DE19734499A1 - Elastische Aufhängevorrichtung für eine Auspuffanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Aufhängevor­ richtung für eine Auspuffanlage einer Brennkraftma­ schine eines Kraftfahrzeuges nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definierten Art.

Aus der Praxis ist es allgemein bekannt, Auspuffanla­ gen durch elastische Aufhängevorrichtungen an der Ka­ rosserie eines Kraftfahrzeuges zu befestigen. Ein Teil der Aufhängevorrichtung wird dabei an der Karosserie befestigt und der andere Teil an einem Teil der Aus­ puffanlage.

Dabei werden zur Tilgung der Schwingungen der Abgasan­ lage sogenannte Tilger, d. h. in Elastomer gelagerte Zusatzmassen, an der Abgasanlage befestigt.

Diese bekannten Aufhängevorrichtungen sowie die dabei eingesetzten Tilger können jedoch die durch die Anre­ gung der Brennkraftmaschine in der Abgasanlage ange­ regten Schwingungen nicht komplett abbauen. Darüber hinaus handelt es sich bei den Tilgern um zusätzliche Teile, mit denen ein kostenintensiver Mehraufwand so­ wohl bei der Fertigung als auch bei der Montage sowie eine Erhöhung des Gewichtes eines Kraftfahrzeuges ver­ bunden ist.

Weiterhin ist es aus der Praxis bekannt, schwingungs­ abkoppelnde Vorrichtungen in die Auspuffanlage eines Kraftfahrzeuges zu integrieren. Meist wird bei derar­ tigen Vorrichtungen eine jeder verwendet, die zwei Teile der Auspuffanlage unter Druck zusammenhält.

Durch diese Vorrichtungen ist es jedoch nicht möglich, die Auspuffanlage an der Karosserie des Kraftfahrzeu­ ges zu befestigen, wodurch hierfür weitere zusätzliche Teile benötigt werden.

Aus der DE 30 43 113 A1 ist eine Vibrationsdämpfungs­ buchse zur Verwendung innerhalb einer Hebelaufhänge­ einrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Dabei wird durch den Einsatz von Fluiden die Vibration zwischen Kraftfahrzeug und der Antriebsachse des Kraftfahr­ zeuges gedämpft.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elastische Aufhängevorrichtung für eine Auspuff­ anlage einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, welche einerseits eine sichere Verbindung der Auspuffanlage mit der Karosserie des Kraftfahrzeu­ ges ermöglicht, und welche andererseits Schwingungen der Auspuffanlage zuverlässig dämpft und abkoppelt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Fluidkammer, welche die elastisch ausgebildete Aufnahmebohrung und/oder die Aufhängebohrung wenigstens teilweise umschließt, wer­ den vorteilhafterweise die in der Auspuffanlage sowohl durch Anregung durch die Brennkraftmaschine als auch durch Fahrbahnunebenheiten entstehenden Schwingungen durch das in der Fluidkammer sich befindliche Fluid gedämpft.

Dadurch ergibt sich ein erheblich reduziertes Innenge­ räusch sowie ein insgesamt erhöhter Fahrkomfort. Vor­ teilhafterweise kann dabei auf zusätzliche Dämpfungs­ elemente verzichtet werden.

Bei von der Brennkraftmaschine angeregten Schwingungen handelt es sich meist um Schwingungen mit hoher Fre­ quenz und kleiner Amplitude. Auch wenn die Schwin­ gungsbewegungen der Abgasanlage größer werden, kann dies durch die gute Dämpfung des Fluids innerhalb der Fluidkammer problemlos aufgenommen werden.

Durch die Aufnahmebohrung und die Aufhängebohrung ist des weiteren eine sichere Verbindung zwischen der Ka­ rosserie des Kraftfahrzeuges und der Auspuffanlage gegeben, wobei bestehende Toleranzabweichungen zwi­ schen der Auspuffanlage und der Karosserie ausgegli­ chen werden. Weiterhin wird durch die Aufhängevorrich­ tung vorteilhafterweise eine Wärmedehnung der Auspuff­ anlage ermöglicht.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Aufhänge­ vorrichtung ist, daß damit ältere Kraftfahrzeuge pro­ blemlos nachrüstbar sind, um eventuell vorhandene Ge­ räusch- bzw. Schwingungsprobleme zu beseitigen. Die erfindungsgemäße Aufhängevorrichtung kann in einfacher Weise anstelle der herkömmlichen Aufhängevorrichtung zwischen der Karosserie und der Auspuffanlage ange­ bracht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnungen prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen elastischen Aufhängevorrichtung in einem unbelasteten Zustand im Schnitt nach der Linie I-I aus Fig. 2;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II aus Fig. 1;

Fig. 3 die elastische Aufhängevorrichtung aus Fig. 1 einem ersten Dämpfungszustand im Schnitt nach der Linie III-III aus Fig. 4;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV aus Fig. 3;

Fig. 5 die elastische Aufhängevorrichtung aus Fig. 1 einem weiteren Dämpfungszustand im Schnitt nach der Linie V-V aus Fig. 6;

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI aus Fig. 5;

Fig. 7 die elastische Aufhängevorrichtung aus Fig. 1 in einem weiteren Dämpfungszustand im Schnitt nach der Linie VII-VII aus Fig. 8;

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII aus Fig. 7;

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform der elastischen Aufhängevorrichtung im Schnitt;

Fig. 10 eine weitere Ausführungsform der elastischen Aufhängevorrichtung im Schnitt;

Fig. 11 eine weitere Ausführungsform der elastischen Aufhängevorrichtung im Schnitt;

Fig. 12 eine weitere Ausführungsform der elastischen Aufhängevorrichtung im Schnitt;

Fig. 13 eine weitere Ausführungsform der elastischen Aufhängevorrichtung im Schnitt;

Fig. 14 eine weitere Ausführungsform der elastischen Aufhängevorrichtung im Schnitt;

Fig. 15 eine weitere Ausführungsform der elastischen Aufhängevorrichtung im Schnitt;

Fig. 16 eine weitere Ausführungsform der elastischen Aufhängevorrichtung im Schnitt;

Fig. 17 eine weitere Ausführungsform der elastischen Aufhängevorrichtung im Schnitt;

Fig. 18 eine weitere Ausführungsform der elastischen Aufhängevorrichtung im Schnitt;

Fig. 19 eine weitere Ausführungsform der elastischen Aufhängevorrichtung im Schnitt;

Fig. 20 eine weitere Ausführungsform der elastischen Aufhängevorrichtung im Schnitt nach der Linie XX-XX aus Fig. 21; und

Fig. 21 einen Schnitt nach der Linie XXI-XXI aus Fig. 20.

Bezugnehmend auf Fig. 1 und Fig. 2 ist eine elastische Aufhängevorrichtung 1, welche z. B. aus einem Elastomer hergestellt sein kann, mit einer Aufhängebohrung 2 und einer Aufnahmebohrung 3 dargestellt. In der Aufhänge­ bohrung 2 befindet sich eine Halterungseinrichtung 4, welche auf ihrer anderen Seite an einer nicht darge­ stellten Karosserie eines Kraftfahrzeugs befestigt ist.

In der Aufnahmebohrung 3 befindet sich eine Halte­ rungseinrichtung 5, an welcher ein Teil einer Auspuff­ anlage 6 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angebracht ist.

Die Aufhängebohrung 2 ist von einer Wandung 7 umgeben und die Aufnahmebohrung 3 ist von einer Wandung 8 um­ geben. Die Wandungen 7 und 8 sind elastisch ausgebil­ det, wobei die Wandung 8 von einer Fluidkammer 9 um­ schlossen ist. In dem hier dargestellten Ausführungs­ beispiel ist die elastische Wandung 8 als Innenring 8 ausgebildet.

Die Fluidkammer 9 kann dabei mit Öl oder anderen flüs­ sigen Stoffen bzw. mit Luft oder anderen gasförmigen Stoffen komplett oder teilweise gefüllt sein. Die Fluidkammer 9 ist von einer elastischen Außenwand 10 umgeben. Auf beiden Seiten ist die Fluidkammer 9, wie in Fig. 1 dargestellt, jeweils von einer Seitenwand 11 verschlossen. Um die Schwingungen nicht auf die Karos­ serie weiterzuleiten sind die Seitenwände 11 sehr dünn und ebenfalls elastisch ausgebildet, damit sie sich bei Veränderungen der Lage des Fluids in der Fluidkam­ mer 9 entsprechend deformieren lassen.

Zwischen der Fluidkammer 9 und der Aufhängebohrung 2 befindet sich eine Aussparung 12, durch welche einer­ seits das Gewicht der Aufhängevorrichtung 1 verringert wird und welche andererseits zur Gesamtelastizität der Aufhängevorrichtung 1 beiträgt.

Die Fig. 3 bis 8 zeigen verschiedene Dämpfungszu­ stände der Aufhängevorrichtung 1 gemäß Fig. 1 und Fig. 2, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit die Halte­ rungseinrichtungen 4 und 5 sowie der Teil der Auspuf­ fanlage 6 nicht dargestellt sind.

Die dort dargestellten Dämpfungszustände treten dann ein, wenn Schwingungsbewegungen der Abgasanlage auf­ treten. Die Aufnahmebohrung 3 bewegt sich in diesem Fall mit dem Innenring 8 und der Halterungseinrichtung 5 nach oben in Richtung der Aufhängebohrung 2 und das der Fluidkammer 9 sich befindliche Fluid dämpft diese Bewegung. Selbstverständlich kann sich die Hal­ terungseinrichtung 5 bei einer anders gerichteten Schwingung auch nach unten bewegen. In dem in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Dämpfungszustand bewegt sich die Halterungseinrichtung 5 ausschließlich in der Fluidkammer 9.

Wenn bedingt durch eine Fahrbahnanregung die Schwin­ gungen in der Auspuffanlage größer werden und, wie in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt, der Innenring 8 die Außenwand 10 der Fluidkammer 9 berührt, so wirkt die Aufhängevorrichtung 1 durch einen an der Außenseite der Aussparung 12 sich befindlichen federelastischen Bereich 13 wie eine herkömmliche Aufhängevorrichtung. Bei einer weiteren Bewegung des Innenrings 8 in Rich­ tung der Aufhängebohrung 2 werden dann die Aussparung 12 und der federelastische Bereich 13 wie in Fig. 7 und Fig. 8 dargestellt verformt.

Die weiteren, in den Fig. 9 bis 21 dargestellten Ausführungsformen der Aufhängevorrichtung 1 beruhen allesamt auf dem oben beschriebenen Grundprinzip der Dämpfung durch das in der Fluidkammer 9 sich befindli­ che Fluid und weisen im wesentlichen dieselben Be­ standteile und Merkmale auf.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Aufhän­ gevorrichtung 1, wobei die Fluidkammer mit einem Ven­ til 14 versehen ist. Durch das Ventil 14 kann der Druck in der Fluidkammer 9 beliebig eingestellt und auch noch nachträglich verändert werden, um spezielle Schwingungsprobleme eines bestimmten Kraftfahrzeuges beseitigen.

Eine weitere Aufhängevorrichtung 1 ist in Fig. 10 dar­ gestellt, wobei der Innenring 8 mit seitlichen Lamel­ len 15 versehen ist, welche sich in die Fluidkammer 9 erstrecken. Um zu ermöglichen, daß die Lamellen 15 die Bewegungen des Innenrings 8 mitmachen können, sind sie nicht mit der Außenwand 10 der Fluidkammer 9 verbun­ den. Dabei vergrößern die Lamellen 15 die Oberfläche des Innenrings 8 und verstärken somit die Dämpfung der Schwingungen durch das Fluid in der Fluidkammer 9. Die Lamellen 15 können jedoch auch mit gleicher Wirkung an der Außenwand 10 angeordnet sein und nach innen in die Fluidkammer 9 ragen.

Die Fig. 11 bis 14 zeigen weitere Ausführungsformen der Aufhängevorrichtung 1, wobei dort zwischen dem Innenring 8 und der Außenwand 10 in der Fluidkammer 9 Trennwände 16 angebracht sind. Durch die Trennwände 16 wird die Fluidkammer 9 in zwei oder mehrere Unterkam­ mern 9a, 9b, . . . unterteilt, wodurch der Druck des Fluids in der Fluidkammer 9 unterschiedlich wählbar ist und somit unterschiedlich gerichtete Schwingungen durch die Aufhängevorrichtung 1 effektiver gedämpft werden können. Die Trennwände 16 können in beliebiger und insbesondere in unterschiedlicher Dicke ausgeführt werden, wodurch die Aufhängevorrichtung 1 in verschie­ denen Richtungen unterschiedliche Federkennlinien auf­ weist und somit genau auf die jeweiligen Erfordernisse des Kraftfahrzeugs abgestimmt werden können.

Wie in Fig. 12 dargestellt, können die Trennwände 16 mit einer oder mehreren Bohrungen 17 versehen sein. Dadurch kann innerhalb der Fluidkammer 9 ein Druckaus­ gleich zwischen den Unterkammern 9a, 9b, . . . stattfin­ den, wodurch die Dämpfung in der Fluidkammer 9 noch verstärkt wird. Je kleiner die Bohrungen 17 ausgeführt sind, desto länger dauert es, bis dieser Druckaus­ gleich stattfindet. Dabei muß die Größe der Bohrungen 17 in einem angemessenen Verhältnis zu dem verdrängten Volumen des Fluids in der Fluidkammer 9 stehen.

Selbstverständlich ist es dabei auch möglich, jede der Unterkammern 9a, 9b, . . . mit einem Ventil 14 zu verse­ hen.

Wie in einer weiteren Ausführungsform der Aufhängevor­ richtung 1 in Fig. 15 dargestellt kann die Fluidkammer 9 auch die Aufhängebohrung 2 umschließen, wenn dies für die Dämpfung der Aufhängevorrichtung 1 vorteilhaft ist. In diesem Fall wird die karosserieseitige Halte­ rungseinrichtung 4 entsprechend durch das in der Fluidkammer 9 sich befindende Fluid gedämpft. Selbst­ verständlich können an der in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform der Aufhängevorrichtung 1 sämtliche bereits genannte und noch folgende Ausführungsformen bzw. Merkmale der Aufhängevorrichtung 1 durchgeführt bzw. angebracht werden.

Wie in Fig. 16 und Fig. 17 dargestellt, ist es mög­ lich, daß die Fluidkammer 9 den Innenring 8 nur teil­ weise umschließt, wodurch die Dämpfung des Fluids in der Fluidkammer 9 nur in einer bestimmten Richtung wirkt. In Fig. 16 ist dabei die Fluidkammer 9 unter­ halb der Aufnahmebohrung 3 dargestellt, wohingegen die Fluidkammer 9 sich in Fig. 17 zwischen der Aufnahme­ bohrung 3 und der Aufhängebohrung 2 bzw. der Ausspa­ rung 12 befindet.

In nicht dargestellten Ausführungsformen ist es selbstverständlich möglich, die Fluidkammer 9 in jeder beliebigen Lage und Größe sowie mit einem beliebigen Umschließungswinkel, abhängig von der gewünschten Richtung und Stärke der Dämpfung der Aufhängevorrich­ tung 1, anzubringen.

Eine weitere Ausführungsform der Aufhängevorrichtung 1 zeigen Fig. 18 und Fig. 19. Dabei befindet sich in der Aussparung 12 das dämpfende Fluid und diese ist somit als einzige Fluidkammer 9 der Aufhängevorrichtung 1 ausgebildet. Dadurch werden die Eigenschwingungen des federelastischen Bereichs 13 gedämpft und somit die Eigenschwingungen der Aufhängevorrichtung 1 direkt beeinflußt. Durch diese Maßnahme können die Schwingun­ gen in der Abgasanlage im Resonanzbereich der Aufhän­ gevorrichtung 1 erheblich vermindert werden. Wenn die Aussparung 12, wie in diesen Ausführungsformen be­ schrieben, Fluid enthält, ist sie an ihren Seiten mit nicht dargestellten Seitenwänden versehen.

In Fig. 19 befindet sich in der Aussparung 12 bzw. Fluidkammer 9 eine Trennwand 16 mit einer Bohrung 17, welche wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrie­ ben wirken.

Fig. 20 und Fig. 21 zeigen eine weitere Ausführungs­ form der Aufhängevorrichtung 1, wobei sowohl um den Innenring 8 die Fluidkammer 9 angeordnet ist, als auch die Aussparung 12 als Fluidkammer ausgebildet ist.

Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung mög­ lich, die oben beschriebenen Einzelmaßnahmen in belie­ biger Weise miteinander zu kombinieren, wenn dies für die Wirkung der Aufhängevorrichtung 1 von Vorteil ist.

Claims (11)

1. Elastische Aufhängevorrichtung für eine Auspuffan­ lage einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeu­ ges mit einer Aufnahmebohrung für ein Teil der Auspuffanlage und mit einer Aufhängebohrung für Befestigungsglied zur Befestigung an der Ka­ rosserie des Kraftfahrzeuges, welche jeweils we­ nigstens teilweise von einer Wandung umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (7, 8) der Aufnahmebohrung (3) und/oder der Aufhängebohrung (2) elastisch ausgebildet ist und wenigstens teilweise von einer Fluidkammer (9) umschlossen ist, wobei zwischen der Fluidkammer (9) und der elastischen Wandung (7, 8) eine Rela­ tivbewegung zugelassen ist.

2. Elastische Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Wandung (7, 8) als Innenring (7, 8) ausgebildet ist und die Fluidkammer (9) den ela­ stischen Innenring (7, 8) ringförmig umschließt.

3. Elastische Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidkammer (9) von einer elastischen Außen­ wand (10) umgeben ist.

4. Elastische Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidkammer (9) durch eine elastische Seiten­ wand (11) verschlossen ist.

5. Elastische Aufhängevorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Fluidkammer (9) und der Aufnahmeboh­ rung (3) und/oder der Aufhängebohrung (2) eine Aussparung (12) angeordnet ist.

6. Elastische Aufhängevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (12) als Fluidkammer (9) ausgebil­ det ist.

7. Elastische Aufhängevorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidkammer (9) mit einem Ventil (14) versehen ist.

8. Elastische Aufhängevorrichtung nach einem der An­ sprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem elastischen Innenring (7, 8) Lamellen (15) angebracht sind.

9. Elastische Aufhängevorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidkammer (9) durch Trennwände (16) in Un­ terkammern (9a, 9b, . . .) unterteilt ist.

10. Elastische Aufhängevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (16) mit einer oder mehreren Boh­ rungen (17) versehen sind.

11. Elastische Aufhängevorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidkammer (9) halbringförmig ausgebildet ist.