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Die Erfindung betrifft eine Lagerung eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeuges an einem Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die
DE 10 2011 079 111 A1 und die
DE 10 2005 034 261 A1 verwiesen.
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Die Motor-Getriebe-Einheit eines Kraftfahrzeuges wird üblicherweise als Antriebsaggregat bezeichnet. Das Antriebsaggregat wird dabei beispielsweise über Motorlager, Getriebelager und Drehmomentenstützen am Fahrzeugaufbau elastisch gelagert. Die Aggregatlager nehmen die statische Last der Motor-Getriebe-Einheit auf und begrenzen die maximalen Wege bei Lastwechseln oder hohen Drehmomenten. Beispielsweise wird dabei versucht die Einleitung von Körperschall durch die Motor- und Getriebeanregung in die Karosserie wirkungsvoll zu unterdrücken, um die Vibrationen und den Innengeräuschpegel über den gesamten Drehzahlbereich des Motors für Insassen des Fahrzeuges komfortabel zu gestalten. Ein wichtiger Parameter zur Auslegung der Aggregatlager ist neben dem zur Verfügung stehenden Bauraum, der Belastungsart, der maximalen Kräfte und vielen weiteren, die Einbaulage des Aggregates. Als Belastungsarten können an den Lagern Kräfte in axialer und radialer Richtung auftreten und Momente in Form von Torsion und Kardanik. Das Antriebsaggregat kann als Folge von elastischen Lagerungen translatorische und rotatorische Bewegungen ausführen. Dadurch wirkt das Antriebsaggregat mit seinen Lagern als Feder-Masse-System. Alle Lager eines Antriebsaggregats beeinflussen sich gegenseitig und müssen deshalb aufeinander abgestimmt sein. Auf dem Pkw-Markt haben sich heute zwei Antriebssysteme mehrheitlich durchgesetzt. Dabei wird zum einen üblicherweise das Antriebsaggregat mit dessen Abtriebswelle quer zur Fahrzeuglängsrichtung an der Vorderachse in das Fahrzeug eingebaut. Die zweite gängige Einbauvariante ist ein Längseinbau der Abtriebswelle des Antriebsaggregats (also in Fahrzeuglängsrichtung) mit beispielsweise einem Hinterachs-, Vorderachs- oder einem Vierradantrieb. Bei dem zuletzt genannten Längseinbau des Antriebsaggregats ist dieses üblicherweise über zwei Motor- und einem Getriebelager als Traglager an den Fahrzeugaufbau, also entweder an der Fahrzeugkarosserie und/oder am Fahrwerk des Fahrzeuges, beispielsweise an den Achsträgern, gelagert. Eine zusätzliche Drehmomentenstütze kann starke Aggregatbewegungen bzw. Drehbewegungen eingrenzen. Eine solche Drehmomentenstütze wird beispielsweise in der
DE 10 2005 034 261 A1 in Form einer Pendelstütze aufgezeigt. Jedoch besteht bei den aktuellen Lagerungskombinationen eines Antriebsaggregats, insbesondere eines längseingebauten Antriebsaggregats, das Problem, dass es bei Drehzahländerungen des Motors, beispielsweise beim Starten oder Stoppen des Motors, zur Anregung sogenannter Quermoden und damit zu spürbaren Vibrationen des Fahrzeugaufbaus bzw. des Sitzbereiches von Fahrzeuginsassen kommt. Dieses Problem entsteht, insbesondere bei einem längseingebauten Antriebsaggregat, durch eine Wanderbewegung des Federschwerpunktes des Antriebsaggregats (welcher Federschwerpunkt sich auf der sogenannten statischen Drehachse des Antriebsaggregats befindet) hin zum Massenschwerpunkt des Aggregats (welcher sich bekanntlicherweise auf der sogenannten Torque-Roll-Achse des Antriebsaggregats befindet) bei einer Änderung der Drehzahl. Diese Wanderbewegung ist bedingt durch eine Anordnung der Motorlager (in Fahrzeughochrichtung betrachtet) unterhalb des Massenschwerpunktes und bewirkt translatorische Schwingungen in Fahrzeugquerrichtung bzw. die Anregung sogenannter Eigenformen bzw. Quermoden. Die damit verbundene Krafteinleitung in die Karosserie ist insbesondere für den Fahrzeugführer als unerwünschte Beschleunigungen im Sitz wahrnehmbar. Eine Möglichkeit zur Vermeidung einer derartigen Wanderbewegung bzw. derartiger Quermoden ist das Anbringen der Motorlager in Fahrzeughochrichtung betrachtet auf Höhe bzw. der gleichen Horizontalebene (im Einbauzustand des Antriebsaggregats betrachtet) in welcher sich auch der Massenschwerpunkt des Antriebsaggregats befindet. Diese Möglichkeit ist jedoch aufgrund eines kritischen Bauraums in der Praxis nur schwer realisierbar. In der
DE 10 2011 079 111 A1 wird dagegen eine Aggregatbefestigung vorgeschlagen, in welcher drei Schwingungen dämpfende Elemente als Traglager am Aggregat, in Richtung der Hochachse des Fahrzeuges gesehen, unterhalb des Aggregatschwerpunktes angeordnet sind. Außerdem ist es dabei vorgesehen zusätzlich ein weiteres Schwingungen dämpfendes Element in Fahrzeuglängs- und Querrichtung in der Nähe des Aggregatschwerpunktes und in Richtung der Fahrzeughochachse über dem Aggregatschwerpunkt, insbesondere im oberen Drittel des Aggregates, anzuordnen. Aufgabe der
DE 10 2011 079 111 A1 ist es unter anderem durch das zusätzliche Schwingungen dämpfende Element eine optimierte Schwingungsisolierung zwischen Antriebsaggregat und Aufbau des Fahrzeuges zu gewährleisten, bei gleichzeitiger Komfortverbesserung hinsichtlich dem sogenannten Stuckern und der sogenannten Solidität.
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Nachteilig am genannten Stand der Technik ist jedoch, dass die Verwendung von permanenten Abstützungs- bzw. Lagerungskonzepten gleichzeitig immer eine Körperschallbrücke darstellt, welche zwar ein bestimmtes Problem löst, sich jedoch in anderen Situationen wieder negativ, beispielsweise auf die Fahrzeugakustik auswirken kann. Des Weiteren führt eine permanente zusätzliche Abstützung dazu, dass die mechanische Belastung auf die Anbindungsstellen der Abstützungen am Antriebsaggregat und am Fahrzeugaufbau bei betriebsüblicher Bewegung des Antriebsaggregats hinsichtlich ihrer konstruktiven und materiellen Auslegung und damit hinsichtlich Festigkeits- und Steifigkeitsauslegung berücksichtigt und gegebenenfalls aufwändig abgeändert werden muss.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Lagerung eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeuges an einem Fahrzeugaufbau aufzuzeigen, welche eine bedarfsgerechte Zuschaltung von geeigneten Schwingungsdämpfern, also beispielsweise schwingungsdämpfende Lager bzw. Stützelemente, ermöglicht und dabei unter anderem das Problem der Anregung von Quermoden bei Frequenz- bzw. Drehzahländerung lösen kann und dadurch ein bestmögliches Schwingungsverhalten in allen Fahrsituationen gewährleistet.
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Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch eine Lagerung eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeuges an einem Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
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Es wird eine Lagerung eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeuges an einem Fahrzeugaufbau vorgeschlagen, welche mittels mindestens einem schwingungsdämpfenden Lager, welches in Richtung der Fahrzeughochachse betrachtet unterhalb des Massenschwerpunktes des Antriebsaggregats angeordnet ist, sowie mittels mindestens einem weiteren zusätzlichem schwingungsdämpfenden Stützelements, welches seinerseits in Richtung der Fahrzeughochachse betrachtet oberhalb des Massenschwerpunktes des Aggregates angeordnet ist, ausgeführt ist. Erfindungsgemäß ist das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement mechanisch vom Antriebsaggregat und/oder vom Fahrzeugaufbau entkoppelbar.
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Unter der Begrifflichkeit eines Fahrzeugaufbaus ist im Sinne dieser Erfindung insbesondere die Karosserie bzw. das Fahrwerk eines Fahrzeuges angesprochen. Das Antriebsaggregat kann demnach sowohl an der Karosserie, als auch am Fahrwerk, beispielsweise an den Achsträgern des Fahrzeuges gelagert sein.
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Die Lagerung des Antriebsaggregats geschieht dabei durch sogenannte schwingungsdämpfende Lager, also solche Lagerungen bzw. Anbindungen, welche eine gewisse Relativbewegung des zu lagernden Antriebsaggregats erlauben. Bevorzugt ist das Antriebsaggregat dabei mittels zwei elastischen Motorlagern, insbesondere Traglagern, sowie einem Getriebelager an den Fahrzeugaufbau angebunden. Mindestens eines dieser schwingungsdämpfenden Lager ist dabei in Richtung der Fahrzeughochachse betrachtet, unterhalb des Massenschwerpunktes des Antriebsaggregats angeordnet.
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Das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement ist, wie bereits genannt, (in Richtung der Fahrzeughochachse betrachtet) oberhalb des Massenschwerpunktes des Antriebsaggregats angeordnet. Dieses ist in Fahrzeugquerrichtung bevorzugt in seiner Steifigkeitskennlinie derart ausgebildet, sodass die bereits beschriebene Wanderbewegung des Federschwerpunktes hin zum Massenschwerpunkt bei einer Drehzahl- bzw. Frequenzänderung des Antriebsaggregats ausgeglichen und damit verhindert wird. Dies hat zum Vorteil, dass bei Frequenz- bzw. Drehzahländerung keine Quermoden angeregt werden und die Fahrzeuginsassen keine unerwünschten Sitzbeschleunigungen erfahren.
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Um jedoch zu vermeiden, dass das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement in anderen Fahrsituationen, beispielsweise bei konstanter Drehzahl bzw. Frequenz, durch die Darstellung einer Körperschallbrücke negative Schwingungsanregungen verursacht, ist dieses erfindungsgemäß (beispielsweise in derartigen Situationen) mechanisch vom Antriebaggregat bzw. vom Fahrzeugaufbau entkoppelbar. Unter einem mechanisch entkoppelbaren schwingungsdämpfenden Stützelement wird im Sinne dieser Erfindung ein Stützelement verstanden, welches im gekoppeltem Zustand schwingungsdämpfend, insbesondere in Fahrzeugquerrichtung schwingungsdämpfend bzw. versteifend wirkt und im entkoppeltem Zustand keinerlei Schwingungen mehr dämpft und damit keinerlei Wirkung mehr erzielt. Im entkoppelten Zustand übernimmt also das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement weder eine Stütz-, noch eine Dämpfungsfunktion, während dieses im gekoppelten Zustand beide genannten Funktionen oder auch nur eine der beiden Funktionen erfüllen kann.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Abtriebswelle des Antriebsaggregats in Fahrzeuglängsrichtung angeordnet. Mit einer solchen Abtriebswelle ist im Sinne der Erfindung die Welle des Antriebsaggregates bzw. des Motors angesprochen, welche in Richtung des Drehmomentvektors dieses verläuft. Im fahrzeugtechnischen Sprachgebrauch spricht man dabei von einem längseingebauten Antriebaggregat. Bei einer längseingebauten Hubkolbenbrennkraftmaschine beispielsweise ist die Kurbelwelle dieser in Richtung der Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet.
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So ist es in einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement an der in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet vorderen Stirnseite des Antriebsaggregats abgestützt bzw. angeordnet ist. Wie oben bereits genannt können dabei zwei schwingungsdämpfende Lager, beispielsweise als elastische Lager, in Fahrzeughochrichtung betrachtet, rechts und links von der Aggregatmittelebene und unterhalb des Massenschwerpunktes dieses angeordnet sein.
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Die Abstützung des zusätzlichen schwingungsdämpfenden Stützelements an der Stirnseite des (bevorzugt längseingebauten) Antriebsaggregats bietet den erforderlichen Bauraum zur bestmöglichen Integration bzw. Anbindung des zusätzlichen schwingungsdämpfenden Stützelements. Genauso ist es jedoch auch möglich das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement an einer anderen Stelle am Antriebsaggregat anzubinden. Voraussetzung ist lediglich, dass dieses in Richtung der Fahrzeughochachse betrachtet stets oberhalb des Massenschwerpunktes des Antriebsaggregats angeordnet ist. Wie weit dieses oberhalb des Massenschwerpunktes des Antriebsaggregats angeordnet ist, ist von der Positionierung des schwingungsdämpfenden Lagers unterhalb des Massenschwerpunktes abhängig und muss bedarfsgerecht ausgelegt werden.
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Wie bereits genannt, ist es in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement im Einbauzustand in Fahrzeugquerrichtung steifer ausgebildet ist, als in Fahrzeughochrichtung. Dies ist deswegen sinnvoll, da das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement die unerwünschten Quermoden bzw. die durch die Quermoden angeregten Schwingungsformen, welche zumindest annähernd in Fahrzeugquerrichtung verlaufen, zu unterbinden vermag. In Fahrzeughochrichtung ist das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement folglich bevorzugt weich bzw. mit einer geringen Steifigkeit ausgeführt.
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In einer nächsten bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Technologie ist das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement von einer Steuereinheit in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Fahrzeuges ansteuerbar. So kann beispielsweise anhand von Sensorik ein bestimmter Fahrzustand bzw. Betriebszustand des Fahrzeuges erfasst werden und die Steuereinheit daraufhin eine Koppelung bzw. eine Entkoppelung des zusätzlichen schwingungsdämpfenden Stützelements vom Antriebsaggregat bzw. vom Fahrzeugaufbau veranlassen. Besonders bevorzugt steuert die Steuereinheit das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement bei einer Änderung der Drehzahl bzw. der Frequenz des Antriebsaggregats an bzw. veranlasst bei einer solchen Änderung eine Koppelung des zusätzlichen schwingungsdämpfenden Stützelements mit dem Antriebsaggregat bzw. dem Fahrzeugaufbau. Wird also beispielswiese eine Drehzahländerung im Motor-Start-Stopp-Betrieb erfasst, so veranlasst die Steuereinheit ein gezieltes und schnelles Schalten bzw. Koppeln des zusätzlichen schwingungsdämpfenden Stützelements mit dem Fahrzeugaufbau bzw. mit dem Antriebsaggregat. In der Zeitspanne, in welcher eine Frequenz- bzw. Drehzahländerung des Antriebsaggregats stattfindet, ist dann das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement gekoppelt und funktioniert als Schwingungsdämpfer bzw. Stützlager. Ist ein kontinuierlicher Drehzahlverlauf erkennbar, so wird das zusätzliche Stützelement entkoppelt. Das mindestens eine permanent angeordnete schwingungsdämpfende Lager übernimmt dann alleine die schwingungsdämpfende Funktion bzw. die Tragfunktion des Antriebsaggregats. Durch eine beschriebene gezielte Schaltbarkeit bzw. Koppelung/Entkoppelung des zusätzlichen schwingungsdämpfenden Stützelements wird eine bedarfsgerechte und situationsabhängige Zuschaltung bzw. Abschaltung von mindestens einem zusätzlichen schwingungsdämpfenden Stützelement ermöglicht. So kann beispielsweise ein oder mehrere zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelemente in bestimmten Fahrsituationen zugeschalten werden und in den Fahrsituationen, in welchen sie nicht mehr der bestmöglichen Schwingungsdämpfung dienen, wieder abgeschaltet bzw. entkoppelt werden. So kann beispielsweise die genannte unerwünschte Anregung der Quermoden in bestimmten Situationen unterbunden werden, während in anderen Fahrsituationen, in welchen diese genannte Quermoden-Anregung nicht auftritt, eine ursprünglich bekannte und bereits auf diese anderen Fahrsituationen bestmöglich ausgelegte Lagerung des Antriebsaggregats bereitgestellt wird. Insbesondere bei der Erfassung einer Veränderung der Frequenz bzw. Drehzahl des Antriebsaggregats, kann das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement zugeschaltet bzw. gekoppelt werden und damit eine Stütz- und schwingungsdämpfende Funktion übernehmen. Eine Veränderung der Frequenz bzw. Drehzahl erfolgt beispielsweise beim Starten und Stoppen des Antriebaggregats, sowie beispielsweise bei einem Stoppen des Antriebsaggregats nachdem sich der Antriebsmotor in einer Leerlaufschaltung befand.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement als Pendelstütze ausgeführt. Diese ist dabei wiederrum bevorzugt ihrer Länge nach zumindest annähernd in Fahrzeugquerrichtung angeordnet. Die Pendelstütze kann dabei beispielsweise ein in seiner Länge veränderbares und zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Antriebsaggregat abgestütztes Stabelement umfassen. Das Stabelement ist dabei bevorzugt mit einem Ende am Antriebsaggregat schwenkbar, beispielsweise mittels eines Kugelgelenks, gelagert. Das andere Ende des Stabelements kann dann beispielsweise über ein Elastomerelement bzw. ein elastisches Lager am Fahrzeugaufbau angebunden sein. Durch die freie Drehbewegung des drehbaren Endes des Stabelements und der translatorischen Bewegung in Längsrichtung des Stabelements bzw. der Veränderung der Länge des Stabelements, ist das System in sich statisch bestimmt und damit entkoppelt. Das heißt, bei schwenkbarer bzw. drehbarer (bevorzugt um alle Raumachsen drehbarer) aggregatsseitiger Lagerung der Pendelstütze und gleichzeitiger translatorischer Bewegbarkeit der Pendelstütze entlang dessen Längsachse, ist das elastische Lagerelement, welches beispielsweise die Pendelstütze mit dem Fahrzeugaufbau verbindet, vom Antriebsaggregat entkoppelt.
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Je nach gewünschter Richtung, in welcher die Schwingungsdämpfung überwiegend stattfinden soll, kann die Ausrichtung der Pendelstütze bzw. allgemein des zusätzlichen schwingungsdämpfenden Stützelements beliebig variieren.
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Erst durch ein Unterbinden der translatorischen Bewegung des Stabelements entlang dessen Längsachse bzw. durch ein Unterbinden der Veränderung der Länge des Stabelements, kann eine Koppelung des elastischen Lagers und damit des Fahrzeugaufbaus mit dem Antriebsaggregat über die Pendelstütze ermöglicht werden. Anders herum ist es jedoch genauso denkbar, das elastische Lagerelement zur Anbindung des Stabelements bzw. der Pendelstütze mit dem Antriebsaggregat zu verwenden und die Pendelstütze fahrzeugaufbauseitig drehbar, beispielsweise mit einem Kugelgelenk oder einem weiteren elastischen Lagerelement zu lagern. Bei einer obig beschriebenen Entkoppelung wird dann folglich das elastische Lagerelement vom Fahrzeugaufbau und nicht mehr, wie bei der zuvor genannten Ausführung, vom Antriebsaggregat entkoppelt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung, ist die Veränderung der Länge des Stabelements der Pendelstütze mittels einer geeigneten Blockiervorrichtung blockierbar und die Pendelstütze damit koppelbar. Wird also diese translatorische Bewegung des Stabelements der Pendelstütze entlang deren Längsachse geblockt bzw. ist die Veränderung der Länge des Stabelements blockiert, so wird der zuvor herrschende translatorische Freiheitsgrad ebenso blockiert und die Pendelstütze kann Kräfte übertragen. Bekanntlicherweise überträgt eine Pendelstütze zumindest überwiegend Kräfte in deren Längsrichtung, welche Längsrichtung bei einem längseingebauten Antriebsaggregat bevorzugt (zumindest annähernd) der Fahrzeugquerrichtung entspricht. Somit können Querkräfte und Schwingungen, welche in Fahrzeugquerrichtung wirken, auf einfache Weise gedämpft werden. Derartige Schwingungen in Fahrzeugquerrichtung entstehen beispielsweise bei dem in dieser Erfindung zu lösendem Problem der Quermodenanregung bei Drehzahl- bzw. Frequenzänderung und können durch eine soeben beschriebene schaltbare bzw. entkoppelbare/koppelbare Pendelstütze vermieden werden. Das sich in seiner Länge verändernde Stabelement der Pendelstütze kann beispielsweise in Form eines Zylinder-Kolben-Systems ausgeführt sein. Dabei bewegt sich bzw. gleitet der Kolben (im entkoppelten Zustand) je nach Belastungen bzw. Bewegungen des Antriebsaggregats bzw. des Fahrzeugaufbaus (je nachdem ob das elastische Lagerelement am Fahrzeugaufbau oder am Antriebsaggregat angebunden ist) innerhalb des Zylinders translatorisch hin und her und überträgt außer eventuell den inneren Gleitreibungskräften keine weiteren Kräfte. Neben einem soeben beschriebenen Zylinder-Kolben-System, kann die Längenveränderung des Stabelements beispielsweise auch in Form eines Teleskopes ausgeführt werden. Zum Koppeln der Pendelstütze mit dem Fahrzeugaufbau und dem Antriebsaggregat kann die Veränderung der Länge des Stabelements unterbunden werden, sodass das Stabelement nur mehr eine starre Verbindung darstellt. Der Drehfreiheitsgrad der schwenkbaren Lagerung des einen Endes des Pendelstabes bleibt dabei jedoch bevorzugt erhalten. Zum Unterbinden des translatorischen Freiheitsgrades des Stabelements kann, wie oben bereits genannt, eine Blockiervorrichtung die Veränderung der Länge des Stabelements blockieren. Eine derartige Blockiervorrichtung kann beispielsweise ein bremsbackenähnliches System oder eine Blockade durch einen Stift darstellen, welche mit Hilfe eines beispielsweise elektrisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch wirkenden Aktuators eingestellt und auch wieder gelöst werden kann. Um eine gewünschte Koppelung zu erreichen ist lediglich bevorzugt, dass die translatorische Bewegung bzw. die Veränderung der Länge des Stabelements blockiert wird. Auf die genannte Weise kann eine Lagerung eines Antriebsaggregats bereitgestellt werden, zu welchem in bestimmten Fahrsituationen bedarfsgerecht ein zusätzliches schwingungsdämpfendes Stützelement zugeschalten und wieder entkoppelt werden kann und dadurch beispielweise ein Komfortgewinn erzielt werden kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das zusätzliche schwingungsdämpfende Stützelement einen Aktuator, womit aktiv eine Gegenkraft gestellt bzw. erzeugt werden kann. So kann beispielsweise die genannten Pendelstütze auf einer bestimmten Länge quasi eingefroren bzw. blockiert werden und/oder zusätzlich aktiv eine Kraft, beispielsweise in Längsrichtung der Pendelstütze, durch den Aktuator aufgebracht werden, welche in bestimmten Situationen den Schwingungen bzw. Bewegungen des Antriebsaggregates entgegenwirkt bzw. diese aktiv beeinflusst oder hemmt. Dieser Aktuator kann dann in den gewünschten Situationen, in welchen dieser wirken soll, von der (bereits vorhandenen) Steuereinheit angesteuert werden oder diese ersetzen.
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Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich genommen schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert werden.
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1 zeigt ein Antriebsaggregat 1 eines Kraftfahrzeuges, welches über zwei Motorlager 2 und einem in dieser Zeichnung eigentlich nicht sichtbaren und deswegen als gestrichelt dargestellten Getriebelager 3, an einem nicht aufgezeigten Fahrzeugaufbau angebunden ist. Das Antriebsaggregat 1 ist dabei nur schemenhaft dargestellt und stellt eine Motor-Getriebe-Einheit eines zweispurigen Kraftfahrzeuges dar, bei welcher der Motor als Hubkolbenbrennkraftmaschine ausgeführt ist. Die nicht eingezeichnete Kurbelwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine ist dabei im eingebauten Zustand des Antriebaggregats 1 in Fahrzeuglängsrichtung L ausgerichtet, weshalb von einem längseingebauten Antriebsaggregat 1 gesprochen wird. Wie bereits genannt wird das Antriebsaggregat 1 mittels drei Lagerungen 2, 3 am Fahrzeugaufbau gelagert. In diesem konkreten Fall sind alle drei dieser Lager 2, 3 in Fahrzeughochrichtung H betrachtet, unterhalb der sogenannten Torque-Roll-Achse D des Antriebsaggregates 1 bzw. unterhalb der Horizontalebene E, in welcher sich der Massenschwerpunkt SP des Antriebsaggragates 1 befindet, angeordnet. Die Torque-Roll-Achse D beschreibt diejenige Achse, um welche sich das freibewegliche Antriebsaggregat 1 unter einer Momentenbeanspruchung dreht und auf welcher sich der Massenschwerpunkt SP des Antriebaggregats 1 befindet. Aufgrund der bauraumbedingten Anordnung der drei Lagerungen 2, 3 (von der Fahrzeughochachse H aus betrachtet) unterhalb des Massenschwerpunktes SP des Antriebsaggregates 1, kann es in bestimmten Betriebssituationen, wie in diesem konkreten Fall bei Drehzahl- oder Frequenzänderungen des Motors, zu unerwünschten Schwingungen und damit zu unerwünschten Vibrationen in der Fahrgastzelle kommen. Diese unerwünschten Schwingungsanregungen können durch eine Wanderbewegung des Federschwerpunktes des Antriebsaggregates 1 hin zum Massenschwerpunkt SP des Antriebsaggregates 1 bei Frequenz- bzw. Drehzahländerung des Motors entstehen. Aufgrund mangelnden Bauraums ist es nicht möglich dieses Problem durch Verschieben der Lagerungen 2, 3 in Richtung des Massenschwerpunktes SP des Antriebsaggregates zu lösen.
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Um jedoch dennoch in den genannten Betriebssituationen des Fahrzeuges, wie beispielsweise bei einer Frequenz- oder Drehzahländerung des Motors, eine bestmögliche Schwingungsdämpfung zu erreichen, wird das Antriebsaggregat zusätzlich durch eine Pendelstütze 4 gelagert. Diese Pendelstütze ist zum Ausgleich mit den anderen Lagerungen 2, 3 in Fahrzeughochrichtung betrachtet oberhalb des Massenschwerpunktes SP des Antriebsaggregates 1 angeordnet. Da diese zusätzliche schwingungsdämpfende bzw. versteifende Pendelstütze jedoch nur in bestimmten Betriebssituationen, beispielsweise bei Frequenz- bzw. Drehzahländerung des Motors, zum Einsatz kommen soll, ist diese erfindungsgemäß mechanisch vom Antriebsaggregat 1 entkoppelbar. Dazu umfasst die genannte Pendelstütze 4 einen in seiner Länge veränderbares Stabelement 4d, welches mittels eines Kugelgelenks 4a am Antriebsaggregat 1 und mittels eines Gummilagers 4b am nicht gezeigten Fahrzeugaufbau angebunden ist. Die Pendelstütze 4 ist dabei an der, in Fahrzeuglängsrichtung L des Fahrzeuges betrachtet, vorderen Stirnseite des Antriebsaggregates 1 an diesem angeordnet und zumindest annähernd in Fahrzeugquerrichtung Q ausgerichtet. Die beschriebene Entkopplung der Pendelstütze 4 als zusätzliche Steifigkeit bzw. zusätzliches schwingungsdämpfendes Stützelement geschieht dabei durch die Längenänderung des Stabelements 4d der Pendelstütze 4. Solange eine solche Längenänderung des Stabelements 4d möglich ist und somit keine Krafteinleitung bzw. Kräfteaufnahme über die Pendelstütze 4 einhergeht, ist die Pendelstütze 4 entkoppelt und damit unwirksam. Ein solcher entkoppelter Zustand ist beispielsweise bei konstanter Drehzahl des Motors sinnvoll. Ändert sich jedoch die Drehzahl bzw. die Frequenz des Motors bzw. des Antriebsaggregates 1, so kann die Pendelstütze geschaltet bzw. gekoppelt werden, sodass die beschriebenen unerwünschten Schwingungsanregungen verhindert werden können. Hierzu wird die genannte Längenänderung des Stabelements 4d der Pendelstütze 4 mittels einer geeigneten Blockiervorrichtung 4c blockiert. Eine solche Blockiervorrichtung 4c kann beispielsweise ein Stift oder eine Backenbremse darstellen. Ist also die Längenveränderung des Stabelements 4d blockiert, so überträgt die Pendelstütze 4 Kräfte über das Stabelement 4d. Schwingungen, insbesondere solche welche in Fahrzeugquerrichtung wirken, können so von dem Gummilager 4b der Pendelstütze gedämpft bzw. abgestützt werden. So kann auf vorteilhafte Weise die erforderliche zusätzliche Steifigkeit zur Verhinderung der unerwünschten Schwingungsanregungen in der Fahrgastzelle erreicht werden. Eine zusätzliche Variabilität in der Steifigkeit kann erreicht werden, wenn das Gummilager 4b selbst in seiner Steifigkeitskennlinie veränderbar ist. Dies ist beispielsweise durch auf unterschiedliche Steifigkeitskennlinien schaltbare Lagerungen (nicht unbedingt Gummilager), wie beispielsweise magnetorheologische Lagerungen oder hydraulische Lager oder sogenannte aktive Lagerungen, realisierbar. Die Blockiervorrichtung 4c der Pendelstütze, welche quasi die Schaltung zwischen „gekoppeltem Zustand“ und „entkoppeltem Zustand“ realisiert, wird dabei von einer nicht aufgezeigten Steuereinheit angesteuert. Diese kann bei Registrierung einer herrschenden Drehzahl- bzw. Frequenzänderung eine Blockierung der Längenveränderung des Stabelements 4d, sowie andersherum bei Registrierung einer konstanten Drehzahl bzw. Frequenz des Motors eine Entkopplung der Pendelstütze 4 durch die Blockiervorrichtung 4c veranlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011079111 A1 [0001, 0002, 0002]
- DE 102005034261 A1 [0001, 0002]
