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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Konstruktion zum Aufhängen einer
Motoranlage in einem Kraftfahrzeug-Rahmen wie auch auf ein Kraftfahrzeug
ausgerüstet
mit einer solchen Aufhängungskonstruktion
der Motoranlage.
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Im
allgemeinen ist die Motoranlage eines Kraftfahrzeuges mechanisch
verbunden mit dem Rahmen dieses Kraftfahrzeuges mittels einer Aufhängungskonstruktion,
die von mehreren Antivibrations-Befestigungselementen gebildet ist,
welche in einer bestimmten Weise zwischen der Motoranlage und dem
Rahmen angeordnet sind, entsprechend dem Motortyp, Benzin oder Diesel,
dem Zyklus der Motoranlage, der Zahl von Zylindern und der Anordnung
dieser Motoranlage im Rahmen in Querrichtung oder in Längsrichtung.
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Jedes
der Antivibrations-Befestigungselemente ist von einem oder einer
Zusammensetzung von Teilen aus Elastomer und Teilen aus Metall gebildet,
was es ermöglicht,
das Teil oder die Zusammensetzung der Teile aus Elastomer einerseits
zu verbinden mit der Motoranlage und andererseits mit dem Kraftfahrzeug-Rahmen.
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Die
wichtigste Funktion der Aufhängung
der Motoranlage ist die Festhaltung der Motoranlage im Kraftfahrzeug-Rahmen,
namentlich unter dem Eigengewicht dieser Motoranlage und unter dem
Reaktionsmoment, welches auf die Motoranlage ausgeübt wird
durch die Quer-Übertragungen,
wenn Leistung übertragen
wird von der Motoranlage auf die Räder des Fahrzeuges.
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Die
Aufhängung
der Motoranlage muss dennoch genügend
flexibel sein, um die mit ihrer Wirkung verbundenen Schwingungen
am besten zu filtern und um sie so wenig wie möglich zum Rahmen des Fahrzeuges
weiterzuleiten.
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Die
große
Flexibilität
der Antivibrations-Befestigungselemente
in Bezug auf die Motoranlage und zu metallischen Trägern hat
die Existenz von Aufhängungsmodi,
welche sehr tief in der Frequenz liegen, zur Folge.
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Es
gibt sechs von diesen Aufhängungsmodi, drei
Translations- und
drei Rotationsmodi in einem orthonormalen Koordinatensystem XYZ,
und sie werden üblicherweise
genannt:
- – Modus
Längs – Translation
entlang X
- – Modus
Quer – Translation
entlang Y
- – Modus
Hub – Translation
entlang Z
- – Modus
Nick – Rotation
um X
- – Modus
Roll – Rotation
um Y
- – Modus
Gier – Rotation
um Z
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Die
Frequenz-Positionierung von jedem von diesen Modi ist sehr genau
geregelt.
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Insbesondere
spielen die Modi Hub und Roll eine wichtige Rolle in Bezug auf die
Reaktion der Motoranlage mit ihrer Aufhängung auf verschiedene sie beeinflussende
mechanische Anstöße.
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Verschiedene
Typen von Aufhängungskonstruktionen
für Motoranlagen
sind bekannt, wovon die üblichsten
zwei die sogenannte Pendel-Aufhängung für quer eingebaute
Motoranlagen und die sogenannte Aufliege-Aufhängung für längs oder quer eingebauten Motoranlagen
sind.
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Die
sogenannte Pendel-Aufhängung
ist insbesondere sehr geeignet für
quer eingebauten Motoranlagen, sie besteht aus drei Antivibrations-Befestigungselementen,
wovon zwei oberhalb des Schwerpunktes der Motoranlage angeordnet
sind und wovon das dritte tiefer als der Schwerpunkt dieser Motoranlage
angeordnet ist.
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Die
ersten zwei Elemente haben eine Funktion zum Tragen und zum senkrecht
Positionieren der Motoranlage im Rahmen des Fahrzeuges während das
dritte, unter dem Schwerpunkt angeordnete Element, nicht tragend
ist und deshalb keine übereinstimmende
Steifheit benötigt
in der senkrechten Richtung entlang der Z-Achse.
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Jedes
der drei Elemente hat eine Funktion des Aufnehmens von Moment und
des Begrenzens der Drehungen von der Motoranlage unter Moment; dies
hat für
jedes der Elemente zur Folge, dass sie eine hohe Steifheit besitzen
in der X-Richtung und impliziert die Anwesenheit von Begrenzungselementen
in dieser selben Richtung X, wobei im allgemeinen diese Funktion
von Begrenzung gegeben ist durch Anschläge aus Elastomer.
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Der
Aufbau der sogenannten Pendel-Aufhängung der Motoranlage besitzt
den Vorteil, eine unabhängige
Regelung der Frequenzen von den Hub und Roll Modi möglich zu
machen, die Frequenz vom Nick Modus dagegen resultiert daraus.
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Die
Frequenz vom Gier Modus resultiert ebenfalls daraus, wenn das dritte
Aufhängungselement
nicht in der Richtung Y an einem Punkt in der Nähe des Schwerpunktes der Motoranlage
angeordnet ist.
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Wie
im Dokument US-A-4 487 287 beschreibt das Dokument EP-A-0 344 415
eine Aufhängungskonstruktion
einer Motoranlage in einem Kraftfahrzeug-Rahmen mittels Antivibrations-Befestigungselementen,
wobei ein tragendes Element der Motoranlage und ein nicht-tragendes
Element jedes mit der Motoranlage an einer Stelle verbunden sind, welche
sich über
dem Schwerpunkt der Motoranlage befindet und wobei ein drittes tragendes
Element mit der Motoranlage an einer Stelle verbunden ist, welche
sich unter dieser Motoranlage befindet und im wesentlichen senkrecht
zum Schwerpunkt.
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Die
Abwesenheit von Kontrolle der Frequenzen in den Nick und Gier Modi
kann, im Rahmen von Motorisierung mit Nick und Gier Anstößen, nachteilig wirken,
wie bei Motorisierungen mit drei Zylindern in einer Reihe oder sechs
Zylindern angeordnet in V. Im besonderen Fall von Motorisierungen
mit drei Zylindern in einer Reihe besteht die Behandlung von Nick und
Gier Anstößen im allgemeinen
in Hinzufügen
einer Auswuchtwelle. Diese Lösung
hat der Nachteil teuer zu sein und bewirkt einen Überverbrauch
von Kraftstoff.
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Zweck
der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden durch den Vorschlag
von einer Aufhängungskonstruktion,
die einfach anzuwenden und ökonomisch
ist und die es möglich
macht, die sechs Aufhängungs-Modi
der Motoranlage praktisch unabhängig
voneinander festzusetzen und bei relativ niedrigen Frequenzen.
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Es
ist deshalb Aufgabe der Erfindung eine Konstruktion herzustellen
zum Aufhängen
einer Motoranlage in einem Kraftfahrzeug-Rahmen mittels Antivibrations-Befestigungselementen,
in welcher die Befestigungselemente tragende Elemente der Motoranlage
sind, wobei zwei von jenen Elementen jedes mit der Motoranlage an
einer Stelle verbunden sind, welche sich über dem Schwerpunkt der Motoranlage befindet
und wobei eines der Elemente mit der Motoranlage an einer Stelle
verbunden ist, welche sich unter dieser Motoranlage und im wesentlichen
senkrecht zum Schwerpunkt befindet.
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Gemäß einem
anderen Merkmal der Erfindung sind die drei Antivibrations-Befestigungselemente
in der gleichen vertikalen Ebene angeordnet, die den Schwerpunkt
der Motoranlage enthält.
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Gemäß einem
weiteren anderen Merkmal der Erfindung sind die Antivibrations-Befestigungselemente,
welche sich über
dem Schwerpunkt der Motoranlage befinden auf beiden Seiten der Motoranlage
platziert.
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Es
ist auch Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug herzustellen,
das eine Konstruktion zum Aufhängen
der Motoranlage aufweist wie hiervor beschrieben.
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Die
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
erscheinen, welche als Beispiel gegeben ist und Bezug nimmt auf die
beigefügten
Zeichnungen, wobei:
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die 1 eine
schematische und perspektivische Ansicht ist einer Konstruktion
zum Aufhängen einer
Motoranlage gemäß der Erfindung,
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die 2 eine
schematische Obenansicht der in 1 gezeigten
Motoranlage ist.
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In
der 1 wird mit der allgemeinen Bezeichnung 1 schematisch
eine Motoranlage wiedergegeben, welche gestützt wird von zwei Trägern 2, die
sich parallel zur Langsachse des Kraftfahrzeuges erstrecken und
von einem Querträger 3,
welcher seinerseits befestigt ist an einem mit den zwei Trägern verbundenen
Gestell 4.
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Die
Träger 2 sind
auf klassische Weise mit dem nicht-wiedergegebenen Rahmen des Kraftfahrzeuges
verbunden.
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Die
Motoranlage 1 ist gehalten durch die Träger 2 und den Querträger 3 mittels
drei Antivibrations-Befestigungselemente oder auch genannt Filterelemente,
bezeichnet durch die Bezugszeichen 10 beziehungsweise 11 und 12.
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Diese
Antivibrations-Befestigungselemente 10, 11 und 12 sind
in den Figuren schematisch wiedergegeben und sie sind von einem
bekannten Typ, welcher ein Teil oder eine Zusammenstellung von Teilen
aus Elastomer umfasst, getragen durch metallische Teile, die es
möglich
machen, das oder die Elastomer-Teile zu verbinden einerseits mit
der Motoranlage und andererseits mit den Trägern 2 oder mit dem
Querträger 3.
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Jedes
der Befestigungselementen 10, 11 und 12 der
Aufhängungskonstruktion übernimmt
einen Teil des Gewichtes der Motoranlage 1 und ist deshalb
tragend.
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Jedes
der oberen Befestigungselemente 10 und 11 ist
verbunden mit der Motoranlage 1 an einer Stelle, welche
sich über
dem Schwerpunkt G dieser Motoranlage 1 befindet und verbindet
so die Motoranlage 1 mit dem Rahmen des Kraftfahrzeuges
mittels der Träger 2.
Die Antivibrations-Befestigungselemente 10 und 11 sind
auf beiden Seiten der Motoranlage 1 platziert.
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Das
untere Befestigungselement 12, welches auch ein tragendes
Element ist, ist unter der Motoranlage 1 und im wesentlichen senkrecht
zum Schwerpunkt G der Motoranlage angeordnet und ermöglicht die
Verbindung dieser Motoranlage 1 mit dem Kraftfahrzeug-Rahmen
mittels des Querträgers 3,
welcher seinerseits am Gestell 4 aufgehängt ist.
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Vorzugsweise
und wie wiedergegeben in der 2 sind die
drei Befestigungselemente 10, 11 und 12 in
einer gleichen vertikalen Ebene P angeordnet, welche den Schwerpunkt
G der Motoranlage 1 enthält.
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In
einem orthonormalen Koordinatensystem XYZ werden die Steifheiten
in XYZ vom unterem Befestigungselement 12 durch seine Position
in Bezug auf den Schwerpunkt G der Motoranlage 1 die Festsetzung
der Nick und Gier Rotations-Modi nicht beeinträchtigen, welche denn nur durch
die Steifheit der zwei oberen Befestigungselemente 10 beziehungsweise 11 und
durch den Abstand zwischen den beiden entlang der Achsen X und Y
bestimmt sind.
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Der
Roll-Modus an sich resultiert allein aus den Steifheiten entlang
der X-Achse von den drei Befestigungselementen 10, 11 und 12 und
auch aus dem Abstand entlang der Z-Achse zwischen den Befestigungselementen 10, 11 und 12 und
dem Schwerpunkt der Motoranlage.
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Der
Hub-Modus ist hauptsächlich
bestimmt durch die Steifheit entlang der Z-Achse des unteren Befestigungselements
und in geringerem Maße durch
die Steifheiten entlang dieser Z-Achse der zwei oberen Befestigungselementen 10 und 11,
wobei die zwei oberen Befestigungselemente 10 und 11 vor
allem bestimmt sind, um den Nick-Modus festzusetzen.
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Die
zwei anderen Verschiebungsmodi Längs und
Quer resultieren an sich aus der Summe der Steifheiten entlang der
X und Y-Achse von
den Filterelementen 10, 11 und 12.
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Der
Quer-Modus kann auch geregelt werden durch Änderung der Steifheiten entlang
der Y-Achse der Befestigungselemente 10, 11 und 12,
welche wenig Einfluss haben auf die Frequenzen der anderen Modi.
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Die
Aufhängungskonstruktion
gemäß der Erfindung
macht es möglich,
die Frequenzen der sechs Aufhängungsmodi
der Motoranlage quasi unabhängig
voneinander zu regeln und namentlich die sechs Modi auf relativ
niedrige Frequenzen einzustellen.
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Diese
Konstruktion hat die gleichen Vorteile wie eine Aufhängungskonstruktion
vom Pendel-Typ zum Entkoppeln der Roll und Hub Modi wie zum unabhängigen Einstellen
von deren Frequenzen. Sie hat dazu den Vorteil, die unabhängige Regelung
der Hub und Nick Modi möglich
zu machen so wie des Roll und Gier Modi.
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Die
unabhängige
Regelung der Frequenzen von Hub, Nick, Gier und Roll Modi ist insbesondere interessant
für die
Motorisierungen vom Typ drei Zylinder in einer Reihe, welche Nick
und Gier Anstöße zeigen
bei Frequenzen unter 20 Hertz. Es ist tatsächlich dann wichtig, die Nick
und Gier Modi genügend tief
in Frequenz platzieren zu können
unter Beibehaltung einer klassischen Frequenz-Positionierung für die Roll
und Hub Modi.
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Die
mit der Erfindung übereinstimmende Aufhängungskonstruktion
passt im allgemeinem vollkommen zu den Motorisierungen, welche den
Nick Modus und den Gier Modus anstoßen wie die Motorisierungen
vom Typ drei Zylinder in Reihe oder vom Typ sechs Zylinder in V.
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Sie
passt ebenfalls vollkommen zu den Motorisierungen, welche Frequenzen
anstoßen
unter 20 Hertz, wie zum Beispiel eine Motorisierung mit einer sehr
niedrigen Leerlauf-Drehzahl, denn sie macht es möglich, alle Aufhängungsmodi
der Motoranlage unter den niedrigsten Anstoß zu platzieren.