DE2360857A1

DE2360857A1 - Elastisches lager, insbesondere motorlager

Info

Publication number: DE2360857A1
Application number: DE2360857A
Authority: DE
Inventors: Raoul Dipl Ing Joern; Peter Reichardt
Original assignee: Joern GmbH
Current assignee: Joern GmbH
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1973-12-06
Publication date: 1975-06-12
Also published as: US3955808A; FR2272308B1; DE7343416U; ATA927074A; GB1454145A; DE2360857C2; JPS50152163A; AT338631B; FR2272308A1

Description

Jörn Grabli, 7O13 Oeffingen

Elastisches Lager, insbesondere Motorlager

Die Erfindung betrifft ein elastisches Lager, insbesondere Motorlager, bestehend aus einem inneren hochkant gestellten, rechteckigen rhombischen oder doppelkeilf örmigen Metallteil', je einem an den vier ebenen Seitenflächen des Rechteckes, Rhombus oder Doppelkeiles angehafteten Gummikörpers und einem äußeren mit einem Flansch versehenen Metallteil.

Es sind keilförmige Motorlager bekannt, bei denen zwei symmetrisch angeordnete, bei vertikaler Belastung auf Schub und'Druck beanspruchte Gummikörper zwischen inneren und äußeren Metallteilen angehaftet sind. Mit diesen Elementen können je nach Neigungswinkel des Keiles unterschiedliche Federkonstanten in vertikaler Richtung erzielt werden. Durch die Überlagerung von Schub und Druck werden Biegespannungen vermieden und eine günstige Spannungsverteilung erreicht. Bei abhebenden Kräften wird der Gummi auf Zug beansprucht und Zugspannungen führen zu Einrissen an den Hafträndern und bei häufigen Lastwechseln zum völligen Reißen des Gummis. Gegen abhebende Kräfte können Keillager durch Anschlagplatten mit druckbeanspruchter Gummiauflage gesichert werden. . Sobald diese zur Wirkung kommen, ist jedoch die Schwingungs- und Geräuschisolierung nicht mehr ausreichend. Diese keilförmigen Lager sind daher zur Aufnahme entgegen der Keilrichtung wirkender, also abhebender Kräfte nicht brauchbar.

Es wurde auch versucht, je zwei keilförmige Elemente antisymmetrisch anzuordnen und gegebenenfalls auch gegeneinanderzuspannen.

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Derartige Lagerungen erfordern großen Einbauraum und sind kostspielig, weil mehrere Vulkanisierformen benötigt werden. Auch macht die Montage solcher' Lager und die Abstimmung der'beiden miteinander wirkenden Elemente hinsichtlich der Pederkennung Schwierigkeiten .

Die zur Zeit entwickelten Verbrennungsmotoren für Fahrzeuge haben gegenüber früheren Typen eine erheblich höhere Leistung und damit ein höheres Drehmoment, ohne daß das Gewicht wesentlich zugenommen hat. Für die Motorlagerung bleibt daher die statische Vertikalbelastung unverändert, aber die Reaktionskräfte aus .dem Drehmoment des Motors wachsen erheblich an. Diese Reaktionskräfte sind beim gegenwärtigen Entwicklungsstand für die Dauerfestigkeit elastischer Motorlager maßgebend. Die bisher üblichen Keillager genügen den gestellten Anforderungen nicht mehr, wenn sie für moderne Fahrzeug-Motoren mit angeflanschtem Getriebe - insbesondere bei direktem Front— oder Heckantrieb — oder für frei aufgehängte Getriebe verwendet werden, bei denen die Reaktionskräfte aus der Differenz der eingeleiteten und abgeleiteten Drehmomente für die Belastung der Lagerung maßgebend ist.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein elastisches Motor- und Getriebelager zu schaffen, das vertikal in beiden Richtungen belastbar ist, ohne daß die Gummikörper im Betriebsbelastungsbereich Zugspannungen ausgesetzt sfcd, und bei dem der Gummi sowohl bei nach unten wie auch nach oben gerichteten Kräften auf Schub und Druck beansprucht wird. Dabei soll das elastische Lager im Gegensatz zu bekannten Ausführungen aus einem einfachen, in einem Stück montierbaren Element mit geringem Raumbedarf bestehen. Ferner soll das erfindungs-

geraäße Motorlager im Gegensatz zu bekannten Ausführungen, die besondere Konsolen an den Rahmenlängstragerη erfordern, direkt am Steg eines Quer- oder Längsträgers befestigt werden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe und schafft ein Motorlager der anfangs genannten Bauart, bei dem das Neue darin besteht, daß die vier an den ebenen Seitenflächen, des inneren, metallischen Rechteckes, Rhombus oder Doppelkeiles angehafteten Gummikörper voneinander völlig getrennt sind,

die vier Gummikörper an ihren ebenen Außenseiten mit je einem die ganze Gummioberfläche bedeckenden angehafteten ebenen Blech versehen sind,

der so entstandene Gummi-Metall-Körper in fertig vulkanisiertem Zustand unter starker Verformung der elastischen Teile in einen vertikal stehenden metallischen Rahmen eingepreßt ist, der den Gummi-Metall-Körper umgebende metallische Rahmen nach beiden Stirnseiten offen ist.

Der erreichte Vorteil besteht darin, daß das Motorlager sehr einfach herzustellen ist, indem das von ebenen Flächen begrenzte innere Metallteil, die vier Gummikörper und die äußeren vier Bleche in einer einfachen Vulkanisierform, z.B. im Kompressionsverfahren zu einem einzigen kompakten Element zusammenvulkanisiert werden können. Das fertige Element läßt sich in den äußeren, aus einem Stück bestehenden Flanschrahmen unter starker Verformung der elastischen Teile einpressen und der Anpreßdruck dient zur alleinigen Befestigung. Diese Trennung von Vulkanisierteil und Flanschrahmeii vereinfacht die Fertigung und gestattet es, das gleiche Vulkanisierten mit abgeändertem Flanschrahmen.für verschiedene Fahrzeugtypen zu verwenden. Die Gummikörper •/erden auch oei nach oben wirkenden;

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Kräften auf Schub und Druck beansprucht und bringen auch dann eine gute Schwingungs- und Geräuschisolation. Die Verformung beim Einpressen ist so bemessen, daß bei Durchfederung des Innenteiles nach oben, unten oder in horizontaler Richtung kein Abheben auf der entlasteten Seite erfolgt. Bei Spitzenlasten kann ein geringes Abheben auf der entlasteten Seite ohne Gefahr zugelassen werden. Eine Zerstörung durch Zugspannungen kann nicht auftreten, wie es bei direktem Anhaften des Gummis an den Flanschrahmen der Fall wäre.

Weiter ist es nach der Erfindung vorgesehen, daß die einzelnen angehafteten Gummikörper beim Einpressen des fertig vulkanisierten Innenteiles in den äußeren Rahmen in einer oder beiden Aehsrichtungen in der Ebene des Elementes verformt werden. Je nach Ausbildung des Flanschrahmens können die Gummikörper beim Einpressen in den Rahmen nur durch Druck oder auch durch Druck und Schub gleichzeitig belastet werden. Beispielsweise werden die Gummikörper nur auf Druck beansprucht, wenn die lichte vertikale Weite des Rahmens der vertikalen Höhe des uneingebauten fertigen Gummi-Metall-Teiles entspricht, aber die lichte horizontale Weite des Rahmens kleiner ist als die horizontale Breite des Gummi-Metall-Teiles. Ist dagegen die lichte Weite des Rahmens in horizontaler und vertikaler Richtung kleiner als Breite und Höhe des uneingebauten Gummi-Metall-Teiles, so werden die Gummikörper beim Einbau auf Druck und Schub vorbelastet. In letzterem

ORIGINAL INSPECTED

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Fall verläuft das Federdiagramm in vertikaler Richtung, d.h. der Hauptbelastungsrichtung, steiler.

Nach der Erfindung können die außenliegenden Blechteile des Vulkanisierteiles auf ihrer äußeren Oberfläche in an sich bekannter Weise mit einer dünnen, filmartigen Gummischicht oder in Längs- ,oder Querrichtung verlaufenden Gummiwülsten mit wellenförmigem, Zickzack- oder sägezahnförmigem Querschnitt versehen sein. Dünne Gummischichten oder wellenförmige Gummiwülste, die auf die freie Oberfläche der äußeren Metallteile aufvulkanisiert sind, erhöhen den Reibwert der an die Innenseite des Rahmens angepressten Bleche. Sie sichern daher das Vulkanisierteil ohne zusätzliche weitere Hilfsmaßnahmen einwandfrei gegen Verschieben im Außenrahmen. Gummiwülste in Querrichtung sind vorzuziehen, wenn ein Verschieben in vertikaler Richtung zu befürchten ist. Besteht dagegen die Gefahr eines seitlichen Herausschiebens, sollten die Gummiwülste in Längsrichtung der Bleche liegen.

Es ist nach der Erfindung vorgesehen, daß der Neigungswinkel der beiden oberen Gummikörper gegeneinander größer ist als der Neigungswinkel der unteren Gummikörper gegeneinander. Der obere Gummikörper erhält durch den größeren Neigungswinkel eine härtere Federkennung. Diese ist erwünscht, weil Ausschläge nach oben möglichst klein gehalten werden sollen, um ein Anschlagen an die Motorhaube sowie Beschädigungen der Zuleitungen und Bedienungsgestänge zu verhindern.

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Weiterhin kann erfindungsgemäß der äußere Flanschrahmen am Steg eines C-förmigen Fahrzeuglängsträgers befestigt sein und das gesamte Lagerelement in dem aus Obergurt, Steg und Untergurt gebildeten Raum angeordnet sein, wobei das gesamte Lagerelement oder das in den Flansiirahmen eingepresste Vulkanisierteil auf der zum Motor hin liegenden Seite ausbaubar ist. Diese Anordnung des Elementes im Steg des Fahrzeugträgers erspart Platz und schützt gleichzeitig den Gummi des Elementes gegen herabtropfenden Kraft- oder Schmierstoff. Auch die direkte Befestigung am Steg ist günstig für die Krafteinleitung und erspart eine kostspielige zusätzliche Konsole, wie sie zur bisherigen Befestigung der einfach keilförmigen Motorlager üblich ist.

Schließlich ist es nach der Erfindung vorgesehen, daß ein Teil des umgebenden Flanschrahmens in den Fahrgestellhilfsrahmen oder das Blech des Chassis eingepresst ist. Diese Ausführung des erfindungsgemäßen Lagers ist hesonders für Personenkraftwagen günstig. Personenkraftwagen besitzen, da die Karosserie freitragend ist, keine Längsträger, sondern benutzen zur Lagerung der Motoren Hilfsträger, die ohne Schwierigkeiten mit einer Vertiefung zur Aufnahme des Lagers ausgebildet werden können. Die Vertiefung bildet dann einen Teil des äußeren Rahmens für das Vulkanisierteil.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele erläutert, und zwar zeigt

Figur 1 ein Vulkanisierteil,

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Figur 2 den oberen Teil eines Querschnittes zu Figur 1,

Figur 3 das fertig montierte Motorlager nach Figur 1,

Figur k den unteren Teil eines Querschnittes zu Figur 3i

Figur 5 eine andere Ausführung des Vulkanisierteiles,

Figur 6 das fertig montierte Motorlager nach Figur 5»

Figur 7 den Vertikalschnitt zu Figur 6,

Figur 8 ein weiteres Vulkanisierteil,

Figur 9 das Vulkanisierteil nach Figur 8 im eingebauten Zustand.

Nach Figur 1 und 2 sind auf einem inneren hochkant gestellten Metallteil 1, das ebene Außenflächen aufweist und mit Aussparungen 2 und einer Gewindebohrung 3 versehen ist, quaderförmige Gummikörper *f, 5» 6, 7 anvulkanisiert, die aufvulkanisierte ebene Bleche 8_t 9, 10, 11 tragen.

Figur 3 und der zugehörige Teilschnitt Figur k zeigen das vorher beschriebene Gummi-Metall-Teil 12, das in einen aus de» polygonförmigen Ring 1*f und dem Flansch 15 bestehenden äußeren Flanschrahmen 13 eingepresst ist. Die Bohrungen 16 dienen zur Befestigung des Flansches. Beim Einpressen in den Flanschrahmen 13 werden die Gummikörper A-, 5 t 6, 7 zusammengedrückt, dabei wölbt sich der Gummi seitlich heraus.

Nach Figur 5 hat das innere Metallteil 17 die Form eines Doppelkeiles, dessen obere Seitenflächen stärker gegeneinander geneigt sind als die unteren. Auf die Seitenflächen sind die Gummikörper 18, 19 und 20, 21 auf vulkanisiert, die außen die Bleche 22, 23 und 2^f, 25 tragen. Die Gummikörper 18 und 19 sind von den Gummikörpern 20 und 21 durch Spalte 26 und 27 getrennt. Je nach Ausbildung des Flanschrahmens können die

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Gummikörper beim Einpressen nur auf Druck oder auf Druck und Schub gleichzeitig verformt werden. So ist z.B. der ßummikörper 2h nur in seiner Druckrichtung um den Betrag c, der Körper 25 aber in Druckrichtung um den Betrag c-j und in Schubrichtung um den Betrag s verformt gezeigt. Die letzteren überlagerten Einbauverformungen führen zu einer steileren Federkennung. Das Blech 22 ist mit einer dünnen Gummischicht 28 und das Blech 23 mit Streifen 29 von sägezahnartigem Querschnitt versehen, welche die Haftreibung zwischen den Blechen 22, 23 und der Innenwand des Flanschrahmens erhöhen. An der Ober- und Unterseite des metallischen Xnnenteiles 17 sind Ausschlagbegrenzungen 30» 31 vorgesehen.

Nach Figur 6 und 7 ist der in Figur 5 gezeigte Metall-Gummi-Körper JfO nach dem Einpressen in den Flanschrahmen gezeigt. Dieser ist mit Befestigungsschrauben 33 sja Steg ~}h eines Fahrzeuglängsträgers befestigt. Das fertig montierte Motorlager ist platzsparend in dem aus dem Steg J>h und den Gurten 35» 3^ gebildeten Raum untergebracht. Das innere Metallteil 17 ist mit elastischen Ausschlagbegrenzungen 30» 31» 37 versehen und mittels der Schraube 38 mit der Motorpratze verbunden.

Nach Figur 8 und 9 ist das Vulkanisierteil *f1 in einen teilbaren Flanschrahmen eingepresst, dessen unterer Teil ^2 zum tragenden Blech der Karosserie gehört. Das Oberteil des Flanschrahmens besteht aus einem Bügel *f3, der mit Schrauben kk befestigt ist.

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Claims

Schutzansprüche

Λ.)Elastisches Lager, insbesondere Motorlager, bestehend aus einem inneren hochkant gestellten, rechteckigen, rhombischen oder doppelkeilförmigen Metallteil, je einem an den vier ebenen Seitenflächen des Rechteckes, Rhombus oder Doppelkeiles angehafteten quaderförmigen Gummikörper und einem äußeren, mit einem Flansch versehenen Metallteü, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

Die vier an den ebenen Seitenflächen des inneren, metallischen Rechteckes (1), Ehombus oder Doppelkeiles (1?) angehafteten Gummikörper (4, 5, 6, 7 und 18, 19, 20, 21) sind völlig voneinander getrennt,

die vier Gummikörper (*f, 5, 6, 7 und 18, 19, 20, 21) sind an ihren ebenen Außenseiten mit je einem die ganze Gummioberfläche bedeckenden angehafteten ebenen Blech (8, 9« 10, 11 und 22, 23» 2*l·, 25) versehen,

der so entstandene Gummi-Metall-Körper (12) ist in fertig vulkanisiertem Zustand unter starker Verformung der elastischen Teile in einen vertikal stehenden metallischen Rahmen (13) eingepresst,

der den Gummi-Metall-Körper (12) umgebende metallische Rahmen (13) ist nach beiden Stirnseiten offen.

2« Blastisches Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen angehafteten Gummikörper (4, 3$ 6» 7 und 18„ 19» 20, 21) beim Einpressen des fertig vulkanisierten Innenteiles (12, ho) im den äußeren Rahmen (13, 32) in einer oder beiden Acherichtungen in der Ebene des Elementes verformt werden.

3· Elastisches Lager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die außenliegenden Blechteile (22, 23, 2*t, 25) des Vulkanisierteiles (¹K)) auf ihrer äußeren Oberfläche in an sich bekannter Weise mit einer dünnen, filmartigen Gummischicht (28) oder in Längsoder Querrichtung verlaufenden Gummiwülsten mit wellenförmigem, Zickzack- oder sägezahnförmigem (29) Querschnitt versehen sind.

k. Elastisches Lager nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der beiden oberen Gummikörper (18,19) gegeneinander größer ist als der Neigungswinkel der unteren Gummikörper (20, 21) gegeneinander.

5· Elastisches Lager nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Flanschrahmen (32) am Steg (3*0 eines C-förmigen Fahrzeuglängsträgers befestigt ist und das gesamte Lagerelement in dem aus Obergurt (35)» Steg (3Ό und Untergurt (36) gehüteten Saum angeordnet ist, wobei das gesamte Lagerelement oder das in den Flanschrahmen eingepresste Vulkanisierteil auf der zum Motor hin liegenden Seite ausbaubar ist.

6. Elastisches Lager nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des umgebenden Flanschrahmens in den Fahrgestellhilfsrahmen oder das Blech des Chassis (Vi) eingepresst ist.

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