DE3125830C1

DE3125830C1 - In einem Kraftfahrzeug elastisch gelagerte Antriebs einheit

Info

Publication number: DE3125830C1
Application number: DE3125830A
Authority: DE
Inventors: Ulrich 7216 Sersheim Layher; Rolf von 7255 Rutesheim Sivers
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1981-07-01
Filing date: 1981-07-01
Publication date: 1983-02-03
Also published as: NL8200609A; IT8219830A0; FR2509001B1; GB2100832A; IT1190699B; GB2100832B; FR2509001A1

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.

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. 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

Patentansprüche:

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.