DE3117378C2 - Aufhängung für ein frontseitig, insbesondere querliegend angeordnetes Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Aufhängung für ein frontseitig, insbesondere querliegend angeordnetes Antriebsaggregat eines KraftfahrzeugsInfo
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Abstract
Das Antriebsaggregat stützt sich in einer Dreipunktlagerung am Aufbau ab. Eine vordere Lagereinrichtung besteht aus einem energieabsorbierenden Längsträger, der zur Aufnahme einer Relativbewegung des Aggregates mit einem weiteren Aggregatlager zusammenwirkt, das als Verschiebelager ausgebildet ist.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem Frontalaufprall eines mit einem vornliegend angeordneten Motor bestimmten Fahrzeugs werden,
zumindest oberhalb einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit, die Lagerungen des Motors bzw. des Motor-Getriebeaggregats
zerstört. Diese sind zwecks Vermeidung einer unerwünschten Schwingungsübertragung
vom Antriebsaggregat auf den Aufbau meist relativ weich ausgebildet. Als Folge der Zerstörung der Lager
bei einem Aufprall bewegt sich das Aggregat in Richtung auf das Hindernis bzw. in Richtung auf die
Fahrgastzelle, nachdem das Fahrzeug aufgeprallt ist.
Aus der DE-AS 24 55 790 ist eine Einrichtung zur Lagerung eines frontseitig angeordneten Antriebsaggregates
in einem Kraftfahrzeug über nachgiebige Lager bekannt, wobei es über eine Verformunjjsarbeit aufnehmende
Konsole im Bereich hinter dem Aggregat am Mitteltunnel der Aufbaustruktur gehn'ten ist Ferner
sind als Deformationselemente ausgebildete Längsträger von Aufbaustrukturen bekannt (US-PS 38 69 017)
sowie Deformationselemente, die zwischen einem vorderen Querträger einer Aufbaustruktur von einem
Stoßfänger angeordnet sind (DE-OS 27 57 421). Weiter ist es bekannt (DE-OS 22 49 555), ein im Bereich hinter
dem Antriebsaggregat angeordnetes Lager derart auszubilden, daß es bei Überschreiten einer bestimmten
kritischen Stoßbelastung abreißt Dabei fällt das Antriebsaggregat unkontrolliert nach unten. Weitere bekannte
Aufhängungen (DE-OS 20 56 102) für Antriebsaggregate sind in der Weise ausgebildet, daß bei einem
Aufprall das Aggregat in Richtung auf dit Fahrbahn verschwenkt wird.
Aus der DE-OS 29 15 632 ist eine Lagerung für einen quer eingebauten Verbrennungsmotor mit drei Lagern
bekannt. Ein vorneliegend und ein hintenliegend zum Motor angeordnetes Lager ist jeweils mit einem aufbauseitigen
Querträger verbunden und stützt das Gewicht des Motors ab. Das dritte Lager bildet eine weitere
ergänzende Abstützung an einem Längsträger des Aufbaus. Eine relative Verschiebemöglichkeit des Motors
gegenüber dem Aufbau bei einem Fahrzeugaufprall ist bei dieser bekannten Dreipunktaufhängung nicht meg-Hch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufhängung für ein Antriebsaggregat in einem Kraftfahrzeug
zu schaffen, bei der wenigstens eine Lagerung die Aufnahme einer ausreichenden Verformungsarbeit gewährleistet
und eine funktionsgerechte Relativbewegung des Aggregats bzw. des Aufbaus bei Vermeidung
einer Zerstörung der übrigen Lager zuläßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche
kennzeichnen weitere zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß im wesentlichen über die vordere Lagereinrichtung
und über die hintere Lagerung eine schwingungstechnisch abgestimmte Aufhängung für ein frontseitig
angeordnetes Antriebsaggregat geschaffen wird, die gleichzeitig die bei einem Aufprall des Fahrzeugs
auftretenden Relativbewegungen des Aggregats zum Aufbau bzw. die Relativbewegungen des Aufbaus zum
Aggregat zuläßt, ohne daß eine Zerstörung des hinteren Lagers sofort eintritt. Der Träger der vorderen Lagereinrichtung
ist hierzu als Deformationselement ausgebildet, das im wesentlichen — in Längsrichtung des
Fahrzeugs — kinetische Energie über seine gesamte Länge aufnehmen kann. Neben dieser Verformbarkeit
ist der Träger primär zur Aufnahme von statischen und dynamischen Biegekräften ausgebildet, die durch das
Aggregat und die Fahrmomente aufgebracht werden.
Die vordere Lagereinrichtung ermöglicht durch ihre Ausbildung eine getrennte Abstimmbarkeit entsprechend
des gewünschten Festigkeits- und Crash-Verhaltens. So ist ein erhöhtes Energieaufnahmevermögen des
Trägers bei nahezu unveränderter Festigkeit durch Einbau von zusätzlichen verformbaren Elementen möglich.
Die hintere Lagerung ist als Schub- und Drucklager ausgeführt und ermöglicht eine weiche Aufnahme der
Lagerkräfte und wirkt als Drehmomentstütze und ermöglicht dem Aggregat eine Freigängigkeit bei einem
Crash in Längsrichtung des Fahrzeugs, wozu das Lager in der Weise ausgebildet ist, daß der Lagerarm in das
Lagergehäuse eintauchen kann.
Durch die Anordnung des hinteren und vorderen Lagers in der Schwerelinie des Aggregats, ha; das dritte
seitlich angeordnete Lager nur noch eine stützende Funktion und kann entsprechend einfach ausgeführt
werden. Es wird mit dem Aggregat (Getriebe) durch eine in Fahrzeuglängsrichtung relativ weiche Stütze
verbunden, die beim Front-Crash leicht verformt wird, damit ihr Einfluß auf den Längsträger der Aufbaustruktur
gering bleibt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Draufsicht eines frontseitig im Fahrzeug angeordneten Antriebsaggregats mit seiner
Dreipunktaufhängung,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Antriebsaggregats mit
der Aufhängung,
F i g. 3 eine teilweise Draufsicht des Antriebsaggregates mit seitlicher und hinterer Lagerung,
F i g. 4 eine Seitenansicht der vorderen Lagereinrichtung,
F i g. 5 eine Draufsicht der vorderen Lagereinrichtung gemäß F i g. 4,
F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der F i g. 4,
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-Vi! der Fig. 4,
F i g. 8 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung der vorderen Lagereinrichtung mit einem in Längsrichtung
angeordnetem Rohr,
F i g. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX der F i g. 8,
F i g. 10 eine Draufsicht auf den Träger der vorderen Lagereinrichtung in einer Stellung vor der Deformation
(ausgezogene Linien) und in einer Stellung nach der Deformation (gestrichelte Linien),
Fig. 11 und 12, Draufsichten auf den Träger mit einem
als Federglied ausgebildeten Dehnelement,
Fig. 13 eine Draufsicht auf den Träger mit einem rohrförmigen Dehnelement,
Fig. 14 eine Draufsicht auf den Träger mit einem in Querschnitt tl-törmigen Dehnelement,
F i g. 15 eine Seitenansicht der hinteren Lagerung und
Fig. 16 eine Draufsicht gemäß F i g. 15.
Das aus einem Motor 1, Getriebe 2 und einem Differential 3 bestehende Antriebsaggregat 4 ist über eine
Aufhängung, welche drei Lagerungen 5,6 und 7 umfaßt, im Vorderwagen 8 der Aufbaustruktur 9,10 und 11 eines
Kraftfahrzeugs gehalten.
Das Antriebsaggregat 4 ist querliegend angeordnet, wobei die vordere Lagereinrichtung 5 den Motor 1 mit
dem Querträger 9, die hintere Lagerung 6 das Differential 3 mit der hinteren Stirnwand 4 und die seitliche
Lagerung 7 das Getriebe 2 mit dem Längsträger 10 der Aufbaustruktur 8 verbindet.
Die vordere Lagereinrichtung 5 liegt mit der hinteren Lagerung 6 vorzugsweise auf einer Verbindungslinie 12,
die durch den Schwerpunkt S des Aggregats 4 verläuft. Hierdurch kann die dritte seitliche Lagerung 7 entsprechend
einfach ausgeführt werden, da es nur eine stützende Punktion hat.
Die drei Lagerungen 5, 6 und 7 sind zur Aufnahme von Schwingungen entsprechend elastisch ausgeführt,
was aber nicht erfindungswesentlich ist, so daß ein näheres Eingehen auf die Gestaltung dieser Lager nicht erforderlich
ist.
30
Die vordere Lagereinrichtung 5 umfaßt einen energieabsorbierenden und biegesteif ausgebildeten Längsträger
13, der unter Zwischenschaltung eines elastischen Lagers 14 mit dem Querträger 9 der Aufbaustruktur des
Vorderwagens 8 verbunden ist. Das dem Lager 14 abgekehrte Ende weist Flansche 15 auf, die mit dem Motor 1
verbunden werden.
Der Träger 13 weist mindestens einen Deformationsbereich 16 auf, welcher eine hinsichtlich des Zusammenstoßverhaltens
des Fahrzeugs gewählte Gestaltung enthält. Der Träger 13 umfaßt hierzu mindestens zwei in
Längsrichtung des Fahrzeugs und in einem horizontalen Abstand b verlaufende Streben 17 und 18. Diese hochkant
oder senkrecht zur Fahrbahn ausgerichteten Streben sind vorzugsweise als Blechpreßteile ausgeführt
und weisen jeweils eine Teilaufnahme 19 und 20 für das elastische Lager 14 auf. Die Verbindung der beiden
Streben 17 und 18 erfolgt über das in diese Aufnahmen 19,20 eingepreßte Lager 14, das außenseitig eine Stahlhülse
21 trägt.
Die Streben 17,18 des Trägers 13 sind aus Blechstreifen
gebildet, deren Deformationsbereich 16 wenigstens eine in Querrichtung jedes Streifens 17 und 18 verlaufende
Knickung 22 besitzt. Diese Knickung 22 ist vorzugsweise so gelegt, daß sie jede Strebe 17, 18 etwa in
ihrer Mitte in zwei Abschnitte 23 und 24 teilt, wobei diese Abschnitte 23 und 24 jeweils innenseitig einen
stumpfen Winkel a bilden. In Fig. 10 ist ein Ausknickvorgang
der Streben 17, 18 bei einem Crash in gestrichelten Linien dargestellt. Hieraus ist zu ersehen, daß
die Streben nach außen unbehindert ausknicken können.
Zur erhöhten Energieaufnahme kann nach einer weiteren
gezeigten Ausführungsform (F i g. 9) der Träger 13 mit einem in Längsrichtung zwischen den Streben 17,
18 verlaufenden energieabsorbierenden Element 26 versehen sein. Dieses ist rohrförmig ausgebildet und
kann Durchbrüche aufweisen. Ebenso wäre auch eine Ausführung mit einem Wellrohr zwischen den Streben
17 und 18 denkbar. Diese Ausführung ist nicht näher dargestellt.
Nach weiteren Ausführungen gemäß der Fig. 11, 12, 13 und 14 ist vorgesehen, eine erhöhte Energieaufnahme
des Trägers 13 durch ein zwischen den Streben 17 und 18 im Bereich 16 der Knickung 22 verlaufendes
Dehnelement 27; 28; 29; und 30 zu erreichen, das in Querrichtung eier Streben 17, 18 angeordnet ist. Nach
den F i g. 11 und 12 ist das Dehnelement als Zugfeder 27;
28 ausgebildet wobei die Zugfeder 27 aus einem gefalteten Blechteil besteht, das über eine Schweißung oder
über ein anderes Verbindungsverfahren an den Streben 17 und 18 befestigt wird.
In F i g. 13 ist zwischen den Streben 17 und 18 ein im
Querschnitt ovales Rohr 29 vorgesehen, das im Bereich seines kleineren Durchmessers im Deformationsbereich
16 mit den Streben 17 und 18 verbunden wird.
Die weitere Ausführung gemäß Fig. 14 weist einen
im Querschnitt U-förmigen Träger 30 auf, der über seine Schenkel 31 mit den Streben 17 und 18 verbunden ist.
Der Steg des U-förmigen Trägers 30 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dem Motor 1 zugerichtet
und die Schenkel 31 erstrecken sich vom Steg in Richtung zum Querträger 9. Ebenso wäre auch eine um 180°
gedrehte Anordnung des Trägers 30 zwischen den Streben 17 und !8 möglich.
Die hintere Lagerung 6 umfaßt im wesentlichen eine mit dem Differentialgehäuse verbundene Konsole 32,
die ein Befestigungsteil 37 und einen Lagerdorn 33 aufweist. Dieser ist in einem mit der Stirnwand 11 verbundenem
Lager 34 im wesentlichen in den Pfeilrichtungen 35 und 36 verschiebbar geführt. Der Lagerdorn 33 ist
über eine Rändelung 38 mit einer Stahlhülse 39 dreh- und verschiebesicher in dieser gehalten. Diese Hülse 39
ist wiederum mit einem elastischen Element 40 des Lagers 34 verbunden. Über einen Druckanschlag 41 am
Lagerdorn 33 ist dieser zum Befestigungsteil 37 der Konsole 32 begrenzt, so daß ein Hineinrutschen des
Domes 33 in die Stahlhülse 39 unterbunden wird.
Die seitliche Lagerung 7 weist eine Konsole 42 auf, die einerseits mit dem Gehäuse des Getriebes 2 und
andererseits unter Zwischenschaltung eines elastischen Lagers 23 mit dem Längsträger 10 der Aufbaustruktur
verbunden ist.
Bei einem Frontalzusammenstoß wird durch die Masse des Antriebsaggregates 4 dieses in Fahrtrichtung F
verschoben, wobei der Träger 13 unter Energieaufnahme bleibend verformt wird. Die hintere Lagerung 6 erlaubt
diese Bewegung des Aggregates 4, indem der Lagerdorn 33 sich im Lager 34 elastisch in Fahrzeuglängsrichtung
verschiebt, wobei diese Verschiebung in und entgegen der Fahrtrichtung erfolgen kann. Ebenso
nimmt diese hintere Lagerung 6 Relativbewegungen des Aufbaus zum Aggregat in Fahrtrichtung auf.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
50
55
60
b5
Claims (16)
1. Aufhängung für ein frontseitiges, insbesondere querliegend angeordnetes Antriebsaggregat eines
Kraftfahrzeuges in einer Aufbaustruktur mittels einer im vorderen Bereich des Aggregats angeordneten
Lagereinrichtung sowie weiteren, im seitlichen und hinteren Bereich angeordneten, nachgiebig ausgebildeten
Lagerungen, wobei zur Aufnahme einer Relativbewegung des Aggregats zum Fahrzeugaufbau
wenigstens eine Lagerung als Verschiebelager ausgebildet ist und daß die vordere Lagereinrichtung
ein elastisches Lager hat und am vorderen Querträger mit der Aufbaustruktur verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß dfe vordere Lagereinrichtung einen energieabsorbierenden und
biegesteif ausgebildeten Längsträger (13) aufweist, der zwischen dem elastischen Lager (14) und dem
Aggregat (4) angeordnet ist und steif mit dem Aggregat (4) verbunden ist.
2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (13) mindestens zwei in
Längsrichtung des Fahrzeugs und in einem horizontalen Abstand (b) zueinanderverlaufende Streben
(17,18) umfaßt, die an ihrem vorderen Ende eine die Streben (17,18) miteinander verbindende gemeinsame
Aufnahme (19, 20) für das Lager (14) aufweisen und am hinteren Ende jeder Strebe (17,18) ein Befestigungsflansch
(15) zum Antriebsaggregat (4) vorgesehen ist.
3. Aufhängung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (17,18) des
Trägers (13) hochkant angeordnet sind und aus etwa in einem parallelen Abstand zueinander verlaufenden
Blechstreifen gebildet sind, deren Deformationsbereich (16) wenigstens eine in Querrichtung jeder
Strebe (17, 18) verlaufende Knickung (22) aufweist und die sich ergebenden Strebenabschnitte (23, 24)
unter einem stumpfen Winkel (a) stehen.
4. Aufhangung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Streben (17, 18) im Bereich der Knickung (22) ein in Querrichtung der Streben
(17,18) verlaufendes Dehnzement (27; 28; 29,30) mit
definierter Energieaufnahme angeordnet ist, das die Streben (17, 18) im Bereich der Knickung (22) miteinander
verbindet.
5. Aufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnelement (29) rohrförmig ausgebildet
ist.
6. Aufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dehnelement als Zugfeder (27; 28) ausgebildet ist.
7. Aufhängung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dehnelement aus einem im Querschnitt U-förmigen Träger (30) besteht, der mit seinen
Schenkeln (31) innenseitig der Streben (17,18) befestigt ist.
8. Aufhängung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den beiden Streben (17, 18) ein in Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufendes energieabsorbierendes
Element (26) angeordnet und jeweils endseitig mit den Streben (17,18) verbunden ist.
9. Aufhängung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das energieabsorbierende Element (26)
rohrförmig ausgebildet ist und Durchbrüche aufweist.
10. Aufhängung nach den Ansprüchen δ und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das energieabsorbierende
Element (26) als Wellrohr ausgebildet ist
11. Aufhängung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (13) wenigstens zwei Blechformteile
umfaßt, die miteinander über das durch einen Preßitz in den Aufnahmen (19, 20) der Streben (17,
18) gehaltene Lager (14) verbunden sind.
12. Aufhängung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verschiebelager (6) eine mit dem Getriebe (3) des Antriebsaggregates (4) verbundene
Konsole (32) umfaßt, die ein Befestigungsteil (37) und einen Lagerdorn (33) aufweist, der in einem mit
der Stirnwand (11) der Aufbaustruktur verbundenen Lager (34) im wesentlichen in den Längsrichtungen
(35 und 36) des Fahrzeugs elastisch verschiebbar geführt ist.
13. Aufhängung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerdorn (33) über eine Rändelung
(38) mit einer starren Hülse (39) dreh- und verschiebesicher in dieser gehalten ist, wobei die
Hülse (39) über ein einvulkanisiertes elastisches Element (40) mit dem Gehäuse des Lagers (34) verbunden
ist.
14. Aufhängung nach den Ansprüchen 12 und/ oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerdorn
(33) einen Druckanschlag (41) aufweist, der — in bezug auf die Fahrtrichtung F — an der Vorderseite
des Lagers (34) anliegt und den Dorn (33) zum Befestigungsteil (37) der Konsole (32) begrenzt.
15. Aufhängung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verschiebelager (6) in der Weise elastisch ausgebildet ist, daß eine nachgiebige Bewegung
des Antriebsaggregates (4) in Längsrichtung des Fahrzeugs bei einem Zusammenstoß von der
dem Getriebe (3) gegenüberliegenden Stirnwand (11) der Aufbaustruktur begrenzt wird.
16. Aufhängung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die im seitlichen Bereich des Antriebsaggregates (4) (Differential 2) angeordnete Lagerung (7)
eine Konsole (42) umfaßt, die mit der Vorderseite des Getriebes (2) verbunden ist und ein in ihrer
Längsrichtung biegeweiche Ausbildung aufweist und über das nachgiebige Lager (43) zum Längsträger
(10) der Aufbaustruktur abgestützt ist.
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