DE3217171C2 - - Google Patents

Description

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

Aus der DE-OS 19 17 563 ist eine fahrzeughintere Aufhängung für ein Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs am Fahrzeugauf­ bau bekannt. Diese Aufhängung umfaßt einen in Querrichtung angeordneten Bügel, der endseitig elastische Abstützungen zum Aufbau hin aufweist. Ein etwa mittig angeordnetes elastisches Lager ist zwischen dem Bügel und dem Aggregat angeordnet.

Insbesondere bei einem Kraftfahrzeug in Cabriolet-Bauweise, entstehen im Heckbereich Karosserie-Eigenschwingungen, die als Torsionsschwingungen um die Fahrzeuglängsachse und als Biege­ schwingungen um die Fahrzeugquerachse auftreten. Insbesondere diese Torsionsschwingungen wirken sich nachteilig auf eine im Heckbereich des Fahrzeugs angeordnete Aufhängung für ein Antriebsaggregat aus. Durch diese Schwingungsform verwindet sich die Aufbaustruktur um das nahezu starre Antriebsaggregat und versucht dieses zu verdrehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schwingungs­ dämpfende Aufhängung eines Antriebsaggregats in einem Kraft­ fahrzeug zu schaffen, die eine durch Torsions- und/oder Biege­ schwingungen ausgelöste Beschädigung vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen be­ inhalten die Unteransprüche.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen im wesent­ lichen darin, daß eine Abkopplung der Torsionsbewegung des Fahrzeugaufbaus von der unmittelbaren Lagereinrichtung des Antriebsaggregats möglich ist, ohne die Ankopplung in verti­ kaler Richtung über die seitlich außenliegenden Motorlager zu beeinflussen. Dies ist insofern von Vorteil, da hierdurch die vertikale dynamische Federsteifigkeit der Motorlager nicht ver­ ringert werden muß, was eine starke Verschlechterung des Fahr­ komforts nach sich ziehen würde. Das die Abkopplung bewirkende mittige elastische Lager weist eine derartige Kennung auf, daß es in radialer Belastungsrichtung eine deutlich größere dynamische Steifigkeit hat als die seitlich außenliegenden Lager in ihren vertikalen Belastungsrichtungen. Hierdurch ist die vertikale Ankopplung nach wie vor von den äußeren Motor­ lagern bestimmt. Durch diese Ausbildung des mittigen Lager­ elements kann sich der Querträger in gewissen Grenzen um das Aggregat verschwenken, das als seismische Masse fast ruhig steht.

Es kann somit bei festgelegten seitlich außenliegenden Lagern für das Antriebsaggregat eine Nachrüstung mit dem erfindungs­ gemäßen mittigen Lager zur Abkopplung von Torsionsbewegungen erfolgen, ohne daß dadurch die Einbauverhältnisse des Antriebs­ aggregats zur Rahmenstruktur des Fahrzeuges beeinflußt werden.

Über einen Dämpfer zwischen dem Querträger und der das An­ triebsaggregat aufnehmenden Konsole werden funktionsgerecht Aggregatsschwingungen bzw. Querträgerschwingungen gedämpft, wobei diese Dämpfung der Torsionsbewegung überlagert ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs in Cabriolett- Bauweise mit schematisch angedeutetem heckseitigen An­ triebsaggregat,

Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht des Fahrzeugs gemäß Fig. 1 in Pfeil­ richtung Z gesehen und

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.

Das Fahrzeug 1 ist als Cabriolet ausgeführt und weist ein im Heck angeordnetes Antriebsaggregat 2 auf. Das Getriebe 3 des Aggregats 2 ist in einer fahrzeugvorderen Lagereinrichtung 4 und der Motor 5 des Aggregats 2 in einer fahrzeughinteren Lagereinrichtung 6 abgestützt.

Die Einrichtung 4 umfaßt zwei elastische Lager 7 an einem Hinterachsenquerrohr 8, die mit dem Gehäuse des Getriebes 3 verbunden sind. Diese Lager 7 sind vorzugsweise in einem schwingungsarmen Bereich, d. h., in einem Schwingungsknoten des Gesamtsystems angeordnet, damit eine zusätzliche Schwin­ gungsanregung des Antriebsaggregats 2 vermieden wird.

Die weitere Einrichtung 6 umfaßt einen Querträger 9, der über seitlich außenliegende elastische Lager 10 an der Auf­ baustruktur des Fahrzeugs 1 abgestützt ist. Mit diesem Quer­ träger 9 ist unter Zwischenschaltung mindestens einer dyna­ mischen Entkopplungseinrichtung 11 eine Konsole 12 befestigt, die wiederum fest mit dem Motor 5 des Aggregats 2 verbunden wird.

Diese Entkopplungseinrichtung 11 umfaßt ein zwischen den seit­ lichen Lagern 10 in der Hauptträgheitsachse 19 der zu entkop­ pelnden Bewegung, gehaltenes zweites elastisches Lager 13, das mittig angeordnet ist. In der dargestellten Ausführung ver­ läuft die Trägheitsachse der zu entkoppelnden Bewegung in der Längsmittenebene X-X des Fahrzeugs 1 und vorzugsweise durch das Lagerelement 13.

Das zweite Lager 13 besteht im wesentlichen aus einer elasti­ schen Hülse 14, mit definierter Kennung und einem zentral ein­ vulkanisierten Lagerkern 15. Zur Verbindung mit dem Querträger 9 ist die Hülse 14 im Längsschnitt U-förmig ausgeführt. Die sich bildenden Ringwülste 16, 17 bewirken eine klemmende Festlegung des Lagers 13 im Querträger 9. Gleichzeitig dienen die Ringwülste 16, 17 als Axialanschläge für die Konsole 12.

Zur festen Verbindung des Lagers 13 mit der Konsole 12 dient der Lagerkern 15, der in die Hülse 14 einvulkanisiert ist und über Schrauben 18 an der Konsole 12 festgesetzt wird.

Zur Entkopplung des Fahrzeugaufbaus vom Antriebsaggregat 2 bei einer Torsionsbewegung ist das Lager 13 verdrehweich in den Pfeilrichtungen 20, 28 ausgeführt. Es weist jedoch eine radiale Steifigkeit auf, die größer ist als die vertikale und horizontale Steifigkeit der übrigen Lager 7 und 10 des Antriebs­ aggregats 2. Insbesondere soll das Lager 13 bei einer Relativ­ bewegung des Querträgers 9 aus der horizontalen Ebene 21 bis zu α=3° aus der horizontalen Ebene auslenkbar sein. Die Auslenkbewegung des Querträgers 9 bei Torsionsschwingungen ist durch paarweise angeordnete Pfeile dargestellt.

Wie Fig. 4 näher zeigt, weist die Konsole 12 ein Halteelement 22 auf, das in eine stirnseitige Mulde 27 des Lagerkerns 15 form­ schlüssig eingreift und über die Schrauben 18 festgesetzt wird. Unterhalb des zweiten Lagers 14 und des Querträgers 9 erstreckt sich ein Bereich 29 der Konsole 12, welcher den Motor 5 mittels Schrauben aufnimmt. Oberhalb des Lagers 13 und des Querträgers 9 ist ein Stützarm 23 an der Konsole 12 vorgesehen, der eine obere Lagerung 24 für einen Dämpfer 25 bildet, der sich über ein Lager 26 am Querträger 9 abstützt. Er arbeitet mit der Ent­ kopplungseinrichtung 11 derart zusammen, daß eine Dämpfung be­ wirkt wird, die der Relativbewegung des Aufbaus überlagert ist. Die Anlenkung des Dämpfers 25 am Querträger 9 und an der Kon­ sole 12 erfolgt mit einem relativ großen Abstand zur Längs­ achse des im Querträgers 9 integrierten Lagers 13.

Versuche mit dem Lager 13 haben ergeben, daß bei einem Fahr­ zeug der Cabriolet-Bauart mit Heckmotor zwei besonders stark ausgeprägte Karosserie-Eigenschwingungen vorkommen. Es sind eine Torsionsschwingung um die Fahrzeuglängsachse bei ca. 11 Hz und eine Biegeschwingung um die Fahrzeugquerachse bei ca. 17 Hz. Für die Aggregatlagerung ist besonders die Torsions­ eigenschwingung der Karosseriestruktur bei ca. 11 Hz kritisch. Hier verwindet sich die Karosserie im Fahrzeugheck bereits um das nahezu starre Antriebsaggregat und versucht dieses zu tor­ dieren. Da die größten Schwingungsamplituden im Fahrzeugheck­ bereich liegen, während der Ort der Getriebelagerung am Hinter­ achsquerrohr in etwa den Knoten der Torsionsschwingung dar­ stellt, wird das auftretende Torsionsmoment über die harte Motorlagerung nahezu vollständig auf den Motor über die Ver­ bindungsstelle Querträger/Konsole eingeleitet. Das Lager 13 mit seiner definierten Kennung ermöglicht, daß die kritische Tor­ sionsbewegung des Aufbaus, in diesem Fall des Fahrzeughecks vollständig vom Antriebsaggregat abgekoppelt wird.

Claims (9)

1. Schwingungsdämpfende Aufhängung eines Antriebsaggregats in einer Aufbaustruktur eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeugs in Cabriolet-Bauweise, mit mindestens einem er­ sten elastischen Lager im fahrzeugvorderen Bereich des Aggregats, mit einer weiteren Lagereinrichtung im fahrzeug­ hinteren Bereich des Aggregats, die einen Querträger umfaßt, der endseitig über elastische Abstützungen gegen den Aufbau abgestützt ist, und die ein etwa mittig angeordnetes zweites elastisches Lager zwischen dem Querträger und dem Aggregat aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite elastische Lager (13) eine Längsachse aufweist, die annähernd in der Längsmittenebene (X-X) des Fahrzeugs (1) verläuft, und daß das zweite elastische Lager (13) eine elastische Auslenkung des Querträgers (9) in Umfangsrichtung um seine Längsachse zuläßt.

2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite elastische Lager (13) eine elastische Hülse (14) mit einem zentral einvulkanisierten Lagerkern ( 15) umfaßt und der Lagerkern (15) über Befestigungsmittel (18) mit einer am Antriebsaggregat (2) befestigten Konsole (12) verbunden ist.

3. Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Hülse (14) im Längsschnitt U-förmig ausge­ führt ist und Ringwülste (16, 17) aufweist, über die das zweite elastische Lager (13) klemmend im Querträger (9) gehalten ist und die einen Axialanschlag für die Konsole (12) bilden.

4. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite elastische Lager (13) eine radiale Steifigkeit aufweist, die größer ist als die vertikale und horizontale Steifigkeit des oder der ersten elastischen Lager (7, 10) des Antriebsaggregates (2).

5. Aufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (a) bis zu α=3° aus der horizontalen Ebene auslenkbar ist.

6. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite elastische Lager (13) mit einem Dämpfer (25 ) zusammenwirkt, der einerseits am Querträger (9) und andererseits an der Konsole (12) angelenkt ist.

7. Aufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer (25) gegenüber dem Querträger (9) einen Winkel (β) von 30° bis 150° aufweist.

8. Aufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkern (15) eine stirnseitige Mulde (27) aufweist, in die ein mit der Konsole (12) verbundenes Halteelement (22) formschlüssig eingreift.

9. Aufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsole (12) das Aggregat (2) unterhalb des Querträgers (9 ) über Befestigungsschrauben aufnimmt und oberhalb des Quer­ trägers (9) ein Stützarm (23) zur Lagerung des Dämpfers (25) vorgesehen ist.