DE4139049A1 - 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 Feder­ steifigkeiten.

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 Motortuckerns bei 7 Hz, sowie von Lastwechseln bei etwa 2 bis 3 Hz.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein derartiges elastisches Motorlager so zu er­ tüchtigen und auszugestalten, daß es unter möglichst ge­ ringer Ausweitung seines Bauvolumens 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 Bolzen ragt von der oberen Lagerplatte mittig in den Innenraum des hohlzylindrischen Federblocks und tritt durch eine zentrale Ausnehmung der unteren La­ gerplatte in den Innenraum des hohlzylindrischen Ge­ häuses, wobei die zentrale Ausnehmung eine Axialbewe­ gung des Bolzens relativ zur unteren Lagerplatte zu­ läßt;
• c) unterhalb der unteren Lagerplatte tritt der Bolzen durch den Zentralbereich einer elastischen Kappe, wo­ bei der Zentralbereich der Kappe am Bolzen und der Außenumfang der Kappe an der zylindrischen Innenwand des Gehäuses eingespannt sind;
• d) mit seinem unteren Ende tritt der Bolzen durch den Zentralbereich einer Membran, wobei der Zentralbe­ reich der Membran am Bolzenende und der Außenumfang der Membran an der zylindrischen Innenwand des Gehäu­ ses eingespannt sind, so daß die Membran einen von der elastischen Kappe begrenzten Innenraum des Gehäu­ ses in eine obere und eine untere Kammer teilt, die mit Flüssigkeit gefüllt sind; und
• e) in der Zylinderwand des Gehäuses verläuft ein ring­ förmiger Überströmkanal von einer Durchtrittsöffnung der unteren Kammer zu einer Durchtrittsöffnung der oberen Kammer.

Durch eine solche Gestaltung wird der hochdämmende Fe­ derblock um ein hydraulisch dämpfendes Zweikammer-Motor­ lager ergänzt, so daß das Lager jetzt sowohl eine opti­ male Dämmung für Körperschall als auch eine hohe Dämp­ fung für niederfrequente Schwingungen großer Amplitude aufweist.

Montagetechnisch und wirtschaftlich günstig ist eine Ausführungsform, bei welcher der Gehäusezylinder aus drei Innensegmenten zusammengesetzt ist, wobei zwischen den zwei oberen Ringsegmenten der Außenumfang der ela­ stischen Kappe und zwischen den zwei unteren Ringseg­ menten der Außenumfang der Membran eingespannt sind.

Fertigungstechnische Vorzüge bietet eine Ausbildung des ringförmigen Überströmkanals in der Form, daß Ringnuten am Innenumfang der zwei unteren Ringsegmente vorgesehen werden und die nach innen gewandte, offene Seite der Ringnuten durch Hülsensegmente verschlossen wird.

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 eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Fig. einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes La­ ger mit kombiniertem hydraulischem Dämpferteil.

Wie aus der Figur ersichtlich, weist das Motorlager ei­ nen hohlzylindrischen Federblock 21 aus Elastomer auf, der von radialen Kanälen 22 oder parallel zueinander verlaufenden Kanälen 23 mit von Ebene zu Ebene um je­ weils 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 Feder­ blocks 21 in axialer Richtung nacheinander zunehmend ge­ genüberliegende Wandungen eines Kanals miteinander in Berührung kommen und damit ein sanfter Anstieg der Fe­ derkennlinie gegeben ist.

Dieser Federkörper 21 ist zwischen einer oberen Lager­ platte 24 mit einem zentralen Gewindebolzen 25 zur Fest­ legung am Motor und einer unteren Lagerplatte 26 einge­ spannt.

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 26 ein hydraulisches Zweikammer-Lager an, des­ sen Aufbau im folgenden beschrieben wird.

Koaxial zum Federblock 21 ist ein hohlzylindrisches Ge­ häuse 27 aus festem Werkstoff an der unteren Lagerplatte 26 befestigt. Von der oberen Lagerplatte 24 ragt mittig ein Bolzen 28 in den Innenraum 29 des hohlzylindrischen Federblocks 21 und tritt - im vorliegenden Beispiel ver­ längert durch einen Schraubbolzen 01 - durch eine zen­ trale Ausnehmung 30 der unteren Lagerplatte 26 in den Innenraum 31 des hohlzylindrischen Gehäuses 27, wobei die zentrale Ausnehmung 30 eine Axialbewegung des (zu­ sammengesetzten) Bolzens relativ zur unteren Lagerplatte 26 zuläßt. Unterhalb der unteren Lagerplatte 26 tritt der Bolzen durch den Zentralbereich einer elastischen Kappe 02, wobei der Zentralbereich der Kappe 02 am Bol­ zen und der Außenumfang der Kappe 02 an der zylindri­ schen Innenwand des Gehäuses 27 eingespannt sind. Unter Zwischenschaltung einer Distanzscheibe 04 tritt der Bol­ zen mit seinem unteren Ende durch den Zentralbereich ei­ ner Membran 08, wobei der Zentralbereich der Membran 08 mittels der Distanzscheibe 04, einer Klemmscheibe 10 und einer Sechskantschraube 11 am Ende des Bolzens und der Außenumfang der Membran 08 an der zylindrischen Innen­ wand des Gehäuses 27 eingespannt sind, so daß die Mem­ bran 08 den von der elastischen Kappe 02 begrenzten unteren Innenraum des Gehäuses 27 in eine obere Kammer 32 und eine untere Kammer 33 teilt, die mit Flüssigkeit gefüllt sind. Schließlich verläuft in der Zylinderwand des Gehäuses 27 ein ringförmiger Überströmkanal 34 von einer Durchtrittsöffnung 35 der unteren Kammer 33 zu ei­ ner (nicht dargestellten) Durchtrittsöffnung der oberen Kammer 32.

Vorteilhaft weist die elastische Kappe 02 einen verdick­ ten, mittleren, am Bolzen festgelegten Bereich und eine flexible, auswölbbare, dünnere Wandung im radial äußeren Bereich auf. Die Kappe 02 kann beispielsweise aus Gummi, die Membran 08 etwa aus einem armierten Gewebe bestehen.

Der Gehäusezylinder 27 ist im vorliegenden Beispiel aus drei Ringsegmenten 03, 05 und 07 zusammengesetzt, wobei zwischen dem obersten Ringsegment 03 und dem mittleren Ringsegment 05 der Außenumfang der elastischen Kappe 02 eingespannt ist, während zwischen dem mittleren Ringseg­ ment 05 und dem unteren Ringsegment 07 der Außenumfang der Membran 08 eingespannt ist.

Der ringförmige Überströmkanal 34 kann etwa durch Ringnuten am Innenumfang der zwei unteren Ringsegmente 05 und 07 gebildet sein, wobei die nach innen gewandte, offene Seite der Ringnuten durch Hülsensegmente 06 bzw. 09 verschlossen wird.

Das unterste Ringsegment 07 beinhaltet im vorliegenden Beispiel eine Bodenplatte 36 des Gehäuses 27. Sie ist zur Festlegung des Motorlagers an der Karosserie des Fahrzeuges ausgebildet. Ferner kann die dem unteren Bol­ zenende gegenüberliegende innere Stirnwand des Gehäuses 27, d. h. die obere Fläche der Bodenplatte 36, mit einem die Axialbewegung des Bolzens nach unten begrenzenden Axialanschlag, insbesondere einer federnden Auflage 37, versehen sein.

Wenn nunmehr niederfrequente Schwingungen großer Ampli­ tude auf die obere Lagerplatte 24 einwirken, wird der Bolzen 25/28/01 und damit die Membran 08 nach unten ge­ drückt, so daß Flüssigkeit von der unteren Kammer 33 über den Überströmkanal 34 in die obere Kammer 32 strömt und durch Reibungsverluste während dieses Übertrittes eine entsprechende Dämpfung erfolgt. Bei Zugbelastungen auf die obere Lagerplatte 24 erfolgt dann ein Rückströ­ men von der oberen Kammer 32 in die untere Kammer 33.

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

 1 (Schraub)-Bolzen
 2 Kappe
 3 oberstes Ringsegment
 4 Distanzscheibe
 5 mittleres Ringsegment
 6 Hülsensegment
 7 unterstes Ringsegment
 8 Membran
 9 Hülsensegment
10 Klemmscheibe
11 Sechskantschraube
21 Federblock
22 Kanal
23 Kanal
24 obere Lagerplatte
25 Gewindebolzen
26 untere Lager
27 Gehäuse
28 Bolzen
29 Innenraum des Federblocks
30 Ausnehmung
31 Innenraum des Gehäuses
32 obere Kammer
33 untere Kammer
34 Überströmkanal
35 Durchtrittsöffnung
36 Bodenplatte
37 Auflage

Claims (5)

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 (26) Lagerplatte eingespannt ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale zur Erzielung einer zusätzlichen Dämp­ fung:

• a) an die untere Lagerplatte (26) schließt sich koaxial zum Federblock (21) ein hohlzylindrisches Gehäuse (27) aus festem Werkstoff an;
• b) ein Bolzen (28, 01) ragt von der oberen Lagerplatte (24) mittig in den Innenraum (29) des hohlzylindri­ schen Federblocks (21) und tritt durch eine zentrale Ausnehmung (30) der unteren Lagerplatte (26) in den Innenraum (31) des hohlzylindrischen Gehäuses (27), wobei die zentrale Ausnehmung (30) eine Axialbewegung des Bolzens (01) relativ zur unteren Lagerplatte (26) zuläßt;
• c) unterhalb der unteren Lagerplatte (26) tritt der Bol­ zen (01) durch den Zentralbereich einer elastischen Kappe (02), wobei der Zentralbereich der Kappe (02) am Bolzen (01) und der Außenumfang der Kappe (02) an der zylindrischen Innenwand des Gehäuses (27) einge­ spannt sind;
• d) mit seinem unteren Ende tritt der Bolzen (01) durch den Zentralbereich einer Membran (08), wobei der Zen­ tralbereich der Membran (08) am Bolzenende und der Außenumfang der Membran (08) an der zylindrischen In­ nenwand des Gehäuses (27) eingespannt sind, so daß die Membran (08) einen von der elastischen Kappe (02) begrenzten Innenraum des Gehäuses (27) in eine obere (32) und eine untere (33) Kammer teilt, die mit Flüs­ sigkeit gefüllt sind; und
• e) in der Zylinderwand des Gehäuses (27) verläuft ein ringförmiger Überströmkanal (34) von einer Durch­ trittsöffnung (35) der unteren Kammer (33) zu einer Durchtrittsöffnung der oberen Kammer (32).

2. Elastisches Motorlager nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elastische Kappe (02) einen ver­ dickten, mittleren, am Bolzen (01) festgelegten Bereich und im radial äußeren Bereich eine flexible, auswölb­ bare, dünnere Wandung aufweist.

3. Elastisches Motorlager nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gehäusezylinder (27) aus drei Ringsegmenten (03, 05, 07) zusammengesetzt ist, wo­ bei zwischen den zwei oberen Ringsegmenten (03, 05) der Außenumfang der elastischen Kappe (02) und zwischen den zwei unteren Ringsegmenten (05, 07) der Außenumfang der Membran (08) eingespannt sind.

4. Elastisches Motorlager nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Überström­ kanal (34) durch Ringnuten am Innenumfang der zwei unte­ ren Ringsegmente (05, 07) gebildet ist, wobei die nach innen gewandte, offene Seite der Ringnuten durch Hül­ sensegmente (06, 09) verschlossen ist.

5. Elastisches Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem unteren Bol­ zenende gegenüberliegende Stirnwand (36) des Gehäuses (27) an ihrer Innenseite mit einem die Axialbewegung des Bolzens (28, 01) nach unten begrenzenden Axialanschlag, insbesondere einer federnden Auflage (37), versehen ist.