DE4002600A1 - Lagerung fuer das antriebsaggregat in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung für das Antriebsaggregat in einem Kraftfahrzeug entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Lagerung eines Antriebsaggregates mit ungleich­ förmiger Drehmomentabgabe besteht das Problem, die Über­ tragung der unvermeidlichen Drehschwingungen auf die Karosserie durch eine in Drehrichtung des Antriebs­ aggregates weiche Lagerung zu verhindern. Bekannte Lösungen sehen z. B. schräggestellte Gummilager vor, die in Schubrichtung, d. h. in der Umfangsrichtung der Dreh­ bewegung des Antriebsaggregates um dessen Hauptträg­ heitsachse (Torque-Roll-Achse) weich sind. Bei hydrau­ lisch gedämpften gummieleastischen Motorlagern ist es bekannt (DE-C 34 47 950), für bestimmte Betriebsbe­ dingungen, insbesondere für den Leerlauf, die hydrau­ lische Dämpfung abzukoppeln, so daß dann nur noch die Gummifeder des Hydrolagers wirksam wird.

Es hat sich nun gezeigt, daß bei Antriebsaggregaten mit hohem Abtriebsdrehmoment die Motor- und Getriebelager bereits in ihrer statischen Grundsteifigkeit so hart sein müssen, daß weder schräggestellte Gummilager noch die Abkoppelung der Hydraulik bei Hydrolagern eine aus­ reichende Verbesserung insbesondere im Leerlaufbetrieb ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die zumindest im Leerlauf des Antriebsaggregates eine weitgehend voll­ ständige Abkoppelung der Gesamtsteifigkeit des Lager­ elements ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag kann sich das An­ triebsaggregat auf den Gleitlagerflächen weitgehend unbehindert um ihre Hauptträgheitsachse drehen, wodurch jede Übertragung der Drehschwingungen des Antriebs­ aggregates auf die Karosserie verhindert ist. Ab einer bestimmten Drehzahl oder einer bestimmten Fahrge­ schwindigkeit werden die Gleitlager arretiert, so daß nun die elastischen Lagerelemente normal zur Wirkung kommen.

Vorzugsweise weist das Gleitlager ein Gehäuse mit einem Innenraum auf, in welchem eine Gleitplatte verschiebbar ist, die auf der einen Seite eine Gleitfläche aufweist, die mit einer Wand des Gehäuseinnenraumes einen abge­ dichteten Druckraum begrenzt, der mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist, während die andere Seite der Gleit­ platte bei Druckbeaufschlagung des Druckraumes mit einer am Gehäuse angeordneten Abstützfläche zusammenwirkt. Beim Starten des Antriebsaggregates wird der Druckraum unter einen Druck gesetzt, der ausreicht, um die Gleitfläche der Gleitplatte von der Wand des Gehäuseinnenraumes abzuheben, so daß die Gleitplatte nun in dem Gehäuseinnenraum "schwimmen" kann. Wenn die Motordrehzahl zum Anfahren gesteigert wird, steigt der Druck im Druckraum und die Gleitplatte legt sich mit ihrer anderen Seite an die Abstützfläche im Gehäuse an.

Anschluß des Druckraumes an das Druckölsystem des An­ triebsaggregates, da hierdurch automatisch die gewünschte Veränderung des Druckes im Druckraum in Abhängigkeit von der Motordrehzahl erfolgt. Außerdem wird durch das Druck­ öl eine Schmierung der Gleitfläche erreicht. Um bei einem derartigen Anschluß an die Druckölversorgung des An­ triebsaggregates eine Schädigung des Motors auszu­ schließen, ist es zweckmäßig, in der Ölanschlußleitung zum Druckraum eine Druckregeleinheit oder ein Sicher­ heitsbauteil vorzusehen, das schon bei einer geringen Strömungsgeschwindigkeit in der Ölanschlußleitung, her­ vorgerufen durch Leckage oder Leitungsbruch, die Leitung absperrt.

Zur Abdichtung des Druckraumes kann eine einerseits in der Gleitplatte und andererseits im Gehäuse eingespannte Membran vorgesehen werden.

Für die Abstützung der statischen Kräfte im Gleitzustand des Gleitlagers kann zwischen dem Gehäuse und der Gleit­ platte eine weiche Gummifeder vorgesehen sein, die gleichzeitig bestrebt ist, die Gleitplatte in einer Mittellage im Gehäuseinnenraum zu halten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Stirnansicht eines Antriebsaggregates, das beidseitig über Hydrolager auf einem Quer­ träger der Karosserie eines Kraftfahrzeuges gelagert ist, und

Fig. 2 ein Gleitlager zwischen einem Hydrolager und der Querträger im Schnitt und in größerem Maßstab.

In Fig. 1 ist in Vorderansicht, d. h. in Blick auf die Kurbelwelle, ein Antriebsaggregat 1 mit einem V-Motor dargestellt, das über Hydrolager 2, 3 auf einem Quer­ träger 4 des Fahrschemels bzw. der Karosserie des Kraft­ fahrzeuges gelagert ist. Aufgrund der ungleichförmigen Drehmomentabgabe des Motors führt das Antriebsaggregat 1 Drehschwingungen um eine parallel zur Kurbelwelle 5 ver­ laufende Drehachse 6 aus, die unter der Bezeichnung "Torque-Roll-Achse" bekannt ist. Diese Drehschwingungen machen sich insbesondere im Leerlaufbetrieb im Stand und bei niedriger Fahrgeschwindigkeit unangenehm bemerkbar, wenn sie auf die Karosserie übertragen werden.

Um eine derartige Übertragung der Drehschwingungen des Antriebsaggregates 1 auf den Querträger 4 und damit auf die Karosserie zu vermeiden, ist zwischen jedem Hydro­ lager 2, 3 und dem Querträger 4 ein Gleitlager 7 bzw. 8 vorgesehen, dessen Gleitfläche 9 (Fig. 2) in Umfangs­ richtung der Drehbewegung des Antriebsaggregates 1 um dessen Drehachse 6 (Hauptträgheitsachse) angeordnet ist. Die Gleitfläche 9 liegt also tangential zu einem Kreis 10 mit der Drehachse 6 als Mittelpunkt, wenn die Gleit­ fläche 9 eine Planfläche ist. Grundsätzlich könnte die Gleitfläche 9 auch entsprechend dem Verlauf des Kreis­ bogens 10 gekrümmt sein.

Bei einer Drehung des Antriebsaggregates um die Dreh­ achse 6 ist durch die Gleitlager 7, 8 die Wirkung der Hydrolager 2, 3 ausgeschaltet, wodurch sich eine völlige Schwingungsisolation des Antriebsaggregates 1 von dem Querträger 4 und damit von der Fahrzeugkarosserie er­ gibt. Da die Abkoppelung der Hydrolager 2, 3 aus fahr­ dynamischen Gründen auf bestimmte Betriebszustände, ins­ besondere auf den Leerlaufbetrieb beschränkt werden muß, sind Maßnahmen getroffen, um die Gleitlager in den anderen Betriebszuständen zu arretieren.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Gleitlagers 7 für das in Fig. 1 rechte Hydrolager 2 im Schnitt darge­ stellt. Die Gleitlager für die anderen Hydrolager sind entsprechend ausgebildet.

Das Gleitlager 7 weist ein Gehäuse 11 auf, das durch Schrauben 12 mit dem Querträger 4 verbunden ist. Im Gehäuse 11 ist verschiebbar eine kreisförmige Gleit­ platte 13 angeordnet, die durch eine Schweißnaht 14 und einen Steg 15 mit dem Gehäuse des Hydrolagers 2 verbunden ist. Die Gleitplatte 13 weist die vorher erwähnte Gleit­ fläche 9 auf, die mit der gegenüberliegenden Wand 16 des Gehäuseinnenraumes einen Druckraum 17 begrenzt, der durch eine Membran 18 abgedichtet ist, die zwischen dem Gehäuse 11 und der Gleitplatte 13 eingespannt ist. Die Gleit­ platte 13 ist mit einer konischen Umfangsfläche 19 ver­ sehen, die mit einer entsprechenden konischen Gegenfläche 20 im Gehäuse 11 zusammenwirken kann. In den Druckraum 17 mündet eine Druckölleitung 21, die mit der Druckölver­ sorgung des Antriebsaggregates 1 in Verbindung steht.

Die Wirkungsweise des Gleitlagers ist folgende: Beim Starten des Motors baut sich in dem Druckraum 17 ein Öldruck auf, der die Gleitplatte 13 im Gehäuseinnenraum auf einem Druckpolster "schwimmen" läßt. Die Gleitfläche 9 ist so dimensioniert, daß der Öldruck im Leerlauf ausreicht, um die statische Lagerlast zu tragen. Dadurch kann sich das Antriebsaggregat 1 im Rahmen des seitlichen Spiels der Gleitplatte 13 im Gehäuseinnenraum weitgehend unbehindert um die Achse 6 drehen, so daß seine Drehbe­ wegungen von dem Querträger 4 weitgehend ferngehalten werden. Wenn die Motordrehzahl beim Anfahren des Fahr­ zeuges erhöht wird, steigt der Motoröldruck und damit der Druck in dem Druckraum 17 so weit an, daß die Gleitplatte 13 weiter angehoben wird, bis sie mit ihrer konischen Außenfläche 19 an der konischen Gegenfläche 20 des Gehäuses anliegt. Damit ist die Wirkung des Gleitlagers aufgehoben und das Hydrolager kann normal arbeiten.

Um zu vermeiden, daß bei einer Leckage oder bei einem Leitungsbruch in der Druckölversorgung des Druckraumes 17 ein Motorschaden auftreten kann, ist in der Anschluß­ leitung 21, vorzugsweise nahe ihrem motorseitigen Ende, ein Rückschlagventil 22 vorgesehen, das bereits bei einer geringen Strömungsgeschwindigkeit in der Anschlußleitung 21 schließt.

Zwischen dem Gehäuse 11 und der Gleitplatte 13 ist eine weiche Gummifeder 23 vorgesehen, die im Ausführungsbei­ spiel zwischen dem mit der Gleitplatte 13 verbundenen Steg 15 und einem dazu parallelen, mit dem Gehäuse 11 verbundenen Steg 24 angeordnet ist. Diese weiche Gummi­ feder 23 sorgt im Gleitzustand des Gleitlagers für die Abstützung der statischen Kräfte und ist bestrebt, die Gleitplatte 13 in einer Mittellage im Gehäuseinnenraum zu halten. Praktisch wirkt die Gummifeder 23 als elasti­ scher Anschlag bei übermäßigen Ausschlägen des Antriebs­ aggregates 1.

Obgleich der Anschluß der Druckraumes 17 an die Drucköl­ versorgung des Antriebsaggregates wegen der automati­ schen Abhängigkeit des Druckes im Druckraum 17 vom Motoröldruck und damit von der Motordrehzahl bevorzugt ist, kann der Druckraum 17 grundsätzlich auch mit einer anderen Druckquelle verbunden werden, wobei dann ein eigener Druckregler vorzusehen ist, der dafür sorgt, daß im Druckraum 17 im Leerlauf ein geringer und bei höheren Motordrehzahlen ein so hoher Druck herrscht, daß die Gleitplatte 13 fest gegen die konische Gehäusefläche 20 gedrückt wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle der Motordrehzahl die Fahrgeschwindigkeit als Parameter für den Druck im Druckraum 17 zu verwenden, also im Stillstand und bei niedriger Fahrgeschwindigkeit einen geringen Druck und ab einer bestimmten Fahrge­ schwindigkeit einen hohen Druck im Druckraum 17 zu be­ wirken.

Die Erfindung ist auch nicht auf eine Lagerung mit Hydrolagern beschränkt, sondern gleichermaßen auch bei Lagerungen mit Gummi-Lagerelementen oder pneumatischen Lagerelementen einsetzbar.

Im Ausführungsbeispiel sind die Gleitflächen 9 in einem Winkel von 45° zur Hochachse des Antriebsaggregates 1 angeordnet, was durch die Lage der Lagerelemente 2 und 3 bedingt ist. Liegen diese Lagerelemente an einer anderen Stelle, so ergibt sich für die Lager der Gleitflächen naturgemäß ein anderer Winkel.

Im Ausführungsbeispiel ist das Gleitlager zwischen dem Lagerelement und der Karosserie vorgesehen. Es wäre grundsätzlich jedoch auch möglich, das Gleitlager zwischen dem Lagerelement und dem Antriebsaggregat anzuordnen.

Claims (7)

1. Lagerung für das Antriebsaggregat (1) in einem Kraft­ fahrzeug, mit elastischen Lagerelementen (2, 3), die zwischen dem Antriebsaggregat (1) und der Karosserie (4) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente (2, 3) mit der Karosserie (4) oder mit dem Antriebsaggregat (1) über ein Gleitlager (7, 8) verbunden sind, dessen Gleitfläche (9) in Um­ fangsrichtung der Drehbewegung des Antriebsaggregates (1) um dessen Hauptträgheitsachse (6) angeordnet ist und das in Abhängigkeit vom Fahrzustand und/oder von der Motordrehzahl arretierbar ist.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager (7) ein Gehäuse (11) mit einem Innenraum aufweist, in welchem verschiebbar eine Gleitplatte (13) angeordnet ist, die auf der einen Seite eine Gleit­ fläche (9) aufweist, die mit einer Innenwand (16) des Gehäuses (11) einen abgedichteten Druckraum (17) be­ grenzt, der mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist, und auf der anderen Seite bei Druckbeaufschlagung des Druckraumes (17) mit einer im Gehäuse (11) vorgesehenen Abstützfläche (20) zusammenwirkt.

3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitplatte (13) eine konische Umfangswand (19) aufweist und die Abstützfläche (20) entsprechend konisch ausgebildet ist.

4. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (17) an die Druckölversorgung des An­ triebsaggregates angeschlossen ist.

5. Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Drucköl-Anschlußleitung (21) eine Druckregelein­ einheit oder ein Sicherheitsbauteil (22) vorgesehen ist, welches das Auslaufen des Motoröls bei Leitungs­ bruch oder Leckage verhindert.

6. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Druckraumes (17) eine einerseits in der Gleitplatte (17) und andererseits im Gehäuse (11) eingespannte Membran (18) vorgesehen ist.

7. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wirkungsmäßig zwischen dem Gehäuse (11) und der Gleit­ platte (13) eine Gummifeder (23) vorgesehen ist, die bestrebt ist, die Gleitplatte in einer Mittellage im Gehäuseinnenraum zu halten.