DE102020211565A1 - aggregate storage system - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aggregatlagersystem (1), vorzugsweise Motorlagersystem (1), für Fahrzeuge, vorzugsweise für Landfahrzeuge, mit wenigstens einem Paar von Aggregatlagern (10), vorzugsweise Motorlagern (10), welche ausgebildet sind, in Querrichtung (Y) des Fahrzeugs symmetrisch zur Aggregatlängsachse (NTA) zwischen dem Aggregat und jeweils einem Rahmenlängsträger (30) angeordnet zu werden, wobei die Aggregatlager (10) jeweils ausgebildet sind, mittels einer Fahrwerkanbindung (12) feststehend mit einem Fahrwerk des Fahrzeugs und mittels einer Aggregatanbindung (14), vorzugsweise mittels einer Motoranbindung (14), feststehend mit einem Aggregat des Fahrzeugs verbunden zu werden, wobei die Fahrwerkanbindungen (12) und die Aggregatanbindungen (14) der Aggregatlager (10) jeweils mittels eines Elastomerelements (13) schwingungsdämpfend miteinander verbunden sind. Das Aggregatlagersystem (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerelemente (13) der Aggregatlager (10) jeweils dazu ausgebildet sind, in einem Rotationswinkel (φNTA) um die Aggregatlängsachse (NTA), vorzugsweise um die Motorlängsachse (NTA), angeordnet zu werden und schwingungsdämpfend in der radialen Richtung (RNTA) der Motorlängsachse (NTA) zu wirken.The present invention relates to an assembly mounting system (1), preferably an engine mounting system (1), for vehicles, preferably for land vehicles, with at least one pair of assembly mounts (10), preferably engine mounts (10), which are formed in the transverse direction (Y) of the vehicle to be arranged symmetrically to the unit longitudinal axis (NTA) between the unit and a longitudinal frame member (30) in each case, the unit mounts (10) each being designed to be fixed to a chassis of the vehicle by means of a chassis connection (12) and by means of a unit connection (14), preferably by means of an engine connection (14), to be connected to a unit of the vehicle in a fixed manner, the chassis connections (12) and the unit connections (14) of the unit mount (10) each being connected to one another in a vibration-damping manner by means of an elastomer element (13). The engine mounting system (1) is characterized in that the elastomer elements (13) of the engine mounts (10) are each designed to be arranged at a rotation angle (φNTA) around the engine longitudinal axis (NTA), preferably around the engine longitudinal axis (NTA) and to act vibration-damping in the radial direction (RNTA) of the engine longitudinal axis (NTA).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aggregatlagersystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Aggregat zur Verwendung in einem derartigen Aggregatlagersystem gemäß dem Patentanspruch 14 sowie ein Fahrzeug mit einem derartigen Aggregatlagersystem gemäß dem Patentanspruch 15.The present invention relates to an assembly mounting system according to the preamble of
Bei Fahrzeugen mit eigenem Antrieb ist es üblich, den Antrieb gegenüber dem Fahrwerk des Fahrzeugs schwingungsdämpfend zu lagern, um die Übertragung von Schwingungen vom Antrieb auf das Fahrwerk und damit auf das übrige Fahrzeug inklusive des Fahrers, weiterer Insassen, einer Beladung und dergleichen zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Ebenso können Erschütterungen, Stöße und dergleichen, welche vom Untergrund auf das Fahrzeug wirken können, durch die Schwingungsdämpfung vom Antrieb ferngehalten oder zumindest reduziert werden und diesen hierdurch schützen. Der Antrieb kann auch als Antriebsaggregat bezeichnet werden und besteht bei Verbrennungsmotoren üblicherweise aus dem Motor als Verbrennungsmotor sowie aus einem mit dem Motor drehmomentübertragend verbundenen Getriebe, welches das Drehmoment des Motors auf die Antriebswelle überträgt. Antrieb und Antriebswelle können zusammen auch als Antriebsstrang oder kurz als Triebstrang bezeichnet werden.In vehicles with their own drive, it is customary to mount the drive in a vibration-damping manner relative to the chassis of the vehicle in order to avoid or prevent the transmission of vibrations from the drive to the chassis and thus to the rest of the vehicle, including the driver, other passengers, a load and the like at least to reduce. Vibrations, shocks and the like, which can affect the vehicle from the ground, can also be kept away from the drive or at least reduced by the vibration damping and thereby protect it. The drive can also be referred to as a drive unit and, in the case of internal combustion engines, usually consists of the engine as an internal combustion engine and a transmission which is connected to the engine in a torque-transmitting manner and which transmits the torque of the engine to the drive shaft. Drive and drive shaft can also be referred to together as a drive train or as a drive train for short.
Die Schwingungsdämpfung des Antriebs erfolgt üblicherweise durch drei Lager, von denen ein Lager am Motor und zwei Lager am Getriebe, oder umgekehrt, angeordnet sind. Werden vier Lager verwendet, so sind jeweils zwei Lager am Motor und zwei Lager am Getriebe vorgesehen. Auch sind Anordnungen bekannt, bei denen drei oder vier Lager am Motor verwendet werden und das Getriebe keine eigenen Lager aufweist.Vibration damping of the drive is usually provided by three bearings, of which one bearing is arranged on the engine and two bearings on the gearbox, or vice versa. If four bearings are used, then two bearings are provided on the motor and two bearings on the gearbox. Arrangements are also known in which three or four bearings are used on the engine and the transmission does not have its own bearings.
Als Lager können sowohl sog. konventionelle Gummi-Metall-Lager oder Hydrolager verwendet werden. Die Lager bzw. die Lagerungen können entsprechend als Motorlager bzw. als Motorlagerungen oder als Getriebelager bzw. als Getriebelagerungen bezeichnet werden, wobei zwei derartige Lager auch als Motorlagersystem bzw. als Motorlagerungssystem oder als Getriebelagersystem bzw. als Getriebelagerungssystem bezeichnet werden können. Alle Lager zusammen können auch als Lagersystem bzw. als Lagerungssystem des Fahrzeugs bezeichnet werden.So-called conventional rubber-metal bearings or hydraulic bearings can be used as bearings. The bearings or the bearings can accordingly be referred to as engine bearings or as engine bearings or as transmission bearings or as transmission bearings, with two such bearings also being able to be referred to as engine bearing system or as engine bearing system or as transmission bearing system or as transmission bearing system. All bearings together can also be referred to as a storage system or storage system of the vehicle.
Die Eigenfrequenzabstimmung von Motorlagerungssystemen bei Längseinbau des Triebstrangs erfolgt in der Regel maßgeblich nach dem Bounce-Mode, auch Hub-Mode genannt, d.h. nach der Eigenfrequenz in der vertikalen Richtung. Insbesondere die rotatorische Eigenfrequenz um die Motorlängsachse kann aufgrund der üblichen Anordnung der Aufhängepunkte der Lager zum Beispiel im Rahmenlängsträger des Fahrwerks im Nutzfahrzeugbereich zum Beispiel bei schweren Lastkraftwagen (Lkw) nicht unabhängig vom Bounce-Mode eingestellt werden.The natural frequency tuning of engine mounting systems with longitudinal installation of the drive train is usually carried out according to the bounce mode, also called lift mode, i.e. according to the natural frequency in the vertical direction. In particular, the rotational natural frequency around the longitudinal axis of the engine cannot be set independently of the bounce mode due to the usual arrangement of the suspension points of the bearings, for example in the longitudinal frame member of the chassis in the commercial vehicle sector, for example in heavy trucks (trucks).
Eine Reduzierung der rotatorischen Eigenfrequenz um die Motorlängsachse wird zum Teil dadurch umgesetzt, dass die Lagerpositionen, d.h. die Aufhängepunkte der Lager, in der Längsrichtung als Fahrrichtung des Fahrzeugs weiter in der Fahrzeugmitte angeordnet werden. Hierfür werden die vorderen Lager, d.h. die Motorlager, auf einem Querträger positioniert und die Tragpolster der Motorlager bzw. das gesamte Motorlager schräg angestellt, um bei rotatorischer Beanspruchung um die Motorlängsachse die Tragpolster in der weichen Schubrichtung zu beanspruchen.A reduction in the rotational natural frequency around the engine's longitudinal axis is partly implemented by arranging the bearing positions, i.e. the suspension points of the bearings, further in the center of the vehicle in the longitudinal direction as the vehicle's direction of travel. For this purpose, the front bearings, i.e. the engine mounts, are positioned on a cross member and the support pads of the engine mounts or the entire engine mount are set at an angle in order to stress the support pads in the soft direction of thrust in the event of rotational stress around the longitudinal axis of the engine.
Einhergehend mit einer Positionierung wie zuvor beschrieben ist die Aufnahme von Kräften jedoch nicht gleichwertig zu den hinteren Lagern im Rahmen, d.h. den Getriebelager, möglich. Insbesondere die Kraftaufnahme in der Längsrichtung des Fahrzeugs ist konzeptionell bedingt reduziert. Daher sind bei geforderter Positionierung der vorderen Lager (Motorlager) im Rahmenlängsträger und geforderter gleichwertiger Kraftaufnahme der vorderen und hinteren Aufhängepunkte der Lager (Motor- und Getriebelager) in Fahrzeuglängsrichtung keine Lösungen zur signifikanten Reduzierung der rotatorischen Eigenfrequenz beispielsweise unter 11 Hz über ein breites Triebstrangportfolio, d.h. über verschiedene Kombinationen von Motoren und Getriebe, bekannt.Along with a positioning as described above, however, the absorption of forces is not equivalent to the rear bearings in the frame, i.e. the transmission bearings. In particular, the power absorption in the longitudinal direction of the vehicle is conceptually reduced. Therefore, with the required positioning of the front bearings (engine mounts) in the longitudinal frame member and the required equivalent force absorption of the front and rear suspension points of the bearings (engine and transmission mounts) in the longitudinal direction of the vehicle, there are no solutions for significantly reducing the rotational natural frequency, for example below 11 Hz, over a broad drive train portfolio, i.e about different combinations of engines and transmissions.
Im Zuge reduzierter Leerlaufdrehzahlen neuer Motoren und dem erhöhten Komfortansprüchen des Fahrers und der weiteren Insassen bei gleichzeitig erhöhten Motordrehmomenten können reduzierte rotatorische Eigenfrequenzen um die Motorlängsachse wünschenswert sein. Insbesondere können gleichzeitig die Positionierung der Lager im Rahmen sowie eine gleichmäßige Kraftaufnahmefähigkeit für die vorderen und hinteren Aufhängepunkte (Motor- und Getriebelager) in Fahrzeuglängsrichtung und in der vertikalen Richtung vorteilhaft sein. Die zusätzlichen Anforderungen sollen vorzugsweise unter Berücksichtigung der bisherigen Randbedingungen (Bauraum, Belastung) umgesetzt werden.In the course of reduced idling speeds of new engines and the increased comfort demands of the driver and other passengers with simultaneously increased engine torques, reduced rotational natural frequencies around the longitudinal axis of the engine may be desirable. In particular, the positioning of the bearings in the frame and a uniform force absorption capacity for the front and rear suspension points (engine and transmission bearings) in the longitudinal direction of the vehicle and in the vertical direction can be advantageous at the same time. The additional requirements should preferably be implemented taking into account the previous boundary conditions (construction space, load).
Die
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Aggregatlagersystem der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, so dass die zuvor beschriebenen Ziele teilweise oder vollständig erreicht werden können. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten Aggregatlagersystemen bereitgestellt werden.An object of the present invention is to provide an assembly mounting system of the type described in the introduction, so that the objectives described above can be achieved in part or in full. At the very least, an alternative to known engine mount systems should be provided.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Aggregatlagersystem mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, durch ein Aggregat mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 14 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention by an assembly bearing system having the features of
Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Aggregatlagersystem, vorzugsweise ein Motorlagersystem, für Fahrzeuge, vorzugsweise für Landfahrzeuge, besonders vorzugsweise für Lastkraftwagen, mit wenigstens einem Paar von Aggregatlagern, vorzugsweise Motorlagern, welche ausgebildet sind, in Querrichtung des Fahrzeugs symmetrisch zur Aggregatlängsachse zwischen dem Aggregat und jeweils einem Rahmenlängsträger angeordnet zu werden, wobei die Aggregatlager jeweils ausgebildet sind, mittels einer Fahrwerkanbindung feststehend mit einem Fahrwerk des Fahrzeugs und mittels einer Aggregatanbindung, vorzugsweise mittels einer Motoranbindung, feststehend mit einem Aggregat des Fahrzeugs verbunden zu werden, wobei die Fahrwerkanbindungen und die Aggregatanbindungen der Aggregatlager jeweils mittels eines Elastomerelements schwingungsdämpfend miteinander verbunden sind.The present invention thus relates to an assembly mounting system, preferably an engine mounting system, for vehicles, preferably for land vehicles, particularly preferably for trucks, with at least one pair of assembly mounts, preferably engine mounts, which are designed in the transverse direction of the vehicle symmetrically to the longitudinal axis of the assembly between the assembly and each to be arranged on a longitudinal frame member, with the assembly mounts each being designed to be connected in a fixed manner to an undercarriage of the vehicle by means of a chassis connection and to be connected in a fixed manner to an assembly of the vehicle by means of an assembly connection, preferably by means of an engine connection, with the chassis connections and the assembly connections being the assembly mount are each connected to one another in a vibration-damping manner by means of an elastomer element.
Das Aggregatlagersystem, vorzugsweise das Motorlagersystem, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerelemente der Aggregatlager jeweils dazu ausgebildet sind, in einem Rotationswinkel um die Aggregatlängsachse, vorzugsweise um die Motorlängsachse, angeordnet zu werden und schwingungsdämpfend in der radialen Richtung der Motorlängsachse zu wirken. Hierdurch kann eine Schwingungsdämpfung zwischen Aggregat und Fahrwerk erreicht werden, welche die eingangs gestellten Ziele zumindest teilweise erreichen kann.The assembly mounting system, preferably the engine mounting system, is characterized in that the elastomer elements of the assembly mounts are each designed to be arranged at a rotation angle around the longitudinal axis of the aggregate, preferably around the longitudinal axis of the engine, and to have a vibration-damping effect in the radial direction of the longitudinal axis of the engine. As a result, vibration damping between the assembly and the chassis can be achieved, which can at least partially achieve the goals set at the beginning.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die Aggregatlager dazu ausgebildet, in einem Winkel zwischen 10° und 80°, vorzugsweise zwischen 40° und 70°, besonders vorzugsweise von ca. 55°, um die Motorlängsachse angeordnet zu werden. Dies kann die Umsetzung der zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile insbesondere ermöglichen.According to one aspect of the invention, the assembly mounts are designed to be arranged at an angle between 10° and 80°, preferably between 40° and 70°, particularly preferably approximately 55°, around the longitudinal axis of the engine. This can in particular enable the implementation of the properties and advantages described above.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Elastomerelemente der Aggregatlager jeweils ein Tragpolster auf, welches die Fahrwerkanbindungen und die Aggregatanbindungen der Aggregatlager jeweils schwingungsdämpfend miteinander verbindet, wobei die Tragpolster der Elastomerelemente der Aggregatlager jeweils dazu ausgebildet sind, in einem Rotationswinkel um die Aggregatlängsachse, vorzugsweise um die Motorlängsachse, angeordnet zu werden und schwingungsdämpfend in der radialen Richtung der Motorlängsachse zu wirken. Unter einem Tragpolster wird der Bereich bzw. Teil des schwingungsdämpfenden Elastomerelements verstanden, welcher direkt im Kraftfluss zwischen Aggregat und Fahrwerk angeordnet ist.According to a further aspect of the invention, the elastomer elements of the unit mounts each have a support pad which connects the chassis connections and the unit connections of the unit mounts to one another in a vibration-damping manner, with the support pads of the elastomer elements of the unit mounts each being designed to rotate at an angle of rotation around the unit longitudinal axis, preferably around the engine longitudinal axis, to be arranged and to have a vibration-damping effect in the radial direction of the engine longitudinal axis. A support pad is understood to mean the area or part of the vibration-damping elastomer element which is arranged directly in the power flow between the unit and the chassis.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Tragpolster der Elastomerelemente der Aggregatlager jeweils dazu ausgebildet, in einem Winkel zwischen 10° und 80°, vorzugsweise zwischen 40° und 70°, besonders vorzugsweise von ca. 55°, um die Motorlängsachse angeordnet zu werden. Hierdurch können die zuvor beschriebene Eigenschaften und Vorteile auf die Tragpolster angewendet werden.According to a further aspect of the invention, the support pads of the elastomer elements of the assembly mounts are each designed to be arranged at an angle between 10° and 80°, preferably between 40° and 70°, particularly preferably approximately 55°, around the longitudinal axis of the engine. As a result, the properties and advantages described above can be applied to the support pads.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Fahrwerkanbindungen der Aggregatlager jeweils dazu ausgebildet, in der horizontalen Ebene mit dem Fahrwerk feststehend verbunden zu werden. Mit anderen Worten sind die Fahrwerkanbindungen der Aggregatlager dazu ausgebildet, in der horizontalen Ebene ausgerichtet montiert und mit dem Fahrwerk verbunden zu werden. Dies kann die Montage bzw. die Befestigung der Fahrwerkanbindungen der Aggregatlager gegenüber dem Fahrwerk erleichtern. Gegenüber den Fahrwerkanbindungen der Aggregatlager sind die Elastomerelemente bzw. deren Tragpolster dann winkelig angeordnet, was insgesamt die Umsetzung der radial schwingungsdämpfenden Wirkung vereinfachen kann.According to a further aspect of the invention, the chassis connections of the assembly mounts are each designed to be connected to the chassis in a fixed manner in the horizontal plane. In other words, the chassis connections of the assembly mounts are designed to be mounted aligned in the horizontal plane and connected to the chassis. This can facilitate the assembly or fastening of the chassis connections of the assembly mounts relative to the chassis. The elastomer elements or their support pads are then arranged at an angle relative to the chassis connections of the unit mounts, which can simplify the implementation of the radial vibration-damping effect overall.
Vorzugsweise sind die Fahrwerkanbindungen der Aggregatlager als paarweise Anordnung dabei in der Querrichtung einander gegenüberliegend und in der vertikalen Richtung auf gleicher Höhe angeordnet, so dass das Paar von Fahrwerkanbindungen der Aggregatlager bzw. das Paar von Aggregatlager innerhalb derselben Ebene der Quer- und vertikalen Richtung, d.h. innerhalb derselben YZ-Ebene angeordnet ist. Dies kann die gleiche Wirkung beider Aggregatlager gegenüber den Fahrwerk bewirken.Preferably, the chassis connections of the unit mounts are arranged in pairs opposite one another in the transverse direction and at the same height in the vertical direction, so that the pair of chassis connections of the unit mounts or the pair of unit mounts are within the same plane of the transverse and vertical directions, ie located within the same YZ plane. This can cause the same effect of both unit mounts in relation to the chassis.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Aggregatanbindungen der Aggregatlager jeweils dazu ausgebildet, in der horizontalen Ebene dem mit Aggregat des Fahrzeugs feststehend verbunden zu werden. Hierdurch können die zuvor beschriebene Eigenschaften der Fahrwerkanbindungen auf die Aggregatanbindungen übertragen werden.According to a further aspect of the invention, the unit connections of the unit mounts are each designed to be connected to the unit of the vehicle in a fixed manner in the horizontal plane. As a result, the properties of the chassis connections described above can be transferred to the unit connections.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Elastomerelemente der Aggregatlager jeweils wenigstens einen Y-Anschlag auf, welcher ausgebildet ist, in der Querrichtung in Kontakt mit dem Fahrwerk des Fahrzeugs zu kommen und zumindest im Wesentlichen in der Querrichtung des Fahrzeugs schwingungsdämpfend gegenüber dem Fahrwerk des Fahrzeugs zu wirken. Hierdurch können die Eigenschaften und Vorteile entsprechender Anschläge bei dem erfindungsgemäßen Aggregatlagersystem genutzt werden.According to a further aspect of the invention, the elastomer elements of the assembly mounts each have at least one Y-stop, which is designed to come into contact with the chassis of the vehicle in the transverse direction and to dampen vibrations at least essentially in the transverse direction of the vehicle in relation to the chassis of the vehicle to act. As a result, the properties and advantages of corresponding stops can be used in the engine mount system according to the invention.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Aggregatlager jeweils einen Rahmen auf, welcher das jeweilige Elastomerelement zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, umgibt und ausgebildet ist, feststehend mit dem Fahrwerk des Fahrzeugs verbunden zu werden, wobei die Rahmen jeweils eine Aufnahmeöffnung aufweisen, durch welche hindurch die jeweilige Aggregatanbindung, vorzugsweise die jeweilige Motoranbindung, feststehend mit dem Aggregat des Fahrzeugs verbunden werden kann, und wobei die Elastomerelemente der Aggregatlager jeweils wenigstens einen Anschlag aufweisen, welcher ausgebildet ist, in Kontakt mit dem Rahmen des jeweiligen Aggregatlagers zu kommen und zumindest im Wesentlichen in einer kartesischen Raumrichtung des Fahrzeugs schwingungsdämpfend gegenüber dem Rahmen des jeweiligen Aggregatlagers zu wirken. Hierdurch können die Eigenschaften und Vorteile entsprechender Anschläge bei dem erfindungsgemäßen Aggregatlagersystem genutzt werden.According to a further aspect of the invention, each assembly mount has a frame which surrounds the respective elastomer element at least in sections, preferably completely, and is designed to be connected in a fixed manner to the chassis of the vehicle, with the frames each having a receiving opening through which the respective unit connection, preferably the respective engine connection, can be connected in a fixed manner to the unit of the vehicle, and the elastomer elements of the unit mount each have at least one stop which is designed to come into contact with the frame of the respective unit mount and at least essentially in to have a vibration-damping effect in a Cartesian spatial direction of the vehicle relative to the frame of the respective assembly mount. As a result, the properties and advantages of corresponding stops can be used in the engine mount system according to the invention.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Elastomerelemente der Aggregatlager jeweils wenigstens ein Paar von X-Anschlägen auf, welche ausgebildet sind, in Fahrtrichtung und bzw. oder entgegengesetzt der Fahrtrichtung in Kontakt mit dem Rahmen des jeweiligen Aggregatlagers zu kommen und zumindest im Wesentlichen in einer Längsrichtung des Fahrzeugs schwingungsdämpfend gegenüber dem Rahmen des jeweiligen Aggregatlagers zu wirken. Hierdurch können die Eigenschaften und Vorteile entsprechender Anschläge bei dem erfindungsgemäßen Aggregatlagersystem genutzt werden.According to a further aspect of the invention, the elastomer elements of the assembly mount each have at least one pair of X-stops, which are designed to come into contact with the frame of the respective assembly mount in the direction of travel and/or opposite to the direction of travel and at least essentially in one Longitudinal direction of the vehicle to have a vibration-damping effect on the frame of the respective assembly mount. As a result, the properties and advantages of corresponding stops can be used in the engine mount system according to the invention.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Elastomerelemente der Aggregatlager jeweils wenigstens einen +Z-Anschlag auf, welcher ausgebildet ist, in der vertikalen Richtung nach oben in Kontakt mit dem Rahmen des jeweiligen Aggregatlagers zu kommen und zumindest im Wesentlichen vertikalen Richtung des Fahrzeugs schwingungsdämpfend gegenüber dem Rahmen des jeweiligen Aggregatlagers zu wirken. Hierdurch können die Eigenschaften und Vorteile entsprechender Anschläge bei dem erfindungsgemäßen Aggregatlagersystem genutzt werden.According to a further aspect of the invention, the elastomer elements of the assembly mounts each have at least one +Z stop, which is designed to come into contact with the frame of the respective assembly mount in the vertical direction upwards and to dampen vibrations at least essentially in the vertical direction of the vehicle to act on the frame of the respective unit mount. As a result, the properties and advantages of corresponding stops can be used in the engine mount system according to the invention.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Elastomerelemente der Aggregatlager jeweils wenigstens einen -Z-Anschlag auf, welcher ausgebildet ist, in der vertikalen Richtung nach unten in Kontakt mit dem Rahmen des jeweiligen Aggregatlagers zu kommen und zumindest im Wesentlichen vertikalen Richtung des Fahrzeugs schwingungsdämpfend gegenüber dem Rahmen des jeweiligen Aggregatlagers zu wirken. Hierdurch können die Eigenschaften und Vorteile entsprechender Anschläge bei dem erfindungsgemäßen Aggregatlagersystem genutzt werden.According to a further aspect of the invention, the elastomer elements of the assembly mounts each have at least one -Z-stop, which is designed to come into contact with the frame of the respective assembly mount in the vertical direction downwards and at least essentially in the vertical direction of the vehicle in a vibration-damping manner to act on the frame of the respective unit mount. As a result, the properties and advantages of corresponding stops can be used in the engine mount system according to the invention.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist wenigstens ein Anschlag, vorzugsweise sind mehrere Anschläge, besonders vorzugsweise alle Anschläge, integral mit dem jeweiligen Elastomerelement der Aggregatlager ausgebildet ist. Dies kann die Herstellung erleichtern und bzw. oder kostengünstiger werden lassen. Auch kann dies die Kraftübertragung verbessern.According to a further aspect of the invention, at least one stop, preferably several stops, particularly preferably all stops, is formed integrally with the respective elastomer element of the unit mount. This can make production easier and/or more cost-effective. This can also improve power transmission.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Elastomerelemente der Aggregatlager, vorzugsweise die Tragpolster der Elastomerelemente der Aggregatlager, ein Verhältnis ihrer Drucksteifigkeit zur Schubsteifigkeit im Wertebereich zwischen 5 und 15, vorzugsweise zwischen 9 und 11, auf. Dies kann die Umsetzung zuvor beschriebener Eigenschaften und Vorteile begünstigen.According to a further aspect of the invention, the elastomer elements of the assembly mounts, preferably the support pads of the elastomer elements of the assembly mounts, have a ratio of their compressive stiffness to shear stiffness in the value range between 5 and 15, preferably between 9 and 11. This can favor the implementation of the properties and advantages described above.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Aggregatlager, vorzugsweise ein Motorlager, zur Verwendung in einem Aggregatlagersystem, vorzugsweise in einem Motorlagersystem, wie zuvor beschrieben. Mittels derartiger Aggregatlager kann ein erfindungsgemäßes Aggregatlagersystem wie zuvor beschrieben umgesetzt werden, um dessen Eigenschaften und Vorteile nutzen zu können.The present invention also relates to an engine mount, preferably an engine mount, for use in an engine mount system, preferably in an engine mount system, as described above. By means of such a unit bearing, a unit bearing system according to the invention such as be implemented as described above in order to be able to use its properties and advantages.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Landfahrzeug, besonders vorzugsweise einen Lastkraftwagen, mit wenigstens einem Aggregatlagersystem, vorzugsweise einem Motorlagersystem, wie zuvor beschrieben. Hierdurch kann das erfindungsgemäße Aggregatlagersystem wie zuvor beschrieben bei einem Fahrzeug angewendet und dessen Eigenschaften und Vorteile dort genutzt werden.The present invention also relates to a vehicle, preferably a land vehicle, particularly preferably a truck, with at least one assembly mounting system, preferably an engine mounting system, as described above. As a result, the assembly mounting system according to the invention can be used in a vehicle, as described above, and its properties and advantages can be used there.
Mit anderen Worten kann zur Anpassung an den relevanten Auslegungsfall der rotatorischen Eigenfrequenz in Fahrzeuglängsrichtung das Elastomerelement bzw. dessen Tragpolster als gebogenes Schublager ausgeführt werden. Die Krümmung des Elastomerelements bzw. dessen Tragpolsters kann dabei um die Neutral-Torque-Axle (NTA) des Triebstrangs ausgeführt werden. Der Rotationswinkel des Elastomerelements bzw. dessen Tragpolsters kann nach diesen Maßstäben insbesondere im Bereich 40° bis 70° um die Fahrzeuglängsachse aus der liegenden Position liegen.In other words, to adapt to the relevant design case of the rotational natural frequency in the longitudinal direction of the vehicle, the elastomer element or its support pad can be designed as a curved thrust bearing. The curvature of the elastomer element or its support pad can be designed around the neutral torque axis (NTA) of the drive train. According to these standards, the angle of rotation of the elastomer element or its support pad can be in the range of 40° to 70° around the longitudinal axis of the vehicle from the lying position.
Das Verhältnis der Drucksteifigkeit CDruck (Normale auf die gekrümmte Tragpolsterfläche) zur Schubsteifigkeit CSchub (Quer zur Drucksteifigkeit) kann insbesondere im Wertebereich 9 bis 11 gewählt werden. Anpassungen an verschiedene Triebstränge können über die Einstellung der Shore-Härte des Elastomerelements bzw. dessen Tragpolsters ermöglicht werden.The ratio of the compressive stiffness C pressure (normal to the curved support pad surface) to the shear stiffness C shear (perpendicular to the compressive stiffness) can be selected in the value range from 9 to 11 in particular. Adjustments to different drive trains can be made possible by adjusting the Shore hardness of the elastomer element or its support pad.
Durch die Form des Elastomerelements bzw. dessen Tragpolsters kann sich dieses bereits bei geringen Lasten in negativ vertikaler Richtung progressiv verhalten. Hierdurch kann der Lastanteil optionaler zusätzlicher -Z-Anschläge reduziert werden. Dies kann zu einer ausgeglicheneren Lastverteilung im Aggregatlager bzw. im Motorlager führen. Hohe Lasten in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) können durch separate X-Anschläge aufgenommen werden.Due to the shape of the elastomer element or its support pad, this can behave progressively in a negative vertical direction even with low loads. This allows the load share of optional additional -Z stops to be reduced. This can lead to a more balanced load distribution in the unit mount or in the engine mount. High loads in the longitudinal direction of the vehicle (x-direction) can be absorbed by separate X-stops.
Durch die Vulkanisation des Elastomerelements bzw. dessen Tragpolsters an die Druckplatte als Aggregat- bzw. als Motoranbindung, d.h. an die Verbindung des Elastomerelements zum Tragarm des Aggregats bzw. des Motors, und an ein Support-Element als Fahrwerkanbindung kann eine kostengünstige Einschublösung in ein umfassendes Gehäuse als Rahmen zur Verbindung zum Rahmenlängsträger des Fahrwerks geschaffen werden. Die finale Positionierung des Einschubs kann durch die Verschraubung des Gehäuses bzw. des Rahmens des Aggregatlagers an den Rahmenlängsträger des Fahrwerks sichergestellt werden, indem der gummierte Einschub, d.h. die abschnittsweise vom Elastomerelement überzogene Fahrwerkanbindung, in der entsprechenden Aufnahme des Fahrwerks geklemmt wird. Gleichzeitig kann hierdurch die Herstellbarkeit im Vulkanisationsprozess gewährleistet werden.By vulcanizing the elastomer element or its support pad to the pressure plate as a unit or engine connection, ie to the connection of the elastomer element to the support arm of the unit or engine, and to a support element as a chassis connection, a cost-effective plug-in solution can be integrated into a comprehensive Housing are created as a frame for connection to the longitudinal frame member of the chassis. The final positioning of the insert can be ensured by screwing the housing or the frame of the unit mount to the longitudinal frame member of the chassis by clamping the rubberized insert, i.e. the chassis connection covered in sections by the elastomer element, in the corresponding mount of the chassis. At the same time, this can ensure manufacturability in the vulcanization process.
Durch eine Vorspannung in positiver vertikaler Richtung im nicht vorbelasteten Zustand des Aggregatlagers können Zugspannungen vermieden werden, sodass eine adäquate Lebensdauer des Aggregatlagers erreicht werden kann.Tensile stresses can be avoided by preloading in the positive vertical direction in the non-preloaded state of the unit mount, so that an adequate service life of the unit mount can be achieved.
Erfindungsgemäß kann hierdurch eine niedrige rotatorische Eigenfrequenz in Fahrzeuglängsrichtung bei Positionierung im Rahmenlängsträger und gleichwertiger Kraftaufnahme aller Lagerpunkte (vorne und hinten) erreicht werden.According to the invention, a low rotational natural frequency in the longitudinal direction of the vehicle can be achieved when positioned in the longitudinal frame member and with equivalent force absorption at all bearing points (front and rear).
Die Erfindung kann bei Triebstranglagerungen insbesondere im Bereich Automotive (zum Beispiel PKW, LKW, Bus etc.) sowie bei komfortrelevanten Motorlagerungen im Industriebereich (zum Beispiel Schiff, Landwirtschaft etc.) angewendet werden.The invention can be applied to drive train mounts, particularly in the automotive sector (for example passenger cars, trucks, buses, etc.) and to comfort-relevant engine mounts in the industrial sector (for example ships, agriculture, etc.).
Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden schematischen Figuren erläutert. Darin zeigt:
-
1 eine perspektivische Darstellung eines Rahmenträgersystems mit erfindungsgemäßem Aggregatlagersystem als Motorlagersystem und bekanntem Getriebelagersystem; -
2 eine perspektivische Detailansicht der Tragpolster des erfindungsgemäßen Motorlagersystems der1 ; -
3 eine axiale Detailansicht der2 ; -
4 Darstellungen der Drucksteifigkeit (links) und Schubsteifigkeit (rechts) der Tragpolster der3 und4 ; -
5 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Aggregatlagers als Motorlager des erfindungsgemäßen Aggregatlagersystems bzw.Motorlagersystems der 1 aus Sicht des Fahrwerks; -
6 die Darstellung der5 aus Sicht des Aggregats bzw. des Motors; -
7 eine teilweise Explosionsdarstellung der6 ; -
8 eine vollständige Explosionsdarstellung der6 ; -
9 eine seitliche Darstellung des erfindungsgemäßen Aggregatlagers bzw. Motorlagers der6 ohne Rahmen; und -
10 eine Schnittdarstellung der9 .
-
1 a perspective view of a frame support system with a unit mounting system according to the invention as an engine mounting system and a known transmission mounting system; -
2 a perspective detailed view of the support pad of the engine mounting system according to theinvention 1 ; -
3 an axial detail view of the2 ; -
4 Representations of the compressive stiffness (left) and shear stiffness (right) of thesupport pads 3 and4 ; -
5 a perspective view of a unit mount according to the invention as an engine mount of the unit mount system or engine mount system according to theinvention 1 from the point of view of the chassis; -
6 the representation of5 from the point of view of the aggregate or the engine; -
7 a partially exploded view of the6 ; -
8th a full exploded view of the6 ; -
9 a side view of the unit mount or engine mount according to the invention6 without frame; and -
10 a sectional view of the9 .
Die Beschreibung der o.g. Figuren erfolgt in kartesischen Koordinaten mit einer Längsrichtung X, einer zur Längsrichtung X senkrecht ausgerichteten Querrichtung Y sowie einer sowohl zur Längsrichtung X als auch zur Querrichtung Y senkrecht ausgerichteten vertikalen Richtung Z. Die Längsrichtung X kann auch als Tiefe X, die Querrichtung Y auch als Breite Y und die vertikale Richtung Z auch als Höhe Z bezeichnet werden. Die Längsrichtung X und die Querrichtung Y bilden gemeinsam die horizontale Ebene X, Y, welche auch als Horizontalen X, Y bezeichnet werden kann. Die Längsrichtung X, die Querrichtung Y und die vertikale Richtung Z können gemeinsam auch als Raumrichtungen X, Y, Z bzw. als kartesische Raumrichtungen X, Y, Z bezeichnet werden.The above figures are described in Cartesian coordinates with a longitudinal direction X, a transverse direction Y perpendicular to the longitudinal direction X, and a vertical direction Z perpendicular to both the longitudinal direction X and the transverse direction Y. The longitudinal direction X can also be defined as depth X, the transverse direction Y can also be referred to as width Y and the vertical direction Z can also be referred to as height Z. The longitudinal direction X and the transverse direction Y together form the horizontal plane X, Y, which can also be referred to as the horizontal X, Y. The longitudinal direction X, the transverse direction Y and the vertical direction Z can also be collectively referred to as spatial directions X, Y, Z or as Cartesian spatial directions X, Y, Z.
Ein Rahmenlängsträgersystem 3 eines Fahrzeugs (nicht dargestellt), welches vorzugsweise ein Landfahrzeug und besonders vorzugsweise ein Lastkraftwagen (Lkw) ist, weist ein Paar von Rahmenlängsträgern 30 mit einem ersten, rechten Rahmenlängsträger 30a und einem parallel hierzu angeordneten zweiten, linken Rahmenlängsträger 30b auf, welche sich in der Längsrichtung X des Fahrzeugs erstrecken, siehe zum Beispiel
Das Fahrzeug weist einen Antrieb (nicht dargestellt) mit einem Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) und mit einem Getriebe (nicht dargestellt) auf, welche gemeinsam auch als Antriebsaggregat oder kurz als Aggregat bezeichnet werden können. Der Verbrennungsmotor, kurz Motor, wird mittels eines Aggregatlagersystems 1 als Motorlagersystem 1 schwingungsdämpfend im in der Fahrtrichtung XX vorderen Bereich des Rahmenlängsträgersystems 1 gelagert und das Getriebe mittels eines Getriebelagersystems 2 dahinter. Das Getriebelagersystem 2 weist hierzu zwei Getriebelager 20 auf, von denen ein erstes, rechtes Getriebelager 20a an einem ersten, rechten hinteren Aufhängepunkt B1 des ersten, rechten Rahmenlängsträgers 30a und ein zweites, linkes Getriebelager 20b an einem zweiten, linken hinteren Aufhängepunkt B2 des zweiten, linken Rahmenlängsträgers 30b angeordnet ist. Entsprechend weist das Motorlagersystem 1 zwei Motorlager 10 auf, von denen ein erstes, rechtes Motorlager 10a an einem ersten, rechten vorderen Aufhängepunkt A1 des ersten, rechten Rahmenlängsträgers 30a und ein zweites, linkes Motorlager 10b an einem zweiten, linken vorderen Aufhängepunkt A2 des zweiten, linken Rahmenlängsträgers 30b angeordnet ist, siehe zum Beispiel
Die beiden Motorlager 10, welche im Detail weiter unten anhand der
Das erfindungsgemäße Motorlager 10 weist eine Fahrwerkanbindung 12 auf, welche mittels eines Fahrwerkanbindungskörpers 12a als Aluminiumdruckgussteil in Fachwerkstruktur (nicht dargestellt) umgesetzt wird, um die erforderliche Stabilität und Belastbarkeit bei möglichst geringem Gewicht sowie möglichst kostengünstig umzusetzen. Mittels der Fahrwerkanbindung 12 kann das Motorlager 10 mit dem Fahrwerk in der Querrichtung Y nach außen, d.h. vom Motor weg, zeigend feststehend verbunden werden.The
Im Kraftfluss gegenüberliegend weist das erfindungsgemäße Motorlager 10 eine Aggregatanbindung 14 als Motoranbindung 14 auf, welche mittels eines Aggregatanbindungskörpers 14a bzw. eines Motoranbindungskörpers 14a als Aluminiumdruckgussteil umgesetzt wird. Der Motoranbindungskörper 14a weist in der vertikalen Richtung Z zwei Verbindungselemente 14b als Durchgangsöffnungen 14b auf, mit welchen der Motor mittels eines entsprechenden Tragarms (nicht dargestellt) mittels Schrauben (nicht dargestellt) befestigt werden kann. Mittels der Motoranbindung 14 kann das Motorlager 10 mit dem Motor bzw. mit dessen Tragarm in der Querrichtung Y nach innen, d.h. zum Motor hin, zeigend feststehend verbunden werden.Opposite in the power flow, the
Im Kraftfluss zwischen der Fahrwerkanbindung 12 und der Motoranbindung 14 ist das bereits zuvor erwähnte Elastomerelement 13 angeordnet, um die Fahrwerkanbindung 12 und die Motoranbindung 14 schwingungsdämpfend in einer schrägen Richtung zu verbinden, welche bei der Verwendung gemäß der
Das Elastomerelement 13 ist dabei integral, d.h. einstückig, aus einem Elastomerkörper 13a geformt, welcher an die Fahrwerkanbindung 12 und die Motoranbindung 14 anvulkanisiert ist. Eine Fahrwerkanbindungskörperaufnahme 13b des Elastomerkörpers 13a umschließt dabei den Fahrwerkanbindungskörper 12a im Wesentlichen. Der Abschnitt des Elastomerkörpers 13a im Kraftfluss direkt zwischen dem Fahrwerkanbindungskörper 12a und dem Motoranbindungskörper 14a bildet das zuvor bereits erwähnte Tragpolster 13c mit einem rechteckigen Querschnitt, siehe zum Beispiel
Das erfindungsgemäße Motorlager 10 weist ferner einen Rahmen 11 mit einem rechteckigen Rahmenkörper 11a aus Aluminiumdruckguss auf, welcher mittels Schrauben durch entsprechende Verbindungselemente 11c in Form von Durchgangsöffnungen 11c in der Querrichtung Y um die Fahrwerkanbindung 12 herum mit dem Fahrwerk in der Querrichtung Y nach außen, d.h. vom Motor weg, zeigend feststehend verbunden werden kann. Die Fahrwerkanbindung 12, das Elastomerelement 13 und die Motoranbindung 14 sind innerhalb einer im Wesentlichen rechteckigen Aufnahmeöffnung 11b des Rahmenkörpers 11a angeordnet und ragen somit vom Fahrwerk in der Querrichtung Y nach innen, d.h. zum Motor hin, durch den Rahmen 11 hindurch zum Motor.The
Der Elastomerkörper 13a bildet im Bereich des Motoranbindungskörper 14a in der Querrichtung Y einen zum Fahrwerk in der Querrichtung Y nach außen, d.h. vom Motor weg, zeigenden Anschlag 13d aus, um bei hohen Belastungen in der Querrichtung Y dämpfend mit dem Fahrwerk in Kontakt zu kommen. Ferner bildet das Elastomerelement 13 im Bereich des Motoranbindungskörper 14a in der Längsrichtung X zwei einander gegenüberliegende X-Anschläge 13e aus, um bei hohen Belastungen in der Querrichtung X dämpfend mit der Innenseite des Rahmenkörpers 11a in Kontakt zu kommen. Des Weiteren bildet das Elastomerelement 13 im Bereich des Motoranbindungskörper 14a in der vertikalen Richtung Z nach oben einen +Z-Anschlag 13f und gegenüberliegend nach unten einen -Z-Anschlag 13g aus, um bei hohen Belastungen in der vertikalen Richtung Z dämpfend mit der Innenseite des Rahmenkörpers 11a in Kontakt zu kommen.In the region of the
BezugszeichenlisteReference List
- A1A1
- erster, rechter vorderer Aufhängepunktfirst, right front suspension point
- A2A2
- zweiter, linker vorderer Aufhängepunktsecond, left front suspension point
- B1B1
- erster, rechter hinterer Aufhängepunktfirst, right rear suspension point
- B2B2
- zweiter, linker hinterer Aufhängepunkt second, left rear suspension point
- CDruckcprint
- Drucksteifigkeitcompressive stiffness
- CSchubCthrust
- Schubsteifigkeitshear stiffness
- XXXX
- Fahrtrichtungdriving direction
- NTANTA
- Aggregatlängsachse; Motorlängsachse; Rollachse; Neutral Torque Axisaggregate longitudinal axis; engine longitudinal axis; roll axis; Neutral Torque Axis
- φNTAφNTA
- Rotationswinkel um Aggregatlängsachse NTAAngle of rotation around the unit's longitudinal axis NTA
- RNTARNTA
- radiale Richtung zur Aggregatlängsachse NTA radial direction to the unit's longitudinal axis NTA
- XX
- Längsrichtung; Tiefelongitudinal direction; depth
- YY
- Querrichtung; Breitetransverse direction; broad
- ZZ
- vertikale Richtung; Höhevertical direction; height
- X, YX, Y
- horizontale Ebene; Horizontale horizontal plane; horizontal
- 11
- Aggregatlagersystem; Motorlagersystemaggregate storage system; engine mount system
- 1010
- Aggregatlager; Motorlageraggregate bearing; engine mount
- 10a10a
- erstes, rechtes Aggregatlager bzw. Motorlagerfirst, right unit mount or engine mount
- 10b10b
- zweites, linkes Aggregatlager bzw. Motorlagersecond, left unit mount or engine mount
- 1111
- Rahmenframe
- 11a11a
- Rahmenkörperframe body
- 11 b11 b
- Aufnahmeöffnungintake opening
- 11c11c
- Verbindungselemente; Durchgangsöffnungenfasteners; passage openings
- 1212
- Fahrwerkanbindunglanding gear connection
- 12a12a
- FahrwerkanbindungskörperLanding gear connection body
- 1313
- Elastomerelementelastomeric element
- 13a13a
- Elastomerkörperelastomer body
- 13b13b
- FahrwerkanbindungskörperaufnahmeLanding gear linkage body mount
- 13c13c
- Tragpolstercarrying pad
- 13d13d
- Y-AnschlagY stop
- 13e13e
- X-AnschlagX stop
- 13f13f
- +Z-Anschlag+Z stop
- 13g13g
- -Z-Anschlag-Z stop
- 1414
- Aggregatanbindung; Motoranbindungaggregate connection; engine connection
- 14a14a
- Aggregatanbindungskörper; Motoranbindungskörperaggregate attachment body; motor connection body
- 14b14b
- Verbindungselemente; Durchgangsöffnungen fasteners; passage openings
- 22
- Getriebelagersystemgear bearing system
- 2020
- Getriebelagergear bearing
- 20a20a
- erstes, rechtes Getriebelagerfirst, right gear bearing
- 20b20b
- zweites, linkes Getriebelager second, left transmission mount
- 33
- Rahmenlängsträgersystemframe rail system
- 3030
- Rahmenlängsträgerframe rails
- 30a30a
- erster, rechter Rahmenlängsträgerfirst, right frame side member
- 30b30b
- zweiter, linkes Rahmenlängsträgersecond, left frame side member
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 10223517 A1 [0009]DE 10223517 A1 [0009]
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