass is a rigid frame ( 2 ) training the two camps ( 8th . 9 ) encloses as loss prevention. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseigenfrequenz (KEF) der Aufhängung (1) mit einem Abstand von mindestens 10 Hz und/oder mindestens 10% der Kopplungseigenfrequenz unterhalb des Erregerfrequenzbereichs (EFB) liegt.Suspension according to claim 1, characterized in that the coupling natural frequency (KEF) of the suspension ( 1 ) is at a distance of at least 10 Hz and / or at least 10% of the coupling natural frequency below the excitation frequency range (EFB). Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseigenfrequenz (KEF) oberhalb einer Schwingungseigenfrequenz (SEF) des mit der Aufhängung (1) befestigten abzustützenden Bauteils liegt.Suspension according to one of claims 1 and 2, characterized in that the coupling natural frequency (KEF) above a natural vibration frequency (SEF) of the suspension ( 1 ) fastened component to be supported. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des Rahmens (2) mindestens 100 g, vorzugsweise mindestens 150 g, beträgt.Suspension according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mass of the frame ( 2 ) is at least 100 g, preferably at least 150 g. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (4) zwei Teilfederanordnungen (5, 12) aufweist, von denen die eine zwischen dem Lager (8) für das abzustützende Bauteil und dem Rahmen (2) und die andere zwischen dem Rahmen (2) und dem Lager (9) für das abstützende Bauteil vorgesehen ist, wobei mindestens eine der beiden Teilfederanordnungen (5, 12) mindestens zwei Federarme (6) aufweist, die sich von dem Lager (8) für das abzustützende oder abstützende Bauteil in von einer Erregungshauptrichtung abweichenden Richtungen bis zu dem Rahmen (2) erstrecken.Suspension according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spring arrangement ( 4 ) two partial spring arrangements ( 5 . twelve ), of which one between the bearing ( 8th ) for the component to be supported and the frame ( 2 ) and the other between the frame ( 2 ) and the warehouse ( 9 ) is provided for the supporting component, wherein at least one of the two part spring arrangements ( 5 . twelve ) at least two spring arms ( 6 ) extending from the bearing ( 8th ) for the component to be supported or supported in directions deviating from an excitation main direction up to the frame ( 2 ). Aufhängung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der anderen Teilfederanordnung (12) eine Ausnehmung (13) des Rahmens (2) bis auf eine Lageröffnung (9) mit dem Elastomerwerkstoff (3) ausgefüllt ist.Suspension according to claim 5, characterized in that in the other part spring arrangement ( twelve ) a recess ( 13 ) of the frame ( 2 ) except for a bearing opening ( 9 ) with the elastomer material ( 3 ) is filled out. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager für das abzustützende und das abstützende Bauteil jeweils eine Schwenklagerbuchse (8, 9) für einen Befestigungsbolzen aufweisen.Suspension according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bearings for the support and the supporting member each have a pivot bushing ( 8th . 9 ) for a fastening bolt. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) senkrecht zu einer Arbeitsebene der Aufhängung (1) maximal dieselbe Erstreckung aufweist wie die Lager (8, 9).Suspension according to one of claims 1 to 7, characterized in that the frame ( 2 ) perpendicular to a working plane of the suspension ( 1 ) has the same extension as the bearings ( 8th . 9 ).
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