DE3436822C2

DE3436822C2 - Lageranordnung, insbesondere zur Lagerung eines Motors am Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE3436822C2
Application number: DE3436822A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ing.(grad.) 6090 Rüsselsheim Beer
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1984-10-06
Filing date: 1984-10-06
Publication date: 1986-10-23
Also published as: DE3436822A1; US4606427A

Abstract

Eine Lageranordnung hat zwischen einem oberen und einem unteren Außenteil und zwischen damit verbundenen elastischen Teilen einen Kern aus festem Material. Die elastischen Teile sind so geformt und angeordnet, daß der Kern bei einer axialen Kraftbeaufschlagung der Lageranordnung eine Drehschwingung ausführt. Der Kern selbst lagert schwenkbar zwei Fliehgewichte, die symmetrisch zueinander mehr oder weniger nach außen verschwenkt werden können. Dadurch läßt sich das Trägheitsmoment des Kernes verändern und dadurch die Lageranordnung hinsichtlich der Schwingungstilgung verstellen. Die Einstellung der Fliehgewichte erfolgt vorzugsweise mittels eines Stellmotors.

Description

gemäße Lageranordnung im Gegensatz zu einem klassischen Tilger bei verschiedenen Frequenzen wirken. Sie entfaltet ihre Tilgerwirkung insbesondere auch im hochfrequenten Bereich (Akustik). Mit der erfimiungsgemäßen Lageranordnung läßt sich mit geringeren Kosten und geringerem Gewicht eine vergleichbare Wirkung wie mit zwei Ausgleichswellen an einem 4-Zylinder-Reihenmotor erzielen.

Eine besonders einfache und damit kostengünstig herstellbare Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Fliehgewichte jeweils auf einer quer zur Axialrichtung der Lageranordnung verlaufenden Lagerachse des Kems gelagert sind.

Besonders kompakt ist die Lageranordnung, wenn die Fliehgewichte sich in hochgeschwenkter Position vollständig in der Ausnehmung befinden.

Ein äußerst einfacher Aufbau der Lageranordnung läßt sich auch dadurch erzielen, daß die Ausnehmung durch einen Zwischenraum zwischen jeweils ^wei elastischen Teilen auf in Axialrichtung gesehen beiden Seiten des Kernes gebildet ist

Günstig ist es auch, wenn die elastischen Teile unterhalb des Kerns beiderseits der Ausnehmung gleichartig ausgebildet und parallel zum Außenteil angeordnet sind und die elastischen Teile oberhalb des Kerns zwar gleichartig ausgebildet, jedoch schräg angeordnet und beiderseits der Ausnehmung jeweils entgegengesetzt zum Kern bzw. Außenteil geneigt sind. Durch diese unterschiedliche Neigung tritt bei einer axialen Kraftbeaufschlagung der Lageranordnung die notwendige Drehbewegung des Kerns auf einfache Weise ein.

Der Platz in der Mitte der Lageranordnung muß nicht notwendigerweise durch die Lagerachse der Fliehgewichte beansprucht werden, wenn jedes der beiden Fliehgewichte eine eigene Lagerachse hat und die beiden Lagerachsen parallel zueinander im Kern verlaufen.

Wenn die Lageranordnung in Abhängigkeit von mittels Sensoren festgestellter Einflußgrößen verstellt werden soll, dann kann der hierzu erforderliche Stellmotor zweckmäßigerweise zwischen den Fliehgewichten an- 40-geordnet werden.

Eine besonders günstige Ausgestaltung einer solchen aktiven Lageranordnung besteht darin, daß der Stellmotor ein um eine in Axialrichtung der Lageranordnung verlaufende Achse drehbares Zahnrad antreibt, in welches die beiden Fliehgwichte mit jeweils einer Verzahnung eingreifen. Da bei dieser Ausführungsform die Fliehgewichte stets im Eingriff mit dem Zahnrad sind, können sie nur synchron verstellt werden, so daß durch die Verstellung keine Unsymmetrien auftreten können.

Ein besonders hoher Schwingungs- und Geräuschkomfort läßt sich erzielen, wenn der Stellmotor eine Fahrzustände eines Kraftfahrzeuges berücksichtigende Steuerung besitzt.

Eine Tilgerwirkung der Lageranordnung läßt sich für alle über den gesamten Drehzahlbereich des Motors auftretende Störfrequenzen erreichen, wenn die Fliehgewichte mit zunehmender Motordrehzahl zunehmend nach außen bewegbar sind. Bei dieser Steuerung werden die Massenkräfte berücksichtigt.

Zur weiteren Erhöhung des Schwingungs- und Geräuschkomforts trägt es bei, wenn die Steuerung des Stellmotors zusätzlich zur Motordrehzahl zur Berücksichtigung der Gaskräfte die Gaspedalstellung berücksichtigt.

Eine Anpassung an verschiedene Fahrzeugtypen ist leicht möglich, wenn die Steuerung ein austauschbares Programm hat.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Zwei davon sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

F i g. 1 eine schematische, teilweise Vorderansicht der Aufhängung eines Motors am Fahrwerk mit der Lageranordnung,

F i g. 2 eine Ansicht der Lageranordnung im gegenüber der F i g. 1 stark vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 die Lageranordnung nach F i g. 2, von der Seite gesehen,

F i g. 4 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Lageranordnung,

F i g. 5 eine Seitenansicht der Lageranordnung nach Fig. 4,

F i g. 6 einen Längsschnitt durch die Lageranordnung entlang der Linie VI-VI in F i g. 4,

F i g. 7 eine Draufsicht auf die Lageranordnung nach den F i g. 4,5 und 6.

In F i g. 1 ist ein angedeuteter Motor 2, der mit dem Getriebe eine Antriebseinheit bildet, über Tragarme 4 auf einer Lageranordnung 6 abgestützt Die Lageranordnung 6 befindet sich an bzw. auf einem Chassisteil, hier einem Lagervorsprung 8 eines Querträgers 10. Am Querträger 10 ist ein Querlenker 12 angelenkt der mit einem Lagerzapfen eines Vorderrades 14 in Verbindung steht, das über ein Federbein 16 am Fahrzeugaufbau 18 abgestützt ist.

Die Lageranordnung 6 besteht, was die F i g. 2 und 3 zeigen, aus einem oberen Außenteil 20, welches mittels eines Gewindebolzens 22 mit dem bzw. den Tragarmen 4 verbunden ist und einem unteren Außenteil 24, welches einen Gewindebolzen 26 zur Verbindung mit dem Lagervorsprung 8 am Querträger 10 hat. Das obere Außenteil hat, was F i g. 3 deutlich zeigt, zwei gegensinnig nach unten weisende Abstützflächen 54, 56. welche jeweils mit einem elastischem Teil 58, 60 verbunden sind. Da beide Teile 58,60 gleich bemessen sind, befindet sich in F i g. 3 das Teil 58 hinter dem Teil 60 und ist deshalb in F i g. 3 nicht sichtbar. Die elastischen Teile 58, 60 sind nach unten hin jeweils auf einem Kern 62 abgestützt, der zu diesem Zweck schräg nach oben gerichtete Abstützflächen 64 und 66 hat. Das elastische Teil 60 befindet sich mithin zwischen den Abstützflächen 54 und 64 während das elastische Teil 58 die Abstützflächen 56 und 66 miteinander verbindet.

Nach unten hin ist der Kern 62 völlig eben und ist über zwei elastische Teile 68, 70 mit dem unteren Außenteil 24 verbunden. Durch diese Gestaltung entsteht zwischen den elastischen Teilen 58, 60 und 68, 70 eine Ausnehmung 72, in der um eine Lagerachse 74 schwenkbar, zwei Fliehgewichte 76, 78 angeordnet sind. In der F i g. 3 sind diese Fliehgewichte 76, 78 sowohl in einer nach außen geschwenkten Position, als auch in einer aufrechten Position dargestellt, wobei in der aufrechten Position sich das Fliehgewicht 78 hinter dem Fliehgewicht 76 befindet und deshalb nicht zu sehen ist. Die Mittel zum Verstellen der Fliehgewichte 76, 78 sind in der Zeichnung nicht gezeigt. Die Fliehgewichte können je nach Fahrzeugtyp schon im Werk eingestellt werden. Es handelt sich dann um einen Tilger für eine bestimmte Frequenz. Die Fiiehgewichie können aber auch mittels eines Stellmotors während des Fahrbetriebes entsprechend den unterschiedlichen Fahrbedingungen verstellt werden, beispielsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors. Die Lageranordnung funktioniert dann als Tilger für den gesamten Frequenzbereich der störenden Motorschwingungen.

Auch die Ausführunesform eemäß den F i ε. 4 —7 hat

in einer Ausnehmung 80 zwei Fliehgewichte 82,84. Abweichend von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist jedoch jedes Fliehgewicht 82, 84 auf einer eigenen Lagerachse 86,88 gelagert, wobei beide Lagerachsen 86, 88 parallel zueinander verlaufen. Zwischen den Lagerachsen 86,88 ist nach oben hin ein Steilmotor 90 angeordnet, der ein Zahnrad 92 anzutreiben vermag. In dieses Zahnrad greifen, was F i g. 6 deutlich zeigt, die beiden Fliehgewichte 82,84 mit einer Verzahnung 94,96 ein. Dadurch werden je nach Drehsinn des Stellmotors 90 die Fliehgewichte 82, 84 synchron nach außen oder innen verschwenkt.

Die Funktionsweise der Lageranordnung nach den Fig. 4—7 entspricht, abgesehen von den zuvor genannten Einzelheiten, genau der des Ausführungsbeispiels nach den vorangegangenen Figuren. Axiale Kräfte auf der Lageranordnung führen zu einer Drehbewegung des Kerns 62 mit den Fliehgewichten 82, 84. Je nach Stellung der Fliehgewichte 82, 84 hat der Kern 62 bei seiner Drehbewegung ein bestimmtes Trägheitsmoment. Zusammen mit der Rotationsfederkraft der elastischen Teile 58, 60, 68, 70 ergibt sich eine Rotationseigenfrequenz (ähnlich einem Feder-Masse-System). Regt der Motor 2 nun die Lageranordnung 6 mit dieser Frequenz an, wird der Kern 62 um 180 Grad phasenverschoben, also entgegen der Anregung schwingen und diese Anregung tilgen. Da die Fliehgewichte 82, 84 jedoch verstellbar sind, kann das Trägheitsmoment des Kerns 62 so variiert werden, daß für jede Störfrequenz des Motors 2 eine Tilgerwirkung der Lageranordnung 6 eintritt Die Variation der Fliehgewichte 82, 84 erfolgt also synchron mit den Störkräften.

Bei Leerlaufdrehzahl werden die Fliehgewichte 82,84 nach außen stehen (größtes Trägheitsmoment des Kerns 62, niedrigste Eigenfrequenz). Bei maximaler Drehzahl werden sie wie in F i g. 6 gezeigt, nach oben weisen. Es ergibt sich dann das kleinste Trägheitsmoment des Kerns 62 und die höchste Eigenfrequenz. Dadurch, daß der Kern 62 über den gesamten Störfrequenzbereich des Motors 2 als Tilger wirkt, ergibt sich die weiter vorn schon erwähnte Wirkung ähnlich zweier Ausgleichswellen an einem 4-ZyIinder-Reihenmotor.

Zur Steuerung des Stellmotors 90 kann eine nicht dargestellte Steuerung dienen, welche die Motordrehzahl und die Gaspedalstellung und gegebenenfalls zusätzliche Einflußgrößen, beispielsweise die Gangsiufe, berücksichtigt Um eine Anpassung an verschiedene Fahrzeugtypen zu ermöglichen, sollte die Steuerung ein veränderbares oder austauschbares Programm besitzen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

55

60

65

Claims

1 2 der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß die Patentansprüche: Fliehgewichte (82,84) mit zunehmender Motordrehzahl zunehmend nach außen bewegbar sind.

1. Lageranordnung, insbesondere zur Lagerung 11. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder einem eines Motors am Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges, 5 der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der zwischen zwei Teilen aus elastomerem Steuerung Hes Stellmotors (90) zusätzlich zur Mo-Werkstoff, die mit je einem mit dem Motor bzw. tordrehzah) die Gaspedalstellung berücksichtigt
Tragwerk in Verbindung stehendem starren Außen- 12. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder einem teil verbunden sind, ein aus festem Werkstoff beste- der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß die hender Kern angeordnet ist wobei der Kern Schräg- io Steuerung ein austauschbares Programm hat
flächen aufweist mit denen er über ein elastisches

Teil an entsprechende Schrägflächen eines Außen-

teils abgestützt ist und der Kern in ihrem Abstand
zum Kern einstellbare Fliehgewichte aufweist dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehge- 15 Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung, wichte (76,78; 82,84) als um eine außermittige Ach- insbesondere zur Lagerung eines Motors am Fahrwerk se schweckbare Hebel ausgebildet und in einer Aus- eines Kraftfahrzeuges, bei der zwischen zwei Teilen aus nehmung (72, 80) der Lageranordnung (6) quer zur elastomerem Werkstoff, die mit je einem mit dem Mo-Axialrichtung der Lageranordnung (6) angeordnet tor bzw. Tragwerk in Verbindung stehendem starren sind. 20 Außenteil verbunden sind, ein aus festem Werkstoff be-

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- stehender Kern angeordnet ist wobei der Kern Schrägkennzeichnet daß die Fliehgewichte (76, 78) jeweils flächen aufweist mit denen er über ein elastisches Teil auf einer quer zur Axialrichtung der Lageranord- an entsprechende Schrägflächen eines Außenteils abgenung (6) verlaufenden Lagerachse (74) des Kerns stützt ist, und der Kern in ihrem Abstand zum Kern (62) gelagert sind. 25 einstellbare Fliehgewichte aufweist.

3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder einem Bei der Lageranordnung gemäß einer eiteren Patentder folgenden, dadurch gekennzeichnet daß die anmeldung führt der Kern bei einer axialen Kraftwir-Fliehgewichte (76, 78; 82, 84) sich in hochge- kung auf das Motorlager eine Drehbewegung aus, da schwenkter Position vollständig in der Ausnehmung durch Keil- und Schrägflächen der Kern in jedem Ab-(72,80) befinden. 30 schnitt jeweils nach der entgegengesetzten Seite nach

4. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder einem außen gedrückt wird. Die Fliehgewichte können mehr der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die oder weniger aus radialen Bohrungen des Kerns heraus-Ausnehmung (72) durch einen Zwischenraum zwi- geschraubt werden, wodurch sich das Trägheitsmoment sehen jeweils zwei elastischen Teilen (58,60; 70,68) des Kerns und damit die Eigenfrequenz des Systems auf in Axialrichtung gesehen beiden Seiten des Ker- 35 verändern läßt. Diese Lageranordnung erzeugt beim nes (62) gebildet ist. Auftreten einer durch eine Fahrbahnunebenheit verur-

5. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder einem sachten, auf das Fahrwerk einwirkenden Kraft eine Geder folgenden, dadurch gekennzeichnet daß die ela- genkraft, durch die ein Mitschwingen des Motors entgestischen Teile (68, 70) unterhalb des Kerns (62) bei- gengewirkt und damit eine Rückkopplung auf die Kaderseits der Ausnehmung (72) gleichartig ausgebil- 40 rosserie vermieden wird. Dadurch können die akustidet und parallel zum Außenteil (24) angeordnet sind sehe Abstimmung und die Abstimmung des Schwin- und die elastischen Teile (58,60) oberhalb des Kerns gungskomforts getrennt vorgenommen werden.

(62) zwar gleichartig ausgebildet, jedoch schräg an- Durch die Anordnung der Fliehgewichte außen am

geordnet und beiderseits der Ausnehmung jeweils Kern wird die Lageranordnung relativ großvolumig.

entgegengesetzt zum Kern (62) bzw. Außenteil (20) 45 Weiterhin ist eine Veränderung des Trägheitsmomentes

geneigt sind. nur in relativ engen Grenzen möglich.

6. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder einem Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lader folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes geranordnung der eingangs genannten Art derart weider beiden Fliehgewichte (82,84) eine eigene Lager- terzubilden, daß sie möglichst kompakt wird und sich achse (86, 88) hat und die beiden Lagerachsen (86, 50 hinsichtlich ihres Trägheitsmomentes in bezug auf die 88) parallel zueinander im Kern (62) verlaufen. Anwendung im Kraftfahrzeug ausreichend stark ver-

7. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder einem stellen läßt.

der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

sehen den Fliehgewichten (82,84) ein Stellmotor (90) daß die Fliehgewichte als um eine außermittige Achse

zum Verstellen der Fliehgewichte (82, 84) angeord- 55 schwenkbare Hebel ausgebildet und in einer Ausneh-

net ist. mung der Lageranordnung quer zur Axialrichtung der

8. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder einem Lageranordnung angeordnet sind.

der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß der Durch diese Gestaltung vermögen die Schwerpunkte Stellmotor (90) ein um eine in Axialrichtung der La- der Fliehgewichte von einer nahe der Drehachse liegengeranordnung (6) verlaufende Achse drehbares 60 den Position bis in eine, je nach Länge der Fliehgewich-Zahnrad (92) antreibt, in welches die beiden Fliehge- te sich ergebende, von der Drehachse relativ weit entwichte (82,84) mit jeweils einer Verzahnung (94,96) fernte, äußere Position verlagert werden, so daß sich das eingreifen. Trägheitsmoment des Kernes in weiten Grenzen ver-

9. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder einem stellen läßt, ohne daß die Lageranordnung dadurch under folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der 65 erwünscht großvolumig wird. Die erfindungsgemäße Stellmotor eine Fahrzustände eines Kraftfahrzeuges Lageranordnung ist deshalb kompakter und bietet einen berücksichtigende Steuerung besitzt. größeren Stellbereich. Durch die Möglichkeit der Ver-

10. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder einem änderung des Trägheitsmomentes kann die erfindungs-