DE4108598A1 - System for damping torsional vibrations in body of vehicle - has support for differential which allows vertical movement - Google Patents

System for damping torsional vibrations in body of vehicle - has support for differential which allows vertical movement

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Abstract

Arrangement for damping the torsional vibrations of a vehicle's bodywork (1) having a connecting arm (7) fitted in a transverse direction to the differential drive (5). The connecting arm is joined to an outer section of the vehicle bodywork exhibiting the greatest oscillation amplitudes and the differential drive is secured to the vehicle frame (1b) by a support point (9) which permits a degree of vertical movement allowing the drive to act as a balancing mass. ADVANTAGE - Damping arrangement which prevents a twisting action in the body of the vehicle.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, die Torsionsschwingungen um die Fahr­ zeuglängsachse unterworfen ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a motor vehicle a body, the torsional vibrations around the driving longitudinal axis is subject, according to the preamble of Claim 1.

In der DE-AS 23 60 514 ist eine bekannte Triebwerks­ anordnung in einem Kraftfahrzeug gezeigt. Der Fahrzeug­ antrieb ist als sogenannter Transaxle ausgelegt, das heißt, die Brennkraftmaschine sitzt im vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie, während das Schaltgetriebe zu­ sammen mit einem Verteilergetriebe im Heckteil des Fahr­ zeugs untergebracht ist. Die beiden Baugruppen werden mit einem Tragrohr, das um die nach hinten führende Antriebs­ welle angeordnet ist, miteinander zu einer starren Bau­ gruppe verbunden.In DE-AS 23 60 514 is a known engine arrangement shown in a motor vehicle. The vehicle drive is designed as a so-called transaxle, the means that the internal combustion engine is located in the front area the vehicle body while the manual transmission too together with a transfer case in the rear part of the drive stuff is housed. The two modules are included a support tube that runs around the rear-leading drive shaft is arranged together to form a rigid construction group connected.

Für die Lagerung dieser Baugruppe werden Stellen an der Fahrzeugkarosserie gesucht, die möglichst schwingungsarm sind. Ziel dieser Anordnung ist es, Schwingungsanregungen von der Antriebseinheit nach Möglichkeit nicht in die Fahrzeugkarosserie einzuleiten. Nach diesem Stand der Technik werden die Schwingungen nicht betrachtet, die durch Fahrbahnunebenheiten usw. über das Fahrwerk in die Karosserie eingeleitet werden und Verwindungen des Fahrzeugaufbaus bewirken.For the storage of this assembly, places on the Vehicle body searched for the lowest possible vibration are. The aim of this arrangement is to excite vibrations from the drive unit if possible not to the Initiate vehicle body. According to this state of the Technology are not considered the vibrations that due to uneven road surfaces etc. via the chassis in  the bodywork is initiated and the torsion of the Effect vehicle body.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem gattungsgemäßen Kraftfahrzeug Maßnahmen zu treffen, um Torsions­ schwingungen, die ursächlich für die Verwindung der Fahr­ zeugkarosserie sind, zu vermindern.The object of the invention is in a generic Motor vehicle measures to take torsion vibrations that cause the torsion of the driving tool body are to be reduced.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention the object is achieved with the characteristics features of the main claim. Beneficial Embodiments of the invention result from the Subclaims.

Nach dem Erfindungsgedanken werden demnach im Gegensatz zum Stand der Technik gerade die Karosserieabschnitte be­ trachtet, die bezüglich Torsionsschwingungen die größten Schwingungsamplituden aufweisen. An einer solchen Stelle wird der Verbindungsarm des Antriebsaggregates an­ geschlossen. Dadurch werden die Schwingungsbewegungen der Fahrzeugkarosserie über den Verbindungsarm auf das Antriebsaggregat übertragen. Da dieses Antriebsaggregat aber schwingungstechnisch eine große träge Masse dar­ stellt, wirkt sie bezüglich der Aufbauschwingungen als Tilgermasse, die versucht, die Aufbauschwingungen zu dämpfen. Da dem Aggregat während des Schwingungsvorganges eine im wesentlichen vertikale Bewegung aufgezwungen wird, sieht die Erfindung vor, das Aggregat über ein ge­ eignetes Lager an der Karosserie zu befestigen. Ein solches Lager muß demnach Vertikalschwingungen des Aggregats zulassen und zweckmäßigerweise auch dämpfen. Außerdem muß es im Schwingungsknoten der Aufbautorsion positioniert sein.According to the idea of the invention, therefore, are in contrast to the state of the art just the body sections strives to be the largest in terms of torsional vibrations Have vibration amplitudes. In such a place the connecting arm of the drive unit is on closed. This causes the vibratory movements of the Vehicle body over the connecting arm on the Transfer drive unit. Because this drive unit but is a large inertial mass in terms of vibration with regard to the structural vibrations, it acts as Absorber mass trying to build up vibrations dampen. As the unit during the vibration process an essentially vertical movement is imposed is, the invention provides for the unit via a ge to attach a suitable bearing to the body. A Such camp must therefore have vertical vibrations Allow the unit and expediently also steam it. In addition, it must be in the vibration node of the body torsion be positioned.

Für diesen Fall ist es vorteilhaft, ein Hydrolager zu verwenden. Solche Hydrolager sind in der Triebwerks­ lagerung in vielfältiger Form bekannt. In this case it is advantageous to add a hydraulic bearing use. Such hydraulic bearings are in the engine storage in a variety of forms.  

Der Fahrzeugaufbau wird im Bereich der Anlenkungsstelle des Verbindungsarmes nicht immer eine reine vertikale Be­ wegung ausführen. Es ist daher zweckmäßig, das Gelenk zwischen der Karosserie und dem Verbindungsarm als Universalgelenk auszulegen. Außerdem ist es vorteilhaft, an dieser Stelle eine Körperschallisolierung zwischen dem Gelenk und der Karosserie dazwischenzuschalten, um Ge­ räusche des Antriebsaggregats an einer Fortpflanzung in die Karosserie zu hindern. In einer bevorzugten Aus­ führung wird für diese beiden Funktionen ein Gummilager verwendet.The vehicle body is in the area of the articulation point the connecting arm is not always a pure vertical loading execute movement. It is therefore advisable to use the joint between the body and the link arm as To design universal joint. It is also advantageous at this point structure-borne noise insulation between the Interpose joint and body to Ge noises of the drive unit at a reproduction in to prevent the body. In a preferred out leadership becomes a rubber bearing for these two functions used.

Nach der Erfindung kann jedes Aggregat des Fahrzeug­ antriebs, also eine Brennkraftmaschine, das Schalt­ getriebe oder das Verteilergetriebe mit dem Verbindungs­ arm ausgerüstet sein. Bei einem Elektroantrieb könnte auch der Elektromotor den Verbindungsarm aufweisen.According to the invention, each unit of the vehicle drive, so an internal combustion engine, the switching gearbox or the transfer case with the connection be poorly equipped. An electric drive could the electric motor also have the connecting arm.

Besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, den Ver­ bindungsarm einem Verteilergetriebe zuzuordnen, das sich im Heckabschnitt des Fahrzeugs befindet. Als Träg­ heitsmasse wirkt in diesem Fall das Gewicht des Ver­ teilergetriebes und durch die Länge des Hebelarmes läßt sich ein für die Schwingungsdämpfung wirksames hohes Trägheitsmoment erreichen.It has proven to be particularly useful to Ver to be associated with a transfer case with little binding located in the rear section of the vehicle. As carrier in this case, the weight of the ver divider gear and by the length of the lever arm a high effective for vibration damping Achieve moment of inertia.

Um die träge Masse noch zu erhöhen, ist es weiter vor­ teilhaft, die gesamte Antriebseinheit, also die im Front­ teil des Fahrzeuges angeordnete Brennkraftmaschine, das Schaltgetriebe, die Antriebswelle und das Verteiler­ getriebe zu einer starren Baugruppe entsprechend dem Stand der Technik zusammenzufassen.In order to increase the inertial mass even further, it is ahead partial, the entire drive unit, i.e. the one in the front Part of the vehicle arranged internal combustion engine, the Manual transmission, the drive shaft and the distributor gearbox to a rigid assembly according to the Summarize the state of the art.

Es liegt auf der Hand, daß in einem solchen Fall die Brennkraftmaschine mit geeigneten Lagern am Fahrzeug­ aufbau gelagert sein muß, um die zuvor erwähnten ver­ tikalen Schwingungen des Verteilergetriebes mit dem Ver­ bindungsarm zuzulassen.It is obvious that in such a case the Internal combustion engine with suitable bearings on the vehicle  construction must be stored in order to ver tical vibrations of the transfer case with the Ver allow low binding.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles mit der dazugehörigen Zeichnung. Die Zeichnung zeigt inFurther advantages of the invention result from the following description of an embodiment with the associated drawing. The drawing shows in

Fig. 1 in schematischer Ansicht ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebsbaugruppe, bei der die Brenn­ kraftmaschine im Frontabschnitt und das Ver­ teilergetriebe im Heckabschnitt gelagert sind, Fig. 1 are mounted in a schematic view an automotive vehicle having a drive assembly, in which the internal combustion engine in the front portion and the divider Ver gear in the rear portion,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der Befestigung des hinteren Abschnittes der Antriebsbaugruppe an der Karosserie. Fig. 2 is a schematic diagram of the attachment of the rear portion of the drive assembly to the body.

Ein Kraftfahrzeug nach der Fig. 1 ist als Cabriolet aus­ gelegt, das heißt es weist eine offene Karosserie 1 auf. Derartige Fahrzeugtypen sind wegen der fehlenden Dachver­ bindung verwindungsanfälliger als herkömmliche ge­ schlossene Kraftfahrzeuge. Die Karosserie 1 läßt eine An­ triebsbaugruppe 2 in ihrem Inneren erkennen. Sie setzt sich zusammen aus einer im Frontabschnitt des Fahrzeugs angeordneten Brennkraftmaschine 3, einem dahinter­ liegenden Schaltgetriebe 4, einer nach hinten führenden und nicht einsehbaren Antriebswelle und einem im Heck­ abschnitt vorgesehenen Verteilergetriebe 5. Die Antriebs­ welle wird umgeben von einem Tragrohr 6, das das Ver­ teilergetriebe 5 und die Einheit aus Schaltgetriebe 4 und Brennkraftmaschine 3 zu einer einzigen starren Baugruppe verbindet. Diese Baugruppe ist in etwa in der Mittel­ längsebene 10 (Fig. 2) des Kraftfahrzeuges 1 angeordnet. A motor vehicle according to the Fig. 1 is set as a convertible from, that is, it has an open body 1 on. Such vehicle types are due to the lack of Dachver connection more warp than conventional ge closed motor vehicles. The body 1 reveals a drive assembly 2 on its inside. It is composed of an internal combustion engine 3 arranged in the front section of the vehicle, a manual transmission 4 located behind it, a drive shaft leading to the rear and not visible, and a transfer case 5 provided in the rear section. The drive shaft is surrounded by a support tube 6 , which connects the United transmission 5 and the unit comprising the manual transmission 4 and the internal combustion engine 3 to form a single rigid assembly. This assembly is arranged approximately in the central longitudinal plane 10 ( FIG. 2) of the motor vehicle 1 .

Das Verteilergetriebe 5 weist einen in Fahrzeugquer­ richtung abstehenden Verbindungsarm 7 auf, der mit seinem freien Ende bis fast an die Außenkontur der Karosserie 1 reicht.The transfer case 5 has a connecting arm 7 projecting in the transverse direction of the vehicle, which extends with its free end almost to the outer contour of the body 1 .

In Fig. 2 ist das Verteilergetriebe 5 mit seinem Ver­ bindungsarm 7 noch einmal getrennt gezeichnet. Die Blick­ richtung ist dabei in Fahrzeuglängsrichtung. Der Ver­ bindungsarm 7 weist an seinem äußeren freien Ende ein schematisch angedeutetes Kugelgelenk 8 auf, mit dem er an einem ebenfalls nur angedeuteten Fahrzeug­ karosserieabschnitt 1a angelenkt ist. Das Verteiler­ getriebe 5 sieht einen Gehäuseabschnitt 5a vor, mit dem es über ein Hydrolager 9 (ebenfalls nur schematisch dargestellt) an einem weiteren Karosserieabschnitt 1b ge­ lagert ist. Das Hydrolager 9 soll durch die gezeichnete Feder darauf hinweisen, daß es Vertikalschwingungen des Verteilergetriebes zuläßt. Im übrigen ist das Lager 9 in der Längsmittelebene 10 des Kraftfahrzeuges angeordnet.In Fig. 2, the transfer case 5 with its Ver connection arm 7 is drawn again separately. The line of sight is in the vehicle's longitudinal direction. The Ver connection arm 7 has at its outer free end a schematically indicated ball joint 8 , with which it is articulated on a vehicle body section 1 a, also only indicated. The distributor gear 5 provides a housing section 5 a, with which it is ge via a hydraulic bearing 9 (also shown only schematically) on a further body section 1 b. The hydraulic bearing 9 is intended to indicate by the drawn spring that it allows vertical vibrations of the transfer case. In addition, the bearing 9 is arranged in the longitudinal center plane 10 of the motor vehicle.

Die Fig. 2 deutet auf die Schwingbewegungen der Fahr­ zeugkarosserie hin, die aufgrund von Fahrbahnunebenheiten usw. angeregt werden. Es soll mit 1c der Karosserie­ boden dargestellt sein, der sich entsprechend der senk­ rechten Pfeile nach 1c′ bewegt. Die Schwingungsamplituden sind an der Fahrzeugaußenseite am größten, während sie sich in der Fahrzeuglängsmittenebene 10 auf Null ver­ ringern. Auf der dem Verbindungsarm 7 abgekehrten Seite treten die gleichen Schwingungsamplituden mit umgekehrten Vorzeichen auf. Fig. 2 indicates the swinging movements of the vehicle body, which are excited due to bumps, etc. It should be shown with 1 c of the body floor, which moves according to the vertical right arrows after 1 c '. The vibration amplitudes are greatest on the outside of the vehicle, while they decrease in the longitudinal plane 10 of the vehicle to zero. On the side facing away from the connecting arm 7 , the same vibration amplitudes occur with the opposite sign.

Die Wirkungsweise soll nun erklärt werden. Wird das Fahr­ zeug in der erwähnten Weise angeregt und schwingt es, so wird das freie Ende des Verbindungsarmes 7 mit dem Universalgelenk 8 nach oben mitgenommen. Dieser Bewegung setzt die Masse des Verteilergetriebes und der gesamten Antriebsgruppe aufgrund der Massenträgheit einen Träg­ heitswiderstand entgegen. Die Schwingungen des Fahrzeug­ aufbaus werden so getilgt und dem Verteilergetriebe wird eine vertikale Schwingung entsprechend dem Doppelpfeil 11 aufgezwungen. Das Lager 9 erlaubt dem Ver­ teilergetriebe diese Hubbewegungen und dämpft die Be­ wegung zugleich. Um die gewünschte Tilgung der Aufbau­ schwingung zu erreichen, muß die Bewegungsfrequenz des Verteilergetriebes durch geeignete Wahl der Lagersteifig­ keiten auf die Aufbautorsionsschwingung abgestimmt werden.The mode of action will now be explained. If the vehicle is excited and vibrates in the manner mentioned, the free end of the connecting arm 7 with the universal joint 8 is carried upward. This movement is opposed by an inertia resistance due to the mass of the transfer case and the entire drive group due to the inertia. The vibrations of the vehicle body are eradicated and a vertical vibration is forced on the transfer case according to the double arrow 11 . The bearing 9 allows the United gearbox these lifting movements and dampens the movement Be at the same time. In order to achieve the desired repayment of the body vibration, the movement frequency of the transfer case must be matched to the body torsional vibration by a suitable choice of bearing stiffness.

Claims (6)

1. Kraftfahrzeug, mit einer Karosserie, die Torsions­ schwingungen um die Fahrzeuglängsachse unterworfen ist, und mit einem im Bereich der Mittellängsebene des Kraftfahrzeuges angeordneten Aggregat eines Fahrzeugantriebs, das wenigstens einen sich in Fahr­ zeugquerrichtung erstreckenden Verbindungsarm auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Karosserie (1) der Verbindungsarm (7) über ein Gelenk (8) schwenkbar und das Aggregat (Verteilergetriebe 5) mit einem Gehäuseabschnitt in der Mittellängsebene über ein Vertikalschwingungen zulassendes elastisches Lager (9) angeordnet ist.1. Motor vehicle, with a body that is subjected to torsional vibrations about the longitudinal axis of the vehicle, and with an arranged in the region of the central longitudinal plane of the motor vehicle unit of a vehicle drive, which has at least one connecting arm extending in the vehicle transverse direction, characterized in that on the body ( 1 ) the connecting arm ( 7 ) can be pivoted via a joint ( 8 ) and the unit (transfer case 5 ) is arranged with a housing section in the central longitudinal plane via an elastic bearing ( 9 ) which allows vertical vibrations. 2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Gehäuseabschnitt des Aggregats (Verteilergetriebe 5) und der Fahrzeug­ karosserie (1) ein Hydrolager vorgesehen ist.2. Motor vehicle according to claim 1, characterized in that a hydraulic bearing is provided between the housing section of the unit (transfer case 5 ) and the vehicle body ( 1 ). 3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Universalgelenk (8) das freie Ende des Verbindungsarms (7) an der Fahrzeug­ karosserie (1a) schwenkbar hält. 3. Motor vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that a universal joint ( 8 ) holds the free end of the connecting arm ( 7 ) on the vehicle body ( 1 a) pivotally. 4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Universalgelenk (8) und der Karosserie (1a) eine Körperschallisolierung vor­ gesehen ist.4. Motor vehicle according to claim 3, characterized in that between the universal joint ( 8 ) and the body ( 1 a) a structure-borne noise insulation is seen before. 5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Brennkraftmaschine im Frontabschnitt der Karosserie und mit einem über eine Antriebswelle von der Brennkraftmaschine angetriebenen Verteiler­ getriebe im Heckabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilergetriebe (5) den Verbindungsarm (7) aufweist.5. Motor vehicle according to one of claims 1 to 4, with an internal combustion engine in the front portion of the body and with a driven by a drive shaft of the internal combustion engine gearbox in the rear section, characterized in that the transfer case ( 5 ) has the connecting arm ( 7 ). 6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, bei dem die Brenn­ kraftmaschine (3) und das Verteilergetriebe (5) mit einem die Antriebswelle umgebenden Tragrohr (6) zu einer starren Baueinheit verbunden sind.6. Motor vehicle according to claim 5, wherein the internal combustion engine ( 3 ) and the transfer case ( 5 ) with a drive shaft surrounding the support tube ( 6 ) are connected to a rigid structural unit.
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