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Title:
DEVICE FOR ATTACHING A DRIVE ASSEMBLY OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/149571
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (200) for attaching a drive assembly (102) to a supporting component (101) of a vehicle (100). The drive assembly (102) has an assembly mass. The drive assembly (102) additionally comprises an internal combustion engine and an electric machine for driving the vehicle (100). The device (200) comprises a first bearing (201) with a first decoupling element, said first bearing (201) being designed to connect a first component (101, 102) to an intermediate element (203), and the device (200) additionally comprises the intermediate element (203), said intermediate element (203) having an intermediate mass which is lower than the assembly mass. The device (200) additionally comprises a second bearing (202) with a second decoupling element, wherein the second bearing (202) is designed to connect a second component (101, 102) to the intermediate element (203) such that the second component (101, 102) is connected to the first component (101, 102) solely in an indirect manner via the intermediate element (203). The first component (101, 102) is the supporting component (101) of the vehicle (100), and the second component (101, 102) is the drive assembly (102) or vice versa.

Inventors:
SCHLAEPFER BENJAMIN (DE)
Application Number:
EP2019/051472
Publication Date:
August 08, 2019
Filing Date:
January 22, 2019
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
B60K5/12
Foreign References:
DE102012103269A12013-03-07
US4456213A1984-06-26
EP0183197A21986-06-04
Other References:
None
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Claims:
Ansprüche

1) Vorrichtung (200) zur Anbindung eines Antriebsaggregats (102) an eine

tragende Komponente (101) eines Fahrzeugs (100); wobei das

Antriebsaggregat (102) eine Aggregatsmasse aufweist; wobei das

Antriebsaggregat (102) einen Verbrennungsmotor und eine Elektromaschine zum Antrieb des Fahrzeugs (100) umfasst; wobei die Vorrichtung (200) umfasst,

- ein erstes Lager (201) mit einem ersten Entkopplungselement; wobei das erste Lager (201) eingerichtet ist, eine erste Komponente (101,

102) mit einem Zwischenelement (203) zu verbinden;

- das Zwischenelement (203); wobei das Zwischenelement (203) eine Zwischenmasse aufweist, die kleiner, insbesondere um einen Faktor 2, 5, 10, 100 oder mehr kleiner, als die Aggregatmasse ist; und

- ein zweites Lager (202) mit einem zweiten Entkopplungselement; wobei das zweite Lager (202) eingerichtet ist, eine zweite Komponente (101, 102) mit dem Zwischenelement (203) zu verbinden, so dass die zweite Komponente (101, 102) nur indirekt über das Zwischenelement (203) mit der ersten Komponente (101, 102) verbunden ist; wobei die erste Komponente (101, 102) die tragende Komponente (101) des Fahrzeugs (100) und die zweite Komponente (101, 102) das Antriebsaggregat (102) ist, oder umgekehrt.

2) Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 1, wobei

- die Elektromaschine ausgebildet ist, Schwingungen in einem ersten Frequenzbereich zu bewirken;

- der Verbrennungsmotor ausgebildet ist, Schwingungen in einem

zweiten Frequenzbereich zu bewirken;

- der erste Frequenzbereich zumindest teilweise höhere Frequenzen umfasst als der zweite Frequenzbereich; und - das erste Lager (201) ausgebildet ist, Schwingungen aus dem ersten Frequenzbereich zumindest teilweise zu isolieren, und das zweite Lager (202) ausgebildet ist, Schwingungen aus dem zweiten Frequenzbereich zumindest teilweise zu isolieren, oder umgekehrt.

3) Vorrichtung (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und/oder zweite Entkopplungselement jeweils zumindest eine

Elastomerschicht umfassen. 4) Vorrichtung (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

- die Vorrichtung (200) einen ersten Träger (301) umfasst, der fest mit dem Zwischenelement (203) verbunden oder Teil des

Zwischenelements (203) ist und der über das erste Lager (201) mit der ersten Komponente (101, 102) verbunden ist; und/oder

- die Vorrichtung (200) einen zweiten Träger (302) umfasst, der fest mit der zweiten Komponente (101, 102) verbunden oder Teil der zweiten Komponente (101, 102) ist und der über das zweite Lager (202) mit dem Zwischenelement (203) verbunden ist. 5) Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 4, wobei

- das erste Entkopplungselement eingerichtet ist, Schwingungen

zwischen dem ersten Träger (301) und der ersten Komponente (101, 102) zumindest teilweise zu isolieren; und/oder

- das zweite Entkopplungselement eingerichtet ist, Schwingungen

zwischen dem zweiten Träger (302) und dem Zwischenelement (203) zumindest teilweise zu isolieren.

6) Vorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei

- der zweite Träger (302) eine kapselförmige Wand (507) aufweist; - das Zwischenelement (203) eine Aussparung aufweist, die ausgebildet ist, eine Außenseite der kapselförmigen Wand (507) zumindest bereichsweise zu umschließen; und

- das zweite Lager (202) zwischen der Außenseite der kapselförmigen Wand (507) und einer Innenseite der Aussparung des

Zwischenelements (203) eine Entkopplungsschicht (503) als zweites Entkopplungselement (503, 504) aufweist.

7) Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 6, wobei

- das zweite Lager (202) ein Klemmelement (502) umfasst, das

ausgebildet ist, auf eine Innenseite der kapselförmigen Wand (507) einzuwirken, um die kapselförmige Wand (507) gegen das Zwischenelement (203) zu drücken; und

- das zweite Lager (202) zwischen der lnnenseite der kapselförmigen Wand (507) und dem Klemmelement (502) eine Entkopplungsschicht

(504) als zweites Entkopplungselement (503, 504) aufweist.

8) Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 7, wobei

- die kapselförmige Wand (507) einen Durchbruch aufweist; und - das zweite Lager (202) ein Befestigungsmittel (505, 506) umfasst, das durch den Durchbruch verläuft und das ausgebildet ist, eine Kraft auf das Klemmelement (502) und das Zwischenelement (203) aufzubringen, durch die das Klemmelement (502) gegen die Innenseite der kapselförmigen Wand (507) und das Zwischenelement (203) gegen die Außenseite der kapselförmigen Wand (507) gedrückt werden. 9) Vorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei

- sich ein Querschnitt der kapselförmigen Wand (507) zum

Zwischenelement (203) hin reduziert; und/oder

- die kapselförmige Wand (507) zum Zwischenelement (203) hin konusförmig verläuft.

10) Vorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei

- sich der erste Träger (301) entlang einer erste Achse erstreckt; und

- die kapselförmige Wand (507), insbesondere rotationssymmetrisch, um die erste Achse verläuft.

Description:
Vorrichtung zur Anbindung eines Antriebsaggregats eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anbindung eines Antriebsaggregats eines Fahrzeugs an die Karosserie bzw. an das Fahrgestell des Fahrzeugs.

Ein Fahrzeug weist typischerweise ein Antriebsaggregat mit einem relativ hohen Eigengewicht auf, das an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt, z.B. verschraubt ist. Im Betrieb des Fahrzeugs werden durch das Antriebsaggregat Schwingungen erzeugt, die möglichst vollständig von der Karosserie und damit von einer Insassenposition des Fahrzeugs isoliert werden sollten, um den Komfort für einen Nutzer des Fahrzeugs zu erhöhen.

Das Antriebsaggregat eines Fahrzeugs mit Hybridantrieb weist sowohl einen Verbrennungsmotor als auch eine Elektromaschine bzw. einen Elektromotor auf. Dabei ist zu erwarten, dass die Leistungsfähigkeit der Elektromaschine in Zukunft wesentlich erhöht wird, um den elektrischen Fahranteil des Hybridantriebs zu erhöhen. Als Folge daraus werden auch die von der Elektromaschine bewirkten mechanischen Anregungen, insbesondere die Amplitude aber auch der

Frequenzbereich, erhöht respektive erweitert werden. Zusätzlich können signifikante Anregungen aus einem Hybridgetriebe des Antriebsaggregats entstehen.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, in effizienter Weise eine möglichst weitgehende Entkopplung von Schwingungen eines Hybrid- Antriebsaggregats von der Karosserie und/oder von dem Fahrwerk eines Fahrzeugs zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Anbindung eines

Antriebsaggregats an eine tragende Komponente (insbesondere an die Karosserie und/oder das Fahrwerk) eines Fahrzeugs (insbesondere eines

Straßenkraftfahrzeugs) beschrieben. Die Vorrichtung kann z.B. ein (Gesamt-) Aggregatlager zur Lagerung des Antriebsaggregats sein. Das Antriebsaggregat weist eine Aggregatsmasse auf (z.B. zwischen lOOkg und 300kg).

Des Weiteren umfasst das Antriebsaggregat sowohl einen Verbrennungsmotor als auch eine Elektromaschine (sowie ein Getriebe) zum Antrieb des Fahrzeugs. Beispielsweise können in dem Antriebsaggregat die Welle eines

Verbrennungsmotors und die Welle einer Elektromaschine über ein Getriebe des Antriebsaggregats miteinander gekoppelt sein, so dass das Drehmoment des Verbrennungsmotors und/oder das Drehmoment der Elektromaschine an einer angetriebenen Achse des Fahrzeugs bereitgestellt werden können. Die von der Elektromaschine bereitgestellte Antriebsleistung kann kleiner als, gleich wie oder größer als die von dem Verbrennungsmotor bereitgestellten Antriebsleistung sein.

Das Antriebsaggregat kann somit einen (Parallel-) Hybrid-Antrieb für ein

Fahrzeug umfassen, wobei der Hybrid-Antrieb insbesondere eingerichtet sein kann, 25%, 50% oder mehr der Antriebsleistung elektrisch zu erbringen. Das Antriebsaggregat kann somit eine substantielle Schwingungsanregung (mit einer relativ hohen Amplitude und/oder in einem relativ breiten Frequenzbereich) aufgrund des Betriebs der Elektromaschine und/oder aufgrund des Getriebes aufweisen.

Die Vorrichtung umfasst ein erstes Lager mit einem ersten Entkopplungselement. Dabei kann das erste Entkopplungselement ein oder mehrere

Entkopplungsschichten, insbesondere ein oder mehrere Elastomerschichten oder ein oder mehreren Schichten aus ein oder mehreren anderen Materialien, umfassen. Das erste Lager ist eingerichtet, eine erste Komponente des Fahrzeugs mit einem Zwischenelement bzw. mit einem Zwischenkörper zu verbinden. Das erste Lager kann z.B. ein Elastomerlager, ein passives Lager, ein Hydrolager, ein aktives Lager, etc. sein bzw. umfassen. Die erste Komponente ist in einem bevorzugten Beispiel die tragende Komponente (z.B. die Karosserie oder das Fahrwerk) des Fahrzeugs.

Ferner umfasst die Vorrichtung das Zwischenelement. Das Zwischenelement weist dabei eine Zwischenmasse auf, die kleiner, insbesondere um den Faktor 2,

5, 10, 100 oder mehr kleiner, als die Aggregatmasse ist. Beispielsweise kann die Zwischenmasse im Bereich von 0,5 kg bis 2kg liegen. Das Zwischenelement kann zumindest teilweise oder vollständig aus Metall hergestellt sein.

Außerdem umfasst die Vorrichtung ein zweites Lager mit einem zweiten

Entkopplungselement. Dabei kann das zweite Entkopplungselement ein oder mehrere Entkopplungsschichten, insbesondere ein oder mehrere

Elastomerschichten oder ein oder mehreren Schichten aus ein oder mehreren anderen Materialien, umfassen. Das zweite Lager ist eingerichtet, eine zweite Komponente des Fahrzeugs mit dem Zwischenelement zu verbinden, so dass die zweite Komponente nur indirekt über das Zwischenelement (und nicht direkt) mit der ersten Komponente verbunden ist. Die zweite Komponente ist in einem bevorzugten Beispiel das Antriebsaggregat des Fahrzeugs.

Wie oben dargelegt, kann die erste Komponente des Fahrzeugs die tragende Komponente (z.B. die Karosserie oder das Fahrwerk) des Fahrzeugs und die zweite Komponente kann das Antriebsaggregat des Fahrzeugs sein. Alternativ können die zweite Komponente des Fahrzeugs die tragende Komponente (z.B. die Karosserie oder das Fahrwerk) des Fahrzeugs und die erste Komponente das Antriebsaggregat des Fahrzeugs sein. Es kann somit eine indirekte mechanische Verbindung von zwei Komponenten eines Fahrzeugs über eine relativ kleine Zwischenmasse erfolgen. Dabei ist die Zwischenmasse typischerweise relativ klein gegenüber beiden Komponenten des Fahrzeugs (d.h. sowohl gegenüber dem Antriebsaggregat als auch gegenüber der Karossiere bzw. dem Fahrwerk) lnsbesondere kann die Zwischenmasse um den Faktor 10, 100 oder mehr kleiner sein. Andererseits weist die Zwischenmasse typischerweise eine bestimmte Mindesthöhe auf, z.B. von 0,5kg oder 0,7kg oder 0,8kg. Durch die Bereitstellung einer relativ kleinen (aber nicht vemachlässigbar kleinen) Zwischenmasse, die durch zwei Lager und/oder Entkopplungsebenen zwischen den beiden zu verbindenden Komponenten des Fahrzeugs angeordnet ist, können insbesondere höherfrequente Anregungen aus der Elektromaschine und dem Getriebe und auch niederfrequente Anregungen aus dem

Verbrennungsmotor in zuverlässiger und umfassender Weise von der Karosserie und/oder dem Fahrwerk des Fahrzeugs isoliert bzw. entkoppelt werden. Dabei erfolgt eine rein passive Entkopplung der Schwingungen, ohne Verwendung eines aktiven Lagers. Es wird somit eine (kosten-) effiziente Entkopplung bzw.

Isolation von Schwingungen ermöglicht, so dass zwischen dem Antriebsaggregat und der Karosserie und/oder dem Fahrwerk des Fahrzeugs im Wesentlichen keine Schwingungsenergie aus getauscht werden kann.

Die Elektromaschine und/oder das Getriebe des Antriebsaggregats sind typischerweise ausgebildet, Schwingungen in einem ersten Frequenzbereich zu bewirken und der Verbrennungsmotor ist typischerweise ausgebildet,

Schwingungen in einem zweiten Frequenzbereich zu bewirken. Dabei umfasst der erste Frequenzbereich typischerweise zumindest teilweise höhere Frequenzen als der zweite Frequenzbereich. Beispielsweise kann der erste Frequenzbereich Frequenzen zwischen 0Hz und 10000Hz aufweisen. Dabei erfolgen substantielle Schwingungsanregungen meist erst bei 1000 Hz oder mehr. Andererseits kann der zweite Frequenzbereich beispielsweise Frequenzen zwischen 20Hz und 350Hz aufweisen.

Das erste Lager kann ausgebildet sein, Schwingungen aus dem ersten

Frequenzbereich zumindest teilweise zu isolieren bzw. zu entkoppeln, und das zweite Lager kann ausgebildet sein, Schwingungen aus dem zweiten

Frequenzbereich zumindest teilweise zu isolieren bzw. zu entkoppeln. Alternativ kann das erste Lager ausgebildet sein, Schwingungen aus dem zweiten

Frequenzbereich zumindest teilweise zu isolieren bzw. zu entkoppeln, und das zweite Lager kann ausgebildet sein, Schwingungen aus dem ersten

Frequenzbereich zumindest teilweise zu isolieren bzw. zu entkoppeln. Letzteres kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das zweite Lager eine zweite Steifigkeit aufweist, die größer, insbesondere um den Faktor 2, 5, 10, 100 oder mehr größer, als die erste Steifigkeit des ersten Lagers ist. Andererseits kann das erste Lager zur Dämpfung und/oder Isolation von Schwingung aus dem ersten Frequenzbereich und das zweite Lager zur Dämpfung und/oder Isolation von Schwingungen aus dem zweiten Frequenzbereich ausgelegt werden, indem die zweite Steifigkeit (wesentlich) kleiner als die erste Steifigkeit gewählt wird.

Es kann somit eine Entkopplung bzw. eine Isolierung von (Körperschall- und/oder akustischen) Schwingungen über dedizierte Lager erfolgen, wobei zumindest eines der Lager zur Isolation der von dem Verbrennungsmotor angeregten Schwingungen und wobei zumindest ein anderes der Lager zur Isolation der von der Elektromaschine angeregten Schwingungen verwendet wird. So wird eine zuverlässige und vollständige Entkopplung von Schwingungen eines Hybrid- Antriebsaggregats ermöglicht.

Die Zwischenmasse kann m z und die Aggregatmasse kann m a sein, wobei typischerweise m a »m z . Die erste Steifigkeit kann ci und die zweite Steifigkeit kann c 2 sein, ggf. mit c 2 »ci. Für den Fall, dass das zweite Lager das

Antriebsaggregat mit dem Zwischenelement verbindet, ergibt sich ein Teilsystem, bei dem das Antriebsaggregat das Zwischenelement anregt. Die Eigenfrequenz dieses Teilsystems kann in erster Näherung durch den Term /m beschrieben werden, und ist bei Verwendung einer relativ hohen zweiten Steifigkeit c 2 und/oder einer relativ kleinen Zwischenmasse m z relativ hoch. Als Folge daraus wirkt das zweite Lager bei relativ niedrigen Frequenzen (z.B. bei Frequenzen aus dem zweiten Frequenzbereich, bzw. bei Frequenzen, die durch den

Verbrennungsmotor angeregt werden) wie eine feste Verbindung. Andererseits kann bei relativ hohen Frequenzen (z.B. bei Frequenzen aus dem ersten

Frequenzbereich, bzw. bei Frequenzen, die durch die Elektromaschine angeregt werden) durch das zweite Lager eine substantielle Isolation bewirkt werden. Zu diesem Zweck kann die Eigenfrequenz des Teilsystems am unteren Ende bzw. unterhalb des ersten Frequenzbereichs und/oder oberhalb des zweiten

Frequenzbereichs liegen. Beispielsweise können das zweite Lager und/oder das Zwischenelement derart ausgebildet sein, dass die Eigenfrequenz des Teilsystems aus Antriebsaggregat und Zwischenelement im Bereich zwischen 400Hz und 500 Hz liegt. Die Eigenfrequenz des Teilsystems aus Antriebsaggregat und

Zwischenelement kann somit oberhalb der Anregung des Verbrennungsmotors gelegt werden, um eine Verstärkung der Anregung des Verbrennungsmotors durch die zusätzliche Entkopplungsebene zu verhindern.

Die Vorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass das Antriebsaggregat und das Zwischenelement bei relativ niedrigen Frequenzen in Bezug auf das erste Lager als eine Gesamtmasse m z +m a betrachtet werden können. Die Eigenfrequenz dieses Teilsystems kann dann durch den Term ^ beschrieben werden.

Die Eigenfrequenz kann an das untere Ende bzw. unterhalb des zweiten

Frequenzbereichs gelegt werden, z.B. bei ca. lOHz oder weniger, um eine substantielle Isolation von Schwingungen im zweiten Frequenzbereich zu bewirken.

Die o.g. Ausführungen gelten in entsprechender Weise für den Fall, dass die Isolation der Schwingungen aus dem ersten Frequenzbereich durch das erste Lager und/oder die Isolation der Schwingungen aus dem zweiten Frequenzbereich durch das zweite Lager bewirkt werden. Die Vorrichtung kann einen ersten Träger umfassen, der fest mit dem

Zwischenelement verbunden ist oder der Teil des Zwischenelements ist. Der erste Träger kann dann über das erste Lager mit der ersten Komponente des Fahrzeugs verbunden sein. Das erste Entkopplungselement kann eingerichtet, Schwingungen zwischen dem ersten Träger und der ersten Komponente zu isolieren.

Beispielsweise kann der erste Träger über eine Elastomerschicht an der ersten Komponente des Fahrzeugs gelagert sein.

Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung einen zweiten Träger umfassen, der fest mit der zweiten Komponente verbunden ist oder der Teil der zweiten Komponente ist. Der zweite Träger kann über das zweite Lager mit dem

Zwischenelement verbunden sein. Dabei kann das zweite Entkopplungselement (z.B. mit ein oder mehreren Isolationsschichten) eingerichtet sein, Schwingungen zwischen dem zweiten Träger und dem Zwischenelement zu isolieren. Die Lagerung der zweiten Komponente (insbesondere des Antriebsaggregats) und/oder des Zwischenelements kann somit jeweils über Träger erfolgen.

Der zweite Träger kann eine kapselförmige Wand aufweisen bzw. in Form einer Kapsel ausgebildet sein. Dabei kann die kapselförmige Wand an einer ersten Seite dem Zwischenelement und an einer gegenüberliegenden zweiten Seite der zweiten Komponente zugewandt sein. An der zweiten Seite kann die kapselförmige Wand zumindest teilweise oder vollständig fest mit der zweiten Komponente verbunden (z.B. verschweißt) sein. Die kapselförmige Wand kann dazu genutzt werden, die zweite Komponente flexibel über das zweite Lager an dem Zwischenelement zu lagern.

Das Zwischenelement kann eine Aussparung aufweisen, die ausgebildet ist, die Außenseite der kapselförmigen Wand zumindest bereichsweise zu umschließen. Insbesondere kann die kapselförmige Wand innerhalb der Aussparung des Zwischenelements gelagert sein (und so das zweite Lager bilden). Das zweite Lager kann somit wie ein (fixiertes) Gelenk ausgebildet sein. Des Weiteren kann das zweite Lager zwischen der Außenseite der kapselförmigen Wand und der Innenseite der Aussparung eine Entkopplungsschicht (insbesondere eine

Elastomerschicht) als zweites Entkopplungselement aufweisen. So kann in effizienter Weise eine Lagerung der zweiten Komponente ermöglicht werden, die eine zuverlässige Isolation von Schwingungen in alle drei Raumrichtungen ermöglicht (insbesondere von relativ hochfrequenten Schwingungen).

Das zweite Lager kann ferner ein Klemmelement umfassen, das ausgebildet ist, auf die Innenseite der kapselförmigen Wand einzuwirken, um die kapselförmige Wand gegen das Zwischenelement zu drücken. Durch das Klemmelement kann eine bleibende Verbindung zwischen dem zweiten Träger und dem

Zwischenelement bewirkt werden. Das zweite Lager kann außerdem zwischen der Innenseite der kapselförmigen Wand und dem Klemmelement eine

Entkopplungsschicht (z.B. eine Elastomerschicht) als zweites

Entkopplungselement aufweisen.

Der erste Träger kann sich entlang einer erste Achse erstrecken. Die

kapselförmige Wand kann dann, insbesondere rotationssymmetrisch, um die erste Achse verlaufen. So kann eine besonders kosteneffiziente Lagerung eines Antriebsaggregats bewirkt werden. Des Weiteren kann so eine relativ

gleichmäßige Dämpfung und/oder Isolation von Schwingungen in alle

Raumrichtungen ermöglicht werden.

Die kapselförmige Wand kann einen Durchbruch (insbesondere eine Bohrung) aufweisen. Der Durchbruch kann die erste Achse des ersten Trägers umschließen. Das zweite Lager kann ein Befestigungsmittel (z.B. eine Schraube mit einer Mutter) umfassen, das durch den Durchbruch verläuft und das ausgebildet ist, eine Kraft auf das Klemmelement und auf das Zwischenelement aufzubringen, durch die das Klemmelement gegen die Innenseite der kapselförmigen Wand und das Zwischenelement gegen die Außenseite der kapselförmigen Wand gedrückt werden. So kann eine besonders effiziente und zuverlässige Lagerung eines Antriebsaggregats ermöglicht werden.

Das Befestigungsmittel kann eingerichtet sein, die auf das Klemmelement und das Zwischenelement einwirkende Kraft zu verändern. Beispielsweise kann bei einem schraubbaren Bewegungsmittel durch Anziehen der Schraubverbindung die einwirkende Kraft erhöht werden. So kann in effizienter Weise die Steifigkeit des zweiten Lagers (kraftgesteuert) verändert werden. Beispielsweise kann die Steifigkeit des zweiten Lagers an unterschiedliche Antriebsaggregate angepasst werden. Alternativ oder ergänzend kann die Steifigkeit des zweiten Lagers im Rahmen des laufenden Betriebs eines Fahrzeugs angepasst werden.

Alternativ oder ergänzend kann die Steifigkeit des zweiten Lagers durch

Anpassen der ein oder mehreren Entkopplungsschichten des zweiten

Entkopplungselements angepasst werden. Insbesondere können die Dicke und/oder das Material einer Entkopplungsschicht angepasst werden. Die

Steifigkeit kann somit weggesteuert eingestellt werden.

Das Befestigungsmittel kann eine Schraube umfassen, die durch eine Bohrung des Klemmelements geführt werden kann und die in einem Gewinde des

Zwischenelements fixiert werden kann. Dabei kann das Klemmelement ausgebildet sein, in einem bestimmten, definierten Abstand zu dem

Zwischenelement fixiert zu werden (z.B. durch einen Anschlag am

Zwischenelement). Alternativ kann das Klemmelement ausgebildet sein, in unterschiedlichen Abständen zu dem Zwischenelement fixiert zu werden (um eine kraftgesteuerte Anpassung der Steifigkeit des zweiten Lagers zu ermöglichen).

Der Querschnitt der kapselförmigen Wand kann sich zum Zwischenelement hin reduzieren. Insbesondere kann die kapselförmige Wand zum Zwischenelement hin konusförmig verlaufen. Die auf das Klemmelement und das Zwischenelement einwirkende Kraft kann entlang der ersten Achse verlaufen. Durch die Verwendung einer kapsel förmigen Wand, die in Bezug auf die erste Achse schräg verläuft, kann durch die auf das Klemmelement und das Zwischenelement einwirkende Kraft eine Kraft bewirkt werden, die senkrecht auf die ein oder mehreren Entkopplungsschichten wirkt. So kann in besonders präziser Weise durch Ändern der auf das Klemmelement und auf das Zwischenelement einwirkenden Kraft die Steifigkeit des zweiten Lagers eingestellt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug, etwa ein Straßenkraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad), beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene

Vorrichtung umfasst.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

Figur 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;

Figur 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anbindung eines Antriebsaggregats;

Figuren 3 bis 5c beispielhafte Vorrichtungen zur Anbindung eines

Antriebsaggregats; und

Figur 6 einen beispielhaften Frequenzgang der Schwingungsübertragung.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der mechanischen Anbindung eines Antriebsaggregats eines Fahrzeugs an die Karosserie des Fahrzeugs, bei möglichst weitgehender Entkopplung in Bezug auf die Übertragung von Schwingungen, die in dem Antriebsaggregat angeregt werden. Insbesondere befasst sich das vorliegende Dokument dabei mit den besonderen Anforderungen für ein Hybrid- Antriebsaggregat, das sowohl einen Elektromotor als auch einen Verbrennungsmotor aufweist.

Mögliche Anregungsfrequenzen von Elektromotoren und/oder Getrieben liegen in einem Bereich von 0Hz-l0000Hz und können damit deutlich oberhalb der möglichen Anregungsfrequenzen von Verbrennungsmotoren (20-350Hz) liegen. Bei dem Verbau eines Elektro- oder Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug werden die Lager zur Anbindung des jeweiligen Motors bevorzugt derart ausgelegt, dass möglichst keine Schwingungen und/oder Vibrationen auf die Karosserie bzw. auf die Fahrgastzelle übertragen werden, um einen möglichst hohen Fahrkomfort zu gewährleisten.

Für ein Hybridfahrzeug kann ein Antriebsaggregat bereitgestellt werden, das sowohl zumindest einen Elektromotor als auch zumindest einen

Verbrennungsmotor aufweist. Die Antriebswellen der Motoren können über ein in das Antriebsaggregat integriertes Getriebe miteinander gekoppelt sein, um z.B. einen parallelen Hybridantrieb bereitzustellen. Um die Übertragung von

Schwingungen zu minimieren, sollten bei der Auslegung der ein oder mehreren Aggregatlager die Anregungsfrequenzen beider Motortypen berücksichtigt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Elektromaschine eine relativ hohe Antriebsleistung aufweist, und somit relativ signifikante mechanische

Anregungen bewirken kann.

Die mechanische Anbindung eines Antriebsaggregats 102 an die Karosserie 101 eines Fahrzeugs 100 ist beispielhaft in Fig. 1 dargestellt. Aggregatträger 103 des Antriebsaggregats 102 können über mechanische (Motor-) Lager 104 mit der Karosserie 101 verbunden sein. Die ein oder mehreren Lager 104 können jeweils als Elastomerlager oder als Lager eines anderen Typs ausgebildet sein. Um eine möglichst gute Isolation von Schwingungen zu erreichen, können zwei oder mehr Entkopplungsebenen verwendet werden. Beispielsweise kann ein Antriebsaggregat 102 gegenüber dem Fahrwerk des Fahrzeugs 100 und das Fahrwerk gegenüber der Karosserie 101 entkoppelt werden. Eine derartige mehrstufige Entkopplung über das Fahrwerk ist jedoch meist mit relativ hohen Kosten und mit einem relativ hohen Bauraumbedarf verbunden. Alternativ oder ergänzend können aktive Lager 104 verwendet werden, die jedoch mit relativ hohen Bauteilkosten verbunden sind und zusätzliche Sensorik sowie eine elektronische Regelung erfordern.

Fig. 2 zeigt in schematischer Weise eine Vorrichtung 200 zur Anbindung (insbesondere zur Lagerung) eines Hybrid- Antriebsaggregats 102. Die

Vorrichtung 200 weist ein Zwischenelement 203 auf, das im Vergleich zu dem Aggregatgewicht des Antriebsaggregats 102 ein relativ kleines Zwischengewicht aufweist. Durch die Vorrichtung 200 kann eine l,5-fache Entkopplung des Aggregats 102 bewirkt werden.

Die Vorrichtung 200 weist ein erstes Lager 201 auf (z.B. ein Elastomerlager), das das Zwischenelement 203 (auch als Zwischenmasse bezeichnet) mechanisch mit der Karosserie 101 verbindet. Das Zwischenelement 203 kann dann über ein zweites Lager 202 (z.B. ein Elastomerlager mit einer Elastomerspur) mit dem Aggregat 102 verbunden werden. Wie bereits oben dargelegt, ist die

Zwischenmasse m z des Zwischenelements 203 substantiell kleiner als die Aggregatmasse m a . Des Weiteren ist die Steifigkeit ci des ersten Lagers 201 bevorzugt wesentlich kleiner sein als die Steifigkeit ci des zweiten Lagers 202.

Als Folge daraus wirkt die Zwischenmasse nicht im Sinne eines

Zweimassenschwingers, da die Eigenfrequenz des Teilsystems aus

Antriebsaggregat 102 und Zwischenelement 103 wesentlich höher ist als die Eigenfrequenz des Antriebsaggregats 102 gegenüber der Karosserie 101 oder des Fahrwerks. Bei einer relativ niederfrequenten Anregung erfolgt daher keine Isolation durch das zweite Lager 202, so dass die Vorrichtung 200 in seiner Funktion einer direkten Anbindung des Antriebsaggregats 102 an das erste Lager 201, also einem Einmassenschwinger, gleicht.

Das zusätzliche zweite Lager 202 mit der relativ hohen Steifigkeit c 2 hat aber den positiven Effekt, dass die Isolation zwischen dem Antriebsaggregat 102 und der relativ kleinen Zwischenmasse bei relativ hohen Frequenzen relativ hoch wird. Die Vorrichtung 200 kann alternativ derart dimensioniert werden, dass das erste Lager 201 eine relativ hohe Steifigkeit ci und das zweite Lager 202 eine relativ geringe Steifigkeit c 2 aufweist, ci » c 2 . Zu diesem Zweck kann die

Zwischenmasse, z.B. mit einer Elastomerspur als erstes Lager 201, Karosserie- oder Fahrwerkseitig angebunden werden.

Das Lager 202 zur Anbindung der Zwischenmasse kann z.B. durch eine

Silentbuchse zwischen dem Aggregatträger 103 und dem Lager 104 ausgeführt werden. In diesem Fall kann die Verschraubung der Silentbuchse mit dem Lager 104 die Zwischenmasse bzw. das Zwischenelement 203 darstellen.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung 200 zur Anbindung des Antriebsaggregats 102, bei der ein erster Träger 301 mit dem ersten Lager 201 an der Karosserie 101 angebunden ist. Der Aggregatsträger 301 ist wiederum über das Zwischenelement 203 mit dem Antriebsaggregat 102 verbunden. Zu diesem Zweck können ein oder mehrere zweite Träger 302 verwendet werden, die einerseits mit dem

Antriebsaggregat 102 verbunden sind, und die an dem Zwischenelement 203 über jeweils ein zweites Lager 202 gelagert sind. Wie oben dargelegt, können diese zweiten Lager 202 jeweils als Silentbuchsen ausgebildet sein. Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung 200, bei der das Zwischenelement 203 als ein (u- förmiger) Bügel ausgebildet ist. Der Bügel weist an der Innenseite eine Elastomerspur auf und umschließt einen zweiten Träger 302. So erfolgt eine Lagerung des zweiten Trägers 302 an dem Zwischenelement 203. Insbesondere erfolgt über die Elastomerspur eine Entkopplung zwischen dem Antriebsaggregat 102 und dem erste Lager 201 (für Schwingungen mit einer relativ hohen

Frequenz). Der Bügel ist wiederum über einen ersten Träger 301 und dem ersten Lager 201 mit der Karosserie 101 verbunden.

Die Figuren 5a und 5b zeigen ein bevorzugtes Beispiel für eine Vorrichtung 200 zur Anbindung eines Antriebsaggregats 102. Das Antriebsaggregat 102 ist fest mit dem zweiten Träger 302 verbunden, der in dem in den Figuren 5a und 5b dargestellten Beispiel einen Hohlkörper bzw. eine Kapsel mit einem variablen Querschnitt bildet, z.B. einen Hohlzylinder mit einem variablen Radius. Dabei kann sich die Querschnittsfläche des Hohlkörpers bzw. der Kapsel zu dem ersten Lager 201 hin reduzieren. Der Hohlkörper weist eine Wand 507 auf, die den Hohlkörper zumindest bereichsweise umschließt.

Der kapselförmige Träger 302 wird von einem entsprechend geformten

Zwischenelement 203 zumindest bereichsweise umschlossen. Insbesondere kann der hohle Träger 302 an der Außenwand von einer entsprechend geformten Aussparung des Zwischenelements 203 umschlossen sein. Die Innenwand des hohlen Trägers 302 kann mittels eines keilförmigen Klemmelements 502 gegen das Zwischenelement 203 gedrückt werden, so dass der Träger 302 zwischen dem Zwischenelement 203 und dem Klemmelement 502 eingeklemmt bzw. gelagert wird. Die Steifigkeit der Lagerung kann dabei über Eigenschaften der

Elastomerschichten 503, 504 an der Außenwand bzw. an der Innenwand des Trägers 302 eingestellt werden. Alternativ oder ergänzend kann über die

Anpresskraft des Klemmelements 502 die Steifigkeit der Lagerung eingestellt werden. Das Klemmelement 502 und die Elastomerschichten 503, 504 bilden somit zusammen mit dem Zwischenelement 203 das zweite Lager 202. Das Zwischenelement 203 kann direkt mit dem ersten Träger 301 verbunden sein. Der erste Träger 301, das Zwischenelement 203, der zweite Träger 302 und/oder das Klemmelement 502 können eine Bohrung aufweisen. Durch die Bohrung kann eine Schraube 505 geführt werden und mit einer Mutter 506 befestigt werden. Durch die Schraube 505 und die Mutter 506 kann dann die Anpresskraft des Klemmelements 502 bewirkt und/oder verändert werden. Dabei kann durch eine Veränderung der Anpresskraft die Steifigkeit des zweiten Lagers 202 verändert werden. Durch die Veränderung des Radius des hohlen Trägers 302 kann bewirkt werden, dass die Elastomerschichten 503, 504 bei einer Veränderung der Anpresskraft des Klemmelements 502 mehr oder weniger stark senkrecht zu dem Schichtverlauf der Elastomerschichten 503, 504 zusammengepresst werden. Somit kann durch einen schrägen Verlauf der Wand 507 des zweiten Trägers 302 in besonders effizienter Weise die Steifigkeit des zweiten Lagers 202 eingestellt werden.

Fig. 5b zeigt eine Explosionsansicht der Vorrichtung 200, insbesondere des zweiten Lagers 202. Das Zwischenelement 203 ist in dem dargestellten Beispiel fest mit dem ersten Träger 201 verbunden. Der zweite Träger 302 weist eine kapselförmige Wand 507 auf und kann zumindest teilweise in eine entsprechend geformte Aussparung des Zwischenelements 203 eingeftihrt werden. Dabei ist zwischen der Aussparung und der Wand 507 des zweiten Trägers 302 eine (nicht in Fig. 5b dargestellte) Entkopplungsschicht 503 angeordnet. Das Klemmelement 502 kann über eine weitere (nicht in Fig. 5b dargestellte) Entkopplungsschicht 504 an der anderen Seite an der kapselformigen Wand 507 angeordnet werden.

Anhand eines Befestigungsmittels, z.B. anhand einer Schraube 505 und einer Mutter 506, können dann das Zwischenelement 203, die Wand 507 des zweiten Trägers 302 und das Klemmelement 502 zusammengepresst werden, um in effizienter Weise das zweite Lager 202 zu bilden. Fig. 5c zeigt eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung 200, insbesondere des zweiten Lagers 202. In dem in Fig. 5 c dargestellten Beispiel weist das

Zwischenelement 203 Gewinde 515, 516 auf, in die Schrauben 505, 506 eingeschraubt werden können, um das Zwischenelement 203 mit dem ersten Träger 301 zu verbinden bzw. um das Klemmelement 502 zu befestigen. Dies stellt eine Alternative zu der Verwendung einer Schraube 505 und einer Mutter 506 dar (wie in Fig. 5a dargestellt), insbesondere um das Klemmelement 502 zu befestigen. In dem in Fig. 5c dargestellten Beispiel kann das Klemmelement 502 durch die Schraube 506 in einen festen Sitz bzw. in eine feste Position gebracht werden.

Das Klemmelement 502 weist dann einen definierten Abstand zu dem

Zwischenelement 203 auf. So können mit hoher Genauigkeit definierte

Eigenschaften des zweiten Lagers 102 bewirkt werden. Die Steifigkeit des zweiten Lagers 102 kann durch Anpassung von ein oder mehreren der folgenden Parameter verändert werden,

• das Material von ein oder mehreren der Entkopplungsschichten 503, 504;

• die Dicke von zumindest einer der Entkopplungsschichten 503, 504; dabei kann die Dicke ggf. in unterschiedlichen Bereichen (z.B. in den unterschiedlich schräg verlaufenden Bereichen) unterschiedlich eingestellt werden.

Es wird somit eine Montage eines Antriebsaggregats 102 mit integrierter

Schwingungsisolation ermöglicht. Die Isolation kann in Form von Elastomeren, Kunststoffen oder anderen geeigneten Materialien an den Lagems 201, 202 bewirkt werden, wodurch bei der Verbindung eine zusätzliche Entkopplungsebene entsteht. So können der Fertigungs- und Bauteilaufwand wesentlich reduziert werden. In der in den Figuren 5a und 5b dargestellten Vorrichtung 200 ist der mit dem Antriebsaggregat 102 verbundene zweite Träger 302 über ein zusätzliches schwingungsisolierendes Element 502, 503 am ersten Lager 201 angebunden. Die Lageranbindung ist zweiteilig ausgeführt und kann mit dem zweiten Träger 302 an der zusätzlichen Isolation 502, 503 verschraubt werden.

Fig. 6 zeigt einen beispielhaften Frequenzgang 604 für die Transmissibilität 601 von Schwingungen (in dB als Funktion der Frequenz 602) des Teilsystems aus dem Zwischenelement 203 und dem Antriebsaggregat 102. Das zweite Lager 202 (insbesondere die zweite Steifigkeit) und/oder die Zwischenmasse m z des Zwischenelements 203 können ausgelegt sein, um eine bestimmte Eigenfrequenz 603 des Teilsystems einzustellen. In dem dargestellten Beispiel liegt die

Eigenfrequenz 603 bei ca. 500Hz. Insbesondere kann die Eigenfrequenz oberhalb des zweiten Frequenzbereichs für mögliche Anregungsfrequenzen des

Verbrennungsmotors gelegt werden. Des Weiteren kann die Eigenfrequenz in den unteren Bereich oder unterhalb des ersten Frequenzbereichs für mögliche Anregungsfrequenzen des Elektromotors gelegt werden. Dabei kann bei der Festlegung des jeweiligen möglichen Frequenzbereichs berücksichtigt werden, dass die angeregten Schwingungen eine bestimmte Mindestamplitude bzw.

Mindestenergie aufweisen oder überschreiten. Für Frequenzen 602 unterhalb der Eigenfrequenz 603 kann die Transmissibilität 601 gegen OdB konvergieren. Andererseits kann die Transmissibilität 601 für Frequenzen 602 oberhalb der Eigenfrequenz 603 auf -20dB und weniger fallen.

Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen erfolgt in

kosteneffizienter Weise, insbesondere allein durch Verwendung von passiven Elementen, eine effektive Entkopplung der Anregungsfrequenzen des

Elektromotors und des Verbrennungsmotors eines Antriebsaggregats 102 von der Karosserie 101 eines Fahrzeugs 100.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Vorrichtungen und Systeme

veranschaulichen sollen. Bezugszeichenliste

100 Fahrzeug

101 tragende Komponente (Karosserie) 102 Antriebsaggregat

103 Träger

104 Lager

201, 202 Lager

203 Zwischenelement

301, 302 Träger

502 Klemmelement

503, 504 Isolationsschicht

505, 506 Befestigungsmittel

507 Wand

515, 516 Gewinde

601 Transmissibilität

602 Schwingungsfrequenz

603 Eigenfrequenz

604 Frequenzgang