DE4318254B4

DE4318254B4 - Aggregatlagerung in einem Kraftfahrzeug mit Stützlagern und Gelenklagern

Info

Publication number: DE4318254B4
Application number: DE4318254A
Authority: DE
Inventors: Holger Michael Dipl.-Ing. Thum
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1992-06-16
Filing date: 1993-06-02
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2013-06-03
Also published as: DE4318254A1

Abstract

Aggregatlagerung in einem Kraftfahrzeug mit mindestens einem Stützlager (3; 37; 42) und Gelenklagern (4, 5; 32, 33; 44, 45) zur geführten Absenkung des Aggregats (2; 31; 40) nach crashbedingter Zerstörung des mindestens einen Stützlagers (3; 37; 42), wobei die Gelenklager (4, 5; 32, 33; 44, 45) als Lenker (10, 11; 34, 35; 46, 47) ausgebildet sind, die an ihren Enden jeweils ein Gelenk (6, 7, 8, 9) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß
– die Gelenklager (4, 5; 32, 33; 44, 45) zur Momentenabstützung des Aggregats (2; 31; 40) teils oberhalb, teils unterhalb der Höhe seines Schwerpunkts (12; 36) an diesem angreifen, und daß
– die Lenker (10, 11; 34, 35; 46, 47) der Gelenklager (4, 5; 32, 33; 44, 45) in Bezug auf das Kraftfahrzeug nach hinten abwärts geneigt und derart angeordnet sind, daß bei einem Aufprall auf ein Hindernis nach der Zerstörung des mindestens einen Stützlagers (3;...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aggregatlagerung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem Frontalaufprall eines Kraftfahrzeugs besteht die Forderung, daß durch eine Verkürzung des Vorderwagens in möglichst hohem Maße kinetische Energie in Verformungsarbeit umgewandelt und dadurch die Verzögerung der Fahrzeuginsassen gezielt begrenzt wird. Nachteilig macht sich dabei die Unterbringung des starren Antriebsaggregats aus Brennkraftmaschine und Getriebe im Vorderwagen bemerkbar. Dies kann dazu führen, daß bei einem Frontalcrash das Antriebsaggregat bzw. hinter diesem liegende starre Teile in den Fahrzeuginnenraum gedrückt werden, was Anlaß zu schweren Verletzungen geben kann, oder, daß das starre Antriebsaggregat die gewünschte Deformation des Vorderwagens verhindert.

In diesem Zusammenhang sind Aggregatlagerungen bekannt geworden, die dafür sorgen, daß bei einem derartigen Frontalcrash das Antriebsaggregat zumindest mit seinem hinteren Bereich nach Zerstörung von Stützlagern in Richtung nach unten bewegt wird, so daß es nicht mehr nennenswert in den Fahrzeuginnenraum eindringt und/oder mehr Raum zur Gewinnung eines Deformationswegs gewonnen wird.

Eine Aggregatlagerung der eingangs genannten Art ist aus der US 3,347,501 bekannt. Bei dieser schiebt bei einem Frontalcrash die Stoßkraft das Antriebsaggregat nach hinten. Über einen Lenker wird dabei gleichzeitig eine Bewegungskomponente nach hinten und eine Bewegungskomponente nach unten veranlaßt, wodurch das Antriebsaggregat unter eine Fahrgastzelle bzw. den Fahrzeuginnenraum verschoben wird.

Weiterhin offenbart die DE 22 41 651 A1 eine Aggregatlagerung mit vor dem längseingebauten Aggregat angeordneten Gelenklagern. Die Gelenklager sind mit einem Stoßfänger des Fahrzeugs verbunden und greifen gelenkig am Aggregat an. In einem hinteren Bereich des Aggregats ist ein Stützlager vorgesehen. Dieses Stützlager wird bei einem Frontalcrash zerstört, woraufhin das Antriebsaggregat dann um eine durch die Gelenke der beiden nebeneinander liegenden Gelenklager gebildete horizontale Querachse nach unten schwenkt bzw. fällt, bevor es im weiteren Verlauf des Crashs unter die Fahrgastzelle verschoben wird.

Die DE 21 52 136 A1 bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einem längseingebauten Antriebsaggregat. Im hinteren Bereich des Antriebsaggregats sind Gelenklager mit Lenkern vorgesehen, die um horizontale Achsen schwenkbar sowohl am Antriebsaggregat als auch am Fahrzeugaufbau befestigt sind. Die Lenker dieser Lager verlaufen in Richtung nach vorn schräg nach unten geneigt, so daß beim Auftreten einer nach hinten gerichteten Kraft das Antriebsaggregat gleichsam nach hinten unter den vorderen Bereich der Fahrgastzelle schwenkt.

Schließlich ist aus der DE 32 24 935 A1 eine Aggregatlagerung für ein quer angeordnetes Antriebsaggregat bekannt, die an hinteren Bereichen des Aggregats angreifende winkelförmige Arme enthält, die ihrerseits über Schwenklager und Stützlager am Fahrzeug festgelegt sind. Bei einem Frontalcrash werden die Stützlager zerstört, und die Arme wirken als Lenker, die das Antriebsaggregat in Richtung nach unten führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Aggregatlagerung dahingehend zu verbessern, daß ohne zusätzlichen Aufwand bei Verkürzung des Vorderwagens infolge eines Frontalcrashs eine Zwangsführung des Aggregats in Richtung nach unten sichergestellt ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Aggregatlagerung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

Die Erfindung nutzt also in vorteilhafter Weise insbesondere bei quer eingebauten Antriebsaggregaten zur Drehmomentabstützung ohnehin vorhandene Gelenklager zur Führung des Aggregats bei einer Verkürzung des Vorderwagens in Richtung nach unten aus. Die Erfindung ist aber auch bei Front- oder Allradantriebsfahrzeugen mit längseingebauten Antriebsaggregaten einsetzbar. Die Erfindung bietet ferner den Vorteil, daß die Stützlager (die verständlicherweise auch als Hängelager ausgebildet sein können) in horizontaler Richtung nur schwach ausgelegt zu sein brauchen, da sie im wesentlichen nur Gewichtskräfte des Antriebsaggregats aufzunehmen brauchen und bei in Längsrichtung auftretenden Kräften bewußt nachgeben sollen.

Mehrere Ausführungsbeispiele für den Fall von quer eingebauten Antriebsaggregaten werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Figuren Seitenansichten wiedergeben. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Normalzustand,
2 während eines crashbedingten Deformationsvorgangs des Vorderwagens einen Zwischenzustand und
3 den Endzustand dieser Ausführungsform,
4 ein zweites Ausführungsbeispiel im Ausgangszustand und
5 im deformierten Zustand,
6 ein anderes Ausführungsbeispiel im Ausgangszustand und
7 in einem Zwischenzustand während eines Deformationsvorgangs.
Betrachtet man zunächst 1, so ist bei 1 schematisch ein Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs angedeutet, der das ebenfalls nur schematisch angedeutete, da im Aufbau bekannte Antriebsaggregat 2 aufnimmt. Dem Antriebsaggregat sind zwei Arten von Lagern zugeordnet: Das Stütz- oder Hängelager 3 – verständlicherweise sind derartige Lager an beiden Seiten des Aggregats 2 vorgesehen – ist so ausgebildet, das es senkrecht vom Antriebsaggregat 2 ausgeübte bzw. auf dieses wirkende Kräfte aufzunehmen vermag. Vor und hinter dem Antriebsaggregat erkennt man Gelenklager 4 und 5 (auch hiervon sind verständlichenieise in der Regel jeweils mehrere vorgesehen), die an ihren beiden Enden mit Gelenken 6, 7 bzw. 8, 9 versehene Lenker 10 und 11 enthalten. Die Lenker verlaufen im wesentlichen parallel zueinander, und zwar sind sie in Richtung nach hinten schräg nach unten geneigt; außerdem ist von grundlegender Bedeutung, dass der Lenker 10 bzw. seine Wirkungslinie oberhalb, dagegen der Lenker 11 bzw. seine Wirkungslinie unterhalb des Schwerpunkts 12 des Antriebsaggregats 2 verläuft. Dadurch bilden die beiden Gelenklager 4 und 5 zusammen eine Momentenabstützung für das Aggregat 2. Sie dienen aber auch zur Zwangsführung des Antriebsaggregats 2, und zwar sowohl seines vorderen als auch seines hinteren Bereichs, bei einer crashbedingten Verkürzung des Vorderwagens 1.
Grundsätzlich können die Lenker auch in der bei 10' und 11' angedeuteten Ausgangslage angeordnet sein.
In den 2 und 3 ist das Deformationsgeschehen während des Verlaufs des Aufpralls des Vorderwagens 1 auf ein Hindernis 13 bzw. am Ende des Unfallgeschehens gezeigt. Man erkennt bereits in 2 eine Verkürzung des Vorderwagens 1, die zu einer Zerstörung des Stützlagers 3 des Aggregats 2 geführt hat. Unter der Wirkung seiner Trägheit 14 sucht sich das Aggregat 2 in Richtung nach vorn zu bewegen, wird dabei aber durch die intakten Gelenklager 4 und 5 in der gezeichneten Weise gleichsam parallel zu sich nach unten geschwenkt. Diese Schwenkbewegung findet gemäß 3 ihr Ende, wenn das Aggregat 2 durch das Hindernis 13 abgestützt wird. Der Lenker 10 des vorderen Gelenklagers 4 weist dann im wesentlichen senkrecht nach unten.
An dieser Stelle sei ergänzt, dass, wie auch in 1 angedeutet, der Lenker 10 auch als in Draufsicht V-förmiger Dreieckslenker ausgebildet sein kann; er kann auch aus zwei Einzellenkern bestehen. Demgemäß liegen dann auch zwei fahrzeugseitige Gelenke 6' und 6'' vor. Eine derartige Lenkerausbildung hat den Vorteil, dass dadurch eine Lagerung des Aggregats 2 auch in Querrichtung geschaffen wird.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel (4 und 5) erkennt man im Vorderwagen 30 vor dem Antriebsaggregat 31 die beiden die Momentenabstützung desselben bildenden Gelenklager 32 und 33, deren Lenker 34 und 35 demgemäß gelenkig sowohl mit dem Fahrzeug als auch mit dem Aggregat 31 verbunden sind; die Lenker 34 und 35 verlaufen im wesentlichen parallel in Richtung nach hinten nach unten geneigt. Infolge der Tatsache, dass ihre Wirkungslinien teils oberhalb, teils unterhalb des Schwerpunkts 36 des Aggregats 31 verlaufen, bilden sie wiederum eine Momentenabstützung für dieses.
Am hinteren Teil des Aggregats 31 greift zumindest ein bei einem Crash zerstörbares Stützlager 37 an. In diesem Falle ist es gleichsam in das Gelenklager 38 mit dem Arm 39 fahrzeugseitig integriert.
Wie aus 5 ersichtlich, hat diese Lageranordnung zur Folge, dass bei crashbedingter Verkürzung des Vorderwagens 30 infolge Zerstörung des Stützlagers 37 und infolge der gewählten ursprünglichen Ausrichtung der Gelenklager 32 und 33 das Aggregat gleichsam parallel zu sich nach unten verschwenkt wird.
In dem Ausführungsbeispiel nach den 6 und 7 schließlich ist das Aggregat 40 im Vorderwagen 41 außer durch bei einem Frontalcrash zerstörte Stütz- oder Hängelager 42 durch eine hintere Momentenabstützung abgestützt, die die beiden teils oberhalb teils unterhalb des Aggregatschwerpunkts 43 angreifenden Gelenklager 44 und 45 mit beidseitig mit Gelenken versehenen Lenkern 46 und 47 beinhaltet. Die Lenker 46 und 47 verlaufen parallel sowie in Richtung nach hinten nach unten geneigt. Daraus folgt (s. 7), dass nach crashbedingter Zerstörung der Stützlager 42 unter der Wirkung der Trägheitskräfte 48 des Aggregats 40 dieses durch die Gelenklager 44 und 45 wiederum in Richtung nach unten geführt wird.
Mit der Erfindung ist demgemäß eine Aggregatlagerung geschaffen, die zur definierten Führung des Aggregats im Crashfalle ohnehin erforderliche Einrichtungen, nämlich Drehmomentabstützungen, ausnutzt.

Claims

Aggregatlagerung in einem Kraftfahrzeug mit mindestens einem Stützlager (3; 37; 42) und Gelenklagern (4, 5; 32, 33; 44, 45) zur geführten Absenkung des Aggregats (2; 31; 40) nach crashbedingter Zerstörung des mindestens einen Stützlagers (3; 37; 42), wobei die Gelenklager (4, 5; 32, 33; 44, 45) als Lenker (10, 11; 34, 35; 46, 47) ausgebildet sind, die an ihren Enden jeweils ein Gelenk (6, 7, 8, 9) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß – die Gelenklager (4, 5; 32, 33; 44, 45) zur Momentenabstützung des Aggregats (2; 31; 40) teils oberhalb, teils unterhalb der Höhe seines Schwerpunkts (12; 36) an diesem angreifen, und daß – die Lenker (10, 11; 34, 35; 46, 47) der Gelenklager (4, 5; 32, 33; 44, 45) in Bezug auf das Kraftfahrzeug nach hinten abwärts geneigt und derart angeordnet sind, daß bei einem Aufprall auf ein Hindernis nach der Zerstörung des mindestens einen Stützlagers (3; 37; 42) unter Wirkung der vorwärtsgerichteten Trägheitskraft (48) des Aggregats (2; 31; 40) die Lenker (10, 11; 34, 35; 46, 47) zunächst nach unten geschwenkt werden und das Aggregat (2; 31; 40) in Bezug auf das Kraftfahrzeug nach unten und – wenigstens geringfügig – vorne bewegt wird.
Aggregatlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (10, 11) in unterschiedlichen Höhen vor und hinter dem Aggregat (2) angeordnet sind und in Längsebenen in gleicher Richtung schräg verlaufen.
Aggregatlagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenklager (4) vor dem Aggregat (2) oberhalb und die Gelenklager (5) hinter dem Aggregat (2) unterhalb des Schwerpunkts (12) des Aggregats (2) liegen.
Aggregatlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Momentenabstützung nur vor dem Aggregat (31) Gelenklager (32, 33) vorgesehen sind, die durch in unterschiedlichen Höhen verlaufende, jeweils an beiden Enden mit Gelenken versehene parallele Lenker (34, 35) gebildet werden, welche (34, 35) in Richtung nach hinten abwärts geneigt verlaufen, und daß im hinteren Bereich des Aggregats (31) zumindest ein Stützlager (37) angeordnet ist.
Aggregatlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Momentenabstützung nur hinter dem Aggregat (40) Gelenklager (44, 45) vorgesehen sind, die durch in unterschiedlichen Höhen verlaufende, jeweils an beiden Enden mit Gelenken versehene parallele Lenker (46, 47) gebildet werden, welche (46, 47) in Richtung nach hinten abwärts geneigt verlaufen, und daß die Stützlager (42) im Bereich des Aggregatschwerpunkts (43) oder davor angeordnet sind.
Aggregatlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenklager (4) jeweils zwei Lenker enthalten, die in Draufsicht V-förmig angeordnet sind.