DE3543915A1

DE3543915A1 - Antriebsaggregat fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3543915A1
Application number: DE19853543915
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr.-Ing. 7100 Heilbronn Bukovics
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1984-12-19
Filing date: 1985-12-12
Publication date: 1986-06-26

Description

Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem bekannten Kraftfahrzeug wirkt der Schwingungstilger auf das abtriebsseitige Ende des Triebwerkblocks und er besteht aus einer Masse, die über eine Gummifeder mit dem Triebwerksblock verbunden ist. Uurch diesen Schwingungstilger können Resonanzen des Triebwerkblocks, die sich aufgrund von Körperschallübertragung durch Brummgeräusche bemerkbar machen, wirksam beseitigt werden.
Nachteilig ist jedoch das zusätzliche Gewicht der Tilgermasse und die temperaturabhängige Wirkung der Tilgerfeder.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebsaggregat der angegebenen Art zu schaffen, bei dem eine temperaturunabhängige Schwi ngun gst il g ung ohne zusätz liche Bauteile erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei den zu tilgenden Schwingungen des Triebwerkblocks findet eine Radialbewegung des Triebwerkblocks relativ zur Antriebswelle statt, die eine Schubverformung (radiale Parallelverschiebung der Randquerschnitte) des Wellrohres bewirkt, während Kippbewegungen des Triebwerkblocks zu einer Biegeverformuny (Verdrehung der Randquerschnitte um eine normal zur Wellrohrachse stehenden Achse) des Wellrohres führen. Die Schubsteifigkeit und die Biegesteifigkeit des Wellrohres kann über die Parameter-Länge, Durchmesser und Wandstärke-beliebig eingestellt werden. Das Wellrohr soll biegeweich sein, um eine gute Körperschallisolation zu erhalten und die Beanspruchung bei Biegeverformung gering zu halten. Die Schubsteifig- keit wird so abgestimmt, daß die Eigenfrequenz des Feder Fasse-Systems, das durch das Wellrohr und die Antriebswelle gebildet ist, in Schubrichtung der angestrebten Tilgerfrequenz entspriCht. Da die Masse des Schwingungstilgers von der Antriebswelle gebildet und daher verhältnismäßig groß ist, ergibt sich eine entsprechend verbesserte Tilgungswirkung, ohne daß das Gewicht des gesamten Antriebsaggregates erhöht wird. Vielmehr ist dieses Gewicht aufgrund des Wegfalls der derzeitigen Tilgermasse gerinoer. Durch die Verwendung des metallischen Welirohres als Feder des Schwingungstilgers ist dessen Verhalten temperaturunabhängig.
Es sei bemerkt, daß die Verwendung von metallischen Wellrohren im Antriebsaggregat von Kraftfahrzeugen bekannt ist (siehe DE-OS 27 27 966). Dort dient das Wellrohr jedoch ausschließlich zur Schwingungsisolierung, nicht jedoch als Kardangelenk und als Feder eines Schwingungs tilgers. Ferner ist in der DE-OS 30 14 447 erwähnt, daß Universalgelenke in Form von Balggelenken aus einem dünnen Metall bekannt seien, die jedoch den Nachteil hätten, daß mit ihnen keine großen Drehmomente übertragen werden können und ihre Lebensdauer sehr begrenzt sei. Von der Verwendung eines derartigen Balggelenkes wird somit direkt abgeraten. Eine Anregung zur Verwendung eines Wellrohres als Feder in einem Schwingungstilgersystem, bei dem die Masse von der Antriebswelle gebildet ist, gibt diese Druckschrift nicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsaggregates eines Kraftfahrzeuges mit einem Schwingungstilger entsprechend dem Stand der Technik, Fig. 2 eine schematische darstellung enes Antriebsasggregates ähnlich Fig. 1 in erfindungsgemäßer Ausführung, Fig. 3 eine Einzelheit der Fig. 2 im Schnitt und im größeren Maßstab, und Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 3 mit einer Abwandlung.
Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Motor-Getriebeblock 1 dargestellt ist, der in üblicher Weise über elastische Lager 5 im Motorraum eines Kraftfahrzeuges angebracht ist. Die Abtriebswelle 2 des Motor-Getriebeblocks 1 ist durch ein übliches Kardangelenk 3 mit einer Antriebswelle 4 verbunden, welche die nicht gezeigten Hinterräder eines Kraftfahrzeuges antreibt Die Biegeresonanz des Triebwerkblocks 1 führt bei einer bestimmten Frequenz und einer bestimmten Drehzahl zu Brummgeräuschen. Um diese Geräusche zu beseitigen, ist am abtriebsseitigen Ende 6 des Motor-Getriebeblocks 1 ein Schwingungstilger 7 angeordnet, der eine Tilgermasse 8 aufweist, die über eine Gummifeder 9 mit dem Ende 6 des Triebwerkblocks 1 verbunden ist.
Bei der erfindungsgem,äRen Ausführung gemäß Fig. 2 ist die Abtriebswelle 2' des Triebwerkblocks 1 über ein Wellrohr 10 mit der Antriebswelle 4' verbunden Das Wellrohr 10 übernimmt die Aufgabe des Kardangelenks 3 von Fig. 1 und dient gleichzeitig als radial wirkende Feder eines Schwingungstilgersystems, dessen Masse von der Antriebswelle 4' gebildet ist.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist bei diesem Ausführungs beispiel die Antriebswelle 4' als Rohr ausgebildet, in dessen antriebsseitiges Ende 11 ein Rohrstück 12 hineinragt, das an einem Flansch 13 am Ende der Abtriebswelle 2' angebracht ist. Das Wellrohr 10 umgibt das Ende 12 der Antriebswelle 4' und ist einerseits an einem Flansch 14 der Antriebswelle 4' und andererseits an einem Flansch 15 des Rohrstücks 12 befestigt. Die Torsionssteifigkeit eines derartigen Wellrohres steht bei entsprechender Bemessung der Torsionssteifigkeit eines glatten Rohres nicht nach, sodaß die Drehmomentübertragung nicht beeinträchtigt wird.
Beim Auftreten von Schwingungen des Motor-Getriebeblocks 1' im Frequenzbereich der Tilgerwirkung wird das Wellrohr 10 verformt. Dabei findet einerseits eine Schubverformung (radiale Parallelverschiebung der Randquerschnitte) statt.
Andererseits bewirkt eine (niederfrequente) Kippbewegung des Triebwerkblocks 1 eine Biegeverformung (Verdrehung der Randquerschnitte um eine senkrecht zur Wellrohrachse stehende Achse) des Wellrohres 10. Die Schubsteifigkeit und die Biegesteifigkeit des Wellrohres 10 hängt von der Länge, dem Durchmesser und der Wandstärkedes Wellrohres ab und kann entsprechend den Bedürfnissen gewähit werden.
Vorzugsweise wird das Wellrohr biegeweich abgestimmt, um eine gute Körperschallisolation und eine geringe Beanspruchung bei Biegeverformung zu erreichen. Die Schubsteifigkeit ergibt sich aus der erforderlichen Tilgerfrequenz und der Masse der Antriebs«el le 4' nach der Formel wobei c die Steifigkeit der Tilgerfeder und m die Tilgermasse bedeutet. Bei einer ausge führten Anordnung betrug die Tilgerfrequenz 170 Hz bei einer Tilgermasse von 3 kg.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ragt das Rohrstück 12 mit einem erheblichen radialen Spiel in das Ende 11 der Antriebswelle 4' hinein, um die ungehinderte Radialbeweglichkeit zwischen der Abtriebswelle 2' und der Antriebswelle 4' im Rahmen der zulässigen Grenzen zu ermöglichen.
Werden diese Grenzen überschritten, so kommt das Rohrstück 12 an der Innenwand des Endes 11 der Antriebswelle 4' zur Anlage, wobei am Ende des Rohrstücks 12 ein O-Ring 16 als elastischer Anschlag vorgesehen werden kann.
In manchen Anwendungsfällen kann eine höhere Dämpfung der Tilgerfeder vorteilhaft sein, als sie durch das metallische Wellrohr 10 erreicht wird. In diesem Fall kann gemäß Fig. 4 zwischen dem Rohrstück 12 und dem Ende 11 der Antriebswelle 4' ein entsprechend abgestimmtes Gummielement 17 als radiale Feder eingesetzt sein, während das Welirohr 10 in radialer Richtung weich abgestimmt wird, sodaß Fluchtungsfehler besser ausgeglichen werden können.
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Claims

Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge Patentansprüche 1. Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge mit einem elastisch gelagerten Triebwerksblock, dessen Ausgangswelle über ein Kardangelenk mit einer Antriebswelle für die Hnterrader des Kraftfahrzeuges verbunden ist, und mit einem auf das Antriebs2ggregat wirkenden, aus einem Feder-.asse-System bestehenden Schwi ngungstil ger, da durch gekennzeichnet, daß das Kardangelenk ein an sich bekanntes metallisches Wellrohr (10) ist und die Feder des Schwingungstilgers zumindest teilweise von dem Wellrohr (10) und seine Masse von der Antriebswelle (4') gebildet ist.
2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Wellrohres (10) an einem an der Ausgangswelle (2') angeflanschten Rohrstück (12) und das andere Ende an der Antriebswelle (4') angebracht ist, und daß die einander zugewandten Enden des Rohrstückes (12) und der Antriebswelle (4') mit einem solchen radialen Spiel ineinandergreifen, daß sie lediglich als Endanschlag zur Begrenzung der Radialbewegung der Antriebswelle (4') relativ zur Abtriebswelle (2') dienen.
3. Antriebsaggregat nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen elastischen Ring (16) als Endanschlag zwischen den ineinandergreifenden Abschnitten des Rohrstückes (12) und der Antriebswelle (4').
4. Antriebsaggregat nach Anspruch 2 gekennzeichnet durch ein Gummielement (17) zwischen den ineinander greifenden Abschnitten des Rohrstückes (12) und der Antriebswelle (4') als zusätzliche Feder des Schwingungstilgers.