DE2526125A1 - Aufhaengevorrichtung fuer die karosserie und das triebwerk in einem automobil - Google Patents

Description

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62-24.311P

11. 6. 1975

AUTOMOBILES PEUGEOT, Paris (Frankreich)

REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT
Boulogne-Billancourt (Frankreich)

Aufhängevorrichtung für die Karosserie und das Triebwerk

in einem Automobil

Die vorliegende Erfindung betrifft Anordnungen in einem Automobil, welche die elastische Aufhängung der Karosserie und des Triebwerks sicherstellen.

Bekanntlich ist es unmöglich, einen absolut vollkommenen dynamischen Massenausgleich eines Wärmekraftmotors zu erzielen und infolgedessen ist es wünschenswert, das Triebwerk durch elastische Zwischenlagen möglichst geringer Steifigkeit abzustützen, um so ein Minimum an Vibrationskräften auf die Karosserie zu übertragen.

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Infolge von Ungleichmäßigkeiten der Straße übertragen die Fahrzeugräder an die Karosserie über dämpfende Abstützvorrichtungen Kräfte, welche relative Bewegungen zwischen dem Motor und der Karosserie hervorrufen; diese Relativbewegungen sind um so größer, je weicher oder nachgiebiger die Zwischenlagen in der Abstützung des Motors sind. Derartige relative Bewegungen führen wegen der Erschütterungen und der erzeugten Geräusche zu einer deutlich spürbaren Beeinträchtigung des Komforts.

Man kennt insbesondere nach der US-PS 2 836 254 eine Aufhängungsanordnung, in der eine Traverse an die Karosserie angeschraubt ist, um deren Abbau zu ermöglichen; die dämpfenden Stützelemente sind an dieser Karosserie in üblicher Weise befestigt, so daß der oben angegebene Nachteil in keiner Weise beseitigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben und den Komfort der Fahrzeuginsassen zu verbessern, indem es möglich wird, nachgiebige Zwischenlagen zum Abstützen des Motors zu verwenden, um ein gutes Filtern der Vibrationen und des Brummgeräusches zu bewahren, die auf unvollkommenen Massenausgleich des Motors zurückzuführen sind, dennoch aber die auf die relativen Bewegungen zwischen dem Motor und der Karosserie unter der Wirkung von Ungleichmäßigkeiten der Straße entstehende Vibrationen zu vermeiden. Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, ein derartiges Resultat selbst in dem Fall zu erzielen, in dem die beiden hier in Frage kommenden Räder unterschiedliche vertikale Bewegungen erfahren.

Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Vorrichtung zum Aufhängen der Karosserie und des Triebwerks in einem Automobil mit zwei

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hydraulischen Stoßdämpfern, von ddnen jeder sich an seinem unteren Teil auf Aufhängeelemente abstützt, die an zwei Räder einer gleichen Achse angeschlossen sind, wobei die Stoßdämpfer in ihrem oberen Teil der Karosserie des Fahrzeuges tragen, und mit einer starren Traverse, mit der das Motortriebwerk über elastische Zwischenlagen verbunden ist, wobei erfindungsgemäß die Karosserie und die Traverse sich getrennt über bestimmte elastische Zwischenlagen auf den oberen Teil der beiden Stoßdämpfer abstützen.

Vorzugsweise ist nach einem weiteren Erfindungsmerkmal das Verhältnis zwischen den horizontalen Abständen, welche die Symmetrieebene des Fahrzeuges einerseits von den den Motor mit der Traverse verbindenden elastischen Zwischenlagen und andererseits von den elastischen Zwischenlagen trennen, welche die Stoßdämpfer mit der Karosserie verbinden, ungefähr gleich dem Verhältnis zwischen den Rotationsdrehmomenten des Motors und der Karosserie um eine Längsachse sind, die durch den betreffenden Schwerpunkt des Motors bzw. der Karosserie geht.

Außerdem wird die Steifigkeit der Abstützzwischenlagen für die Karosserie höher gewählt als die Steifigkeit der Abstützzwischenlagen für den Motor, die jeweils zwischen dem Motor und der Traverse und zwischen der Traverse und dem Stoßdämpfer angeordnet sind; das Verhältnis zwischen den Steifheiten wird ungefähr gleich dem Verhältnis der in vertikalen Richtungen bei der Karosserie und dem Triebwerk an der betreffenden Achse bestehenden Massenimpedanzen gewählt.

Überdies sind Stützelemente zwischen dem Triebwerk und der Karosserie vorgesehen. Diese Elemente umfassen elastische Zwischenlagen,

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deren Steifheit wesentlich kleiner ist als die Steifheit der Zwischenlagen zwischen dem Motor und der Traverse in senkrechter Richtung.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlicher unter Bezugnahme auf ein spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der Zeichnung veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Frontansicht eines Fahrzeuges mit der erfindungsgemäßen Aufhängevorrichtung,

Fig. 2 eine ebenfalls teilweise aufgebrochene Seitenansicht des vorderen Teiles des Fahrzeuges nach Fig. 1,

Fig. 3 als Einzeldarstellung einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 1 durch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäß benutzten elastischen Zwischenlage.

Man sieht in den Fig. 1 und 2 den vorderen Teil eines Automobils, das mit einer Aufhängevorrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet ist.

Dieses Fahrzeug hat zwei Vorderräder 1, die über eine Aufhängevorrichtung und eine Kraftübertragungsvorrichtung einerseits mit der Karosserie 2 des Fahrzeugs und andererseits mit einem Triebwerk 3 verbunden sind.

Die Karosserie des Fahrzeuges umfaßt Skelett- oder Rahmenelemente, die aus den Längsträgern 4, 5, 6 sowie den Querträgern 7,8 bestehen, die man besser in der Fig. 2 erkennt.

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Die Längsträger 5 und 6 sind auf der Höhe der Vorderachse durch die Quertraversen 9 verbunden, an denen die Arme oder Dreiecke der unteren und oberen Querlenker 10, 11 angelenkt sind, die ihrerseits an einen Achszapfenträger 12 angeschlossen sind. Der Lenkmechanismus des Fahrzeuges ist in der Zeichnung nicht veranschaulicht. Auf jeden unteren Aufhängungslenker stützt sich eine Stoßdämpfvorrichtung 13 ab, die einen eigentlichen Stoßdämpfer 14 und eine Schraubenfeder 15 umfaßt, die sich auf zwei Stützteller 16, 17 abstützt, von denen der eine fest mit dem Zylinder 18 des Stoßdämpfers, der andere mit der Stange 19 dieses Stoßdämpfers fest verbunden ist. Nach einer Variante könnte die Feder sich auch auf einen Federteller abstützen, der mit der Karosserie des Fahrzeuges verbunden ist.

Die Stange 19 des Stoßdämpfers ist mit der Karosserie des Fahrzeuges über eine elastische Zwischenlage 20 irgendeiner bekannten Art verbunden, die nicht im einzelnen beschrieben wird.

Bei dem dargestellten Beispiel ist das Triebwerk ein Typ mit einem Motor 21 mit in Reihe angeordneten Zylindern, deren Achsen ungefähr in der Längsmittelebene des Fahrzeuges liegen, sowie mit einem Getriebe 22, das ein Stufenschaltgetriebe und ein Differential umfaßt, die vor dem Motorblock liegen, wie man dies sehr klar aus Fig. 2 erkennt.

Eine steife Traverse 23 beliebiger geeigneter Konstruktion stützt sich mit ihren beiden Enden auf die Stangen 19 der Stoßdämpfer über elastische Zwischenlagen 24 ab. Diese Traverse geht über dem Gehäuse des Getriebeteils hindurch und hat in ihrem Bereich, der über diesem Gehäuse liegt, zwei elastische Zwischenlagen 25, beispielsweise der-

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jenigen Bauart, die eine im allgemeinen kegelstumpfförmige Buchse 26 aus einem elastomeren Material enthält, das zwischen zwei Armaturen 27 und 28 angeordnet ist, die ebenfalls Kegelstumpfform haben und von denen die äußere Armatur 27 an der Traverse 23, die innere Armatur 28 an eine Stange 29 angeschlossen ist, an deren unterem Teil das Gehäuse des Getriebes aufgehängt ist.

Nach einem speziellen Merkmal dieser Erfindung haben die elastischen Zwischenlagen auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten, die ungefähr der Querrichtung der Traverse entsprechen, zwei Aushöhlungen 30, die jeder dieser Zwischenlagen eine weniger große Steifigkeit in Querrichtung ergeben, als in Längsrichtung (Fig. 3) des Fahrzeuges.

Das Triebwerk stützt sich überdies mit seinen beiden vorderen und rückwärtigen Enden auf Traversen 7 und 8 der Karosserie des Fahrzeuges jeweils über elastische Zwischenlagen 31 und 32 ab.

Es sei darauf hingewiesen, daß in bezug auf die Kennwerte der unterschiedlichen elastischen Zwischenlagen und der relativen Positionen dieser Zwischenlagen empfohlen wird, erfindungsgemäß die folgenden Angaben zu_f benutzen:

- Vorzugsweise ist das Verhältnis zwischen den horizontalen Abständen, welche die Symmetrieebene P des Fahrzeuges einerseits von den Achsen der elastischen Zwischenlagen 25, welche den Motor mit der Traverse verbinden, und andererseits von den Achsen der elastischen Zwischenlagen 20, welche die Stoßdämpfer mit der Karosserie verbinden, trennen, ungefähr gleich dem Verhältnis zwischen den Ro-

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tationsträgheitsmomenten des Motors und des Gehäuses um eine Längsachse, die durch das jeweilige Schwerpunktszentrum geht, ist; wobei dieses Verhältnis im allgemeinen in der Nähe von 5 liegt;

- die Steifheit der Zwischenlagen 31 und 32 ist ungefähr drei- bis viermal kleiner als die Steifheit der Zwischenlagen 25, jeweils in einer senkrechten Richtung bewertet;

- das Verhältnis der jeweiligen Steifheit der Zwischenlagen 20 und der Zwischenlagen 24 und 25 in Reihe ungefähr gleich dem Verhältnis zwischen den Massenimpedanzen der Karosserie und des Motors in senkrechten Richtungen im Bereich der betreffenden Achse sind so, daß die vertikalen Beschleunigungen, denen die Karosserie und der Motor unterworfen werden, praktisch gleich sind. In der Praxis liegt dieses Verhältnis im allgemeinen zwischen 1,5 und 4;

- das Verhältnis der jeweiligen Steifheiten der Zwischenlagen 24 und 25 liegt zwischen 3 und 5.

Die Wirkungsweise einer Aufhängevorrichtung, wie sie soeben beschrieben wurde, hat die folgenden Eigenheiten; Wenn die Räder vertikale Bewegungen erfahren, die durch das Profil der Straße bedingt sind, werden wegen der Verbindung zwischen einerseits dem oberen Teil der Stange 19 des Stoßdämpfers und andererseits der Karosserie mit dem Triebwerk die vertikalen Beschleunigungen der Karosserie und des Triebwerks gleich, wodurch jede merkbare relative Bewegung oder Verschiebung zwischen der Karosserie und dem Triebwerk vermieden wird.

Außerdem ist - wenn die Räder vertikale unterschiedliche Bewe-509881/041 1

gungen erfahren - wegen der elastischen Verbindung, die zwischen dem zentralen Teil der Traverse 23 und dem Triebwerk vorgesehen ist, die Winkelbeschleunigung des Triebwerks ungefähr gleich der Winkelbeschleunigung der Karosserie, was ein besonders wichtiges Ergebnis ist. Selbstverständlich liegen die Schwerpunkte des Triebwerks und der Karosserie auf der gleichen Seite relativ zu der Traverse 23, damit die Winkelbeschleunigungen um eine transversale Achse gleichen Sinn haben.

Die spezielle Konstruktion der Zwischenlagen 25, die in der Querrichtung eine geringere Steifheit haben, gestattet eine freie Drehbewegung des Motors um eine Längsachse insbesondere im Leerlauf, und eine ausgezeichnete Absorption der Vibrationen.

Da überdies die statische Last des Triebwerkes und die durch das ausgeübte Drehmoment bedingten Kräfte von den Zwischenlagen 31, 32 aufgenommen werden, deren Steifheit wesentlich geringer ist, werden die Eigenvibrationen des Motors durch diese Zwischenlagen genügend absorbiert und nicht an die Karosserie weitergegeben.

Daraus folgt ein besonders hoher Komfort für die Insassen des Fahrzeuges.

Es ist klar, daß die erfindungsgemäße Aufhängevorrichtung besonders wirksam ist in dem Fall eines Triebwerkes, bei dem das gesamte oder zumindest ein wesentlicher Teil des Übertragungsgetriebes zwischen dem Motor und dem η ächstgelegenen Ende des Fahrzeuges angeordnet ist (im ausgewählten Beispiel das vordere Fahrzeugende), denn

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diese Anordnung macht es möglich, daß die Traverse 23 eine relativ niedrige Stellung einnehmen kann und es infolgedessen gestattet, leicht die elastischen Zwischenlagen, wie die Zwischenlagen 25, anzuordnen. Indessen ist die Erfindung nicht auf diese Anordnungsweise begrenzt.

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Claims (9)

Patentansprüche

1. Aufhängevorrichtung für die Karosserie und das Triebwerk in einem Automobil der Bauart mit zwei hydraulischen Stoßdämpfern, von denen jeder an seinem unteren Ende sich auf Aufhängeelemente abstützt, die jeweils mit einem der beiden Räder der gleichen Achse verbunden sind und an ihrem oberen Teil die Karosserie des Fahrzeuges tragen, sowie mit einer steifen Traverse, mit der das Triebwerk über elastische Zwischenlagen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Karosserie und die Traverse (23) sich getrennt und über bestimmte elastische Zwischenlagen (20, 24) auf den oberen Teil der beiden Stoßdämpfer (14) abstützen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen den horizontalen Abständen, welche die Mittelsymmetrieebene (P) des Fahrzeuges einerseits von den elastischen Zwischenlagen (25), welche den Motor (3) mit der Traverse (23) und andererseits von den elastischen Zwischenlagen (20) trennen, welche die Stoßdämpfer (14) mit der Karosserie (2) verbinden, ungefähr gleich dem Verhältnis zwischen den Rotationsträgheitsmomenten des Motors and der Karosserie um eine Längsachse sind, die durch den jeweiligen Schwerpunkt des Motors und der Karosserie geht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der jeweiligen Steifheiten der Zwischenlagen (20) und der Stützzwischenlagen (24 und 25) in Reihe ungefähr gleich dem V er-

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häl'tnis zwischen den Massenimpedanzen in senkrechten Richtungen für die Karosserie und den Motor dicht an der betreffenden Achse sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verhältnis zwischen 1,5 und 4 liegt.

5. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der jeweiligen Steifheiten der Zwischenlagen (24 und 25) zwischen 3 und 5 liegt.

6. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem Stützelemente zwischen dem Triebwerk und der Karosserie vorgesehen sind und daß diese Elemente elastische Zwischenlagen (31, 32) umfassen, deren Steifheit erheblich kleiner als die Steifheit der zwischen dem Motor und der Traverse vorgesehe-· nen Zwischenlagen (25) in senkrechter Richtung ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifheit der Zwischenlagen (31, 32) zwischen Triebwerk und Karosserie ungefähr 3 bis 4mal kleiner ist als die Steifheit der Zwischenlagen (25) zwischen Motor und Traverse, betrachtet in einer senkrechten Richtung.

8. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlagen (25) zwischen der Traverse (23) und dem Triebwerk eine geringere Steifheit in einer Richtung haben, die

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senkrecht zur Symmetrieebene (B) des Fahrzeuges verläuft und daß diese geringe Steifheit vorzugsweise durch Anordnen einer Aushöhlung (30) beiderseits der Achse der Zwischenlage erzielt ist (Fig. 3).

9. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in einem Fahrzeug der an sich bekannten Bauart verwendet ist, bei der ein Teil der Leistung sübettragung zwischen dem eigentlichen Motor und dem benachbarten Ende des Fahrzeuges angeordnet und die Traverse (23) oberhalb dieses Teils der Kraftübertragung angeordnet ist.

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