DE4417651C1 - Vorrichtung zur elastischen Halterung einer Abgasanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elastischen Halterung einer Ab­ gasanlage einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung zeigt der japanische Patentabstract 62-289428 (A), bei der das V-förmige elastische Aufhängungselement über zwei Befe­ stigungspunkte mit dem Unterboden des Kraftfahrzeuges verschraubt ist und über einen dritten Befestigungspunkt bzw. eine Gelenkverbindung mit der Abgasanlage verbunden ist. Die Gelenkverbindung ist durch einen in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges verlaufenden Bolzen gebildet, auf den eine Gelenkbuchse des Aufhängungselementes aufgeschoben ist. Diese Vorrichtung ergibt eine relativ querstabile Aufhängung der Abgasanlage, jedoch können Längsverschiebungen über die unter der Aufhängelast ste­ hende Schiebeführung der Gelenkverbindung zu Verspannungen führen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei relativ weit von der Brennkraftmaschine entfernt liegender Aufhängung diese Längsverschiebungen bis zu 25 mm betragen können und eine derartige Schiebeführung bei den bei Abgasanlagen auftretenden widrigen Betriebsbedingungen wie Korrosion, Verschmutzung, Temperaturänderungen, etc. problematisch ist.

Durch die DE 41 25 680 A1 ist ferner eine Vorrichtung zur elastischen Halte­ rung einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der zwei im wesentlichen übereinander liegende Gelenkverbindungen mit Bolzen und Gelenkbuchsen vorgesehen sind. Soweit nicht anderweitige Maßnahmen vorgesehen sind, ist eine derartige Aufhängung relativ querweich, so daß Schüttelbewegungen der Abgasanlage möglich sind.

Ferner zeigt die DE-PS 9 46 773 eine dreipunktförmige Aufhängung mittels eines oder mehrerer Gummiringe, jedoch ist kein Längenausgleich vorgesehen, so daß auch hier relativ hohe Verspannungen auftreten kön­ nen. Gelenkverbindungen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind nicht vorhanden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von der gattungsgemäßen Vorrich­ tung zur elastischen Halterung einer Abgasanlage eine verbesserte Vorrich­ tung vorzuschlagen, die neben der unvermindert querstabilen Halterung einen zuverlässigen verspannungsfreien Längenausgleich bei einer einfa­ chen Konstruktion und Montage der Vorrichtung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß sind die Befestigungspunkte als quersteife Gelenkverbin­ dungen ausgebildet und ist das Aufhängungselement nur in Längsrichtung schwenkbar mit der Tragstruktur und mit der Abgasanlage verbunden. Damit können Längenänderung der Abgasanlage auch in größerem Ausmaß ver­ spannungsfrei ausgeglichen werden, wobei die querstabile Halterung un­ vermindert beibehalten bleibt. Da keine der Gelenkverbindungen in Form eines Schiebesitzes ausgeführt ist, ist deren Funktion auch bei widrigen Betriebsbedingungen gewährleistet.

Bevorzugt können die Gelenkverbindungen - die auch als Kugelgelenke ausgebildet sein könnten - durch ortsfeste Bolzen gebildet sein, auf die in einfacher Weise Gelenkbuchsen des Aufhängungselementes aufgeschoben werden. Ein seitlicher Formschluß wird dabei durch entsprechende An­ schlagbunde an den Bolzen sichergestellt.

Ferner können zwei eine Schwenkachse bildende Bolzen der Gelenkverbin­ dungen derart V-förmig geneigt angeordnet sein, daß die an der dritten Ge­ lenkachse wirkenden Abstützkräfte im wesentlichen senkrecht zu den Bol­ zenachsen wirken. Daraus resultiert eine besonders quersteife Abstützung der Abgasanlage relativ zur Tragstruktur des Kraftfahrzeuges, bei einer einfachen Gestaltung des Aufhängungselementes, und eine Verminderung der Reibung an den Gelenkverbindungen.

In den meisten Anwendungsfällen wird man zwei Gelenkverbindungen an der Tragstruktur und die dritte darunter und dazwischen liegende Gelenk­ verbindung an der Abgasanlage vorsehen, weil dies eine schnellere Monta­ ge bzw. Demontage der Abgasanlage ermöglicht. Unter Berücksichtigung baulicher Gegebenheiten ist aber auch eine umgekehrte Anordnung des Aufhängungselementes mit den zwei Gelenkpunkten an der Abgasanlage möglich.

Die die Gelenkpunkte bildenden Bolzen können unmittelbar am Unterboden des Kraftfahrzeuges befestigt sein. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, die Bolzen an einer Konsole anzuordnen, die ggf. verstellbar am Unterboden bzw. an der Tragstruktur anschraubbar ist. Damit ist unter Berücksichtigung unvermeidbarer Toleranzen eine verspannungsfreie Halterung der Abgasan­ lage über ein oder mehrere der beschriebenen Aufhängungselemente er­ zielt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel­ heiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschi­ ne in einem Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur elastischen Halterung eines Schalldämpfers über ein V-förmiges Aufhängungs­ element; und

Fig. 2 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles X auf das Aufhängungs­ element.

Die Fig. 1 zeigt einen Abschnitt einer Tragstruktur bzw. eines Unterbodens 10 eines Kraftfahrzeuges, unter dem im wesentlichen in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges verlaufend eine Abgasanlage 12 herkömmlicher Bauart mit einem Abgasrohr 14 und einem Schalldämpfer 16 angeordnet ist.

Zur elastischen Halterung der Abgasanlage bzw. des Schalldämpfers 16 ist ein V-förmiges Aufhängungselement 18 aus elastischem Material (Gummi) vorgesehen, welches quer zur in Längsrichtung verlaufenden Abgasanlage 12 angeordnet über drei Gelenkverbindungen 20, 22, 24 mit dem Unterboden 10 bzw. der Abgasanlage 12 verbunden ist. Die Gelenkpunkte 26, 28, 30 bil­ den dabei die Ecken eines Dreieckes mit nach unten liegender Spitze.

Die Gelenkverbindungen 20, 22, 24 sind gebildet durch zylindrische Bolzen 32, 34, 36 in Verbindung mit den korrespondierenden Anschlußöffnungen 39, 41, 43 im Aufhängungselement 18. Die Bolzen 32, 34, 36 sind mit An­ schlagbunden 38, 40, 42, 44 versehen, die das aufgesteckte Aufhängungs­ element 18 in Bolzenlängsrichtung formschlüssig halten.

Die oberen, eine ideelle Schwenkachse 46 bildenden Gelenkverbindungen 22, 24 bzw. die korrespondierenden Bolzen 34, 36 sind an einer Konsole 48 angeordnet, die mittels nicht dargestellter Schrauben an den Unterboden 10 anschraubbar ist. Dabei sind die Durchgangslöcher für die Schraubverbin­ dung in der Konsole 48 größer ausgebildet als die Schraubendurchmesser, um eine Verschiebung der Konsole 48 relativ zum Unterboden 10 und dem­ entsprechend eine Einstellung des Aufhängungselementes 18 zur Lage der Abgasanlage 12 zu ermöglichen.

Der Bolzen 32 der unteren, zwischen den oberen Gelenkverbindungen 22, 24 liegenden Gelenkverbindung 20 ist an dem Schalldämpfer ange­ schweißt, wobei die Bolzenmittelachse 50 parallel zur ideellen Schwenk­ achse 46 der oberen Gelenkpunkte 28, 30 liegt.

Die Bolzen 34, 36 an der Konsole 48 sind derart V-förmig geneigt befestigt, daß die von der Abgasanlage 12 ausgeübten Last- und Stützkräfte im we­ sentlichen senkrecht zu den Bolzenmittelachsen der Bolzen 34, 36 wirken (vgl. eingezeichnete Kraftpfeile), wodurch die Quersteifigkeit der Aufhän­ gungselemente 18 in einfacher Weise erhöht und die stirnseitige Reibung zwischen den Gelenkverbindungen und der Konsole vermindert ist (kein Zusammenzieheffekt).

Tatsächlich ist die Neigung der Bolzen 34, 36 jedoch so gewählt, daß dar­ überhinaus (s. Kräfteparallelogramm am Bolzen 34) eine Kraftkomponente (Pfeil 52) resultiert, die die nach oben ragenden Arme 54, 56 des Aufhän­ gungselementes 18 nach innen, deren konsolenseitigen Anschlägen zu leicht belastet. Dadurch ist sichergestellt, daß bei starken Lastschwankun­ gen in vertikaler Richtung kein unbeabsichtigtes "Abziehen" der Arme 54, 56 des Aufhängungselementes 18 von den Bolzen 34, 36 erfolgt.

Wie insbesondere die Fig. 2 verdeutlicht, ist das Aufhängungselement 18 über die ideale Schwenkachse 46 schaukelförmig an der Konsole 48 bzw. dem Unterboden 10 oder der Tragstruktur des Kraftfahrzeuges angelenkt und kann somit aufgrund der parallelen Schwenkachse 50 an dem unteren Gelenkpunkt 20 spannungsfrei Längenänderungen der Abgasanlage 12 ausgleichen. Andererseits werden in Querrichtung wirkende Kräfte bzw. Seitenkräfte durch die V-förmige Abstützung über das Aufhängungselement 18 stabil aufgenommen, so daß die Abgasanlage 12 keine unerwünschten und instabilen Seitenbewegungen ausführen kann.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur elastischen Halterung einer Abgasanlage einer Brenn­ kraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, mit einem V-förmig ausgebildeten Aufhängungselement aus gummielastischem Material, das über drei Be­ festigungspunkte mit der Tragstruktur des Kraftfahrzeuges und der Ab­ gasanlage verbunden ist, wobei die Befestigungspunkte dreieckförmig positioniert sind und im wesentlichen in einer senkrechten Querebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungspunkte als quer­ steife Gelenkverbindungen (20, 22, 24) ausgebildet sind und das Aufhän­ gungselement (18) nur in Längsrichtung schwenkbar mit der Tragstruktur (10) und mit der Abgasanlage (12) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenk­ verbindungen (20, 22, 24) an der Tragstruktur (10) und/oder an der Ab­ gasanlage (12) durch in der Querebene ausgerichtete Bolzen (32, 34, 36) mit Anschlagbunden (38, 40, 42, 44) gebildet sind, auf die das Aufhän­ gungselement (18) mit seinen Gelenkbuchsen (39, 41, 43) aufgesteckt ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei eine Schwenkachse (46) bildende Bolzen (34, 36) der Gelenkver­ bindungen (22, 24) derart V-förmig geneigt angeordnet sind, daß die an der dritten Gelenkverbindung (20) wirkenden Last- und Stützkräfte im wesentlichen senkrecht zu den Bolzenachsen wirken.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gelenkverbindungen (22, 24) an der Tragstruktur (10) und eine dar­ unter und dazwischen liegende Gelenkverbindung (20) an der Abgasan­ lage (12) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die tragstrukturseitigen Bolzen (34, 36) an einer Konsole (48) angeordnet sind, die mit dem Unterboden (10) des Kraftfahrzeuges verschraubbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsole (48) insbesondere in Querrichtung über die Schraubverbindungen ein­ stellbar ausgebildet ist.