DE3115394A1 - "trieb- und fahrwerksanordnung fuer kraftfahrzeuge, insb. mit vierradantrieb" - Google Patents

Description

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Trieb- und Fahrwerksanordnung für Kraftfahrzeuge, insb. mit Vierradantrieb

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trieb- und Fahrwerksanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist aus der DE-OS 23 60 514 eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit Hinterradantrieb bekannt. Hierbei besteht die Anordnung aus einer vornliegenden Motor-Getriebe-Einheit, die über ein biegesteifes, eine Antriebswelle umfassendes und als drehsteifes Rohr ausgebildeten Verbindungsträger mit einer hintenliegenden Getriebeeinheit fest verbunden ist. Bei dieser bekannten Anordnung erfolgt die Lagerung der vorderen und hinteren Antriebseinheit unmittelbar am Fahrzeugaufbau über jeweils zwei Lager, wobei die Radaufhängung am Aufbau angelenkt wird. Die Lagerung der Antriebseinheiten wird durch die vier Lagerpunkte statisch überbestimmt, so daß bei der Montage eine genaue Ausrichtung erforderlich ist, damit ein schwingungsmäßig bestimmbares System erzielt wird. Dies ist insofern erforderlich, damit örtlich genau bestimmbare Schwingungsbereiche geschaffen werden können, um eine schwingungsmäßig abgestimmte Lagerung der Einheiten zu erhalten.

Aus der DE-PS 887 608 ist desweiteren ein Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb bekannt, das eine vornliegende Antriebseinheit umfaßt, die über einen Verbindungsträger mit einer hintenliegenden Antriebseinheit starr verbunden ist.

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Die Einheiten sind jeweils über zwei in einer Querebene liegende elastische Lager unmittelbar zum Aufbau hin abgestützt.

Ferner ist aus der DE-OS 17 80 564 ein Kraftfahrzeug mit einem Hinterradantrieb bekannt, das einen Fahrschemel zum Halten eines Antriebsaggregates, sowie zur Aufnahme der Glieder für die Führung und Abfederung der angetriebenen Räder umfaßt. Das gesamte Antriebsaggregat ist über eine Vielzahl von elastischen Lagerungen, die baulich und montagemäßig aufwendig sind, am Fahrschemel gehalten, die neben der Längsmittelachse des Fahrzeugs und im Abstand hintereinanderliegend angeordnet sind. Eine derartige Anordnung der Lager ist in soweit nachteilig, da sich eine schwingungsmäßig günstige Lage der Befestigungspunkte am Rahmen durch die auseinandergezogenen Lagerorte nicht erzielen läßt.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Trieb- und Fahrwerksanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Gesamtsystem der Antriebseinheit schwingungsmäßig abgestimmt sowie isoliert gegenüber dem Fahrzeugaufbau gehalten ist und der bauliche und montagemäßige Aufwand verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind den ünteransprüchen zu entnehmen.

Bei einem Fahrzeug mit Vierradantrieb, bei dem die vorn liegende Antriebseinheit über einen biege- und drehsteifen Verbindungsträger mit einer hintenliegenden Antriebseinheit starr verbunden ist, treten durch Gas- und Massenkräfte des

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Motors Schwingungen am Gesamtsystem auf. Diese Schwingungen, im wesentlichen handelt es sich neben Torsionsschwingungen um Biegeschwingungen, würden bei örtlich nicht entsprechend der Schwingungen angeordneten Lagern, wie bei den bekannten Ausführungen, die Lager relativ stark belasten und Vibrationen verursachen, wodurch eine Komfortverschlechterung eintritt.

Durch die besondere Anordnung und Anzahl der Lager am vorderen und hinteren Fahrschemel sowie deren Ausbildung in Abstimmung mit den schwingungsmäßigen Gegebenheiten des Gesamtsystems, wird eine Lagerung der gesamten Antriebseinheit erzielt, die durch die Dreipunktaufhängung statisch bestimmt ist. Die Anordnung der Lager in die kontruktiv möglichst äußersten Schwingungsknoten ergibt neben einer vibrationsarmen Lagerung eine Aufnahme an den FahrSchemeln mit relativ großer Abstützbasis.

Damit vom Fahrschemel keine Vibrationen verstärkt werden, ist dieser als resonanzarmes Tragwerk ausgebildet. Hierzu sind die Längs- und Querträger zum Teil aus zwei zu einem geschlossenen Profil oder aus einem offenen winkelfömigen Profil gebildet. Insbesondere ist zur Verstärkung des hinteren Fahrschemels, dieser an seinem Querträger am Ort seiner größten Weichheit mit Schließblechen versehen, die gleichzeitig zur Aufnahme des einzigen hinteren Lagers dienen. Damit auch eine Übertragung von Restvibrationen vom Fahrschemel auf den Aufbau unterbunden wird, ist jeder Fahrschemel an Orten mit hoher mechanischer Impedanz elastisch gehalten, wie z.B. an Längsträgern der Aufbaustruktur.

Zur Anordnung des einzigen hinteren Lagers zwischen der Antriebseinheit und dem Fahrschemel möglichst nahe der Längsmittelachse und somit nahe des Schwingungszentrums, ist es ins Gehäuse integriert. Das Gehäuse ist hierzu mit einer

Wandung versehen, die gleichzeitig die Wandung für die Aufnahme des Lagers bildet, so daß bei maximaler Erhaltung der Gehäusesteifigkeit auch Montagevorteile erreicht werden.

Zum Ausgleich von Toleranzen in Längsrichtung der Gesamteinheit weisen die Schließbleche schlitzförmige Aufnahmen für die Befestigungsbolzen des Lagers auf.

Zum Erzielen einer gewünschten Steifigkeit des Gesamtsystems, sind die am Verbindungsträger unmittelbar anschließenden Gehäuse der beiden Differentiale in ihrer Steifheit entsprechend ausgeführt. Hierzu sind sie mit biege- und torsionsversteifenden Rippen versehen, die ein in sich dynamisch steifes Tragwerk bilden. Die erfindungsgemäße Trieb- und. Fahrwerksanordnung erbringt gegenüber der bekannten Anordnungen, wie z.B. nach der DE-OS 17 80 564 durch die verringerten Lagerpunkte an der Antriebseinheit einen geringeren Bau- und Montageaufwand, der durch eine Geräuschverminderung ergänzt wird. Darüberhinaus wird eine Übertragung der durch die Gas- und Massenkräfte des Motors verursachten in bestimmten Drehzahlbereichen verstärkt auftretenden Schwingungen vermieden, da die Dreipunktlagerung in schwingungsarmen Bereichen, insb. in den herrschenden Schwingungsknoten angeordnet wird. Desweiteren stützen die Lager sich am Fahrschemel ab, die resonanzarm ausgebildet sind und zudem noch als Sperrmasse für evtl. Restschwingungen wirken.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschreiben.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Trieb- und Fahrwerksanordnung,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht nach Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht des hinderen Gocrieb'-'iohäu.o.:

mit einer Lageraufnahme im Schnitt,

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Fig. 4 einen Schnitt durch einen Längs- bzw. Querträger des hinteren Fahrschemels,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Längs- bzw. Querträgers im Schnitt,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 2 durch einen Querträger des hinteren Fahrschemels mit im Schnitt angedeutetem Gehäuse eines Diffentials,

Fig. 7 eine schematische Ansicht auf den Querträger des hinteren Fahrschemel in Pfeilrichtung Z der Fig. gesehen und

Fig. 8 eine Seitenansicht auf das Differentialgehäuse mit seinen Rippen.

In Fig. 1 ist eine Trieb- und Fahrwerksanordnung für ein Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb dargestellt. Mit Bezug auf die Fahrtrichtung ist vornliegend eine Antriebseinheit 1 angeordnet, die im wesentlichen eine Brennkraftmaschine 2 mit Wechselgetriebe 3 und einem Differential 4 umfaßt, wobei diese Antriebseinheit 1 über einen Verbindungsträger 5 starr mit einer hinten liegenden Antriebseinheit 6 verbunden ist. Diese umfaßt im wesentlichen ein weiteres Differential 7.

Die vordere Antriebseinheit 1 ist mit einer Trageinrichtung und die hintere Antriebseinheit 6 ist mit einer weiteren Trageinrichtung 9 über elastische Lager 10, 11 und 12 verbunden, wobei sich diese Trageinrichtungen 8, 9 jeweils über Lager bis 16 und 17 bis 20 elastisch am Fahrzeugaufbau abstützen. Eine Lagerung der Trageinrichtungen über jeweils drei Lager ist ebenfalls möglich. An der Trageinrichtung sind die Radführungsglieder angelenkt, was nicht näher dargestellt ist.

Die gesamte Antriebseinheit 1, 5 und 6 ist an den Trageinrichtungen 8, 9, die als Fahrschemel 21, 22 ausgeführt sind,

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über eine Dreipunktlagerung 10, 11 und 12 gehalten. Die Lagerpunkte sind jeweils den äußersten Schwingungsknoten, die in den Ebenen A-A und B-B liegen der Einheit zugeordnet und nehmen darüber hinaus eine solche Position ein, daß die kontruktive Anordnung des Lagers am betreffenden Gehäuse noch günstig ist. Die Lage der Schwingungsknoten in den Ebenen A-A und B-B am Gesamtsystem wird wesentlich durch die Steifigkeitsausbildung und die Massenverteilung des Gesamtsystems beeinflußt.

Die Dreipunktlagerung 10, 11, 12 ist in der Weise ausgeführt, daß der - mit Bezug auf die Fahrtrichtung - vordere Fahrschemel 12 mit zwei in einer horizontalen Querebene und in Abstand zueinander angeordneten elastischen Lagern 10 und 11 versehen ist.

Der hinten liegende Fahrschemel 22 weist das weitere einzige Lager 12 auf, das in der Längsmittelachse 23 des Fahrzeugs und nahe der Schwerelinie der Gesamteinheit 1, 5, 6 angeordnet ist. Es wird im folgenden immer von einem einzigen Lager 12 gesprochen, aber es wäre auch denkbar, daß zwei dicht nebeneinanderliegende Lager dieses einzige Lager 12 bilden. Es weist eine derartige Kennung auf, daß die Gesamteinheit 1, 5, 6 in Hochrichtung 24 und in Querrichtung 25 dynamische weich, jedoch in Längsrichtung 26 steifer mit dem Fahrschemel 22 verbunden ist. Zur Erreichung dieser Kennung sind die Lager mit entsprechenden nierenförmigen Ausnehmungen oder sonstigen Versteifungen versehen.

Die Abstützung der Fahrschemel 21, 22 am Fahrzeugaufbau erfolgt vorzugsweise in Bereichen mit relativ hoher mechanischer Impedanz, die insbesondere an den Längsträgern der Aufbaustruktur herrscht.

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Die Fahrschemel 21 und 22 bilden ein im wesentlichen aus geschlossenen Hohlprofilen 28 bzw. 29 (Fig. 4 und 5) bestehendes resonanzarmes Tragwerk. Das Tragwerk des hinteren Fahrschemels 22 im dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt Längsträger 30 und Querträger 31, die zusammen z.B. eine Rechteckform bildend miteinander verbunden sind. In dieser Ausführungsform ist z.B. der vordere Querträger 31 als offenes im Querschnitt U-förmiges Profil ausgebildet, wobei die beiden Längsträger 30 mit dem weiteren hinteren Querträger 31 aus einem geschlossenen Profil bestehen und die Form von einem U aufweisen, dessen freie Schenkelenden über den vorderen Querträger 31 verbunden sind. Denkbar wäre auch ein Tragwerk des Fahrschemels, das in Dreiecks- oder Trapezbauweise ausgeführt ist das sich kreuzende Träger umfaßt, die endseitig über einen weiteren Träger miteinander verbunden sind. Die Lagerorte 10, 11 und 12 der Dreipunktlagerung an den Fahrschemeln 21 und 22 sind jeweils - mit Bezug auf die Fahrtrichtung - am vorderen Querträger 31a bzw. 31 des Fahrschemels 21 bzw. 22 vorgesehen.

In den Fig. 1 und 6 ist ein Ausführungsbeispiel des hinteren Lagers 12 mit seiner Lageraufnahme 3 2 im Gehäuse 33 des Differentials 7 dargestellt. Die Aufnahme 32 ist in das Gehäuse 33 in der Weise integriert, daß die Gehäusewandung als umfangseitig geschlossene Aufnahme 32 ausgebildet ist. Eine weitere Ausführungsform der Aufnahme 32, die nicht dargestellt ist, besteht aus einer offenen Aufnahme, welche durch eine entsprechende Platte abgeschlossen wird, die das Lager 12 in der Aufnahme hält.

Das Lager 12 ist in der Aufnahme 3 2 des Gehäuses 33 des Differentials 7 gehalten und wird über seitlich angeordnete Schließbleche 34 mit dem vorderen Querträger 31 des hinteren Fahrschemels 22 verbunden. Die Schließbleche 34 dienen neben der Verbindung mit dem Lager 12 noch als versteifendes Element für den Querträger 31, der als offenes und im Querschnitt

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U-förmiges Profil ausgeführt ist (Fig. 6). Die Schließbleche weisen in Längsrichtung der Einheit verlaufende Schlitze 45 für die Befestigungsbolzen 4 4 des Lagers 12 auf, damit Toleranzen beim Montieren der Gesamteinheit in Längsrichtung auszugleichen sind. Die Gehäuse 33 und 43 der Differentiale 4 und 7 (Fig. 8 und 9) sind zur Beeinflußung der Steifigkeit des Gesamtsystems hinsichtlich der Positionierung der Schwingungsknoten in den Ebenen A-A und B-B und damit der Lagerorte an den Gehäusen bzw. an den Fahrschemeln mit einer gezielten Torsionsund Biegesteifigkeit ausgeführt. Diese wird durch eine entsprechende Verrippung erzielt, die in der Weise ausgebildet ist, daß z.B. am vorderen Differential 4 das Gehäuse 43 z.B. Rippen 35 bis 39 aufweist. Diese sind in der Weise angeordnet, daß z.B. die Rippen 3 5 vom Befestigungspunkt 40 der einen Stirnseite des Gehäuses 4 3 zum Befestigungspunkt 41 der gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses 43 verläuft. Die weiteren Rippen sind ebenfalls derart angeordnet, daß eine kraftflußmässige Verbindung zwischen den Befestigungsorten der beiden Stirnseiten geschaffen wird. Ebenso ist das Gehäuse 33 des hinteren Differentials 7 mit torsions- und biegeversteifenden Rippen ausgebildet.

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Claims (12)

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   Patentansprüche

   / iJ Trieb- und Fahrwerksanordnung für Kraftfahrzeuge, insb. mit Vierradantrieb, mit einer vornliegenden, auf einer Trageinrichtung gehaltenen und zum Fahrzeugaufbau elastisch abgestützten Motor-Getriebe-Einheit, die über einen biege- und drehsteifen die Antriebswelle aufnehmenden Verbindungsträger mit einer hinten liegenden auf einer weiteren Trageinrichtung gehaltenen und zum Fahrzeugaufbau abgestützten Getriebeeinheit, steif verbunden ist und an den Trageinrichtungen die Radaufhängung angelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Antriebseinheit (1, 5, 6) an den Trageinrichtungen (8, 9) über eine etwa in den jeweiligen äußersten Schwingungsknoten (Ebenen A-A und B-B) der Einheit (1, 5, 6) angeordnete elastische Dreipunktlagerung (10 bis 12) gehalten ist, die zwei in einer horizontalen Querebene, im Abstand zueinander angeordnete vordere Lager (10, 11) und ein weiteres in der Längsmittelachse (23) des Fahrzeugs und nahe der Schwerelinie der Einheit (1, 5, 6) angeordnetes hinteres Lager (12) umfaßt und die gesamte Einheit (1, 5, 6) über dieses Lager (12) in Hoch- und Querrichtung (24, 25) dynamisch weich, jedoch in Längsrichtung (26) steifer mit der Trageinrichtung (9) verbunden ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Massenverteilung der gesamten Einheit (1, 5, 6) in der Weise vorgesehen und mit der Steifigkeitsausbildung derart abgestimmt ist, daß die in den Schwingungsknoten (Ebenen A-A und B-B) vorgesehenen Lager (10 bis 12) mit großer Basis an konstruktiv möglichen Orten der vorderen Einheit (1) und der hinteren Einheit (6) bzw. an den Trageinrichtungen (8 und 9) angeordnet sind.

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3. 3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die - in bezug auf die Fahrtrichtung - vordere Trageinrichtung (8) sowie die hintere Trageinrichtung (9) jeweils als Fahrschemel (21, 22) ausgebildet ist und eine Abstützung zum Fahrzeugaufbau in Bereichen mit relativ hoher mechanischer Impedanz aufweisen.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fahrschemel (21, 22) als resonanzarmes Tragwerk ausgebildet ist und miteinander verbundene als Hohlprofile und geschlossene Profile ausgebildete Längs- und Querträger (28, 29, 30, 31, 31a) umfaßt.
5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der Fahrschemel (21, 22) zum Fahrzeugaufbau jeweils in mindestens drei Lagerpunkten erfolgt, wobei die Lagerung der vorderen Antriebseinheit (1) und die Lagerung der hinteren Antriebseinheit (6) jeweils - in bezug auf die Fahrtrichtung - am vorderen Querträger (31, 31a) des Fahrschemels (21, 22) vorgesehen ist.
6. 6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das - in bezug auf die Fahrtrichtung - hintenliegende Gehäuse (33) des Differentials (7) oder des Getriebes der Antriebseinheit (6) eine in das Gehäuse (33) integrierte Aufnahme (32) für das Lager (12) aufweist.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (32) einen Teil der Wandung des Gehäuses (33) bildet und umfangseitig geschlossen ausgeführt ist.
8. 8. Anordnung nach den Ansprüchen 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (3 2) nahe der Längsachse der Antriebswelle im Gehäuse (33) angeordnet ist.
9. 9. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (31) des hinteren FahrSchemels (22) etwa im Bereich seiner größten Weichheit mit trägerverstärkenden Schließblechen (34) zur Aufnahme des Lagers (12) verbunden ist, die in einer senkrechten Querebene verlaufen.
10. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließbleche (34) zum Toleranzausgleich der Einheit (1, 5, 6) in Längsrichtung verlaufende Schlitze (45) zur Aufnahme von Befestigungsbolzen (44) für das Lager (12) aufweisen.
11. 11. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (43) des Differentials (4) der vorderen Einheit (1) und das Gehäuse (33) des Diffenentials (7) der hinteren Einheit (6) jeweils Teile des Verbindungsträgers (5) bilden und die Gehäuse mit biege- und torsionsversteifend wirkenden Rippen (35 bis 39) versehen sind.
12. 12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen in Längs- und Querrichtung verlaufen und teilweise miteinander verbunden sind und ein dynamisch steifes Tragwerk bilden, wobei die Befestigungsorte (40, 41) an den Stirnseiten der Gehäuses (33 und 43) kraftflussmäßig miteinander verbunden sind.