DE3803236A1 - Suspension of an axle transmission housing - Google Patents

Suspension of an axle transmission housing

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DE3803236A1 DE19883803236 DE3803236A DE3803236A1 DE 3803236 A1 DE3803236 A1 DE 3803236A1 DE 19883803236 DE19883803236 DE 19883803236 DE 3803236 A DE3803236 A DE 3803236A DE 3803236 A1 DE3803236 A1 DE 3803236A1
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Werner Dipl Ing Weiler
Heinz Dipl Ing Waldschuetz
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Abstract

In the suspension of an axle transmission housing, the supports are deliberately situated so that although the axle transmission housing can perform movements under the effect of the torques running by way of the axial transmission housing, the said movements are nevertheless partially in opposite directions in order to obtain as stable a height as possible in the area of the transition from the propshaft to the axle transmission housing. In addition, vibration-damping means are provided, in order to influence the vibration behaviour of the support system so that, even in the event of greatly varying load conditions, unwanted lifting actions, which lead to the generation of noise, are prevented.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufhängung eines Achsgetriebe­ gehäuses, insbesondere eines Hinterachsgetriebegehäuses für Kraftfahrzeuge, dem eine an eine Gelenkwelle anschließ­ bare Antriebswelle und zu dieser etwa senkrecht verlau­ fende, an über Radführungsglieder gehaltene Räder ange­ schlossene und an der Radführung unbeteiligte Achswellen zugeordnet sind und das über zwei elastische, in ihrer Härte aufeinander abgestimmte Abstützungen gegenüber dem Aufbau gehalten ist, die die aus Gelenkwellenmoment und Anfahrmoment als Reaktionsmoment hierzu sich ergebenden, auf das Gehäuse wirkenden Kräfte abstützen und die bezüg­ lich ihrer Wirkungszentren in Fahrzeugquerrichtung zur Längsmittelachse des Achsgetriebes versetzt sind sowie in Fahrzeuglängsrichtung auf verschiedenen Seiten der Achswellen liegen, wobei durch das Wirkungszentrum der vorderen Abstützung eine fiktive, zum resultierenden Momentenvektor aus Gelenkwellenmoment und Anfahrmoment lotrechte und schräg zur Fahrzeuglängsachse liegende Momentenabstützebene verläuft und das Wirkungszentrum der hinteren Abstützung zur Momentenabstützebene in der gleichen Richtung wie das der vorderen Abstützung zur Getriebelängsachse seitlich versetzt ist und zusam­ men mit dem Wirkungszentrum der vorderen Abstützung eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende, zur Getriebelängs­ achse etwa parallele Schwenkachse für das Achsgetriebe­ gehäuse bildet, das über die Abstützungen gegen Ver­ schwenken um diese im Abstand zu seiner Längsmittel­ achse liegende Schwenkachse elastisch abgestützt ist.The invention relates to a suspension of an axle drive housing, in particular a rear axle gear housing for motor vehicles, one of which connects to a propeller shaft bare drive shaft and approximately perpendicular to this fende attached to wheels held over wheel guide members closed axle shafts that are not involved in the wheel routing are assigned and that over two elastic, in their Rigid, coordinated supports compared to the Structure that is made up of propshaft torque and Starting torque as the reaction torque for this, Support forces acting on the housing and the cover Lich their centers of action in the transverse direction of the vehicle Longitudinal central axis of the axle drive are offset as well in the vehicle longitudinal direction on different sides of the Axle shafts lie, whereby through the center of action of front support a fictional, resulting Torque vector from drive shaft torque and starting torque perpendicular and lying at an angle to the vehicle's longitudinal axis The moment support plane runs and the center of action the rear support to the torque support level in in the same direction as that of the front support is laterally offset to the transmission longitudinal axis and together men with the center of action of the front support in the longitudinal direction of the vehicle, to the gearbox axis approximately parallel swivel axis for the axle drive forms housing that on the supports against Ver  pivot about this at a distance from its longitudinal center axis lying pivot axis is supported elastically.

Eine derartige Aufhängung eines Achsgetriebegehäuses ist aus der DE-OS 34 42 584 bekannt und hat sich in der Praxis bewährt. Es ist so nämlich eine aus Komfortgrün­ den erwünschte, weiche Abstützung des Achsgetriebe­ gehäuses möglich, ohne daß sich im Bereich der Gelenk­ wellenkupplung große Höhenbewegungen ergeben, die ent­ sprechend große Winkeländerungen im Übergang von der Gelenkwelle auf das Achsgetriebegehäuse zur Folge hätten und hier zu Festigkeits-, insbesondere Dauerfestigkeits­ problemen und vor allem auch Geräuschproblemen führen könnten. Erreicht wird dies bei der bekannten Lösung dadurch, daß der Schwenkbewegung um eine zur Momenten­ abstützebene senkrechte Schwenkachse eine weitere Schwenkbewegung überlagert wird, die dadurch entsteht, daß die Abstützung aus der Momentenabstützebene verlegt wird, so daß die dem resultierenden Momentenvektor ent­ sprechenden Gehäuseabstützkräfte eine zusätzliche Kipp­ bewegung des Gehäuses um die durch die Wirkungszentren der Abstützungen bestimmte Schwenkachse zur Folge haben.Such a suspension of an axle gear housing is known from DE-OS 34 42 584 and has in the Proven in practice. It is a comfort green one the desired, soft support for the axle drive housing possible without being in the area of the joint shaft coupling result in large height movements that ent speaking large changes in angle in the transition from the Drive shaft on the axle gear housing would result and here about strength, especially fatigue strength problems and above all cause noise problems could. This is achieved with the known solution in that the pivoting movement by one to moments support plane vertical swivel axis another Panning movement is superimposed, which results from that the support moves from the moment support level is, so that the resulting moment vector ent speaking housing support an additional tilt movement of the housing around the through the centers of action of the supports result in a certain pivot axis.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche bekannte Konstruktion im Hinblick auf Komfort und Geräuschverhalten, insbesondere aber auch im Hinblick auf den Abbau dynamischer Schwingungen, wie sie bei­ spielsweise durch Lastwechselreaktionen angeregt werden können, zu verbessern. The invention is based, such well-known construction in terms of comfort and Noise behavior, but especially with regard to on the reduction of dynamic vibrations, as in for example, be stimulated by load change reactions can improve.  

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Aufhängung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß das Achs­ getriebegehäuse, in Fahrzeugquerrichtung gesehen, aus­ gehend von der vorderen Abstützung jenseits der Getriebe­ längsachse und/oder ausgehend von der hinteren Abstüt­ zung auf der von der Getriebelängsachse abgelegenen Seite der Schwenkachse über ein schwingungsdämpfendes Element beaufschlagt ist.According to the invention, this is when the achieved in that the axis gear housing, seen in the transverse direction of the vehicle going from the front support beyond the gearbox longitudinal axis and / or starting from the rear support tongue on that remote from the gearbox longitudinal axis Side of the swivel axis via a vibration-damping Element is acted upon.

Als besonders zweckmäßig erweist es sich, daß das schwingungs­ dämpfende Element durch einen an der tragenden Abstüt­ zung des Achsgetriebegehäuses nicht beteiligten Schwingungs­ dämpfer, insbesondere einen hydraulischen Schwingungsdämpfer, oder ein elastisches Pufferelement gebildet ist.It proves to be particularly useful that the vibration cushioning element by a support at the supporting tion of the axle gearbox not involved vibration damper, especially a hydraulic vibration damper, or an elastic buffer element is formed.

Die erfindungsgemäße Lösung läßt die angestrebte Beweg­ lichkeit zu, dämpft gleichzeitig aber dynamische Schwin­ gungen so weit, daß Geräuschverhalten und Komfort weiter verbessert sind.The solution according to the invention allows the desired movement possibility, but at the same time dampens dynamic vibrations so far that noise behavior and comfort continue are improved.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispieles näher beschrieben. Es zeigt:The invention is based on an embodiment example described in more detail. It shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines an einem Hinterachs­ träger eines Personenkraftwagens elastisch nachgiebig gehaltenen Achsgetriebegehäuses, und Fig. 1 is a side view of a rear axle carrier of a passenger car resiliently held axle gear housing, and

Fig. 2 einen Schnitt durch die Darstellung gemäß Fig. 1 entlang der Linie II, II und Fig. 1. FIG. 2 shows a section through the illustration according to FIG. 1 along the line II, II and FIG. 1.

Bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbei­ spielen ist mit 10 der Hinterachsträger eines Personen­ kraftwagens bezeichnet, der am Wagenboden 12 über elastische Verbindungsglieder 14, von denen in Fig. 1 nur 2 sichtbar sind, elastisch nachgiebig aufgehängt ist.In the Ausführungsbei shown in Figs. 1 and 2 play 10 is the rear axle of a passenger car, which is elastically resiliently suspended on the vehicle floor 12 via elastic connecting members 14 , of which only 2 are visible in Fig. 1.

An der Unterseite des Hinterachsträgers 10 ist ein mit 16 bezeichnetes Achsgetriebegehäuse elastisch nachgiebig gehalten, und zwar über zwei Abstützungen, die durch drei Abstützelemente A, B, C gebildet sind.On the underside of the rear axle carrier 10 , an axle gear housing designated 16 is held elastically resilient, specifically via two supports which are formed by three support elements A , B , C.

Das Achsgetriebegehäuse 16 nimmt in üblicher Weise ein Ausgleichsgetriebe auf, das nicht näher dargestellt ist und dessen Kegelrad der über das vordere Ende heraus­ ragenden Antriebswelle 18 zugeordnet ist. Diese Antriebs­ welle 18 ist über eine Gelenkscheibe 20 mit der Gelenk­ welle 22 verbunden, die die Antriebsverbindung zum Motor herstellt. Die Drehrichtung der Gelenkwelle ist bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung durch einen Dreh­ richtungspfeil angezeigt.The axle gear housing 16 accommodates in the usual way a differential gear, which is not shown in more detail and whose bevel gear is assigned to the drive shaft 18 protruding beyond the front end. This drive shaft 18 is connected via an articulated disk 20 to the articulated shaft 22 , which establishes the drive connection to the engine. The direction of rotation of the PTO shaft is indicated by an arrow indicating the direction of travel.

Vom Achsgetriebegehäuse 16 gehen die zu den hinteren, hier nicht dargestellten Rädern führenden seitlichen Achswellen 24 und 26 aus. Die beiden Achswellen 24 und 26 sind an der Radführung nicht beteiligt und über Gelenke radseitig und achsgetriebeseitig angelenkt.The side axle shafts 24 and 26 leading to the rear wheels (not shown here) extend from the axle gear housing 16 . The two axle shafts 24 and 26 are not involved in the wheel guidance and are articulated on the wheel side and axle gear side via joints.

Von den Abstützungen liegt das Abstützelement A im vor­ deren Bereich des Achsgetriebegehäuses, d.h. vor den Achswellen 24 und 26, während die beiden anderen Ele­ mente B und C dem hinteren Gehäusebereich zugeordnet sind und damit hinter den Achswellen 24 und 26 liegen. Of the supports, the support element A is in front of the area of the axle gear housing, ie in front of the axle shafts 24 and 26 , while the other two elements B and C are assigned to the rear housing area and thus lie behind the axle shafts 24 and 26 .

Dabei befinden sich die beiden Elemente A und B, bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung F, auf der rechten Seite des Achsgetriebegehäuses 16 in seitlichem Abstand zu diesen. Sie haben von der Getriebelängsmittelachse a-a bevorzugt gleichen Abstand. Die Elemente B und C liegen bevorzugt in einer im wesentlichen vertikalen Querebene; und zwar beiderseits der Gehäuselängsmittelachse a-a. Die Abstützelemente B und C sind dabei in ihrer Härte ungleich ausgestaltet. Das Element B ist wesentlich härter als das Element C. Sinn dieser Anordnung ist, daß durch die Wirkungszentren der Abstützungen, die durch das Element A einerseits und die Elemente B und C anderer­ seits gebildet werden, eine Schwenkachse c-c festgelegt werden soll, die im wesentlichen in Fahrzeuglängsrich­ tung und in etwa, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, parallel zur Getriebelängsachse a-a liegt. Hierdurch er­ gibt sich, daß in bezug auf das Achsgetriebegehäuse wir­ kende, durch die Drehmomente bedingte Kräfte im wesent­ lichen nur den Elementen A und B Abstützfunktion zukom­ men soll, während das Element C in seiner Härte so aus­ gelegt ist, daß es im wesentlichen nur die Halterung des Getriebes in bezug auf die Gewichtskräfte sicher­ stellt.The two elements A and B are located on the right-hand side of the axle gear housing 16 , with respect to the forward driving direction F , at a lateral distance from them. They are preferably at the same distance from the longitudinal axis aa of the transmission. The elements B and C preferably lie in a substantially vertical transverse plane; namely on both sides of the longitudinal axis of the housing aa . The support elements B and C are designed differently in their hardness. Element B is much harder than element C. The purpose of this arrangement is that by the centers of action of the supports, which are formed by element A on the one hand and elements B and C on the other hand, a pivot axis cc is to be defined, the device essentially in the vehicle longitudinal direction and approximately as shown in the exemplary embodiment , is parallel to the longitudinal axis of the gearbox aa . This gives him that in relation to the axle housing we kende, due to the torques forces in union union only the elements A and B support function, while the element C is designed in its hardness so that it is essentially only the bracket of the gearbox with respect to the weight forces ensures.

Bei Antrieb der Hinterräder ergeben sich aufgrund der geschilderten konstruktiven Gestaltung des Getriebes ein Eingangsmoment M 2 und ein entsprechend dem Übersetzungs­ verhältnis im Ausgleichsgetriebe größeres Reaktions­ moment M 1, das senkrecht zum Eingangsmoment M 2 steht. Durch vektorielle Addition von Eingangsmoment M 2 und Reaktionsmoment M 1 ergibt sich ein resultierendes Moment M r . Das resultierende Moment M r läßt sich durch ein Kräfte­ paar veranschaulichen, das in einer zum Momentenvektor M r senkrechten Ebene liegt. Wird das Achsgetriebegehäuse in dieser Ebene abgestützt, also beispielsweise durch zwei in der Ebene b-b angeordnete und entsprechend dimensio­ nierte Elemente, so ergibt sich theoretisch eine kipp­ freie Abstützung des Achsgetriebegehäuses. Das Gleiche wird erreicht, wenn die Abstützung durch mehr als zwei Abstützelemente vorgenommen wird, die Abstützelemente aber so aufeinander abgestimmt sind, daß ihre Wirkungs­ zentren jeweils in die Ebene b-b fallen.When driving the rear wheels result from the described constructive design of the transmission, an input torque M 2 and a larger reaction torque M 1 corresponding to the transmission ratio in the differential gear, which is perpendicular to the input torque M 2 . By vectorial addition of input torque M 2 and reaction moment M 1 there is a resultant moment M r. The resulting moment M r can be illustrated by a couple of forces lying in a plane perpendicular to the moment vector M r . If the axle gear housing is supported in this plane, that is, for example, by two elements arranged in the plane bb and correspondingly dimensioned elements, there is theoretically a tilt-free support of the axle gear housing. The same is achieved if the support is carried out by more than two support elements, but the support elements are so matched to one another that their centers of action fall into the plane bb .

Bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Gesamtsituation sind diese Wirkungszentren so gelegt, daß sie außerhalb der Ebene b-b liegen. Dies ergibt sich bezüglich der Ele­ mente B und C durch ihre unterschiedliche Härte, wobei der Einfachheit halber hier die Darstellung so gewählt ist, als käme dem Element C praktisch bezüglich der Dreh­ momentenabstützung keinerlei Funktion zu. In bezug auf die Abstützung der Drehmomente wären damit lediglich noch die Elemente A und B, die die Achse c-c bestimmen, wirksam. Diese Achse c-c ist seitlich versetzt zur Längs­ mittelachse a-a und liegt schräg zur Abstützebene b-b. Die Folge dieser Abstützanordnung ist, daß sich dem durch das Gelenkwellenmoment bedingten Aufbäumen des Achsgetriebes mit entsprechendem Anheben im Bereich der Gelenkscheibe 20 eine Schwenkbewegung um die Achse c-c überlagert, die im Bereich der Gelenkwellenkupplung der Aufbäumbewegung entgegengesetzt ist, so daß im Bereich der Gelenkwellenkupplung, bezogen auf die ange­ sprochenen Momente, im wesentlichen eine gleichbleibende Höhenlage erreicht werden kann. In the overall situation shown in FIG. 2, these centers of action are placed in such a way that they lie outside the plane bb . This results with respect to the elements B and C by their different hardness, for the sake of simplicity the representation is chosen here as if the element C practically had no function with respect to the torque support. With regard to the support of the torques, only the elements A and B , which determine the axis cc , would then still be effective. This axis cc is laterally offset from the longitudinal central axis aa and is inclined to the support plane bb . The result of this support arrangement is that the rearing up of the axle drive caused by the propeller shaft torque with corresponding lifting in the area of the articulated disk 20 is superimposed on a pivoting movement about the axis cc , which is opposite to the rearing movement in the area of the articulated shaft coupling, so that in the area of the articulated shaft coupling on the mentioned moments, essentially a constant altitude can be achieved.

Da die über das Ausgleichsgetriebe geleiteten Momente stark schwanken, können sich unerwünschte Schwingungen ergeben, die ihrerseits wiederum zu Geräuschproblemen führen. Um dem vorzubeugen, ist eine zusätzliche schwingungsdämpfende Abstützung für das Ausgleichsgetriebe vorgesehen. Diese wird bevorzugt gebildet durch ein schwingungsdämpfendes Element 30, bevorzugt einen Schwingungsdämpfer, der zur Längsmittelachse a-a dem Abstützelement A in Fahrzeugquer­ richtung gegenüberliegend vorgesehen ist. Zusätzlich, oder auch anstelle eines derartigen Elementes, kann ein schwin­ gungsdämpfendes Element 32 vorgesehen sein, das bezüglich des Abstützelementes B im wesentlichen in der gleichen Fahrzeugquerebene, aber entgegengesetzt zur Längsmittel­ achse a-a angeordnet ist. Diese schwingungsdämpfenden Ele­ mente sind erfindungsgemäß so ausgestaltet, daß sie quasi nichttragende Elemente darstellen und damit auch lediglich die angesprochenen dynamischen Verhältnisse beeinflussen, also den unerwünschten Schwingungen entgegenwirken, nicht aber die Abstützung des Achsgetriebegehäuses als solche beeinflussen. Als schwingungsdämpfendes Element kann er­ findungsgemäß insbesondere auch ein elastischer Puffer die­ nen, der beispielsweise aus einem geeigneten Elastomer be­ steht. Ebenso sind Lager einsetzbar, die in ihrer Härte veränderbar sind, beispielsweise also Lager, die als Scher­ elemente ausgeführt und mit dilantanter Flüssigkeit ge­ füllt sind.Since the moments passed through the differential fluctuate greatly, undesirable vibrations can occur, which in turn lead to noise problems. To prevent this, an additional vibration-damping support is provided for the differential. This is preferably formed by a vibration-damping element 30 , preferably a vibration damper, which is provided opposite the support element A in the vehicle transverse direction to the longitudinal central axis aa . In addition, or instead of such an element, a vibration-damping element 32 can be provided, which is arranged with respect to the support element B substantially in the same transverse vehicle plane, but opposite to the longitudinal center axis aa . This vibration-damping ele elements are designed according to the invention so that they represent quasi non-load-bearing elements and thus only affect the dynamic conditions mentioned, so counteract the undesirable vibrations, but do not affect the support of the axle gear housing as such. As a vibration-damping element, he can according to the invention in particular also an elastic buffer which, for example, consists of a suitable elastomer. Bearings can also be used, the hardness of which can be changed, for example bearings which are designed as shear elements and are filled with dilantant liquid.

Claims (3)

1. Aufhängung eines Achsgetriebegehäuses, insbesondere eines Hinterachsgetriebegehäuses für Kraftfahrzeuge, dem eine an eine Gelenkwelle anschließbare Antriebs­ welle und zu dieser etwa senkrecht verlaufende, an über Radführungsglieder gehaltene Räder angeschlossene und an der Radführung unbeteiligte Achswellen zuge­ ordnet sind und das über zwei elastische, in ihrer Härte aufeinander abgestimmte Abstützungen gegenüber dem Aufbau gehalten ist, die die aus Gelenkwellen­ moment und Anfahrmoment als Reaktionsmoment hierzu sich ergebenden, auf das Gehäuse wirkenden Kräfte abstützen und die bezüglich ihrer Wirkungszentren in Fahrzeugquerrichtung zur Längsmittelachse des Achsgetriebes versetzt sind sowie in Fahrzeuglängs­ richtung auf verschiedenen Seiten der Achswellen lie­ gen, wobei durch das Wirkungszentrum der vorderen Abstützung eine fiktive, zum resultierenden Momenten­ vektor aus Gelenkwellenmoment und Anfahrmoment lot­ rechte und schräg zur Fahrzeuglängsachse liegende Momentenabstützebene verläuft und das Wirkungszentrum der hinteren Abstützung zur Momentenabstützebene in der gleichen Richtung wie das der vorderen Abstützung zur Getriebelängsachse seitlich versetzt ist und zusammen mit dem Wirkungszentrum der vorderen Auf­ hängung eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende, zur Getriebelängsachse etwa parallele Schwenkachse für das Achsgetriebegehäuse bildet, das über die Abstützungen gegen Verschwenkung um diese im Abstand zu seiner Längsmittelachse liegende Schwenkachse elastisch abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Achsgetriebegehäuse (16), in Fahrzeugquer­ richtung gesehen, ausgehend von der vorderen Abstüt­ zung (A) jenseits der Längsmittelachse a-a des Aus­ gleichsgetriebes und/oder ausgehend von der hinteren Abstützung (B) auf der von der Längsmittelachse a-a des Ausgleichsgetriebes abgelegenen Seite der Schwenkachse c-c über ein schwingungsdämpfendes Ele­ ment beaufschlagt ist.1. Suspension of an axle gear housing, in particular a rear axle gear housing for motor vehicles, which is connected to a drive shaft that can be connected to a propeller shaft and that runs approximately perpendicularly to it, connected to wheels held by wheel guide members and unrelated to the wheel guide, and that is assigned via two elastic, in their Rigid, mutually coordinated supports are kept relative to the structure, which support the resulting forces from the drive shaft and starting torque as a reaction moment, acting on the housing and which are offset with respect to their centers of action in the transverse direction of the vehicle to the longitudinal center axis of the axle drive and in the vehicle longitudinal direction on different sides of the Axle shafts lie, whereby through the center of action of the front support a fictitious, to the resulting torque vector from the drive shaft torque and starting torque is perpendicular and oblique to the vehicle's longitudinal axis runs and the center of action of the rear support to the torque support plane is laterally offset in the same direction as that of the front support to the longitudinal axis of the gearbox and together with the center of action of the front suspension on a longitudinal axis of the vehicle, parallel to the longitudinal axis of the gearbox for the axle gearbox housing, which forms about the Support against pivoting about this at a distance from its longitudinal central axis pivot axis is elastically supported, characterized in that the axle gear housing ( 16 ), seen in the vehicle transverse direction, starting from the front support ( A ) beyond the longitudinal central axis aa of the differential gear and / or starting from the rear support ( B ) on the remote from the longitudinal central axis aa of the differential gear side of the pivot axis cc is acted upon by a vibration-damping element. 2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schwingungsdämpfende Element durch einen hydrau­ lischen Schwingungsdämpfer gebildet ist.2. Suspension according to claim 1, characterized, that the vibration-damping element by a hydrau Vibration damper is formed. 3. Aufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das schwingungsdämpfende Element durch einen ela­ stischen Puffer gebildet ist.3. Suspension according to claim 2, characterized, that the vibration-damping element by an ela tical buffer is formed.
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