DE102009020107B4

DE102009020107B4 - Anordnung eines Aggregatlagers

Info

Publication number: DE102009020107B4
Application number: DE102009020107.6A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Göbel; Dipl.-Ing. Kramer Tobias; Thomas Müller
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2009-05-06
Filing date: 2009-05-06
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2029-05-07
Also published as: DE102009020107A1

Abstract

Anordnung eines Aggregatlagers (22) an einer Trägerstruktur für Kraftfahrzeuge, wobei die Trägerstruktur Längsträger (12) und Querträger (14) aufweist und wobei im Eckbereich zwischen einem Längsträger (12) und einem Querträger (14) das Aggregatlager (22) derart angeordnet ist, dass dessen Lagergehäuse (30) den Eckbereich aussteifend mit dem Längsträger (12) und dem Querträger (14) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregatlager (22) außenseitig an der Trägerstruktur (10) in einem äußeren Eckbereich angeordnet ist, und dass der äußere Eckbereich zwischen einem in Fahrzeuglängsrichtung (I) über den Querträger (14) hinausragenden Ausleger (15) des Längsträgers (12) und dem Querträger (14) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Aggregatlagers an einer Trägerstruktur für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine beispielhafte Anordnung zeigt die EP 1 839 924 A1 , bei der ein Lagerelement des Aggregatlagers unmittelbar mit einem Längsträger und einem Querträger im Eckbereich fest verbunden bzw. mit diesen verschweißt ist. Das Lagerelement bzw. Lagergehäuse bildet somit einen ecksteifen Verband mit den Trägerelementen. Für relativ voluminöse Aggregatlager mit zum Beispiel hydraulischer Dämpfung der Aggregatschwingungen kommt eine derartige Konstruktion jedoch kaum in Betracht.
Das daraus bekannte Aggregatlager hat die Funktion, das Aggregat im Fahrzeug vom Achsträger akustisch zu entkoppeln und somit den Anforderungen hinsichtlich Akustik, Fahrkomfort, etc. gerecht zu werden. Außerdem werden über das Aggregatlager Kräfte/Momente in die Fahrzeugstruktur eingeleitet.
Das Aggregatlager ist hierzu möglichst an besonders steife Punkte der Struktur befestigt, um eine optimale akustische Entkoppelung zu erreichen.
Aus der DE 10 2004 062 083 A1 ist eine gattungsgemäße Anordnung von zumindest einem Aggregatelager an einem Hilfsrahmen bekannt. Die JP 2004 - 276 764 A offenbart eine Fahrzeugmotor-Aufhängungsvorrichtung. Aus der DE 10 2005 058 928 A ist eine Befestigungsvorrichtung für eine Antriebsgruppe an einem Fahrzeugchassis bekannt. Die DE 10 2004 034 074 A1 offenbart eine Antriebslagerung für einen Kraftwagen. Aus der DE 10 2006 014 975 A1 ist ein Lagerelement zum Lagern einer Antriebsmaschine bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung eines Aggregatlagers vorzuschlagen, die mit einfachen Mitteln eine Aussteifung der Trägerstruktur bewirkt, ohne jedoch die Konstruktion des Aggregatlagers zu beeinträchtigen.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
Gemäß dem Patentanspruch 1 ist das Aggregatlager außenseitig an der Trägerstruktur, etwa am Hilfsrahmen angeordnet. Auf diese Weise wird Bauraum im inneren Eckbereich des Hilfsrahmens zwischen Längsträger und Querträger gebildet. Erfindungsgemäß ist das Aggregatlager außenseitig am Hilfsrahmen im äußeren Eckbereich zwischen einer Verlängerung, das heißt einem über den Querträger hinaus verlängerten Ausleger, des Längsträgers und dem Querträger angeordnet.
Im äußeren Eckbereich des Hilfsrahmens kann eine schalenförmige, mit dem Längsträger und dem Querträger fest verbundene Konsole angeordnet sein, in die das Aggregatlager die Konsole aussteifend eingesetzt ist, wobei dessen Lagergehäuse mit der Konsole über mehrere, eine Abstützbasis bildende Schraubverbindungen fest verbunden ist. Das für sich eine Montageinheit bildende Aggregatlager wirkt mit der schalenförmigen Konsole so zusammen, dass ebenfalls eine besonders ecksteife Trägerstruktur geschaffen ist. Die Trägerstruktur kann ein Vorbau eines Kraftfahrzeuges, ein Aggregatträger bzw. Hilfsrahmen, etc. sein.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass an dem Lagergehäuse des Aggregatlagers ein Befestigungsflansch ausgebildet ist und dass der Befestigungsflansch über mehrere, umfangsmäßig zueinander versetzte Schraubverbindungen mit der Konsole fest verschraubt ist.
Zur Erzielung einer erhöhten, räumlichen Aussteifung des Eckbereiches der Trägerstruktur kann ferner an dem Lagergehäuse des Aggregatlagers zur Ebene des Befestigungsflansches höhenversetzt zumindest ein Lagerauge angeformt sein, das mit einer Haltekonsole am Längsträger und/oder am Querträger zusätzlich fest verschraubt ist. Daraus resultiert eine besonders verwindungssteife Konstruktion mit einer Trägerstruktur, die Kräfte und Momente des Aggregates im Fahrbetrieb zuverlässig abstützt.
Die Konsole kann in einer Ausführungsform zweiteilig mit einem im Wesentlichen plattenförmigen Auflageflansch und einem darunter angeordneten Lagertopf ausgeführt sein. Im Auflageflansch ist eine Ausnehmung ausgebildet, in die ein nach unten ragender Abschnitt des Lagergehäuses einragt, wobei der Befestigungsflansch um die Ausnehmung herum am Auflageflansch anliegt und mit diesem verschraubt ist. Dies ermöglicht eine raumsparende Integration des Aggregatlagers in der Konsole, die im Übrigen eine spritzwassergeschützte Abdeckung des Aggregatlagers darstellt.
Die Umfangswände der schalenförmigen Konsole können mit dem Längsträger und dem Querträger beliebig gefügt, bevorzugt geschweißt sein. Alternativ kann die Konsole mit den Längs- und Querträgern geklebt oder fest verschraubt sein.
Schließlich kann in den Lagertopf der Konsole von unten zusätzlich eine als Lageraufnahme für ein Anbauteil, zum Beispiel einen Stabilisator dienende Befestigungskontur eingeformt sein. Neben der damit erzielbaren fertigungstechnischen Vereinfachung trägt die Befestigungskontur in vorteilhafter Weise auch zur weiteren Aussteifung der Konsole bei.
Erfindungsgemäß ist eine bauraumoptimierte Gestaltung durch Integration des Lagers in die Trägerstruktur über Konsole ermöglicht. Die gegenseitige Aussteifung von Hilfsrahmen und Lagergehäuse führt zu einer Erhöhung der lokaldynamischen Steifigkeiten am Lagergehäuse und verbessert somit die akustischen Eigenschaften der Gesamtstruktur (bessere Entkoppelung des Lagergehäuses vom Lagerkern, an welchem die Befestigung der Aggregatstützen erfolgt). Da das Lager teilweise tragende und aussteifende Funktionen übernimmt, kann beim Hilfsrahmen und gegebenenfalls auch beim Lager das Gewicht reduziert werden.
Durch Ausführung der Konsole in einer im Wesentlichen geschlossenen Bauform ist das Aggregatlager außerdem gegen Beanspruchungen (mechanisch, thermisch, korrosiv) geschützt. Für spezielle Bauformen von Lagern, wie zum Beispiel hydraulisch gedämpfte, bietet die oben genannte optional weitgehend geschlossene Ausführung der Konsole die Möglichkeit, die notwendigen Entlüftungsöffnungen gegen Medieneintrag (Korrosion, Verschmutzung) zu schützen. Weitere Funktionen (wie zum Beispiel Anbindung von Montage- und Achsbauteilen) sind durch entsprechende Ausgestaltung der Konsole mit reduziertem Bauraumbedarf darstellbar (Funktionsintegration).
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 in einer perspektivischen Ansicht einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug;
2 in einer vergrößerten Detailansicht einen vorderen Eckbereich des Hilfsrahmens;
3 in einer Ansicht entsprechend der 2 den Eckbereich mit weggelassenem Aggregatlager; und
4 in einer Ansicht von unten den Lagertopf der Lagerkonsole des Aggregatlagers.

In der 1 ist grob schematisch eine Trägerstruktur 10 in Form eines Hilfsrahmens für ein Kraftfahrzeug dargestellt, die als Aggregatträger für eine Antriebsmaschine mit angeflanschtem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe und zur Aufnahme von Radaufhängungselementen dient. Die Trägerstruktur 10 weist in der durch den Pfeil I gekennzeichneten Fahrtrichtung in Fahrzeuglängsrichtung gesehen zwei einander seitlich gegenüberliegende Längsträger 12 auf. Die Trägerstruktur 10 ist mittels Karosserieanbindungspunkten 11, 18 an strichpunktiert angedeuteten Längsträgern 13 einer Fahrzeugkarosserie befestigt. Die Längsträger 12 der Trägerstruktur 10 sind fest mit einem Querträger 14 verbunden.
An der Trägerstruktur 10 sind wie aus der 1 ersichtlich mehrere Konsolen und Halter (ohne Bezugszeichen) zur Aufnahme und Befestigung von Funktionsteilen von Betriebseinrichtungen des Kraftfahrzeuges ausgebildet.
Die Längsträger 12 der Trägerstruktur 10 sind in Fahrzeuglängsrichtung I über den Querträger 14 hinaus mit Auslegern 15 verlängert. In den frontseitigen Eckbereichen zwischen dem Querträger 14 und den Auslegern 15 sind außerhalb der Trägerstruktur 10 jeweils hydraulisch dämpfende Aggregatlager 22 angeordnet. Einer der äußeren Eckbereiche der Trägerstruktur 10 ist in der 2 vergrößert gezeigt. Demzufolge ist das Aggregatlager 22 in eine schalenförmige Konsole 20 eingesetzt.
Die Konsole 20 weist gemäß den 2 und 3 einen Auflageflansch 24 und eine Aussteifung 26 auf, wobei die Aussteifung 26 und der Auflageflansch 24 randseitig über eine Schweißverbindung mit dem Querträger 14 und dem Längsträger 12 fest verbunden sind. An die Unterseite des Auflageflansches 24 ist ein Lagertopf 25 verschweißt, der zusammen mit dem Auflageflansch 24 einen Aufnahmeraum begrenzt, in dem der untere Abschnitt des Aggregatlagers 22 eingesetzt wird.
Wie aus der 2 hervorgeht, weist das Aggregatlager 22 an seinem Lagergehäuse 30 einen teils umlaufenden, an das Lagergehäuse 30 angeformten Befestigungsflansch 32 auf, in dem mehrere, umfangsmäßig versetzte und eine stabile Basisfläche bildende Bohrungen 32a vorgesehen sind.
Der Befestigungsflansch 32 liegt an dem Auflageflansch 24 der Konsole 20 diesen austeifend an und ist mittels nicht dargestellter Schraubverbindungen durch die Bohrungen 32a und korrespondierende Bohrungen im Auflageflansch 24 hindurch mit dem Auflageflansch 24 fest verschraubt. Es sind drei umfangsmäßig verteilte Schraubverbindungen angeordnet.
Das Aggregatlager 22 weist gemäß der 2 einen Lagerkern 34 auf, der mit einer Motorstütze des Aggregates fest verschraubt ist.
An das Lagergehäuse 30 des Aggregatlagers 22 ist ferner ein Lagerauge 38 angeformt, das über eine am Ausleger 15 des Längsträgers 12 angeschweißte Haltekonsole 40 über eine Schraubverbindung 42 fest verschraubt ist. Das Lagerauge 38 ist dabei, wie aus 2 und 3 ersichtlich ist, aus der Ebene des Auflageflansches 24 bzw. des Befestigungsflansches 32 nach oben versetzt und bildet somit unter Einbeziehung des Lagergehäuses 30 eine weitere, räumliche versetzte Aussteifung der Konsole 20 im Eckbereich zwischen dem Ausleger 15 des Längsträger 12 und dem Querträger 14.
Ein unterer Abschnitt des Lagergehäuses 30 des Aggregatlagers 22 ragt nach unten in den Lagertopf 25 ein.
Des Weiteren ist der Lagertopf 25 der Konsole 20 bodenseitig mit einer nach unten offenen Befestigungskontur 25b versehen, die als Lageraufnahme für eine nicht dargestellte Stabilisatorlagerung eines entlang des Querträgers 14 verlaufenden Drehstab-Stabilisators 27 der Radaufhängung des Kraftfahrzeuges dient, der in der 4 gestrichelt gezeigt ist. Das entsprechende Stabilisatorlager ist dabei in an sich bekannter Weise mit einer nicht gezeigten Klemmschelle über Gewindemuttern 24c (3) mit dem Lagertopf 25 verschraubt.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere kann die Konsole 20 auch unmittelbar an der Rahmenstruktur des Aufbaus des Kraftfahrzeuges entsprechend angeordnet sein.

Claims

Anordnung eines Aggregatlagers (22) an einer Trägerstruktur für Kraftfahrzeuge, wobei die Trägerstruktur Längsträger (12) und Querträger (14) aufweist und wobei im Eckbereich zwischen einem Längsträger (12) und einem Querträger (14) das Aggregatlager (22) derart angeordnet ist, dass dessen Lagergehäuse (30) den Eckbereich aussteifend mit dem Längsträger (12) und dem Querträger (14) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregatlager (22) außenseitig an der Trägerstruktur (10) in einem äußeren Eckbereich angeordnet ist, und dass der äußere Eckbereich zwischen einem in Fahrzeuglängsrichtung (I) über den Querträger (14) hinausragenden Ausleger (15) des Längsträgers (12) und dem Querträger (14) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im äußeren Eckbereich eine schalenförmige, mit dem Längsträger (12) und dem Querträger (14) fest verbundene Konsole (20) angeordnet ist, in die das Aggregatlager (22) die Konsole aussteifend eingesetzt ist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (30) des Aggregatelagers (22) mit der Konsole (20) über mehrere, eine Abstützbasis bildende Bohrungen (32a) fest verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Lagergehäuse (30) des Aggregatlagers (22) ein Befestigungsflansch (32) ausgebildet ist und dass der Befestigungsflansch (32) über mehrere, umfangsmäßig zueinander versetzte Bohrungen (32a) mit der Konsole (20) fest verschraubt ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Lagergehäuse (30) des Aggregatlagers (22) zur Ebene des Befestigungsflansches (32) höhenversetzt zumindest ein Lagerauge (38) angeformt ist, das mit einer Haltekonsole (40) am Längsträger (12) und/oder am Querträger (14) zusätzlich fest verschraubt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (20) einen Auflageflansch (24) und einen darunter angeordneten Lagertopf (25) aufweist, die einen Aufnahmeraum begrenzen, in den ein unterer Abschnitt des Aggregatlagers (22) eingesetzt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Umfangswand der schalenförmigen Konsole (20) mit dem Längsträger (12) und/oder dem Querträger (14) fest verschraubt oder verschweißt sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Lagertopf (25) der Konsole (20) von unten zusätzlich eine als Lageraufnahme für ein Anbauteil dienende Befestigungskontur (25b) eingeformt ist.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbauteil ein Fahrwerksteil ist.