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Title:
DEVICE FOR SUSPENDING AN OSCILLATING LOAD, PARTICULARLY FOR AN EXHAUST GAS SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/018183
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (10) for suspending an oscillating load, particularly for an exhaust gas system of a motor vehicle, having an elastomer body (12) sealed in a ring shape and comprising two receptacle openings (14, 16) located opposite one another for accommodating one longitudinal suspension bolt each along a longitudinal axis of each receptacle opening (14, 16), wherein the elastomer body (12) is designed to deform elastically in the event of oscillations introduced via the receptacle openings (14, 16). According to the invention at least one of the receptacle openings (14, 16) is designed with at least one section that broadens relative to the longitudinal axis towards the end of the receptacle opening (14, 16).

Inventors:
KLEINDORFER KLAUS (DE)
STEINMAIER KLAUS (DE)
LATZ ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/004787
Publication Date:
February 17, 2011
Filing Date:
August 04, 2010
Export Citation:
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Assignee:
SGF GMBH & CO KG (DE)
KLEINDORFER KLAUS (DE)
STEINMAIER KLAUS (DE)
LATZ ALEXANDER (DE)
International Classes:
F01N13/18; B60K13/04; F16F1/373; F16F1/46; F16F3/08
Domestic Patent References:
WO1999048717A11999-09-30
WO1999048717A11999-09-30
Foreign References:
DE29506970U11995-06-29
US20050194728A12005-09-08
EP0816734A21998-01-07
US4116411A1978-09-26
EP0710769A21996-05-08
DE4139381A11993-04-15
DE2658358A11978-06-29
DE3737987A11989-05-18
Attorney, Agent or Firm:
THUM, BERNHARD (DE)
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Claims:
Patentansprüche 1. Vorrichtung (10) zum Aufhängen einer schwingenden Last, insbesondere für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem ringförmig geschlossenen Elastomerkörper (12), der zwei einander gegenüberliegende Aufnahmeöffnungen (14, 16) zur Aufnahme jeweils eines länglichen Aufhängebolzens (50, 52) entlang jeweils einer Längsachse (A, B) der Aufnahmeöffnungen (14, 16) aufweist, wobei der Elastomerkörper (12) zur elastischen Deformation im Falle von über die Aufnahmeöffnungen (14, 16) eingeleiteten Schwingungen ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Aufnahmeöffnungen (14, 16) mit wenigstens einem sich bezüglich der Längsachse zum Ende der Aufnahmeöffnung hin erweiternden Abschnitt (30, 32) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass der sich erweiternde Abschnitt (30, 32) zumindest abschnittsweise von der Mantelfläche eines Kegelstumpfs, eines Rotationshyperboloids, eines Rotationsparaboloids, oder eines weiteren Rotationskörpers bezüglich einer Rotation um die Längsachse (A, B) der jeweiligen Aufnahmeöffnung (14, 16) gebildet ist.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass der sich erweiternde Abschnitt (30, 32) - in Richtung der Längsachse (A, B) der Aufnahmeöffnung betrachtet - sich nur segmentweise erweiternde Bereiche aufweist.

4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass die sich erweiternden Segmente (30, 32) - in Richtung der Längsachse (A, B) der Aufnahmeöffnung betrachtet - um eine quer zur Längsachse (A, B) verlaufende Vertikalachse herum angeordnet sind, welche bezüglich einer ersten Bezugsebene, die beide Längsachsen (A, B) der Aufnahmeöffnungen (14, 16) enthält, parallel verläuft oder Teil dieser Bezugsebene ist. 5. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Aufnahmeöffnung (14, 16) an jedem ihrer beiden entgegengesetzten Enden mit einem sich in Richtung der Längsachse zum jeweiligen Ende der Aufnahmeöffnung (14, 16) hin erweiternden Ab- schnitt (30, 32) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei endseitig angeordneten sich erweitern- 5 den Abschnitten (30, 32) einer Aufnahmeöffnung (14, 16) ein im wesentlichen kreiszylindrischer in Richtung der Längsachse (A, B) verlaufender Abschnitt (34) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6,

lo dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen dem wenigstens einen sich zum Ende der Aufnahmeöffnung (14, 16) hin erweiternden Abschnitt (30, 32) und dem daran anschließenden kreiszylindrischen Abschnitt (34) abgerundet ausgebildet ist. i5 8. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine sich in Richtung der Längsachse (A, B) zum Ende der Aufnahmeöffnung (14, 16) hin erweiternde Abschnitt (30, 32) am Ende der Aufnahmeöffnung (14, 16) mit einer erneuten Durchmesserverengung (56) versehen ist.

20

9. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Aufnahmeöffnung (14, 16) in Richtung der Längsachse (A, B) mit Längsschlitzen (42) versehen ist, die im radial äußeren Bereich der Vorrichtung (10) angeordnet sind.

25

10. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (12) mit einer Verstärkungseinrichtung (40) verstärkt ist.

30 11. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, dass in den Elastomerkörper (12) eine biegsame Verstärkungseinlage, insbesondere wenigstens ein textiles Fadenpaket (40), eingebettet ist.

12. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10 oder 11,

35 dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (12) in seinem radial äußeren Bereich von einem Verstärkungsband oder Verstärkungsring umgeben ist.

13. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (12) radial innerhalb seines ringförmig geschlossenen Bereichs eine zentrale Öffnung (18) aufweist, wobei in die zentrale Öffnung (18) ein Paar einander zugewandter Puffer (20, 22) hineinragt, die 5 zwischen den Aufnahmeöffnungen (14, 16) angeordnet sind.

14. Vorrichtung (10) nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Puffer (20, 22) jeweils von einem eine der Aufnahmeöffnungen (14, 16) aufweisenden Randbereich radial einwärts vorspringt lo und eine dem jeweils anderen Puffer (20, 22) zugewandte Stirnseite (24, 26) aufweist, wobei jeder der Puffer (20, 22) seitlich über Verbindungsbereiche (28) mit dem ringförmig geschlossenen Bereich des Elastomerkörpers (12) verbunden ist.

15. Vorrichtung (10) nach Anspruch 14,

i5 dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche (28) zumindest abschnittsweise gegenüber dem ringförmig geschlossenen Bereich des Elastomerkörpers (12) reduzierte Wandstärke aufweisen.

Description:
Vorrichtung zum Aufhängen einer schwingenden Last, insbesondere für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs

5 Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufhängen einer schwingenden Last, insbesondere für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem ringförmig geschlossenen Elastomerkörper, der zwei einander gegenüberliegende Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme jeweils eines länglichen Aufhängebolzens entlang jeweils einer Längsachse der Aufnahmeöffnungen aufweist, wobei der Elastomerkör-o per zur elastischen Deformation im Falle von über die Aufnahmeöffnungen eingeleiteten Schwingungen ausgebildet ist.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt. So zeigt das Dokument WO 99/48717 eine solche Vorrichtung für die Aufhängung einer Ab¬s gasanlage eines Kraftfahrzeugs am Kraftfahrzeugchassis. Hierbei wird ein chassissei- tiger zylindrischer Aufhängebolzen in die obere Aufnahmeöffnung der Aufhängevorrichtung eingesetzt. Der abgasanlagenseitige Aufhängebolzen wird in die untere Aufnahmeöffnung der Vorrichtung eingesetzt. Im Betrieb des Kraftfahrzeugs können dabei insbesondere fahrbahnanregungsbedingte vertikale Schwingungen der Abgas-o anläge gegenüber dem Fahrzeugchassis aufgenommen und gedämpft werden, d.h.

Schwingungen entlang der Z-Richtung gemäß vorstehend zitiertem Stand der Technik.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass Schwingungen in Y-Richtung, d.h. entlang der5 Längsachse der Aufnahmeöffnungen aufgrund der relativ hohen Y-Steifigkeit der aus dem Stand der Technik vorbekannten Aufhängevorrichtung nur in unbefriedigendem Maße aufgenommen und gedämpft werden können. Bei solchen Schwingungen in Y- Richtung besteht grundsätzlich eine Konfliktsituation. Einerseits soll die Steifigkeit in dieser Y-Richtung relativ hoch sein. Dies rührt daher, dass ein unerwünschtes An-o schlagen von Komponenten der Abgasanlage an anderen Kraftfahrzeugkomponenten unbedingt zu verhindern ist. Moderne Kraftfahrzeuge haben aus gestalterischen . Gründen häufig Heckschürzen mit Öffnungen, durch welche die Endrohre der Abgas ¬ anlage hindurchgeführt werden. Diese Öffnungen sind relativ eng und mit geringem Spiel zum Endrohr ausgeführt, was das Problem der Vermeidung unerwünschter5 Berührungen mit dem Endrohr der Abgasanlage erhöht. Andererseits soll die Steifig ¬ keit in Y-Richtung gering sein, um Schwingungen kleiner Amplitude hinreichend abzukoppeln und die Einleitung von Körperschall in die Karosserie dadurch entspre ¬ chend vermeiden zu können. Aus dem Stand der Technik ist eine Reihe von weiteren Vorrichtungen zur elastischen Aufhängung von Abgasanlagen bekannt. Beispiele hierfür zeigen die Dokumente EP 0 710 769 A2, DE 41 39 381 Al, DE 26 58 358 Al und DE 37 37 981 Al. Auch diese Dokumente enthalten keinerlei Vorschläge, um dem vorstehend geschilderten Zielkonflikt hinsichtlich der Y-Steifigkeit wirkungsvoll zu begegnen.

Es ist demgegenüber eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, mit der der vorstehend geschilderte Ziel- konflikt einer Einstellung einer geeigneten Y-Steifιgkeit gelöst werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art gelöst, bei der vorgesehen ist, dass wenigstens eine der Aufnahmeöffnungen mit wenigstens einem sich bezüglich der Längsachse zum Ende der Aufnahmeöffnung hin erweitem- den Abschnitt ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird zwischen der Vorrichtung und den in den Aufnahmeöffnungen aufgenommenen Aufhängebolzen ein gewisser Bewegungsspielraum geschaffen, der eine Y-Steifigkeit mit einem weichen Null-Durchgang bei Schwingungen in Y-Richtung vorsieht. Bei relativ geringer Y-Amplitude, d.h. bei geringer Fahrbahnanregung, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgrund des wenigstens einen sich erweiternden Abschnitts relativ frei in Y-Richtung pendeln. Bei geringer Fahrbahnanregung und somit akustisch sensiblem Fahrbetrieb hängt die Abgasanlage nämlich im Wesentlichen senkrecht unter dem Fahrzeug. Aufgrund der Motoranregung führt die Abgasanlage relativ hochfrequente Schwingungen mit geringer Amplitude (< lmm) aus. Diese hochfrequenten Schwingungen können erfindungsgemäß aufgrund der Pendelfähigkeit bei kleiner Amplitude in Y-Richtung ausreichend gedämpft, d.h. von der Karosserie abgekoppelt werden. Dies wird durch den erfindungsgemäß erreichten weichen Null-Durchgang der Kennlinie erreicht.

Bei starker Fahrbahnanregung hingegen, wird die Abgasanlage in Y-Richtung, d.h. parallel zur Längsachse der Aufnahmeöffnungen, stark beschleunigt, was zu verhältnismäßig großen Amplituden führen würde. Mit Zunahme der Amplitude wird die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch in Y-Richtung steifer, so dass die Schwingwe- ge bei derartig großen Beschleunigungen hinreichend begrenzt werden können. In einer solchen Situation mit großen Amplituden in Y-Richtung legt sich der jeweilige Aufhängebolzen bei einer bestimmten Auslenkung wieder satt an die Wand des sich erweiternden Abschnitts der Aufnahmeöffnung an. Der Amplitude der Pendelbewe- gung ist damit eine definierte Grenze gesetzt. Die dann stattfindende Einleitung von Schwingungen in das Chassis ist bei solchen Fahrsituationen nicht weiter störend, da durch die starke Fahrbahnanregung, beispielsweise im Falle eines extremen Fahrmanövers, das Geräuschniveau im Fahrzeug bereits relativ hoch ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der sich erweiternde Abschnitt zumindest abschnittsweise von der Mantelfläche eines Kegelstumpfs, eines Rotationshyperboloids, eines Rötationsparaboloids, oder eines weiteren sich erweiternden Rotationskörpers bezüglich einer Rotation um die Längsachse der jeweiligen Auf- nahmeöffnung gebildet ist. Je nach Anwendungsfall und gewünschter Einrichtung der Kennlinie ist eine entsprechende Geometrie zu wählen. Wird beispielsweise die Mantelfläche in Form eines Kegelstumpfs gewählt, so kommt es zu einer klaren Abgrenzung zwischen zulässiger Pendelbewegung und Begrenzen der Amplitude. Bei der Wahl einer Mantelfläche in Form eines Rotationshyperboloids kommt es aufgrund des gerundeten Flächenverlaufs hingegen zu einem weichen Übergang.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der sich erweiternde Abschnitt - in Richtung der Längsachse der Aufnahmeöffnung betrachtet - sich nur segmentweise erweiternde Bereiche aufweist. Dies bedeutet, dass sich die Aufnahmeöffnung in dem sich erweiternden Abschnitt nicht über ihren gesamten Umfang bezüglich der Längsachse erweitert, sondern nur in Teilsegmenten. Dadurch lässt sich die Richtung der Pendelbewegungen klar definieren. Pendelbewegungen quer zur Y-Richtung können beispielsweise dadurch unterdrückt werden. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die sich erweiternden Segmente - in Richtung der Längsachse der Aufnahmeöffnung betrachtet - um eine quer zur Längsachse verlaufende Vertikalachse (Z-Achse) herum angeordnet sind, welche bezüglich einer ersten Bezugsebene, die beide Längsachsen der Aufnahmeöffnungen enthält, parallel verläuft oder Teil dieser Bezugsebene ist. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass bei Verwendung von Kopfbolzen ein unerwünschtes Herausgleiten des Bolzens aus der Aufnahmeöffnung dadurch erschwert wird, dass die sich nicht im Durchmesser erweiternden Abschnitte der Aufnahmeöffnung weiterhin über die gesamte Länge des Bolzens eng an diesem anliegen und dadurch den Kopf des Bolzens in gleicher Weise hintergreifen, wie dies beim Stand der Technik ohne sich erweiternde Abschnitte der Fall ist. Ein unbeabsichtigtes Lösen des Bolzens aus der Ausnahmeöffnung wird da- durch erschwert.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine Aufnahmeöff ¬ nung an jedem ihrer beiden entgegengesetzten Enden mit einem sich in Richtung der Längsachse zum jeweiligen Ende der Aufnahmeöffnung hin erweiternden Abschnitt ausgebildet ist. Dadurch ist es möglich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung bezüglich der Aufhängebolzen beliebig montiert werden kann. Außerdem ist das Pendelverhalten symmetrisch. Um eine definierte Ruhelage vorzusehen, kann

erfindungsgemäß ferner vorgesehen sein, dass zwischen zwei endseitig angeordneten sich erweiternden Abschnitten einer Aufnahmeöffnung ein im Wesentlichen kreiszylindrischer in Richtung der Längsachse verlaufender Abschnitt vorgesehen ist. Die Länge dieses kreiszylindrischen Abschnitts, in dem der jeweilige Aufhängebolzen satt aufgenommen ist, kann wiederum je nach Wunsch des Kennlinienverlaufs gewählt werden. Grundsätzlich gilt, dass bei größerer Länge des im Wesentlichen kreiszylindrischen Abschnitts und kürzerer Ausbildung der sich erweiternden Abschnitte Pendelbewegungen stärker unterdrückt werden, als bei der Wahl einer relativ kurzen Länge des kreiszylindrischen Abschnitts und vergleichsweise längeren sich erweiternden Abschnitten der Aufnahmeöffnungen. Ferner kann in diesem Zusammenhang erfin- dungsgemäß vorgesehen sein, dass der Übergang zwischen dem wenigstens einen sich zum Ende der Aufnahmeöffnung hin erweiternden Abschnitt und dem daran anschließenden kreiszylindrischen Abschnitt abgerundet oder mit einer Übergangsschräge ausgebildet ist. Auch dadurch lassen sich weiche Übergänge in der Dämpfungskennlinie erreichen.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine sich in Richtung der Längsachse zum Ende der Aufnahmeöffnung hin erweiternde Abschnitt am Ende der Aufnahmeöffnung mit einer erneuten Durchmesserverengung versehen ist.

Durch die erneute Verengung des sich erweiternden Abschnitts am Ende der Auf- nahmeöffnung kann insbesondere verhindert werden, dass der Befestigungsbolzen in unerwünschter Weise aus der Aufnahmeöffnung herausgezogen wird. Üblicherweise sind solche Bolzen endseitig mit Verdickungen oder Pilzköpfen ausgeführt, welche das axiale Herausziehen aus der Bohrung verhindern. Derartige Verengungen sind aber so dimensioniert, dass sie die Pendelbewegung zwischen Bolzen und Aufhänge- Vorrichtung nicht behindern.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass wenigstens eine Aufnahmeöffnung in Richtung der Längsachse mit Längsschlitzen versehen ist, die im radial äußeren Bereich der Vorrichtung angeordnet sind. Durch das lokale Schlitzen eines Umfangsabschnitts der Aufnahmeöffnung kann dieser lokal geschwächt werden, so dass sich im Falle auftretender Schwingungen die verbleibenden Stege beidseits der Schlitze in gezielter Weise lokal deformieren. Mit anderen Worten wird durch derarti- ge Schlitze eine leichtere elastische Deformation der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht, die eine bevorzugte Pendelrichtung schafft.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Elastomerkörper mit einer Ver- Stärkungseinrichtung verstärkt ist. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass in den Elastomerkörper eine biegsame Verstärkungseinlage, insbesondere wenigstens ein textiles Fadenpaket, eingebettet ist. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass der Elastomerkörper in seinem radial äußeren Bereich von einem Verstärkungsband oder Verstärkungsring umgeben ist.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass der Elastomerkörper radial innerhalb seines ringförmig geschlossenen Bereichs eine zentrale Öffnung aufweist, wobei in die zentrale Öffnung ein paar einander zugewandter, vorzugsweise vertikaler, Puffer hineinragt, die zwischen den Aufnahmeöffnungen angeordnet sind. In diesem Zusammenhang sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass jeder der Puffer jeweils von einem eine der Aufnahmeöffnungen aufweisenden Randbereich radial einwärts vorspringt und eine dem jeweils anderen Puffer zugewandte Stirnseite aufweist, wobei jeder der Puffer seitlich über Verbindungsbereiche mit dem ringförmig geschlossenen Bereich des Elastomerkörpers verbunden ist. Die Puffer sorgen dafür, dass im Falle von Schwingungen in Z-Richtung bei allzu großen Amplituden eine Art gedämpfter Anschlag in Z-Richtung gegeben ist.

Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Verbindungsbereiche zumindest abschnittsweise gegenüber dem ringförmig geschlossenen Bereich des E- lastomerkörpers reduzierte Wandstärke aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass bei starker Belastung in Z-Richtung im Elastomerkörper Kräfte auftreten, welche sich an der Aufnahmeöffnung bzw. an dem in der Aufnahmeöffnung aufgenommenen Bolzen abstützen. Bei großen Kräften in Z-Richtung kommt es zu einer elastischen Deformation zwischen Bolzen und Aufnahmeöffnung, insbesondere in den Bereichen, in de- nen im Ruhezustand ein Spalt zwischen beiden Komponenten vorhanden ist.

Letzteres ist insbesondere in den sich erweiternden Abschnitten der Fall. Wird dieser Spalt aufgrund der hohen Deformationskräfte geschlossen, so wird dadurch die Mög ¬ lichkeit für eine Pendel beweg ung, wie sie erfindungsgemäß vorgesehen werden soll, aufgehoben. Aufgrund der Deformation und des Schließens des Spalts wäre also keine Pendelbewegung mehr möglich. Um diesem Problem zu begegnen, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Kraftfluss im Elastomerkörper im Bereich der sich erweiternden Abschnitte unterbrochen wird. Durch Reduzieren der Wandstärke der Verbindungsbereiche im bezüglich der Y-Richtung (Längsachse der Auf- nahmebohrung) endseitigen Bereich des Elastomerkörpers ist in diesem endseitigen Bereich kein Kraftfluss gegeben, so dass es auch zu keiner Deformation des Elastomerkörpers in diesem Bereich kommen kann. Dadurch bleibt der an den sich erweiternden Abschnitten geschaffene Spalt zwischen Befestigungsbolzen und

Aufnahmeöffnung erhalten, was trotz hoher Kräfte in Z-Richtung weiterhin eine Pendelbewegung in Y-Richtung ermöglicht.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es stellen dar:

Fig. Ia - Ic eine Vorderansicht, eine Längsschnittansicht, sowie eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. Id eine Kennlinie der Vorrichtung aus Fig. Ia - Ic hinsichtlich des

Schwingungsverhaltens in Y-Richtung;

Fig. 2a, 2b eine Vorderansicht und eine Längsschnittansicht einer zweiten

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3a - 3c eine Vorderansicht, eine Längsschnittansicht, sowie eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 4a, 4b eine Vorderansicht und eine Längsschnittansicht einer vierten

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 5a - 5c eine Vorderansicht, eine Längsschnittansicht, sowie eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemä- ßen Vorrichtung;

Fig. 6a - 6c eine Vorderansicht, eine Längsschnittansicht, sowie eine Längsschnittansicht in einer Belastungssituation einer sechsten Ausführungsform;

Fig. 6d eine Längsschnittansicht einer Abwandlung der Ausführungsform aus Fig. 6a - 6c Fig. 7a - 7c eine Vorderansicht, eine Längsschnittansicht, sowie eine Längsschnittansicht in einer Belastungssituation einer siebten Ausführungsform; Fig. 8a, 8b eine Vorderansicht sowie eine Längsschnittansicht einer achten

Ausführungsform;

Fig. 9a, 9b eine Vorderansicht sowie eine Längsschnittansicht einer neunten

Ausführungsform;

Fig. 10a, 10b eine Vorderansicht sowie eine Längsschnittansicht einer zehnten

Ausführungsform;

Fig. IIa, IIb eine Vorderansicht sowie eine Längsschnittansicht einer elften

Ausführungsform.

In Fig. Ia bis Ic ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufhängevorrichtung dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet. Diese Vorrichtung 10 um- fasst einen ringförmig geschlossenen Elastomerkörper 12, der an seinen in Fig. Ia oberen und unteren Enden jeweils Aufnahmeöffnungen 14, 16 aufweist. Die Aufnahmeöffnungen 14, 16 haben jeweils eine Längsachse A, B, die sich im Wesentlichen parallel zu einer Y-Achse erstrecken. Die beiden Längsachsen A, B schneiden sich mit einer vertikalen Z-Achse. Senkrecht zur Z-Achse verläuft die Y-Achse sowie eine zu dieser orthogonale horizontale X-Achse.

Man erkennt, dass die Aufhängevorrichtung 10 eine zentrale Öffnung 18 aufweist. Durch die Ausbildung aus Elastomermaterial und das Vorsehen einer zentralen Öffnung 18 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 elastisch deformierbar. Im Ruhezustand bildet der ringförmig geschlossene Elastomerkörper 12 eine Raute mit abgerundeten Ecken.

Ausgehend von den oberen und unteren Eckbereichen, in denen die Aufnahmeöffnungen 14 und 16 angeordnet sind, erstrecken sich jeweils zwei Puffer 20, 22 radial einwärts. Diese Puffer 20, 22 haben in etwa balkenförmige Struktur und besitzen einander zugewandte Stirnflächen 24, 26. Die beiden Puffer 20, 22 sind beidseits in je einem Verbindungsbereich 28 aus Elastomermaterial mit dem ringförmig geschlos ¬ senen rautenförmigen Elastomerkörper 12 verbunden. Es ist allerdings festzustellen, dass die Wandstärke dieser Verbindungsbereiche 28 ausgehend von der Wandstärke des rautenförmigen ringförmig geschlossenen Elastomerkörpers 12 zu den Puffern 20, 22 hin jeweils kontinuierlich abnimmt. Dies ist insbesondere in der perspektivischen Darstellung nach Fig. Ic erkennbar. Wendet man sich den Aufnahmeöffnungen 14 und 16 zu, so erkennt man, dass diese keine einfachen zylindrischen Öffnungen sind, wie aus dem Stand der Technik bekannt, sondern eine verhältnismäßig komplizierte Geometrie aufweisen. Im unteren und oberen Bereich bezüglich der Z-Achse sind die Aufnahmeöffnungen 14, 16 jeweils mit - in Richtung der Y-Achse betrachtet - segmentförmigen, konischen Ab- schnitten 30, 32 versehen, die sich jeweils zum axialen Ende der Aufnahmeöffnungen 14 und 16 hin erweitern. Die beiden konischen Abschnitte 30 und 32 sind über kreiszylindrische Segmentabschnitte 34 mit konstantem Durchmesser verbunden. Dies erkennt man insbesondere in der die Z-Achse enthaltenden Längsschnittansicht gemäß Fig. Ib. Die in Fig. Ia bis Ic erkennbaren seitlichen vertikalen Flächen, die das obere und untere Segment der konischen Bereiche 30 und 32 miteinander verbinden, sind im Wesentlichen eben ausgebildet. Dies sieht man besonders in Fig. Ia und Ic. Ferner erkennt man in Fig. Ib, dass radial außerhalb der Aufnahmeöffnungen 14 und 16 eine Fadeneinlage 40 vorgesehen ist. Diese ist geschlossen und in den ringförmig geschlossenen Elastomerkörper 12 eingebettet.

Schließlich erkennt man, dass im radial äußeren Bereich der Aufnahmeöffnungen 14 und 16 um die Z-Achse herum in Y-Richtung verlaufende Längsschlitze 42 vorgesehen sind. Ferner sind in den horizontalen Eckbereichen, die die X-Achse umgeben, ebenfalls Schlitze 44 vorgesehen.

In einer montierten Stellung nimmt die Aufnahmeöffnung 14 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 einen im Wesentlichen zylindrischen chassisseitigen Aufnahmebolzen auf, der in Fig. Ib mit punktierter Linie dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet ist. Die Aufnahmeöffnung 16 nimmt einen abgasanlagenseitigen Befestigungsbolzen auf, der ebenfalls im Wesentlichen zylindrische Form aufweist und in Fig. Ib allgemein mit 52 bezeichnet ist. In der Ruhestellung liegen diese Bolzen satt am zylindrischen Bereich 34 der beiden Aufnahmeöffnungen 14 und 16 jeweils an. Kommt es allerdings zwischen dem Chassis und der Abgasanlage zu Schwingungen in Y-Richtung, so können die Bolzen unter Deformation der Aufnah- meöffnungen 14 und 16 in diesen aus ihrer in Fig. Ib gezeigten Lage herausge ¬ schwenkt werden, bis sie in Anlage mit den konischen Bereichen 30 und 32 gelangen. Die Deformation der Aufnahmeöffnungen wird durch die Schlitze 42 erleichtert. Insgesamt ist dadurch eine definierte Pendelbewegung entsprechend dem Pfeil P der Aufhängevorrichtung 10 möglich, was definierte Auslenkungen des abgas- anlagenseitigen Bolzens 52 und mit diesem der Abgasanlage (nicht gezeigt) bezüglich des chassisseitigen Bolzens 50 ermöglicht.

5 Mit anderen Worten wirkt die erfmdungsgemäße Abgasanlagenaufhängung 10 als Pendellager zwischen dem Chassis und der Abgasanlage. Die Pendelbewegungen in Y-Richtung sind durch den Öffnungswinkel der konischen Bereiche 30 und 32 definiert. Solange sich die Bolzen 50, 52 innerhalb des Öffnungswinkels der konischen Bereiche 30 und 32 befinden, ist eine Pendelbewegung unter relativ geringem Wider- lo stand möglich. Sobald aber die Bolzen 50 und 52 an den konischen Bereichen 30 bzw. 32 in Folge einer entsprechend großen Pendelamplitude anliegen, sind der Pendelbewegung im Rahmen der elastischen Deformation der Aufhängungsvorrichtung 10 Grenzen gesetzt. Dadurch erhält man eine in Fig. Id gezeigte Kennlinie I hinsichtlich der Kraft in Y-Richtung bezüglich dem Auslenkweg, mit relativ weichem i5 Null-Durchgang. Dies bedeutet, dass Auslenkungen mit relativ kleiner Amplitude

ohne wesentlichen Widerstand möglich sind, wohin bei wachsender Amplitude eine erhebliche Kraftzunahme folgt. Man erkennt auch, dass aufgrund des verwendeten Elastomermaterials die Kennlinie I eine Hysterese aufweist. Mit Bezugszeichen II ist die Kennlinie einer herkömmlichen Aufhängevorrichtung dargestellt, wie sie eingangs

20 mit Bezug auf den Stand der Technik beschrieben wurde. Der Null-Durchgang dieser Kennlinie ist wesentlich steiler als bei der vorliegenden Erfindung, was zeigt, dass bereits Schwingungen mit kleinen Amplituden in Y-Richtung nicht hinreichend abgekoppelt werden können.

25 Bei geringer Fahrbahnanregung und somit akustisch sensiblem Fahrbetrieb hängt die Abgasanlage über dem Bolzen 52 unter dem Fahrzeug, wobei der Bolzen 52 in die Aufhängevorrichtung 10 eingreift, die wiederum über den Bolzen 50 chassisseitig angebracht ist. Die Abgasanlage führt durch die Motoranregung relativ hochfrequente Schwingungen mit geringer Amplitude in Y-Richtung aus. Aufgrund der erfin-

3o dungsgemäß relativ geringen Y-Steifigkeit am Null-Durchgang (Kurve I) werden diese Schwingungen mit kleiner Amplitude nicht in die Karosserie eingeleitet sondern ausreichend von der Karosserie abgekoppelt.

Bei starker Fahrbahnanregung hingegen wird die Abgasanlage in Richtung der Y- 35 Achse stark beschleunigt und würde eine entsprechend hohe Amplitude bzw. Auslen ¬ kung erreichen, sofern dieser Bewegung keine Grenzen gesetzt sind. Erfindungsge- mäß können derartig große Schwingungsamplituden vermieden werden, da sich die Bolzen 50 und 52 an die konischen Bereiche 30 und 32 anlegen. Entsprechend wird die Kennlinie I aus Hg. Id bei zunehmendem Weg (Amplitude) steiler.

Fig. 2a und 2b zeigen eine zur Fig. 1 leicht abgewandelte Ausführungsform, die sich von der Ausfϋhrungsform gemäß Fig. Ia bis Ic dadurch unterscheidet, dass die Verbindungsbereiche 28 nicht in ihrer Wandstärke gegenüber den Puffern 20, 22 geschwächt sind.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3a bis 3c gleicht im Wesentlichen der Ausführungs- form gemäß Fig. Ia bis Ic. Allerdings wurden die Schlitze 42 und 44 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3a bis 3c weggelassen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4a und 4c gleicht der Ausführungsform gemäß Fig. 2a und 2c, wobei wiederum die Schlitze 42 und 44 weggelassen wurden. In beiden Ausführungsformen gemäß Fig. 3a bis 3c und 4a, 4b erkennt man, dass die Aufnahmeöffnungen 14 und 16 nur in ihren oberen und unteren Segmenten, die die Z- Achse umgeben, sich konische erweiternde Abschnitte 30 und 32 aufweisen. Die Z- Achsen-fernen vertikalen Bereiche sind von im Wesentlichen parallelen ebenen Flächen gebildet, so dass sich die Aufnahmeöffnungen 14 und 16 in X-Richtung nicht erweitern. Dadurch kann erreicht werden, dass bei Aufnahme eines Kopfbolzens der Kopf von diesen Z-Achsen-fernen Bereichen hintergriffen wird und ein unerwünschtes Herausgleiten des Kopfbolzens aus einer der Aufnahmeöffnungen 14 und 16 wirksam unterbunden werden kann. Fig. 5a bis 5c ist eine Ausführungsform ähnlich der Darstellung gemäß Fig. 3a bis 3c, wobei jedoch auch die Puffer 20, 22 reduzierte Wandstärke haben.

Die Reduzierung der Wandstärke im Bereich der Verbindungsbereiche 28 gemäß Fig. Ia bis Ic, 3a bis 3c und 5a bis 5c hat den Effekt, dass der Kraftfluss bei Z-Belastung im Elastomerkörper 12 um die endseitigen Abschnitte der Aufnahmeöffnungen 14 und 16 herum unterbrochen ist und sich auf den zentralen Bereich 51 der Aufnahmeöffnungen 14 und 16 konzentriert. Dadurch ist gewährleistet, dass in den endseitigen Bereichen der Aufnahmeöffnungen 14 und 16, d.h. dort, wo sich diese zur Gewährleistung der Pendelbewegung erweitern, keine Deformationen stattfinden können. Dadurch wird der zur Pendelbewegung erforderliche Spalt zwischen den

Bolzen 50 und 52 und den Aufnahmeöffnungen 14 und 16 zur Aufrechterhaltung der Möglichkeit zur Pendelbewegung auch bei starker Belastung der Aufhängevorrichtung 10 in Z-Richtung beibehalten. Fig. 6a zeigt eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sich in ihrer Grundgeometrie von den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen unterscheidet. Im Einzelnen ist der Elastomerkörper 12 nicht mehr rauten- förmig ausgebildet, sondern rechteckförmig mit abgerundeten Ecken. Er weist zwei Aufnahmeöffnungen 14, 16 auf, die wiederum endseitig zwei konische Abschnitte 30 und 32 besitzen. Diese sind über einen im Wesentlichen kreiszylindrischen Abschnitt 34 miteinander verbunden. Die zentrale Öffnung 18 ist in der Vorderansicht gemäß Fig. 6a H-förmig. Die beiden Puffer 20, 22 weisen wiederum einander gegenüberlie- gende Stirnseiten 24, 26 auf. Die Funktionsweise hinsichtlich der Pendel beweg ung ist ähnlich der vorstehend Beschriebenen, wie in Fig. 6c gezeigt. Die Vorrichtung 10 ist am chassisseitigen Aufhängebolzen 50 angebracht und trägt über den Aufhängebolzen 52 eine Abgasanlage. Bei Schwingungen in Y-Richtung ist es möglich, entsprechend der Öffnungswinkel der konischen Abschnitte 30, 32 eine Pendelbewegung entsprechend Pfeil P zu vollziehen, bis schließlich eine satte Anlage zwischen den konischen Abschnitten und den Bolzen 50, 52 eintritt, die einer weiteren Pendelbewegung mit darüber hinausgehender Amplitude Grenzen setzt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6d, die eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß der Fig. 6a - 6c darstellt, erweitert sich die untere Öffnung 30' bzw. 16' nicht über den gesamten Umfang. Der untere Bereich der unteren Öffnung 30' bzw. 16' hat eine kreiszylindrische Mantelfläche. Dadurch ergibt sich, dass der Bolzen 52 bei einer Schwenkbewegung gemäß Fig. 6c unter größerer Flächenpressung an der entsprechenden zylindrischen Mantelfläche der Aufnahmeöffnungen 16' bzw. 30' anliegt. In der gezeigten Anordnung erstreckt sich der untere zylindrische Abschnitt über einen Bereich von 180°, in Richtung der Längsachse B betrachtet.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 7a bis Fig. 7c ist ähnlich der Ausführungsform gemäß 6a bis 6c, sie unterscheidet sich jedoch darin, dass die Aufnahmeöffnungen 14 und 16 endseitig Durchmesserverengungen 56, 58 aufweisen. Diese sorgen dafür, dass die Bolzen 50 und 52, die endseitig jeweils mit einem Sicherungskopf 60, 62 versehen sind, aufgrund der sich erweiternden Abschnitte 30 und 32 nicht Gefahr laufen, aus den Aufnahmeöffnungen 14 und 16 herauszurutschen. Die Ausführungsform gemäß Fig. 8a und 8b unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 7a bis 7c darin, dass die konischen Abschnitte 30 und 32 lediglich im oberen und unteren Segment der Aufnahmeöffnungen 14 und 16 angeordnet sind, ähnlich wie dies beispielsweise in den Fig. 3a bis 3c, 4a, 4b und 5a bis 5c gezeigt ist. Die Einschnürungen 56 sind durch kreiszylindrische Erhebungen auf die Vorder- und Rückseite des jeweiligen Elastomerkörpers 12 aufgesetzt. Ansonsten entspricht die Ausführungsform gemäß Fig. 8a und 8b der Ausführungsform gemäß Fig. 7a bis 7c. Die Ausführungsform gemäß Fig. 9a und 9b entspricht der Ausführungsform gemäß Fig. 6a bis 6c, wobei die Aufnahmeöffnungen 14 und 16 statt einer Aneinanderreihung von konischem Abschnitt 30, zylindrischem Abschnitt 34 und konischem Abschnitt 32 einen harmonischen abgerundeten Verlauf mit der Mantelfläche eines Rotationshyperboloids aufweisen.

Dies gilt auch für die Ausführungsform gemäß Fig. 10a und 10b, wobei die Mantelfläche eines Rotationshyperboloids lediglich in denjenigen Segmenten der Aufnahmeöffnungen 14 und 16 vorgesehen sind, die nahe der Z-Achse liegen. In den seitlichen Randbereichen haben die Aufnahmeöffnungen 14 und 16 die Form kreiszylindrischer Mantelflächenabschnitte.

Die Ausführungsform gemäß Fig. IIa und IIb entspricht der Ausführungsform gemäß Fig. 8a und 8b, wobei die aufgesetzten Einschnürungen 56 und 58 weggelassen wurden.