DE19506808C2 - Elastisches Motorlager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elastisches Motorlager, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zwei koaxialen, elastomeren Tragelementen, die zwischen beabstandeten An­ schlagplatten und einer mittleren Trageinrichtung verspannt sind, wobei die An­ schlagplatten über ein hülsenförmiges Kernteil verbunden sind, das durch eine hohlzylindrische Ausnehmung der mittleren Trageinrichtung geführt ist und eine Axialbohrung zur Aufnahme einer Spannschraube aufweist, und wobei die Trageinrichtung die freien Endbereiche der Tragelemente abstützt.

Ein derartiges Motorlager ist aus der EP 0 058 911 A1 bekannt. Das bekannte elastische Motorlager weist zwei koaxiale, elastomere Tragelemente auf, die jeweils kegelstumpfförmig ausgebildet sind. Die beiden Tragelemente sind zwischen zwei beabstandeten Anschlagplatten und einer mittleren Trageinrichtung verspannt. Die Anschlagplatten sind über ein hülsenförmiges Kernteil miteinander verbunden, das durch eine hohlzylindrische Ausnehmung der mittleren Trageinrichtung geführt ist. Das hülsenförmige Kernteil weist weiterhin eine Axialbohrung zur Aufnahme einer Spannschraube auf. Bei dem bekannten Motorlager kann es bei einer radialen Auslenkung, insbesondere bei stoßartigen Belastungen, zum Kontakt der hohlzylindrischen Ausnehmung der mittleren Trageinrichtung mit dem hülsenförmigen Kernteil kommen, die jeweils aus Metall hergestellt sind. Durch die im wesentlichen gleichartige Ausgestaltung des ersten und zweiten Tragelements liegt bei diesen einen im wesentlichen gleichen Kennung vor. Bereits bei relativ kleinen Auslenkungen des Motorlagers führt diese Ausgestaltung dazu, daß keine kraftschlüssige Fixierung des entlasteten Tragelements mehr vorliegt.

Aus der DE 21 04 965 C2 ist ein Schwingungsdämpfer mit zwei elastischen Tragelementen bekannt, die zwischen einer mittleren Trageinrichtung und beabstandeten Anschlagplatten verspannt sind. Die gleichartig ausgebildeten Tragelemente weisen jeweils einen hohlzylindrischen Bereich auf, der ein hülsenförmiges Kernteil teilweise umgibt, das die Anschlagplatten miteinander verbindet.

Ausgehend von einem Motorlager der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Motorlager vorzuschlagen, bei dem in allen Einfederungspositionen eine federnde Aufnahme der mittleren Trageinrichtung gewährleistet ist, wobei weiterhin geringe radiale Federkonstanten und ein großer axialer und radialer Freiweg vorliegen soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Motorlager der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß das erste Tragelement einen näherungsweise T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei ein hohlzylindrischer Bereich, der das hülsenförmige Kernteil aufnimmt und sich von der ersten Anschlagplatte zu der zweiten Anschlagplatte erstreckt, und ein abragender schräg verlaufender Bereich vorgesehen sind, daß das zweite Tragelement näherungsweise tassenförmig ausgebildet ist, daß die mittlere Trageinrichtung Aufnahmebereiche für die formschlüssige Aufnahme der freien Endbereiche der beiden Tragelemente aufweist, und daß die hohlzylindrische Ausnehmung der mittleren Trageinrichtung den hohlzylindrischen Bereich des ersten Tragelements mit Abstand umgibt.

Bei dem erfindungsgemäßen Motorlager werden durch die Ausgestaltung der Tragelemente, der Anschlagplatten und der mittleren Trageinrichtung geringe radiale Federkonstanten und ein großer axialer und radialer Freiweg geschaffen. Ein wesentlicher Vorteil ist hierbei, daß der hohlzylindrische Bereich des ersten Tragelements einen gummielastischen Radialanschlag bildet. Somit werden radiale Auslenkungen optimal gedämpft. Die Geometrie der Tragelemente und der sie umgebenden Metallteile des Motorlagers ist hierbei so ausgelegt, daß die Verfor­ mung der elastischen Tragelemente mit steigender Einfederung der Elemente von einer Druck-, Schub- und/oder Biegebeanspruchung durch Abrolleffekte in eine Druckverformung übergeht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Vorteilhaft sind die Tragelemente mit mindestens einer Verstärkungseinlage, insbesondere im Bereich der Anschlagplatte und/oder der mittleren Trageinrichtung, versehen. Zweckmäßig sind die Verstärkungseinlagen lösbar in die Tragelemente eingesteckt.

In weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß das zweite Tragelement einen freien Endbereich aufweist, der im wesentlichen koaxial ausgerichtet ist und sich zum Ende hin erweitert. Durch eine derartige Geometrie wird erreicht, daß nach der Einfederung ein progressiver Anstieg der Steifigkeit erzielt wird.

Vorteilhaft ist der Endbereich des ersten Tragelementes formschlüssig an dem zweiten Tragelement aufgenommen. Hierdurch wird trotz lösbarer Anordnung der Tragelemente, deren gute Fixierung erreicht.

Die mittlere Trageinrichtung ist zweckmäßig als einstückiges Formteil ausgebildet, an dem die Aufnahmebereiche integriert sind.

Vorteilhaft ist das Motorlager aus Einzelteilen montiert, wobei die federelasti­ schen Tragelemente von den übrigen Metallteilen des Motorlagers trennbar ange­ ordnet sind.

Eine Variation des Radialfreiweges kann dadurch erreicht werden, daß das Kern­ teil und/oder der Bereich (25) und/oder die mittlere Trageinrichtung (13) unter­ schiedliche Querschnittsformen zueinander aufweisen. Beispielsweise kann das Kernteil mit einem ovalen Querschnitt ausgebildet sein.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt ist. Hierin zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Motorlager,

Fig. 2 eine Einzeldarstellung des ersten Tragelementes des Motorlagers gemäß Fig. 1, und

Fig. 3 eine Einzeldarstellung des zweiten Tragelementes des Motorlagers gemäß Fig. 1.

Das in Fig. 1 im Vertikalschnitt dargestellte Motorlager 10 dient der Lagerung eines nicht näher dargestellten Motors eines Kraftfahrzeuges. Hierbei erfolgt die Krafteinleitung in Richtung des Pfeiles F. Das Motorlager 10 weist zwei beab­ standete Anschlagplatten 11, 12 auf, zwischen denen ein erstes Tragelement 14 und ein zweites Tragelement 15 aufgenommen sind. Die Tragelemente 14, 15 sind jeweils aus einem elastomeren Material, insbesondere Gummi, hergestellt. Zwischen den Anschlagplatten 11, 12 ist ein koaxial verlaufendes, hohlzylinder­ förmiges Kernteil 16 angeordnet. Hierbei ist das Kernteil 16 an der ersten An­ schlagplatte 11 über eine Schweißverbindung 21 festgelegt. Das hohlzylinder­ förmige Kernteil 16 weist eine Axialbohrung 17 auf, die eine Spannschraube 18 aufnimmt. Im mittleren Bereich des Motorlagers 10 ist eine mittlere Trageinrich­ tung 13 vorgesehen, die an einem nicht näher dargestellten Karosserieteil des Kraftfahrzeuges festgelegt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die mitt­ lere Trageinrichtung 13 als einteiliges Formteil ausgebildet, an dem Aufnahmebereiche 22, 23 für die formschlüssige Aufnahme der freien Enden der Tragelemente 14, 15 vorgesehen sind.

Fig. 2 zeigt in Einzeldarstellung einen Vertikalschnitt durch das erste federelasti­ sche Tragelement 14. Das Tragelement 14 besitzt einen näherungsweise T- förmigen Querschnitt, wobei ein hohlzylindrischer Bereich 25 vorgesehen ist. Der hohlzylindrische Bereich 25 weist eine Kernbohrung 27 auf. Von der Außenseite des hohlzylindrischen Bereiches 25 ragt ein schräg zur Oberfläche des hohlzylin­ dischen Bereiches 25 verlaufender Bereich 26 ab. Endseitig ist der Bereich 26 mit einer Stützfläche 28 ausgebildet, die eine S-förmige Oberflächenkontur aufweist. In das Tragelement 14 sind lösbar Verstärkungseinlagen 19, 20 eingeführt. Die Verstärkungseinlagen 19, 20 sind jeweils aus Metall hergestellt. Hierbei ist im Bereich der Anschlagplatte 11 eine winkelförmige Verstärkungseinlage 19 und im Bereich der Stützfläche 28 eine S-förmige Verstärkungseinlage 20 vorgesehen.

Fig. 3 zeigt in Einzeldarstellung einen Vertikalschnitt durch das zweite Tragele­ ment 15. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß das zweite Tragelement 15 tassenförmig ausgebildet ist. Im Zentrum weist das zweite Tragelement 15 eine kreisförmige Aussparung 29 zur Aufnahme des Kernteiles 16 auf. Ausgehend von der Aussparung 29 erweitert sich die Wandstärke des zweiten Tragelemen­ tes 15 in Richtung des freien Endbereiches 30. Der freie Endbereich 30 ist im wesentlichen koaxial ausgerichtet.

In den Fig. 2 und 3 sind die Tragelemente 14, 15 im unverspannten Zustand gezeigt. Demgegenüber zeigt Fig. 1 den Einbauzustand der Tragelemente 14, 15. Im montierten Zustand des Motorlagers 10 wird das Kernteil 16 in der Kern­ bohrung 27 des ersten Tragelementes 14 aufgenommen. Der hohlzylindrische Bereich 25 des ersten Tragelementes 14 erstreckt sich von der ersten Anschlag­ platte 11 bis zu der zweiten Anschlagplatte 12. Die Stützfläche 28 des abra­ genden Bereiches 26 des ersten Tragelementes 14 stützt sich form­ schlüssig an der Aufnahme 22 der mittleren Trageinrichtung 13 ab. Hierbei bewirkt die in diesem Bereich vorgesehene metallische Verstärkungseinlage 20 eine gute Fixierung des Bereiches 26 an der mittleren Trageinrichtung 13. Im verspannten Zustand wird der Bereich 26 des ersten Tragelementes 14 gegenüber dem unver­ spannten Zustand komprimiert, wodurch eine Verdickung auftritt. Endseitig ist der hohlzylindrische Bereich 25 des ersten Tragelementes 14 mit einem Ringan­ satz 31 versehen, der im montierten Zustand des Motorlagers 10 in einen Spalt zwischen dem Kernteil 16 und dem zweiten Tragelement 15 eingeführt ist. Im Bereich der Verbindungsstelle 32 zwischen dem ersten Tragelement 14 und dem zweiten Tragelement 15 sind die Außenkonturen der Tragelemente 14, 15 form­ schlüssig aneinander angepaßt.

Der freie Endbereich 30 des zweiten Tragelementes 15 wird an dem Aufnahmebereich 23 der mittleren Trageinrichtung 13 formschlüssig aufgenommen. Im verspannten Zustand des Motorlagers 10 ist der freie Endbereich 30 des zweiten Tragelementes 15 koaxial ausgerichtet.

Die hohlzylindrische Ausnehmung 24 der mittleren Trageinrichtung 13 ist mit Ab­ stand zur Außenseite des hohlzylindrischen Bereiches 25 des ersten Tragelemen­ tes 14 angeordnet. Somit wird ein relativ großer radialer Freiweg geschaffen, der darüber hinaus noch einen elastischen Anschlag aufweist. Die Ausnehmung 24 weist eine hohlzylinderförmige Innenfläche 33 auf, die eine breite Anlagefläche bezüglich des hohlzylindrischen Bereiches 25 bildet.

Wie weiterhin aus Fig. 1 hervorgeht, weisen die Anschlagplatten 11, 12 plane Aufnahmeflächen 34, 35 auf. Ebenfalls werden die Tragelemente 14, 15 seitlich nicht durch die mittlere Trageinrichtung 13 abgedeckt. Durch die Ausgestaltung der Tragelemente 14, 15 und der sie umgebenden Lagerteile 11, 12, 13 wird erreicht, daß die Verformung der Tragelemente 14, 15 mit steigender Einfede­ rung durch Abrolleffekte in eine Druckverformung übergeht. In der Anfangsphase der Einfederung ist wesentlich, daß bei dem Motorlager 10 ein großer axialer Freiweg vorliegt. Weiterhin ist in Radialrichtung ebenfalls ein großer radialer Freiweg gegeben, wobei nur eine geringe radiale Federkonstante vorliegt. Hierbei wird bei einer radialen Auslenkung die Innenfläche 33 der mittleren Trageinrich­ tung 13 von der Außenseite des hohlzylindrischen Bereiches 25 des ersten Trag­ elementes 14 federnd aufgenommen.

Das in Fig. 1 unten liegende zweite Tragelement 15 ist derart ausgelegt, daß der Übergang von der Biegeverformung zur Druckverformung infolge der Abrol­ lung gleichmäßig erfolgt. Hierbei liegt ein progressiver Steifigkeitsanstieg vor. Bei der Einfederung des Motorlagers 10 gewährleistet die formschlüssige Aufnahme 23 an der mittleren Trageinrichtung 13 in allen Funktionsstellungen eine sichere Fixierung des freien Endbereiches 30 des Tragelementes 15. Bei großer axialer Einfederung gerät die Stirnfläche 36 der mittleren Trageinrichtung 13 in Kontakt mit dem zweiten Tragelement 15. Hierdurch wird das zweite Tragelement 15 kurzgeschlossen, wodurch weiterhin verhindert wird, daß der freie Endbereich 30 aus seinem Aufnahmebereich 23 an der mittleren Trageinrichtung 13 rutscht.

Durch eine andere Querschnittsform des Kernteiles kann der radiale Freiweg des Motorlagers 10 variiert werden.

Die aus elastischem Material, insbesondere Gummi, hergestellten Teile des Mo­ torlagers 10 sind lösbar mit den Metallteilen verbunden. Hierdurch ist eine einfa­ che Montage und Demontage der Einzelteile des Motorlagers 10 möglich.

Claims (7)

1. Elastisches Motorlager (10), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zwei koaxialen, elastomeren Tragelementen (14, 15), die zwischen beabstandeten Anschlagplatten (11, 12) und einer mittleren Trageinrichtung (13) verspannt sind, wobei die Anschlagplatten (11, 12) über ein hülsenförmiges Kernteil (16) verbunden sind, das durch eine hohlzylindrische Ausnehmung (24) der mittleren Trageinrichtung (13) geführt ist und eine Axialbohrung (17) zur Aufnahme einer Spannschraube (18) aufweist, und wobei die Trageinrichtung (13) die freien Endbereiche der Tragelemente (14, 15) abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Tragelement (14) einen näherungsweise T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei ein hohlzylindrischer Bereich (25), der das hülsenförmige Kernteil (16) aufnimmt und sich von der ersten Anschlagplatte (11) zu der zweiten Anschlagplatte (12) erstreckt, und ein abragender schrägverlaufender Bereich (26) vorgesehen sind, daß das zweite Tragelement (15) näherungsweise tassenförmig ausgebildet ist, daß die mittlere Trageinrichtung (13) Aufnahmebereiche (22, 23) für die formschlüssige Aufnahme der freien Endbereiche der beiden Tragelemente (14, 15) aufweist und daß die hohlzylindrische Ausnehmung (24) der mittleren Trageinrichtung (13) den hohlzylindrischen Bereich (25) des ersten Tragelementes (14) mit Abstand umgibt.

2. Elastisches Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente (14, 15) mit mindestens einer Verstärkungseinlage (19, 20), insbesondere im Bereich der Anschlagplatten (11, 12) und/oder der mittleren Trageinrichtung (13), versehen sind.

3. Elastisches Motorlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite Tragelement (15) einen freien Endbereich (30) aufweist, der im wesentlichen koaxial ausgerichtet ist und sich zum Ende hin erweitert.

4. Elastisches Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an dem ersten Tragelement (14) ein Ringansatz (31) vorgesehen ist, der formschlüssig an dem zweiten Tragelement (15) aufgenommen ist.

5. Elastisches Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die mittlere Trageinrichtung (13) als einstückiges Formteil ausgebil­ det ist, an dem die Aufnahmebereiche (22, 23) integriert sind.

6. Elastisches Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Motorlager (10) aus getrennten Einzelteilen mon­ tiert ist, wobei die federelastischen Tragelemente (14, 15) lösbar ange­ ordnet sind.

7. Elastisches Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Kernteil (16) und/oder der Bereich (25) und/oder die mittlere Trageinrichtung (13) unterschiedliche Querschnittsformen zueinander aufweisen.