专利名称：汽车的机组固定元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车的机组固定元件，用以将传动系(动力总成系统)固定在汽车的车架上。本发明特别涉及一种变速器固定元件，其具有用于变速器的支座，以便相对于汽车的车架针对性地抑制或减弱所出现的可能是在机组侧产生的力矩和力。
对于发动机和变速器，在汽车制造中是熟知的，各固定元件经由支座减振地固定在车身上。在这种情况下存在的问题是，将发动机或变速器足够牢固地定位和固定其位置，并且还应尽可能避免振动和力传到汽车车架或汽车车身上。力矩和力过强地传到汽车车架上的缺点在于，一方面是有一种可感觉得到的振动和颤动并从而降低舒适性。另一方面汽车的车架部分必须相应刚强地构造，以便可以吸收力矩和力。但这导致汽车总重的增加。为了避免力传到汽车车架上，已开发出了耗费很大的变速器固定装置，其借助于弹性元件可得到一种相对汽车车身减振的支承。为此，用于固定汽车的变速器或传动系的这种减振元件或支座元件具有弹簧弹性的支承，其安装在一横向于汽车纵轴线延伸的支承横梁与汽车车架的纵梁之间。变速器的支承架固定安装在汽车车架的纵梁上，因此，它会将未被支承元件抑制的振动、力和力矩直接传到汽车车架上。这特别是在力矩应力增大时致使纵梁可能在局部受到一种扭转应力大大增大的负荷。
用于汽车变速器的这种吸能式固定或支座系统例如由GB 2 204839 A是已知的。其中，一与变速器相连的横梁固定连接在汽车车架的相应的各纵梁上。其中在变速器一侧设有橡胶弹性的支承元件，它们由于其可变形性而允许在变速器中产生的力和振动受到某种减弱和抑制。在这种情况下不利的是，在传动系上的横梁固定连接于纵梁，从而产生的力矩必然导致在横梁的各固定点上产生扭转应力。在变速器本身与这里所设的横梁之间的中心支座至多能使得传递的振动和力稍微减小。而不可能实现一种有效的、没有汽车车架的过度应力的支承。在此，对本来存在的汽车车身横梁附加变速器固定横梁是必需的。这意味着，对于这种按照现有技术的支座，需要很大的空间以及变速器支架或车身横梁的相应的单独的固定装置和连接元件。
由德国公开文献DE 43 25 598 A1已知一种变速器支承装置，其中，一构成为横梁部件的变速器支架借助于橡胶金属支座安装在汽车车架上。该附加的变速器支承装置设置在原来的变速器支座和用于加固汽车车架本身的横梁的旁边。其中，附加的变速器支承装置是这样设计的通过使橡胶金属支座具有对准变速器的旋转轴线的作用线，而可以有效地吸收和支持变速器的转矩。在这种情况下不利的是，一方面显著提高了该附加的变速器支承装置和支座的安装及部件费用。此外，利用该横梁式的变速器支承装置仅仅实现一种适合于传动系的力矩的支承。几乎不吸收或抑制变速器的垂直及水平作用力。
针对于此，本发明的目的是，提供一种汽车的机组固定元件，其能够对于产生的水平及垂直作用力以及对机组的力矩实现一种有效的支承，在结构空间受限的情况下仍降低部件费用和改善减振作用。
该目的通过权利要求1的特征得以实现。有利的实施形式和进一步设计是各从属权利要求的主题。
按照本发明的汽车的机组固定元件，为了将一传动系或机组固定在汽车的一车架或车身部分上，具有一机组支架，在其上固定安装传动系，并且具有至少一个用以加固汽车框架的横梁。此外，机组固定元件具有一用于相对于汽车车身支承传动系的支座，其中，所述至少一个横梁和机组支架经由支座相互连接并且作为复合结构固定在汽车的车架上，使由传动系产生的力矩可通过横梁得以抵偿。按这种方式为汽车的传动系提供一种高效的支承及支座元件，其避免将力矩传入汽车车身的构架中。横梁和机组支架经由支座相连接，支座本身牢固固定在汽车车架上，这种连接可实现通过与此有关地专门构造的横梁导入和吸收来自传动系的力矩。在汽车车身的横梁与其纵梁之间则没有直接的连接。所说的机组在这里特别指的是，传动系的变速器、发动机、减速器或类似的组件。
汽车车架的纵梁由于在一固定的固定点上的扭转应力而产生的局部负荷得以避免。由汽车的传动系或机组所产生的转矩不再在车架上吸收，而是经由横梁/机组支架复合结构吸收于按照本发明的固定元件中。支座在其实施形式方面仍然是简单的并且不需要任何耗费很大的扭转支承或复杂的支座系统。所述至少一个横梁吸收传动系的力矩，从而只有纵向力、横向力和垂直力经由机组支架和支承导入汽车车身的构架中。因此完全不发生纵梁的扭转应力，所以，与至今已有的方案相比，纵梁受较小的负荷作用。而且，通过本发明的包括横梁和机组支架的复合结构以及各支承元件的机组固定元件，有可能实现在一总是很狭小的汽车变速器的区域内的空间节省。对于车身的横梁，不需要附加的部件和固定元件。而且，本发明的机组固定元件对于不同的部件和车身形状也可实现灵活可变的固定，这是因为在车身一侧的固定和支承可以独立于在车身上固定安装的横梁。虽然如此仍确保了车身在机组的区域内所必需的刚度。本发明的机组固定元件可以例如经由在支座的支承上传统的固定装置在不同的位置直接固定在汽车车架的一纵梁上，而在汽车型式不同的情况下不会导致费事的匹配和安装工作。
按照本发明的一种有利的实施形式，横梁设计成抗扭的，以便吸收相对于汽车的纵轴线的力矩，并且横梁直接固定在支座上。借此确保吸收来自汽车的发动机的机组或传动系的力矩。所述至少一个横梁的抗扭的设计可以例如通过一种相应的成型形状，例如L形状或U形状，或者通过横梁的一种相应的材料强度和/或形状来实现。横梁也可以例如具有微弯的形状，从而通过横梁实现一种对力矩有利的支承。当然，设置该横梁同样也是为了给汽车本身提供横向加固。为此，相应地有限制地设计在支座元件与横梁之间的各固定点上的垂直的可移动性。水平的和垂直的力同样可以由横梁吸收，如同按照本发明减弱和支承传动系的力矩那样。因此，本发明的机组固定元件与至今已知的这样的元件相比改善了其功能性，并且能够借助于简单的和小型的复合元件来实现，它结合了汽车车身的横向加固和吸收力矩的机组支承两种功能。
按照本发明的另一有利的实施形式，所述至少一个横梁包括两个梁部件，它们在侧面并与机组支架本身间隔开地在其端部分别与支座的两个弹性支承元件相连接。支承元件一方面用作机组支架与横梁的各元件的连接，另一方面借助于支承元件将机组固定元件总体地固定在汽车的一个车身部分上。因此借助于唯一一个的固定，横梁同样如同机组支架那样可安装在汽车上。部件数目和安装耗费得以减少。间隔开的在机组支架侧面设置的横梁部件能够例如通过简单的弯曲和成型方法实现横梁部件的简单的结构构成。此外，该机组固定元件的重量是较轻的。
按照本发明的另一有利的实施形式，机组固定元件的支座包括两个弹性支承，它们固定安装在车身一侧并且分别具有用于横梁和机组支架的固定孔。所述作于机组支架和横梁的各固定孔例如大致相互成直角和位错地设置，从而，在支座的一个或同一个弹性的基体中可安装本发明的机组固定元件的两个分部件的固定装置。所述支座固定安装在车身一侧，例如经由弹性支承的一个支承板或一个壳体部分。支承可以由包括金属板和弹性材料的复合结构组成，弹性材料例如是橡胶或弹性体塑料。可以通过简单地螺钉连接实现本发明的机组固定元件的固定和安装。本发明的机组固定元件的制造是比较简单的，因为支承是设计为简单的弹性的支承元件。
按照本发明的另一有利的实施形式，机组支架设计为一种中心的例如U形的成型梁，其适用于传递力矩和力。机组支架例如在其中间的区域内设有一平面的固定部分并且在其端部分别具有开口或孔，用于与支座的螺钉连接。所述U形状指向下方的方向，借此为来自机组的力提供一梁式的、较刚性的支持，力和力矩由机组直接传到机组支架上，并且借助各支承元件将力矩传到横梁上，而只有纵向力、横向力和垂直力从机组方面传到汽车车架的纵梁上。借此避免在机组固定的各固定点上出现扭转负荷。只有无害的纵向力、横向力和垂直力仍然从机组支架直接传到汽车车身的车架部分上，而由于支承元件的弹性支座也使它们得以减弱。
按照本发明的另一有利的实施形式，机组固定元件的机组支架各自经由两个在垂直方向安装的固定装置通过支座的相应的固定孔分别进行固定。机组支架一方面按这种方式通过在侧面纵梁上的支承以及其垂直定位的固定元件，例如螺钉，提供了在垂直方向的稳固支承。另一方面确保了相对于汽车的汽车纵轴线在横向方向和纵向方向支架有足够的稳定性。尽管如此，利用机组固定元件的本发明的力矩支持由于附加的和平行于机组支架设置的横梁部件仍然是可能的。
按照本发明的另一有利的实施形式，所述机组固定元件的至少一个横梁分别经由两个在水平方向安装的固定装置通过相应的固定孔安装在支座上。通过在支座上的相应的两个固定，横梁部件或横梁的各部分具有吸收力矩的特性，因为避免了相对于支承元件的转动，如其在仅仅一个单轴式固定的情况下会出现的那样。因此经由机组支架和支座在横梁上确保机组的良好的力矩吸收。
按照本发明的另一有利的实施形式，支座包括块状的弹性支承元件，它们分别具有一壳体或一固定板。固定板具有用于在汽车车架上进行可拆式安装的孔，例如四个钻孔。在各钻孔中可以将相应的固定螺钉拧紧于汽车车架的纵梁上。支承元件的由弹性材料例如橡胶的块状的构造，可以按本领域普通技术人员已知的任何方式实现。例如可以设置一单面敞开的金属板壳体，其具有一用于固定支座的基板，在壳体内装入一层或多层弹性材料。可以例如经由胶接或任何其他的本领域普通技术人员已知的措施实现弹性材料层和金属板的连结。
由以下的详细描述得知本发明的其他的优点和特征，其中参照附图中所示的实施例更详细地描述本发明。其中
图1 按照本发明的机组固定元件的一种实施例的透视图；图2a、2b 按图1的机组固定元件的侧视图；以及图2c 图1的机组固定元件的俯视图。
本发明的机组固定元件10在附图所示的实施例中构成为变速器固定元件10，并且按照图1构造有分成两件的横梁2，其包括一第一和一第二横梁部件21、22。当然，本发明也可以由仅仅一个单件的横梁实现。变速器固定元件10在这里由包括一中间的变速器支架和各个在其侧面设置的L形的横梁部件21、22的一种复合结构组成，其经由参照图2a至2c还要更详细说明支座3、4与变速器支架1组装在一起。各支承3、4本身又具有固定孔11，借助于它们，支承3、4可分别固定在汽车车架的一纵梁上(未示出)。为此支承3、4分别具有一平面构造的固定板，它从变速器固定元件10指向外面。代替固定板的平面的构造，也可设想，支承3、4只在固定孔11的区域内紧贴配属的纵梁。此时，支承3、4的各个紧贴配属的纵梁的位置可以突起式地凸出并且位于一个平面内或相互位错。支承3、4还设有弹性材料，从而能够传递并部分地吸收力矩和力。变速器支架1在中心区域具有一平面的部分和用于固定变速器(未示出)的固定孔12。变速器或传动系在汽车运行中产生力矩和力，力矩和力由变速器支架1吸收并且被传向支承3、4。按照本发明，力矩由为此专门设计的横梁2吸收。按这种方式，借助于本发明的变速器固定元件10只有横向力和纵向力而没有力矩经由支承3、4传到侧面的纵梁的固定部分上。
由此避免纵梁的局部扭转应力。横梁部件21、22在该实施例中具有微弯的形式和向外凸出的抗扭的L形状。横梁部件21、22经由支承3、4的每一侧面的各两个水平设置的固定螺钉8、9按以下参照图2a至2c还要更详细说明的方式安装在相关的端面的支承3、4上。代替水平延伸的固定螺钉8、9，按需要也可设想倾斜设置的螺钉。中间的梁式的变速器支架1本身同样经由各两个固定螺钉7按以下参照图2a至2c同样还要更详细说明的方式安装在支承3、4上，其中这些固定螺钉7设置在垂直的方向，亦即横向于固定螺钉8、9。在这里也可设想倾斜延伸的螺钉7。变速器支架本身设计为使其具有足够的刚度，以便支承一传动系，并且在该实施例中将其设计为具有一平面的中心区域的基本上呈U形的梁。或者还可设想，作为梁，采用一种由多个部件组成的连接件。通过横梁2与变速器支架1经由各个在末端设置的支承3、4的直接连接而提供了一种小型的和高效的支承及支座元件。来自传动系的力矩传递被吸收，使该力矩不被导入车身。本发明的变速器固定元件10在其构造方式方面特别是非常紧凑的并且不需要用于横梁2和变速器支架1的附加的相关固定元件。支座3、4用作横梁2和变速器支架1的共同的固定。特别是，在本发明的元件中特别简单地实现支承并且可以例如由一种混合的金属-橡胶支座来实现。同样，可以配合任何其他的本领域普通技术人员所知的用于变速器和/或发动机的减振和支承的支座型式。
图2a、2b和2c示出按图1的变速器固定元件10的实施例的相应侧视图和俯视图弯曲成形的横梁部件21、22并不直接连接于汽车车架的纵梁，而是经由轴3、4连接于变速器支架1。为此，支承3、4具有一单面敞开的固定壳体13，其包容支承3、4的弹性材料层14。弹性层14可以例如由橡胶材料或类似物构成。支承壳体13的固定板在背面分别设有四个固定孔11，借助于它们，可以将支承3、4安装在汽车车架的相应的车身部分上。两横梁部件21、22分别经由两个固定螺钉8、9固定于支承壳体13的在支承3、4相反侧上设置的侧壁15、16。因此在图中所示的实施例中，各支承3、4设有四个固定螺钉8、9，以便将两横梁部件21、22固定在支承壳体13上。同样可设想，采用可穿过弹性层14的固定螺钉8、9，从而每一支承3、4分别有两个固定螺钉8、9。同样在支承3、4上设置横向于固定螺钉8、9布置的各固定螺钉7，借助于它们，变速器支架1在其相关的各端与支承3、4相连接。梁1为此支承在支承3、4的弹性层14上并且不与支承壳体13相连接。为了支承梁1，在两个支承3、4的弹性层14的上面设置一在图中看不到的支承板或类似部件，其优选由金属材料构成并结合于弹性层中。并且在该支承板上设有用于固定螺钉7的各螺纹孔。在一种非常简单的实施形式中，也可以不采用支承板在两支承3、4的弹性层14中的结合。按这种方式，来自经由固定孔12固定在变速器支架1的传动系的力矩并不传到汽车车架上，而是由支承3、4吸收。而横梁部件21、22则经由支承3、4的支承壳体13特别刚性地连接于配属的纵梁或车架的其他部分。本发明的变速器固定元件10结构特别紧凑并且不需要附加的固定元件和单独的元件用来支承变速器或加固汽车车架。通过元件的可拆式固定和双重功能的承担，亦即一方面起到变速器支架和支座的作用而另一方面在车身横梁的意义上起到加固的作用，从而增大了在不同汽车型式中的安装以及对于不同尺寸的灵活可变性。本发明的变速器固定元件10，可以例如经由一系列在汽车车架的纵梁上在侧面设置的固定孔，按照相应的位置不同地定位和安装于不同的汽车型式中。由此，对于具有不同尺寸的不同汽车型式，避免了在汽车车身的变速器区域内的费事的加工和安装。
当然，本发明并不局限于上述的实施例。例如，支承(支座)3、4可以由其他型式的支承所代替，并且可以例如设计为组合式的金属套筒/橡胶支承或类似物。代替两个分开的横梁部件21、22，也可以只设置唯一一个的横梁，其例如可以构造为U形的、围绕变速器支架的横梁。代替固定变速器，该固定元件也可以用于固定传动系的发动机、减速器等部件。
全部在说明书、下面各权利要求中以及在附图中所表示的特征和元件都可以单独地以及相互任意组合地作为本发明的重要内容。
权利要求
1.汽车的机组固定元件(10)，用以将传动系固定在汽车的车架上，其包括一机组支架(1)，在该机组支架上固定安装传动系；还包括至少一个用以加固汽车车架的横梁(2)；以及包括一用以支承传动系的支座(3、4)，其特征在于，所述至少一个横梁(2)和所述机组支架(1)经由所述支座(3、4)相互连接并且作为复合结构固定在汽车车架上，使由传动系产生的力矩可通过横梁(2)得以抵偿。
2.按照权利要求1所述的机组固定元件(10)，其特征在于，横梁(2)设计成抗扭的，以吸收相对于汽车的纵轴线的力矩，并且横梁直接固定在支座(3、4)上。
3.按照权利要求1或2之一项所述的机组固定元件(10)，其特征在于，横梁(2)包括两个梁部件(21、22)，各梁部件在侧面并与机组支架(1)间隔开地在其端部分别与一个用于支座(3、4)的弹性支承元件(14)的支承壳体(13)相连接。
4.按照上述权利要求之一项所述的机组固定元件(10)，其特征在于，支座(3、4)包括两个弹性的支承，所述支承固定安装在车身一侧并且分别具有用于横梁(2)和机组支架(1)的固定孔(5、6)。
5.按照上述权利要求之一项所述的机组固定元件(10)，其特征在于，机组支架(1)包括一个由一中心的例如U形的成型梁构成的或者一个由多个部件组成的连接件，此连接件设计为用于传递力矩和力。
6.按照上述权利要求之一项所述的机组固定元件(10)，其特征在于，机组支架(1)经由固定装置(7)和经由相应的固定孔(5)固定在支座(3、4)的弹性层(14)上。
7.按照上述权利要求之一项所述的机组固定元件(10)，其特征在于，横梁(2)经由固定装置(8、9)通过相应的固定孔(6)安装在支座(3、4)上。
8.按照上述权利要求之一项所述的机组固定元件(10)，其特征在于，支座(3、4)包括块状的弹性支承元件，所述支承元件包括一固定板或一固定壳体(13)。
9.按照权利要求8所述的机组固定元件，其特征在于，各支承元件由弹性层和金属板的复合结构组成。
全文摘要
本发明涉及一种汽车的机组固定元件(10)，用以将传动系固定在汽车的车架上，其包括一机组支架(1)，在该机组支架上固定安装传动系；还包括至少一个用以加固汽车车架的横梁(2)；以及包括一用以支承传动系的支座(3、4)，其中，所述至少一个横梁(2)和所述机组支架(1)经由所述支座(3、4)相互连接并且作为复合结构固定在汽车车架上，使由传动系产生的力矩可通过横梁(2)得以抵偿。
文档编号B60K5/12GK1867478SQ200480029665
公开日2006年11月22日 申请日期2004年9月9日 优先权日2003年10月10日
发明者N·比格尔, M·克里斯特, G·马丁 申请人:戴姆勒-克莱斯勒股份公司