DE69401867T2 - Hydro-elastische Stütze für ein Triebwerk im Fahrgestell eines Kraftfahrzeuges und dessen Aufnahme in einer Radaufhängungsanlage - Google Patents
Hydro-elastische Stütze für ein Triebwerk im Fahrgestell eines Kraftfahrzeuges und dessen Aufnahme in einer RadaufhängungsanlageInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydroelastischen Träger, der dazu vorgesehen ist, zwischen die Antriebsbaugruppe eines Kraftfahrzeugs und die Karosseriestruktur des Fahrzeugs eingesetzt zu werden.
- Die Erfindung betrifft außerdem eine Aufhängungsvorrichtung der Karosserie und der Antriebsbaugruppe in einem Kraftfahrzeug, die wenigstens einen hydroelastischen Träger gemäß der Erfindung enthält.
- Es ist ein erster Entwurf eines hydroelastischen Trägers oder Blocks bekannt, der gewöhnlich "Zerhackungsschutz"- Träger genannt wird und dessen Struktur und Funktionsweise ermöglichen, den Zerhackungsmodus der Schwingungen, d. h. die Eigenschwingungen der Antriebsbaugruppe auf ihren Aufhängungsvorrichtungen, zu bekämpfen, indem eine Flüssigkeitssäule verwendet wird, deren Resonanz auf diese Zerhackungsfrequenz eingestellt wird.
- Um die Wirkung zu dämpfen, die durch die Resonanz der Säule eingefuhrt wird, ist außerdem vorgeschlagen worden, in den hydroelastischen Träger ein Ventil einzusetzen.
- Außerdem ist vorgeschlagen worden, einen hydroelastischen Träger der Antriebsbaueinheit in der Weise vorzusteuern, daß er mit der Fahrzeugkarosserie in Phase gehalten wird, um die Erschütterungen des Motors, die durch die Räder erzeugt werden, zu unterdrücken.
- Außerdem ist ein Entwurf eines sogenannten "synchronen" hydroelastischen Trägers oder Blocks bekannt, der die Filterung und Beseitigung der von der Antriebsbaueinheit eingeführten Schwingungen ermöglicht, indem in den Träger Impulse eingeleitet werden, die mit den Harmonischen der Schwingungen der Antriebsbaueinheit und insbesondere mit den Harmonischen der zweiten Ordnung synchron sind.
- Je nachdem, ob die Dämpfung der vom Rollen des Fahrzeugs ausgehenden Schwingungen oder die Dämpfung der von der Antriebsbaugruppe ausgehenden Schwingungen gewünscht ist, wird die Verwendung des einen oder des anderen Typs eines hydroelastischen Trägers bevorzugt.
- Die JP-A-62 035 129 beschreibt einen hydroelastischen Träger, der dazu vorgesehen ist, zwischen die Antriebsbaueinheit eines Kraftfahrzeugs und die Karosseriestruktur des Fahrzeugs eingesetzt zu werden, des Typs mit zwei Bewehrungen, die mit der Antriebsbaugruppe bzw. mit der Karosseriestruktur verbunden sind und über eine Masse aus elastomerem Material vereinigt sind, wobei dieser Träger in seinem oberen Teil eine erste Arbeitskammer enthält, die wenigstens teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist und wenigstens teilweise durch die Masse aus elastomerem Material und durch eine bewegliche Trennwand aus elastischem Material begrenzt ist, wobei dieser Träger außerdem in seinem unteren Teil eine zweite Arbeitskammer enthält, die wenigstens teilweise durch die Masse aus elastomerem Material und durch eine elastische Membran begrenzt ist.
- Die Erfindung zielt darauf, einen neuen Entwurf eines hydroelastischen Trägers vorzuschlagen, der die Verarbeitung der Schwingungen ermöglicht, die von den zwei weiter oben präzisierten Quellen ausgehen.
- Hierzu schlägt die Erfindung einen hydroelastischen Träger des obengenannten Typs vor, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Fläche der beweglichen Trennwand eine Schubstange enthält, mit der eine Mitnahmevorrichtung der beweglichen Trennwand zusammenwirkt, um an dieser letzte ren Verschiebungen vorzunehmen, die in der Weise gesteuert werden, daß in der ersten Arbeitskammer Druckkräfte erzeugt werden, die mit den Harmonischen der Schwingungen der Antriebsbaugruppe synchron sind, und daß die elastische Membran Mittel für die Verbindung mit einem Behälter mit veränderlichem Volumen enthält, der zwischen der Karosseriestruktur des Fahrzeugs und einem Teil angeordnet ist, der zu einem zur Fahrzeugaufhängung gehörenden Teleskopdämpfer benachbart ist, wobei die zweite Arbeitskammer und der Behälter mit Flüssigkeit gefüllt sind.
- Der obere Teil oder die obere Stufe des Trägers gemäß der Erfindung enthält somit eine Arbeitskammer, die Veränderungen unterliegt, die von synchron erzeugten Impulsen, die beispielsweise durch einen zusätzlichen äußeren Nocken erzeugt werden, abhängen. Ein solches System für die Erzeugung von Impulsen ist beispielsweise in der französischen Patentanmeldung Nr. 92 05655 beschrieben und dargestellt. Der Wirkungsbereich der oberen Stufe des Trägers ist den Schwingungen, die sich aus dem thermodynamischen Funktionszyklus des Motors ergeben, sowie den trägen Massen bei einer Hin- und Herbewegung mit einer Frequenz im Bereich von 30 bis 200 Hz und mit einer Amplitude in Bereich von einigen hundertstel bis zu einigen zehntel Millimetern zugeordnet. Die obere Stufe verarbeitet daher die Schwingungen, die die Hauptursache von Brummgeräusch in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs bilden.
- Der untere Teil oder die untere Stufe des Trägers nimmt auf den Entwurf einer Aufhängungsvorrichtung des Typs Bezug, wie er im Dokument FR-A-2.272.857 beschrieben und dargestellt ist. Jede Veränderung des Fluidvolumens in dem mit der Dämpferstange verbundenen Behälter wird an die zweite Arbeitskammer übertragen und ruft eine gleichphasige Verschiebung der Antriebsbaugruppe mit der Fahrzeugkarosserie hervor.
- Die untere Stufe verarbeitet daher die Schwingungen, deren Frequenz im Bereich von 8 bis 15 Hz liegt und deren Amplitude zwischen einigen zehntel Millimetern und einigen Millimetern liegt.
- - weist die Masse aus elastomerem Material eine Rotationssymmetrie um eine Achse auf, die im wesentlichen der allgemeinen Beanspruchungsrichtung des Trägers entspricht;
- - enthält der Träger in einer Anordnungsfolge längs der allgemeinen Richtung der Beanspruchung des Trägers eine obere Bewehrung, die mit dem oberen Ende der Masse aus elastomerem Material verbunden ist, die Masse aus elastomerem Material und eine untere Bewehrung, die mit dem unteren Ende der Masse aus elastomerem Material verbunden ist;
- - weist die obere Bewehrung eine Rotationssymmetrie um die Achse der Masse aus elastomerem Material auf und ist in ihrem oberen Teil durch die bewegliche Trennwand verschlossen;
- - weist die untere Bewehrung eine Rotationssymmetrie um die Achse der Masse aus elastomerem Material auf und ist in ihrem unteren Teil durch die elastische Membran verschlossen;
- - ist die Masse aus elastomerem Material aus einem Element mit der allgemeinen Form einer doppelkonischen Spule gebildet;
- - enthält die Innenwand der elastischen Membran einen Anschlagvorsprung, dessen Profil zum Profil der inneren Oberfläche des unteren Kegels der Masse aus elastomerem Material im wesentlichen komplementär ist;
- - enthält die obere Bewehrung einen Flansch für ihre Befestigung an der Antriebsbaugruppe des Fahrzeugs;
- - ist der Flansch durch eine Scheibe gebildet, die innerhalb der oberen Bewehrung angeordnet ist und in ihrem Mittelpunkt durchlocht ist, um die bewegliche Trennwand aufzunehmen.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden genauen Beschreibung, für deren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
- - Fig. 1 eine Axialschnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines hydroelastischen Trägers gemäß den Lehren der Erfindung ist; und
- - Fig. 2 eine schematische Darstellung ist, die die Anordnung eines Trägers gemäß den Lehren der Erfindung in einem Kraftfahrzeug veranschaulicht, in dem er zwischen die Antriebsbaugruppe und die Karosseriestruktur eingesetzt ist.
- Der hydroelastische Träger 10, der in Fig. 1 dargestellt ist, weist eine allgemeine Entwurfssymmetrie um eine Achse X-X auf.
- Der Träger 10 enthält einen oberen Teil oder eine obere Stufe 12 und einen unteren Teil oder eine untere Stufe 14.
- Der hydroelastische Träger 10 enthält eine Masse aus elastomerem Material 16, die in Form eines einzigen Elements verwirklicht ist, das außer den Dämpfungsfunktionen, die im folgenden beschrieben werden, die Verbindung zwischen dem oberen Teil 12 und dem unteren Teil 14 des Trägers sicherstellt.
- Hierzu weist der Block aus elastomerem Material 16 die allgemeine Form einer doppelkonischen Spule auf.
- Der obere konische Teil 18 ist mit seinem oberen Ende 20 durch Verkleben an einer oberen Bewehrung 24 des Trägers befestigt, die eine allgemeine zylindrische Form aufweist, die auf die Achse X-X zentriert ist.
- Der untere konische Teil 26 des Blocks aus elastomerem Material 16 ist mit seinem unteren Ende 28 durch Verkleben an einer unteren Bewehrung 30 des Trägers befestigt, die eine allgemeine zylindrische Form aufweist, die auf die Achse X-X zentriert ist.
- Der obere Rand 31 der oberen Bewehrung 24 ist umgeschlagen, um durch Quetschung eine Bewehrungsscheibe 32 zu befestigen, die Befestigungsschrauben 34 enthält, um die Befestigung des Trägers 10 an einem Strukturelement 36 der Antriebsbaugruppe 38 sicherzustellen (siehe Fig. 2).
- In der Mitte der Bewehrungsscheibe 32 befindet sich ein Loch, das durch einen Ring 40 begrenzt ist.
- Die innere konkave Oberfläche 42 des oberen Teils 18 des Blocks 16 begrenzt eine erste Arbeitskammer 44, die auch "Brummschutzkammer" genannt wird und die in ihrem oberen Teil durch eine bewegliche Trennwand 46 verschlossen ist, die aus elastomeren Material verwirklicht ist.
- Die Trennwand 46 ist mit einer Dichtungsmembran 48 verwirklicht, die die untere Fläche der Bewehrungsscheibe 32 abdeckt und deren Umfangsrand 50 durch den umgeschlagenen Rand 31 dicht eingequetscht ist.
- Die bewegliche Trennwand 46 ist außerdem durch einen Dichtungsring 51 verlängert, der an der inneren zylindrischen Oberfläche des Rings 40 der Bewehrungsscheibe 32 angeklebt ist.
- Die obere Fläche 52 der beweglichen Trennwand 46 enthält eine Betätigungsschubstange 54, die ermöglicht, auf die bewegliche Trennwand 46 Kräfte in Richtung X-X auszuüben.
- Wie in Fig. 2 schematisch gezeigt ist, werden diese Kräfte beispielsweise gemäß einer Technik, die beispielsweise in den Dokumenten FR-A-2.364.373 und FR-A-2.507.976 beschrieben und dargestellt ist, direkt oder indirekt durch einen drehenden Nocken 56 der Antriebsbaugruppe ausgeübt.
- Die innere konkave Oberfläche 58 des unteren konischen Teils 26 des Trägers 16 begrenzt eine zweite Arbeitskammer 60, die auch "Zerhackungsschutzkammer" genannt wird und die in ihrem unteren Teil durch eine einen Stopfen bildende elastische Membran 62 verschlossen ist.
- Die elastische Membran 62 ist aus einem Elastomermaterial verwirklicht, wobei ihre Umfangskante 64 durch Ankleben an einem metallischen Verstärkungsring 66 befestigt ist, der mit Kraft in den unteren Teil des zylindrischen Hauptmantels der unteren Bewehrung 30 eingepaßt ist.
- Die Innenfläche 68 der Verschlußmembran 62 enthält einen Vorsprung in Form eines konvexen Höckers 70, der einen Anschlag darstellt, der dazu vorgesehen ist, gegebenen falls mit dem Abschnitt gegenüber der inneren Oberfläche 58 der Kammer 60 zusammenzuwirken.
- Hierzu kann der Block aus elastomerem Material 58 ein Verstärkungselement 72 enthalten, das sich im wesentlichen an die Form der inneren Oberfläche 58 anschmiegt.
- Die zweite Arbeitskammer 60 ist mit der äußeren Umgebung über eine Verbindung 74 verbunden, deren Ende 76 dicht durch den zylindrischen Mantel der unteren Bewehrung 30 verläuft und in die Kammer 60 mündet.
- Schließlich enthält die untere Bewehrung 30 einen unteren Flansch 77, der dazu vorgesehen ist, die Befestigung des Trägers an der Struktur 78 der Fahrzeugkarosserie zu ermöglichen (siehe Fig. 2).
- Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, ist die zweite Arbeitskammer 60 dazu vorgesehen, über eine Leitung 79 mit einem Hohlraum 80 verbunden zu werden, dessen Volumen in Abhängigkeit von den Verschiebungen eines Elements 83 veränderlich ist, das durch einen Kopf der Stange 82 eines Teleskopdämpfers (nicht gezeigt) gebildet ist, der zu einer Radaufhängung des Fahrzeugs gehört.
- Die untere Stufe 14 des Trägers 10, die dem Kreis (79, 80, 82) zugeordnet ist, bildet hier eine Aufhängungsvorrichtung des Typs, wie er in den Dokumenten FR-A-2.272.857 und FR-A-2.607.757 beschrieben und dargestellt ist, auf deren Inhalte Bezug genommen werden kann, um die Ausführungsbeispiele und die Funktionsweise kennenzulernen.
- In der eben beschriebenen Ausführungsform des hydroelastischen Trägers 10 ist in dem Maß, in dem die Funktion (Zerhackungsschutz) normalerweise durch den unteren Teil 14 des Trägers sichergestellt ist, keine Ausdehnungskammer vorgesehen, die der ersten Arbeitskammer 44 der oberen Stufe 12 zugeordnet ist. Es ist jedoch ohne Abweichung vom Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, eine solche in die obere Stufe 12 des Trägers 10 integrierte Ausdehnungskammer vorzusehen, wenn gewünscht ist, eine komplementäre Funktion zur Beseitigung des Zerhackungsphänomens sicherzustellen, insbesondere dann, wenn die zweite Arbeitskammer 60 ihre Aufgabe nicht erfüllt, beispielsweise bei einer Blockierung der Stange 82.
- Die obere Stufe stellt somit eine Antibrummfunktion sicher, insbesondere im Fall der Aufhängung einer Antriebsbaugruppe mit vier Zylindern des hin und her beweglichen Typs, deren Träger vertikal zur natürlichen Achse der Rollbewegung der Antriebsbaugruppe angeordnet sind und das Brummen mit konstanter Amplitude erregen.
- Die untere Stufe 14 des Trägers 10 verwendet die Dämpfungskraft der vorderen Teleskopdämpfer des Fahrzeugs, die an den Träger 10 phasengleich und mit einem vorgegebenen Amplitudenkoeffizienten übertragen wird. Somit wird eine Unterdrückung der relativen Bewegungen zwischen der Antriebsbaugruppe und der Karosseriestruktur des Fahrzeugs erhalten, wobei die dynamischen Kräfte, die durch die Verschiebungen erzeugt werden, beseitigt werden, d. h., daß die Dämpfungskraft der Aufhängung in einem ausreichend breiten Frequenzband um die Frequenz des Zerhackungsschwingungsmodus mittels der vertikalen Ebene, die den Schwerpunkt der Antriebsbaugruppe enthält, proportional an die entsprechenden Massen der Antriebsbaugruppe und der Karosserie aufgeteilt wird.
Claims (10)
1. Hydroelastischer Träger (10), der dazu vorgesehen
ist, zwischen die Antriebsbaugruppe eines Kraftfahrzeugs
(38) und die Karosseriestruktur (78) des Fahrzeugs
eingesetzt zu werden, des Typs mit zwei Bewehrungen (24, 30),
die mit der Antriebsbaugruppe (38) bzw. mit der
Karosseriestruktur (78) verbunden sind und über eine Masse aus
elastomerem Material (16) vereinigt sind, wobei dieser
Träger in seinem oberen Teil eine erste Arbeitskammer
(44) aufweist, die wenigstens teilweise mit Flüssigkeit
gefüllt ist und wenigstens teilweise durch die Masse aus
elastomerem Material (16, 18, 42) und durch eine
bewegliche Trennwand (46) aus elastischem Material begrenzt ist,
wobei dieser Träger (10) außerdem in seinem unteren Teil
(26) eine zweite Arbeitskammer (60) aufweist, die
wenigstens teilweise durch die Masse aus elastomerem Material
(16, 26, 58) und durch eine elastische Membran (62)
begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere
Fläche (52) der beweglichen Trennwand eine Schubstange
(54) aufweist, mit der eine Mitnahmevorrichtung der
beweglichen Trennwand zusammenwirkt, um an dieser
letzteren Verschiebungen vorzunehmen, die in der Weise
gesteuert werden, daß in der ersten Arbeitskammer (44)
Druckkräfte erzeugt werden, die mit den Harmonischen der
Schwingungen der Antriebsbaugruppe synchron sind, und daß
die elastische Membran Mittel für die Verbindung mit
einem Behälter (80) mit variablem Volumen enthält, der
zwischen der Karosseriestruktur (78) des Fahrzeugs und
einem Teil (83) angeordnet ist, der zu einem zur
Aufhängung des Fahrzeugs gehörenden Teleskopdämpfer benachbart
ist, wobei die zweite Arbeitskammer (60) und der Behälter
(80) mit Flüssigkeit gefüllt sind.
2. Hydroelastischer Träger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Masse aus elastomerem Material
(16) eine Rotationssymmetrie um eine Achse (X-X)
aufweist, die im wesentlichen der allgemeinen Richtung der
Beanspruchung des Trägers (10) entspricht.
3. Hydroelastischer Träger nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß er in einer Anordnungsfolge in der
allgemeinen Richtung der Beanspruchung des Trägers eine
obere Bewehrung (24), die mit dem oberen Ende (20) der
Masse aus elastomerem Material (16) verbunden ist, die
Masse aus elastomerem Material (16) und eine untere
Bewehrung (30) enthält, die mit dem unteren Ende (28) der
Masse aus elastomerem Material (16) verbunden ist.
4. Hydroelastischer Träger nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die obere Bewehrung (24) eine
Rotationssymmetrie um die Achse (X-X) der Masse aus elastomerem
Material (16) aufweist und in ihrem oberen Teil durch die
bewegliche Trennwand (46) verschlossen ist.
5. Hydroelastischer Träger nach einem der Ansprüche
3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere
Bewehrung (30) eine Rotationssymmetrie um die Achse (X-X) der
Masse aus elastomerem Material (16) aufweist und in ihrem
unteren Teil durch die elastische Membran (62)
verschlossen ist.
6. Hydroelastischer Träger nach irgendeinem der
Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse
aus elastomerem Material (16) durch ein Element mit der
allgemeinen Form einer doppelkonischen Spule gebildet
ist.
7. Hydroelastischer Träger nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenwand (68) der elastischen
Membran (62) einen Anschlagvorsprung (70) enthält, dessen
Profil zum Profil der inneren Oberfläche (58) des unteren
Kegels (26) der Masse aus elastomerem Material (16) im
wesentlichen komplementär ist.
8. Hydroelastischer Träger nach irgendeinem der
Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere
Bewehrung (24) einen Flansch (32) für ihre Befestigung an
der Antriebsbaugruppe (38) des Fahrzeugs enthält.
9. Hydroelastischer Träger nach Anspruch 8 in
Kombination mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Flansch durch eine Scheibe (32) gebildet ist, die
innerhalb der oberen Bewehrung (24) angeordnet ist und in der
Mitte (40) ein Loch aufweist, um die bewegliche Trennwand
aufzunehmen.
10. Aufhängungsvorrichtung für die Karosserie und die
Antriebsbaugruppe (38) eines Kraftfahrzeugs, des Typs,
bei dem einem Rad ein Teleskopdämpfer (82, 83) zugeordnet
ist, der einerseits mit der Karosseriestruktur (78) durch
eine elastische Befestigung und andererseits mit dem Rad
durch einen Aufhängungsmechanismus verbunden ist, wobei
die Antriebsbaugruppe (38) ihrerseits elastisch durch die
Karosseriestruktur (78) getragen wird und vom Typ ist, in
dem ein erster Behälter (80) mit variablem Volumen
zwischen der Karosserie und dem Teil angeordnet ist, der zu
dem Dämpfer (82, 83) benachbart ist, wobei die
Motorbaugruppe (38) auf der Karosseriestruktur über wenigstens
einen zweiten Behälter (60) mit variablem Volumen
aufruht, der mit dem ersten über eine Verbindungsleitung
(79) verbunden ist, wobei diese zwei Behälter (60, 80)
und die Verbindungsleitung (79) mit einem nicht
komprimierbaren
Fluid gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Behälter mit variablem Volumen durch die
zweite Arbeitskammer eines hydroelastischen Trägers (10)
gebildet ist, der gemäß irgendeinem der vorangehenden
Ansprüche verwirklicht ist und zwischen die
Antriebsbaugruppe und die Karosseriestruktur des Fahrzeugs
eingesetzt ist.
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