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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Drehmomentstütze und insbesondere eine Antriebsstrangdrehmomentstütze für ein Kraftfahrzeug.
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Autoantriebsstränge, die einen Motor und eine Transaxle umfassen, verwenden Antriebsstrangdrehmomentstützen, um eine ungewollte Drehung des Motors und der Transaxle um eine Achse zu verhindern, die, wenn sie nicht mit der Mittelachse der Motorkurbelwelle zusammenfällt, zumindest parallel dazu verläuft. Bekannte Autoantriebsstrangdrehmomentstützen verwenden Halter zur Befestigung der Stütze an der Transaxle oder dem Motor.
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In dieser Hinsicht zeigt
1 ein Drehmomentstützensystem für einen Autoantriebsstrang
10, das zuvor in der
US8215444B2 offenbart wurde. Der Antriebsstrang
10 weist einen Motor
14 und eine Transaxle
18 mit einer in Längsrichtung verlaufenden Mittellinie A auf. Der Antriebsstrang
10 enthält weiterhin ein Drehmomentstützensystem. Die Transaxle
18 enthält einen ersten Montage-Pad
22, an dem ein Befestigungshalter
26 angebracht ist. Ein Führungslenker
42 verbindet den Halter
26 mit einem Fahrzeugstrukturelement
46.
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Die Antriebsstrangdrehmomentstütze weist viele Funktionen auf. Sie muss sowohl bei Leerlauf (geringe Kraftvorbelastungen) als auch bei Vollgas (große Kraftvorbelastungen) Motorerregungskräfte isolieren, während sie gleichzeitig Antriebsstrangrollen bei hoch instationären dynamischen Ereignissen steuert. Diese widersprüchlichen Anforderungen erfordern ein Teil, das ausreichende Verschiebung bei einer geringen Steifigkeitsänderungsrate gestattet.
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Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass innerhalb der Packaging-Zwänge eine Drehmomentstütze groß genug ist, dass sie ein ausreichendes Gummivolumen gestattet, um Anforderungen hinsichtlich Eigenschaften und Langlebigkeit zu entsprechen, während auch Metallstärken- und Verbindungsvermögenkriterien entsprochen wird. Weiterhin ist es wünschenswert, dass eine Drehmomentstütze eine leichte Herstellung durch den Zulieferer und eine leichte Montage innerhalb des Fahrzeugmontagewerks gestattet. Schließlich ist es wünschenswert, dass eine Drehmomentstütze Wartungsanleitungen hinsichtlich Austauschzeit entspricht, ohne dass eine spezielle Werkzeugausrüstung oder spezielle Vorgehensweisen erforderlich sind.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Antriebsstrangdrehmomentstütze bereitgestellt, die einen Halter, einen Lenkerarm und ein oder mehrere zwischen dem Halter und einem Ende des Lenkerarms vorgesehene elastische Elemente umfasst, wobei das Ende des Lenkerarms in einer durch den Halter definierten Aussparung vorgesehen ist, wobei der Lenkerarm dazu konfiguriert ist, an einen Antriebsstrang gekoppelt zu werden, und der Halter dazu konfiguriert ist, an einen Unterrahmen eines Fahrzeugs gekoppelt zu werden, und zur Anordnung in einer Tasche des Unterrahmens konfiguriert ist, wobei die Antriebsstrangdrehmomentstütze als eine einzige Anordnung vorgesehen ist, so dass die Antriebsstrangdrehmomentstütze als eine einteilige Einheit in die Unterrahmentasche eingeführt werden kann.
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Die Antriebsstrangdrehmomentstütze gestattet vorteilhafterweise eine leichte Montage und Wartung, während gleichzeitig Langlebigkeits- und Festigkeitsanforderungen entsprochen wird.
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Der Halter kann zum Platzieren durch eine Öffnung der Unterrahmentasche konfiguriert sein. Die Antriebsstrangdrehmomentstütze kann so konfiguriert sein, dass nach der Installation sich der Lenkerarm durch die Öffnung der Unterrahmentasche erstrecken kann.
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Der Lenkerarm kann so konfiguriert sein, dass er sich von einer Antriebsstrangkupplung und in die Halteraussparung erstreckt. Der Lenkerarm kann ein einziges Teil umfassen. Der Lenkerarm kann an die elastischen Elemente gekoppelt sein. Die elastischen Elemente können in der Halteraussparung platziert sein.
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Der Halter kann einen im Wesentlichen U-förmigen Teil umfassen. Der Halter kann einen oder mehrere Flanschteile umfassen, die an Enden des Halters, zum Beispiel an Enden des U-förmigen Teils, vorgesehen sind. Die Flanschteile können dazu konfiguriert sein, an den Unterrahmen anzustoßen, wenn die Antriebsstrangdrehmomentstütze installiert ist.
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Der Lenkerarm kann sich durch eine Öffnung im Halter erstrecken. Der Halter kann eine Form in einer Ebene definieren. Der Halter kann einen im Wesentlichen gleichförmigen Querschnitt aufweisen. Der Halter kann einen senkrechten Vorsprung der planaren Form umfassen. Die Halteröffnung kann so angeordnet sein, dass sich der Lenkerarm in einer Richtung in der Ebene, in der die Halterform definiert sein kann, durch die Halteröffnung erstrecken kann.
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Die Halteröffnung kann sich zwischen Enden des Halters befinden. Anlageflächen, zum Beispiel für die elastischen Elemente und/oder der Lenkerarm, können neben der Halteröffnung vorgesehen sein. Die Anlageflächen können der Halteraussparung zugewandt sein. Das Ende des Lenkerarms kann breiter sein als die Halteröffnung.
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Der Halter kann einen oder mehrere Befestigungselementaufnahmeteile umfassen. Die Befestigungselementaufnahmeteile können zur Befestigung des Halters am Unterrahmen konfiguriert sein. Die Befestigungselementaufnahmeteile können zur Aufnahme eines Schraubbolzens, Stifts oder irgendeines anderen Befestigungsmittels konfiguriert sein. Ein oder mehrere der Befestigungselementaufnahmeteile können an den oder in Richtung der Enden des Halters vorgesehen sein. Zum Beispiel können die Befestigungselementaufnahmeteile neben den Flanschen vorgesehen sein, wie zum Beispiel an der Grenzfläche zwischen den Flanschen und dem U-förmigen Teil. Ein oder mehrere der Befestigungselementaufnahmeteile können an einem Mittelpunkt oder in Richtung eines Mittelpunkts des Halters, zum Beispiel am Boden des U-förmigen Teils, vorgesehen sein.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Unterrahmen für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei der Unterrahmen zur Aufnahme der oben genannten Antriebsstrangdrehmomentstütze konfiguriert ist. Der Unterrahmen kann eine Öffnung in die Unterrahmentasche umfassen. Die Unterrahmentaschenöffnung kann zur Aufnahme des Halters bei der Montage konfiguriert sein. Der Unterrahmen kann so konfiguriert sein, dass sich der Lenkerarm durch die Unterrahmentaschenöffnung erstreckt, wenn die Antriebsstrangdrehmomentstütze installiert ist.
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Eine Anordnung kann die Antriebsstrangdrehmomentstütze und den Unterrahmen umfassen. Ein Fahrzeug kann die oben genannte Antriebsstrangdrehmomentstütze und/oder den oben genannten Unterrahmen umfassen.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur Installation einer Antriebsstrangdrehmomentstütze für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei die Antriebsstrangdrehmomentstütze einen Halter, einen Lenkerarm und ein oder mehrere elastische Elemente, die zwischen dem Halter und einem Ende des Lenkerarms vorgesehen sind, umfasst, wobei das Ende des Lenkerarms in einer durch den Halter definierten Aussparung vorgesehen ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
Bereitstellen der Antriebsstrangdrehmomentstütze als eine einzige Anordnung;
Einführen der Antriebsstrangdrehmomentstütze in eine Tasche eines Unterrahmens des Fahrzeugs, derart, dass die Antriebsstrangdrehmomentstütze als eine einteilige Einheit in die Unterrahmentasche eingeführt wird; und
Koppeln des Halters an den Unterrahmen des Fahrzeugs.
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Offenbarung, und um deutlicher zu zeigen, wie sie implementiert werden kann, wird nunmehr beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, darin zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Autoantriebsstrangs mit einer Drehmomentstütze, die zuvor in der
US8215444B2 offenbart wurde;
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2 eine perspektivische Ansicht einer Antriebsstrangdrehmomentstütze gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
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3 eine perspektivische Ansicht der Antriebsstrangdrehmomentstütze gemäß der vorliegenden Offenbarung, die die in einem Unterrahmen eines Fahrzeugs installierte Antriebsstrangdrehmomentstütze zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 2 betrifft die vorliegende Offenbarung eine Antriebsstrangdrehmomentstütze 100, die einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugstruktur, wie zum Beispiel einem Unterrahmen, verbindet. Der Antriebsstrang kann einen Motor und/oder ein Getriebe und/oder ein Differenzial und/oder eine Transaxle oder andere zugehörige Komponenten umfassen. Die Drehmomentstütze kann mit einer oder mehreren dieser Komponenten verbunden sein.
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Die Drehmomentstütze 100 umfasst einen Halter 110, einen Lenkerarm 120 und ein oder mehrere elastische Elemente 130. Ein erstes Ende 120a des Lenkerarms 120 ist in einer durch den Halter 110 definierten Aussparung 112 vorgesehen. Ein zweites Ende 120b des Lenkerarms ist zur Kopplung an den Antriebsstrang, wie zum Beispiel den in 1 gezeigten, konfiguriert. Wie unten ausführlicher beschrieben wird, ist der Halter 110 zur Kopplung an die Fahrzeugstruktur konfiguriert.
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Der Lenkerarm 120 kann über einen Verbinder, wie zum Beispiel einen Schraubbolzen 122, der sich zwischen einem Paar einander gegenüberliegender Arme 124a, 124b am zweiten Ende 120b des Lenkerarms 120 erstreckt, an den Antriebsstrang gekoppelt werden. Die einander gegenüberliegenden Arme 124a, 124b können sich in einer im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Lenkerarms 120 verlaufenden Richtung erstrecken. Die einander gegenüberliegenden Arme 124a, 124b definieren einen Raum 125, der nach der Installation eine Kupplung des Antriebsstrangs aufnehmen kann. Der Schraubbolzen 122 erstreckt sich quer durch den Raum 125. Die einander gegenüberliegenden Arme 124a, 124b umfassen jeweilige Öffnungen 126a, 126b, die zur Aufnahme der Schraubbolzens 122 aufeinander ausgerichtet sind. Die einander gegenüberliegenden Armöffnungen 126a, 126b sind an einem distalen Ende der gegenüberliegenden Arme 124a, 124b vorgesehen. Eine oder beide der gegenüberliegenden Armöffnungen 126a, 126b können zur Aufnahme eines Gewindeteils des Schraubbolzens 122 mit einem Gewinde versehen sein.
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Nach der Installation erstreckt sich der Lenkerarm 120 von der Antriebsstrangkupplung durch eine Öffnung 114 im Halter 110 in die Halteraussparung 112. Wie gezeigt, umfasst der Lenkerarm 120 ein einziges, zum Beispiel einteiliges, Teil, das sich von der Antriebsstrangkupplung zur Halteraussparung 112 erstrecken kann. Der Lenkerarm 120 kann jedoch als Alternative getrennte Komponenten umfassen, die zusammengefügt sein können.
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Die elastischen Elemente 130 sind zwischen dem Halter 110 und dem ersten Ende 120a des Lenkerarms 120 vorgesehen. Die elastischen Elemente 130 sind in der Halteraussparung 112 platziert. Der Lenkerarm 120 umfasst Flächen zum Eingriff mit den elastischen Elementen 130. Der Halter 110 und/oder der Lenkerarm 120 können mit einem oder mehreren der elastischen Elemente 130 gekoppelt, zum Beispiel verklebt, sein.
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Die elastischen Elemente 130 können elastische Primärelemente 130a und elastische Sekundärelemente 130b umfassen, die als Dämpfer bezeichnet werden können. Die elastischen Primärelemente 130a können sowohl an den Lenkerarm 120 als auch an den Halter 110 gekoppelt, zum Beispiel geklebt, sein und können somit einer Bewegung des Lenkerarms jederzeit elastisch widerstehen. Die elastischen Sekundärelemente 130b können hingegen entweder nur an den Lenkerarm 120 oder an den Halter 110 gekoppelt sein und berühren anfangs möglicherweise nicht den jeweils anderen, den Lenkerarm 120 oder Halter 110. Somit können die elastischen Sekundärelemente 130b einer Bewegung des Lenkerarms 120 nur dann elastisch widerstehen, wenn die Bewegung des Lenkerarms einen bestimmten Schwellenwert erreicht hat, zum Beispiel wenn die elastischen Sekundärelemente 130b den jeweils anderen, den Lenkerarm 120 oder Halter 110, berühren. Auf diese Weise kann der Widerstand gegen Bewegung des Lenkerarms 120 in Abhängigkeit von der Verschiebung des Lenkerarms variiert werden.
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Die elastischen Primärelemente 130a können in oder in Richtung der Mitte der Halteraussparung 112 vorgesehen sein, und die elastischen Primärelemente 130a können auf beiden Seiten des Lenkerarms 120 vorgesehen sein. Die elastischen Sekundärelemente 130b können an beiden Enden der Halteraussparung 112, zum Beispiel am nächsten und am weitesten von der Halteröffnung 114, vorgesehen sein, um den Extremen der Bewegung des Lenkerarms 120 in beiden Richtungen zu widerstehen.
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Mit Variieren des Antriebsstrangmoments kann sich der Antriebsstrang bezüglich des Rests des Fahrzeugs bewegen, und der Lenkerarm 120 kann sich bezüglich des Halters 110 in der gleichen Richtung wie die Längsachse des Lenkerarms bewegen. Der Lenkerarm 120 kann sich jedoch bezüglich des Halters in anderen Richtungen bewegen, zum Beispiel mit Bewegung des zweiten Endes 120b in einer senkrecht zur Längsachse des Lenkerarms verlaufenden Richtung. Diesen Bewegungen kann durch die elastischen Elemente 130 entgegengewirkt werden.
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Der Halter 110 kann eine Form in einer Ebene definieren, und der Halter 110 kann einen senkrechten Vorsprung der planaren Form umfassen. Demgemäß kann der Halter 110 einen im Wesentlichen gleichförmigen Querschnitt aufweisen. Die Halteröffnung 114 ist so angeordnet, dass sich der Lenkerarm 120 durch die Halteröffnung in einer Richtung in der Ebene erstreckt, in der die Halterform definiert ist, wobei die Ebene zum Beispiel den gleichförmigen Querschnitt enthält.
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Der Halter 110 kann einen im Wesentlichen U-förmigen Teil 116 umfassen. Der Halter 110 kann einen oder mehrere Flanschteile 118a, 118b umfassen, die an Enden des Halters, zum Beispiel an Enden des U-förmigen Teils 116, vorgesehen sind. Das U-förmige Teil 116 und die Flanschteile 118a, 118b können zusammen einen im Wesentlichen omegaförmigen Halter 110 definieren.
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Die Halteröffnung 114 ist zwischen Enden des Halters, zum Beispiel zwischen den Flanschteilen 118a, 118b, vorgesehen. Das erste Ende 120a des Lenkerarms 120 kann breiter sein als die Halteröffnung 114. Der Halteraussparung 112 zugewandte Anlageflächen 117a, 117b sind neben und auf beiden Seiten der Halteröffnung 114 vorgesehen. Die elastischen Elemente 130, wie zum Beispiel die elastischen Sekundärelemente 130b, können an die Anlageflächen 117a, 117b gekoppelt, zum Beispiel geklebt, sein. Der Lenkerarm 120 kann wiederum an die an die Anlageflächen 117a, 117b gekoppelten elastischen Sekundärelemente 130b anstoßen, zum Beispiel wenn der Lenkerarm 120 in einem ausreichenden Ausmaß vom Halter 110 zurückgezogen ist.
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Der Halter 110 kann einen oder mehrere Befestigungselementaufnahmeteile 119 umfassen. Die Befestigungselementaufnahmeteile 119 können zur Befestigung des Halters 110 an der Fahrzeugstruktur, zum Beispiel dem Unterrahmen, konfiguriert sein. Die Befestigungselementaufnahmeteile 119 können zur Aufnahme eines Schraubbolzens, Stifts oder irgendeines anderen Befestigungselements konfiguriert sein. Zum Beispiel können die Befestigungselementaufnahmeteile 119 Öffnungen umfassen, die mit einem Gewinde versehen sein können. Ein Paar der Befestigungselementaufnahmeteile 119a, 119b kann an den oder in Richtung der Enden des Halters 110 vorgesehen sein. Zum Beispiel können die Befestigungselementaufnahmeteile 119a, 119b neben den Flanschteilen 118a, 118b, wie zum Beispiel an einer Grenzfläche zwischen den Flanschteilen und dem U-förmigen Teil 116, vorgesehen sein. Ein Befestigungselementaufnahmeteil 119c kann an einem Mittelpunkt oder in Richtung eines Mittelpunkts des Halters 110, zum Beispiel an einem Vorsprung 111 am Boden des U-förmigen Teils 116, vorgesehen sein.
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Auf 3 Bezug nehmend, ist der Halter 110 zur Kopplung an einen Unterrahmen 140 eines Fahrzeugs konfiguriert und ist zur Platzierung in einer Tasche 142 des Unterrahmens konfiguriert. Die Antriebsstrangdrehmomentstütze 100 ist als eine einzige Anordnung vorgesehen, so dass die Antriebsstrangdrehmomentstütze als eine einteilige Einheit in die Unterrahmentasche 142 eingeführt werden kann.
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Die Flanschteile 118a, 118b sind zur Anlage an Flächen 146a, 146b des Unterrahmens 140, wenn die Antriebsstrangdrehmomentstütze 100 installiert ist, konfiguriert. Befestigungselemente 150a, 150b, 150c, können sich durch Öffnungen 148a, 148b, 148c im Unterrahmen 140, die auf die Befestigungselementaufnahmeteile 119a, 119b, 119c des Halters 110 ausgerichtet sind, erstrecken. Wie gezeigt, umfassen die Befestigungselemente 150 Schraubbolzen. Die Öffnungen 148a, 148b, 148c können in ausgesparten Teilen des Unterrahmens vorgesehen sein, zum Beispiel derart, dass die Schraubbolzenköpfe nach der Installation nicht hinter den Rest des Unterrahmens vorragen.
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Der Unterrahmen 140 ist zur Aufnahme der oben genannten Antriebsstrangdrehmomentstütze 100 konfiguriert. Der Unterrahmen 140 umfasst eine Taschenöffnung 144 in die Unterrahmentasche 142. Die Unterrahmentaschenöffnung 144 ist zur Aufnahme des Halters 110 bei Einführen des Halters in die Unterrahmentasche 142 konfiguriert. Der Unterrahmen 140 ist so konfiguriert, dass sich der Lenkerarm 120 durch die Unterrahmentaschenöffnung 144 erstreckt, wenn die Antriebsstrangdrehmomentstütze 100 installiert ist. Diese Anordnung gestattet eine leichte Montage und Demontage.
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Der Unterrahmen 140 kann eine Fensteröffnung 149 in einer Wand des Unterrahmens umfassen. Die Fensteröffnung 149 kann hinsichtlich ihrer Größe und/oder Form der Halteraussparung 112 im Wesentlichen entsprechen, um zum Beispiel eine Sichtinspektion der elastischen Elemente 130 und des Lenkerarms 120 zu gestatten. Die Fensteröffnung 149 kann auch gestatten, dass sich das erste Ende 120a des Lenkerarms 120 außerhalb des durch die Unterrahmentasche 142 definierten Raums, zum Beispiel dank der Drehung des Lenkerarms 120, bewegt.
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Der Unterrahmen 140 kann aus Metall, wie zum Beispiel Stahl und/oder Aluminium, hergestellt sein. Es kommen jedoch auch andere Materialien für den Unterrahmen in Betracht, zum Beispiel Verbundstoffe wie kohlefaserverstärkter Kunststoff oder glasfaserverstärkter Kunststoff.
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Es versteht sich dass die Antriebsstrangdrehmomentstütze 100 durch Bereitstellung der Antriebsstrangdrehmomentstütze als eine einzige Anordnung und Einführen der Antriebsstrangdrehmomentstütze in die Unterrahmentasche als eine einteilige Einheit bereitgestellt werden kann. Der Halter 110 kann dann zum Beispiel mit den oben beschriebenen Befestigungselementen an den Unterrahmen gekoppelt werden.
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Die Antriebsstrangdrehmomentstütze der vorliegenden Offenbarung gestattet vorteilhafterweise eine leichte Montage und Wartung, während gleichzeitig Langlebigkeits- und Festigkeitsanforderungen entsprochen wird. Die Antriebsstrangdrehmomentstütze reduziert auch die freiliegende Länge des Lenkerarms, wodurch der Spalt zwischen dem Unterrahmen und dem Antriebsstrang auf ein Minimum reduziert wird und das Erfüllen von Packaging-Zwängen unterstützt wird. Die Anordnung der vorliegenden Offenbarung reduziert auch die Gelenkhülle zwischen dem Lenkerarm und dem Unterrahmen, wodurch die Zwischenräume maximiert werden und/oder eine zusätzliche Unterrahmenstruktur gestattet wird.
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Für den Fachmann versteht sich, dass die Erfindung zwar beispielhaft unter Bezugnahme auf ein oder mehrere Beispiele beschrieben worden ist, sie aber nicht auf die offenbarten Beispiele beschränkt ist, und dass alternative Beispiele konstruiert werden könnten, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert wird, abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8215444 B2 [0003, 0018]
