DE10253767B4 - Schwingbewegliche Lagerung eines Aggregats an einer Tragstruktur - Google Patents

Abstract

Schwingbewegliche Lagerung eines Aggregats an einer Tragstruktur mit einer elastisch verformbaren Stützmittelanordnung, über welche das Aggregat schwingbeweglich an einer zugeordneten Lagerstelle der Tragstruktur befestigt ist, wobei die Stützmittelanordnung einen vom Aggregat abragenden Tragstab umfasst, dessen vom Aggregat abgewandter Endbereich über ein Lagerelement der Stützmittelanordnung an der Lagerstelle der Tragstruktur befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragstab ein Biegestab (3) ist, der zumindest einen Teil der elastischen Verformung der Stützmittelanordnung zulässt, wobei die Steifigkeit des Biegestabes (3) zumindest in einer Raumrichtung kleiner ist als die Steifigkeit des Lagerelements (Gummibuchse 4) an der Lagerstelle der Tragstruktur.

Description

• Die Erfindung betrifft eine schwingbewegliche Lagerung eines Aggregats an einer Tragstruktur der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
• Um die Übertragung von Schwingungen in eine Fahrgastzelle eines Kraftwagens zu reduzieren, ist aus der DE 36 11 320 A1 bereits eine schwingbewegliche Lagerung eines Verbrennungsmotors auf einem Fahrwerksträger bekannt. Der Motor ist dabei über eine Stützmittelanordnung an einer Lagerstelle des Fahrwerksträgers befestigt, wobei die Stützmittelanordnung einen steifen Tragarm umfasst, der seitlich vom Kurbelgehäuse des Motors abragt und dessen freies Ende über ein Gummi-Metall-Lager an der Lagerstelle abgestützt ist.
• Die Lagersteifigkeit der bekannten Stützmittelanordnung ist dabei durch die Steifigkeit des Gummi-Metall-Lagers bestimmt, so dass sich durch eine geeignete Abstimmung desselben eine gute Schwingungsentkopplung des Motors erzielen lässt. Voraussetzung hierfür ist allerdings eine biegesteife Ausführung des Tragarms, woraus ein hohes Gewicht der Stützmittelanordnung resultiert.
• Des Weiteren ist bei der bekannten Lagerung von Nachteil, dass die Gummi-Metall-Lager verhältnismäßig teuer sind und einen relativ großen Bauraum beanspruchen.
• Aus der DE 698 06 454 T2 ist eine schwingbewegliche Lagerung eines Motors an der Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einer elastisch verformbaren Stützmittelanordnung bekannt, über welche der Motor schwingbeweglich an einer zugeordneten Lagerstelle der Kraftfahrzeugkarosserie gelagert ist. Die Stützmittelanordnung umfasst ein hohlzylindrisches elastisches Element, das als Motorlager vorgesehen und an seiner äußeren Umfangsfläche über eine zugehörige Lagerkonsole an der Lagerstelle der Karosserie befestigt ist. Der Motor ist über einen steifen Tragstab am Motorlager abgestützt, wobei der Tragstab von einer Seitenwand des Motors abragt und den Hohlquerschnitt des Motorlagers passgenau durchsetzt.
• Der Tragstab weist über seine gesamte Länge einen konstanten, kreisförmigen Querschnitt auf. Das elastische Motorlager hat einen verhältnismäßig großen Durchmesser und beansprucht einen entsprechend großen Einbauraum des Kraftwagens.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine schwingbewegliche Lagerung eines Aggregats an einer Tragstruktur der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine besonders platz- und gewichtsparende Bauweise der Stützmittelanordnung unter Beibehaltung einer guten Schwingungsentkopplung des Aggregats möglich ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
• Weitere die Erfindung in vorteilhafter weise ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.
• Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass der Tragstab der Stützmittelanordnung ein Biegestab ist, der zumindest einen Teil der elastischen Verformung der Stützmittelanordnung zulässt, wobei die Steifigkeit des Biegestabes zumindest in einer Raumrichtung kleiner ist, als die Steifigkeit des Lagerelements an der Lagerstelle der Tragstruktur.
• Der als Biegestab ausgeführte Tragstab lässt sich dabei besonders gewichtsparend gestalten. Da das Gummi-Metall-Lager dabei entfallen kann, ist außerdem eine besonders kompakte und kostengünstige Gestaltung der Stützmittelanordnung möglich.
• Damit sich die axiale und die radiale Steifigkeit der Stützmittelanordnung unabhängig voneinander auslegen lassen, kann das Lagerelement in Längsrichtung des Biegestabes gummielastisch verformbar sein. Als Lagerelement kann dabei eine besonders einfache und kostengünstige Gummibuchse vorgesehen sein, welche den vom Aggregat abgewandten Endbereich des Biegestabs umgreift.
• Der Biegestab kann besonders einfach einen konstanten Querschnitt aufweisen, der kreisförmig ausgeführt sein kann. Zur Erzielung einer besonders hohen Dauerfestigkeit kann der Biegestab aus hochfestem Stahl hergestellt sein.
• Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.
• In der Darstellung zeigt:
• 1 schematisch einen Vertikalschnitt durch eine Stützmittelanordnung zur Lagerung eines Kraftwagen-Verbrennungsmotors.
• In 1 ist von einer Dreipunkt-Lagerung eines in Längsrichtung eingebauten üblichen Kraftwagen-Verbrennungsmotors 1 nur eine linke seitliche Auflagestelle dargestellt. Der Motor 1 ist an zwei vorderen seitlichen Auflagestellen sowie einer hinteren mittleren Auflagestelle in alle drei Raumrichtungen schwingbeweglich an der Tragstruktur des Kraftwagens befestigt.
• Am Kurbelgehäuse des Motors 1 ist seitlich eine plattenförmige Trägerkonsole 2 aus Metall angeschraubt, von der ein Biegestab 3 rechtwinklig abragt und mit seiner Längsachse in Querrichtung des Wagens verläuft. Der Endabschnitt des Biegestabs 3 ist dabei von der steifen Trägerkonsole 2 umgriffen. Der Biegestab 3 besteht aus einem handelsüblichen hochfesten Stahl und weist über seine gesamte Länge einen konstanten kreisförmigen Vollquerschnitt mit einem Durchmesser von etwa 12 mm auf.
• Der entgegengesetzte Endabschnitt des Biegestabs 3 durchsetzt passgenau den Hohlquerschnitt einer hohlzylindrischen Gummibuchse 4, die stoffschlüssig, z. B. durch Vulkanisation mit dem Umfang des Biegestabs 3 verbunden ist. Die Gummibuchse 4 ist an ihrem Außenumfang axial gesichert im Hohlquerschnitt einer steifen Lagerkonsole 5 abgestützt, die an einer zugehörigen Lagerstelle 6 eines Motorträgers 7 des Kraftwagens befestigt ist. Der Motorträger 7 ist dabei in üblicher Weise lösbar mit der Tragstruktur des Kraftwagens verbunden.
• Die Lagerkonsole 5 aus Metall umfasst einen oberen Lagerabschnitt sowie einen verbreiterten unteren Auflageabschnitt, der flächig an der Lagerstelle 6 anliegt und durch mehrere nicht gezeigte Schraubverbindungen am Motorträger 7 festgelegt ist.
• Die Gummibuchse 4 weist in radialer Richtung eine erheblich höhere Steifigkeit auf als übliche Motorlager, wie z. B. Gummi-Metall-Lager. Die Schwingbeweglichkeit des Motors 1 in Hoch- und Längsrichtung des Wagens wird daher überwiegend durch eine elastische Biegeverformung des Biegestabs 3 um die Wagenlängsachse bzw. um die Wagenhochachse ermöglicht. Die konstruktive Abstimmung der Steifigkeiten der Motorlagerung in Hoch- und Längsrichtung kann dabei durch die Wahl eines geeigneten Querschnitts des Biegestabs 3 erfolgen. Mit dem vorliegenden kreisförmigen Querschnitt wird eine rotationssymmetrische Lagersteifigkeit erzielt.
• In Querrichtung des Wagens entspricht die Steifigkeit der Gummibuchse 4 der Steifigkeit üblicher Motorlager, während der in dieser Richtung längsbeanspruchte Biegestab 3 eine erheblich höhere Steifigkeit als bei Biegebeanspruchung aufweist. Die Schwingbeweglichkeit des Motors 1 in Wagenquerrichtung wird somit fast ausschließlich durch eine axiale Schubverformung der Gummibuchse 4 ermöglicht.
• Anstelle der Gummibuchse 4 mit einer hohen radialen Steifigkeit kann auch ein Gummi-Metall-Lager oder ein übliches hochdämpfendes Lager, wie z. B. ein Hydrolager mit einer erheblich weicheren radialen Auslegung vorgesehen sein, wobei ein Biegstab dann jeweils über ein Adapterstück am Lager angebracht sein kann. Die Steifigkeit der Motorlagerung in Hoch- und Querrichtung des Wagens ergibt sich dann als Hintereinanderschaltung der Steifigkeiten von Biegestab und Gummi-Metall-Lager.
• An seinen nicht gezeigten zwei weiteren Auflagestellen kann der Motor 1 jeweils über ein übliches Gummi-Metall-Lager, ein Hydrolager oder ebenfalls über eine Stützmittelanordnung befestigt sein.

Claims (8)

1. Schwingbewegliche Lagerung eines Aggregats an einer Tragstruktur mit einer elastisch verformbaren Stützmittelanordnung, über welche das Aggregat schwingbeweglich an einer zugeordneten Lagerstelle der Tragstruktur befestigt ist, wobei die Stützmittelanordnung einen vom Aggregat abragenden Tragstab umfasst, dessen vom Aggregat abgewandter Endbereich über ein Lagerelement der Stützmittelanordnung an der Lagerstelle der Tragstruktur befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragstab ein Biegestab (3) ist, der zumindest einen Teil der elastischen Verformung der Stützmittelanordnung zulässt, wobei die Steifigkeit des Biegestabes (3) zumindest in einer Raumrichtung kleiner ist als die Steifigkeit des Lagerelements (Gummibuchse 4) an der Lagerstelle der Tragstruktur.
2. Schwingbewegliche Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (Gummibuchse 4) der Stützmittelanordnung in Längsrichtung des Biegestabs (3) gummielastisch verformbar ist.
3. Schwingbewegliche Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement eine Gummibuchse (4) ist, welche den vom Aggregat abgewandten Endbereich des Biegestabs (3) formschlüssig umgreifend axial abstützt.
4. Schwingbewegliche Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestab (3) einen konstanten Querschnitt aufweist.
5. Schwingbewegliche Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestab (3) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
6. Schwingbewegliche Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestab (3) aus hochfestem Stahl hergestellt ist.
7. Schwingbewegliche Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle (6) an der Tragstruktur (Motorträger 7) eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
8. Schwingbewegliche Lagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat ein Motor (Verbrennungsmotor 1) des Kraftfahrzeugs ist.