DE3125830C1 - In einem Kraftfahrzeug elastisch gelagerte Antriebs einheit - Google Patents
In einem Kraftfahrzeug elastisch gelagerte Antriebs einheitInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine in einem Kraftfahrzeug elastisch gelagerte Antriebseinheit nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE-OS 27 47 225 ist ein Schwingungstilger für eine Antriebseinheit der genannten Gattung bekannt, der über federelastische Stützglieder im Tragrohr gehalten ist, die als Ringe ausgebildet sind und eine quadratische Querschnittsform aufweisen. Derartige Stützglieder neigen bei einer Druckbeanspruchung zu einer Verhärtung, wodurch dem Erregersystem keine ausreichende Energie mehr entzogen wird. Außerdem wird die Tilgerfederkennung durch eine Verformung der Stützglieder infolge von Innendurchmesserabweichungen des Tragrohres insofern beeinflußt, daß sich die Tilgerfederkennung durch Nachverformung verändert.
Aus der DE-OS 27 47 225 ist ein Schwingungstilger für eine Antriebseinheit der genannten Gattung bekannt, der über federelastische Stützglieder im Tragrohr gehalten ist, die als Ringe ausgebildet sind und eine quadratische Querschnittsform aufweisen. Derartige Stützglieder neigen bei einer Druckbeanspruchung zu einer Verhärtung, wodurch dem Erregersystem keine ausreichende Energie mehr entzogen wird. Außerdem wird die Tilgerfederkennung durch eine Verformung der Stützglieder infolge von Innendurchmesserabweichungen des Tragrohres insofern beeinflußt, daß sich die Tilgerfederkennung durch Nachverformung verändert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte
Tilgerfeder für das eingangs genannte System zu schaffen, bei der die dynamischen Eigenschaften der
eingebauten Feder eine bestimmte Resonanzfrequenz gewährleistet und ein maximaler Energieabbau möglich
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte
Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Tilgerfeder durch ihre
Ausbildung nicht mehr auf Druck, sondern hauptsächlich auf Schub beansprucht wird und sie von Rohr- und
Massentoleranzen durch die vorgesehenen Lagerringe abgekoppelt ist. Beim Einpressen der Tilgerfeder in das
Rohr sowie auf die Tilgermasse tritt keine Verhärtung mehr auf und es erfolgt beim Schwingvorgang der
Tilgermasse eine Verformung des ringförmigen Teiles der Tilgerfeder, die eine auch sehr niederfrequente
Tilgerabstimmung erlaubt.
Der elastisch verformbare Bereich der Tilgerfeder ist zwischen zwei relativ steif ausgebildeten Lagerringen
gehalten, die mit einer vorzugsweise rippenförmigen
Elastomerschicht versehen sind. Diese Rippen sind einerseits derart ausgeführt, daß sie zwar Toleranzen
des Tragrohres aufnehmen, aber andererseits so hart ausgebildet sind, daß die dynamischen Eigenschaften
des Tilgers alleinig von der Tilgerfeder bestimmt werden. Die steife Ausbildung der beiden Lagerringe
bewirkt, daß keine Veränderung des Abstandes zwischen diesen Lagerringen, d. h. ein Zusammendrükken
der Feder erfolgt und somit die dynamischen Eigenschaften der Feder trotz Abweichung des
Innendurchmessers des Tragrohres oder der Masse vom Istmaß erhalten bleiben und die gewünschte Resonanzfrequenz
erreicht wird.
Ein Eindrücken des Tilgers in das Tragrohr erfolgt über einen Stempel. Damit die Masse zwischen den
Tilgerfedern sich nicht in die Feder hineindrückt und die Lage der Tilgerfedern nicht verändert wird, weist der
äußere Lagerring vorzugsweise an seine beiden Stirnseiten einen Anschlag auf.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht einer über ein Tragrohr verbundenen Brennkraftmaschine mit einer Getriebeeinheit,
Fig.2 einen Längsschnitt durch das Tragrohr mit einem innenliegenden Schwingungstilger,
Fig.3 eine Vorderansicht auf die Tilgerfeder mit
einem äußeren und einem inneren Lagerring,
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3, Fig.5 eine Seitenansicht im Schnitt auf die Tilgerfeder bei einem Schwingvorgang und
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3, Fig.5 eine Seitenansicht im Schnitt auf die Tilgerfeder bei einem Schwingvorgang und
F i g. 6 eine weitere Ausführungsform einer Tilgerfeder.
Wie F i g. 1 zeigt, stellt ein Tragrohr 1 eine starre Verbindung zwischen einer vorn liegend angeordneten
Brennkraftmaschine 2 und einer hinten liegend angeordneten Getriebeeinheit 3 her. Diese Einheit 3
umfaßt im wesentlichen ein Wechselgetriebe und ein Achsgetriebe. Über eine innerhalb des Tragrohres 1
angeordnete Antriebswelle 4 steht die Brennkraftmaschine 2 mit der hinteren Getriebeeinheit 3 in einer
treibenden Verbindung. Diese als »Transaxle-Aggregat« 5 bezeichnete Antriebseinheit ist am Fahrzeugaufbau
über entsprechend elastisch abgestimmte Lager gehalten, die nicht näher eingezeichnet sind. Im
Tragrohr 1 ist die Antriebswelle 4 zwischen Lagern angeordnet, die eine Lage im Gesamtsystem in der
Weise einnehmen, daß Biegeresonanzen der Welle 4 vermieden werden.
Das Tragrohr 1 kann mit einem oder mehreren Schwingungstilgern 7 je nach den vorhandenen
schwingungsreichen Bereichen der gesamten Antriebseinheit versehen sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
besteht nur ein schwingungsreicher Bereich, so daß zur Unterdrückung der Schwingungen nur ein einziger
Tilger 7 vorgesehen ist.
Wie F i g. 2 näher zeigt, umfaßt der Schwingungstilger 7 eine Masse, 8, die sich über Tilgerfedern 9 (F i g. 2) und
10 (Fig.6) im Tragrohr 1 relativ freischwingend zur Antriebswelle 4 sowie zum Tragrohr 1 abstützt. Die
Tilgerfedern 9; 10 sind vorzugsweise vom Schwerpunkt S der Tilgermasse 8 jeweils in einem gleichen Abstand a
angeordnet. Die Masse 8 des Tilgers 7 weist die Form einer Hülse auf, die die Antriebswelle 4 berührungsfrei
umschließt und sich über die Tilgerfedern 9; 10 an der Innenwand des Tragrohres 1 abstützt. Der Tilger 7 ist
selbsthaltend im Tragrohr eingepreßt.
Die Tilgerfeder 9 umfaßt nach einem ersten Ausführungsbeispiel jeweils ein zwischen zwei konzentrisch
im Tragrohr 1 angeordneten Lagerringen 11, 12 gehaltenes federelastisches Stützglied 13. Nach der
weiteren Ausführungsform, gemäß Fig.6, weisen die beiden Lagerringe 14 und 15 im Gegensatz zu den
Lagerringen 11 und 12 der ersten Ausführungsform eine gleiche Länge auf, wobei das federelastische Stützglied
13 entsprechend der Ausführungsform, gemäß Fig.2, ίο ausgebildet ist.
Das Stützglied 13 ist derart federelastisch ausgeführt, daß es in allen radialen Richtungen sowie in
Längsrichtungen Schubkräfte aufnehmend und den Frequenzbereich des Tilgers 7 bestimmend ausgebildet
ist. Hierzu ist es mit einem nierenförmigen Querschnitt versehen, der einen äußeren balligen Bereich 17 und
einen inneren rinnenförmigen Bereich 18 umfaßt. Seine umfangsseitigen Mantelflächen 19 und 20 bzw. 21, 22
sind abgeflacht und durch Vulkanisation oder durch ein anderes Verbindungsverfahren mit dem äußeren Lagerring
11 bzw. 14 und dem inneren Lagerring 12 bzw. 15 fest verbunden.
Das Stützglied 13 weist im Bereich einer Ebene x-x einen derart weichen Ringbereich auf, der bei
Schubkräften entsprechend der gewünschten Frequenzlage des Tilgers 7 definiert verformbar ist.
Der ballige Bereich 17 des Stützgliedes 13 erstreckt sich annähernd bis zu einer durch die beiden Stirnseiten
der Lagerringe 11, 12 bzw. 14, 15 gebildeten Außenebene 23. Die Lagerringe 11, 12 bzw. 14, 15
weisen an ihren äußeren Umfangsflächen 24 und 32 jeweils eine Elastomerschicht auf, in die in Längsrichtung
verlaufende Rippen 25, 26 eingeformt sind. Diese Rippen können eine eckige Form oder aber auch eine
abgerundete Form aufweisen. Sie sind derart dynamisch steif ausgebildet, daß die Kennung der elastischen
Stützglieder 13 unbeeinflußt bleibt. Gleichzeitig nehmen die Rippen Rohrtoleranzen auf.
Der äußere Lagerring 11 bzw. 14 und der innere Lagerring 12 bzw. 15 ist derart verformungssteif
ausgebildet, daß ein vorgegebener Abstand b zwischen den Lagerringen trotz Ungenauigkeiten im Rohrdurchmesser
eingehalten wird, damit keine Veränderung der Federkennung und somit der Tilgerwirkung über das
elastische Stützglied 13 der Tilgerfeder 9; 10 eintreten kann.
Nach der ersten Ausführungsform, gemäß den F i g. 2
bis 5 ist die durch den äußeren Lagerring gebildete Abstützbasis 28 zur Innenfläche 29 des Tragrohres 1 hin
so länger ausgeführt als die Aufnahmebasis 30 des inneren
Lagerringes 12 an der Tilgermasse 8, wobei die beiden Lagerringe 11 und 12 mit der Außenebene 23
abschließen. Die mit dem inneren Lagerring 12 verbundene Mantelfläche 20 des elastischen Stützgliedes
13 ist gegenüber der mit dem äußeren Lagerring 12 verbundenen Mantelfläche 19 des Stützgliedes 13 zur
Außenebene 23 hin versetzt angeordnet. Nach der weiteren Ausführungsform gemäß Fig.6 sind beide
Lagerringe 14 und 15 von gleicher Länge und überdecken sich.
Damit die Tilgerfeder 9; 10 nach dem Einpressen in das Tragrohr 1 keine die Federkennung verändernde
Lage einnehmen kann, ist die innere Stirnseite des äußeren Lagerringes 11 bzw. 14 vorstehend ausgeführt
und bildet einen ringförmigen Anschlag 31 für die dem Außendurchmesser des Lagerringes entsprechenden
Tilgermasse 8. Ebenso kann die äußere Stirnseite des Lagerrings mit einem Anschlag versehen sein, der als
Anschlag für ein Werkzeug, wie einen Stempel zum
Einpressen dient.
In F i g. 5 ist die Tilgerfeder 9 beim Schwingvorgang
in Pfeilrichtung 33 mit einem Schwingweg c dargestellt. Der ballige Bereich 17 des Stützgliedes 13 wird verformt
und der untere ballige Bereich 17 des Stützgliedes 13 wird gestreckt. Der verformte Bereich faltet sich, so daß
der ballige Abschnitt sich bis oder über die Ebene 23 hinauserstreckt. Durch die Länge und Lage der beiden
gegenüberliegenden Verbindungsfläehen des Stützgliedes 13 an den Innenflächen der Lagerrihge 11,12 bzw.
14, 15 wird die Federkennung des Stützgliedes mit beeinflußt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. In einem Kraftfahrzeug elastisch gelagerte Antriebseinheit, bei der eine vorn liegende Brennkraftmaschine
mit einer hinten liegenden Getriebeeinheit mittels eines in Fahrzeuglängsrichtung
ausgerichteten Tragrohres., starr verbunden ist, in welchem eine Antriebswelle verläuft und zur
Unterdrückung von Schwingungen der gesamten Einheit innerhalb des Tragrohres in dessen schwingungsreichem
Bereich ein Schwingungstilger angeordnet ist, dessen Tilgermasse als die Antriebswelle
berührungsfrei umschließende Hülse ausgebildet ist und sich über in endseitigen Aufnahmen der
Tilgermasse gelagerten Tilgerfedern an der Innenwand des Tragrohres abstützt, wobei der Tilger samt
Tilgerfedern im Tragrohr selbsthaltend eingepreßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Tilgerfeder (9; 10) jeweils ein zwischen zwei konzentrisch im Tragrohr (1) angeordneten Lagerringen
(11,12; 14,15) gehaltenes derart federelastisches Stützglied (13) umfaßt, daß es in allen radialen
Richtungen sowie in Längsrichtungen Schubkräfte aufnehmend und den Frequenzbereich des Tilgers
(7) bestimmend ausgebildet ist.
2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (13) als elastischer Ring
ausgeführt ist und zumindest einen bei Schubkräften im Bereich einer Ebene (x-x) elastisch verformbaren
Bereich aufweist.
3. Einheit nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastischen Stützglieder
(13) vom Schwerpunkt (S) der Tilgermasse (8) jeweils einen gleichen Abstand/a^ aufweisen.
4. Einheit nach: den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (13) im Querschnitt
nierenförmig ausgebildet ist, einen äußeren balligen Bereich (17), einen inneren rinnenförmigen
Bereich (18) und umfangseitig abgeflachte Mantelflächen (19, 20) aufweist, wobei die eine Mantelfläche
(19) mit dem äußeren Lagerring (11) und die weitere Mantelfläche (20) mit dem inneren Lagerring
(12) verbunden ist.
5. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der äußere ballige Bereich (17) des
federelastischen Stützgliedes (13) annähernd bis zu einer durch die beiden Stirnseiten der Lagerringe
(11,12) gebildeten Außenebene (23) erstreckt.
6. Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine durch den äußeren Lagerring (11) gebildete Abstützbasis (28) zum Tragrohr (1) länger
ausgeführt ist als eine Aufnahmebasis (30) des inneren Lagerrings (12) an der Tilgermasse (8) und
beide Lagerringe (11 und 12) mit der Außenebene (23) abschließen.
7. Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die mit dem inneren Lagerring (12) verbundene Mantelfläche (20) des elastischen
Stützgliedes (13) gegenüber der mit dem äußeren Lagerring (11) verbundenen Mantelfläche (19) des
Stützgliedes (13) zur Außenebene (23) hin versetzt angeordnet ist.
8. Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Lagerringe (14,15) eine gleiche Länge aufweisen und sich überdeckend im Tragrohr
(1) angeordnet sind (F i g. 6).
9. Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerringe (11,12 bzw. 14,15) an ihren
äußeren Umfangsflächen jeweils eine Elastomerschicht aufweisen, in die in Längsrichtung verlaufende
Rippen (25, 26) eingeformt sind, die in ihrer dynamischen Steifigkeit zum Erhalt einer definierten
Federkennung des federelastischen Stützgliedes (13) toleranzaufnehmend ausgelegt sind.
10. Einheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Erzielen eines konstanten radialen Abstands (inzwischen den Lagerringen (11,12 bzw.
14, 15) diese relativ verformungssteif ausgebildet sind.
11. Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Tilgermasse (8) einen Außendurchmesser aufweist, der dem Außendurchmesser des
äußeren Lagerringes (11 bzw. 14) entspricht oder größer als der zuletzt genannte ist.
12. Einheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Lagerring (11 bzw. 14)
mindestens an seiner inneren Stirnseite als Anschlag (31) ausgebildet ist, der einer Stirnseite der
Tilgermasse (8) gegenübersteht.
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