DE19811188B4

DE19811188B4 - Aufhängevorrichtung für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE19811188B4
Application number: DE1998111188
Authority: DE
Inventors: Heiko Dipl.-Ing. Gensert; Horst Schneider; Arndt Dr.-Ing. Peters; Peter Dipl.-Ing. Reichardt
Original assignee: DaimlerChrysler AG; Muendener Gummiwerk GmbH
Current assignee: Muendener Gummiwerk GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1998-03-14
Filing date: 1998-03-14
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2018-03-15
Also published as: GB9905947D0; DE19811188A1; GB2335173A; IT1311125B1; FR2775939A1; GB2335173B; ITRM990157A1

Abstract

Aufhängevorrichtung für ein Abgasrohr einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges, mit mindestens einem an einem Karosserieteil befestigten verdrehsicheren Halter, der ein Elastomer-Element aufnimmt, und mit einer mit dem Auspuffrohr fest verbundenen Stange, die in einem Loch des Elastomer-Elementes geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (1) beidseitig durch jeweils einen die Stange (12,12a) aufnehmenden Halter (4) gehaltert ist, daß jeder Halter (4) ein zugeordnetes Elastomer-Element (9) abstützend umgreift und daß das für die Aufnahme der Stange vorgesehene Loch in dem jeweiligen Elastomer-Element (9) als ein in Fahrtrichtung verlaufender und an einem Ende seiner Längserstreckung offener Schlitz (11) ausgebildet ist

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufhängevorrichtung für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der Offenlegungsschrift DE 44 23 939 A1 ist eine Aufhängevorrichtung für ein Abgasrohr einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche ein Elastomer-Element aufweist, das in einen zylindrischen Halter eingesetzt ist und ein Durchgangsloch besitzt, in dem das Ende einer mit der Abgasanlage verbundenen Stange verschiebbar geführt ist. Diese Ausführung gestattet zwar eine Verschiebung der Abgasanlage, hervorgerufen durch thermische Ausdehnung, und bewirkt auch eine gewisse Abkoppelung der vom Motor auf die Abgasanlage übertragenen Schwingungen gegenüber der Karosserie oder einem anderen Bauteil, jedoch ist die Montage der Abgasanlage dadurch erschwert, daß die Stange in das Durchgangsloch des Elastomer-Elements der z.B. an der Karosserie angebrachten Aufhängevorrichtung eingefädelt werden muß. Außerdem entsteht aufgrund des Umstandes, daß die Stange über die ganze Länge des Elastomer-Elements in diesem geführt ist, eine relativ große Reibung. Auch besteht keine Möglichkeit, die Dämpfungswirkung des Elastomer-Elements an die unterschiedlichen, im Betrieb bei wechselnden Drehzahlen und Lastzuständen des Motors auftretenden Schwingungen anzupassen.

Aus der Patentschrift FR 26 74 800 A1 ist ferner eine Aufhängevorrichtung für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welcher eine an dem Auspuffrohr befestigte Stange in ein Elastomer-Element eingreift. In dieses Elastomer-Element greift eine weitere Stange zweifach ein, wobei ein abgewinkeltes Stangenteil in einem durchmessermäßig gleich großen Loch und ein anderes abgewinkeltes Stangenteil in einem Langloch gelagert ist. Die Aufhängevorrichtung ist als einseitige Pendelaufhängung ausgebildet, wobei bei einer Montage die Stange des Auspuffrohrs in das Loch des Elastomer-Elements eingefädelt werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schwingungsdämpfende Aufhängevorrichtung für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges anzugeben, mit welcher eine vereinfachte Montage der Auspuffanlage ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Aufhängevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Aufhängevorrichtung ist das Abgasrohr über eine mit dem Abgasrohr festverbundene Stange beidseitig durch jeweils einen Halter gehaltert. Dabei umgreift der Halter abstützend das jeweils zugeordnete Elastomer-Element, welches einen für die Aufnahme der Stange vorgesehenen, in Fahrtrichtung verlaufenden Schlitz aufweist. Bei der Montage der Abgasanlage braucht die Stange lediglich quer zu dem offenen Schlitz in diesen eingeschoben zu werden. Da die Stange nur auf gegenüberliegenden Stellen mit der Wand des Schlitzes in Berührung ist, ist die Reibung gering. Die Auflagefläche der Stange an der Wand des Schlitzes kann noch dadurch verringert werden, daß diese Wand ballig ausgeführt ist. Da sich die Stange je nach Ausdehnung der Abgasanlage mehr oder weniger weit in dem Schlitz verschiebt und somit an unterschiedlichen Stellen der Schlitzwand anliegt, besteht die Möglichkeit, über den Verschiebeweg der Stange das Elastomer-Element mit unterschied 1icher Federkennlinie in vertikaler Richtung auszubilden und dadurch eine Dämpfung bzw. Abkoppelung der auf die Abgasanlage übertragenen Schwingungen in Abhängigkeit von der Ausdehnung der Auspuffanlage und damit von dem Betriebszustand des Fahrzeugmotors zu erreichen.

Eine derartige Anpassung wird besonders einfach dann ermöglicht, wenn das Elastomer-Element einen äußeren, in dem Halter aufgenommenen Teil und einen inneren den Schlitz enthaltenden Teil aufweist, die durch einen Steg miteinander verbunden sind. Zum Erreichen der gewünschten örtlich unterschiedlichen Elastizität des Elastomer-Elementes kann der Steg mit seitlichen, sich zwischen dem äußeren und dem inneren Teil erstreckenden Rippen oder mit Aussparungen versehen sein, die gegebenenfalls durch seitliche Wände zu geschlossenen Kammern vervollständigt werden und mit einer Flüssigkeit, z.B. Öl, oder einem Gas gefüllt sein können, um die Wirkung eines Hydrauliklagers zu erreichen. Es ist auch möglich, die Wandstärke des inneren Teiles vom Anfang des Schlitzes zu dessen Ende hin verjüngt auszubilden, womit sich ebenfalls über den Verschiebeweg der Stange eine unterschiedliche Steifigkeit des Elastomer-Elements erreichen läßt.

Die Elastizität des Elastomer-Elementes in vertikaler Richtung läßt sich, falls nötig, dadurch vergrößern, daß der Steg einen trapezförmigen Querschnitt erhält oder daß sich der Steg quer zur Längserstreckung des Schlitzes schräg vom inneren zum äußeren Teil des Elastomer-Elementes erstreckt. Der Steg wird somit vor allem im Bereich kleiner Schwingwege nur auf Biegung beansprucht und ist verhältnismäßig weich. Eine ähnliche Wirkung wird erreicht , wenn der Steg nach Art einer Tellerfeder ausgebildet ist, also zwei scharnierartig miteinander verbundene Teller aufweist. Erst wenn die Schwingwege deutlich größer werden, gehen nach vollständigem Zusammendrücken des Steges die inneren und äußeren Teile des Elastomer-Elementes auf Block. Bei dieser Bauweise werden die vom Motor angeregten Schwingungen mit kleinen Amplituden sehr gut abgekoppelt und wird der Fahrkomfort deutlich verbessert, während gleichzeitig die Bewegungen der Abgasanlage durch die von der Fahrbahn angeregten Schwingungen begrenzt werden.

Alternativ kann das Elastomer-Element aus einer sehr weichen Elastomer-Mischung hergestellt sein, wodurch auf den elastisch verformbaren Steg verzichtet werden kann.

In das Elastomer-Element kann ein den Schlitz umgebendes Blechteil eingelegt sein, das dazu führt, daß das Elastomer-Element über seine ganze Länge gleichmäßig beaufschlagt wird, wenn sich die Stange nach oben oder unten bewegt. Gleichzeitig wird erreicht, daß dabei das Elastomer auf der einen Seite des Schlitzes auf Zug und auf der anderen Seite auf Druck beansprucht wird.

Die Stange kann in dem im Schlitz liegenden Bereich einen ovalen Querschnitt haben oder in einer Hülse mit ovalem Querschnitt angeordnet sein. Dadurch werden die Schiebebewegungen der Stange und die Rotationsbewegungen um ihre Mittelachse voneinander getrennt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
1 ist eine Seitenansicht einer Aufhängevorrichtung für eine Abgasanlage im Ruhezustand,
2 zeigt die Aufhängevorrichtung von 1 im Teillastbetrieb des Fahrzeugmotors,
3 zeigt die Aufhängevorrichtung von 1 im Vollastbetrieb des Fahrzeugmotors,
4 ist ein Schnitt entlang Linie IV-IV in 1 mit einseitig aufgehängter Abgasanlage,
5 ist ein Schnitt ähnlich 4 mit beidseitig aufgehängter Abgasanlage,
6 ist ein Seitenansicht des Elastomer-Elementes in abgewandelter Form,
7 bis 17 zeigen verschiedene Ausführungen des Elastomer-Elementes bzw. der Stange.
Es sei zunächst auf 1 und 4 Bezug genommen, in denen mit 1 ein Rohr einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges bezeichnet ist, das an einem Karosserieteil 2 oder auch am Motor-Getriebe-Verband mittels einer Aufhängevorrichtung 3 aufgehängt ist.
Die Aufhängevorrichtung 3 weist einen U-förmigen Halter 4 auf, der mittels einer Schraube 5 mit einer an der Karosserie befestigten Mutter 6 verschraubt und durch eine Lasche 7, die sich durch eine Öffnung 8 in der Karosserie erstreckt, gegen Verdrehen gesichert ist. Der Halter 4 nimmt ein U-förmiges Elastomer-Element 9 auf, das durch eine hochgebogene Lasche 10 am unteren Schenkel des Halters 4 gegen Herausziehen gesichert ist. Der Schlitz 11 des Elastomer-Elements 9 verläuft in Fahrtrichtung und ist vorzugsweise nach vorne zu offen. Er nimmt den Endabschnitt 12a einer Stange 12 auf, die mit dem Abgasrohr 1 verbunden ist. Der Endabschnitt 12a verläuft quer zur Längserstreckung des Schlitzes 12. Dadurch gestaltet sich die Montage der Abgasanlage äußerst einfach, da der Stangenabschnitt 12a mit der Breitseite in den Schlitz 11 des Elastomer-Elements 9 der montierten Aufhängevorrichtung 1 eingeschoben wird. Das Einschieben kann noch erleichtert werden, wenn die Mündung des Schlitzes 11 etwas aufgeweitet ist. Ein seitliches Herausrutschen der Stangenabschnittes 12a aus dem Schlitz 11 wird durch angeformte Wülste 13 verhindert. Ein Herausrutschen in 1 nach vorn kann durch Wülste 14 (6) am Anfang des Schlitzes 11 verhindert werden.
Um zu erreichen, daß das Elastomer-Element 9 über seine ganze Länge gleichmäßig beaufschlagt wird, wenn der Stangenabschnitt 12a nach oben oder unten bewegt wird, ist bei dem Ausführungsbeispiel von 8 in das Elastomer-Element 9 ein den Schlitz 11 umgebendes Blechteil 24 eingebettet Außerdem wird dabei durch das Blechteil 24 jeweils die eine Seite des Elastomer-Elements auf Zug und die andere Seite auf Druck beansprucht.
Im Betrieb dehnt sich die Abgasanlage aufgrund der Erwärmung durch die heißen Abgase aus und der Stangenabschnitt 12a verschiebt sich in dem Schlitz 11 je nach dem Grad der Erwärmung mehr oder weniger weit. In 2 ist die Lage des Stangenabschnittes 12a im Teillastbetrieb und in 3 im Vollastbetrieb dargestellt. Die Verschiebung des Stangenabschnittes 12a im Schlitz 11 kann durch die aus 7 ersichtliche ballige Form der Schlitzwände erleichtert werden.
5 zeigt eine beidseitige Halterung des Abgasrohres 1 mittels der gleichen Aufhängevorrichtung 3.
Das Elastomer-Element 9 besteht vorzugsweise aus einem äußeren, in dem Halter 3 aufgenommenen Teil 15 und einem inneren, den Schlitz 11 enthaltenden Teil 16, die durch einen Steg 17 miteinander verbunden sind. Die vertikale Elastizität des Elastomer-Elements 9 wird weitgehend von dem Steg 17 bestimmt. Dieser kann in Querschnitt rechteckig sein, wie in 4 gezeigt, oder trapezförmig entsprechend 9.
Da die Erwärmung der Abgasanlage und damit die Lage des Stangenabschnittes 12a im Schlitz 11 von dem Betriebszustand des Fahrzeugmotors abhängt, läßt sich eine dem jeweiligen Betriebszustand angepaßte Abkoppelung bzw. Dämpfung der Schwingungen erreichen, indem insbesondere die vertikale Elastizität des Elastomer-Elements über die Länge des Schlitzes 11 unterschiedlich gemacht wird. Die vorstehend beschriebene Ausbildung des Elastomer-Elements 9 gestattet dies auf einfache Weise.
Bei der Ausführung gemäß 10 ist die Wandstärke des inneren Teiles 16a des Elastomer-Elements 9 vom Anfang des Schlitzes 11 zu dessen Ende hin verjüngt, so daß sich im vorderen Bereich des Schlitzes 11 eine größere Steifigkeit einstellt als im rückwärtigen Bereich. Die genaue Ausbildung des inneren Teils 16a hängt von den gewünschten Eigenschaften der Aufhängung ab. Es ist auch denkbar, die Wandstärke von hinten nach vorn sich verjüngend auszuführen oder die Wandstärke des äußeren Teiles 15 entsprechend zu gestalten.
Bei der in 11 dargestellten Ausführung sind zwischen dem äußeren Teil 15 und dem inneren Teil 16 des Elastomer-Elements 9 zusätzlich zu dem Steg 17 Rippen 18 vorgesehen, mit denen insbesondere die vertikale Steifigkeit bzw. Elastizität des Elastomer-Elements 9 lokal verändert werden kann. Dies kann gemäß 12 auch dadurch erreicht werden, daß in dem Steg 17 Durchbrüche 19 vorgesehen werden. Alle oder einige dieser Durchbrüche 19 könnten durch seitliche Wände abgeschlossen werden und dann Kammern bilden, die mit Öl oder einer anderen Flüssigkeit oder mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt sein könnten. Dadurch würde man ein Feder/Dämpfersystem erhalten, das auf alle Erfordernisse abgestimmt werden kann.
Die Anzahl, Lage und Größe der Rippen 18 und Durchbrüche 19 ist von den gewünschten Eigenschaften der Aufhängung abhängig.
Bei den in 13 und 14 dargestellten Varianten wird der Steg 17a bzw. 17b nicht mehr ausschließlich auf Zug oder Druck belastet, sondern im Bereich kleiner Schwingwege nur auf Biegung. Zu diesem Zweck ist der Steg 17b in 13 nach Art einer Tellerfeder mit zwei scharnierartig miteinander verbundenen Tellern 20, 21 ausgebildet, während sich bei der Ausführung von 14 der Steg 17c quer zur Längserstreckung des Schlitzes 11 schräg von dem inneren Teil 16 zu dem äußeren Teil 15 erstreckt. Erst wenn die Schwingwege deutlich größer werden, gehen die an dem inneren und dem äußeren Teil 15 bzw. 16 angebrachten Anschläge 22, 23 auf Block und es stellt sich wieder eine Druckbelastung im Elastomer-Element 9 ein.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele des Elastomer-Elements 9 können naturgemäß beliebig miteinander kombiniert werden, wenn dies sinnvoll erscheint.
Das in 15 dargestellte Elastomer-Element 30 unterscheidet sich von dem Elastomer-Element 9 nur dadurch, daß es keine durch einen Steg miteinander verbundenen inneren und äußeren Teile aufweist, sondern aus einer sehr weichen Elastomer-Mischung hergestellt ist, so daß trotz der kompakten Ausführung die gewünschte Elastizität in vertikaler Richtung erreicht wird.
Bei der in 16 dargestellten Variante ist der Stangenabschnitt 12a in einer Hülse 26 mit ovalem Querschnitt angeordnet. Dadurch werden die Schiebebewegungen des Stangenabschnittes und die Rotationsbewegungen um seine Mittelachse voneinander getrennt. Außerdem wird die Auflagefläche zwischen dem Stangenabschnitt 12a und der Wand des Schlitzes 11 vergrößert, so daß der Stangenabschnitt nicht mehr so stark in das Elastomer-Element gedrückt wird. Dieser Effekt läßt sich auch erreichen, wenn der Stangenabschnitt 12a', wie in 17 gezeigt, selbst einen ovalen Querschnitt hat.

Claims

Aufhängevorrichtung für ein Abgasrohr einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges, mit mindestens einem an einem Karosserieteil befestigten verdrehsicheren Halter, der ein Elastomer-Element aufnimmt, und mit einer mit dem Auspuffrohr fest verbundenen Stange, die in einem Loch des Elastomer-Elementes geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (1) beidseitig durch jeweils einen die Stange (12,12a) aufnehmenden Halter (4) gehaltert ist, daß jeder Halter (4) ein zugeordnetes Elastomer-Element (9) abstützend umgreift und daß das für die Aufnahme der Stange vorgesehene Loch in dem jeweiligen Elastomer-Element (9) als ein in Fahrtrichtung verlaufender und an einem Ende seiner Längserstreckung offener Schlitz (11) ausgebildet ist
Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Schlitzes (11) ballig ist.
Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang des Schlitzes (11) mindestens eine Wulst (14) vorgesehen ist, die ein Herausrutschen der Stange (12a) aus dem Schlitz (11) verhindert.
Aufhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer-Element (9) einen äußeren, in dem Halter (4) aufgenommenen Teil (15) und einen inneren, den Schlitz (11) enthaltenden Teil (16) aufweist und daß die beiden Teile durch einen Steg (17) miteinander verbunden sind.
Aufhängevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (17a) einen sich zum äußeren oder zum inneren Teil (15 bzw. 16) hin verjüngenden, trapezförmigen Querschnitt hat.
Aufhängevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Teil (16a) oder das äußere Teil (15) des Elastomer-Elements (9) eine über die Länge des Schlitzes (11) unterschiedliche Wandstärke hat.
Aufhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Steg (17) seitliche, sich zwischen dem äußeren und dem inneren Teil (15 bzw. 16) erstreckende Rippen (18) vorgesehen sind.
Aufhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (17) mit Durchbrüchen (19) versehen ist.
Aufhängevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die oder einige der Durchbrüche (19) durch Seitenwände geschlossene Kammern bilden, die mit einer Flüssigkeit oder einem unter Druck stehden Gas gefüllt sind.
Aufhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Steg (17c) quer zur Längserstreckung des Schlitzes (11) schräg vom inneren Teil (16) zum äußeren Teil (15) des Elastomer-Elementes (9) erstreckt
Aufhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (17b) nach Art einer Tellerfeder ausgebildet ist.
Aufhängevorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren und dem inneren Teil (15 bzw. 16) des Elastomer-Elementes (9) Anschläge (22,23) zur Begrenzung des Federweges des Steges (17b;17c) vorgesehen sind.
Aufhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in das Elastomer-Element (9) ein den Schlitz (11) umgebendes Blechteil (24) eingebettet ist.
Aufhängevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (4) U-förmig ist und das Elastomer-Element (9) umgreift und an mindestens einem seiner Schenkel eine hochgebogene Lasche (10) aufweist, die ein Herausrutschen des Elastomer-Elementes aus dem Halter verhindert.
Aufhängevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (12a) mit Wülsten (13) versehen ist, die ein Herausrutschen der Stange (12a) aus dem Schlitz (11) quer zu dessen Längserstreckung verhindern.
Aufhängevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (12) in dem im Schlitz (11) liegenden Bereich (12a') einen ovalen Querschnitt hat.
Aufhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (12) in dem im Schlitz (11) liegenden Bereich (12a) einen kreisförmigen Querschnitt hat und in einer Hülse (26) mit ovalem Querschnitt angeordnet ist.