DE2360514A1

DE2360514A1 - Vorrichtung zur lagerung eines triebwerkes eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE2360514A1
Application number: DE19732360514
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hanisch; Reimer Dipl Ing Pilgrim; Rolf V Sivers; Erich Stotz
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1973-12-05
Filing date: 1973-12-05
Publication date: 1975-06-19
Also published as: IT1026772B; DE2360514C3; FR2253645A1; GB1487340A; FR2253645B1; DE2360514B2

Description

Dr.lng.h..e.F. PORSCHE-^KTIENGESELLSCHAri ' SiUITG A RT-i U -F rf ί Hi \U Si Π - ?Ο«5::πϊ. ,

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Vorrichtung zur Lagerung eines Triebwerkes eines Kraftfahrzeuges

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung eines Triebwerkes eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, das aus einer Brennkraftmaschine mit Kupplung, mindestens einem Wechselgetriebe und einem Achsgetriebe besteht, wobei vorzugsweise das Wechselgetriebe mit dem Achsgetriebe zu einer im-'Heck vorgesehenen Antriebseinheit zusammengefasst und über ein in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtetes Tragrohr mit der im Bug angebrachten Brennkraftmaschine verbunden ist, die mit der hinteren Antriebseinheit ,über eine innerhalb des Tragrohres angeordnete Antriebswelle in treibender Verbindung steht.

Bei Triebwerksanordnungen mit einer vorderen Antriebseinheit, die über ein Tragrohr mit einer hinteren Antriebseinheit nahezu starr verbunden ist, werden aufgrund von Reaktionsmomenten des Motors und des Getriebes sowie durch Drehmomente der im Tragröhr gelagerten, die Antriebseinheiten miteinander verbindende Antriebswelle, Schwingungen erzeugt- Diese Schwingungen können Brüche und Verformungen der Lager sowie der Aggregate des Triebwerkes verursachen, wenn die Lager durch entsprechende Anordnung hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind. _: ^:

In der DT-PS 1 221 566 werden deshalb bei einer Anordnung eines Triebwerkes in einem Kraftfahrzeug, bei dem die einzelnen Aggregate der vorderen bzw. der hinteren Antriebseinheit über ein Tragrohr verbunden sind, schwingungstechnisch: günstig aufgebaut und elastisch am Fahrzeug aufgehängt. Die Aritriebseinheiten sind hierzu biege- und drehsteif über das Tragrohr miteinander verbunden. Diese

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Ausbildung und Anordnung der Aggregate der Antriebseinheiten sowie die Anordnung der elastischen Lagerelemente ohne Berücksichtigung der tatsächlich vorliegenden örtlichen Schwingungsverhältnisse des Triebwerkes sowie des Aufbaues wirkt sich nachteilig aus, da ein Aufschwingen der Aggregate erfolgen kann und die sich ergebenden Schwingungen zusätzlich die Lager beanspruchen.

Das Abfangen von auftretenden Schwingungen bei einem vorne im Fahrzeug angeordneten Triebwerk zeigt die DT-PS 696 354. Das Triebwerk wird hierzu mittels elastischer Lager unter Berücksichtigung der tatsäch1ich vor!iegenden Schwingungsverhältnisse gelagert, wodurch den auf den Motor einwirkenden statischen und dynamischen Kräften Rückstellkräfte entgegengesetzt werden und die Eigenschwingung des Triebwerkes gering gehalten wird. Die Lager zur Befestigung des Triebwerkes am Aufbau des Fahrzeuges sind entsprechend der auftretenden Schwingungen dimensioniert.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Lagerorte der Aggregate des Triebwerkes bzw. des Aufbaues in solchen Bereichen liegen, daß keine nachteiligen Beanspruchungen auf die Lager einwirken und möglichst wenige Geräusche verursacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Brennkraftmaschine mit Kupplung, das Tragrohr und die hintere Antriebseinheit jeweils über elastische Glieder am Aufbau befestigt sind, die in schwingungsarmen Bereichen der Aggregate der Antriebseinheit angebracht und zumindest teilweise in formsteifen, jedoch schwingungsdämpfenden Tragvorrichtungen gehalten sind, wobei zur. Lagerung der Antriebswelle im Tragrohr mehrere in gleichen Abständen und in schwingungsarmen Bereichen angeordnete Lager dienen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise nach der Erfindung erreicht, daß durch die Wahl der Lagerorte am Triebwerk sowie am Aufbau in schwingungsarmen Bereichen eine hohe Lagerbelastung vermieden wird und ein Aufschwingen der Aggregate des Triebwerkes in den Lagerungen unterbunden wird, wodurch sich auch keine ausgeprägten Resonanzschwingungen einstellen können»

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In Ausgestaltung der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß die Motorlager und die Getriebelager beidseitig der Aggregate in und oberhalb einer durch die Antriebswellenlängsachse gebildeten horizontalen Ebene angeordnet sind.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Motorlager einen allseitig elastisch bewegbaren Lagerkern mit einer Befestigungsschraube aufweist, der über diametral angeordnete elastische Stege zu einem Schraubmittel tragenden äusseren starren Lagerteil verbunden ist und der die Befestigungsschrauben tragende Ansatz des Lagerkerns durch eine Grundplatte des starren Lagerteils^:im gewissen Umfang frei bewegbar hindurchragt.

Zur Unterstützung der Abdämpfung der Schwingungen und Vibrationen ist weiter nach der Erfindung vorgesehen, daß der Motor über einen Träger mit dem an der Karosserie angeordneten Motorlager verbunden ist und der Träger aus miteinander verbundenen Blechteilen besteht. Der Träger weist einen U-förmigen Querschnitt auf, der an seiner offenen Seite mit einer auf abgewinkelten Schenkeln des Trägers mittels Nieten befestigten Platte versehen ist. . - .■

Desweiteren ist nach der Erfindung vorgesehen, daß der Träger einen angenäherten, vom Motor zum Lager hin im Querschnitt sich verringernden S-förmigen Verlauf aufweist und der Träger an seiner dem Motor zugekehrten Seite eine Halteplatte trägt, die zur Aufnahme von Schrauben zur Befestigung am Motor ausgebildet ist. Hierdurch sind in vorteilhafter Weise nach der Erfindung die schwingungsarmen Bereiche des Motors und der Karosserie über einen Träger und Gummimetallelemente miteinander verbunden, wobei der Träger Restschwingungen dämpft. Durch die Ausbildung des Trägers wird eine Dämpfung durch molekulare Reibung erzielt.

Weiter ist die Erfindung gekennzeichnet durch ein Getriebelager mit einem starren Gehäuse, in dem ein über diametral angeordnete elastische Stege zum Gehäuse verbundenes, mittiges Tragteil ange-

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ordnet ist, das an der Vorderseite eine in den elastischen Kern eingebettete Schraube und an der Gehäuserückwand eine Aufnahme für ein Befestigungsmittel aufweist.

Weiter ist nach der Erfindung vorgesehen, daß am Getriebe des Fahrzeuges im Bereich eines Schwingungsminimums in einer vertikalen, quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Mittellängsebene der Getriebelagerung ein Achsabtrieb angeordnet ist. Hierdurch werden Vibrationen an der Antriebsachse verringert sowie eine Vibrationsübertragung auf andere Aggregate weitgehend unterbunden.

Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 eine schematische Seitenansicht auf eine Antriebseinheit eines Fahrzeuges,

Figur 2 eine schematische Draufsicht auf Figur 1, Figur 3 eine Ansicht des Motors in Richtung Z der Figur 1

gesehen,
Figur 4 eine Ansicht des Getriebes in Richtung Z der Figur 1

gesehen,
Figur 5 eine Teilansicht der Motorlagerung mit im Schnitt dargestellten Lagern gemäß Figur 3, mit einem Motortragarm,

Figur 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Figur 5, Figur 7 ein Motorlager, teilweise im Schnitt, Figur 8 eine Draufsicht auf ein Motorlager nach Figur 7, Figur 9 ein Getriebelager in Vorderansicht, Figur 10 einen Schnitt durch das Getriebelager nach der

Linie X-X der Figur 9,
Figur 11 eine Lagerausführung im Schnitt für eine Welle des "Transaxle-Systems",

Figur 12 einen Schnitt nach der Linie XII-XII der Figur 11, Figur 13 eine weitere Ausführungsform des Wellenlagers, Figur 14 eine Ansicht in Richtung S der Figur 13, und Figur 15 eine schematische Ansicht des "Transaxle ■-" ,mit einer Anordnung der Lager für die Welle.

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Das Triebwerk," bestehend aus einer Brennkraftmaschine 1, einer Kupplung 2, einem "Transaxle-System" 3 und einem Getriebe 4 mit Achsabtrieb 38, ist am Fahrzeugaufbau 9 aufgehängt bzw. gelagert/

Als "Transaxle-System" 3 wird bei einer vorn im Fahrzeug angeordneten Antriebseinheit und bei einer.hinten im Fahrzeug angeordneten Antriebseinheit das Kraftübertragungssystem zwischen Motor * Kupplung und-Getriebe bzw. zwischen Motor und Kupplung Getriebe bezeichnet. Das "TransaxTe-System" besteht im wesentlichen aus einem die vordere mit der hinteren Antriebseinheit starr verbindenden Tragrohr 30 beliebigen Querschnitts, in dem eine Antriebswelle 29 gelagert ist. ; ^

Z u b e i d e η La η gs s e it e η des M ο t ο rs l u η d d e s Get r i eb e s 4 s i η d L ager 5 und 8 vorgesehen. Ebenso ist das Tragrohr 30 in Lagern 6 und 7 gelagert sowie die WelTe'29 in Lagern 44 bis 48. Die Lager 5 bis 8 bzw.44 bis 48 werden jeweils im Bereich der geringsten Schwingungen des Triebwerkes (Motor, Kupplung» "Transaxle", Getriebe) angeordnet, der durch Versuche bei Betrieb der Aggregate in verschiedenen Lastzuständ.en des. gesamten Triebwerkes ermittelt werden kann. Es hat sich herausgestellt, daß es am Motor 1 mit der Kupplung 2, xles"Transaxle-Systems" 3 sowie am Getriebe 4 z.B. Ebenen A, B, G und D gibt (Figur 1), in denen jeweils geringe Schwingungen auftreten. In diesen-schWingungsarmen Ebenen A, B, G und D werden vorzugsweise die Lager für die einzelnen Aggregate angeordnet. Die Aggregatlager werdenι ausserdem in Abstimmung mit der Karosserie auch hier in Zonen angeordnet, wo ein Schwingungsminimum herrscht. ■■'_■_- - . :_; - r .:_r - - -

Die Lager 5 des Motors 1 sowie die Lager 8 des Getriebes 4 sind derart ausgebildet, daß sie in vertikaler Beiästungsrichtung größere Kräfte aufnehmen körinen als in horizontaler Richtung. Sie mindern die Körperschanübertragung, wodurch eine Verbesserung des Geräusch- ^ndVibrationskomforts im Irinenraum erzielt werden kann. Desweiteren können die_;Aggregate hierdurch nahezu entkoppelt gelagert werden, d.h.,die Anregung von Nachbareigenfrequenzen kann klein gehalten werden, welches durch Anstellen der Lager und verschiedeneSteifigkeiten in verschiedenen

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Belastungsrichtungen erreichbar ist. Ferner können die Aggregate überkritisch gelagert werden, d,h=, die Resonanzfrequenz der Aufhängung fällt nicht mit anderen Resonanzen z.B= Radeigenfrequenzen zusammen, Auch werden die Aggregatauslenkungen durch die Anordnung und Ausbildung der Lager in zulässigen Grenzen gehalten.

Zur Erfassung dieser vielfältigen Kriterien bestehen die Motorlager 5 vorzugsweise aus einem Gummimetal1 element, wobei an einem starren Lagerteil 15 ein elastisch gelagerter innerer Lagerkern 11 vorgesehen ist, der über diametral angeordnete elastische Stege 13 zum Lagerteil 15 verbunden ist. Das Lagerteil 15 weist eine Grundplatte 17 auf, die einen Durchlass 40 besitzt, durch den eine im Lagerkern 11 in einem Ansatz 16 eingeformte Schraube 12 im gewissen Umfang frei bewegbar hindurchragt. Am Lagerteil 15 sind desweiteren Schraubmittel 14 vorgesehen, die eine Verbindung zur Karosserie herstellen (Figur 5). Die im Ansatz 16 des Lagerkerns 11 vorgesehene Befestigungsschraube 12 ist mit einem Träger 18 verbunden, der eine Verbindung zum Motor 1 herstellt.

Der Träger 18 weist vorzugsweise einen angenäherten, vom Motor zum Lager hin im Querschnitt sich verringernden S-förmigen Querschnitt auf und ist von U-profi1förmigern Querschnitt, wobei an seiner offenen Seite an abgewinkelten Schenkeln 19 des Profils eine Platte 20 mit Nieten 21 oder dergleichen befestigt ist. Durch den Träger 18 (Figur 5 und 6) werden Resonanzen abgebaut, da zwischen dem U-Profil und der aufgenieteten Platte 20 eine molekulare Reibung stattfinden kann.

Die Getriebelager 8 (Figur 9 und 10) bestehen vorzugsweise aus einem starren Gehäuse 23, das eine Rückwand 27, Seitenwände 41 sowie einen Boden 42 aufweist» Innerhalb des Gehäuses 23 ist ein elastisches, über diametral angeordnete Stege 24 gelagertes Tragteil 25 vorgesehen, welches elastisch bewegbar aufgehängt ist. Das Tragteil 25 besitzt eine in den elastischen Kern eingebettete vordere Befestigungsschraube 26» An der Rückwand 27 des starren Gehäuses 23 ist eine Aufnahme 28 für ein Befestigungsmittel vorgesehen,

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In Figur 15 ist die in den Lagern 43 bis 47 gelagerte Antriebswelle dargestellt, wobei das Lager 43 in der vorderen Antriebseinheit als Kurbelwellenlager und das Lager 48 in der hinteren Antriebseinheit als Lager für· die GetriebeeingangswelTe dient. Ebenso wie die Motor- und Getriebe!ager 5 und .8 in schwingungsarmen Bereichen angeordnet werden, wird auch' die Antriebswelle in schwingungsarmen_: Bereichen gelagert=

Zur Verminderung der Anregung der Antriebswelle 29durch Schwingungen benachbarter Aggregate des Triebwerkes gilt es, die Resonanzfrequenz des Antriebsstranges (Antriebswelle - Getriebeeingangswelle) über die anregende Frequenz des Triebwerkes zu legen=, Dies kann in einfacher Weise bei einer Antriebswelle, die mit der Getriebeeingangswelle mittels einer Klemmhülse 49 starr verbunden ist, durch eine, gleichmässige Lageranordnung in Abständen von /\x 1 bis Ax 5 über die gesamte Wellenlänge erfolgen. Die Wellenverbindung über die Klemmhülse 49 bietet auch den Vorteil, daß unmittelbar benachbart der Hülse kein Lager angeordnet zu werden braucht, wie es bei einer über ein Gelenk verbundenen Antriebswelle notwendig wäre. Es können somit die Lagerabstände der Lager 43 bis 48 sowie die ort! i ehe Zuordnung, der Lager am Aggregat schwingungstechnisch günstig zu den anderen Aggregaten des Triebwerkes angeordnet werden.

Damit von der Welle 29 ausgehende Vibrationen wirksam abgedämpft werden können und Toleranzen bzw. Schläge der Welle ausgleichbar sind, weisen die WeTIeη Lager 44 bis 48eine innere Distanzbuchse 31 sowie eine" "aussere Distanzbuchse 33 auf. Die innere Distanzbuchse 31 besitzt nach innen vorragende radiale Stege 31, die eine Pressung auf die Welle 29 ausüben""'.-"Die- äussere Distanzbuchse besitzt ebenfalls axial verlaufende Stege 34 bzw.. Nuten 35, wodurch eine Pressung auf das Tragrohr 30 ausgeübtwird. Nach einer weiteren Ausführung der Lager 44 bis 48 weist das Lager eine innere Distanzbuchse 36 auf, welche radiale Stegeι .37 besitzt, die spitz zulaufend ausgebildet sind.

Durch diese besondere WeTTenTagerausbiVdung wird eine Dämpfung von Restvibrationen erreicht» die die an sich vibrationserhöhend wirkende Welle 29 des Tragrohres 30 und des Getriebes vibrations-

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arm lagern. Die Distanzbuchsen sind nicht nur allein für Wellen eines "Transaxle-Systems" 3 anwendbar, sondern auch zur Lagerung von Wellen für beliebige Verwendungszwecke geeignet.

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Claims

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P a t en ta ns ρ -r ü ehe

..JVorrichtung zur Lagerung eines Triebwerkes eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, das aus einer Brennkraftmaschine mit Kupp!ung,.mindestens einem Wechselgetriebe und einem Achsgetriebe besteht, wobei vorzugsweise das Wechselgetriebe mit dem Achsg.etriebe zu einer im Heck vorgesehenen Antriebseinheit zusammengefasst und das über ein in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtetes Tragrohr mit der im Bag- angebrachten. Brennkraftmaschine verbunden ist, die mit der hinteren Antriebseinheit über eine innerhalb des Tragrohres angeordnete Antriebswelle in treibender Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine (1) mit Kupplung .(.2"), ..das Tragrohr (30) und die hintere Antriebseinheit (4 und 38) jeweils über elastische Glieder (Lager 5 bis 8) am. Aufbau befestigt "Sind» die in schwingungsarmen Bereichen der Aggregate der Antriebseinheit angebracht und zumindest teilweise in formsteifen, jedoch schwingungsdämpfenden Tragvorrichtungen (18) gehalten sind, wobei zur Lagerung der Antriebswelle (29) im Tragrohr (30) mehrere in gleichen Abständen und in schwingungsarmen Bereichen angeordnete Lager (44 bis 48) dienen. ■-."_■-...
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorlager (.5) und die Getriebelager (8) beidseitig der Aggregate in und oberhalb einer durch die Antriebswellen-Längsachse gebildeten horizontalen Ebene (X-X )angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorlager (5) einen allseitig elastisch bewegbaren Lagerkern (11) mit einer Befestigungsschraube (12) aufweist, der Über diametral angeordnete elastische Stege (13) zu einem Schraubmittel (14) tragenden äusseren starren Lagerteil (15) verbunden ist und der die Befestigungsschrauben tragende Ansatz (16)ι des Lagerkerns durch eine Grundplatte (17) des starren La.gerteils (1-5) im gewissen Umfang frei bewegbar hindurchragt.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (1) über einen Träger (18) mit dem an der Karosserie gelagerten Motorlager (5) verbunden ist und der Träger(18) aus miteinander verbundenen Blechteilen besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (18) einen U-förmigen Querschnitt aufweist, der an seiner offenen Seite mit einer auf abgewinkelten Schenkeln (19) des Trägers mittels Nieten (21) befestigten Platte.(20) versehenist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (18) einen angenäherten, vom Motor zum Lager hin im Querschnitt sich verringernden S-förmigen Verlauf aufweist und der Träger an seiner dem Motor (1) zugekehrten Stirnseite eine Halteplatte (22) trägt, die zur Aufnahme von Schrauben zur Befestigung am Motor ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Getriebelager (8) mit einem starren Gehäuse (23), in dem ein über diametral angeordnete Stege (24) zum Gehäuse (23) verbundenes mittiges Tragteil (25) angeordnet ist, das an der Vorderseite eine in den elastischen Kern eingebettete Schraube (26) und an der Gehäuserückwand (27) eine Aufnahme (28) für ein Befestigungsmittel aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Kupplung (2) und dem Getriebe (4) gelagerte Antriebswelle (29) unterteilt ausgebildet ist und die einzelnen Wellenteile im Bereich des Getriebes über eine Klemmhülse (49) biegesteif verbunden sind.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Getriebe (4) des Fahrzeuges im Bereich eines Schwingungsminimums in einer vertikalen, quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Mittellängsebene der Getriebelagerung (bei 39) ein Ächsabtrieb (38) angeordnet ist. .""."_■

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (29) im Tragrohr (30) über die Lager (44 '. bis 48) gelagert ist, die eine elastische innere Distanzbuchse

(31) aufweisen, die zur Welle gerichtete vorragende radiale Stege;

(32) besitzt und mit einer elastischen äusseren Distanzbuchse (33) versehen ist, an der am Aussenumfang verteilt angeordnete, axial, verlaufende Stege (34) bzw. Nuten (35) vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis. 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (44 bis 48) mit inneren Di stanzbu.chsen (36) versehen sind, die axial verlaufende und über den. Umfang verteilt angeordnete, spitz zulaufende radiale Stege (37) aufweisen.

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