DE3115394C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist aus der EP-OS 00 09 805 eine Lagerung für die Antriebs­ einheit eines Kraftfahrzeugs bekannt, die eine erste fahrzeug­ vordere Trageinrichtung umfaßt, auf welcher eine Motor-Getriebe- Einheit über zwei in einer Fahrzeugquerebene gelegene elasti­ sche Lager gehalten ist. Diese vordere Einheit ist über einen Verbindungsträger - in dem eine Antriebswelle verläuft - mit einer weiteren auf einer zweiten fahrzeughinteren Tragein­ richtung gehaltenen Getriebeeinheit starr verbunden und über eine elastische Lagereinheit zur Trageinrichtung abgestützt. Die beiden Trageinrichtungen bestehen aus Profilen und sind zum Fahrzeugaufbau hin über elastische Lager gehalten, wobei an den Trageinrichtungen jeweils die Radaufhängungen ange­ lenkt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung für eine Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, bei dem das Gesamtsystem der Antriebseinheit schwingungsmäßig abgestimmt sowie isoliert gegenüber dem Fahrzeugaufbau ge­ halten ist und der bauliche und montagemäßige Aufwand ver­ ringert wird.

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

Insbesondere bei Fahrzeug mit Vierradantrieb, bei dem die fahrzeugvordere Antriebseinheit über einen biege- und dreh­ steifen Verbindungsträger starr mit einer fahrzeughinteren Antriebseinheit verbunden ist, treten durch Gas- und Massen­ kräfte sowie durch Momente des Motors Schwingungen am Ge­ samtsystem auf. Diese Schwingungen, bei denen es sich im wesentlichen neben Torsionsschwingungen um Biegeschwingungen handelt, würden bei örtlich nicht entsprechend den Schwingungs­ formen angeordneten Lagern, diese relativ stark belasten und Vibrationen verursachen, wodurch eine Komfortverschlechterung eintritt.

Durch die geringe Anzahl und durch die besondere Anordnung der Lager an der fahrzeugvorderen und an der fahrzeughinteren Trageinrichtung sowie deren Ausbildung in Abstimmung mit den schwingungsmäßigen Gegebenheiten des Gesamtsystems, wird eine Lagerung der gesamten Antriebseinheit erzielt, die durch eine Dreipunktaufhängung statisch bestimmt ist. Die An­ ordnung der Lager in den konstruktiv möglichst äußersten Schwingungsknoten ergibt neben einer vibrationsarmen Lagerung eine Aufnahme an den Trageinrichtungen mit relativ großer Abstützbasis.

Damit von den Trageinrichtungen keine Vibrationen verstärkt werden, sind diese als resonanzarme Tragwerke ausgebildet. Hierzu sind die Längs- und Querträger zum Teil aus zwei zu einem geschlossenen Profil verbundene Profilteile gebildet oder sie bestehen aus einem offenen winkelförmigen Profil. Insbesondere ist zur Verstärkung der hinteren Trageinrich­ tung diese an ihrem Querträger am Ort der größten Weich­ heit mit Schließblechen versehen, die gleichzeitig zur Auf­ nahme des einzigen hinteren Lagers dienen. Damit auch eine Übertragung von Restvibrationen von der Trageinrichtung auf den Fahrzeugaufbau unterbunden wird, ist jede Einrichtung an Orten mit hoher mechanischer Impedanz elastisch gehalten wie z. B. an Längsträgern der Aufbaustruktur.

Zur Anordnung des einzigen hinteren Lagers zwischen der An­ triebseinheit und der Trageinrichtung möglichst nahe der Längs­ mittelachse und somit nahe des Schwingungszentrums, ist es ins Gehäuse integriert. Das Gehäuse ist hierzu mit einer Wandung versehen, die gleichzeitig die Wandung für die Auf­ nahme des Lagers bildet, so daß bei maximaler Erhaltung der Gehäusesteifigkeit auch Montagevorteile erreicht werden.

Zum Ausgleich von Toleranzen der Gesamteinheit in Fahrzeug­ längsrichtung weisen die Schließbleche Schlitze für die Befestigungsbolzen des Lagers auf.

Zum Erzielen einer gewünschten Steifigkeit des Gesamtsystems, sind die am Verbindungsträger unmittelbar anschließenden Ge­ häuse 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 Lagerung ist insofern vorteilig, da durch die verringerten Lagerpunkte an der Antriebseinheit ein geringerer Bau- und Montageaufwand erzielt wird. Darüber hinaus wird eine Übertragung der durch die Gas-, Massenkräfte und Momente des Motors verursachten in bestimmten Drehzahlbereichen verstärkt auftretenden Schwingungen vermieden, da die Dreipunktlagerung in schwingungsarmen Bereichen, insbesondere in den herrschen­ den Schwingungsknoten angeordnet wird. Des weiteren 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 beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Lagerung für die Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht zu Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des hinteren Getriebegehäuses mit einer Lageraufnahme im Schnitt,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Längs- bzw. Querträger der fahrzeughinteren Trageinrichtung,

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

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 2 durch einen Querträger der fahrzeughinteren Trageinrichtung mit im Schnitt angedeutetem Gehäuse eines Differentials,

Fig. 7 eine schematische Ansicht auf den Querträger der fahrzeughinteren Trageinrichtung in Pfeilrichtung Z der Fig. 2 gesehen und

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

In Fig. 1 ist eine Lagerung für die Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs z. B. mit Vierradantrieb dargestellt. Mit Bezug auf die Fahrtrichtung ist vornliegend eine Antriebs­ einheit 1 angeordnet, die im wesentlichen eine Brennkraft­ maschine 2 mit Wechselgetriebe 3 und einem Differential 4 umfaßt, wobei die Antriebseinheit 1 über einen Verbindungs­ träger 5 starr mit einer hintenliegenden Antriebseinheit 6 verbunden ist, die im wesentlichen ein weiteres Differential 7 umfaßt.

Die fahrzeugvordere Antriebseinheit 1 ist mit einer ersten Trageinrichtung 8 und die hintere Antriebseinheit 6 ist mit einer weiteren zweiten Trageinrichtung 9 über zwei fahrzeug­ vordere Lager 10, 11 und ein einziges fahrzeughinteres elastisches Lager 12 verbunden. Diese Trageinrichtungen 8, 9 stützen sich jeweils über Lager 13 bis 16 und 17 bis 20 elastisch am Fahrzeugaufbau ab. Eine Lagerung der Trageinrich­ tungen 8 und 9 über jeweils drei Lager ist ebenfalls möglich. An der Trageinrichtung 8 und 9 sind die Radführungsglieder angelenkt, was nicht näher dargestellt ist.

Die gesamte Antriebseinheit 2 bis 6 ist an den Tragein­ richtungen 8, 9 die z. B. als Fahrschemel 21, 22 ausgeführt sind, über eine Dreipunktlagerung durch die Lager 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 konstruktive Anordnung des Lagers am betreffenden Gehäuse noch günstig ist. Die Lage der Schwingungs­ knoten in den Ebenen A-A und B-B am Gesamtsystem wird wesent­ lich durch die Steifigkeitsausbildung und die Massenverteilung des Gesamtsystems beeinflußt.

Die Dreipunktlagerung durch die Lager 10, 11 und 12 ist in der Weise ausgeführt, daß die fahrzeugvordere Trageinrich­ tung 8 mit zwei in einer horizontalen Querebene und in Abstand zueinander angeordneten elastischen Lagern 10 und 11 versehen ist.

Die fahrzeughintere Trageinrichtung 9 weist das weitere einzige elastische Lager 12 auf, das in der Längsmittenachse 23 des Fahrzeugs und nahe der Schwerelinie der Gesamteinheit 2 bis 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 in Hochrichtung 24 und in Querrichtung 25 dynamisch weich, jedoch in Längsrichtung 26 vergleichsweise steifer ausge­ bildet ist. Zur Erreichung dieser Kennung sind die Lager mit entsprechenden nierenförmigen Ausnehmungen oder sonstigen die Kennungen beeinflussenden Elementen versehen.

Die Abstützung der Trageinrichtungen 8, 9 am Fahrzeugaufbau erfolgt vorzugsweise in Bereichen mit relativ hoher mechani­ scher Impedanz, die insbesondere an den Längsträgern der Aufbaustruktur herrscht.

Die Trageinrichtungen bilden ein im wesentlichen aus geschlossenen Hohlprofilen 28 bzw. 29 (Fig. 4 und 5) be­ stehendes resonanzarmes Tragwerk. Das Tragwerk der fahrzeug­ hinteren Einrichtung 9 umfaßt Längsträger 30 und Querträger 31, die zusammen z. B. eine Rechteckform bildend miteinander ver­ bunden 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, das in Dreiecks- oder Trapezbauweise, ausgeführt ist und sich kreuzende Träger umfaßt, die endseitig über einen weiteren Träger miteinander verbunden sind. Die Lager 10, 11 und 12 der Dreipunktlagerung an den Trageinrich­ tungen 8, 9 sind jeweils - mit Bezug auf die Fahrtrichtung - am vorderen Querträger 31 a bzw. 31 der Einrichtungen 8, 9 vor­ gesehen.

In den Fig. 1 und 6 ist ein Ausführungsbeispiel des fahrzeug­ hinteren einzigen Lagers 12 mit seiner Lageraufnahme 32 im Ge­ häuse 33 des Differentials 7 dargestellt. Die Aufnahme 32 ist in das Gehäuse 33 in der Weise integriert, daß die Gehäuse­ wandung 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 32 des Gehäuses 33 des Differentials 7 gehalten und wird über seitlich angeordnete Schließbleche 34 mit dem vorderen Querträger 31 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 U-förmiges Profil ausgeführt ist (Fig. 6). Die Schließbleche 34 weisen in Längsrichtung der Einheit verlaufende Schlitze 45 für die Befestigungs­ bolzen 44 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. 1 und 2) sind zur Beeinflussung der Steifigkeit des Gesamtsystems hin­ sichtlich der Positionierung der Schwingungsknoten in den Ebenen A-A und B-B und damit der Lagerorte an den Gehäusen bzw. an den Trageinrichtungen 8, 9, die z. B. Fahrschemel 21, 22 sind mit einer gezielten Torsions- und Biegesteifig­ keit ausgeführt. Diese wird durch eine entsprechende Ver­ rippung 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 35 vom Befestigungspunkt 40 der einen Stirnseite des Gehäuses 43 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 biegever­ steifenden Rippen ausgebildet.

Claims (5)

1. Lagerung für die Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug, wobei auf einer ersten fahrzeugvorderen Trageinrichtung eine Motor-Getriebe-Einheit über zwei in einer Fahrzeugquer­ ebene gelegene elastische Lager gehalten ist und die Motor-Getriebe-Einheit über einen eine Antriebswelle aufnehmenden Verbindungsträger mit einer weiteren auf einer zweiten fahrzeughinteren Trageinrichtung über eine elastische Lagereinheit gehaltene Getriebeeinheit starr verbunden ist, und die beiden Trageinrichtungen aus Profilen bestehen und aufbauseitig über elastische Lager abgestützt und mit den Radaufhängungen gelenkig verbunden sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• a) Die elastische Lagereinheit umfaßt ein einziges hinteres elastisches Lager (12), das in Hoch- und Querrichtung (24 und 25) dynamisch weich und in Längsrichtung (26) ver­ gleichsweise steifer ausgebildet ist;
• b) das hintere elastische Lager (12) ist in einer Aufnahme (32) gehalten, die in das Gehäuse (33) der Getriebeeinheit (7) integriert ist und aus einem umfang­ seitig geschlossenen Wandungsteil des Gehäuses (33) der Getriebeeinheit (7) gebildet ist, so daß das hintere elastische Lager (12) nahe einer Längsmittenachse (23) der Antriebswelle und/oder einer Schwerelinie der gesamten Antriebseinheit (2 bis 6) angeordnet ist;
• c) die beiden fahrzeugvorderen elastischen Lager (10, 11) der Motor-Getriebe-Einheit (2, 3, 4) und das hintere elastische Lager (12) sind jeweils in einem äußersten möglichen Schwingungsknoten der gesamten Antriebs­ einheit (2 bis 6) angeordnet.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fahrzeughintere Trageinrichtung (9) einen offenen Querträger (31) umfaßt, der etwa in seinem mittleren Bereich mit ver­ stärkenden Schließblechen (34) verbunden ist, die zu beiden Seiten des hinteren elastischen Lagers (12) mit Abstand ver­ laufen und mit diesem verbunden sind.

3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließbleche (34) in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Schlitze (45) zur Aufnahme von Befestigungsbolzen (44) des Lagers (12) aufweisen.

4. Lagerung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (33) der fahrzeughinteren Getriebeeinheit (7) ein Halsteil aufweist, das als verlängertes Teil des Verbindungsträgers (5) ausge­ bildet ist, wobei die gehäuseseitige Aufnahme (32) des hinteren elastischen Lagers (12) sowie in Längs- und Quer­ richtung verlaufende zusätzliche Rippen (35 bis 39) ein versteiftes Tragwerk bilden.

5. Lagerung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtungen (8, 9) offene und geschlossene Längs- und Querträger (28, 29, 30, 31, 31 a) umfassen, die zu resonanzarmen Fahrschemeln (21, 22) zusammengesetzt sind, welche über die elastischen Lager (13 bis 20) am Fahrzeugaufbau in Bereichen mit relativ hoher mechanischer Impedanz abgestützt sind.