DE19811787A1

DE19811787A1 - Kraftfahrzeug und Vibrationsminderungseinrichtung dafür

Info

Publication number: DE19811787A1
Application number: DE1998111787
Authority: DE
Inventors: Joachim Werker
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Werker Joachim 38110 Braunschweig De
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 1999-09-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Längsträgereinrichtung (1) und mindestens einer an der Längsträgereinrichtung (1) angebrachten Querstruktureinrichtung (2), wobei zwischen der bzw. den Längsträgereinrichtung(en) (1) und der bzw. den Querstruktureinrichtung(en) (2) eine Vibrationsminderungseinrichtung (3) angeordnet ist, sowie eine entsprechende Vibrationsminderungseinrichtung (3). Die Vibrationsminderungseinrichtung (3) umfaßt erfindungsgemäß ein oder mehrere Piezoaktoren (3a). Die Erfindung ermöglicht beispielsweise die verbesserte Dämpfung oder Verhinderung der Übertragung von Vibrationsschwingungen und Dröhngeräuschen zwischen den Längsträgern (1a) und einem Frontenmodul (2a) eines Kraftfahrzeugs. Dadurch werden unter anderem geringe Spaltmaße zwischen dem Frontenmodul (2a) und der übrigen Karosserie des Fahrzeugs sowie eine verbesserte Lebensdauer der Komponenten des Frontenmoduls (2a) ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Längsträgereinrichtung und mindestens einer an der bzw. den Längsträgereinrichtung(en) mittelbar oder unmittelbar angebrachten Querstruktureinrichtung, wobei zwischen der bzw. den Längsträgereinrich tungen(en) und der bzw. den Querstruktureinrichtung(en) mindestens eine Vibrationsminde rungseinrichtung angeordnet ist, sowie eine Vibrationsminderungseinrichtung zur Minde rung oder Vermeidung der Übertragung von Vibrationsschwingungen, die zwischen einer oder mehreren Längsträgereinrichtung(en) und einer oder mehreren Querstruktureinrich tung(en) eines Kraftfahrzeuges anbringbar ist.

Aus der DE 44 01 811 A1 ist ein Kraftfahrzeug sowie eine Vibrationsminderungseinrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Die Druckschrift zeigt ein Kraftfahrzeug mit wenig stens zwei Längsträgern, auf denen ein Schwingungen erzeugendes Antriebsaggregat ge lagert ist, und mit einem Querträger. Zur Reduzierung von Karosserievibrationsschwingun gen und Dröhngeräuschen ist der Querträger über elastische Lagerelemente an den Längsträgern befestigt. Die Lagerelemente sind aus einem gummielastischen Werkstoff gehalten und sind in ihrer Hauptdämpfungsrichtung an den dominierenden Anregungen des Antriebsaggregates orientiert.

Es besteht die Aufgabe, bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art die Übertra gung von Vibrationsschwingungen und Dröhngeräuschen zwischen der bzw. den Längsträ gereinrichtung(en) und der bzw. den Querstruktureinrichtung(en) gegenüber dem Stand der Technik weiter zu verbessern und eine Vibrationsminderungseinrichtung der eingangs ge nannten Art mit verbesserter Wirkung zu schaffen.

Die Erfindung wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vibrationsminderungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Die Unteransprüche betreffen jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Durch die Verwendung von Piezoaktoren bei der Vibrationsminderungseinrichtung des Kraftfahrzeuges werden Vibrationsschwingungen und Dröhngeräusche, die von der bzw. den Querstruktureinrichtung(en) auf die Längsträgereinrichtung(en) und umgekehrt übertra gen werden, deutlich wirksamer gedämpft als bei Verwendung eines elastischen Lagerele ments aus einem gummielastischen Werkstoff. Es wird dadurch eine deutliche Erhöhung des Fahrkomforts für die Fahrzeuginsassen, insbesondere für den Fahrzeugführer, erreicht, da die Übertragung von Schwingungen über die Sitze und das Lenkrad verringert wird. Ne ben der verbesserten Vibrationsdämpfung durch entsprechend angesteuerte Piezoaktoren ergibt sich bei der Erfindung der weitere Vorteil, daß die Spaltmaße zwischen der bzw. den Längsträgereinrichtung(en) und der bzw. den Querträgereinrichtung(en), die notwendig sind, um die gegenseitige Beweglichkeit sicherzustellen, reduziert werden können, da aktiv ansprechend geregelte Piezoaktoren Vibrationsschwingungen und Dröhngeräusche wir kungsvoll abdämpfen und so geringere Freiräume zwischen den genannten Einrichtungen möglich sind als bei Verwendung einer Vibrationsminderungseinrichtung aus einem gum mielastischen Werkstoff. Die Verwendung von Piezoaktoren als Vibrationsminderungsein richtungen im Kraftfahrzeugbau ist bisher lediglich im Hinblick auf die Lagerung von An triebsaggregaten vorgeschlagen worden, vergleiche dazu die Druckschriften DE 38 21 368 C2 sowie DE 40 21 038 C2.

Die Querstruktureinrichtung kann vorteilhaft ein Frontendmodul oder ein Heckmodul eines Kraftfahrzeuges sein. Insbesondere in dem Fall, daß die Querstruktureinrichtung ein Fron tendmodul eines Kraftfahrzeuges ist, ergeben sich durch die Verwendung einer Vibrati onsminderungseinrichtung mit Piezoaktoren mannigfache Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Frontendmodule von Kraftfahrzeugen sind beispielsweise aus der DE 44 01 811 A1 sowie aus dem Artikel "FRONTEND: Das bessere Ende" in der Zeitschrift "mot", 22/1997, Seite 67 bekannt. Sie umfassen üblicherweise einen Stoßfängerquerträger, den vorderen Stoßfänger, Motorkühler, Lüfter, Scheinwerfer, Leuchtweiteneinstellung und ge gebenenfalls noch weitere Baueinheiten, die im allgemeinen an einer gemeinsamen Blech- oder Kunststoffplatine als Montageträger anbracht sind. Durch den Einsatz von aktiv gere gelten Piezoaktoren als Vibrationsminderungseinrichtung zwischen den Längsträgereinrich tungen und dem Frontendmodul sind nicht nur geringere Spaltmaße zwischen dem Fron tendmodul und der Fahrzeugkarosserie möglich, sondern es treten auch geringere Schwin gungen an den Scheinwerfern auf, so daß das Scheinwerferlicht weniger in seiner Richtung schwankt und dem Fahrer eine bessere Ausleuchtung der Verkehrssituation ermöglicht wird. Darüber hinaus werden die Scheinwerfer, die Scheinwerferaufhängung, die Schein werferkontaktierung, der Kühler und die Kühleranschlüsse sowie der Lüfter, die Lüftermon tierung und die elektrischen Lüfteranschlüsse durch die verringerte Schwingung weniger mechanisch belastet, was zu einer Erhöhung der Lebensdauer der aufgeführten Bauteile führt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den beigefügten Zeichnungen illustriert ist. Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Frontansicht eines Montageträgers eines Frontendmoduls eines Kraftfahrzeuges;

Fig. 2 eine schematische Darstellung (als Explosionszeichnung) der Anbringung des Frontendmoduls der Fig. 1 an den Längsträgereinrichtungen eines Kraftfahrzeuges.

Die in der Fig. 1 in Frontansicht gezeigte Montageträger-Blechplatine 2b eines Frontend moduls 2a eines Kraftfahrzeuges, die beispielsweise aus Stahl- oder Aluminiumblech oder auch aus Kunststoff gefertigt sein kann, weist unter anderem zwei Aufnahmeöffnungen 7 für die Frontscheinwerfer sowie eine Aufnahmeöffnung 8 für den Kühlerlüfter und eine Öff nung 8a für den Kühler 8a des Kraftfahrzeuges auf. Ferner besitzt das eine Querstruk tureinrichtung 2 ausbildende Frontendmodul 2a auf seiner linken und auf seiner rechten Seite in Anschraubbereichen 9 jeweils drei Schraubenlöcher 5.

In der Fig. 2 ist in einer Explosionsdarstellung gezeigt, wie das Frontendmodul 2a der Fig. 1 an den Längsträgern 1a eines (nicht dargestellten) Kraftfahrzeuges angebracht ist. Den vorderen Endbereich der Längsträger 1a bildet jeweils ein leicht auswechselbares (insbesondere angeschraubtes) Deformationselement 10. Die Längsträgereinrichtungen 1 ausbildenden Längsträger 1a besitzen an ihren frontseitigen Enden jeweils einen mit Schraublöchern 4a versehenen Anschraubflansch 4. Zwischen den Anschraubflanschen 4 der Längsträger 1a und den zugeordneten Anschraubbereichen 9 des Frontendmoduls 2a ist jeweils ein Zwischenkörper 3b angeordnet, der frontendseitig über Schraubinnengewinde 6a und frontendabgewandt über Schraubinnengewinde 11a verfügt. Mittels Schrauben 6 die durch die Schraubenlöcher 5 im Frontendmodul 2a hindurchgreifen und in die Schrau binnengewinde 6a im Zwischenkörper 3b eingeschraubt sind, ist das Frontendmodul 2a mit dem Zwischenkörper 3b verschraubt. Mittels entgegengesetzt gerichteter Schrauben 11, die durch die Schraublöcher 4a im Anschraubflansch 4 hindurchgreifen und in die Schraubin nengewinde 11a im Zwischenkörper 3b eingeschraubt sind, ist andererseits jeweils ein Längsträger 1a mit einem Zwischenkörper 3b verschraubt. Der Zwischenkörper 3b ist aus drei übereinanderliegenden Schichten aufgebaut, wobei sich die Schraubinnengewinde jeweils in den Außenschichten befinden und Piezoaktoren 3a in der dazwischenliegenden, inneren Schicht eingebaut sind.

Die Zwischenkörper 3b enthalten jeweils mehrere Piezoaktoren 3a. Die Piezoaktoren 3a in den Zwischenkörpern 3b werden entsprechend geregelt aktiviert und wirken sodann als Vibrationsminderungseinrichtung 3 zur Dämpfung der Übertragung von Vibrationsschwin gungen zwischen dem Frontendmodul 2a und den Längsträgern 1a. Die Art und Weise der Ansteuerung ist beispielsweise aus der DE 38 21 368 C2 und der DE 40 21 038 C2 sowie den dort zitierten Druckschriften bekannt, sie wird daher nicht gesondert beschrieben.

Die Erfindung kann nicht nur vorteilhaft zur Dämpfung der Übertragung von Vibrations schwingungen und Dröhngeräuschen zwischen einem Frontendmodul 2a und den Längs trägern 1a eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden, sondern durch die Erfindung können beispielsweise auch Vibrationsschwingungen und Dröhngeräusche zwischen den Längsträ gern 1a und einem Heckmodul oder einem Front- oder Heckquerträger eines Kraftfahrzeu ges wirkungsvoller gedämpft werden als nach dem Stand der Technik möglich.

Bezugszeichenliste

1

Längsträgereinrichtung

1

a Längsträger

2

Querstruktureinrichtung

2

a Frontendmodul

2

b Montageträger (Blechplatine)

3

Vibrationsminderungseinrichtung

3

a Piezoaktor

3

b Zwischenkörper

4

Anschraubflansch

4

a Schraubloch

5

Schraubloch

6

Schraube

6

a Schraubinnengewinde

7

Leuchtenaufnahme

8

Lüfteraufnahmeöffnung

8

a Kühleröffnung

9

Anschraubbereich

10

Deformationselement

11

Schraube

11

a Schraubinnengewinde

Claims

1. Kraftfahrzeug mit mindestens einer Längsträgereinrichtung (1) und mindestens einer mittelbar oder unmittelbar an der bzw. den Längsträgereinrichtung(en) (1) angebrach ten Querstruktureinrichtung (2), wobei zwischen der bzw. den Längsträgereinrich tung(en) (1) und der bzw. den Querstruktureinrichtung(en) (2) mindestens eine Vibrati onsminderungseinrichtung (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsminderungseinrichtung (3) einen oder mehrere Piezoaktoren (3a) umfaßt.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstruktureinrichtung (2) ein Frontendmodul (2a) umfaßt bzw. ist.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstruktureinrichtung (2) einen Front- oder Heckquerträger umfaßt bzw. ein Front- oder Heckquerträger ist.

4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstruktureinrichtung (2) ein Heckmodul umfaßt bzw. ist.

5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsträgereinrichtung (1) zwei Längsträger (1a) umfaßt.

6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Längsträgereinrichtung (1) mindestens ein Deformationselement (3) umfaßt.

7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstruktureinrichtung(en) (2) mittelbar oder unmittelbar an die Längsträge reinrichtung(en) (1) angeschraubt ist bzw. sind.

8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsträgereinrichtung(en) (1) über mindestens einen Anschraubflansch (4) zur mittelbaren oder unmittelbaren Schraubverbindung mit der bzw. den Querstruk tureinrichtung(en) (2) aufweist.

9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsminderungseinrichtung (3) als Zwischenkörper (3b) zwischen dem Anschraubflansch (4) und der bzw. den Querstruktureinrichtungen (2) ausgebildet ist.

10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkörper (3b) auf der einen Seite über Verschraubungsanschlüsse (Schraubinnengewinde 11a) für die Längsträgereinrichtung(en) (1) und auf der anderen Seite über Verschraubungsanschlüsse (Schraubinnengewinde 6a) für die Querstruk tureinrichtung(en) (2) verfügt.

11. Vibrationsminderungseinrichtung (3) zur Minderung oder Vermeidung der Übertragung von Vibrationsschwingungen, die zwischen einer oder mehreren Längsträgereinrich tung(en) (1) und einer oder mehreren Querstruktureinrichtungen(en) (2) eines Kraft fahrzeuges anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsminderungseinrichtung (3) einen oder mehrere Piezoaktoren (3a) umfaßt.

12. Vibrationsminderungseinrichtung (3) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsminderungseinrichtung (3) als Zwischenkörper (3b) ausgebildet ist, der zwischen einem Anschraubflansch (4) einer Längsträgereinrichtung (1) und einer Querstruktureinrichtung (2) anbringbar ist.

13. Vibrationsminderungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkörper (3b) auf der einen Seite über Verschraubungsanschlüsse (Schraubinnengewinde 11a) für die Längsträgereinrichtung(en) (1) und auf der anderen Seite über Verschraubungsanschlüsse (Schraubinnengewinde 6a) für die Querstruk tureinrichtung(en) (2) verfügt.