DE2149421B2 - Schraeglager mit einem aus gummi oder aehnlich elastischem werkstoff bestehenden federkoerper - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Schräglager insbesondere für die Motoraufhängung in Kraftfahrzeugen, mit einem aus Gummi oder einem anderen, gummiähnlichen elastischen Werkstoff bestehenden Federkörper, der zwischen zwei zueinander im wesentlichen parallelen aber zur statischen Lastrichtung schräg liegenden, mit Polster aus gummielastischen Auf- oder Zwischenlagen aufweisenden Anschlägen zum Begrenzen des Federweges versehenen Metallplatten angeordnet ist.

Es ist für schräg angeordnete Federkörper in so Keillagern od. dgl. üblich, zwischen die die beiden Schrägflächen überbrückenden Stege zusätzliche Gummipuffer als Anschläge einzusetzen, die den Federweg in Richtung der statischen Last begrenzen. In einem bekannten Lager dieser Kategorie (deutsches Gebrauchsmuster 69 40 344) dient ein zwischen die keilförmig gewölbten Metallteile gesondert eingesetzter Bügel als Anschlagelement unabhängig von den Federkörpern selbst. Die Wirksamkeit eines solchen Anschlagbügels ist aber ausschließlich auf die Richtung der statischen Last begrenzt. Die aus der Grundform herrührende Notwendigkeit zum paarweisen Gruppieren zweier in Wechselwirkung miteinander stehender Federkörper beiderseits einer Symmetrieachse legt die bekannten Lager zudem schon von vornherein auf einen verhältnismäßig steilen Verlauf der Feder-Kennlinie fest und macht sie ähnlich den bekannten Ringlagern iz. B. gemäß britischer Patentschrift 7 96 231) weniger zum Abfedern von mit größeren Schwingungsamplituden gegeneinander beweglichen Teilen als vielmehr nur zum Dämpfen höher-frequenter Vibrationen geeignet. Ähnliches gilt auch für andere bekannte Druck-Schubbeiastete Gummifedern mit Abwinkelungen (z. B. gemäß US-Patentschrift 21 47 660). Um den Federweg in solchen Lagern auch entgegengesetzt zur statischen Lastrichtung oder zusätzlich dazu zu dynamischen Lastrichtungen zu begrenzen, sind zusätzliche Anschläge in der notwendigen Anzahl unter oft umständlicher Montage vorzusehen.

Es ist darüber hinaus für abwechselnd aus Metall- und Gummischeiben geschichtete, vorwiegend in Laufwerken an Schienenfahrzeugen verwendeten Druck-Schub-Federeinheiten bekannt (deutsche Auslegeschrift 11 86 899), die über die Gummischeiben vorspringenden Enden der Metallscheiben als Widerlager auszubilden, wobei mit zunehmender Belastung benachbarte Metallscheiben in unmittelbaren Kontakt miteinander treten und bereichsweise Federteile des Lagers nacheinander ausgeschaltet werden. Zwingende Voraussetzung hierfür ist aber die aufwendige paketweise Schichtung einer Vielzahl von Gummi- und Metallagen, und andererseits ist die damit gebotene Regelmöglichkeit nur zum Anpassen an stark schwankende Anfangsbedingungen gerechtfertigt, wie es beispielsweise mit dem wechselnden Beladungszustand von Schienenfahrzeugen der Fall ist

Der Erfindung liegt demgegenüber als Aufgabe zugrunde, ein Schräglager mit mehrfacher Federwegbegrenzung und trotzdem vergleichsweise einfachem Aufbau zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei Schräglagern der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Anschläge von über den Federkörper frei hinausgreifenden Abwinkelungen der Metallplatten mit zur statischen oder/und zur dynamischen Lastrichtung rechtwinklig verlaufenden, paarweise sich gegenseitig überlappenden, jeweils einander und einer Außenfläche des Federkörpers zugekehrten Anschlagendflächen gebildet sind. Durch die sich überlappende Anordnung der Abwinkelungen in der Nähe der Außenfläche des Federkörpers werden in jedem Falle zwei Federwegrichtungen begrenzt, da sich die Überlappungen bei einer Federwegrichtung aneinanderlegen oder bei einer entgegengesetzten Federwegrichtung die innere Abwinkelung sich an den Federkörper anlegt Wesentlich ist der rechtwinkelige Verlauf der Anschlagflächen an den Abwinkelungen zu einer überwiegend auftretenden Lastrichtung. In der Regel ist eine Federwegbegrenzung in der statischen Lastrichtung sowie auch entgegengesetzt dazu erforderlich, während z. B. für eine Motoraufhängung oft auch Federwege aus der Übertragung von Drehmomenten sowie aus Beschleunigungen und Verzögerungen des Kraftfahrzeuges zu begrenzen sind. Um der Zerstörung der Federwegbegrenzungen durch Abrieb entgegenzuwirken, ist jeder Kraftrichtung ein rechtwinklig dazu liegendes Paar Abwinkelungen zum Begrenzen des Federweges vorgesehen. An schräg aufeinandertreffenden Anschlagflächen würde im Gegensatz dazu die Haltbarkeit je nach der Größe des Winkels wesentlich herabgesetzt.

Die Erfindung schließt ein, daß sich die Abwinkelungen gegenseitig überlappen, d. h., daß sie aus entgegengesetzten Richtungen zueinander geführt und sich überschneidend angeordnet sind, so daß sich zwei einander gegenüber und rechtwinklig zur Lastrichtung liegende Anschlagflächen ergeben. Die Teile der

Abwinkeiungen, die nicht Träger der Anschlagflächen sind, können so weit beliebig geführt sein, als sie die Federung des Lagers nicht behindern.

Vorteilhaft ist es zumindest für die Begrenzung der Federwege in statischer Lastrichtung, daß die beim Einfedern dem Federkörper sich näh.i.-nde Abwinkeiung dem Federkörper unmittelbar benachbart ist. Unter Einfedern ist dabei die Verformung des Federkörpers beim Einwirken der dynamischen Kräfte zu verstellen. Im Gegensatz dazu steht das Ausfedern, das eine dem Einfedern entgegengerichtete Schwingung (Bewegung) bedeutet Dies gilt auch für von der statischen Lastrichtung abweichende dynamische Kräfte, wie sie z. B. sn einem Motor als Drehmoment auftreten, wobei das Lager unter dem Einfluß des Momentes einfedert und sodann rückschwingend wieder ausfedert Wenn an dem Lager Anschlagflächen rechtwinklig zu einer oder mehreren Kraftrichtungen vorgesehen sind, sollte diejenige Abwinkelung dem Federkörper benachbart liegen, die sich ihm im Verlaufe des Einfedervorganges nähert, da infoige der verhältnismäßig großen Masse des Federkörpers beim Anschlagen der Abwinkelung an diesen eine weiche Wegbegrenzung erreicht wird, während umgekehrt beim Anschlagen der gleichen Abwinkelung an die äußere, überlappende Abwinkelung die Begrenzung des Federweges wesentlich härter ausfällt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verläuft die mit einer Anschlagfläche einer Abwinkelung zusammenwirkende äußere Fläche des Federkörpers zur ersten parallel (Fertigungszustand). Infolgedessen trifft die dem Federkörper benachbarte Abwinkelung mit im wesentlichen ganzflächiger Anlage auf den Federkörper auf.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Grundgedankens der Erfindung liegt nach einem weiteren Vorschlag darin, daß nur ein einziges Paar Abwinkelungen und die damit zusammenwirkende Außenfläche des Federkörpers zur statischen und zu einer (oder mehreren) dynamischen Lastrichtung rechtwinklig liegende Anschlagflächen aufweisen. Die Abwinkelungen haben in diesem Falle in dem Überlappungsbereich einen Knick, durch den zwei Paar im Winkel zueinander liegender Anschlagflächen gebildet werden, von denen bei Verformung des Federkörpers das eine Paar Anschlagflächen sich in der einen und das andere Paar Anschlagflächen sich in einer anderen Richtung anlegen. Es kann dann z. B. für eine Motorlagerung ein einziges Paar Abwinkelungen nicht nur zum Begrenzen des Federweges vertikal und tangential zum Drehmoment dienen, sondern es kann durch entsprechende Abbiegungen an den Abwinkeiungen auch Federwege aus dem Brems- bzw. dem Beschleunigungsmoment begrenzen. Diese Abbiegungen sind an den vorderen oder hinteren Rändern der Abwinkelungen vorzusehen.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch ein Lager mit zwei Paar Abwinkelungen,

F i g. 2 einen Schnitt durch ein Lager mit einem Paar oben liegender Abwinklungen und

F i g. 3 einen Schnitt durch ein Lager mit einem Paar unten liegender Abwinklungen.

In den schematischen Darstellungen nach F i g. 1 und 2 ist ein Motor 1 über einen Federkörper 2 aus gummielastischem Werkstoff auf einer Unterlage 3 abgestützt Der Federkörper 2 und die damit verbundenen Metallplatten 4,5 bilden eine Lagereinheit, von der zur Aufhängung eines Motors wenigstens drei erforderlich sind. Bei der Verwendung von drei Lagern können meistens zwei unter symmetrischer Anordnung zu einer durch den Schwerpunkt 6 gehenden vertikalen Längsebene einander gleich sein. Durch das Auftreten von Kräften verschiedener Art, sei es durch ein Drehmoment oder ein durch Beschleunigen oder Verzögern des Fahrzeugs über den Schwerpunkt 6 auftretendes

ίο Moment, sind unter bestimmten Voraussetzungen auch unterschiedliche Lager erforderlich. Es wird daher in den veranschaulichten Ausführungsbeispielen ein Lager isoliert von den erforderlichen anderen Lagern betrachtet.

Das Lager nach der F i g. 1 ist durch die statische Last in Richtung eines Pfeiles 7 beaufschlagt, wobei der Lagerkörper 2 gleichzeitig auf Schub und Druck beansprucht ist. Beim Auftreten dynamischer Kräfte in oder gegen die Richtung der statischen Last gemäß Pfeil 7 muß die Bewegung des Motors bei mitunter abnormal auftretenden Kräften begrenzt werden, damit er nicht mit irgendwelchen Teilen gegen das ihn umgebende Gehäuse schlägt. Die aus Fahrbahnunebenheiten herrührenden Federwege werden durch zwei ein Paar bildende Abwinklungen 8 und 9 begrenzt, die aus Verlängerungen der Metallplatten 4 und 5 gebildet sind. In dem sich überlappenden Bereich 10 sind die Anschlagflächen 12 einander parallel und stehen im rechten Winkel zum Pfeil 7, um beim Aneinanderschlagen ohne die Erzeugung von Schrägkomponenten die Kräfte aufnehmen zu können. Ein Polster 11 mindert dabei die Härte des Anschlages und das Entstehen von Geräuschen. Beim Einfedern, also bei einer Bewegung des Motors 1 in Richtung des Pfeiles 7, legt sich die Abwinklung 8 gegen eine Außenfläche 13 des Federkörpers 2 und begrenzt den Einfederungsweg verhältnismäßig weich. Die stärksten aus Fahrbahnunebenheiten herrührenden Kräfte wirken in Richtung des Pfeiles 7, während entgegengesetzt dazu der durch die Abwinklung 9 zu begrenzende Federweg auf einer abklingenden Schwingung beruht. Aus diesem Grund wird die beim Einfedern sich dem Federkörper 2 nähernde Abwinklung 8 vorteilhaft zwischen die andere Abwinklung 9 und die Anschlagfläche 13 gelegt. Es ist

auch denkbar, die Überlappung der Abwinklungen anders zu gestalten, so daß sich die dem Federkörper 2 benachbarte Abwinklung beim Einfedern vom Federkörpers 2 wegbewegt und mit der anderen Abwinklung in Berührung kommt. Diese Anordnung erfordert wegen der gerade beim Einfedern möglichen : ehr hohen Kräfte eine unnötige widerstandsfähige Ausbildung der Abwinklungen.

Am Lagerkörper 2 greifen weiter dynamische Kräfte aus dem vom Motor 1 ausgeübten Drehmoment um den Drehpunkt 6 in Richtung des Pfeiles 14 auf, die durch rechtwinklig dazu stehende Abwinklungen 15 und 16 aufgefangen werden. Diese wirken ebenso wie die vorbeschriebenen Abwinklungen 8 und 9, eben nur rechtwinklig zur Richtung des Pfeiles 14.

Eine erhebliche Werkstoffeinsparung wird bei einer Ausführung gemäß Fig.2 erzielt, bei der ein einziges Paar Abwinklungen die Federwege sowohl in Richtung des Pfeiles 7 und entgegengesetzt dazu als auch in Richtung des Pfeiles 14 und entgegengesetzt dazu begrenzt. Der sich überlappende Teil der Abwinklung 17 und der Abwinklung 18 ist in eine Zone 19 und eine im Winkel dazu liegende Zone 20 aufgeteilt. Innerhalb der Verlängerung der beiden Zonen ist auch die

Außenfläche 13 des Federkörpers 2 jeweils parallel zu den Teilen der Abwinklungen gestaltet.

Gemäß Fig.3 können die Abwinklungen 17 und 18 im Vergleich zu dem in F i g. 2 veranschaulichten Lager auch auf der entgegengesetzten, tiefer liegenden Seite angeordnet sein, wobei dann aber die Abwinklung 17 der am nicht gefederten Teil befestigten Platte 5 zum Federkörper 2 benachbart angeordnet wird, während die Abwinklung 18 der gefederten Metallplatte 4 die äußere Abwinklung bildet. Beim Einfedern gemäß Pfeil 7 wird die Federwegbegrenzung durch die Abwinklung 17 gestellt, während beim Einfedern gemäß Pfeil 14 die Abwinklung 18 in Zusammenhang mit der Abwinklung 17 den Federweg begrenzt. Das Polster 11 füllt den Abstand 2ί zwischen den Abwinklungen 17 und 18 vollständig aus, ist aber durch einen Hohlraum 22 in zwei Abschnitte aufgeteilt, Die Polster 11 können

gemäß den F i g. 1 und 2 flach mit gleichbleibende: Dicke sein, können aber auch dachförmig sowohl
Längs- als auch in Querrichtung ausgebildet sein wodurch sie sich beim Belasten zunehmend an di< Gegenfläche anlegen.

Soll ein Lager eine Federwegbegrenzung gegen
horizontaler Richtung wirkende Kräfte aufweisen werden in Abwandlung der vorstehenden Erläuterun gen die sich überlappenden Abwinklungen in rechtwink liger Lage zur Kraftrichtung angeordnet. Dabei ist e nicht erforderlich, daß die am Lager angreifendei Kräfte wie in den erläuterten Ausführungsbeispielei parallel zur Zeichenebene verlaufen, sondern könnei ebenso in die Zeichenebene hinein oder heraus gedach werden, wobei die Abwinklungen zur Wegbegrenzunj entsprechend in einem rechten Winkel zueinande liegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schräglager insbesondere für die Motoraufhängung in Kraftfahrzeugen, mit einem aus Gummi oder einem anderen, gummiähnlichen elastischen Werkstoff bestehenden Federkörper, der zwischen zwei zueinander im wesentlichen parallelen aber zur statischen Lastrichtung schräg liegenden, mit Polster aus gummielastischen Auf- oder Zwischenlagen aufweisenden Anschlägen zum Begrenzen des Federweges versehenen Metallplatten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge von über den Federkörper (2) frei hinausgreifenden Abwinkelungen (8,9· 15,16,17,18) der Metallplatten (4, 5) mit zur statischen (7) oder/und zur dynamischen (14) Lastrichtung rechtwinkelig verlaufenden, paarweise sich gegenseitig überlappenden, jeweils einander und einer Außenfläche (13) des Federkörpers zugekehrten Anschlagendflächen (12) gebildet sind.

2. Schräglager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Einfedern dem Federkörper (2) sich nähernde Abwinkelung dem Federkörper unmittelbar benachbart ist.

3. Schräglager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Anschlagfläche einer Abwinkelung (8, 15, 18) zusammenwirkende äußere Fläche (13) des Federkörpers (2) zur ersteren parallel verläuft.

4. Schräglager nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Paar Abwinkelungen (17, 18) und die damit zusammenwirkende Außenfläche (13) des Federkörpers (2) zur statischen und zu einer (oder mehreren) dynamischen Lastrichtung (6, 14) rechtwinkelig liegende Anschlagflächen (12,13) aufweisen.