DE102005023265A1

DE102005023265A1 - Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung eines Antriebsaggregates

Info

Publication number: DE102005023265A1
Application number: DE200510023265
Authority: DE
Inventors: Stefan Rugies; Stefan Vollmann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2025-05-21
Also published as: DE102005023265B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung eines Antriebsaggregates in einem frontgetriebenen Kraftfahrzeug mit frontseitigem Antriebsaggregat, mit mehreren zwischen dem Aufbau des Kraftfahrzeuges und Aggregateaufnahmen angeordneten, schwingungsdämpfenden Lagern und einer Nickschwingungen des Antriebsaggregates entgegenwirkenden Drehmomentstütze. Zur Erzielung einer funktionell günstigen und eine aufbauseitig steife Anbindung sicherstellenden Lagerung ist die Drehmomentstütze in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gesehen hinter den Aggregatelagern zwischen dem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe und dem Aufbau angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung eines längs eingebauten Antriebsaggregates in einem frontgetriebenem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentspruches 1.

Im allgemeinen sind Antriebsaggregate, bestehend aus einer Brennkraftmaschine und einem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe, über eine schwingungsdämpfende Dreipunkt-Lagerung (z.B. gemäß DE 2 249 555 A1 oder EP 0 279 875 B1 ) oder eine Vierpunkt-Lagerung mit dem Aufbau des Kraftfahrzeuges oder mit einem Hilfsrahmen verbunden, wobei die Lagerung die von der Brennkraftmaschine ausgehenden Schwingungen sowie die auf das Antriebsaggregat wirkenden Momente und Kräfte aus Fahrbedingungen und Antriebseinflüssen dämpfen und abstützen muss.

Bei Kraftfahrzeugen mit Frontantrieb (oder Allradantrieb) treten zusätzlich Nickschwingungen quer zur Längsachse des Antriebsaggregates auf, die aus dem Abtriebsmoment an den die Vorderräder des Kraftfahrzeuges antreibenden Antriebswellen resultieren und die bevorzugt mittels einer zusätzlichen Drehmomentstütze abgestützt werden. Die Drehmomentstütze ist bei bekannten Ausführungen an der Frontseite des Kraftfahrzeuges vor der Brennkraftmaschine angeordnet und wirkt mit einem vorderen Querträger entsprechend zusammen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die größere konstruktive Freiheitsgrade in deren Anordnung und eine funktionell verbesserte Lagerung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung geben die weiteren Patentansprüche an.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Drehmomentstütze in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gesehen hinter den Aggregatelagern (Dreipunkt- oder Vierpunkt-Lagerung) zwischen dem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe und dem Aufbau angeordnet ist. Daraus resultiert eine besonders steife Anbindung der Drehmomentstütze an den Aufbau im Bereich der naturgemäß extrem steifen Bodengruppe des Kraftfahrzeuges. Ferner kann der baulich besonders beengte Frontbereich des Kraftfahrzeuges durch den dortigen Entfall der Drehmomentstütze vermehrt auf eine bei Frontalcrashs verformungswillige Vorbaustruktur und auf Einbauten (Kühlermodul, etc.) ausgelegt werden. Des weiteren können durch die vorgeschlagene Anordnung der Drehmomentstütze funktionell günstigere Hebelverhältnisse zur Abstützung und Dämpfung der Nickschwingungen verwirklicht werden.

Wenn im Endbereich des Wechselgetriebes in an sich bekannter Weise der Aufbau des Kraftfahrzeuges einen Längstunnel aufweist, wird ferner vorgeschlagen, dass die Drehmomentstütze am Endbereich des Wechselgetriebes im Längstunnel positioniert ist. Damit kann die Drehmomentstütze baulich günstig in den Längstunnel bzw. einen Kardantunnel angeordnet werden, ohne dass zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Dabei kann bei einer Allradversion des gleichen Kraftfahrzeugtyps die Drehmomentstütze ersatzlos entfallen, weil hier keine relevanten Nickschwingungen durch die gleichmäßigere Antriebsmomentenverteilung auf die Vorderräder und die Hinterräder des Kraftfahrzeuges auftreten. Es versteht sich, dass ggf. die übrige, besagte Dreipunkt- oder Vierpunktlagerung z.B. durch zusätzliche Anschläge entsprechend anzupassen ist

Die Drehmomentstütze kann entweder über einen am Längstunnel befestigbaren Querträger mit dem Endbereich des Wechselgetriebes verbunden sein oder aber im Längstunnel oberhalb des Endbereiches des Wechselgetriebes positioniert sein, wobei bauliche und räumliche Verhältnisse entsprechend zu berücksichtigen sind.

Besonders vorteilhaft kann die Drehmomentstütze in einem größtmöglichen Abstand a von einer durch die Antriebswellen zu den Vorderrädern verlaufenen, gedachten Quermittelachse b angeordnet sein. Daraus resultiert eine große Abstützbasis, die eine wirkungsvolle und gute Dämpfungseigenschaften ermöglichende Abstützung der Nickschwingungen sicherstellt.

Bevorzugt wird vorgeschlagen, dass die Aggregatelagerung eine Dreipunktlagerung ist, mit zwei vorderen Aggregatelagern und einem mittleren, hinteren Aggregatelager, wobei die Drehmomentstütze hinter dem mittleren, hinteren Aggregatelager und im wesentlichen in einer einheitlichen Fahrzeuglängsebene mit diesem angeordnet ist.

Des weiteren kann die Drehmomentstütze zusätzlich einen Anschlag in und/oder entgegen der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges aufweisen und somit bei geringem baulichen Mehraufwand bei starken Beschleunigungen oder Verzögerungen des Kraftfahrzeuges unerwünschten Verlagerungen des Antriebsaggregates relativ zum Aufbau entgegenwirken.

Schließlich weist eine baulich einfache und fertigungstechnisch vorteilhafte Drehmomentstütze einen aggregatefesten Lagerzapfen auf, der in einen ringförmigen, gummielastischen Lagerkörper eines aufbaufesten Lagergehäuses einragt. Der vorzugsweise rotationssymmetrische Lagerzapfen kann dabei in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges oder abhängig von baulichen Gegebenheiten quer dazu ausgerichtet sein.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:
1 eine Draufsicht auf ein über eine Dreipunktlagerung aufgehängtes Antriebsaggregat in einem frontgetriebenen Kraftfahrzeug, mit einer zusätzlichen Drehmomentstütze;
2 einen Querschnitt gemäß Linie II – II der 1 durch eine längs ausgerichtete Drehmomentstütze, die über einen Querträger im Längstunnel des Kraftfahrzeuges gehalten ist; und
3 einen weiteren Querschnitt gemäß Linie III – III der 1 durch eine alternative Drehmomentstütze, die seitlich im Längstunnel des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
In der 1 ist grob schematisch ein Antriebsaggregat 10 dargestellt, das frontseitig in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist und sich aus einer Brennkraftmaschine 12 und einem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe 14 mit integriertem Differenzial zusammensetzt.
Der Antrieb der Vorderräder des Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) erfolgt über nur teilweise dargestellte Antriebswellen 16, 18.
Das Antriebsaggregat 10 ist über eine Dreipunkt-Lagerung mit Aggregatelagern 20, 22, 24 schwingungsdämpfend im Kraftfahrzeug gelagert, wobei die in Fahrtrichtung F gesehen vorderen Aggregatelager 20, 22 zwischen Aggregateaufnahmen 26, 28 und aufbauseitigen Längsträgern 30, 32 angeordnet sind, während das hintere Aggregatelager 24 mit dem Wechselgetriebe 14 und über einen Querträger 34 im Bereich der Bodenstruktur 36 mit dem Aufbau des Kraftfahrzeuges verbunden ist.
Die beiden vorderen Aggregatelager 20, 22 sind vor einer Quermittelachse b angeordnet, die durch die Mittelachsen der Antriebswellen 16, 18 definiert ist.
Es sei bemerkt, dass die nur angedeuteten Aggregatelager 20, 22, 24 bekannter Bauart sein können, z. B. Gummi-Metalllager, hydraulisch gedämpfte Lager und/oder an Fahrbedingungen angepasste, umschaltbare Lager. Die Aggregatelager 20, 22, 24 können über einen Hilfsrahmen oder unmittelbar mit dem Aufbau 30, 32, 36 des Kraftfahrzeuges verbunden sein.
Des weiteren ist hinter dem hinteren Aggregatelager 24 im Endbereich des Wechselgetriebes 14 eine Drehmomentstütze 38 angeordnet, die über einen weiteren Querträger 40 (vgl. auch 2) mit der Bodenstruktur 36 des Aufbaus des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Der Querträger 40 überspannt dabei einen in der Bodenstruktur 36 ausgebildeten Längstunnel bzw. Kardantunnel 36a und ist mittels nicht dargestellter Schrauben an der Bodenstruktur 36 befestigt.
Die Drehmomentstütze 38 weist einen an einem Gehäuseflansch 14a des Wechselgetriebes 14 angeformten, in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges verlaufenden Lagerzapfen 42 auf, der in einen ringförmigen, gummielastischen Lagerkörper 44 einragt. Der Lagerkörper 44 ist in einer büchsenförmigen Aufnahme 40a des Querträgers 40 formschlüssig gehalten.
Ferner sind an dem Lagerzapfen 42 scheibenförmige Anschläge 42a beiderseits des Lagerkörpers 44 ausgebildet, die den Lagerkörper 44 in radialer Richtung überragen und deshalb bei in Längsrichtung bzw. Fahrrichtung F des Kraftfahrzeuges wirkenden Verlagerungen des Antriebsaggregates 10 relativ zum Aufbau als Wegbegrenzer dienen.
Ferner vermeidet die mit dem Lagerzapfen 42 in den Lagerkörper 44 einragende Drehmomentstütze 38 Nickschwingungen des Antriebsaggregates 10, die als Reaktionsmomente von den Antriebswellen 16, 18 in Antriebsrichtung oder bei Verzögerung entgegen der Antriebsrichtung initiiert werden, wobei zur Erzielung einer wirkungsvollen Abstützbasis die Drehmomentstütze 38 in einem größtmöglichen Abstand a (vgl. 1) zur Quermittelachse b der Antriebswellen 16, 18 positioniert ist.
In der 1 ist des weiteren eine alternative Anordnung einer Drehmomentstütze 46 dargestellt, wobei die Drehmomentstütze 46 im wesentlichen der Drehmomentstütze 38 entspricht.
Abweichend zur Drehmomentstütze 38 ist die Drehmomentstütze 46 (vgl. 3) jedoch mit ihrem Lagerzapfen 48 nicht in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges, sondern quer dazu ausgerichtet; der Lagerzapfen 48 ist an der seitlichen Gehäusewand des Wechselgetriebes 14 befestigt.
Ferner ist der ringförmige, gummielastische Lagerkörper 50 in einem tassenförmigen Lagergehäuse 52 formschlüssig gehalten, welches Lagergehäuse 52 seitlich innerhalb des Längstunnels 36 der Bodenstruktur 36 des Kraftfahrzeuges mittels nicht dargestellter Schrauben befestigt ist.
Durch die seitlich des Wechselgetriebes 14 positionierte und in Queranordnung ausgeführte Drehmomentstütze 46 können ggf. die zur 2 beschriebenen, scheibenförmigen Anschläge 42a entfallen. Die Drehmomentstütze 46 ist wiederum in einem größtmöglichen Abstand a zur besagten Quermittelachse b der Antriebswellen 16, 18 positioniert.
Anstelle der dargestellten seitlichen Anordnung kann die Drehmomentstütze 46 auch oberhalb des Endbereiches des Wechselgetriebes 14 mit nach oben ragendem Lagerzapfen 48 ausgeführt sein.

Claims

Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung eines Antriebsaggregates in einem frontgetriebenen Kraftfahrzeug mit frontseitigem Antriebsaggregat, mit mehreren zwischen dem Aufbau des Kraftfahrzeuges und Aggregateaufnahmen angeordneten, schwingungsdämpfenden Lagern und einer Nickschwingungen des Antriebsaggregates entgegenwirkenden Drehmomentstütze, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze (38, 46) in Fahrtrichtung F des Kraftfahrzeuges gesehen hinter den Aggregatelagern (20, 22, 24) zwischen dem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe (14) und dem Aufbau (36) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei im Endbereich des Wechselgetriebes (14) der Aufbau (36) des Kraftfahrzeuges einen Längstunnel (36a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze (38, 46) am Endbereich des Wechselgetriebes (14) im Längstunnel (36a) positioniert ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze (38) über einen am Längstunnel (36a) befestigbaren Querträger (40) mit dem Endbereich des Wechselgetriebes (14) verbunden ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze (46) im Längstunnel (36a) oberhalb oder seitlich des Endbereiches des Wechselgetriebes (14) positioniert ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze (38, 46) in einem größtmöglichen Abstand a von einer durch die Antriebswellen (16, 18) zu den Vorderrädern verlaufenden, gedachten Quermittelachse b angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aggregatelagerung (20, 22, 24) eine Dreipunktlagerung ist, mit zwei vorderen Aggregatelagern (20, 22) und einem mittleren, hinteren Aggregatelager (24), wobei die Drehmomentstütze (38, 46) hinter dem mittleren, hinteren Aggregatelager (24) und im wesentlichen in einer einheitlichen Fahrzeuglängsebene mit diesem angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze (38) zusätzlich einen Anschlag (42a) in und/oder entgegen der Fahrtrichtung F des Kraftfahrzeuges aufweist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze (38, 46) einen aggregatefesten Lagerzapfen (42, 48) aufweist, der in einen ringförmigen, gummielastischen Lagerkörper (44, 50) eines aufbaufesten Lagergehäuses (40a, 52) einragt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (42) in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (48) quer zur Längsrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet ist.