DE4115314C2 - Aufhängung eines Triebwerkes in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängung eines Trieb­ werkes in einem Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugkörper, an dem das Triebwerk über elastische Tragelemente und an dem die dem Triebwerk naheliegenden, am Fahrzeugkörper angelenkte Radachsen über Federbeine abgestützt sind.

Eine derartige Aufhängung ist mit DE-Patent 25 17 799 be­ kannt, bei welcher die elastischen Tragelemente des Triebwer­ kes mit zusätzlichen Druckkammern mit veränderlichen Volumen ausgestattet sind und die Druckkammern über Leitungen mit Druckkammern der Teleskopstoßdämpfer zur Dämpfung der Einfe­ derwege der Räder des Fahrgestells verbunden sind.

Durch eine solche Maßnahme wird erreicht, daß z. B. beim Überfahren einer Fahrbahnerhebung in der der Radaufhängung zugeordneten Druckkammer ein Überdruck erzeugt wird, der über die Verbindungsleitung direkt zu einem entsprechenden Druck­ anstieg in der dem Tragelement der Triebwerksaufhängung zuge­ ordneten Druckkammer führt. Dadurch wird eine Hubkraft auf das Triebwerk ausgeübt, die eine sonst auftretende Relativbe­ wegung zwischen Triebwerk und Fahrgestell verhindert oder verkleinert; d. h., die Ausschläge des Triebwerkes gegenüber dem Fahrgestell werden reduziert.

Eine solche Konstruktion erfordert neben der besonderen Ge­ staltung der oberen Stoßdämpferanlenkung und den speziellen Triebwerklagern auch ein Nachfüllsystem für die Hydraulik­ flüssigkeit. Der dafür insgesamt erforderliche technische Aufwand ist erheblich und verursacht entsprechende Kosten.

Bei einer weiteren bekannten Triebwerkaufhängung der im Ober­ begriff beschriebenen Kategorie ist das Triebwerk an minde­ stens einem Gummiblock auf einem Querträger des Fahrgestells gelagert und in seinem mittleren Teil an einer über ihm ange­ ordneten Quertraverse elastisch aufgehängt. Die Quertraverse stützt sich beidendig jeweils auf dem oberen Teil der mit den Schraubenfedern umgebenen Achsstoßdämpfer ab, und zwar in dem Bereich, in welchem sich auch das Fahrgestell abstützt. Mit­ tels einer elastischen Aufnahme der Stoßdämpfer am Fahrge­ stell bewegen sich infolge der von der Fahrbahn vom Rad über­ nommenen Kräfte die Stoßdämpferanlenkungen gegenüber dem Fahrgestell. Diese Bewegungen übertragen sich unmittelbar auf die Quertraverse und von dieser über elastische Aufhängungen auf das Triebwerk (DE-Patent 25 26 125).

Eine solche Aufhängung ist praktisch nur bei einem längs ein­ gebauten Triebwerk realisierbar. Es beansprucht erheblichen Einbauraum. Die Quertraverse hat relativ große Kräfte zu übertragen und muß dementsprechend schwer ausgeführt werden. Damit wird das Fahrzeuggewicht nachteilig erhöht.

Mit DE-OS 31 29 839 ist eine elastische Lageranordnung für ein Antriebsaggregat in Kraftfahrzeugen beschrieben, bei wel­ chem zu einem ersten gummielastischen Lagerelement ein ela­ stisches zweites Lagerelement in Reihe angeordnet ist. Dabei ist vorgeschlagen, dieses zweite Lagerelement mit gegenüber dem ersten Lagerelement stark herabgesetzter Federrate an der einen Seite auf einem Achslenker abzustützen, wobei sich die­ ser Abstützpunkt jedoch gegenläufig zur Radeinfederung be­ wegt. Damit gelingt es aufgabengemäß die Federrate des Lagers des Antriebsaggregates herabzusetzen. Ein unmittelbares Kop­ peln der schwingenden Radaufhängung mit der Triebwerkmasse liegt jedoch nicht vor.

In der EP 0 087 270 31 wird eine Radaufhängung beschrieben, dessen Feder-Dämpfer-Einheiten (Federbeine) nicht wie üblich an der Karosserie, sondern am Triebwerk abgestützt sind. Das Triebwerk selbst ist elastisch im Fahrzeugkörper befestigt. Mit dieser Anordnung soll erreicht werden, daß Geräusche und Schwingungen, die von der Radaufhängung herrühren, nicht un­ mittelbar in den Fahrzeugkörper eingeleitet werden. Sie sol­ len vielmehr durch die schwere Masse der Antriebseinheit ge­ dämpft werden. Auf diese Weise können aber die Ausschläge des Triebwerks gegenüber dem Fahrgestell nicht reduziert werden. Sie werden vielmehr angeregt, da das Triebwerk im Kraftweg zwischen der Radaufhängung und dem Fahrzeugkörper liegt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Aufhängung für ein Triebwerk in einem Kraftfahrzeug, bei welchem das Triebwerk gegenüber dem Fahrzeugkörper auf elastischen Trag­ elementen abgestützt ist und eine Wirkverbindung der Aufhän­ gung mit der dem Triebwerk naheliegenden Radachse besteht, derart zu verbessern, daß ein unmittelbarer Einfluß von den Vertikalbewegungen der Räder gewährleistet ist und daß eine wirksame Kopplung mit kostengünstigen einfachen technischen Mitteln erzielt wird, die sowohl bei Längs- als auch Querein­ bau des Triebwerkes einsetzbar sind, geringes Gewicht aufwei­ sen und nur wenig Einbauraum beanspruchen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Triebwerk in an sich bekannter Weise gegenüber dem Fahrzeug­ körper auf elastischen Tragelementen, vorzugsweise Gummi-Me­ tall-Lagern, abgestützt ist und zwischen mit den Rädern be­ wegten Anlenkpunkten an den primären Radaufhängungselementen, vorzugsweise den Querlenkern sowie Anlenkpunkten an der Masse des Triebwerkes, jeweils ein teleskopischer Dämpfer angeord­ net ist, wobei mindestens ein Anlenkpunkt jedes Dämpfers an elastischen Lagern zur Eliminierung der kurzhubigen vom Motor angeregten Schwingungen befestigt ist.

Die Anlenkpunkte am Triebwerk sind vorzugsweise an Stellen mit maximaler vertikaler Amplitude angeordnet.

Die Anlenkpunkte für die teleskopischen Dämpfer an den primä­ ren Radaufhängungselementen befinden sich abhängig von der Weichheit der Triebwerksaufhängung auf einer wirksamen Länge des jeweiligen Querlenkers, gemessen von dessen Anlenkpunkt an.

Vorteilhafterweise sind die teleskopischen Dämpfer als hy­ draulische Dämpfer ausgebildet.

Die teleskopischen Dämpfer können so ausgelegt sein, daß sie nur bei Einfederung des jeweiligen Rades eine Dämpfungskraft aufbauen, sie können jedoch auch als doppelwirkende Dämpfer ausgebildet sein.

Während bei allen bisher bekannten Triebwerkaufhängungen der im Oberbegriff beschriebenen Kategorie die Wirkverbindung zwischen Triebwerk und Radaufhängung jeweils an der Radauf­ hängung an einer Stelle nach der Radfederung zum Fahrzeugauf­ bau hin abgegriffen wird bzw. vor der Triebwerkmasse auf das Lagerelement wirkt, ist nach der Erfindung diese Wirkverbin­ dung unmittelbar von einem mit dem Rad direkt bewegten Bau­ element auf die Triebwerkmasse gegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand von Abbildungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die schematisierte Ansicht eines Triebwerkes und einer Vorderachse eines Kraftfahrzeuges,

Fig. 2 ein Ersatzschaubild der Massen, Federn und Dämpfer der erfindungsgemäßen Aufhängung.

Ein Triebwerk 1, bestehend aus Motor und Getriebe, ist quer zur Fahrtrichtung an elastischen Tragelementen 2 gegenüber dem Fahrzeugkörper 3 abgestützt. Am Fahrzeugkörper 3 sind in an sich bekannter Weise auch Federbeine 4 abgestützt, die an ihrem unteren Ende an Schwenklagern 5 befestigt sind, welche die Räder 6 der vorderen Achse tragen. Die Schwenklager 5 sind an ihrem unteren Teil an Querlenkern 7 geführt, welche wiederum in sich bekannter Weise an einem Achsschemel 8 ange­ lenkt sind.

An einem schwingenden Bereich des Querlenkers 7 ist jeweils an einem elastischen Lager 9 ein teleskopischer Dämpfer 10 angelenkt, dessen obere Anlenkpunkte 11 am Triebwerk 1 win­ kelbeweglich befestigt sind. Die Anlenkpunkte 11 sind so ge­ wählt, daß sie an Stellen mit maximaler vertikaler Amplitude des Triebwerkes 1 über dem Fahrzeugkörper 3 liegen, wenn das Triebwerk 1 während des Betriebes in den elastischen Tragele­ menten 2 schwingt. Die Dämpfer 10 sind so ausgebildet, daß sie die translatorischen Bewegungen zwischen dem elastischen Lager 9 und dem Anlenkpunkt 11 aufnehmen, dabei aber eine de­ finierte Kraft aufbauen. Diese Kraft kann bei Ausbildung des Dämpfers 10 als doppelwirkender Dämpfer in beiden Wegrichtun­ gen wirken, wobei für jede Wegrichtung auch eine spezifische Kraft konstruktiv vorgesehen werden kann. Bei Ausbildung des Dämpfers 10 als einfach wirkender Dämpfer wird eine Kraft in nur einer Richtung aufgebaut.

Die sich im Dämpfer 10 aufbauende Kraft kann geschwindig­ keitsabhängig variabel sein, kann aber auch unabhängig von der Geschwindigkeit der Bewegung des Lagers 9 zum Anlenkpunkt 11 konstant sein.

Das elastische Lager 9 wirkt zwischen dem Lenker 7 und dem Dämpfer 10 wie eine Feder. Es kann kleine Relativbewegungen federnd aufnehmen, und zwar so lange, bis der Dämpfer 10 seine konstruktiv vorgegebene übertragbare Kraft aufgebaut hat. Allein die vom Lager 9 auf den Dämpfer 10 übertragene und von diesem konstruktiv übertragbare Kraft wird auf den Anlenkpunkt 11 weitergeleitet. Dabei hat der Dämpfer 10 nicht die Aufgabe, Schwingungen durch Reibungsarbeit zu dämpfen, sondern er dient als Wegeausgleich bei der Übertragung einer Koppelkraft zwischen Lenker 7 und Triebwerk 1.

Die von den Fahrbahnunebenheiten 12 über das Rad 6 verursach­ ten Stöße werden über das Federbein 4 stark abgedämpft auf den Fahrzeugkörper 3 übertragen. Der Fahrzeugkörper 3 gibt diese Impulse verzögert über die Tragelemente 2 an die Masse des Triebwerkes 1 weiter. Dies hat zur Folge, daß das Trieb­ werk 1 in seinen relativ weichen Tragelementen 2 eine gegen­ läufige Vertikalbewegung erfährt. Kommt es zu periodischen Anregungen von der Straße her, z. B. durch Querfugen auf der Fahrbahn, und liegt diese Anregungsfrequenz in einer Reso­ nanzfrequenz des Triebwerkes 1, dann macht sich bei üblichen Triebwerkaufhängungen ein starkes Triebwerkschütteln bemerk­ bar, eine Erscheinung, die dem Fahrkomfort abträglich ist.

Durch den Dämpfer 10 in Verbindung mit der federelastischen Wirkung des Lagers 9 erfolgt eine Anregung der Masse des Triebwerkes 1 von der Fahrbahnunebenheit 12 auf kürzestem Wege, also ohne die dazwischen liegende Masse des Fahrzeug­ körpers 3 (vergleiche Fig. 2).

Das elastische Lager 9 nimmt dabei die vom Triebwerk 1, ins­ besondere vom Motor, angeregten kurzhubigen und höherfrequen­ ten Schwingungen auf.

Im Ergebnis wird dadurch eine akustische Entkoppelung der Masse des Triebwerkes 1 und des Fahrzeugkörpers 3 erreicht, die sich in weiten Schwingungsbereichen, insbesondere des niederfrequenten Bereiches, als Reduzierung von Körperschall und Abbau von Motorrauheiten sowie Vorderbauunruhe spürbar macht.

Die konstruktive Optimierung der erfindungsgemäß dargestell­ ten Lehre kann sowohl empirisch aber auch in weitem Maße rechnerisch unter Zugrundelegung des aus Fig. 2 ersichtli­ chen Ersatzsystems erfolgen.

Claims (6)

1. Aufhängung eines Triebwerkes in einem Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugkörper, an dem das Triebwerk über elastische Tragelemente und an dem die dem Triebwerk naheliegenden, am Fahrzeugkörper angelenkte Radach­ sen über Federbeine abgestützt sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen mit den Rädern (6) bewegten Anlenkpunkten (Lager 9) an den primären Radaufhän­ gungselementen (Lenker 7) sowie Anlenkpunkten (11) an der Masse des Triebwerkes (1) jeweils ein tele­ skopischer Dämpfer (10) angeordnet ist, wobei minde­ stens ein Anlenkpunkt (Lager 9; 11) jedes Dämpfers (10) an elastischen Lagern (9) zur Eliminierung der kurzhubigen vom Triebwerk (1) angeregten Schwingun­ gen befestigt ist.

2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkpunkte (11) am Triebwerk (1) an Stellen mit maximaler vertikaler Amplitude angeordnet sind.

3. Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Anlenkpunkte (Lager 9) der teleskopi­ schen Dämpfer (10) an den primären Radaufhängungselemen­ ten (Lenker 7) abhängig von der Weichheit der Tragele­ mente (2) für die Aufhängung des Triebwerkes (1) auf ei­ ner wirksamen Länge des jeweiligen Lenkers (7), gemessen von dessen Anlenkpunkt, befinden.

4. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die teleskopischen Dämpfer (10) als hydrauli­ sche Dämpfer ausgebildet sind.

5. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die teleskopischen Dämpfer (10) als doppelwir­ kende Dämpfer ausgebildet sind.

6. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die teleskopischen Dämpfer (10) nur bei Einfe­ derung des jeweiligen Rades (6) eine Dämpfungskraft auf­ bauen.