DE2648526C3 - Zweikammer-Motorlager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweikammer-Motorlager mit hydraulischer Dämpfung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei Verwendung von Motorlagern dieser aus dem deutschen Gebrauchsmuster 76 11 645 bekannten Art für Kraftfahrzeugmotoren besteht eine Forderung, daß Schwingungen des Motors mit niedriger Frequenz und großer Amplitude stark gedämpft und hochfrequente, insbesondere auch akustische Schwingungen mit kleinsten Amplituden ohne Flüssigkeitsdämpfung passiert werden. Durch den bekannten luftgefüllten gummielastischen Ring in einem Arbeitsraum für dit Dämpfungsflüssigkeit lassen sich die Schwingungen mit hohen Frequenzen und kleinen Amplituden von ihrer Einwirkung auf die Dämpfungsflüssigkeit abhalten. Nachteilig ist daß ein luftgefüllter gummielastischer Ring kompliziert herzustellen und in der Arbeitskammer anordenbar und in seiner Stellung sicherbar ist Darüberhinaus werden sich die Eigenschaften über die Lebensdauer des Lagers dadurch ändern, daß mit einer langsamen Diffusion der Luft durch die Ringwandung hindurch in die Flüssigkeit der Arbeitskammer zu rechnen ist Die zunäxhst gegebene Vorspannung des gummielastischen Rings wird nachlassen, der Druck im Hohlraum verloren gehen und der Widerstand des Hohlraums gegen Eindrücken in kurzer Zeit auf Undefinierte Werte abnehmen, wodurch der Verlauf der hydraulischen Dämpfungskräfte in nachteiliger Weise beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Motorlager der eingangs genannten Art weiter zu entwickeln und es besonders wirksam und betriebssicher für die Forderung zu gestalten, Schwingungen des Motors mit hoher Frequenz und kleinsten Amplituden, insbesondere auch akustische Schwingungen, ohne Flüssigkeitsdämpfung das Lager passieren zu lassen. Die Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst

So erfolgt in vorteilhafter Weise in den Flüssigkeitskammern ein stets gleichbleibender Aufbau des bei größeren Amplituden für die hydraulische Dämpfung erforderlichen Drucks, da die Nachgiebigkeit der inneren Wand durch die mechanische Elastizität der gummielastischen Vorsprünge genau definiert ist.

Andererseits schaltet die Nachgiebigkeit der inneren Wand bei entsprechender Bemessung die hydraulische Dämpfung bei hochfrequenten Schwingungen von kleinsten Amplituden aus, die sich in der Größenordnung von wenigen Zehntel Millimetern bewegen.

Die äußere Wand einer doppelwandigen Stirnwand ist zweckmäßig mit einer konische Übergangsflächen aufweisenden Vertiefung versehen u -.d die innere Wand als ein vulkanisiertes Gummimetallteil ausgebildet, das im wesentlichen aus einer Metallscheibe und einem diese umgebenden Gummirand besteht, wobei der Gummirand im Bereich des metallischen Mantels an der äußeren Wand befestigt ist und Vorsprünge aufweist, die an den genannten konischen Übergangsflächen anliegen und sich bei einer Annäherung der inneren Wand an die äußere Wand mit zunehmendem Widerstand bis zu einer Blockierung einer Bewegung der inneren Wand verformen.

In der so herbeigeführten hubbegrenzten Endstellung ist die innere Wand als feste Wand aufzufassen und kann sich bei großen Amplituden der für die jeweilige Hubgeschwindigkeit der Stirnwände gegenüber dem Widerlager vorbestimmte Druck in einer Flüssigkeitskammer in voller Höhe aufbauen. Bei einem Motorlager, dessen Flüssigkeitskammern von einem die Stirnwände verbindenden Bolzen durchdrungen ist, wird die innere Wand einer doppelwandigen Stirnwand vorzugsweise als ein Gummimetallteil ausgebildet, das aus einer metallischen Ringscheibe und mit dieser am inneren und äußeren Umfang haftend verbundenen Gummiringen besteht und von dem genannten Bolzen durchdrungen ist. Der von einer inneren und einer äußeren Wand einer doppelwandigen Stirnwand gebildete Zwischenraum ist mit Luft gefüllt, wobei eine Änderung des Druckes, beispielsweise durch Diffundieren von Gas in die Flüssigkeitskammern, ohne störenden Einfluß auf den Verlauf der hydraulischen Dämpfungskräfte bleibt, da der Zwischenraum nach

außen entlüftet ist

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Motorlagern nach der Eirfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 ein Motorlager, dessen Stirnwände durch einen zentralen Bolzen verbunden sind, im Schnitt,

Fig.2 einen Ausschnitt eines Motorlagers, dessen Flüssigkeitskammern frei von Innenteilen sind.

Bei dem Motorlager nach F i g. 1 ist eine moturseitige gummielastische Umfamgswand 1 an ihrem äußeren Umfang mit einem metallischen Mantel 2 und an ihrem inneren Umfang mit einem Kegelmantel 4 haftend verbunden. Der Mantel 2 ist mittels einer Bördelung 2' an einer äußeren Wand T einer doppelwandigen motorseitigen Stirnwand 7 befestigt die gleichzeitig eine innere Wand 7" fest und dicht zwischen dem Mantel 2 und der äußeren Wand T einspannt Der Kegelmantel 4 und ein mit ihm einteiliger Flansch 15 bilden ein Widerlager 27, das in nicht gezeichneter Weise an einem Fahrzeugaufbau oder einem Motorrahmen befestigt zu denken ist Eine motorabgev;andtc gummielastische Umfaingswand 8 ist an ihrer.i äußeren Umfang mit einem metallischen Mantel 9 und in ihrem inneren Umfang mit dem Widerlager 27 haftend verbunden. Der Mantel 9 ist mittels einer Bördelung 9' an einer äußeren Wand 14' einer doppelwandigen motorabgewandten Stirnwand 14 befestigt die gleichzeitig eine innere Wand! 14" fest und dicht zwischen dem Mantel 9 und der äußeren Wand 14' einspannt. Ein mit einem Kopf 18 versehener Bolzen 21 verspannt die Stirnwand 14, ein Distanzrohr 23 und die Stirnwand 7 mittels einer Mutter 22 und verbindet so die beiden Stirnwände 7 und 14 starr miteinander. Die Stirnwand 7 ist mittels eines den Bolzen 21 verlängernden Stiftes 24 und einer Mutter 25 an einem angedeuteten Motorgehäuse 26 befestigt. Eine gummielastische Trennwand 3 ist an ihrem äußeren Umfang mit dem Kegelmantel 4 des Widerlagers 27 haftend verbunden und mit einem zur motorabgewandten Seite weisenden Hals 10 versehen, ά«.τ in einem durch eine winkelförmige Metalleinlage 12 verstärkten, einen Ringspalt 13 mit dem Distanzrohr 23 bildenden Kragen 11 endet.

Eine motorseitige Flüssigkeitskammer 19 ist durch die Umfangswand 1 und die Stirnwand 7 begrenzt und durch die Trennwand 3 von einer motorabgewandten Flüssigkeitskammer 20 abgeteilt die durch die Umfangswand 8 und die Stirnwand 14 begrenzt ist. Die Flüssigkeitskammern 119 und 20 stehen über den als Drosselöffnung dienenden Ringspalt 13 miteinander in Verbindung. Der Kragen 11 setzt Querbewegungen relativ zum Widerlager 27 einen verhältnismäßig geringen Widerstand entgegen.

Die Stirnwand 7 ist in der Weise doppelwandig mit einem durch öffnungen 49 nach außen entlüfteten Zwischenraum 40 ausgeführt, daß eine in die äußere Wand T gedrückte, konische Übergangsflächen 32 und 33 aufweisende, ringnmtartige Vertiefung 31 durch die innere Wand 7" abgedeckt wird.

Die innere Wand 7" ist ein vulkanisiertes Gummimetallteil und besteht in ringförmiger Anordnung von innen nach außen aus einem inneren, zwischen dem Distanzrohr 23 und der äußeren Wand T eingespannten Metallring 41, einem inneren Gummiring 42, einer metallischen Ringscheibe 43, einem äußeren Gummiring 44 und einem äußeren Metallring 45, der zwischen dem Mantel 2 und der äußeren Wand T eingespannt ist. Der Gummiring 42 weist ei' t η an der Übergangsfläche 32 anliegenden, sich in den inneren Umfangsbereich der Ringscheibe 43 erstreckenden Ringwulst 46 auf. Der Gummiring 44 weist einen an der Übergangsfläche 33 anliegenden, sich in den äußeren Umfangsbereich der Ringscheibe 43 erstreckenden Ringwulst 47 auf. Der zwischen den Ringwülsten 46 und 47 liegende Bereich der Ringscheibe 43 ist mit einer dünnen Gummihaut überzogen. Die Stirnwand 14 ist ebenfalls doppelwandig und in der gleichen Weise aufgebaut wie die Stirnwand 7. Die analogen Teile sind öffnungen 59, ein Zwischenraum 50, die äußere Wand 14', Übergangsflächen 35 und 36, eine Vertiefung 34, die innere Wand 14", ein Metallring 51, ein innerer Gummiring 32, eine metallische Ringscheibe 53, ein äußerer Gummiring 54, ein äußerer Metallring 55, ein Ringwulst 56, ein Ringwulst 57.

Bei kurzhubigeii Bewegungen der starr verbundenen Stirnwände 7 und 14 gegenüber dem Widerlager 27 wird das in den jeweiligen Flüssigkeitskammern 19 bzw. 20 verdrängte Volumen ohne nennenswerten Widerstand durch entsprechende Ein- und Au^oärtsbewegungen der inneren Wände 7" und 14" aufgenommen, wobei sich in den Flüssigkeitskammern 19 und 20 kein nennenswerter Druck aufbaut und demgemäß kein oder nur ein unbedeutender Flüssigkeitsaustausch der Kammern 19 und 20 durch den Ringspalt 13, also keine hydraulische Dämpfung der Bewegungen erfolgt.

Bei größer werdenden Hüben der Stirnwände 7 und 14 legen sich die Ringwülste 46 und 47 bzw. 56 und 57 mehr und mehr an den Übergangsflächen 32 und 33 bzw. 35 und 36 an, wobei sie der Verschiebung der inneren

ω Wände 7" bzw. 14" einen zunehmenden Widerstand entgegensetzen, bis schließlich die inneren Wände 7" und 14" nicht weiter nachgeben und als feste Wände wirksam sind. Die räumlichen Verhältnisse sind so gestaltet, daß in dieser hiibbegrenzten Endstellung der Wände 7" und 14" zwischen den Ringscheiben 43 bzw. 53 und den äußeren Wänden T bzw. 14' ein Spalt bleibt, der durch die öffnungen 49 bzw. 59 entlüftet ist, wodurch die Möglichkeit eines unerwünschten Festsaugens der Wände 7" bzw. 14" an den Wänden T bzw. 14'

M) ausgeschlossen ist. Bei einer angenommenen, der Einfachheit halber statisch betrachteten Bewegung der Stirnwand 7 aus der gezeichneten Stellung, die einer Mittelstellung des Motorlagers entsprechen möge, in Richtung auf das Widerlager 27 wird die auftretende

t> Volumenverringerung der Flüssigkeitskammer 19 zunächst durch Annäherung der Wand 7" an die Wand 7', wobei sich in zunehmendem MaSe in der Kammer 19 ein Druck aufgebaut, und gleichzeitig durch Strömen von Flüssigkeit durch den Ringspalt 13 in die

">» Flüssigkeitskammer 20 ausgeglichen, letzteres ausschließlich, sobald die Wand 7" die hubbegrenzie F.ndstellung erreicht hat. Mit diesem Vorgang ist in zunehmendem Maße die Erzeugung von hydraulischer Dämpfungskraft verbunden, deren Größe in bekannter

>'i Weise von der Geschwindigkeit der angenommenen langhubigen Bewegung der Stirnwand 7 abhängt, nachdem die Wand 7" die hubbegrenzte Endstellung erreicht hat. Die gleichzeitig erfolgende Volumenvergrößerung der Flüssigkeitskammer 20 wird durch das aus der Flüssigkeitskammer 19 übergeströmte Volumen und, soweit das übergeströmte Volumen nicht ausreicht, durch von der Wand 14' weggerichtetes Nachgeben der Wand 14" ausgeglichen, wobei die Elastizität der Gummiringe 52 unu 54 hinreichend groß ausgeführt sind, um das Entstehen eines Vakuums und damit verbundener, unerwünschter Hohlraumbildung in der Flüssigkeit zu unterbinden. Bei dynamischen, langhubigen Schwingungen des Motorlagers erfolgt wechselwei-

se ein Anlegen der Wände 7" und 14" an die Wände T und 14' bzw. ein von den Wänden T und 14' weggerichtetes Nachgeben der Wände 7" und 14".

Bei dem Motorlager nach F i g. 2 ist eine motorseitige gummielastische Umfangswand 101 an ihrem äußeren Umfang mit einem metallischen Mantel 102 und an ihrem inneren Umfang mit einem Kegelmantel 104 haftend verbunden. Der Mantel 102 ist mittels einer Bördelung 102' an einer äußeren Wand 107' einer motorseitigen Stirnwand 107 befestigt, die gleichzeitig eine innere Wand 107" fest und dicht zwischen dem Mantel 102 und der Wand 107' einspannt. Der Kegelmantel 104 ist Teil eines nicht gezeichneten, mit einem Motorrahmen zu befestigenden Widerlager;,. Die Stirnwand 107 ist mit einem Stift 124 versehen, der in ähnlicher Weise wie der Stift 24 des Motorlagers nach Fig. 1 zur Befestigung der Stirnwand 107 an einem Motorgehäuse dient. Eine motorseitige Flüssigkeitskammer 119 ist durch die Umfangswand 101 und die Stirnwand 107 begrenzt und durch eine ausschnittsweise dargestellte gummielastische Trennwand 103 von einer nicht gezeichneten motorabgewandten Flüssigkeitskammer abgeteilt, die in nicht gezeichneter Weise durch eine motorabgewandte gumniielastische Umfangswand und eine motorabgewandte Stirnwand begrenzt zu denken ist.

Die starre Verbindung der motorabgewandten Stirnwand mit der Stirnwand 107 möge über nicht gezeichnete U-förmige Haltetcile erfolgen, deren Schenkel mit den beiden Stirnwänden in geeigneter Weise fest verbunden sind. Die U-förmigen Halteteile

^r) können unmittelbare Teile eines Motorgehäuses sein. Die Stirnwand ist in der Weise doppelwandig mit einem nach außen durch öffnungen 149 entlüfteten Zwischenraum 140 ausgeführt, daß eine in die äußere Wand 107' gedruckte, eine konische Übergangsflächc ist aufwei-

i(i sende Vertiefung 131 durch die innere Wand 107" abgedeckt wird. Die Wand 107" ist ein vulkanisiertes Gummimetallteil und besteht aus einer rnetaH'srhen Kreisscheibe 143 und einem diese umgebenden Giimmirand 144, dessen Außenumfang zwischen dem

r- Mantel 102 und der Wand 107' eingespannt ist. Durch den Gummirand 144 wird eine axiale Nachgiebigen der Wand 107" bewirkt. Der (jummirand 144 weist einen an der Übergangsfläche 132 anliegenden, sich in den A'i'ienumfang der Kreisscheibe 143 erstreckenden

:o Ringwulst 147 auf. Die Stirnwand 107 hat die gleichen Funktionen wie die oben angegebenen Funktionen der Stirnwände 7 und 14 des Motorlagers nach Fig. I. Der Widerstand der Wand 107" bei Annäherung an die Wand 107' kann durch an der Kreisscheibe 143

.■>■■■ -isätzlich angebrachte örtliche, elastische Noppen 148 verstäikt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zweikammer-Motorlager mit hydraulischer Dämpfung, dessen flüssigkeitsgeiullte, hydraulisch über eine Drosselöffnung miteinander verbundene Kammern aus einer gemeinsamen, an ein metallisches Widerlager angeschlossenen Trennwand, je einer gurnmielastischen Umfangswand und starr miteinander verbundenen metallischen Stirnwänden bestehen, wobei in mindestens einer der Kammern ein separater, luftgefülller Raum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der luftgefüllte Raum (40, 50, 140) eine nach außen führende Entlüftungsöffnung (49, 59, 149) aufweist und durch einne doppelwandige Ausbildung der Stirnwand (7, 14,107) mit einer äußeren festen Wand (T, 14', 107') und einer gegenüber der äußeren Wand (T, 14', 107') abgedichteten, nachgiebigen inneren Wand (7", 14", 107") gebildet ist, die mittels gummielastischer Ränder (/4,54, !44) an der äußeren Wand befestigt und mittels gumielastischer Vorsprünge (46, 47, 56, 57, 1-47) an der äußeren Wand (T, 14', 107') abgestützt ist durch deren Verformungswiderstand die Nachgiebigkeit der inneren Wand (T', 14", 107") definiert ist.

2. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine in die äußere Wand (107') gedrückte Vertiefung (131) durch eine als vulkanisiertes Gummimctallteil ausgebildete innere Wand (107") abgedeckt ist, die aus einer metallischen Kreisscheibe (143) und einem diese umfassenden Gummirand (144) besteht, dessen Außenumfang mittels einer Börderlung^lC2') an eier äußeren Wand dicht befestigt ist, wobei der Gu.nmirand mit einem die Kreisscheibe an der äußeren Wand abstützenden Ringwulst (147) versehen ist.

3. Motorlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine in die äußere Wand (T, 14') gedrückte ringnutartige Vertiefung (31, 34) durch eine als GummimeUllteil ausgebildete innere Wand (7", 14") abgedeckt ist, die aus einem inneren Gummiring (42, 52) einer metallischen Ringscheibe (43, 53) und einem äußeren Gummiring (44, 54) besteht, dessen Außenumfang (Metallring 45, 55) mittels einer Bördelung (2', 9') an der äußeren Wand « dicht befestigt ist, wobei der innere Gummiring durch einen ihn durchdringenden Bolzen (21) an der äußeren Wand gehalten ist und die Ringscheibe an der äußeren Wand abstützende Ringwülste (46, 47, 56,57) vorgesehen sind. ">o