DE4111613A1 - Fahrzeugkarosserie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugkarosserie, die Torsionsschwingungen unterworfen ist, nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

In der DE-AS 23 60 514 ist ein Kraftfahrzeug gezeigt, dessen Fahrzeugantrieb als Transaxle ausgelegt ist. Von einem Transaxle spricht man dann, wenn die Brennkraft­ maschine im vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie und das Schaltgetriebe zusammen mit einem Verteilergetriebe im Heckteil des Fahrzeugs untergebracht sind. Bei dem be­ kannten Fahrzeug sind diese beiden Baugruppen mit einem Tragrohr, das um die nach hinten führende Antriebswelle angeordnet ist, miteinander zu einer starren Baugruppe verbunden.

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 aber die Schwingungen nicht betrachtet, die durch Fahrbahnunebenheiten usw. über das Fahrwerk in die Karosserie eingeleitet werden und zu Verwindungen des Fahrzeugaufbaus führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen Fahrzeugkarosserie Maßnahmen zu treffen, um Torsions­ schwingungen, die ursächlich für die Verwindung der Fahr­ zeugkarosserie sind, zu dämpfen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach dem Erfindungsgedanken werden im Gegensatz zum Stand der Technik gerade die Karosserieabschnitte betrachtet, die bezüglich der Torsionsschwingungen die großen Schwingungsamplituden aufweisen. An diesen Stellen werden die elastischen Lager vorgesehen, mit denen die An­ triebseinheit in der Karosserie gelagert ist. Durch die geneigte Anordnung dieser Lager regen die über den Fahr­ zeugaufbau eingeleiteten Schwingungen die Antriebseinheit zu einer im wesentlichen translatorischen Schwingung in Fahrzeuglängsrichtung an. Da die Antriebseinheit ein hohes Gewicht hat, wirkt sie schwingungstechnisch als träge Masse bzw. als Schwingungstilger.

Der Anstellwinkel der Lager kann in einem weiten Bereich variiert werden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, ihn zwischen 40 und 50° zu wählen. In einem besonders bevor­ zugten Ausführungsbeispiel ist der Winkel mit 45° ge­ wählt.

Bei den Winkelangaben ist zu beachten, daß der Neigungs­ winkel des einen Lagers zur Fahrzeuglängsachse gegen den Uhrzeigersinn, während der Neigungswinkel des gegenüber­ liegenden Lagers im Uhrzeigersinn gemessen wird. Dies drückt die Erfindung durch die Beziehung gegensinnig ge­ neigt aus. Anders ausgedrückt, beträgt der Winkel zwischen den beiden Lagern 180 - 2α, wobei α und β dem Betrag nach gleich sind.

Dies ist wünschenswert, muß aber nicht notwendigerweise der Fall sein. Je nach Gegebenheiten und Einbaulage der Antriebseinheit können auch unterschiedliche Winkelwerte gewählt werden.

Als elastische Lager lassen sich im Prinzip alle ge­ bräuchlichen Motorlager, also auch Flüssigkeitslager ver­ wenden. In einer bevorzugten Ausführung werden her­ kömmliche Gummimetallager eingesetzt. Diese Lager sind aufgebaut mit einer starren, in der Regel aus Metall be­ stehenden Außenhülse, einem ebenfalls starren bzw. aus Metall bestehendem Innenkörper und einem elastischen Kör­ per, der zwischen diesen beiden Teilen angeordnet und mit diesen verbunden ist. Die Antriebseinheit ist vorzugs­ weise mit den Außenhülsen der Lager verbunden, während die Verbindung zur Fahrzeugkarosserie über die Innen­ körper geschieht. Es kann aber auch eine umgekehrte An­ ordnung gewählt werden. Je nach Anforderung und ge­ wünschter Schwingungsdämpfung bzw. Auslegung der Anstell­ winkel der Lager werden die Gummimischungen der elasti­ schen Körper in ihrer Härte und Elastizität gewählt.

Die Erfindung läßt sich in vorteilhafter Weise bei solchen Fahrzeugantrieben verwenden, die eine Brennkraft­ maschine im Frontabschnitt der Karosserie und ein Ver­ teilergetriebe im Heckabschnitt aufweisen. Sind diese beiden Baugruppen wie nach dem Stand der Technik mit einem Tragrohr zu einer starren Baueinheit verbunden, er­ höht sich die träge Masse bzw. Tilgermasse erheblich mit der Folge, daß die Torsionsschwingungen des Fahrzeug­ aufbaus noch wirkungsvoller gedämpft werden.

Bei einer solchen starren Antriebsbaugruppe ist es natür­ lich erforderlich, das Verteilergetriebe so in der Karosserie zu lagern, daß die Schwingungen in Fahr­ zeuglängsrichtung möglich sind. Es wird also in diesem Fall ein Lager gewählt, daß in Schwingrichtung elastisch ausgelegt ist.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles mit der dazugehörigen Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 in schematischer Ansicht ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie und einer darin ange­ ordneten Antriebsbaugruppe, bei der eine Brenn­ kraftmaschine im Frontabschnitt und ein Ver­ teilergetriebe im Heckabschnitt vorgesehen sind,

Fig. 2 die Antriebsbaugruppe nach Fig. 1 für sich ge­ zeichnet und mit einer schematischen Andeutung der Lagerung der Brennkraftmaschine in der Fahrzeugkarosserie und

Fig. 3 eine Ansicht der Antriebsbaugruppe nach Fig. 2.

Ein Kraftfahrzeug nach Fig. 1 ist als Cabriolet aus­ gelegt, das heißt es weist eine offene Fahrzeugkarosserie 1 auf. Derartige Fahrzeugtypen sind wegen der fehlenden Dachverbindung verwindungsanfälliger als herkömmlich ge­ schlossene Fahrzeuge. Die Folge sind Torsionsschwingungen der Karosserie bei überfahren von Fahrbahnunebenheiten usw.

Die Fahrzeugkarosserie 1 läßt eine Antriebsbaugruppe 2 in ihrem Inneren erkennen. Sie setzt sich zusammen aus einer im Frontabschnitt des Fahrzeugs angeordneten Brennkraft­ maschine 3, einem dahinterliegenden Schaltgetriebe 4, einer nach hinten führenden und nicht einsehbaren An­ triebswelle und einem im Heckabschnitt vorgesehenen Ver­ teilergetriebe 5. Die Antriebswelle wird umgeben von einem Tragrohr 6, das das Verteilergetriebe 5 und die Einheit aus Schaltgetriebe 4 und Brennkraftmaschine 3 zu einer einzigen starren Baugruppe verbindet. Diese Bau­ gruppe ist in etwa in der Mittellängsebene des Kraftfahr­ zeuges 1 angeordnet.

Die Lagerung der Antriebsbaugruppe 2 ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Danach sind zwei schräg angestellte elastische Lager 7 und 8 erkennbar und zwar jeweils ein Lager an jeder der in Fahrzeuglängsachse 10 ausge­ richteten Seite der Brennkraftmaschine 3. Die Lager 7, 8 liegen sich demnach in Bezug auf die Fahrzeuglängsachse 10 spiegelbildlich gegenüber. Dem Verteilergetriebe 5 ist ein etwa senkrecht nach oben ausgerichtetes Lager 9 zuge­ ordnet.

Die Lager 7 und 8 sind gegensinnig zueinander geneigt, das heißt die Lagerachse 7a des Lagers 7 verläuft schräge von unten links nach rechts oben, während die Lagerachse 8a gegensinnig schräg von unten rechts nach links oben ausgerichtet ist. Die Lagerachse 7a bildet mit der hori­ zontal verlaufenden Fahrzeuglängsachse 10 einen Winkel α. Die Lagerachse 8 bildet mit der Fahrzeuglängsachse 10 einen Winkel β. Dabei wird u gegen den Uhrzeigersinn und β im Uhrzeigersinn gemessen. Geometrisch gesehen beträgt der Winkel zwischen den beiden Lagern 180 - 2α, mit dem Betrag nach gleich u.

Die Lager 7 und 8 weisen eine Außenhülse 7b, 8b auf, mit denen sie über Arme 11, 12 an der Brennkraftmaschine 3 befestigt sind (Fig. 3). Desweiteren sehen die Lager 7 und 8 jeweils einen Innenkörper 7c, 8c vor, mit dem sie am Fahrzeugaufbau 1a, 1b verbunden sind. Nicht erkennbar, enthalten die Lager 7 und 8 im Inneren elastische Körper, die sowohl an den Außenhülsen 7b, 8b als auch an den Innenkörpern 7c, 8c anvulkanisiert sind.

Das Lager 9 ist nicht näher dargestellt, es soll aber so ausgelegt sein, daß es Schwingungen der gesamten An­ triebsbaugruppe 2 in Richtung der Langsachse 10 zuläßt.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgendermaßen. Wird die Fahrzeugkarosserie 1 durch Fahrbahnunebenheiten zu Torsionsschwingungen um die Fahrzeuglängsachse 10 ange­ regt, bewegt sich beispielsweise der Karosserieabschnitt 1a in Pfeilrichtung 13 nach oben. Mit dem Karosserieab­ schnitt 1a wird auch der Innenkörper 7c und damit das Lager 7 nach oben gedrängt. Andererseits aber lastet auf dem Lager 7 der schwere Körper der Brennkraftmaschine bzw. der gesamten Antriebsbaugruppe 2. Die Folge ist ein Zusammenpressen des elastischen Körpers in dem Lager 7. Dies bewirkt wiederum eine Reaktionskraft im elastischen Körper, die in Richtung der Lagerachse 7a als Reaktions­ kraft 14 auftritt. Die Reaktionskraft 14 kann in eine senkrechte Komponente 14a und in eine nach hinten ge­ richtete waagrechte Komponente 14b aufgeteilt werden.

In ähnlicher Weise wird das Lager 8 belastet, wenn auch im umgekehrten Sinne. Bei der Hubbewegung des Karos­ serieabschnittes 1a wird aufgrund der Torsion um die Fahrzeuglängsachse 10 der Karosserieabschnitt 1b nach unten verlagert. Das Lager 8 wird auf Zug beansprucht. Die Reaktionskraft im Lager 8 teilt sich wiederum in eine vertikale und eine horizontale Komponente auf. Die hori­ zontale Komponente verläuft dabei in Richtung der Kraft­ komponenten 14b.

Durch die Hubbewegungen der Karosserie wird also die An­ triebseinbaugruppe 2 in Längsrichtung nach hinten ver­ lagert. Aufgrund der Elastizitäten der Lager 7, 8 und 9 und der Masse der Antriebsbaugruppen handelt es sich hier um eine gedämpfte Schwingung, die der Torsionsschwingung der Fahrzeugkarosserie dämpfend entgegenwirkt.

Claims (5)

1. Fahrzeugkarosserie, die Torsionsschwingungen um die Fahrzeuglängsachse unterworfen und in der über elastische Lager eine Antriebseinheit aufgehängt ist, wobei jede der in Fahrzeuglängsachse ausge­ richteten Seiten der Antriebseinheit wenigstens ein elastisches Lager vorsieht, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerachsen (7a, 8a) der sich in Bezug auf die Fahrzeuglängsachse (10) gegenüberliegenden Lager (7, 8) gegensinnig zur waagrecht verlaufenden Fahr­ zeuglängsachse (10) geneigt sind.

2. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die eine Lagerachse (7a) zur Fahr­ zeuglängsachse (10) um eine Winkel α geneigt ist und die andere Lagerachse (8a) einen Winkel β, wobei der Winkel zwischen den beiden Lagern 180 - 2α beträgt und α und β den Betrag nach gleich sind.

3. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Winkel α oder β einen Wert zwischen 40 und 50° einnimmt.

4. Fahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die elastischen Lager aus einer starren Außenhülse, einem starren Innenkörper und einem an der Außenhülse und dem Innenkörper befestigten, da­ zwischenliegenden elastischen Körper bestehen, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (2) mit den Außenhülsen (7b, 8b) und die Fahrzeug­ karosserie (1a, 1b) mit den Innenkörpern (7c, 8c) der elastischen Lager (7, 8) verbunden sind.

5. Fahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Brennkraftmaschine als Antriebseinheit im Frontabschnitt der Karosserie und mit einem über eine Antriebswelle von der Brennkraftmaschine ange­ triebenen Verteilergetriebe im Heckabschnitt der Karosserie, wobei das Verteilergetriebe über ein die Antriebswelle umgebenden Tragrohr mit der Brenn­ kraftmaschine zu einer starren Baueinheit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteiler­ getriebe (5) an der Karosserie (1) mit einem elasti­ schen Lager (6) gehalten ist, das Schwingungen der Baueinheit des Antriebs in der Fahrzeuglängsachse (10) zuläßt.