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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufhängungsvorrichtung für ein Differenzialgetriebe in Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine gattungsgemäße Aufhängungsvorrichtung beschreibt beispielsweise die
DE 10 2004 054 791 A1 , bei der benachbart einem Antriebsflansch eines Getriebeaggregats ein schwingungsdämpfendes Aggregatelager definierter Kraft-Weg-Kennlinie angeordnet ist und gegenüberliegend dazu ein Stützlager vorgesehen ist. Das Stützlager mit einem gummielastischem Dämpfungskörper weist einen Leerweg innerhalb seiner Lageraufnahme auf, so dass es nur bei übermäßigen Belastungen quasi in einer Anschlagfunktion zur Wirkung kommt. Es wird explizit ausgeführt, dass das Stützlager die Kraft-Weg-Kennlinie des Aggregatelagers bei regulärer Belastung nicht beeinflussen soll.
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In einer weiteren Aufhängungsvorrichtung gemäß der
DE 10 2006 055 128 B4 ist einem Aggregatelager ein Stützlager unmittelbar benachbart, das separat angeordnet sein kann und das ohne Leerweg in die Aufhängungsvorrichtung eingeschaltet ist. Die Auslegung der beiden Lager ist dabei so, dass das Aggregatelager überwiegend in den Hauptbelastungsrichtungen X, Y (in Längs- und Querrichtung des Kraftfahrzeugs) und das Stützlager in der Z-Richtung (vertikal) wirken soll, um insgesamt eine gewünschte Kraft-Weg-Kennlinie zu einer wirkungsvollen Schwingungsdämpfung des Aggregats zu schaffen.
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Insbesondere bei Differenzialgetrieben bestimmt sich die Auslegung der Kraft-Weg-Kennlinie der Aggregatelager und damit verbunden deren Dämpfungscharakteristik außer den regulären statischen und dynamischen Belastungen auch durch die Kraft- und Momentenvektoren, die aus den Antriebskräften (Zug und Schub) an der antreibenden Kardanwelle und den abtreibenden Gelenkwellen resultieren. Diese Kraft- und Momentenvektoren (Reaktionsmomente) sind abhängig von der Motorisierung und Auslegung des Kraftfahrzeugs (komfortabel, sportlich, etc.) unterschiedlich und erfordern gegebenenfalls entsprechend unterschiedlich ausgelegte Aggregatelager.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aufhängungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die flexibler einsetzbar bzw. auf unterschiedliche Fahrzeugtypen verbessert anpassbar ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Merkmalen des Patentanspruchs 1 angeführt. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß Anspruch 1 wird eine Aufhängungsvorrichtung für ein Differenzialgetriebe in Kraftfahrzeugen vorgeschlagen, bei der das Differenzialgetriebe über eine Mehrpunktlagerung, insbesondere eine Dreipunktlagerung, mittels mehrerer schwingungsdämpfender Aggregatelager mittelbar oder unmittelbar am Fahrzeugaufbau gehalten ist, wobei wenigstens zwei Aggregatelager beabstandet voneinander im Wesentlichen in einer einheitlichen Fahrzeugquerebene und in Fahrzeuglängsrichtung hinter den Abtriebsflanschen des Differenzialgetriebes liegend angeordnet sind, während ein weiteres Aggregatelager der Mehrpunktlagerung als Hauptlager in Fahrzeuglängsrichtung vor den Antriebsflanschen des Differenzialgetriebes liegend im Bereich des Antriebsflansches des Differenzialgetriebes angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass benachbart dem Hauptlager ein in eine definierte Richtung, insbesondere in eine vertikale Richtung, wirkendes, separates Stützlager zwischen dem Differenzialgetriebe und dem Fahrzeugaufbau vorgesehen ist, das eine geringere Lagersteifigkeit, insbesondere eine geringere Federsteifigkeit, aufweist als das diesem zugeordnete Hauptlager und das so ausgelegt ist, dass es der Kraft-Weg-Kennlinie des Hauptlagers dauerhaft eine zusätzliche Kraft-Weg-Kennlinie überlagert, so dass das Stützlager während des Fahrzeugbetriebs zusätzlich zum Hauptlager-Lastpfad einen dauerhaft wirksamen Stützlager-Lastpfad ausbildet.
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Mit einem derartigen Aufbau wird somit neben dem Hauptlager ein Zusatzlager eingesetzt, das ständig im Eingriff ist, aber aufgrund seiner deutlich geringeren Steifigkeit ein besseres akustisches Übertragungsverhalten besitzt. Dadurch wird ein weiterer Übertragungspfad erstellt, der die Akustik deutlich verbessert. Würde nur ein Hauptlager verwendet, müsste die Steifigkeit entsprechend als Summensteifigkeit (aus Haupt- und Stützlager) ausgelegt werden, was ein deutlich schlechteres Übertragungsverhalten bedeuten würde.
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Die Begrifflichkeit vorne oder hinten mit Bezug auf die Fahrzeuglängsachsenrichtung bezieht sich dabei nicht nur auf die Vorwärtsfahrtrichtung, sondern auch die Rückwärtsfahrtrichtung, das heißt, dass das Hauptlager je nach Einbausituation in Fahrtrichtung vor als auch hinter den Abtriebsflanschen liegen kann.
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Das erfindungsgemäße Stützlager kann des weiteren dazu dienen, zusammen mit dem Hauptlager eine Kraft-Weg-Kennlinie darzustellen, die bei einer zum Beispiel sportlichen Auslegung des Kraftfahrzeugs bzw. bei einer stärkeren Motorisierung eine vorteilhafte Dämpfungscharakteristik sicherstellt, während bei einer zum Beispiel weniger starken Motorisierung unter Weglassung des Stützlagers das gleiche Haupt- bzw. Aggregatelager verwendbar ist, das auf diese Belastungskriterien grundsätzlich abgestimmt ist. Damit ist der Einsatzbereich eines definiert ausgelegten Haupt- bzw. Aggregatelagers deutlich erweitert, wobei dieses bei Bedarf mit dem ebenfalls definiert abgestimmten Stützlager kombinierbar ist.
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Das Hauptlager und das Stützlager können besonders bevorzugt derart ausgelegt und/oder ausgebildet sein, dass deren beider Hauptbelastungsrichtung vertikal ausgerichtet ist, wodurch Zug- oder Schubkräfte bzw. deren daraus resultierende Kraft- und Momentenvektoren bei einer guten Dämpfungscharakterisik aufnehmbar sind.
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Das Stützlager kann ferner baulich einfach einerseits an einem Ausleger des Gehäuses des Differenzialgetriebes und andererseits mittelbar oder unmittelbar an einer fahrzeugfesten Aufnahme befestigt sein. Die Mittel zur Befestigung des Stützlagers können dabei ständig vorgesehen sein, unabhängig davon, ob ein Stützlager verbaut wird oder nicht.
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Das Hauptlager und das Stützlager können ferner durch ein Gummi-Metall-Hülsenlager gebildet sein, dessen Mittelachse jeweils bei gleicher Hauptbelastungsrichtung in horizontaler Richtung verläuft.
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Alternativ dazu kann das Hauptlager ein Gummi-Metall-Hülsenlager sein, während das Stützlager in einfacher Weise durch einen, zum Beispiel im Wesentlichen zylindrischen, Dämpfungskörper und vertikal ausgerichteter Mittelachse gebildet ist, der am Differenzialgetriebe und am Fahrzeugaufbau befestigt ist.
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Der Dämpfungskörper des Stützlagers kann des Weiteren mit Maßnahmen zur Erzielung einer progressiv zunehmenden Kraft-Weg-Kennlinie versehen sein. Insbesondere kann der Dämpfungskörper mit einer oder mehreren Einschnürungen und/oder einem einfach- oder doppeltkonischen Außenumfang ausgeführt sein.
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Schließlich können die Aggregatelager und das Stützlager an einem Hilfsrahmen angeordnet sein, der am Fahrzeugaufbau über weitere, schwingungsdämpfende Lager befestigt ist. Der Hilfsrahmen kann demgemäß eine Montageeinheit für die gesamte, angetriebene Achse (zum Beispiel Hinterachse) des Kraftfahrzeugs bilden.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der beigefügten, schematischen Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 in raumbildlicher Darstellung eine Aufhängungsvorrichtung für ein über eine Dreipunktlagerung und ein zusätzliches Stützlager an einem Hilfsrahmen für Kraftfahrzeuge gelagertes Differenzialgetriebe;
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2 eine Teilansicht des Hilfsrahmens und des Differenzialgetriebes mit dem vorderen Aggregatelager und dem benachbarten Stützlager;
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3 eine vereinfachte Darstellung des Stützlagers nach den 1 und 2 in einem Längsschnitt; und
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4 ein zu den 1 bis 3 alternatives Stützlager, das als Gummi-Metall-Hülsenlager ausgeführt ist.
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In der 1 ist ein aus Längsholmen 12 und Querholmen 14a, 14b gebildeter Hilfsrahmen 10 für ein Kraftfahrzeug dargestellt, der über vier Lageraufnahmen 16 und schwingungsdämpfende Lager (nicht dargestellt) am Aufbau eines Kraftfahrzeugs befestigt ist.
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Der Hilfsrahmen 10, der unter anderem Lagerkonsolen zur Anlenkung von Radaufhängungselementen aufweist, trägt in einer besonders bevorzugten Dreipunktaufhängung über drei schwingungsdämpfende Aggregatelager 18, 20, 22 ein Differenzialgetriebe 24 zum Antrieb der hinteren Räder des Kraftfahrzeugs.
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Die Aggregatelager 20, 22 sind dabei in Vorwärtsfahrrichtung F des Kraftfahrzeugs betrachtet hinter den Abtriebsflanschen 26 des Differenzialgetriebes 24 an dem hinteren Querholm 14 beiderseits der senkrechten Fahrzeuglängsmittelebene (nicht eingezeichnet) angeordnet und beispielsweise durch Gummi-Metall-Hülsenlager bekannter Bauart gebildet.
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Das in Vorwärtsfahrtrichtung F vor den Abtriebflanschen 26 und in Nähe des Antriebsflansches 28 gelegene Aggregatelager 18 bildet als einziges vor den Abtriebsflanschen 26 liegendes Aggregatelager der Dreipunktaufhängung ein Hauptlager aus und ist in einen an das Gehäuse des Differenzialgetriebes 24 an dessen Lagerhals seitlich angeformten Ausleger 24a integriert sowie zudem mit dem vorderer Querholm 14 des Hilfsrahmens 10 fest verbunden. Die Aggregatelager 18, 20, 22 bilden wie aus 1 ersichtlich ist in der Draufsicht gesehen ein Dreieck.
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Unmittelbar benachbart dem vorderen Aggregatelager 18 ist ein Stützlager 30 zwischen dem Differenzialgetriebe 24 und dem Hilfsrahmen 10 bzw. dem vorderen Querholm 14 vorgesehen.
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Die 2 zeigt mehr detailliert das vordere Aggregatelager 18 und das hierzu gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung im rechten Winkel angeordnete Stützlager 30, das zudem in der 3 noch als Einzelheit vereinfacht dargestellt ist.
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Das Aggregatelager 18 ist ebenfalls als Gummi-Metall-Hülsenlager ausgebildet, dessen rohrförmiger Lagerkern hier beispielhaft mittels einer durchgehenden Schraube 32 als Befestigungsvorrichtung mit einem nach unten abragenden Arm 14c des vorderen Querholms 14a fest verschraubt ist. Das ein Hauptlager ausbildende Aggregatelager 18 ist mit seiner, einen gummielastischen Dämpfungskörper einschließenden Außenhülse in ein Lagerauge des Auslegers 24a fest eingesetzt. Die Lagermittelachse 34 ist in Fahrzeuglängsrichtung und horizontal ausgerichtet.
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Das Stützlager 30 weist einen gummielastischen Dämpfungskörper 30a (vergleiche auch 3) auf, der bevorzugt zwischen zwei mit dem Dämpfungskörper 30a durch Vulkanisation fest verbundenen, metallischen Lagerplatten 30b angeordnet ist, wobei die Lagerplatten 30b über Gewindeverbindungen fest mit dem Arm 14c des Querholms 14a und einer an den Ausleger 24a angeformten Gehäusewand 24b verbunden sind.
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Der rotationssymmetrische Außenumfang des im Wesentlichen zylindrischen Dämpfungskörpers 30a ist mit einer Einschnürung bzw. mit einer doppelkonusförmigen Gestaltung (3) versehen, um mit zunehmender Kompression eine progressiv zunehmende Kraft-Weg-Kennlinie zu schaffen.
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Die Mittelachse 36 des Stützlagers 30 ist im Wesentlichen vertikal ausgerichtet.
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Durch die horizontale Ausrichtung der Lagermittelachse 34 des Aggregatelagers 18 (und der Aggregatelager 20, 22) wird dieses in Z-Richtung vermehrt auf Druck belastet, während es in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung) auf Schub belastet und demzufolge „weicher” ausgelegt ist.
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Gleiches trifft auf das Stützlager 30 zu, das durch die Ausrichtung der Mittelachse 36 in vertikaler Richtung (Z-Richtung) auf Druck und damit „härter” ausgelegt ist als in X- und Y-Richtung (Schubbelastung).
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Die Hauptbelastungsrichtung der beiden Lager 18, 30 ist somit überwiegend vertikal. Ferner sind das Aggregatelager 18 und das Stützlager 30 so aufeinander abgestimmt, dass daraus eine der Kraft-Weg-Kennlinie des Aggregatelagers 18 überlagerte, „härtere” Kraft-Weg-Kennlinie resultiert, die eine wirkungsvolle Schwingungsdämpfung bei einem höher motorisierten Kraftfahrzeug mit größeren Antriebskräften und -momenten an dem Differenzialgetriebe 24 und/oder mit einer sportlicheren Dämpfungscharakteristik sicherstellt und unzulässige Bewegungen des Differenzialgetriebes 24 relativ zum Hilfsrahmen 10 ausschließt.
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Die Kraft-Weg-Kennlinie des Aggregatelagers 18 ist zudem bevorzugt so ausgelegt, dass bei einem niedriger motorisierten Kraftfahrzeug mit geringeren Antriebskräften und -momenten und/oder einer komfortableren Dämpfungscharakteristik unter Weglassung des Stützlagers 30 dennoch eine wirkungsvolle Schwingungsdämpfung erzielt ist.
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Das Aggregatelager 18 kann somit einheitlich für verschiedene Motorisierungen des Kraftfahrzeugs und/oder für verschiedene Auslegungen der Dämpfungscharakteristik verwendet werden, wobei das Stützlager 30 an den vorhandenen Aufnahmen (Ausleger 24a, Gehäusewand 24b, Arm 14c) wahlweise verbaubar ist.
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Die 4 zeigt eine alternative Ausführung der Erfindung, bei der das Stützlager 38 ähnlich dem Aggregatelager 18 als Gummi-Metall-Hülsenlager ausgeführt ist.
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Das Stützlager 38 ist dabei wie angedeutet an dem Ausleger 24a des Differenzialgetriebes 24 benachbart dem Aggregatelager 18 angeordnet und mit seinem Lagerkern mit einem zum Beispiel gabelförmigen Arm (nicht dargestellt) des Querholms 14 fest verbunden. Das Stützlager 38 kann ebenfalls mit seiner Außenhülse in einem am Ausleger 24a angeformten Auge aufgenommen oder anderweitig befestigt sein.
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Die Lagermittelachse 40 des Stützlagers 38 ist horizontal und parallel zur Lagermittelachse 34 des Aggregatelagers 18 ausgerichtet und weist demzufolge die gleiche Hauptbelastungsrichtung auf.
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Im Übrigen ist die Auslegung der Kraft-Weg-Kennlinien der beiden Lager 18, 38 wie vorbeschrieben.
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Anstelle des beschriebenen Hilfsrahmens 10 kann das Differenzialgetriebe 24 gegebenenfalls auch unmittelbar an dem Aufbau des Kraftfahrzeugs gelagert sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004054791 A1 [0002]
- DE 102006055128 B4 [0003]
