DE2514295A1

DE2514295A1 - Elastisches motorlager mit luftkissen

Info

Publication number: DE2514295A1
Application number: DE19752514295
Authority: DE
Inventors: Hartwig Voss; Friedrich Waiblinger
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1975-04-02
Filing date: 1975-04-02
Publication date: 1976-10-21

Description

Elastisches Motorlager mit Luftkissen Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Motorlager mit einem mit Metallteilen und einem Rollbalg umschlossenen Luftkissen und innerhalb des Rollbalges angeordneten, die Federwege begrenzenden gummielastischen Anschlägen.
Es sind Motorlager in der Form ringförmiger Luftkissen bekannt, die innen in der Art einer Achse einen metallenen Tragkörper und außen im Zenit einen ringförmigen metallenen Tragkörper aufweisen. Die Achse des ringförmigen Luftkissens liegt quer zur statischen Lastrichtung angeordnet und der eine Tragkörper ist mit dem Chassis des Fahrzeuges und der andere Tragkörper mit dem Motor verbunden. Das Luftkissen wird von einem luftreifenähnlichen Balg umschlossen, der die hauptsächlich vertikal wirkenden statischen und dynamischen Kräfte auch ähnlich wie ein Luftreifen durch radiales Einfedern auffängt. Dabei ist der Federweg maximal gleich der Dicke des ringförmigen Luftkissens, also im Verhältnis zur aufgewendeten Balgfläche ziemlich klein. Ferner verlaufen die Federkennlinien solcher Lager verhältnismäßig progressiv, so daß Schwingungen mit größerer Frequenz und kleiner Amplitude nur unbefriedigend abgefangen werden können.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Motorlager zu schaffen, das im mittleren Bereich des Federweges eine flache Federkennlinie aufweist und in der Hauptfederrichtung einen großen Federweg erlaubt sowie mit anschlagartigen Federwegbegrenzungen ausgestattet ist.
Darüber hinaus soll eine gute Dämpfung gewährleistet sein.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe für Motorlager der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß ein Rollbalg mit einem Ende zwischen einem als Rollfläche dienenden Stützzylinder und einer diesen abschliessenden Kappe einklemmt und mit dem anderen Ende an einem hohlen, als Gegenrollfläche dienenden Kolben in einer ringförmigen Vertiefung befestigt ist, und daß von der Kappe in den im Innern mit Anschlägen ausgestatteten Kolben eine Anschlagkeule geführt ist. Der elastische Teil des eingeschlossenen Luftkissens wird von einem solchen Rollbalg gebildet, der beim Einfedern in Richtung der statischen Last sich an die Außenfläche des Kolbens zunehmend anlegt und beim Ausfedern in entgegengesetzter Richtung von diesem abhebt und sich zunehmend an den Stützzylinder anlegt, der gleichzeitig der Halterung des einen Endes des Rollbalges, nämlich des Endes mit dem ggf größeren Durchmesser dient, indem dieses Ende zwischen Stützzylinder und einem Rand der Kappe eingeklemmt befestigt ist. Der Stützzylinder und die Kappe erhalten je eine Doppelfunktion, da der erstere den Rollbalg umfaßt und das größere Ende festhält, während die Kappe ebenfalls das größere Ende hält und gleichzeitig die Anschlagkeule führt. Diese wirkt im Zusammenhang mit den im Kolben angeordneten Anschlägen als Wegbegrenzer bei Federbewegungen, wobei in jeder Richtung der möglichen Federbewegungen geeignete Anschläge aus elastischem Werhs tof f vorgesehen sein können Eine zweckmäßige Ausgestaltung wird darin gesehen, daß das am Stützzy linder und an der Kappe anliegende Ende L-c- Rollbalges nach innen und/ oder außen ringsum laufende Rippen aufweise unu mit diesem in passend dazu gefertigte Fluten des Stützzylinders unrfloder der Kappe ragen. Durch diese Maßnahme werden die Teile nicht allein durch Reibschluß, sondern auch durch Formschluß verbunden. Die nach innen ragende Rippe erhält zweckmäßig einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt, während die äußere Rippe flacher als breit ausgebildet wird und im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, so daß die Anlagefläche der äußeren Rippe in axialer Richtung nie Anlagefläche der inneren Rippe überragt und nahezu ausschließlich radiale Kräfte aufnimmt, während die andere Rippe durch ihre Formgebung sowohl radiale als auch axiale Kräfte weitestgehend im selben Umfang übertragen kanne Zur Erzielung günstiger Lagerabmessungen besteht ein weiterer Vorteil darin, daß die in Hauptfederungsrichtung gesehen axiale Erstreckung der Kappe etwa gleich der des Stützzylinders ist, so daß nämlich das größere Ende des Rollbalges etwa in der Gürtelzone der beiden Metallteile liegt.
Zur Bildung eines Anschlages bei radialen Schwingungen wird vorteilhaft innerhalb der ringförmigen Vertiefung des Kolbens ein gummielastischer Anschlagring angeordnet, der einen Schaft der Anschlagkeule mit Abstand umfaßt. Der Anschlagring stützt sich zweckmäßig in axialer Richtung gegen einen Bund des Kolbens. Bei übergroßen Ausschlägen in radialer Richtung, also quer zur statischen Lastrichtung, nimmt zunächst der Rollbalg mit verhältnismäßig gerader Federkennlinie die Kräfte auf, während schließlich mit stark-er Progressivität in der Kennlinie der Anschlagring zur Wirkung kommt, an dessen innere Wandung sich nämlich der Schaft der Anschlagkeule vorwiegend unter Druckverformung legt.
Zum Auffangen übergroßer Federungsschwingungen in Lastrichtung weist der Kolben im Boden einen dem Keulenende gegenüberliegenden gummielastischen Anschlagpuffer auf, der vorteilhaft den Kolbenboden ausfüllt und abdichtet und im mittleren Bereich einen etwa kugelkalottenförmigen Anschlagkopf trägt. Beim Einfedern in Richtung der statischen Last wirkt hier ebenfalls zunächst der Rollbalg mit verhältnismäßig flacher und geradliniger Federkennlinie, während beim Auftreffen des Keulenendes auf den Anschlagkopf des Anschlagpuffers mit großer Progressivität der Kennlinie der Federweg begrenzt wird. Der Anschlagpuffer wird an der am Kolben anliegenden Fläche mit einem hochgezogenen Rand versehen, um die Oberflächenspannungen beim Auftreffen des Keulenkopfes niedrig zu halten.
Federbewegungen entgegen der statischen Lastrichtung werden durch das Auftreffen des Keulenkopfes auf den Anschlagring begrenzt, wofür die Keule mit einem annähernd den äußeren Durchmesser des Anschlagringes aufweisenden, im wesentlichen scheibenförmig gestalteten Kopf versehen ist. Die Kontur des Anschlagringes kann so gestaltet werden, daß beim Auftreffen des Keulenkopfes auf den Anschlagring neben einer Druckverformung eine Schubverformung auftritt, bei der erst in der Schlußphase die Druckverformung dominierend oder allein besteht. Eine Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung wird schließlich noch darin gesehen, daß die Keule mit einem zum Befestigen des Motors vorgesehenen Gewindebolzen aus einem Stück besteht, wodurch. auf ein besonderes Befestigungsmittel zum Festlegen der Keule verzichtet werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung wird durch die Zeichnung veranschaulicht, die einen Axialschnitt durch ein Motorlager mit Anschlußteilen darstellt.
Auf einem Träger 1 eines Fahrzeugrahmens ist ein Flansch 2 eines Kolbens 3 durch nichtveranschaulichte Mittel befestigt. Letzerer weist am oberen Ende eine ringförmige Vertiefung 4 auf, in die ein Wulst 5 eines Rollbalges 6 gesetzt ist und von einer zugfesten Einlage 7 gehalten wird.
Der Rollbalg 6 weist an dem dem Wulst 5 gegenüberliegenden Ende einen weiteren Wulst 8 auf, der durch die Einstülpung des Rollbalges 6 den Wulst 5 in gleicher Höhe umgibt. Dieses gilt jedoch nur für die Ruhelage des Lagers. Der Wulst 8 liegt eingeklemmt zwischen dem oberen Rand eines Stützzylinders 9 und dem unteren Rand einer Kappe 10, auf deren Bodenteil 11 sich der Fuß 12 eines Motors abstützt. Die Verbindung zwischen dem Fuß 12 und der Kappe 10 erfolgt mit Hilfe einer Keule 13, deren oberes Ende ein Gewinde aufweist und eine Mutter 14 aufnimmt. Das untere Ende der Keule 13 ragt in das Innere des Kolbens 3 und trägt am freien Ende einen scheibenförmig gestalteten Kopf 15 auf.
Im oberen Teil des Kolbens 3 sitzt innerhalb der Vertiefung 4 ein Anschlagring 16 aus Gummi, der den Schaft der Keule 13 mit Abstand umgibt.
Im unteren Bereich des Kolbens 3 befindet sich ferner ein Anschlagpuffer 17 mit einem kugelkalottenförmigen Anschlagkopf 18 und einem an der Wandung des Kolbens 3 hochgezogenem Rand 19.
Der Innenraum zwischen der Kappe 10, dem Kolben 3 und dem Rollbalg 6 bildet ein Luftkissen, das durch ein nichtdargestelltes Ventil eingebracht werden kann. Die statische Last des Motors wirkt in Richtung des Pfeiles 20 und drückt das Luftkissen so zusammen, daß die in der Figur veranschaulichte Lage entsteht. Durch das Drehmoment im Motor und durch Fahrbahnunebenheiten treten in allen Richtungen dynamische Kräfte auf, die durch das veranschaulichte Lager aufgefangen werden müssen. Dynamische Kräfte in Richtung des Pfeiles 20 werden zunächst bevorzugt durch den ansteigenden Druck im Luftkissen mit verhältnismäßig geradlinig verlaufender Federkennlinie aufgefangen, wobei sich der Rollbalg 6 zunehmend an die Außenfläche des Kolbens 3 anlegt. Entsteht dabei ein Ausschlag, der das zulässige Maß übersteigt, trifft der Kopf 15-der Keule 13 auf den Anschlagkopf 18 und fängt mit ziemlich Steil verlaufender Federkennlinie die Bewegung ab.
Einer dynamischen Kraft in Richtung des Pfeiles 21 wirkt nahezu ausschließlich die statische Kraft entgehen, wobei aber im Falle eines ibergroaen Anschlages der Kopf 15 auf den Anschlagring 16 trifft und den Federweg ebenfalls mit steiler Kennlinie begrenzt. Ausschläge in Richtung der Pfeile 22 und 23 werden zunächst durch den Rollbaig 6 aufgenommen, während übergroße Ausschläge durch die Anlage der Keule 13 an die Innenfläche des Anschlagringes 16 abgefangen werden. In gleicher Weise werden die dynamischen Kräfte aufgefangen, die senkrecht zur Zeichenebene wirken.
Eine Dämpfung der Feuerungen aus dynamischen räte erfolgt durch das Strömen des im Hohlraum befindlichen Medium£ um den Kopf 15 der Keule 13 herum, wobei im Grenzfall bei federzungen in Richtung des Pfeiles 21 durch das Anlegen des Kopfes 15 an den Anschlagring 16 die-Strömung abgebrochen wird und der Unterdruck unterhalb des Kopfes 5 zusätzlich zur Wirkung kommt.

Claims

Patentansprüche:

1. Elastisches Motorlager mit einem mit Metallteilen und einem Federbalg umschlossenen Luftkissen und innerhalb des Balges angeordneten, die Federwege begrenzenden gummielastischen Anschlägen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rollbalg (6, mit einem Ende (Wulst 8) zwischen einem ihm als Rollfläche dienenden Stützzylinder (9) und einer diesen abschließenden Kappe (10) eingeklemmt und mit dem anderen mit einer zugfesten Einlage (7) versehenen Ende (Wulst 5) an einem hohlen, als Gegenrollfläche dienenden Kolben (3) in einer ringförmigen Vertiefung (4) befestigt ist und daß von der Kappe (io) in den Im Innern mit elastischen Anschlägen (16, 17) ausgestatteten Kolben (3) eine Anschlagkeule t15 geführt ist

2. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am Stützzylinder (9) und an der Kappe (10) anliegende Ende (Wulst 8) des Rollbalges (6) nach innen und/oder außen ringsumlaufende Rippen aufweist und mit diesen in passend adzu gefertigte Huten des Stützzylinders (9) und/oder der Kape (10) ragen.

3. Motorlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innen ringsumlaufende Rippe im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist

4. Motorlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die außen ringsumlaufende Rippe flacher als breit ausgebildet ist und im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist.

5 Motorlager nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die in Hauptfederungarichtung (Pfeil 20 und 21) gesehene axiale Brsteckung der Kappe (10) etwa gleich der des Stützzylinders (9) ist

6. Motorlager nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß innerhalb der ringförmigen Vertiefung (4) des Kolbens (3) ein gummielastischer Anschlagring (16) angeordnet ist, der einen Schaft der Anschlagkeule (13) mit Abstand umfaßt.

7. Motorlager nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansch]agring (16) sich axial gegen einen Bund des Kolbens abstützt.

8. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) im Boden einen dem Keulenende gegenüberliegenden gummielastischen Anschlagpuffer (17) aufweist.

9. Motorlager nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagpuffer (17) den Kolbenboden ausfüllt und abdichtet.

10. Motorlager nach Anspruch 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagruffer (17) im mittleren Bereich einen etwa kugelkalottenförmigen Anschlagkopf (18) aufweist.

11. Motorlager nach Ansprüchen 1 und 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagpuffer (13) an der am Kolben (3) anliegenden Fläche einen hochgezogenen Rand (19) aufweist.

12. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keule (15) einen annähernd den äußeren Durchmesser des Anschlagringes (16) aufweisenden, im wesentlichen scheibenförmig gestalteten Kopf (15) aufweist.

13. Motorlager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Keule (13) mit einem zum Befestigen des Motors (Fuß 12) vorgesehenen Gewindebolzen aus einem Stück besteht.

L e e r s e i t e