DE2937053A1

DE2937053A1 - Daempfungslager zur aufhaengung eines schwingenden koerpers an einer traegerstruktur, insbesondere zur aufhaengung des motors im rahmen eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE2937053A1
Application number: DE19792937053
Authority: DE
Inventors: Gennaro Barone
Original assignee: Societa Applicazioni Gomma Antivibranti SAGA SpA
Current assignee: Societa Applicazioni Gomma Antivibranti SAGA SpA
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1979-09-13
Publication date: 1980-08-21
Also published as: FR2448660A1; IT1110772B; GB2041487A; FR2448660B1; GB2041487B; IT7920033A0; ES483521A1

Description

PATENTANWALT DR. HERMANN FAY

DIPL-PHYS.

79Ulm/Donoü 29 37

Eniingerstr. 21.TeI. 64946 *" - **

S. A. G. A.

SOCIETA' APPLICAZIONI GOMMA ANTIVIBRANTI S.p.A.

Via Ripamonti 88

20141 Mailand 7900 Ulm, 4. Sept. 1979

Akte PG/5131 hö

Dämpfungslager zur Aufhängung eines schwingenden Körpers an einer Trägerstruktur, insbesondere zur Aufhängung des Motors im Rahmen eines Kraftfahrzeuges.

Die Erfindung betrifft ein Därapfungslager zur Aufhängung eines schwingenden Körpers an einer Trägerstruktur, insbesondere zur Aufhängung des Motors im Rahmen eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einem röhrenförmigen Stutzkörper zur Befestigung an der Trägerstruktur, einem Befestigungselement, das zur Befestigung am schwingenden Körper dient und das mit Hilfe eines Ringelementes aus elastomerem Material konzentrisch mit dem röhrenförmigen Stützkörper verbunden ist, wobei das Ringelement mit seiner äußeren Umfangsfläche am röhrenförmigen Stutzkörper und mit seiner inneren Umfangsfläche am Befestigungselement befestigt ist, und aus einem Reibungsdämpfer, mit dem eine Dämpfung der Schwingungen zwischen dem Befestigungselement und dem röhrenförmigen Stützkörper erfolgt.

Dämpfungslager dieser Art ermöglichen die Dissipation eines Teiles der vom schwingenden Körper abgegebenen

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Energie und folglich eine ausreichende Dämpfung der Vibrationen zur Vermeidung von zu großen Schwingungsamplituden, die beispielsweise dann auftreten könnten, wenn die Vibrationsfrequenz der schwingenden Masse nahe ihrer Eigenfrequenz liegen würde. In einigen Fällen ist einerseits bei Schwingungen mit großer Amplitude - also bei niedrigen Schwingungsfrequenzen - eine starke Dämpfung und andererseits bei Schwingungen kleiner Amplitude - also bei hohen Schwingungsfrequenzen - eine äußerst geringe Dämpfung wünschenswert. Insbesondere sind bei der Motoraufhängung in einem Kraftfahrzeug entsprechende Dämpfungslager vorzusehen, die einerseits bei niedrigen Tourenzahlen des Fahrzeugmotors oder bei plötzlicher Anregung des Fahrzeuges durch Straßenunebenheiten eine entsprechend wirksame Dämpfung der auftretenden Motorschwingungen erzielen müssen, wohingegen bei hohen Motordrehzahlen diese Lager eine möglichst geringe Dämpfungscharakteristik aufweisen müssen, um so eine Isolierung zwischen Fahrzeugmotor und -rahmen herzustellen und einen guten Fahrkomfort zu gewährleisten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Ausführung eines Dämpfungslagers, dessen Reibungsdämpferelement nur dann in Wirkung tritt, wenn die Schwingungsamplituden des sich bewegenden Körpers einen gewissen Wert überschreiten, und das besonders robust, zuverlässig sowie leistungsfähig ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Dämpfungslager der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet,

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daß das Befestigungselement einen Schaft aufweist, der koaxial im röhrenförmigen Stützkörper angeordnet ist und zwei quer angeordnete, axial in freiem Abstand voneinander befindliche Anschlagplatten trägt, daß der röhrenförmige Stützkörper in seinem Inneren eine Zwischenplatte trägt, die zwischen den beiden Anschlagplatten angeordnet ist, eine Axialabmessung kleiner als der Axialabstand zwischen den beiden Anschlagplatten aufweist, die ferner eine zentrale Bohrung besitzt, in welcher der Schaft des Befestigungselementes mit Spiel axial verschiebbar angeordnet ist, und die mit einer Reihe von axialen Durchgangsbohrungen versehen ist, in denen jeweils ein Stab reibkraftschliissig beweglich angeordnet ist, dessen Länge größer als die Axialabmessung der Zwischenplatte und kleiner als der Abstand zwischen den beiden Anschlagplatten ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher beschrieben; es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht im Axialschnitt eines Dämpfungslagers zur Aufhängung des Motors am Rahmen eines Kraftfahrzeuges,

Fig. 2 eine Ansicht im Axialschnitt einer Variante eines Bauteiles des Dämpfungslagers von Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht im Grundriss von Fig. 2.

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Das Dämpfungslager von Fig. 1 weist einen röhrenförmigen Stützkörper 10 auf, der am einen Ende in einen Ringflansch 12 ausläuft, an dem mittels axial verlaufender Schraubenbolzen 14 eine Verbindung mit dem bei 16 angedeuteten Fahrzeugrahmen erfolgt. An seiner Innenseite weist der Stützkörper 10 in dem dem Flansch 12 gegenüberliegenden Bereich einen konisch verlaufenden Rohrabschnitt 18 auf, an dem auf bekannte Weise die äußere Umfangsfläche eines aus elastomerem Material bestehenden Ringelementes 20 befestigt ist, das geringe Dämpfungseigenschaften, d.h. einen sehr niedrigen Elastizitätshysteresiswert aufweist.

Das Ringelement 20 weist flache und zueinander parallel verlaufende Endflächen 22, 24 auf und trägt koaxial ein aus Metall bestehendes Befestigungselement 26. Dieses Befestigungselement 26 weist einen zentralen stumpfkegeligen Abschnitt 28 auf, dessen Außenfläche auf bekannte Weise mit der Innenfläche des Ringelementes 20 verbunden ist und der an seinem außenliegenden Endbereich zu einem zylindrischen Abschnitt 30 ausläuft. Im zylindrischen Abschnitt 30 befindet sich koaxial eine Gewindebohrung 32, die zum Eingriff eines nicht dargestellten Gewindeteil dient, welches seinerseits fest mit dem aufzuhängenden Fahrzeugmotor verbunden ist. Das innenliegende Ende des stumpfkegeligen Abschnittes 28 läuft in einen Zylinderschaft 34 aus, der koaxial im röhrenförmigen Stützelement 10 angeordnet ist und am freien Ende 36 ein Gewinde aufweist.

Die Ziffern 38, 40 kennzeichnen zwei quer angeordnete Anschlagplatten, die zentral vom Zylinderschaft 34 durchsetzt

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werden. Die beiden Anschlagplatten 38, 40 sind mit Hilfe einer koaxial zum Zylinderschaft 34 angeordneten Distanzbuchse 42 in Axialrichtung auseinandergehalten und mit Hilfe einer auf das Schaftende 36 aufgeschraubten Mutter 44 in Axialrichtung so auf dem Zylinderschaft 34 verspannt, daß die Platte 40, die Distanzbuchse 42 und die Platte gegen den stumpfkegeligen Abschnitt 28 des Befestigungselementes 26 gedruckt werden.

Die Ziffer 46 kennzeichnet eine Lagerplatte aus Metall, die zwischen dem Flansch 12 und dem Teil 16 des Fahrzeugrahmens angeordnet ist und zentral eine Zvischenplatte 48 trägt, die zwischen den beiden Anschlagplatten 38, 40 angeordnet ist und deren Abmessung in Axialrichtung kleiner ist als der freie Axialabstand zwischen den beiden Anschlagplatten 38, 40. Die Zwischenplatte 48 besteht aus einem Elastomer mit hohem Härtegrad - oberhalb 85 Shore -, beispielsweise ein Nitrilkautschuk. Die Befestigung zwischen der Lagerplatte 46 und der Zwischenplatte 48 erfolgte mit Hilfe eines an sich bekannten Preßverfahrens.

Die Lagerplatte 46 und die Zwischenplatte 48 weisen jeweils sowohl eine zentrale Bohrung 50, in welcher der mit der Distanzbuchse 42 bestückte Abschnitt des Zylinderschaftes 34 mit Spiel axial verschiebbar angeordnet ist, als auch eine Reihe von axialen Durchgangsbohrungen 52 auf, in denen jeweils ein Metallstab 54 eingepresst und reibkraftschlüssig verschiebbar angeordnet ist. Diese Metallstäbe 54 können ein Rund- oder Polygonprofil auf-

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v/eisen, sind - wie bereits erwähnt - in den zugehörigen Bohrungen 52, die ihrerseits ebenfalls einen runden polygonalen Querschnitt haben können, eingepresst und weisen eine Länge auf, die größer als die Axialabmessung der Zwischenplatte 48 und kleiner als der Abstand zwischen den Anschlagplatten 38, 40 ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 weisen die Lagerplatte 46 und die Zwischenplatte 48 im Grundriß ein rechteckiges Profil auf und sind die Stäbe 54 zueinander parallel fluchtend in den größeren Seltenbereichen der Platten angeordnet. Außerdem können die Stäbe 54 alle die gleiche Länge oder aber unterschiedliche Längen aufweisen. Ist letzteres der Fall, so könnten beispielsweise die im Bereich der Mitte der Zwischenplatte 48 angeordneten Stäbe 54 eine größere Länge als die im Randbereich der Platte 48 angeordneten Stäbe 54 aufweisen und die dazwischen angeordneten Stäbe 54 wurden dann entsprechende Zwischenlängen besitzen.

Im Betrieb übt das in der beschriebenen Weise mit dem Fahrzeugrahmen 16 und dem Fahrzeugmotor verbundene Dämpfungslager einerseits eine starke Dämpfung aus, wenn die Bewegungen des Fahrzeugmotors große Schwingungsamplituden aufweisen - beispielsweise dann, wenn der Fahrzeugmotor mit niedriger Drehzahl läuft oder durch Straßenunebenheiten plötzliche Fahrzeugerschütterungen verursacht werden -, andererseits übt das Dämpfungslager eine minimale Dämpfung aus, wenn die Bewegungen des Fahrzeugmotors kleine Schwingungsamplituden aufweisen - beispielsweise dann, wenn der Fahrzeugmotor mit hoher

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Drehzahl läuft. Im ersten Fall nämlich führt das Befestigungselement 26 größere Axialbewegungen aus als der Abstand zwischen den Enden der Stäbe 54 und den Platten 38 bzw. 40, wodurch die Stäbe 54 von den Platten 38, 40 abwechselnd in beiden Richtungen axial in den Bohrungen 52 hin- und herbewegt werden; die dabei auftretende Reibwirkung dämpft in erheblichem Maße die vom schwingenden Körper abgegebene Energie. Bei der Ausführungsform mit unterschiedlich langen Stäben 54 ist es möglich, eine sich progressiv verstärkende Reibwirkung und damit eine Dämpfung zu erzielen, die mit zunehmender Schwingungsamplitude des Fahrzeugmotors stärker wird. Es zeigt sich, daß ein eventueller Lastwechcel auf das Befestigungselement 26 oder aber eine permanente Vorspannung des Ringelementes 20 keine Veränderung der Dämpfungseigenschaften des Lagers bewirken, denn in einem solchen Fall erfolgt automatisch eine Kompensierung dadurch, daß die Stäbe 54 bezüglich der Zwischenplatte 48 eine andere Axialstellung einnehmen.

Im zweiten Fall - also bei Schwingungsamplituden kleiner als der Abstand zwischen den Enden der Stäbe 54 und den jeweiligen Platten 38 bzw. 40 - ist die dämpfende Wirkung des Dämpfungslagers auf die sehr geringen Dämpfungseigenschaften des elastomeren Werkstoffes des Ringelementes 20 beschränkt.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Ausführungsvariante für die Lagerplatte 46 und die Zwischenplatte 48 des Dämpfungs-

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lagers von Fig. 1. Bei dieser Ausführungsvariante besitzen sowohl die Lagerplatte, durch Ziffer 46a gekennzeichnet, als auch die Zwischenplatte, durch Ziffer 48a gekennzeichnet, im Grundriß ein kreisrundes Profil. Wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform besitzen sie in der Mitte eine Bohrung 50a, durch die der Schaft 34 mit Spiel verläuft. Die durch Ziffer 52a gekennzeichneten Durchgangsbohrungen - in denen die Stäbe 54 reibkraftschlüssig montiert sind - sind in zwei konzentrischen Kreisen um die Bohrung 50a herum angeordnet. Die Lochachsen der zu einem Kreis gehörenden Durchgangsbohrungen weisen voneinander einen jeweils gleichbleibenden Winkelabstand auf. Auch bei dieser Ausführungsform können die Stäbe 54 alle die gleiche oder aber unterschiedliche Längen besitzen. So können beispielsweise die Stäbe 54 des inneren Lochkreises eine größere oder eine kleinere Länge als jene des äußeren Lochkreises aufweisen.

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Claims

Ansprüche

M.' Dämpfungslager zur Aufhängung eines schwingenden Körpers an einer Trägerstruktur, insbesondere zur Aufhängung eines Motors am Rahmen eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einem röhrenförmigen Stützkörper zur Befestigung an der Trägerstruktur, einem Befestigungselement, das zur Befestigung am schwingenden Körper dient und das mit Hilfe eines Ringelementes aus elastomerem Material konzentrisch mit dem röhrenförmigen Stützkörper verbunden ist, wobei das Ringelement mit seiner äußeren Umfangsfläche am röhrenförmigen Stützkörper und mit seiner inneren Umfangsfläche am Befestigungselement befestigt ist, und aus einem Reibungsdämpfer, mit dem eine Dämpfung der Schwingungen zwischen dem Befestigungselement und dem röhrenförmigen Stützkörper erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (26) einen Schaft (34) aufweist, der koaxial im röhrenförmigen Stützkörper (10) angeordnet ist und ein Paar quer angeordnete sowie axial in freiem Abstand voneinander befindliche Anschlagplabten (38,40) trägt, daß der röhrenförmige Stützkörper (10) in seinem Inneren eine Zwischenplatte (48, 48a) trägt, die zwischen den beiden Anschlagplatten (38, 40) angeordnet ist, eine Axialabmessung kleiner als der Axialabstand zwischen den beiden Anschlagplatten (38, 40) aufweist, die

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ferner eine zentrale Bohrung (50, 50a) besitzt, in der der Schaft (3*0 des Befestigungselementes (26) mit Spiel axial beweglich angeordnet ist, und die mit einer Reihe von axialen Durchgangsbohrungen (52, 52a) versehen ist, in denen jeweils ein reibkraftschlüssig verschiebbarer Stab (5A) montiert ist, dessen Länge größer als die Axialabmessung der Zwischenplatte (48, 48a) und kleiner als der Abstand zwischen den beiden Anschlagplatten (38, 40) ist.
2. Dämpfungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (48, 48a) aus einem elastomeren Material mit hohem Härtegrad und die Stäbe (54) aus einem Metallwerkstoff bestehen, und daß die Stäbe (54) in die Axialbohrungen (52, 52a) der Zwischenplatte (48, 48a) eingepresst sind.
3. Dämpfungslager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (48, 48a) aus einem Nitrilkautschuk mit einem Härtegrad von 85 bis 90 Shore besteht.
4. Dämpfungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (54) alle die gleiche Länge aufweisen.
5. Dämpfungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (54) unterschiedliche Längen aufweisen.

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6. Dämpfungslager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im zentralen Bereich der Zwischenplatte (48, 48a) angeordneten Stäbe (54) eine andere Länge aufweisen als die im Randbereich der Zwischenplatte (48, 48a) angeordneten Stäbe (54) und daß die zwischen den zentralen bzw. außen liegenden Stäben angeordneten Stäbe (54) Zwischenlängen aufweisen.
7. Dämpfungslager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ansdilagplatten (38, 40) sowie die Zwischenplatte (48a) im Grundriss ein kreisförmiges Profil aufweisen und daß die Stäbe (54) in der Zwischenplatte (48a) in konzentrischen Kreisen angeordnet sind.

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