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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Lageranordnung eines Kraftfahrzeugs für ein innerhalb einer Karosserie
an drei Lagerstellen angeordnetes Antriebsaggregat mit mindestens
einem ersten Lagerkörper,
einem zweiten Lagerkörper
und einem dritten Lagerkörper,
wobei alle Lagerkörper
jeweils zwischen einem Lagerpunkt LA am
Antriebsaggregat und einem Lagerpunkt LK am
Karosserielager angeordnet sind und mindestens der Lagerpunkt LA1 des ersten Lagerkörpers mit Abstand SRL zur Rollachse angeordnet ist.
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Es ist bereits eine Lagerung für ein Antriebsaggregat
eines Kraftfahrzeugs aus der
DE 43 07 999 A1 bekannt. Die Lagerung weist
hierbei drei Lager auf, von denen das vorne liegende Motorlager
in einem schwingungsarmen Bereich in der Aggregat-Rollachse angeordnet
ist. Die beiden hinteren Lager sind außerhalb der Rollachse in einem
Bereich mit maximalen Torsionsschwingungsamplituden angeordnet.
Die elastischen Lager weisen eine größere Steifigkeit in vertikaler
Richtung auf als in horizontaler Richtung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Lageranordnung derart auszubilden und anzuordnen, dass eine optimale
Abstimmung der Lager gewährleistet
ist.
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Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch,
dass die durch den ersten Lagerkörper
aufnehmbare Lagerkraft rechtwinklig mit einem Abstand SRL zur
Rollachse verläuft
und die durch den zweiten Lagerkörper
und den dritten Lagerkörper
aufnehmbaren Lagerkräfte
mit der Rollachse einen gemeinsamen Schnittpunkt S bilden. Hierdurch
wird erreicht, dass eine Schwenkbewegung des Antriebsaggregats um
die Rollachse nur Dämpfungskräfte im ersten
Lagerkörper
generiert, da die Wirkungslinie bzw. die aufnehmbare Lagerkraft
der beiden anderen Lagerkörper
die Rollachse schneidet. Sie nehmen somit keine Dämpfungskräfte auf.
Gleichzeitig wird durch eine vertikale Anregung des Antriebsaggregats
keine Dämpfungskraft
im ersten Lagerkörper
generiert, da dieser bzw. die aufnehmbare Kraft horizontal verläuft. Diese
vertikale Anregung wird nur durch den zweiten Lagerkörper und
den dritten Lagerkörper
aufgenommen, deren aufnehmbare Lagerkräfte senkrecht zur Rollachse
angeordnet sind und mit dieser einen gemeinsamen Schnittpunkt S
bilden. Die verschiedenen Lagerkörper
können
auch mit verschiedenen Dämpfungsgliedern
ausgerüstet
werden, so dass zum Beispiel die Dämpfung der Schwenkbewegung des
Antriebsaggregats sehr weich und die vertikale Dämpfung relativ hart erfolgt.
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Hierzu ist es vorteilhaft, dass der
erste Lagerkörper
einen zwischen dem Lagerpunkt LA1 und dem
Lagerpunkt LK1 angeordneten Druckstab aufweist,
der in einer rechtwinklig zur Rollachse verlaufenden Ebene schwenkbar
ist. Eine vertikale Anregung des Antriebsaggregats generiert somit
keine Lagerkraft im ersten Lagerkörper, da dieser aus seiner
horizontalen Lage nach oben bzw. nach unten verschwenkt.
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Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung,
dass der Lagerpunkt LA2 des zweiten Lagerkörpers und
der Lagerpunkt LA3 des dritten Lagerkörpers mit
Abstand zur Rollachse angeordnet sind und beide Lagerkörper in
einer rechtwinklig zur Rollachse verlaufenden Ebene schwenkbar sind. Hierdurch
werden steifere Karosseriepunkte im unteren bzw. seitlichen Bereich
des Antriebsaggregats erreicht, die eine Verbindung zu den Radaufhängungen bilden.
Hierbei weisen der zweite Lagerkörper
und der dritte Lagerkörper
jeweils einen Druckstab auf, dessen Mittelachse dem Verlauf der
aufnehmbaren Lagerkraft entspricht. Durch die Schwenkbarkeit werden
bei einer Drehbewegung des Antriebsaggregats keine Lagerkräfte in den
Druckstäben
generiert, da die Mittellinien der beiden Druckstäbe einen
gemeinsamen Schnittpunkt S mit der Rollachse bilden und somit keinen
wirksamen Hebel aufweisen.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass der
Druckstab am Lagerpunkt LA1 über ein
erstes Dämpfungselement
mit dem Antriebsaggregat und am Lagerpunkt LK1 über ein
zweites Dämpfungselement
mit dem Karosserielager verbunden ist. Durch die Anordnung eines
beidseitig gedämpften
Druckstabes ist eine optimale Dämpfung
gewährleistet.
Die Dämpfung
des Druckstabes kann somit auf beiden Seiten, also aggregatseitig
und karosserieseitig, unterschiedlich gewählt werden.
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Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass
der zweite Lagerkörper
und/oder der dritte Lagerkörper
einen senkrecht zur Rollachse angeordneten Druckstab aufweist, wobei
der Druckstab am Lagerpunkt LA2 über ein
erstes Dämpfungselement
mit dem Antriebsaggregat und am Lagerpunkt LK2 über ein
zweites Dämpfungselement
mit dem Karosserielager verbunden ist. Die senkrechte Anordnung
zur Rollachse, der gemeinsame Schnittpunkt ihrer Wirkungslinien
mit der Rollachse sowie die Ausbildung als Druckstab mit den beidseitig
angeordneten Dämpfungselementen gewährleisten
eine Wirkungslosigkeit des Lagerkörpers gegenüber einer Schwenkbewegung um
die Rollachse. Die Dämpfungselemente
können
aggregatseitig und karosserieseitig verschieden gewählt werden,
wobei die Dämpfung
härter
als die des ersten Lagerkörpers
ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Lösung ist
schließlich
vorgesehen, dass der jeweilige Druckstab als Zug und/oder Druckfeder
ausgebildet ist. Hierdurch ist eine zusätzliche Dämpfung des Lagers gewährleistet,
die mit den Dämpfungselementen überlagert
ist.
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Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende
Erfindung, dass SRK der Abstand von einer Kurbelwelle
zur Rollachse und SRL der Abstand von der
Rollachse zum Lagerpunkt LA1 ist, wobei
das Verhältnis
von SRL zu SRK zwischen
1,1 und 3, insbesondere zwischen 1,5 und 2 ist. Somit ist der Hebel
der durch die Kurbelwelle generierten Momente kürzer als der des ersten Lagerkörpers.
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Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung
und Anordnung ist es von Vorteil, dass der Lagerpunkt LA2 des
zweiten Lagerkörpers und/oder
der Lagerpunkt LA3 des dritten Lagerkörpers mit
Bezug zur Horizontalen auf der Höhe
der Kurbelwelle vorgesehen ist.
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Vorteilhaft ist es ferner, dass der
Lagerpunkt LA1 des ersten Lagerkörpers im
oberen Bereich des Antriebsaggregats zwischen einer ersten Zylinderreihe
und einer zweiten Zylinderreihe angeordnet ist. Die horizontale
Anordnung des Druckstabes ist somit ohne Schwierigkeiten möglich. Die
vertikale Auslenkung des Lagerpunktes LA1 aufgrund
einer Schwenkbewegung des Antriebsaggregats um die Rollachse ist
in diesem Punkt zudem am geringsten.
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Außerdem ist es vorteilhaft,
dass eine Mittelachse des zweiten Druckstabes und eine Mittelachse des
dritten Druckstabes einen Winkel α zwischen
70 ° und
110 °, insbesondere
zwischen 85 ° und
95 ° einschließen. Die
Krafteinleitung in die Karosserie ist somit optimal gestaltet.
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Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass
der Druckstab in etwa horizontal angeordnet ist. Er kann somit bei
einer vertikalen Auslenkung des Antriebsaggregats keine Lagerkräfte aufnehmen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten
der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung
erläutert
und in den Figuren dargestellt.
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Die Prinzipskizze gemäß 1 zeigt ein Antriebsaggregat 2,
das über
eine Lageranordnung 1 mit drei Karosserielagern 4, 4', 4" einer nicht
weiter dargestellten Karosserie eines Kraftfahrzeugs angeordnet
ist.
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Das Antriebsaggregat 2 weist
eine Kurbelwelle 5 sowie eine Rollachse 2.1 auf,
wobei die Rollachse 2.1 die tatsächliche Schwenkachse darstellt, um
die das durch die Kurbelwelle 5 angeregte Antriebsaggregat 2 unter
Berücksichtigung
seines eigenen Massenträgheitsmoments
schwenkt.
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Das Antriebsaggregat 2 ist über einen
ersten Lagerkörper 3.1 im
Bereich seiner Oberseite mit dem Karosserielager 4 verbunden.
Der erste Lagerkörper 3.1 weist
hierzu ein erstes Dämpfungselement 3.11 am
antriebsaggregatseitigen Lagerpunkt LA1 und
ein über
einen Druckstab 3.13 verbundenes zweites Dämpfungselement 3.12 im
karosserieseitigen Lagerpunkt LK1 auf. Im
Bereich der Dämpfungselemente 3.11, 3.12 bzw.
in den Lagerpunkten LA1, LK1 ist
der Druckstab 3.13 in einer Ebene senkrecht zur Rollachse 2.1 schwenkbar.
Der Druckstab 3.13 bzw. seine Mittelachse 3.14 sind
hierbei senkrecht zur Rollachse 2.1 horizontal angeordnet.
Die Mittelachse 3.14 des Druckstabes 3.13 weist
zur Rollachse 2.1 einen Abstand SRL.
auf. Der Abstand SRL zwischen dem Lagerpunkt
LA1 und der Rollachse 2.1 ist hierbei
etwa 30 größer als
der Abstand SRK zwischen der Rollachse 2.1 und
der Kurbelwelle 5. Das über
die Kurbelwelle 5 eingeleitete Drehmoment weist somit einen
kleineren Krafthebel auf als das Dämpfungsmoment des ersten Lagerkörpers 3.1.
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Jede Bewegung des Antriebsaggregats 2 um seine
Rollachse 2.1 wird durch den ersten Lagerkörper 3.1 gedämpft. Vertikale
Bewegungen des Antriebsaggregats 2 generieren aber keine
Dämpfungskräfte im ersten
Lagerkörper 3.1,
da die aufnehmbare Lagerkraft des Druckstabes 3.13 horizontal
verläuft.
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Im unteren Bereich des Antriebsaggregats 2 ist
ein zweiter Lagerkörper 3.2 und
ein dritter Lagerkörper 3.3 vorgesehen.
Der zweite Lagerkörper 3.2 und
der dritte Lagerkörper 3.3 sind
hierbei an gegenüberliegenden
Seiten des Antriebsaggregats 2 angeordnet. Jeder der beiden
Lagerkörper 3.2, 3.3 weist einen
aggregatseitigen Lagerpunkt LA2 bzw. LA3 auf. In diesem Lagerpunkt LA2 bzw.
LA3 ist ein erstes Dämpfungselement 3.21 bzw. 3.31 angeordnet,
welches über
einen Druckstab 3.23 bzw. 3.33 mit einem zweiten
Dämpfungselement 3.22 bzw. 3.32 verbunden
ist. Beide Druckstäbe 3.23,3.33 sind
hierbei in einer senkrecht zur Rollachse 2.1 verlaufenden
Ebene schwenkbar. Das zweite Dämpfungselement 3.22 bzw. 3.32 greift
hierbei am karosserieseitigen Lagerpunkt LK2 bzw.
LK3 an.
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Beide Druckstäbe 3.23, 3.33 weise
eine Wirkungslinie oder Mittellinie 3.24 bzw. 3.34 auf,
die einen gemeinsamen Schnittpunkt S mit der Rollachse 2.1 bilden
und die die aufnehmbare Lagerkraft darstellen. Beide Mittellinien 3.24 bzw. 3.34 schließen jeweils
mit der Rollachse 2.1 einen rechten Winkel ein.
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Das Antriebsaggregat 2 ist
somit über
die Karosserielager 4, 4', 4" der nicht dargestellten Karosserie
gelagert, wobei Schwenkungsbewegungen des Antriebsaggregats 2 um
die Rollachse 2.1 über den
ersten Lagerkörper 3.1 gedämpft und
translatorisch vertikale Bewegungen des Antriebsaggregats 2 über den
zweiten Lagerkörper 3.2 und
den dritten Lagerkörper 3.3 aufgenommen
werden.
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Durch die horizontale Anordnung des
Druckstabs 3.13 des ersten Lagerkörpers 3.1 werden bei einer
vertikalen Anregung des Antriebsaggregats 2 keine Lagerkräfte generiert.
Die aufnehmbare Lagerkraft verläuft
horizontal. Gleichzeitig werden aufgrund des gemeinsamen Schnittpunkts
S der Wirkungslinien vom zweiten Lagerkörper 3.2 und vom dritten
Lagerkörper 3.3 mit
der Rollachse 2.1 bei einer Schwenkbewegung um die Rollachse 2.1 keine Lagerkräfte im zweiten
Lagerkörper 3.2 oder
im dritten Lagerkörper 3.3 generiert.
Die aufnehmbare Lagerkraft verläuft
rechtwinklig zur Schwenkbewegung.