DE102007039574A1

DE102007039574A1 - Vorrichtung zur Lagerung eines Getriebeaggregates

Info

Publication number: DE102007039574A1
Application number: DE200710039574
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl.-Ing. Rempler (FH)
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2009-02-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung eines Getriebeaggregates (1) an mindestens einem Lagerpunkt (2, 2') einer Aufbaustruktur (10) eines Fahrzeuges, wobei die Lagerung mindestens ein Axiallager (2, 2') aufweist. Das Axiallager (2, 2') weist mehrere in Axialrichtung (4) nebeneinander angeordnete Elastomerkörper (5) zur elastischen Lagerung des Getriebeaggregates (1) auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung eines Getriebeaggregates mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.
Aus DE 199 09 945 C1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt. Der dort offenbarte Fahrschemel für ein Kraftfahrzeug umfasst im wesentlichen seitliche Längsträgerstrukturen, die über zwei zueinander beabstandete Querträger miteinander verbunden sind. In diesem aus den Längsträgern und den Querträgern gebildeten Fahrschemel ist ein Getriebeaggregat, wie beispielsweise ein Hinterachs-Differential, in einer Dreipunkt-Lagerung gehalten. Alle drei Lagerpunkte weisen jeweils ein Axiallager auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Lagerung eines Getriebeaggregates im Fahrzeug weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß weist das Axiallager mehrere in Axialrichtung nebeneinander angeordnete Elastomerkörper zur elastischen Lagerung des Getriebeaggregates auf. Mit anderen Worten sind an dem Axiallager mehrere elastische Elemente (z. B. bestehend aus einem bestimmten Gummimaterial, einer Gummimischung oder einem anderen elastischen Material) parallel geschaltet. Durch diese Parallelschaltung erhöht sich die Dauerhaltbar keit der gesamten Lagerung, da die an der Lagerung angreifenden Kräfte sich auf mehrere Elastomerkörper verteilen. Besonders große, an der Lagerung angreifende Kräfte entstehen z. B. beim Abbremsen oder bei Rückschaltvorgängen des Fahrzeugs. Gleichzeitig erzielt der elastische Werkstoff der Elastomerkörper eine besonders effektive Geräuschentkopplung zwischen Getriebeaggregat und Aufbaustruktur (z. B. daran angebundener Fahrschemel) im Bereich des Axiallagers entsteht.
Mit steigender effektiver Länge der Parallelschaltung in Axialrichtung entsteht eine umso größere Kraftverteilung entlang der Axialrichtung, wenn äußere Kräfte an der Lagerung angreifen. Bei auf das Getriebeaggregat wirkenden Kräften weist die Parallelschaltung deshalb eine mit einem einzelnen Lagerelement vergleichbare Steifigkeit auf, auch wenn dieses einzelne Lagerelement (z. B. eine Stahlfeder) eine größere Steifigkeit als der einzelne Elastomerkörper aufweist. Gleichzeitig können Geräusche im Bereich des Axiallagers aufgrund der hohen Elastizität der Elastomerkörper im Vergleich zu steiferen Lagerelementen wirkungsvoller entkoppelt werden, d. h. die Geräuschbelastung aufgrund kraftbedingter Relativbewegungen zwischen Getriebeaggregat und Aufbaustruktur ist reduziert.
Vorzugsweise werden Elastomerkörper mit einem progressivem Kraft-/Weg-Verhalten verwendet, d. h. die Auslenkung bzw. Verformung des Elastomerwerkstoffes nimmt mit ansteigender Krafteinwirkung weniger zu (im Gegensatz zu beispielsweise Stahlfedern, die ein lineares Kraft-/Weg-Verhalten aufweisen).
Diese Lagerung ermöglicht eine kostengünstige und raumsparende Konstruktion für einen verschleißfreien langlebigen Betrieb und gleichzeitig möglichst geringer Geräuschentwicklung.
Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Abhängig von der gewünschten Zielkombination zwischen Lebensdauer des Axiallagers und Ausmaß der Geräuschentkopplung lassen sich Elastomerkörper entweder mit identischen oder mit teilweise oder vollständig unterschiedlichen Federsteifigkeiten bzw. Federkonstanten in demselben Axiallager verwenden.
Auch der Einsatz mehrerer vorbeschriebener Axiallager zur Lagerung des Getriebeaggregates ist denkbar. Die einzelnen Axiallager können auch eine unterschiedliche Anzahl von Elastomerkörpern aufweisen. Die Lagerachsen sind vorzugsweise teilweise oder vollständig parallel zueinander ausgerichtet.
Vorzugsweise sind die Elastomerkörper in Axialrichtung mit Abstand zueinander aneinandergereiht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Elastomerkörper von einer Lagerbuchse durchsetzt. Für eine definierte Lagerung ist der Elastomerkörper vorzugsweise von einer Mantelbuchse umgeben. Insbesondere ist der Elastomerwerkstoff auf der Außenseite der Lagerbuchse oder zwischen Lagerbuchse und Mantelbuchse durch ein geeignetes Verfahren aufgetragen, z. B. durch Vulkanisierung.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Lagerbrücke zur Lagerung mindestens eines Elastomerkörpers auf. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lagerbrücke am Getriebeaggegat bzw. an dessen Gehäuse fixiert, insbesondere daran lösbar befestigt. Die Lagerbrücke wirkt vorteilhaft als zusätzliche Masse im Bereich des Axiallagers und kann hierdurch hochfrequente Schwingungen des Getriebeaggregates bzw. der Getriebezahnräder effektiv dämpfen. Dies entlastet die Elastomerkörper, so dass die verschleissfreie Lebensdauer des Axiallagers zusätzlich unterstützt ist. Je nach konstruktiver Ausführungsform kann die Lagerbrücke einen oder mehrere Elastomerkörper lagern.
Die Fixiermittel zur Fixierung der Lagerbrücke am Getriebeaggregat sind vorzugsweise Bauelemente, die ohnehin schon bei der Montage des Gehäuses des Getriebeaggregates verwendet werden. Insbesondere handelt es sich bei den Fixiermitteln um Verbindungsmittel, z. B. eine oder mehrere Schrauben, welche mehrere Gehäuseteile des Getriebeaggregates miteinander verbinden. Dieselben Fixiermittel können dann kostensparend ohne zusätzliche aufwändige Montageschritte die Gehäuseteile und die Lagerbrücke miteinander verbinden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Getriebeaggregat an zwei Stellen, d. h. nach Art einer Zweipunkt-Lagerung, gelagert. In Fahrtrichtung betrachtet handelt es sich dabei insbesondere um eine vordere Lagerung und eine hintere Lagerung. Vorzugsweise ist dabei jeder der beiden Lagerpunkte als Axiallager ausgebildet. Das Getriebeaggregat ist in einer bevorzugten Ausführungsform als Vorderachsgetriebe ausgebildet bzw. einer Vorderachse zugeordnet.
Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1 Eine schematische Teildarstellung eines herkömmlichen Getriebeaggregates in einer Draufsicht mit zwei Axiallagern,
2 ein schematische, teilweise geschnittene Draufsicht eines Getriebeaggregates mit zwei unterschiedlichen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Axiallagers,
3 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Lagerbrücke.
Das Getriebeaggregat 1 gemäß 1 eines Kraftfahrzeugs weist zwei Lagerpunkte mit jeweils einem Axiallager 2 bzw. 2' auf, deren Lagerachsen 3 parallel zueinander angeordnet sind.
Die Fahrtrichtung F des Kraftfahrzeugs verläuft quer zu den Lagerachsen 3.
Der Aufbau der Axiallager 2 wird anhand von 2 erläutert. Das Axiallager 2 weist drei in Axialrichtung 4 mit Abstand nebeneinander angeordnete Elastomerkörper 5 zur elastischen Lagerung des Getriebeaggregates 1 auf. Das Axiallager 2' hingegen beinhaltet zwei in Axialrichtung 4 mit Abstand nebeneinander angeordnete Elastomerkörper 5 zur elastischen Lagerung des Getriebeaggregates 1. Die Elastomerkörper 5 sind jeweils hohlzylindrisch mit einer in Axialrichtung 4 ausgerichteten Durchgangsöffnung 6 ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 6 nimmt jeweils eine Lagerbuchse 7 auf, welche über den Elastomerkörper 5 in Axialrichtung 4 beidseitig hinaussteht.
Bei den beiden Ausführungsformen des Axiallagers 2 bzw. 2' sind funktionsgleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die beiden in Axialrichtung 4 äußeren Elastomerkörper 5 des Axiallagers 2 sind konstruktiv baugleich und hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften identisch. In einer weiteren Ausführungsform sind alle drei Elastomerkörper 5 des Axiallagers 2 und/oder beide Elastomerkörper 5 des Axiallagers 2' baugleich bzw. physikalisch identisch ausgestaltet, wodurch die Herstellung und Bevorratung geeigneter Elastomerkörper 5 besonders kostengünstig möglich ist.
Das Getriebeaggregat 1 trägt zwei Lagerarme 8. Jeder Lagerarm korrespondiert mit zwei voneinander beabstandeten und quer zur Axialrichtung 4 verlaufenden Lagerstegen 9. Die Lagerstege 9 sind an einem in 2 lediglich angedeuteten Fahrschemel 10 des Kraftfahrzeugs befestigt. Der Fahrschemel 10 wiederum ist auf hier nicht weiter interessierende Weise an der Aufbaustruktur des Fahrzeugs angebunden. Jeweils zwei Lagerstege 9 flankieren einen Lagerarm 8 in Axialrichtung 4 von beiden Seiten. Jeder der beiden Lagerarme 8 ist in Axialrich tung 4 von einer Lageröffnung 11 durchsetzt, in der ein Elastomerkörper 5 mit seiner zugeordneten Lagerbuchse 7 und Mantelbuchse 26 einliegt. Die Lagerstege 9 sind in Axialrichtung 4 jeweils von einer Gegenöffnung 12 durchsetzt. Die Lageröffnung 11 und die beiden zugeordneten Gegenöffnungen 12 korrespondieren miteinander, indem sie im Montagezustand in Axialrichtung 4 miteinander fluchten und von einem die Lagerachse 3 bildenden Lagerbolzen 13 bzw. einem demgegenüber kürzeren Lagerbolzen 13' durchsetzt sind. Außerdem durchsetzt der Lagerbolzen 13 bzw. 13' die Lagerbuchsen 7 sämtlicher Elastomerkörper 5 des Axiallagers 2 bzw. 2'. Zur axialen Sicherung des Axiallagers 2 bzw. 2' wirkt der als Schraube ausgebildete Lagerbolzen 13 bzw. 13' an seinem Außengewinde 14 mit einer Schraubenmutter 15 zusammen, so dass die Elastomerkörper 5 axial zwischen der Schraubenmutter 15 und dem Schraubenkopf 16 lagegesichert sind.
Eine weitere Lagesicherung der Elastomerkörper 5 erfolgt mittels einer Lagerbrücke 17 bzw. 17'. Die Lagerbrücke 17 weist einen den Lagerarm 8 im Montagezustand teilweise umgebenden ersten Brückenabschnitt 18 auf (3). In Axialrichtung 4 schließen sich an diesen ersten Brückenabschnitt 18 jeweils ein Lagerabschnitt 19 an, die jeweils einen Elastomerkörper 5 mit seiner zugeordneten Mantelbuchse 26 und Lagerbuchse 7 aufnehmen.
Die Lagerbrücke 17' unterscheidet sich von der soeben beschriebenen Lagerbrücke 17 im wesentlichen dadurch, dass sie keinen Brückenabschnitt 18 und nur einen Lagerabschnitt 19 zur Aufnahme eines Elastomerkörpers 5 mit seiner zugeordneten Lagerbuchse 7 und Mantelbuchse 26 aufweist.
Die Lagerbrücken 17 bzw. 17' tragen einen im Querschnitt gemäß 2 L-förmig ausgebildeten Fixierbügel 20 zu ihrer Fixierung an dem Gehäuse des Getriebeaggregates 1. Die Fixierung ist als lösbare Verbindung ausgebildet. Zu diesem Zweck weist der Fixierbügel 20 an seinem quer zur Axialrichtung 4 angeordneten L-Schenkel 22 zwei Fixierlöcher 23 auf. Die Fixierlöcher 23 sind im Montagezustand der Vorrichtung von jeweils einem Fixiermittel in Form einer Verbindungsschraube 24 durchsetzt. Die Verbindungsschrauben 24 korrespondieren jeweils mit einem Innengewinde 25 in einem Gehäuseteil 22, um zwei Gehäuseteile 21 und 22 des Getriebeaggregates 1 miteinander zu verbinden. Hier durchsetzen die Verbindungsschrauben 24 in einer Zusatzfunktion zusätzlich die Fixierlöcher 23, so dass ohne zusätzlichen Montageaufwand eine zuverlässige lösbare Befestigung der Lagerbrücke 17 bzw. 17' an dem Gehäuse des Getriebeaggregates 1 geschaffen ist.
Mit Hilfe der parallel geschalteten Elastomerkörper 5 und gegebenenfalls der Lagerbrücke 17 bzw. 17' kann die Lagerung des Getriebeaggregates ohne konstruktive Änderungsmaßnahmen am Getriebeaggregat kostengünstig verbessert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19909945 C1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Lagerung eines Getriebeaggregates (1) an mindestens einem Lagerpunkt (2, 2') einer Aufbaustruktur (10) eines Fahrzeuges, wobei die Lagerung mindestens ein Axiallager (2, 2') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager (2, 2') mehrere in Axialrichtung (4) nebeneinander angeordnete Elastomerkörper (5) zur elastischen Lagerung des Getriebeaggregates (1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Elastomerkörper (5) eine Durchgangsöffnung (6) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Durchgangsöffnung (6) des Elastomerkörpers (5) von einer Lagerbuchse (7) durchsetzt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeaggregat (1) einen Lagerarm (8) trägt, der mit mindestens einem an der Aufbaustruktur (10) angebundenen Lagersteg (9) korrespondiert.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerarm (8) in Axialrichtung (4) von zwei Lagerstegen (9) beidseitig flankiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerarm (8) von einer Lageröffnung (11) und der mindestens eine Lagersteg (9) von einer korrespondierenden Gegenöffnung (12) durchsetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageröffnung (11) des Lagerarmes (8) und die Gegenöffnung (12) des Lagersteges (9) in Axialrichtung (4) von einem Lagerbolzen (13, 13') durchsetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (13, 13') zumindest einen in der Lageröffnung (11) des Lagerarmes (8) einliegenden Elastomerkörper (5) durchsetzt.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (13, 13') zumindest einen Elastomerkörper (5) durchsetzt, welcher auf einer dem Lagerarm (8) in Axialrichtung (4) gegenüberliegenden Seite des Lagersteges (9) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sie eine Lagerbrücke (17, 17') zur Lagerung mindestens eines Elastomerkörpers (5) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbrücke (17) – einen den Lagerarm (8) im Montagezustand zumindest teilweise umgebenden ersten Brückenabschnitt (18) und – zwei sich in Axialrichtung (4) an den ersten Brückenabschnitt (18) anschließende Lagerabschnitte (19) zur Lagerung jeweils eines Elastomerkörpers (5) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbrücke (17, 17') einen Fixierbügel (20) zur Fixierung der Lagerbrücke (17, 17') an dem Getriebeaggregat (1) trägt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine lösbare Verbindung zwischen dem Fixierbügel (20) und dem Getriebeaggregat (1).
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierbügel (20) mindestens ein Fixierloch (23) aufweist, welches im Montagezustand von einem am Getriebeaggregat (1) befestigten Fixiermittel (24) durchsetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel ein mehrere Gehäuseteile (21, 22) des Getriebeaggregates (1) miteinander verbindendes Verbindungsmittel (24) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel als Verbindungsschraube (24) ausgebildet ist, welche im Montagezustand das Fixierloch (23) des Fixierbügels (20) durchsetzend mit einem Innengewinde (25) des Getriebeaggregates (1) korrespondiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Lagersteg (9) an einem Fahrschemel (10) des Fahrzeugs befestigt ist, welcher an der Aufbaustruktur des Fahrzeugs angebunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrschemel (10) einer Vorderachse des Fahrzeugs zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zweipunkt-Lagerung (2, 2') für das Getriebeaggregat (1) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens zwei Lagerpunkten, insbesondere in allen Lagerpunkten, ein Axiallager (2, 2') vorgesehen ist.