DE2730046A1

DE2730046A1 - Vorrichtung zur aufnahme von statischen und dynamischen lasten sowie daempfung von schwingungen unterschiedlicher frequenz und amplituden, insbesondere zur lagerung von verbrennungsmotoren, maschinen u.dgl.

Info

Publication number: DE2730046A1
Application number: DE19772730046
Authority: DE
Inventors: Kaspar Lochner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-04-21
Filing date: 1977-07-02
Publication date: 1979-01-11

Description

Vorrichtung zur Aufnahme von statischen und dynamischen
Lasten sowie Dämpfung von Schwingungen unterschiedlicher Frequenz und Amplituden, insbesondere zur Lagerung von Verbrennungsmotoren, Maschinen und dergleichen Beschreibung Zur Lösung der Problematik statische und dynamische Lasten in einem Element aufzunenmen und von einem Erreger, z. . Verbrennungsmotor ausgehende Schwingungen unterschiedlicher Frequenz und Amplituden, unter Berücksichtigung der Geräuschkulisse zu dämpfen, wurden in neuester Zeit Gummielemente mit meistens zwei oder mehr Kammern geschaffen, mit einer Flüssigkeit gefüllt, mit Metall versteift und so gestaltet, daß die Metallteile eine Düse aufnehmen. Um die zwangsläufige Bewegungsabhängigkeit mit dem Erreger herzustellen, hat man außen an diesen Elementen sog. Schieber angebracht.
Die Nachteile sind: Die Wärmeableitung ist kaum lösbar, das Gummielement wird je nach Beanspruchung zum Dampfkessel, Flüssigkeiten scheren aus und werden auf Dauer zerstört, dies führt zu Oxydationen an den Metallteilen, Öle können wegen ihrer Eigenschaften zu Gummi kaum verwendet werden, um nicht noch größer zu bauen, müssen Gummiarten hoher Shorehärte verwendet werden, die wiederum die Geräuschkulisse negativ beeinflussen, härtere Gummiarten stören die horizontale Beweglichkeit bei größeren Amplituden entscheidend, in der Charakteristik dieser Elemente liegt es, daß sie verhältnismäßig groß bauen, was zu Unterbringungsschwierigkeiten insbesondere bei Pkws führt und im übrigen ist ihre Herstellung sehr aufwendig und teuer.
Das nachfolgend beschriebene Element hat diese und andere bekannte Nachteile nicht und löst die Problematik einfach und optimal.
Das Beispiel in Figur 1 zeigt als Grundelement ein Gummimetallteil 1-1, wobei als weiche Feder Naturkautschuk verwendet wird und die Form so gestaltet ist, daß die innere Struktur eine einseitig offene Kammer 1-2 (zylinder) darstellt. Diese Kammer wird mit mindestens einem Metallteil 1-3 mit hoher Wärmeleitfähigkeit, einer Öffnung 1-4 (Düse> und einem zylindrischen Ansatz 1-5 geräuschisoliert verschlossen.
Im offenen Ansatz 1-5 lagert ein vertikal und auf Verdrehung beweglicher Kolben 1-6 einstellbar verbunden mit dem Erreger (z. B. Motor) mittels einer geräuschisolierten dünnen biegsamen Stange oder einem Kabel 1-7. Damit ist das System geschlossen und wird entweder huber einen Schmiernippel am Gummiteil oder eine Bohrung durch die Befestigungsschrzube mit einem dauerplastischen-dauerelastischen Medium, kurz genannt Plastisol, luftleer gefüllt. Das Plastisol ist in diesem Fall chemisch besonders stabilisiert auf hohe Wärmeleitfähigkeit, Geräuschisolierung, Gummifreundlichkeit und sonst wie später beschrieben.
Es ergibt sich folgende Funktion: Mit der Stange 1-7 wird die Stellung des Kolbens 1-6 bestimmt und somit eine gewisse Vorspannung im Gummiträger 1-1. In der Funktion wird durch die statische Last des Erregers eine weitere Vorspannung erzeugt, wobei das Plastisol sowohl vertikal als auch in Horilontalebene eine zusätzliche weiche Versteifung und huber die Reibung auch Dämpfung erzeugt. Durch die hohe Abreißkraft des Plastisols gegenüber einer Newton'schen Flüssigkeit wird damit das Einsetzen der energieversehrenden Dämpfungsüber die Öffnung 1-4 gesteuert, d. h. hochfrequente Schwingungen, die besonders kritisch für die Geräuschkulisse sind, werden ohne Energieverzehrung vom Naturkautschuk in Abstimmung mit dem Plastisol aufgenommen, während die gewünschte energieverzehrende große Dämpfung bei größeren Amplituden gezielt mit voller Wirkung einsetzt. Die Verbindungsstange 1-7, welche geräuschisoliert ist, kann deshalb auch ein Kabel oder eine biegsame Stange sein, weil der Energieverzehr auf Druck durch die Volumenveränderung des Zylinders erzeugt wird und die Stange erst auf Zug in Aktion treten muß. Dadurch wird die bewegungsabhängige Dämpfung vom Erreger bestimmbar erzeugt, gleichzeitig eine Geräuschbildung durch Reibungen in der Düse usw. verhindert und die dreidimensionale Beweglichkeit des gesamten Lagers ohne Geräuschbildung auch über große Bereiche gewährleistet. Dies ist vollkommen neu.
In Fällen, in denen die Zugdämpfung nicht zwangsläufig mit den Bewegungen des Erregers (z. B. Motor) stattfinden muß, hat der ylinder 1-3 einen dichten Boden 1-8, die Verbindung 1-7 entfällt, der Kolben ist als sog. Schwebekolben aufgebaut und regelt durch entsprechenden Druckaufbau mittels Gas - Luft Volumenausgleich und Rückstellung.
In Fällen, in denen die Trennung von geräuschisolierender Dämpfung bei hochfrequenten Schwingungen und hoher, fast linear energieversehrenderDämpfung bei großen Amplituden durch die statische Vorspannung der Gummiteile, im Zusammenhang mit Düse und Kolbeneinstellung nicht ausreichend ist, wird in die Öffnung 1-4 eine sich über Druck verändernde Düse, s. B. 1-9 aus elastischischem Material eingesetzt. Eine solche Düse ist auch für andere Zwecke vorteilhaft.
In Fällen, in denen Druck und Rückstellzeit nicht exakt notwendig sind, kann die RUokstellung von einer elastischen Membrane s. B. Gummi, Stahl usw. vorgenei-en werden.
Das Plastisol ist chemisch ausgedrückt ein Gemenge bzwç eine Anteigung, dessen Molekularaufbau dem Dämpfvorgang angepaßt ist, d. h., die Moleküle liegen statisch quer zur angreifenden Last, richten sich dynamisch strömungsmäßig im Fließvorgang aus und stellen sich dann wieder quer. Es hat die Eigenschaft, daß es dauerplastisch-dauerelastisch ist, eine sehr hohe Wärmeabfuhr, etwa zehnmal so groß wie bekannte Dämpföle hat, gegen Geräusche besonders sterisch abgesichert ist sowie besonders gummifreundlich gestaltet ist, um auch weiche Gummisorten wie Naturkautschuk verwenden zu können. Im übrigen hat es hohe Schmierfähigkeit, ist mit sehr hohen Drücken belastbar, dichtet teilweise selbst, schließt kleinste Poren, hat einen Flammpunkt von ca. 2900 C, einen Brennpunkt von ca. 5000 C, die Fließfähigkeit reißt auch bei hoher Belastung über kleine Öffnungen nicht ab, das viskose Verhalten ist darum über weite Temperaturbereiche auf Dämpfung eingestellt.
Der Fachmann erkennt, daß dieses einfache, geschlossene, einstellbare System neu ist, in den angesprochenen Bereichen eine höchst komplizierte Problematik in den drei Ebenen, bei sehr geringem Kostenaufwand, optimal löst, weshalb um die Erteilung eines Zusatzpatentes gebeten wird.

Claims

AnsprCiche zur Zusatzpatentanmeldung 1. Vorrichtung zur Aufnahme von statischen und dynamischen Lasten sowie Dämpfung von Schwingungen unterschiedlicher Frequenz und Amplituden, insbesondere zur Lagerung von Verbrennungsmotoren, Maschinen und dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß der Träger der statischen und dynamischen Lasten, z. B.

ein Gummimetallelement (1-1) als weiche Feder, z. U. aus Naturkautschuk hergestellt ist und seine Innenkontur eine geschlossene, nach einer Seite offene Kammer (1-2) darstellt, daß mindestens eine Platte (1-3) bestimmter Dicke mit mindestens einer Öffnung (1-4J, einem zylindrischen Ansatz (1-5) und einem beweglichen Kolben (1-6> geräuschisoliert mit der Kammer (1-2) zu einem geschlossenen Element verbunden ist, welches mit eine. Plastisol gem. Beschreibung gefüllt ist, daß der bewegliche Kolben (1-6> mittels einer stabilen oder flexiblen (kabel) geräuschisolierten Stange (1-7> durch die Öffnung (1-4) mit den Erreger, z. B. Motor, bewegungsabhängig verbunden ist.
2. Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Ansatz (1.3> einen luftdichten Boden (1-8) hat, so daß zwischen des Kolben (1-6) und dem Boden (1-8) eine Kammer entsteht, die in bekannter Weise mit Luft - Gas gefüllt wird, den Volumenausgleich darstellt und ein bestimmter Druck linearen Dämnpfungsaufbau herstellt.
3. Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß mit der Öffnung (1-4) eine flexible Düse (1-9)z. U. aus Gummi verbunden wird, deren Öffnung sich durch unterschiedliche Belastung verkleinert oder vergrößert.
4. Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Ansatz (1-5) ersetzt wird durch eine flexible Schale (1-11) z. B. aus Gummi, Kunststoff, Stahlmembrane usw. , welche geräuschisoliert mit 1-3 verbunden ist.