DE4440188A1

DE4440188A1 - Device for elastically attaching exhaust gas system to vehicle

Info

Publication number: DE4440188A1
Application number: DE4440188A
Authority: DE
Inventors: Helmut Krueger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1993-11-23
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2014-11-11
Also published as: DE4440188B4

Abstract

The device comprises a bolt (1) with a widened end section (2) held in a recess (3) in a rubber-metal mounting (5) which is attachable to the vehicle underside. The mounting has a cone-shaped opening (6) to allow the introduction of the widened end of the bolt. The opening in the mounting merges into a retaining hole (7) and the bolt is introduced under pressure from below. The lower end of the bolt has a calotte (14) which is tightened against the exhaust fitting (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elastischen Befe stigung einer Abgasanlage an einem Kraftfahrzeugboden. Vorrich tungen dieser Art sind in unterschiedlichen Ausführungen, in der Regel unter Einsatz mechanischer Federn oder aus elastischem Material, wie Gummi, bestehender Ringe, sowohl aus der Patent literatur (insbesondere der Klasse B60K 13/04) bekannt als auch im praktischen Einsatz.The invention relates to a device for elastic loading Stigung an exhaust system on a motor vehicle floor. Vorrich Tables of this type are available in different versions, in the Usually using mechanical springs or elastic Material, such as rubber, existing rings, both from the patent literature (especially class B60K 13/04) known as well in practical use.

An derartige Vorrichtungen wird eine große Anzahl zum Teil nur schwer erfüllbarer Anforderungen gestellt. So müssen sie - eben so wie die eigentlichen Abgasanlagen, d. h. Abgasrohre, Schall dämpfer und Katalysatorgehäuse - auch über lange Betriebszeiten gegen die herrschenden hohen Temperaturen und Umgebungseinflüs se, wie Nässe, beständig sein. Sie dürfen auch über lange Be triebszeiten, praktisch die gesamte Betriebszeit des Fahrzeugs, ihre Elastizität allenfalls geringfügig ändern, da andernfalls eine klapperfreie Befestigung bzw. Aufhängung der jeweiligen Ab gasanlage nicht mehr gewährleistet wäre. Dies führt zu einer weiteren Forderung an Vorrichtungen der genannten Art: Sie müssen nicht nur eine zur Geräuschentstehung insbesondere im Fahrzeuginnenraum sonst führende Schwingungsübertragung vom An triebsaggregat zum Fahrzeug unterbinden, sondern auf der anderen Seite auch so nachgiebig sein, daß im Betrieb beispielsweise bei Lastwechseln auftretende Schwenkbewegungen des Antriebsaggregats in seinen Lagern keine zu Beschädigungen führenden Kräfte auf die Abgasanlage ausüben. Dabei ist zu beachten, daß die ge nannten Aggregatbewegungen in Abhängigkeit davon, ob das Aggre gat längs oder quer in das Fahrzeug eingebaut ist, in einer Längs- oder einer Querebene des Fahrzeugs auftreten, so daß, sofern nicht besondere Maßnahmen getroffen sind, unterschied liche Konstruktionen für die Befestigungsvorrichtungen je nachdem Einsatz finden müssen, ob das Antriebsaggregat längs oder quer eingebaut ist.A large number of such devices is only partly difficult requirements to meet. So they have to - just just like the actual exhaust systems, d. H. Exhaust pipes, sound damper and catalytic converter housing - even over long operating times against the prevailing high temperatures and environmental influences like wetness, be stable. You can also be long driving times, practically the entire operating time of the vehicle, if necessary, change their elasticity slightly, otherwise a rattle-free attachment or suspension of the respective Ab gas system would no longer be guaranteed. This leads to a further requirement for devices of the type mentioned: you do not only have to one for the generation of noise especially in the Vehicle interior otherwise leading vibration transmission from the start the drive unit to the vehicle, but on the other Side also be so compliant that, for example, in operation Swivel movements of the drive unit that occur during load changes no forces leading to damage in its bearings exercise the exhaust system. It should be noted that the ge called aggregate movements depending on whether the aggregate gat is installed lengthways or crossways in the vehicle, in one Longitudinal or transverse plane of the vehicle occur so that, unless special measures have been taken Liche constructions for the fastening devices each after use must find whether the drive unit lengthways or installed transversely.

Wiederum ein anderer Gesichtspunkt bei der Auslegung derartiger Vorrichtungen ist darin zu sehen, daß zur Befestigung einer Abgasanlage nicht eine einzige dieser Vorrichtungen ausreicht, sondern daß mehrere Vorrichtungen an diskreten Stellen der Ab gasanlage angreifen müssen. Bei Bewegungen der Abgasanlage relativ zum Fahrzeug, die bevorzugt in zum Boden des Fahrzeugs parallelen Ebenen erfolgen, dürfen die verschiedenen Befesti gungsvorrichtungen der Abgasanlage sich nicht in der Weise verformen bzw. in der Weise Bewegungen ausführen, daß dadurch Stauch- oder Zugkräfte bei den jeweils anderen Befestigungs vorrichtungen hervorgerufen werden.Yet another point of view when interpreting such Devices can be seen in that for attaching a Exhaust system not a single one of these devices is sufficient but that several devices at discrete points of the Ab gas system must attack. When the exhaust system moves relative to the vehicle, preferably in to the bottom of the vehicle parallel planes, the different fasteners are allowed devices of the exhaust system are not in the way deform or perform movements in such a way that Pushing or pulling forces on the other fastening devices are caused.

Ist es schon schwer genug, alle diese Gesichtspunkte bei der Auslegung gattungsgemäßer Vorrichtungen zu berücksichtigen, so kommen noch die aus modernen Fertigungsmethoden (Einsatz von Handhabungsautomaten) resultierenden Forderungen hinzu. Ideal für die Fertigung wäre eine solche Gestaltung der Befestigungs vorrichtungen, daß mittels eines mit einer Aufnahme für eine komplette Abgasanlage versehenen Handhabungsautomaten diese praktisch ohne Handarbeit in ihre Einbaulage bewegt und dabei mit dem Fahrzeugboden verbunden werden kann.It's already hard enough to take all of these considerations into account Design of generic devices to be considered, so come from modern manufacturing methods (use of Handling machines) resulting requirements. ideal such a design of the fastening would be for production devices that by means of a with a receptacle for a complete exhaust system provided handling machines moved into their installation position with practically no manual work and thereby can be connected to the vehicle floor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau unabhängig davon, ob das zugehörige Antriebsaggregat längs oder quer in das Fahrzeug eingebaut ist, Einsatz finden kann und eine automa tische Montage der entsprechenden Abgasanlage am Fahrzeugboden mittels Handhabungsautomaten ermöglicht.The invention has for its object a generic To create device that is simple with a simple structure whether the associated drive unit lengthways or crossways in the Vehicle is installed, can be used and an automa table installation of the corresponding exhaust system on the vehicle floor enabled by handling machines.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbil dungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.The inventive solution to this problem consists in the drawing features of the main claim, advantageous training The invention describes the subclaims.

Ein erstes wesentliches Merkmal der Erfindung ist in einer solchen Gestaltung der Vorrichtung zu sehen, daß sie in allen Richtungen um einen fahrzeugbodennahen Schwenkpunkt schwenkbar ist, so daß sich bei Schwenkbewegungen in allen Richtungen gleichsam dieselbe "Pendellänge" ergibt, die für die Relativ bewegungen zwischen Abgasanlage und Fahrzeugboden entscheidend ist. Daher ist es für die erfindungsgemäße Vorrichtung uner heblich, ob das Antriebsaggregat des betreffenden Fahrzeugs quer oder längs eingebaut ist. Dies gilt verständlicherweise auch dann, wenn eine größere Anzahl der erfindungsgemäßen Vorrich tungen zur Aufhängung einer Abgasanlage Einsatz finden. Eine gegenseitige Kraftbeaufschlagung der verschiedenen Befestigungs vorrichtungen bei Relativbewegungen zwischen Abgasanlage und Fahrzeugboden ist vermieden.A first essential feature of the invention is in a to see such design of the device that it in all Directions can be swiveled around a pivot point near the vehicle floor is, so that when swiveling in all directions results in the same "pendulum length", as it were, for the relative movements between the exhaust system and the vehicle floor are crucial is. It is therefore not essential for the device according to the invention significant whether the drive unit of the vehicle in question or installed lengthways. This understandably also applies then when a larger number of Vorrich invention are used to mount an exhaust system. A mutual application of force of the different fastening devices for relative movements between the exhaust system and Vehicle floor is avoided.

Wie in den Unteransprüchen zum Ausdruck gebracht, läßt sich bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine komplette Ab gasanlage leicht durch Bewegung von unten her in Richtung Fahr zeugboden mittels eines Handhabungsautomaten an dem Fahrzeug boden befestigen.As expressed in the subclaims, Use of the device according to the invention from a complete gas system easily by moving from below towards driving floor of the vehicle by means of a handling machine on the vehicle fasten the floor.

Dies wird auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung ersichtlich, das in der Zeichnung dargestellt ist.This is also evident from the following description of an embodiment Example of the invention can be seen in the drawing is shown.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im statischen, d. h. nicht durch Bewegungen des Aggregats bzw. der Abgas anlage ausgelenkten Zustand, Fig. 1 is a side view of the device according to the invention in the static, ie not by movement of the aggregate and the exhaust system deflected state,

Fig. 2 dieselbe Vorrichtung bei Vorliegen einer Relativbewegung zwischen Abgasanlage und Fahrzeugboden (dynamischer Zustand), die Fig. 2 shows the same device in the presence of a relative movement between the exhaust system and vehicle floor (dynamic state)

Fig. 3 und 4 vergrößern den Endbereich der Vorrichtung an einem Flansch der Abgasanlage im statischen und im dynamischen Zustand sowie die FIGS. 3 and 4 increase the end portion of the apparatus to a flange of the exhaust system in the static and in the dynamic state as well as the

Fig. 5 und 6 in Seitenansicht und in Draufsicht eine komplette, mittels drei erfindungsgemäßen Vorrichtungen gehaltene Abgasanlage. FIGS. 5 and 6 in side view and in plan view a complete, held by means of three devices according to the invention the exhaust system.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung den knick- und zugfesten Bolzen 1, der bevorzugt aus einem korrosionsfesten Metall besteht. Der Bolzen 1 ist an seinem oberen, also dem Fahrzeugboden zugekehrten Ende mit der rotationssymmetrischen Durchmessererweiterung 2 versehen, die in Längsschnitten etwa die Form eines Kegels mit abgerundeter Spit ze besitzt. In dem gezeigten montieren Zustand befindet sich die Durchmessererweiterung 2 in der in Längsschnitten etwa pfeilför migen Ausnehmung 3 des elastischen Körpers 4 des Gummimetall- Lagers 5, deren Wände die Erweiterung 2 mit Spiel umgeben.Looking first at FIG. 1, the device according to the invention contains the kink and tensile bolt 1 , which preferably consists of a corrosion-resistant metal. The bolt 1 is provided at its upper end, ie the end facing the vehicle floor, with the rotationally symmetrical diameter widening 2 , which in longitudinal sections has approximately the shape of a cone with a rounded tip. In the assembled state shown, the diameter widening 2 is located in the recess 3, approximately in longitudinal sections, of the elastic body 4 of the rubber-metal bearing 5 , the walls of which surround the widening 2 with play.

Im in Fig. 1 unteren Bereich des Gummimetall-Lagers 5 erkennt man die die kegelförmige Einführöffnung 6 für die Erweiterung 2; diese Einführöffnung 6 geht in die Ausnehmung 3 über die Durch trittsöffnung 7 über, die, wie in Fig. 1 angedeutet, eine etwas kleinere lichte Weite als der Bolzenschaft besitzt, so daß sie diesen mit elastischer Vorspannung aufnimmt.In the lower area of the rubber-metal bearing 5 in FIG. 1, the conical insertion opening 6 for the extension 2 can be seen ; this insertion opening 6 goes into the recess 3 through the passage opening 7 , which, as indicated in Fig. 1, has a slightly smaller internal width than the bolt shaft, so that it receives this with elastic bias.

Zur sicheren Halterung des Bolzens 1 in seiner dargestellten, an dem Gummimetall-Lager 5 montierten Stellung ist in das ela stische Material 4 die beispielsweise aus Metall bestehende kegelförmige Verstärkung 8 eingelassen, die an ihrem im Bereich der Durchtrittsöffnung 7 befindlichen Ende Zungen 9 bildet, so daß sich dieser Endbereich bei Aufbringen einer hinreichend großen Querkraft federnd aufweiten kann. To securely hold the bolt 1 in its illustrated position mounted on the rubber-metal bearing 5 , the conical reinforcement 8 , for example made of metal, is embedded in the elastic material 4, which forms tongues 9 at its end in the area of the passage opening 7 , so that this end region can expand resiliently when a sufficiently large transverse force is applied.

In seinem in Fig. 1 oberen, dem Fahrzeugboden zugekehrten Bereich ist das Gummimetall-Lager 5 mit dem Gewindebolzen 10 versehen, der über Verstärkungen 11 in den elastischen Körper 4 beispielsweise einvulkanisiert ist.In its upper area facing the vehicle floor in FIG. 1, the rubber-metal bearing 5 is provided with the threaded bolt 10 , which is vulcanized into the elastic body 4 via reinforcements 11, for example.

An seinem in der Figur unteren, zur Befestigung an einem Flansch 12 der hier im übrigen nicht gezeigten Abgasanlage eingerichte ten Ende besitzt der Bolzen 1 die Durchmessererweiterung 13, die in Richtung nach unten bei 14 kugelkalottenförmig ausgebildet ist und im montierten Zustand der Abgasanlage durch die Feder scheibe 15 in die pfannenartige Aufnahme 16 des Flansches 12 hineingezogen wird. Der Flansch 12 besitzt wiederum für den Durchtritt des Schafts des Bolzens 1 eine Durchtrittsöffnung 17, deren Durchmesser etwas größer als derjenige des Bolzens 1 ist, so daß sie diesen mit Spiel aufnimmt.At its lower end in the figure, for attachment to a flange 12 of the exhaust system not shown here, the end of the bolt 1 has the diameter extension 13 , which is formed in the downward direction at 14 spherical cap and in the assembled state of the exhaust system by the spring disc 15 is drawn into the pan-like receptacle 16 of the flange 12 . The flange 12 in turn has a passage opening 17 for the passage of the shaft of the bolt 1 , the diameter of which is slightly larger than that of the bolt 1 , so that it receives it with play.

Die Federscheibe 15, die in eine Umfangsnut im Bolzen 1 einge setzt ist, besitzt eine solche Form, daß sie senkrecht zu ihrer Ebene verformbar ist.The spring washer 15 , which is inserted into a circumferential groove in the bolt 1 , has such a shape that it is deformable perpendicular to its plane.

Ehe auf die Funktion der gezeigten Vorrichtung bei Relativbewe gungen zwischen Abgasanlage und Fahrzeugboden anhand Fig. 2 eingegangen wird, sei kurz die Montage einer Abgasanlage mit derartigen Vorrichtungen beschrieben:Before the function of the device shown in relative movements between the exhaust system and vehicle floor is discussed with reference to FIG. 2, the assembly of an exhaust system with such devices will be briefly described:

Zunächst wird der Bolzen 1 in Fig. 1 von oben her durch die Durchtrittsöffnung 17 im Flansch 12 hindurchgeführt und die Federscheibe 15 aufgezogen. Diese Federscheibe kann übrigens auch als Mutter ausgebildet sein. Das Gummimetall-Lager 5 wird durch Verschrauben seines Gewindebolzens 10 am Fahrzeugboden befestigt. Nunmehr wird die Abgasanlage mittels eines Handha bungsautomatens von unten her ergriffen, der zweckmäßigerweise Aufnahmen für die nach unten weisenden freien Endbereiche der Bolzen der verschiedenen Vorrichtungen besitzt, und in Richtung nach oben bewegt, wobei die erweiterten Endbereiche 2 aller Bolzen 1 zunächst durch die kegelförmigen Einführöffnungen 6 bezüglich der Durchtrittslöcher 7 zentriert und dann unter Aufweitung dieser Löcher 7, d. h. unter Auseinanderspreizen der Zungen 9 der Verstärkungen 8, in die Ausnehmungen 3 hineinge drückt werden. Nach Passieren der Durchmessererweiterungen 2 nehmen die Zungen 9 wieder ihre ursprüngliche Gestalt an, so daß die Durchmessererweiterungen 2 gleichsam von ihnen und dem dort befindlichen elastischen Material hintergriffen werden. Damit ist eine bei allen nach unten gerichteten Kräften ausreichende Fixierung des Bolzens 1 an dem Gummimetall-Lager 5 gewährlei stet. In Richtung nach oben wirkende Kräfte werden von dem Anschlag 18 für den abgerundeten Stirnbereich der Durchmesserer weiterung 2 aufgenommen.First, the bolt 1 in FIG. 1 is passed from above through the passage opening 17 in the flange 12 and the spring washer 15 is pulled on. Incidentally, this spring washer can also be designed as a nut. The rubber-metal bearing 5 is fastened to the vehicle floor by screwing its threaded bolt 10 . Now the exhaust system is taken by means of a handling machine from below, which expediently has receptacles for the downward-facing free end regions of the bolts of the various devices, and is moved in the upward direction, the enlarged end regions 2 of all bolts 1 initially through the conical insertion openings 6 are with respect to the through holes 7 is centered, and then widening of the holes 7, ie, spreading apart of the tongues 9 of the reinforcements 8, hineinge in the recesses 3 suppressed. After passing through the diameter extensions 2 , the tongues 9 return to their original shape, so that the diameter extensions 2 are, as it were, engaged by the elastic material located there. So that a sufficient fixation of the bolt 1 on the rubber-metal bearing 5 is ensured with all downward forces. Forces acting in the upward direction are absorbed by the stop 18 for the rounded end region of the diameter extension 2 .

In Fig. 2 ist angenommen, daß die Abgasanlage mit dem Flansch 12 sich relativ zu dem Fahrzeugboden etwas nach rechts bewegt hat. Infolge der gewählten Ausgestaltung der Lagerungen der bei den Enden des Bolzens 1 führt dieser dabei Schwenkbewegungen um eine Schwenkachse 20 aus, die in der Nähe des Fahrzeugbodens verläuft. Infolge der rotationssymmetrischen Ausbildung der ge samten Vorrichtung kann der Bolzen derartige Schwenkbewegungen in allen Richtungen ausführen.In Fig. 2 it is assumed that the exhaust system with the flange 12 has moved somewhat to the right relative to the vehicle floor. As a result of the selected configuration of the bearings at the ends of the bolt 1 , the latter carries out pivoting movements about a pivot axis 20 which runs in the vicinity of the vehicle floor. As a result of the rotationally symmetrical design of the entire device, the bolt can carry out such pivoting movements in all directions.

Während im Bereich des Gummimetall-Lagers der die Durchmesserer weiterung 2 des Bolzens 1 hintergreifende Bereich der Begrenzung der Ausnehmung 3 eine Teilkugel bildet, die ein eindeutiges Schwenklager definiert, muß am unteren Ende des Bolzens 1 zur Ermöglichung der Schwenkbewegung die Federscheibe 15 senkrecht zu ihrer Ebene verformbar sein. Nach wie vor wahrt sie durch ihre Elastizität den Kontakt zwischen der Kalotte 14 und der Aufnahmepfanne 16.While in the area of the rubber-metal bearing the area 2 of the bolt 1 engaging behind the area of the delimitation of the recess 3 forms a partial ball that defines a clear pivot bearing, the spring washer 15 must be perpendicular to its plane at the lower end of the bolt 1 to enable the pivoting movement be deformable. Thanks to its elasticity, it still maintains contact between the cap 14 and the receptacle 16 .

Ein Vergleich der vergrößerten Darstellungen der Fig. 3 und 4 läßt das Verhalten der Vorrichtung im Bereich der unteren Lager stelle an der Abgasanlage nochmals deutlich erkennen.A comparison of the enlarged representations of FIGS. 3 and 4 clearly shows the behavior of the device in the area of the lower bearing on the exhaust system again.

Die Fig. 5 und 6 zeigen in Seitenansicht und in Draufsicht eine Abgasanlage A, die mit drei erfindungsgemäßen Vorrichtungen 30, 31 und 32 versehen ist. Hier erkennt man auch Sechskante 33, 34 und 35 zum Angriff eines Werkzeugs. FIGS. 5 and 6 show in side view and in plan view an exhaust system A, the devices according to the invention with three 30, is provided 31 and 32. Here you can also see hexagons 33 , 34 and 35 for attacking a tool.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Vorrichtung geschaffen, die ohne Abänderung bei längs und quer eingebauten Antriebsaggregaten einsetzbar und unter Verwendung von Handha bungsautomaten montierbar ist.With the invention is accordingly a generic device created without modification to lengthways and crossways Drive units can be used and using handha automatic exercise machine is mountable.

Claims

1. A device for the elastic attachment of an exhaust system to a motor vehicle floor, characterized in that a kink-resistant bolt ( 1 ) pivotal movement of the same around a vehicle floor near pivot point ( 20 ) allowing as well on the vehicle floor as on the exhaust system ( 12 ) bearing bar, by which a bearing is designed as a sound-insulating Gummime tall bearing ( 5 ).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the rubber-metal bearing ( 5 ) for rigid attachment to the vehicle bo is set up and on a then the vehicle floor from the opposite side a conical insertion opening ( 6 ) for a rotationally symmetrical enlarged end region ( 2 ) of the bolt ( 1 ), which has a dimension for gripping around the bolt ( 1 ) with prestress, due to the elasticity of the material delimiting it, pushing through the extended bolt end region ( 2 ) permitting transmission opening ( 7 ) for the bolt ( 1 ) in an approximately arrow-shaped recess ( 3 ) merges into axial sections, which is designed to accommodate the all-round play of the enlarged th pin end region ( 2 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that in the region of the conical insertion opening ( 6 ) a likewise conical reinforcement ( 8 ) is provided which forms tongues ( 9 ) adjacent to the passage opening ( 7 ).

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the rubber-metal bearing ( 5 ) has trapezoid-like outlines in axial sections.

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the rubber-metal bearing ( 5 ) on its a guide opening ( 6 ) facing away from a threaded bolt ( 10 ) for rigid attachment to the vehicle floor.

6. The device according to claim 5, characterized in that the rubber-metal bearing ( 5 ) near the threaded bolt ( 10 ) with a polygonal profile ( 33 , 34 , 35 ) is seen to attack a tool ver.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bolt ( 1 ) at its other end with a dome-shaped diameter extension ( 13 , 14 ) for engagement in a bearing socket ( 16 ) at an area ( 12 ) of the exhaust gas location and is provided with a groove for receiving a spring washer ( 15 ) which can be deformed perpendicular to its plane, the diameter widening ( 13 , 14 ) and the spring washer ( 15 ) in the installed state being the region ( 12 ) of the exhaust system which is separated from the bolt ( 1 ) with passage ( 17 ) interspersed with play, enclose them under pretension.