DE4029228A1 - Aggregatlagerung in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aggregatlagerung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Bei einer aus der DE-OS 38 10 751 bekannten Aggregatlagerung dieses Aufbaus ist zusätzlich zu einem Hauptträger, der an seinen Enden zur Befestigung an Längsträgern des Fahrzeug­ aufbaus eingerichtet ist, ein kürzerer Träger vorhanden, der in seinem mittleren Bereich das elastische Aggregatlager trägt und an seinen Endbereichen über ebenfalls elastische Lager mit dem Hauptträger verbunden ist. Während sich diese weiteren elasti­ schen Lager vollständig innerhalb des Querschnitts des Hauptträgers befinden, der dort geschlossen ausgeführt ist, taucht das Aggre­ gatlager gleichsam in eine große Ausnehmung auf der Oberseite des Hauptträgers ein. Sinn dieser Konstruktion mit zwei Trägern unterschiedlicher Länge ist neben der Verringerung der Biege­ beanspruchung des Hauptträgers durch Vermeidung einer Kraftein­ leitung in seinem mittleren Bereich die Vergrößerung der Zahl der schalldämmenden elastischen Schichten im Kraftweg zwischen Aggregat und Verbindungsstellen zwischen Hauptträger und Längs­ trägern des Fahrzeugs.

Die Erzielung der erforderlichen Biegesteifigkeit bei einem einen Bestandteil einer Aggregatlagerung bildenden Querträger wird durch die beengten Platzverhältnisse im Motorraum des Fahrzeugs unterhalb des Aggregats insbesondere dadurch erschwert, daß sich üblicherweise das Aggregatlager oberhalb des Querträgers befindet und auf diesem abgestützt ist. Die beschriebene bekannte Konstruktion vermeidet diesen Nachteil zwar weitgehend - bei ihr liegt, wie gesagt, das Aggregatlager weitgehend innerhalb des Querschnitts des Hauptträgers und damit innerhalb der Querträgeranordnung -, jedoch bedeutet die Öffnung in diesem zur Aufnahme des Aggregat­ lagers verständlicherweise eine Schwächung desselben, die allerdings durch das Vorsehen des kürzeren Trägers und die Verlegung der Krafteinleitungsstellen in den Hauptträger weiter nach außen

kompensiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Aggregatlagerung zu schaffen, die unter Vermeidung einer derarti­ gen Doppelquerträgeranordnung auch bei beengten Platzverhält­ nissen den Querträger mit großer Steife, d. h. hohem äquatorialen Flächenträgheitsmoment, auszubilden und beliebige Dämpfungskenn­ linien für das elastische Aggregatlager einzustellen gestattet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in einer gattungsgemäßen Aggregatlagerung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Bei der Erfindung sind die wesentlichen Bestandteile des Aggregat­ lagers also innerhalb des Querschnittsumrisses des - einteiligen - Querträgers untergebracht, der lediglich relativ kleine Durch­ trittsöffnungen für die einen Bestandteil des Aggregatlagers bildende Verbindungsstange in seiner oberen und unteren Wand besitzt; diese Durchtrittsöffnungen schwächen den Querträger praktisch nicht.

An dieser Stelle sei eingefügt, daß sich die Verwendung der Begriffe "oben" und "unten" auf den Einbauzustand der Aggregat­ lagerung bezieht.

In besonders eleganter Weise zieht die Erfindung zur Sicherstellung einer gewünschten Kennlinie (Kraft-Weg-Abhängigkeit) des elasti­ schen Aggregatlagers die Innenflächen von Wänden des hohlen Querträgers heran, die dem elastischen Druckkörper des Aggregat­ lagers gegenüberstehen. Die einander gegenüberstehenden Außenkon­ turen des Druckkörpers einerseits und dieser Wände andererseits sind nämlich so geformt, daß mit zunehmender vom Aggregat ausge­ übter Druckkraft auch in zunehmendem Maße eine Anlage von Außen­ konturbereichen des Druckstücks einerseits und Innenflächen von gegenüberstehenden Querträgerwänden andererseits auftritt und demgemäß das Druckstück steifer wird.

Infolge der praktisch vollständigen Integration des Aggregat­ lagers in den Querträger steht bei vorgegebenen Raumverhältnissen für die Unterbringung der gesamten Aggregatlagerung praktisch die gesamte hierfür vorgesehene Höhe zur Ausbildung des Quer­ trägers zur Verfügung, da ja das Aggregatlager nicht oberhalb desselben angeordnet ist. Das bedeutet, daß praktisch die gesamte zur Verfügung stehende Höhe von dem Querträger eingenommen werden kann, der zudem, abgesehen von den bereits erwähnten Durchtrittsöffnungen für die Verbindungsstange des Aggregatlagers, vollständig geschlossen ist. Man erhält demgemäß einen Querträger hoher Biegesteifigkeit, und zwar auch dann, wenn er relativ dünnwandig ausgebildet ist. Daher gestattet die Erfindung auch die Verwendung unterschiedlicher Materialien für den Querträger, also außer Stahl oder Aluminium auch von glasfaserverstärkten Kunststoffen.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 in Vorderansicht und

Fig. 2 in Draufsicht die gesamte Aggregatlagerung im eingebauten Zustand,

Fig. 3 und 4 Schnittansichten gemäß III-III in Fig. 1 für verschiedene Ausführungen,

Fig. 5 bis 10 Draufsichten auf das Druckstück des Aggregat­ lagers,

Fig. 11 bis 17 Querschnittsformen des Druckstücks und

Fig. 18 bis 20 Längsschnittformen des Druckstücks.

Betrachtet man zunächst die Fig. 1 und 2, so ist mit 1 der Querträger bezeichnet, der an seinen Enden bei 2 und 3 zum Anschrauben an Längsträger 4 und 5 des Fahrzeugs - unter Zwischen­ lage akustisch abkoppelnder Gummielemente 6 und 7 - eingerichtet ist. Der Querschnittsverlauf des Querträgers 1 ist dem Momenten­ verlauf angepaßt. Die Belastung des Querträgers durch das nicht dargestellte, darüber befindliche Aggregat ist durch den Doppel­ pfeil oberhalb des mittleren Bereichs des Querträgers 1 ange­ deutet. Die Einleitung der Kräfte erfolgt über das allgemein mit 8 bezeichnete elastische Aggregatlager, das als wesentliche Bestandteile innerhalb des Querträgers 1 das elastische Druck­ stück 9 sowie die Verbindungsstange 10 zum Aggregat bzw. einer Tragpratze desselben enthält. Die Verbindungsstange 10 weist einen Durchmessersprung auf, so daß bei 11 eine Schulter entsteht, mit der sie sich über die Druckplatte 12 an dem elastischen Druckstück 9 abstützt. Die kammerartige Ausnehmung 1′ zur Aufnahme des Druckstücks 9 ist von unten her durch die Platte 13 verschlossen, die beispielsweise durch Verschraubung mit dem eigentlichen Querträger 1 verbunden ist und demgemäß einen Bestandteil der unteren Wand desselben bildet. An dieser unteren Wand, also der Platte 13, stützt sich von oben her das Druckstück 12 ab; außerdem dient die Platte 13 zur Aufnahme von nach oben gerich­ teten Zugkräften, die vom Kopf 14 der Verbindungsstange 10 übertragen werden.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, sind die oberen und unteren Wände (also auch die Platte 13) mit Durchtrittsöffnungen 15 für die Verbindungsstange 10 versehen. Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sowohl die Montage des Aggregatlagers 8 als auch die Befestigung des Querträgers 1 an den Längsträgern 4 und 5 von unten her erfolgen kann.

Die Fig. 1 und 2 lassen erkennen, daß das Aggregatlager 8 prak­ tisch vollständig innerhalb des Querträgers 1 liegt. Dies wiederum bietet die vorteilhafte Möglichkeit, Wände des Querträgers zur Gewinnung einer bestimmten Kennlinie des Aggegatlagers 8 heranzuziehen. Beispiele hierfür zeigen die Querschnitte der Fig. 3 und 4.

Betrachtet man zunächst Fig. 3, so erkennt man bei 30 und 31 seitliche Längswände des wiederum mit 1 bezeichneten Längsträgers. Auch seine mit der Durchtrittsöffnung 15 für die Verbindungs­ stange 10 versehene obere Wand 32 ist deutlich sichtbar ebenso wie die angeschraubte Platte 13, die einen Bestandteil der unteren Wand des Querträgers 1 bildet. Auch sie weist eine Durchtrittsöffnung 15 für die Verbindungsstange 10 auf. Damit auch Zugbeanspruchungen, also nach oben wirkende Kräfte, gedämpft eingeleitet werden, legt sich die Verbindungsstange 10 nicht unmittelbar mit ihrem Kopf 14 auf die Platte 13 auf, sondern unter Zwischenfügung des weiteren elastischen Druckstücks 33, wobei zwischen Kopf 14 und weiterem Druckstück 33 die Zuganker­ platte 34 vorgesehen ist.

Von Interesse ist nun die Form der sich gegenüberstehenden Oberflächenbereiche des hier mit 35 bezeichneten Druckstücks einerseits und der Seitenwände 30 und 31 des Querträgers 1 andererseits: In dem gezeichneten Querschnitt bilden beide Mantellinien von Kegeln mit unterschiedlichen Kegelwinkeln, so daß mit zunehmender Druckbeanspruchung des Druckstücks 35 eine zunehmende Anlage desselben an den Wänden 30 und 31 und damit eine zunehmende Versteifung des Druckstücks 35 auftritt.

In Richtung nach innen, d. h. auf die Verbindungsstange 10 zu, ist das Druckstück 35 praktisch frei für Verformungen.

Die mit den Durchtrittsöffnungen 15 fluchtende zentrale Aus­ nehmung 36 im Druckstück 35 zur Durchführung der Verbindungs­ stange 10 ist nämlich ebenfalls kegelförmig gestaltet, so daß praktisch keine Anlage an der Verbindungsstange 10 vorliegt.

In der Ausführungsform nach Fig. 4 haben die dort mit 40 und 41 bezeichneten Seitenwände sowie die Kontur des dort mit 42 bezeichneten Druckstücks andere Formen: Während das Druckstück 42 eine hohlzylindrische Querschnittsform besitzt, also seine Mantellinien auf einem Kegel mit Kegelwinkel 0 liegen, bilden die Seitenwände 40 und 41 in dem gezeigten Querschnitt Mantel­ linien eines Kegels, der bezüglich des entsprechenden Kegels in Fig. 3 entgegengesetzt verläuft.

In Fig. 4 erkennt man ferner den elastischen Anschlag 43 inner­ halb des Querträgers 1 zur Vermeidung eines harten Anschlagens der Druckplatte 12 an die obere Wand 44 des Querträgers 1. Dieses Element 43 dient ferner als Knickstütze sowie als Dichtung, die das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in den Hohlraum des Querträgers 1 durch die obere Durchtrittsöffnung 15 verhin­ dert. Dieselbe Aufgabe löst übrigens bezüglich der unteren Durchtrittsöffnung 15 das weitere Druckstück 33.

Auch die weiteren Figuren befassen sich mit der Ausbildung der Kontur des Druckstücks zum Zwecke der Erzielung verschiedener vorgegebener Kennlinien. So zeigen die Fig. 5 bis 10, in denen die Seitenwände des Querträgers stets mit 50 und 51 bezeichnet sind, nacheinander ein Druckstück 52 mit in Draufsicht recht­ eckiger oder quadratischer Form, ein Druckstück 53 mit in Drauf­ sicht konkaven Seitenflächen, ein Druckstück 54 mit in Draufsicht konvexen Seitenflächen, ein Druckstück 55 mit kreiszylindrischer Form (also entsprechend Fig. 4), ein Druckstück 56, dessen Seitenflächen in Draufsicht mittlere konkave Bereiche und seitliche lineare Bereiche besitzen, und schließlich ein Druckstück 57, dessen Seitenflächen gleichsam rinnenförmige Bereiche aufweisen.

Auch die Querschnitte des Druckstücks (gemäß III-III in Fig. 1) können unterschiedlich gestaltet sein, wie die Fig. 11 bis 17 zeigen:
Man erkennt nacheinander ein Druckstück 60 mit rechteckigem Querschnitt (analog Fig. 4), ein Druckstück 61 mit trapez- oder kegelstückförmigem Querschnitt (analog Fig. 3), ein Druck­ stück 62 mit in umgekehrter Richtung trapezförmigem Querschnitt, ein Druckstück 63 mit einem aus einem Trapezbereich und einem zylindrischen Bereich zusammengesetzten Querschnitt, ein Druck­ stück 64 mit Kreisquerschnitten, ein Druckstück 65 mit bikonkavem und ein Druckstück 66 mit bikonvexem Querschnitt.

Schließlich können gemäß den Fig. 18, 19 und 20 die Druckstücke auch in Längsrichtung unterschiedlich geformt sein:

Fig. 18 zeigt bei 70 ein Druckstück mit Rechteckform im Längs­ schnitt, Fig. 19 bei 71 bzw. 71′ Druckstücke mit unterschied­ lichen Trapezformen und schließlich Fig. 20 bei 72 ein kugel­ förmiges Druckstück.

Lediglich der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß zur Er­ zielung progressiver Kennlinien die Druckstücke auch Bereiche unterschiedlicher Dichte (ggf. mit Luftblasen) oder aber an definierten Stellen eingebrachte Löcher oder Kanäle aufweisen können.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Aggregat­ lagerung geschaffen, die hinsichtlich der Erzielung eines biege­ steifen Querträgers und der Einstellung vorgegebener Kennlinien für das Aggregatlager optimiert ist.

Claims (8)

1. Aggregatlagerung in einem Kraftfahrzeug mit einem an seinen Enden zur Befestigung an Längsträgern des Fahrzeugs einge­ richteten hohlen Querträger und einem an diesem angreifenden elastischen Aggregatlager, das teilweise innerhalb des Quer­ trägers liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat­ lager (8) einen vollständig innerhalb des Querträgers (1) liegenden elastischen Druckkörper (9) sowie eine Verbindungs­ stange (10) zum Aggregat enthält, die eine Ausnehmung (36) in dem Druckkörper (9) sowie fluchtende Ausnehmungen (15) im Querträger (1) durchsetzt, sich mit einer Schulter (11) auf dem Druckkörper (9) innerhalb des Querträgers (1) abstützt und im Bereich ihres unteren Endes, das auf der der Schulter (11) abgekehrten Seite des Druckkörpers (9) außerhalb des Quer­ trägers (1) liegt, unter Zwischenfügung eines weiteren elasti­ schen Druckstücks (33) einer unteren Wand (13) des Querträ­ gers (1) gegenübersteht, auf der von innen das Druckstück (9) aufliegt, dessen Außenkontur eine von der Form ihr gegenüber­ stehender, Anlageflächen für sie bildender Wände (30, 31) des Querträgers (1) abweichende Form zur Erzielung einer vorgegebenen Verformungskennlinie besitzt.

2. Aggregatlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Wand des Querträgers (1) durch eine zusätz­ liche Platte (13) gebildet ist.

3. Aggregatlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungsstange (8) im Bereich der Aus­ nehmungen (15) im Querträger (1) Dichtungen (33, 43) durch­ setzt.

4. Aggregatlagerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das weitere Druckstück (33) eine Dichtung bildet.

5. Aggregatlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine nahe der Schulter (11) innerhalb des Querträgers (1) angeordnete Dichtung einen Anschlag (43) für die Verbindungs­ stange (10) bildet.

6. Aggregatlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Querschnitten die Außenkontur des Druckstücks (35) und die gegenüberstehenden Wände (30, 31) des Querträgers (1) Mantellinien von Kegeln mit unterschied­ lichen Kegelwinkeln einschließlich des Kegelwinkels 0° bilden.

7. Aggregatlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Querschnitten die Außenkontur des Druckstücks (64) nichtlinear ist.

8. Aggregatlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Draufsicht die Wänden (50, 51) des Querträgers gegenüberstehenden Außenkonturbereiche des Druck­ stücks (53) nichtlinear sind.