Motorgetriebeträger
Die Erfindung betrifft einen Motorgetriebeträger gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus der DE 198 21 107 Al ist bereits ein Motorgetriebeträger bekannt. Ein solcher Motorgetriebeträger findet Anwendung bei einem Kraftfahrzeug mit front-längs eingebauter Motorgetriebe-Einheit deren Getriebe innerhalb eines Tunnels angeordnet ist und über eine Antriebswelle zu einem Heckantrieb führt.
Ferner zeigt die DE 28 47 679 Al einen Tunnel für ein Fahrzeug mit front-längs eingebauter Motorgetriebe-Einheit deren Getriebe innerhalb des Tunnels angeordnet ist und über eine Antriebswelle zu einem Heckantrieb führt .
Aufgabe der Erfindung ist es, eine hohe Unfallsicherheit und eine hohe Geräuschabkoppelung gegenüber dem Fahrzeuginnenraum zu erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst .
Erfindungsgemäß teilt sich der Motorgetriebeträger in ein Leichtmetalloberteil und ein Blechunterteil auf. Gemäß einem
Vorteil der Erfindung ist das Leichtmetalloberteil relativ steif und steift somit den Tunnel stark aus, so dass eine geringe Luftschallempfindlichkeit und somit ein geringer Geräuschpegel im Fahrgastinnenraum die Folge ist. Infolge der steifen aber gewichtsoptimierten Auslegung kann dieses Leichtmetalloberteil bei einem Unfall jedoch leicht brechen. Gemäß einem weitern Vorteil der Erfindung kann das Getriebe beim direkten oder versetzten Frontalunfall in dem Tunnel nach hinten geschoben werden, wobei ein sich verformendes - jedoch nicht brechendes - Blechunterteil verhindert, dass das Getriebe nach unten geschoben wird.
Das Leichtmetalloberteil kann in besonders vorteilhafter Weise aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung bestehen. Jedoch kann das Leichtmetalloberteil auch aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung bestehen. Es kann insbesondere als hohl gegossenes Druckgussteil ausgeführt sein. Ebenso ist die Fertigung als Leichtmetallschaum möglich.
In besonders vorteilhafter Weise kann das Leichtmetalloberteil über ein Abkoppelelement mit dem Getriebe direkt oder alternativ über einen Getriebehalter verbunden sein. Das Abkoppelelement kann einen Elastomerkörper aufweisen.
Dieser Elastomerkörper kann insbesondere zwischen einem Lagerkern und einem Lagergehäuse angeordnet sein. Dabei kann der Lagerkern mittelbar oder unmittelbar fest mit dem Getriebegehäuse verschraubt sein, wohingegen das Lagergehäuse fest mit dem Leichtmetalloberteil verschraubt oder verpresst ist.
In besonders vorteilhafter Weise kann der Lagerkern bewegungsfest mit einem Getriebehalter verbunden -
insbesondere verschraubt - sein, der seinerseits mit dem Getriebe verschraubt ist. Durch die Zweiteilung auf Lagerkern und Getriebehalter werden mehrere Vorteile erzielt:
Der Lagerkern kann relativ klein gestaltet sein, so dass sich dieser einfach mit dem Elastomerkörper vulkanisieren lässt. Große Lagerkerne würden sich nur aufwändig in eine Werkzeugmaschine zum Vulkanisieren einsetzen lassen. Ferner kann für verschiedene Baureihen von Fahrzeugen und/oder verschiedene Getriebe der gleiche Getriebehalter verwendet werden. Die sich aus den verschiedenen Baureihen von Fahrzeugen und/oder den verschiedenen Getrieben ergebenen unterschiedlichen Einbaulängen können durch Variation der Lagerkerne kompensiert werden. Ebenso kann der Getriebe- Halter je nach Getriebe variiert werden. Damit kann sogar die gleiche Einheit aus Blechunterteil, Leichtmetalloberteil und Lagerkern für verschiedene Getriebe verwendet werden, deren Getriebegehäuseanschlussflansch voneinander abweicht. Durch Verzicht auf einen Getriebehalter ist es sogar möglich, besonders große Getriebe direkt an den Lagerkern zu schrauben werden, während bei kleineren Getrieben ein separater Getriebehalter Anwendung findet. Ein solches großes Getriebe ist beispielsweise eine Allradversion mit einem zusätzlichen Längsverteilergetriebe und Seitenabtrieb, das somit gegenüber einer Standardvariante verlängert ist. Diese Standardvariante ist der einfache Heckantrieb ohne zusätzlichen Frontantrieb. Zum Aufbau eines solchen Allrad-Antriebsstranges bzw. eines Standardantriebes wird auf die EP 1321327 A2 verwiesen, die diesbezüglich auch in dieser Anmeldung als aufgenommen gelten soll.
In besonders vorteilhafter Weise kann eine akustische Entkopplung bzw. Schwingungsdämpfung zwischen dem Leichtmetalloberteil und dem Blechunterteil vorgesehen sein.
Dabei wirkt das Leichtmetalloberteil und das Blechunterteil als Zwei-Massen-System. Beispielweise können dazu ein oder mehrere Elastomerkörper zwischen dem Leichtmetalloberteil und dem Blechunterteil vorgesehen sein. Diese Elastomerkörper können gezielt über deren Steifigkeit, deren Vorspannung, deren Dämpfungseigenschaft, deren Anzahl und deren Position auf unkomfortabel empfundene tretende Schwingungsphänomäne abgestimmt werden, um beispielsweise Getriebeheuler oder ein Brummen zu reduzieren.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung vor.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand zwei Ausführungsbeispielen des Motorgetriebeträgers erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht einen
Motorgetriebeträger, wobei ein zusätzlicher Schnitt zur Darstellung von Profilen eingezeichnet ist, Fig. 2 den Motorgetriebeträger aus Fig. 1 in einer
Seitenansicht, wobei ein zusätzlicher Schnitt eingezeichnet ist,
Fig. 3 den Motorgetriebeträger in einer Draufsicht, Fig. 4 den Motorgetriebeträger in einer Ansicht von hinten und Fig. 5 in einer alternativen Ausgestaltung ein
Leichtmetalloberteil eines Motorgetriebeträgers mit drei Elastomerkörpern zur akustischen Entkopplung bzw. zur Schwingungsdämpfung.
Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Motorgetriebeträger 1 für ein Kraftfahrzeug. In die
perspektivische Ansicht ist ein Schnitt entlang der mittigen Fahrzeug-längs-hoch-Ebene eingezeichnet. Das Kraftfahrzeug weist eine nicht näher dargestellte front-längs eingebaute Motorgetriebe-Einheit auf, die einen Antriebsmotor und ein Getriebe umfasst. Das Getriebe ist innerhalb eines Tunnels angeordnet, der über eine Antriebswelle zu einem Heckantrieb führt. Diese Einbauart einer solchen Motorgetriebe-Einheit in einem Tunnel ist hinlänglich von drehmomentstarken Fahrzeugen der Anmelderin bekannt, weshalb nicht näher auf diese Einbauart eingegangen wird. Ferner ist diese Einbauart in der DE 198 21 107 Al, der DE 28 47 679 Al und der EP 1273473 A2 dargestellt, die diesbezüglich als in dieser Anmeldung aufgenommen gelten sollen.
Der Motorgetriebeträger 1 umfasst ein Blechunterteil 2, ein darüber angeordnetes Leichtmetalloberteil 3, ein mit letzterem verschraubtes Lagergehäuse 4, einen an letzterem anvulkanisieren Elastomerring 5, einen an letzterem anvulkanisierten Lagerkern 6 und einen mit letzterem bewegungsfest verschraubten Getriebehalter 7.
Das Leichtmetalloberteil 3 weist auf der in Fahrzeuglängsrichtung rechts und links liegenden Seite jeweils drei Lageraugen 8, 9, 10, 11, 12, 13 auf, deren Ausnehmungen mit insgesamt sechs Ausstanzungen im Blechunterteil 2 fluchten. Durch dieser Ausstanzungen und Ausnehmungen sind von unten Schrauben gesteckt und mit verstärkten Gewindesacklöchern an der Fahrzeugkarosserie im Randbereich des Tunnels verschraubt . Damit verschließen das Blechunterteil 2 und das Leichtmetalloberteil 3 den Tunnel in einem unteren Teilbereich. Somit wird die Steifigkeit der Karosserie in dem Bereich des Tunnels, in dem Schwingungen
von der Motorgetriebe-Einheit eingeleitet werden, sehr stark erhöht . Daraus resultiert eine geringe Luftschallempfindlichkeit und somit ein geringer Geräuschpegel im Fahrzeuginnenraum.
Das Blechunterteil 2 ist als Tiefziehteil aus Stahl hergestellt, das - wie weiter unten noch erläutert - auf die Verformung beim Unfall optimiert ist. Hingegen ist das Leichtmetalloberteil 3 als im Sandguss hohl gegossenes Druckgussteil hergestellt, so dass das Leichtmetalloberteil 3 relativ steif ist und Schwingungen und Geräusche bestmöglich reduziert. Dazu weist ein Hohlkörper 38 des
Leichtmetalloberteils 3 eine in Fahrtrichtung vorne geöffnete u-förmige Grundform auf. Dieser u-förmige Hohlkörper 38 weist an dem in Fahrtrichtung hinten liegendem Ende zwei fertigungsbedingte Öffnungen 14, 15 auf, die jeweils an einem Rand 16, 17 versteift ausgeführt sind.
Innerhalb des u-förmigen Hohlkörpers 38 ist das Leichtmetalloberteil 3 abgeflacht und mit einer in Fig. 2 ersichtlichen Ausnehmung 18 versehen. Der Rand dieser Ausnehmung ist zur Gewichtsreduktion am in Fahrtrichtung vorderen Ende als Hohlkörper 19 und am hinteren Ende als Vollkörper ausgeführt. Dieser Hohlkörper 19 ist vom Profil erheblich kleiner als der u-förmige Hohlkörper, dessen u- förmiger Grundkörper am vorderen Ende durch den Hohlkörper 19 geschlossen wird. Durch den Vollkδrper verläuft senkrecht eine Bohrung 20, die mit einer Gewindebohrung 21 im Lagergehäuse 4 fluchtet. Durch die Bohrung 20 ist von unten eine nicht näher dargestellte Schraube gesteckt und mit der Gewindebohrung 21 verschraubt. Analog dieser Schraubverbindung 33 sind gleichmäßig am Umfang des Lagergehäuses zwei weitere Schraubverbindungen 22, 23 ausgeführt, die in Fig. 3 ersichtlich sind. An diesen
Schraubverbindungen 22, 23 ist das Leichtmetalloberteil 3 ebenfalls als Vollkörper ausgeführt.
Mittels dieser komplexen Formgebung, die sich in Vollkörper und Hohlkörper aufteilt, wird beim Leichtmetalloberteil 3 ein Optimum zwischen Gewicht, Steifigkeit und Festigkeit im Bereich der Schraubverbindungen erreicht.
Das Lagergehäuse 4 hat eine ringförmige Grundform, innerhalb derer der Elastomerring 5 einvulkanisiert ist. Dieser Elastomerring 5 ist schräg nach oben und radial innen ausgerichtet. Durch diese Formgebung kann das hohe Gewicht des hinteren Getriebeendes aufgenommen werden. Dieses Gewicht wird vom Lagerkern 6 eingeleitet, der im Verbindungsbereich zum Elastomerring 5 korrespondierend zur zuvor beschriebenen Form kegelförmig ist. Diese Kegelform 24 kragt oberhalb des Elastomerringes 5 zu einem Bund 25 radial nach außen aus. Diesem Bund 25 schließen sich Versteifungsrippen 26, 27 an, die schräg nach vorne und oben gerichtet sind und von der Motorgetriebe-Einheit eingeleitete Kräfte aufnehmen, so dass ein Verbindungsflansch 28 gegen Bruch geschützt ist. Rechtsund linksseitig der beiden Versteifungsrippen 26, 27 sind Bohrungen im Verbindungsflansch 28 eingearbeitet, durch die Schrauben gesteckt und mit dem Getriebehalter 7 verschraubt sind. Ab dieser Verbindungsstelle zum Verbindungsflansch 28 weitet sich der Getriebehalter pyramidenförmig bis zu einer Anschlussfläche zum Getriebe auf, das mittels vier Verschraubungen 29, 30, 31, 32 mit dem Getriebehalter 7 verschraubt ist.
Das Blechunterteil 2 ist aus einem relativ weichen Stahl tiefgezogen und folgt in Grundzügen der Kontur auf der Unterseite des Leichtmetalloberteils 3. Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, verläuft das Blechunterteil 2 jedoch im
Bereich der Ausnehmung 18 in der tiefsten Ebene des Blechunterteils 2. Damit wird gewährleistet, dass der Lagerkern 3 ausreichend Bewegungsspiel nach unten hat. Das Blechunterteil 2 weist unter den drei Schraubverbindungen 33, 22, 23 drei Ausstanzungen auf, von denen in Fig. 2 die eine Ausstanzung 34 ersichtlich ist. Durch diese Ausstanzungen ist die Zugänglichkeit der drei Schraubverbindungen 33, 22, 23 von unten gewährleistet.
Das im Verhältnis zum Blechunterteil 2 relativ steife Leichtmetalloberteil 3 bricht bei einem durchschnittlichen Frontalunfall, so dass das Leichtmetalloberteil 3 an sich das Getriebe frei gibt. Der Motorgetriebeträger ist jedoch erart dimensioniert, dass sich bei einem durchschnittlichen Frontalunfall oder versetztem Frontalunfall das Blechunterteil plastisch verformt, jedoch nicht bricht. Damit ist gewährleistet, dass sich das Getriebe der Motorgetriebe- Einheit nicht frei nach unten bewegen kann, sondern nach hinten geführt wird. Dies erhöht aufgrund der geführten Bewegungsbahn die Sicherheit in der Fahrgastzelle.
Um hinsichtlich Bauraumausnutzung, Steifigkeit und Gewicht ein Optimum zu erzielen, ist weist das Leichtmetalloberteil 3 die besagte Grundform mit dem u-förmigen Hohlkörper 38 auf. Das in Fahrtrichtung hinten liegende Ende des Hohlkörpers 38 bildet den am höchsten liegenden Punkt 35 des Leichtmetalloberteils 3. Die besagte U-form ist am vorne liegenden Ende mittels des Hohlkörpers 19 geschlossen. Dessen Oberkante 36 liegt so weit unterhalb des besagten höchsten Punktes 35, dass die Oberkante 36 einer Ebene zugehörig ist, auf welcher das Lagergehäuse 4 aufliegt. Dabei liegt eine Oberkante 37 des Lagergehäuses 4 unter einer dreidimensional ausgeformten Struktur der Oberkante des u-förmigen Hohlkörpers 38.
Fig. 5 zeigt in einer alternativen Ausgestaltung ein Leichtmetalloberteil 103 eines Motorgetriebeträgers mit drei Elastomerkörpern 197, 198, 199 zur akustischen Entkopplung bzw. zur Schwingungsdämpfung. Dabei ist das Leichtmetalloberteil 103 in einer Ansicht von hinten/unten dargestellt. Die drei Elastomerkörper 197, 198, 199 sind an der Unterseite des Leichtmetalloberteils 103 gleichmäßig verteilt. Im eingebauten Zustand des Motorgetriebeträgers sind die Elastomerkörper 197, 198, 199 zwischen dem Leichtmetalloberteil 103 und dem in Fig. 5 nicht ersichtlichen Blechunterteil verspannt. Dabei gewährleistet die Anzahl von drei Elastomerkörpern eine sichere Verspannung sämtlicher drei Elastomerkörper 197, 198, 199. Die drei Elastomerkörper 197, 198, 199 sind in einem mittigen Bereich 111 zwischen den in Fahrzeuglängsrichtung links liegenden Verschraubungen 112 und den in Fahrzeuglängsrichtung rechts liegenden Verschraubungen 110 angeordnet. Damit wird ein relativ großer Abstand der Elastomerkörper 197, 198, 199 zu den Verschraubungen 110, 112 gewährleistet, wodurch die Elastomerkörper 197, 198, 199 das Blechunterteil im Bereich der maximalen Schwingungsamplitude dämpfen können und nicht zu stark an den Verschraubungen 110 bzw. 112 verspannt werden .
Je nach Anordnung ist aber auch eine beliebige andere Anzahl von Elastomerkörpern möglich.
Die Elastomerkörper können sowohl einseitig gegenüber dem Leichtmetalloberteil als auch alternativ gegenüber dem Blechunterteil festgelegt sein. Ebenso können die Elastomerkörper beidseitig festgelegt sein. Sowohl mittels der einseitigen, als auch mittels der beidseitigen Festlegung wird auch die Montage erleichtert . Zur Festlegung können die
Elastomerkörper beispielsweise an deren Ende zapfenförmig ausgestaltet sein und in Bohrungen des Leichtmetalloberteils 103 gesteckt sein.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.