DE4318254A1 - Aggregatlagerung in einem Kraftfahrzeug mit Stützlagern und Gelenklagern - Google Patents
Aggregatlagerung in einem Kraftfahrzeug mit Stützlagern und GelenklagernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Aggregatlagerung gemäß dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 1.
Bei einem Frontalaufprall besteht die Forderung, daß durch Ver
kürzung des Vorderwagens in möglichst hohem Maße kinetische
Energie in Verformungsarbeit umgewandelt und dadurch eine ge
zielte begrenzte Verzögerung der Fahrzeuginsassen erreicht wird.
Nachteilig macht sich dabei die Unterbringung des starren An
triebsaggregats - Brennkraftmaschine und Getriebe - im Vorderwa
gen bemerkbar. Dies kann dazu führen, daß bei einem Frontalcrash
das Antriebsaggregat bzw. hinter diesem liegende starre Teile in
den Fahrzeuginnenraum gedrückt werden, was Anlaß zu schweren
Verletzungen geben kann, oder daß das starre Antriebsaggregat
die gewünschte Deformation des Vorderwagens verhindert.
Aus diesem Grunde sind bereits Aggregatlagerungen bekannt gewor
den, die dafür sorgen, daß bei einem derartigen Frontalcrash das
Antriebsaggregat zumindest mit seinem hinteren Bereich nach Zer
störung von Stützlagern in Richtung nach unten bewegt wird, so
daß es nicht mehr nennenswert in den Fahrzeuginnenraum eindringt
und/oder mehr Raum zur Gewinnung eines Deformationswegs gewonnen
wird. So beschreibt die gattungsbildende DE-OS 22 41 651, B60K
5/12, eine Aggregatlagerung mit vor dem längseingebauten Aggre
gat angeordneten, mit einem Stoßfänger des Fahrzeugs verbundenen
Armen, die gelenkig am Aggregat angreifen, und einem im hinteren
Bereich des Aggregats vorgesehenen Stützlager. Dieses Stützlager
wird bei einem Frontalcrash zerstört, so daß das Antriebsaggre
gat dann um eine durch die Gelenke der beiden nebeneinander
liegenden Gelenklager gebildete horizontale Querachse nach unten
schwenkt.
Die DE-OS 21 52 136, B60K 5/00, bezieht sich ebenfalls auf ein
Kraftfahrzeug mit längseingebautem Antriebsaggregat. Im hinteren
Bereich des Antriebsaggregats sind Pendellager mit Lenkern vor
gesehen, die um horizontale Achsen schwenkbar sowohl am An
triebsaggregat als auch am Fahrzeugaufbau befestigt sind. Die
Lenker dieser Lager verlaufen in Richtung nach vorn schräg nach
unten geneigt, so daß beim Auftreten einer nach hinten gerich
teten Kraft das Antriebsaggregat gleichsam nach hinten unter den
vorderen Bereich der Fahrgastzelle schwenkt.
Schließlich ist aus der DE-PS 32 24 935, B60K 5/12, eine Aggre
gatlagerung für ein quer angeordnetes Antriebsaggregat bekannt,
die an hinteren Bereichen des Aggregats angreifende winkelförmi
ge Arme enthält, die ihrerseits über Schwenklager und Stützlager
am Fahrzeug festgelegt sind. Bei einem Frontalcrash werden die
Stützlager zerstört, und die Arme wirken als Lenker, die das An
triebsaggregat in Richtung nach unten führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße Aggre
gatlagerungen dahingehend zu verbessern, daß ohne zusätzlichen
Aufwand bei Verkürzung des Vorderwagens infolge eines Frontal
crash sowohl im vorderen als auch im hinteren Bereich des Aggre
gats eine Zwangsführung desselben in Richtung nach unten sicher
gestellt ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn
zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbil
dungen der Erfindung beschreiben die unteransprüche.
Die Erfindung nutzt also in vorteilhafter Weise insbesondere bei
quer eingebauten Antriebsaggregaten zur Drehmomentabstützung
ohnehin vorhandene Gelenklager zur Führung des Aggregats bei
einer Verkürzung des Vorderwagens in Richtung nach unten aus.
Die Erfindung ist aber auch bei Front- oder Allradantriebsfahr
zeugen mit längseingebauten Antriebsaggregaten einsetzbar. Die
Erfindung bietet ferner den Vorteil, daß die Stützlager (die
verständlicherweise auch als Hängelager ausgebildet sein können)
in horizontaler Richtung nur schwach ausgelegt zu sein brauchen,
da sie im wesentlichen nur Gewichtskräfte des Antriebsaggregats
aufzunehmen brauchen und bei in Längsrichtung auftretenden Kräf
ten bewußt nachgeben sollen.
Mehrere Ausführungsbeispiele für den Fall von quer eingebauten
Antriebsaggregaten werden im folgenden anhand der Zeichnung er
läutert, deren Figuren Seitenansichten wiedergeben. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Normalzustand,
Fig. 2 während eines crashbedingten Deformationsvor
gangs des Vorderwagens einen Zwischenzustand und
Fig. 3 den Endzustand dieser Ausführungsform,
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel im Ausgangszu
stand und
Fig. 5 im deformierten Zustand,
Fig. 6 ein anderes Ausführungsbeispiel im Ausgangszu
stand und
Fig. 7 in einem Zwischenzustand während eines Deforma
tionsvorgangs.
Betrachtet man zunächst Fig. 1, so ist bei 1 schematisch ein
Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs angedeutet, der das ebenfalls
nur schematisch angedeutete, da im Aufbau bekannte Antriebs
aggregat 2 aufnimmt. Dem Antriebsaggregat sind zwei Arten von
Lagern zugeordnet: Das Stütz- oder Hängelager 3 - verständ
licherweise sind derartige Lager an beiden Seiten des Aggregats
2 vorgesehen - ist so ausgebildet, das es senkrecht vom An
triebsaggregat 2 ausgeübte bzw. auf dieses wirkende Kräfte
aufzunehmen vermag. Vor und hinter dem Antriebsaggregat erkennt
man Pendellager 4 und 5 (auch hiervon sind verständlicherweise
in der Regel jeweils mehrere vorgesehen), die an ihren beiden
Enden mit Gelenken 6, 7 bzw. 8, 9 versehene Lenker 10 und 11
enthalten. Die Lenker verlaufen im wesentlichen parallel zu
einander, und zwar sind sie in Richtung nach hinten schräg nach
unten geneigt; außerdem ist von grundlegender Bedeutung, daß der
Lenker 10 bzw. seine Wirkungslinie oberhalb, dagegen der Lenker
11 bzw. seine Wirkungslinie unterhalb des Schwerpunkts bzw.
Momentanpols 12 des Antriebsaggregats 2 verläuft. Dadurch bilden
die beiden Pendellager 4 und 5 zusammen eine Momentenabstützung
für das Aggregat 2. Sie dienen aber auch zur Zwangsführung des
Antriebsaggregats 2, und zwar sowohl seines vorderen als auch
seines hinteren Bereichs, bei einer crashbedingten Verkürzung
des Vorderwagens 1.
Grundsätzlich können die Lenker auch in der bei 10′ und 11′
angedeuteten Ausgangslage angeordnet sein.
In den Fig. 2 und 3 ist das Deformationsgeschehen während des
Verlaufs des Aufpralls des Vorderwagens 1 auf ein Hindernis 13
bzw. am Ende des Unfallgeschehens gezeigt. Man erkennt bereits
in Fig. 2 eine Verkürzung des Vorderwagens 1, die zu einer Zer
störung des Stützlagers 3 des Aggregats 2 geführt hat. Unter der
Wirkung seiner Trägheit 14 sucht sich das Aggregat 2 in Richtung
nach vorn zu bewegen, wird dabei aber durch die intakten
Schwenklager 4 und 5 in der gezeichneten Weise gleichsam paral
lel zu sich nach unten geschwenkt. Diese Schwenkbewegung findet
gemäß Fig. 3 ihr Ende, wenn das Aggregat 2 durch das Hindernis
13 abgestützt wird. Der Lenker 10 des vorderen Pendellagers 4
weist dann im wesentlichen senkrecht nach unten.
An dieser Stelle sei ergänzt, daß, wie auch in Fig. 1 angedeu
tet, der Lenker 10 auch als in Draufsicht V-förmiger Dreiecks
lenker ausgebildet sein kann; er kann auch aus zwei Einzel
lenkern bestehen. Demgemäß liegen dann auch zwei fahrzeugseitige
Gelenke 6′ und 6′′ vor. Eine derartige Lenkerausbildung hat den
Vorteil, daß dadurch eine Lagerung des Aggregats 2 auch in
Querrichtung geschaffen wird.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 4 und 5) erkennt man
im Vorderwagen 30 vor dem Antriebsaggregat 31 die beiden die Mo
mentenabstützung desselben bildenden Pendellager 32 und 33, de
ren Lenker 34 und 35 demgemäß gelenkig sowohl mit dem Fahrzeug
als auch mit dem Aggregat 31 verbunden sind; die Lenker 34 und
35 verlaufen im wesentlichen parallel in Richtung nach hinten
nach unten geneigt. Infolge der Tatsache, daß ihre Wirkungs
linien teils oberhalb, teils unterhalb des Schwerpunkts 36 des
Aggregats 31 verlaufen, bilden sie wiederum eine Momentenabstüt
zung für dieses.
Am hinteren Teil des Aggregats 31 greift zumindest ein bei einem
Crash zerstörbares Stützlager 37 an. In diesem Falle ist es
gleichsam in das Gelenklager 38 mit dem Arm 39 fahrzeugseitig
integriert.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, hat diese Lageranordnung zur Folge,
daß bei crashbedingter Verkürzung des Vorderwagens 30 infolge
Zerstörung des Stützlagers 37 und infolge der gewählten ur
sprünglichen Ausrichtung der Pendellager 32 und 33 das Aggregat
gleichsam parallel zu sich nach unten verschwenkt wird.
In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 schließlich
ist das Aggregat 40 im Vorderwagen 41 außer durch bei einem
Frontalcrash zerstörte Stütz- oder Hängelager 42 durch eine hin
tere Momentenabstützung abgestützt, die die beiden teils ober
halb, teils unterhalb des Aggregatschwerpunkts 43 angreifenden
Pendellager 44 und 45 mit beidseitig mit Gelenken versehenen
Lenkern 46 und 47 beinhaltet. Die Lenker 46 und 47 verlaufen
parallel sowie in Richtung nach hinten nach unten geneigt.
Daraus folgt (s. Fig. 7), daß nach crashbedingter Zerstörung
der Stützlager 42 unter der Wirkung der Trägheitskräfte 48 des
Aggregats 40 dieses durch die Pendellager 44 und 45 wiederum in
Richtung nach unten geführt wird.
Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Aggregatlage
rung geschaffen, die zur definierten Führung des Aggregats im
Crashfalle ohnehin erforderliche Einrichtungen, nämlich Drehmo
mentabstützungen, ausnutzt.
Claims (6)
1. Aggregatlagerung in einem Kraftfahrzeug mit Stützlagern und
Gelenklagern zur geführten Absenkung des Aggregats nach
crashbedingter Zerstörung der Stützlager, gekennzeichnet
durch mehrere, zugleich zur Momentenabstützung des Aggregats
(2) teils oberhalb, teils unterhalb der Höhe seines Schwer
punkts (12) an diesem angreifende Gelenklager (4, 5).
2. Aggregatlagerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in un
terschiedlichen Höhen im wesentlichen vor und im wesentlichen
hinter dem Aggregat (2) angeordnete Pendellager (4, 5) mit in
Längsebenen in gleicher Richtung schräg verlaufenden, an bei
den Enden mit Gelenken (6, 7; 8, 9) versehenen Lenkern (10,
11).
3. Aggregatlagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Pendellager (4) vor dem Aggregat (2) oberhalb, die Pen
dellager (5) hinter dem Aggregat (2) unterhalb des Schwer
punkts (12) desselben liegen und ihre Lenker (7, 11) in Rich
tung nach hinten abwärts geneigt verlaufen.
4. Aggregatlagerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zur
Momentenabstützung in unterschiedlichen Höhen verlaufende,
jeweils an beiden Enden mit Gelenken versehene parallele Len
ker (34, 35) enthaltende Pendellager (32, 33) nur vor dem Ag
gregat (31), deren Lenker (34, 35) in Richtung nach hinten
abwärts geneigt verlaufen, während im hinteren Bereich des
Aggregats (31) zumindest ein Stützlager (37) angeordnet ist.
5. Aggregatlagerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zur
Momentenabstützung in unterschiedlichen Höhen verlaufende,
jeweils an beiden Enden mit Gelenken versehene parallele Len
ker (46, 47) enthaltende Pendellager (44, 45) nur hinter dem
Aggregat (40), deren Lenker (46, 47) in Richtung nach hinten
abwärts geneigt verlaufen, während die Stützlager (42) im Be
reich des Aggregatschwerpunkts (43) oder davor angeordnet
sind.
6. Aggregatlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gelenklager (4) jeweils zwei Lenker
(10′, 10′′) bzw. Arme in in Draufsicht V-förmiger Anordnung
enthalten.
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