DE4139047A1 - Elastisches motorlager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Motorla­ ger mit einem hohlzylindrischen Federblock aus einem Elastomer, bei dem in mehreren Ebenen Scharen von je­ weils innerhalb einer Ebene parallelen und zumindest einseitig offenen Kanälen wechselnden Querschnitts vor­ gesehen sind und der Federblock zwischen einer oberen und einer unteren Lagerplatte eingespannt ist.

Ein solches Lager, auch als Softlager bezeichnet, ist aus der DE 40 02 357 C1 bekannt. Es weist eine sehr gute Dämmung im akustischen Bereich auf und hat bei entspre­ chender Gestaltung der eingeformten Kanäle mit kontinu­ ierlichem Übergang von einem Querschnitt auf den näch­ sten einen sanften Übergang zu höheren Federsteifig­ keiten.

Wegen der relativen Weichheit derartiger Federblöcke weisen diese zwar eine optimale Dämmwirkung für Körper­ schall auf, bewirken jedoch praktisch keinerlei Dämpfung für niederfrequente Schwingungen. Eine derartige Dämp­ fung wird jedoch für Hochleistungs- und Dieselfahrzeuge benötigt, und zwar zur Dämpfung des Motorstuckerns bei 7-12, sowie von Lastwechseln bei etwa 2 bis 3 Hz.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein derartiges elastisches Motorlager so zu er­ tüchtigen und auszugestalten, daß es auch im gewünschten Frequenzbereich eine ausreichende Dämpfung leistet.

Zur Erzielung einer solchen Dämpfung werden erfindungs­ gemäß folgende zusätzlichen Merkmale vorgesehen:

• a) an die untere Lagerplatte schließt sich koaxial zum Federblock ein hohlzylindrisches Gehäuse aus festem Werkstoff an;
• b) ein an der oberen Lagerplatte befestigter Bolzen ragt mittig in den Innenraum des hohlzylindrischen Feder­ blocks und tritt durch eine zentrale Ausnehmung der unteren Lagerplatte in den Innenraum des hohlzylin­ drischen Gehäuses;
• c) an seinem unteren Ende trägt der Bolzen eine Scheibe, an der ein innerer Axialbalg und ein äußerer Axial­ balg konzentrisch eingespannt sind;
• d) die zwei Axialbälge sind anderendig an der dem Bol­ zenende gegenüberliegenden Stirnwand des Gehäuses eingespannt, wobei der innere Axialbalg eine flüssig­ keitsgefüllte Arbeitskammer und der Ringraum zwischen innerem und äußerem Axialbalg eine Ausgleichskammer bildet;
• e) in der Stirnwand des Gehäuses verläuft ein Über­ strömkanal von einer Durchtrittsöffnung der Arbeits­ kammer zu einer Durchtrittsöffnung der Ausgleichskam­ mer.

Der Überströmkanal verbindet die beiden Kammern; wird die Arbeitskammer durch Motorschwingungen zusammenge­ drückt, strömt aus ihr Flüssigkeit in die Ausgleichskam­ mer, wobei durch den Strömungswiderstand Schwingungs­ energie absorbiert wird.

Durch eine solche Gestaltung wird der hochdämmende Fe­ derblock somit um ein hydraulisch dämpfendes Motorlager ergänzt, so daß das Lager insgesamt jetzt sowohl eine optimale Dämmung für Körperschall als auch eine hohe Dämpfung für niederfrequente Schwingungen großer Ampli­ tude aufweist.

Vorteilhaft ist der innere Axialbalg ein Faltenbalg, während der äußere Axialbalg eine nach außen gewölbte elastische Wandung besitzt.

Vorzugsweise verläuft der Überströmkanal in der Stirn­ wand des Gehäuses spiralförmig um die Achse des hohl­ zylindrischen Gehäuses, wie für hydraulisch wirkende Dämpfungselemente etwa aus der DE-A1-39 15 311 an sich bekannt ist. Dadurch ergibt sich ein langer Überström­ kanal mit hohem Strömungswiderstand auch für nieder­ viskose Flüssigkeiten. Die Spiralform kann aus Kreis­ segmenten zusammengesetzt sein (wie an sich bekannt aus der DE-C2-37 31 479), wodurch eine vereinfachte Herstel­ lung eines solchen Überströmkanals möglich ist.

Herstellungs- und montagetechnisch günstig ist eine Aus­ führungsform, bei welcher das Gehäuse einen zylindri­ schen Topf besitzt, dessen Rand an der unteren Lager­ platte des Federblocks befestigt wird.

Wenn zwischen der unteren Lagerplatte und der Scheibe ein elastischer Federkörper eingespannt ist, wirkt die­ ser als ein die axiale Bewegung des Bolzens nach oben begrenzender weicher Anschlag und verhindert somit auch eine etwaige Überdehnung der Axialbälge.

Vorteilhaft läßt sich zusätzlich ein die Axialbewegung des Bolzens nach unten begrenzender Axialanschlag rea­ lisieren, indem die dem unteren Bolzenende gegenüberlie­ gende Stirnwand des Gehäuses an ihrer Innenseite mit ei­ ner z. B. federnden Auflage versehen wird.

Anhand einer schematischen Zeichnung werden Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung nachstehend näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Mo­ torlager mit kombiniertem hydraulischen Dämpfer­ teil; und

Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt durch eine Variante des Lagers.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist das Motorlager einen hohlzylindrischen Federblock 21 aus Elastomer auf, der von radialen Kanälen 22 oder parallel zueinander verlau­ fenden Kanälen 23 mit von Ebene zu Ebene um jeweils 90° versetzter Ausrichtung durchsetzt ist. Diese Kanäle 22 und 23 weisen über ihrer Länge wechselnden Querschnitt mit sanftem Übergang von einem Querschnitt zum nächsten auf, so daß beim Zusammenpressen des Federblocks 21 in axialer Richtung nacheinander zunehmend gegenüberlie­ gende Wandungen eines Kanals miteinander in Berührung kommen und damit ein sanfter Anstieg der Federkennlinie gegeben ist.

Dieser Federkörper 21 ist zwischen einer oberen Lager­ platte 24 mit einem zentralen Bolzen 28 zur Festlegung am Motor und einer unteren Lagerplatte 3 eingespannt.

Ein solches Lager besitzt eine sehr hohe Dämmung für Körperschall, d. h. akustische Schwingungen, jedoch kei­ nerlei Dämpfung niederfrequenter Schwingungen großer Am­ plitude.

Um nunmehr ein solches Lager auch für eine derartige Dämpfung zu ertüchtigen, schließt sich an die untere La­ gerplatte 3 ein hydraulisches Lager an, dessen Aufbau im folgenden beschrieben wird.

An die untere Lagerplatte 3 schließt sich koaxial zum Federblock 21 ein hohlzylindrisches Gehäuse 27 aus fe­ stem Werkstoff an. Es besteht vorzugsweise aus einem zy­ lindrischen Topf 7, dessen Rand an der unteren Lager­ platte 3 des Federblocks 21 befestigt ist. Der Gehäuse­ boden 32 ist zur Befestigung des Lagers an der Karosserie eines Fahrzeugs z. B. mit einem Schraubbolzen ausgebildet; zum nämlichen Zweck kann zusätzlich oder alternativ der Topfrand Befestigungsmöglichkeiten, z. B. Schraublöcher der dargestellten Art, aufweisen.

Der an der oberen Lagerplatte 24 befestigte Bolzen 28 ragt mittig in den Innenraum des hohlzylindrischen Fe­ derblocks 21 und tritt durch eine zentrale Ausnehmung der unteren Lagerplatte 3 in den Innenraum des hohl­ zylindrischen Gehäuses 27.

An seinem unteren Ende trägt der Bolzen 28 eine Scheibe 29, an der ein innerer Axialbalg, hier ein Faltenbalg 30, und ein äußerer Axialbalg, hier ein nach außen ge­ wölbter elastischer Schlauchbalg 31, konzentrisch ein­ gespannt sind. Die zwei Axialbälge 30, 31 sind mit ihrem jeweiligen anderen, unteren Ende an der dem Bolzenende gegenüberliegenden Stirnwand des Gehäuses 27 einge­ spannt, wobei der innere Axialbalg 30 eine flüssigkeits­ gefüllte Arbeitskammer 30a und der Ringraum zwischen in­ nerem und äußerem Axialbalg eine Ausgleichskammer 31a bildet.

In der Stirnwand des Gehäuses 27, die ein einstückiger oder z. B. angeschraubter Teil des Gehäusebodens 32 sein kann, verläuft ein in den Figuren nur im Schnitt sicht­ barer Überströmkanal 10 von einer (nicht dargestellten) Durchtrittsöffnung der Arbeitskammer 30a zu einer (nicht dargestellten) Durchtrittsöffnung der Ausgleichskammer 31a. Vorzugsweise windet sich der Überströmkanal 10 in der Stirnwand des Gehäuses 27 spiralförmig um die Achse des hohlzylindrischen Gehäuses 27.

Zwischen der unteren Lagerplatte 3 und der Scheibe 29 ist vorzugsweise ein elastischer, vom Bolzen 28 zen­ trierter Federkörper 5 eingespannt, der bei Bewegung des Bolzens 28 nach oben ein übermäßiges Auseinanderziehen der Axialbälge verhindert und auch für einen sanfte Be­ grenzung dieser Bolzenbewegung sorgt.

Fig. 2 zeigt einen Faltenbalg 30 im Schnitt; dabei tragen einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1. Gemäß Fig. 2 kann der Gehäuseboden 32 bzw. die Gehäusestirnwand an der dem unteren Bolzenende gegen­ überliegenden Innenseite mit einem die Axialbewegung des Bolzens 28 nach unten begrenzenden Axialanschlag, insbe­ sondere einer federnden Auflage 33, versehen werden.

Wirkt nun eine nach unten gerichtete (Druck-)Kraft auf die obere Lagerplatte 24, wird der Federblock 21 zusam­ mengedrückt, der Bolzen 28 nach unten geschoben und da­ mit der Faltenbalg 30 ebenfalls zusammengedrückt. Aus der Arbeitskammer 30a tritt deshalb Flüssigkeit durch den Überströmkanal 10 in die Ausgleichskammer 31a über. Der dabei zu überwindende Strömungs-/Reibungswiderstand bewirkt eine zusätzliche Dämpfung der Lagerbewegung. Bei Zugbelastungen auf die obere Lagerplatte 24 erfolgt dann ein wiederum reibungsbehaftetes Rückströmen der Flüssig­ keit in umgekehrter Richtung.

Insgesamt ergibt sich somit ein Motorlager, das neben einer optimalen Dämpfung von Körperschall auch eine gute Dämpfung niederfrequenter Schwingungen aufweist, wie sie von einem herkömmlichen hydraulisch dämpfenden Motorla­ ger oder einem Softlager allein nicht bewerkstelligt werden könnte.

Bezugszeichenliste

 3 untere Lagerplatte
 5 Federkörper
 7 Gehäusetopf
10 Überströmkanal
21 Federblock
22 Kanal
23 Kanal
24 obere Lagerplatte
27 Gehäuse
28 Bolzen
29 Scheibe
30 Faltenbalg
30a Arbeitskammer
31 Schlauchbalg
31a Ausgleichskammer
32 Gehäuseboden
33 Auflage

Claims (7)

1. Elastisches Motorlager mit einem hohlzylindrischen Federblock (21) aus einem Elastomer, bei dem in mehreren Ebenen Scharen von jeweils innerhalb einer Ebene paral­ lelen und zumindest einseitig offenen Kanälen (22, 23) wechselnden Querschnitts vorgesehen sind und der Feder­ block (21) zwischen einer oberen (24) und einer unteren (3) Lagerplatte eingespannt ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale zur Erzielung einer zusätzlichen Dämp­ fung:

• a) an die untere Lagerplatte (3) schließt sich koaxial zum Federblock (21) ein hohlzylindrisches Gehäuse (27) aus festem Werkstoff an;
• b) ein an der oberen Lagerplatte (24) befestigter Bol­ zen (28) ragt mittig in den Innenraum des hohlzylin­ drischen Federblocks (21) und tritt durch eine zen­ trale Ausnehmung der unteren Lagerplatte (3) in den Innenraum des hohlzylindrischen Gehäuses (27);
• c) an seinem unteren Ende trägt der Bolzen (28) eine Scheibe (29), an der ein innerer Axialbalg (30) und ein äußerer Axialbalg (31) konzentrisch eingespannt sind;
• d) die zwei Axialbälge (30, 31) sind anderendig an der dem Bolzenende gegenüberliegenden Stirnwand (32) des Gehäuses (27) eingespannt, wobei der innere Axialbalg (30) eine flüssigkeitsgefüllte Arbeitskammer (30a) und der Ringraum zwischen innerem (30) und äußerem (31) Axialbalg eine Ausgleichskammer (31a) bildet;
• e) in der Stirnwand des Gehäuses (27) verläuft ein Überströmkanal (10) von einer Durchtrittsöffnung der Arbeitskammer (30a) zu einer Durchtrittsöffnung der Ausgleichskammer (31a).

2. Elastisches Motorlager nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen der unteren Lagerplatte (3) und der Scheibe (29) ein elastischer, vom Bolzen (28) zentrierter Federkörper (5) eingespannt ist.

3. Elastisches Motorlager nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der innere Axialbalg (30) ein Faltenbalg ist.

4. Elastisches Motorlager nach Anspruch 1, 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der äußere Axialbalg (31) eine nach außen gewölbte elastische Wandung besitzt.

5. Elastisches Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal (10) in der Stirnwand des Gehäuses (27) spiralförmig um die Achse des hohlzylindrischen Gehäuses (27) verläuft.

6. Elastisches Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand des Gehäu­ ses (27) an ihrer dem unteren Bolzenende gegenüberlie­ genden Innenseite mit einem die Axialbewegung des Bol­ zens (28) nach unten begrenzenden Axialanschlag, insbe­ sondere einer federnden Auflage (33), versehen ist.

7. Elastisches Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (27) einen zylindrischen Topf (7) aufweist, dessen Rand an der un­ teren Lagerplatte (3) des Federblocks (21) befestigt ist.