DE3000511C2

DE3000511C2 - Elastisches Lager insbesondere für den Antriebsmotor in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3000511C2
Application number: DE19803000511
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. 3000 Hannover Heitzig
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1980-01-09
Filing date: 1980-01-09
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DE3000511A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Lager, insbesondere für den Antriebsmotor in Kraftfahrzeugen, mit einem zwischen eine starre Außenhülse und eine starre Innenhülse eingesetzten Federkörper aus Gummi und einer in dem Federkörper eingeschlossenen, plastischen oder viskosen Dämpfungsmasse.
Von den elastischen Motorlagerungen in Kraftfahrzeugen wird erwartet, daß sie gleich gut sowohl die Bewegungen der gegeneinander abgestützten Teile abfedern und unkontrolliertes Aufschauckeln von Schwingungen unterdrücken als auch die Fahrzeugkarosserie gegen die vom Motor als Körperschall ausgehenden Geräusche isolieren. Beide Forderungen widersprechen sich zum Teil; denn während das dynamische Verhalten eine möglichst harte, stark gedämpfte Lagerung erfordert, ist eine wirksame Geräuschisolierung nur mit einer möglichst weichen, ungedämpften Federung zu erreichen. Die praktisch ausgeführten Motorlager unterliegen daher aufgrund der nach physikalischen Gesetzmäßigkeiten vorgegebenen Ausgangsdaten, nämlich der Federsteifigkeit auf der einen und der Dämpfung auf der anderen Seite, dem Zwang zu Kompromissen, wobei sich die Bewertungskriterien je nach den vorliegenden maßgeblichen Parametern wie z. B. Störschwingungen des Motors, Masse des Motors und des tragenden Fahrzeugunterbaues, Eingangsimpedanz der Karosserie, vorhandene Dämpfung und dergl. mehr zu der einen oder der anderen Seite mit mehr oder weniger ausgeprägter Vernachlässigung einer der beiden wesentlichen Forderungen verschieben. Das Konfliktproblem verschärft sich noch durch den allgemein zunehmenden Zug zu Gewichtseinsparungen im Fahrzeugbau, der eine annehmbare Abstimmung der Gegensätze aufeinander allgemein mit herkömmlichen Gummilagerungen ohne aufwendige zusätzliche Maßnahmen immer weniger möglich macht.
Es ist schon vorgeschlagen worden (z. B. deutsches Gebrauchsmuster 19 06 288), die Federelemente in elastischen Lagerungen aus Stoffen unterschiedlicher viskoelastischer Eigenschaften zusammenzusetzen, um mit dem erwünschten Federungsverhalten gleichzeitig eine bessere Geräuschisolierung zu erreichen. Ebenso gehört es zum Stand der Technik, die durch Formänderungen einer Gummifeder hervorgerufenen Volumenänderungen eines angrenzenden Raumes zum gedrosselten Verdrängen eines gasförmigen oder flüssigen Dämpfungsmittels auszunutzen. Nach einem weiteren Vorschlag (US-Patentschrift 34 15 470) ist es bekannt, die Querschubbewegungen zweier beiderseits eines abgestützten Maschinenteiles in konstantem gegenseitigen Abstand angebrachter gummielastischer Federelemente durch eine zwischen diesen und einem feststehenden Bauteil wirksame, nach außen abgedichtet eingeschlossene Füllung einer viskosen Flüssigkeit zu dämpfen.
Der Erfindung liegt demgegenüber als spezielle Aufgabe zugrunde, das vorstehend geschilderte Dilemma elastischer Motorlagerungen durch eine neuartige Gestaltung und Anordnung einer darauf abgestimmten Dämpfung zu überwinden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei Lagern der eingangs geschilderten Art die Dämpfungsmasse innerhalb des Federkörpers in einer geschlossenen, schubweichen Umhüllung aus einem elastomeren Werkstoff untergebracht. Dabei liegt die Umhüllung an der Innenhülse und der Außenhülse an und die Dämpfungsmasse ist quer zur Hauptfederungsrichtung gleich dem Federkörper, in der Hauptfederungsrichtung dagegen wesentlich kürzer als dieser bemessen. Zweckmäßigerweise besteht dabei die Umhüllung der Dämpfungsmasse aus einem weich eingestellten Gummi. Die Umhüllung der Dämpfungsmasse kann aber auch aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen. Für die Umhüllung der Dämpfungsmasse wird poröser Gummi oder zelliger Gummi vorgeschlagen. Wichtig ist weiterhin der Vorschlag, daß die Umhüllung der Dämpfungsmasse auf ihrer dem Innenmantel der Außenhülse und/oder dem Außenmantel der Innenhülse zugekehrten äußeren Oberfläche mit im nichteingefederten Zustand einen Abstand von höchstens ihrer Wandstärke entsprechenden Größenordnung wahrenden Erhöhungen in Form von Rippen, Noppen oder dergl. versehen ist.
Die Erfindung schafft mit überraschend einfachen Mitteln eine amplitudenabhängige Dämpfung, die deren ungünstigen Einfluß auf die Körperschallisolierung eines auf optimales Federungsverhalten über größere Schwingungsamplituden ausgelegten elastischen Lagers aufhebt. Für den akustischen Bereich mit seinen kleinen Amplituden ergeben sich gleichsam Freiwege, während sich die Dämpfung erst von einer wählbaren Schwingungsweite an von selbst ankoppelt. Die Erfindung nutzt hierzu das phasikalische Verhalten der isolierend wirkenden elastomeren Umhüllung der Dämpfungsmasse aus, die nach einer anfänglich weichen geringen Verformung eine starke Progression mit entsprechend steil zunehmender Dämpfung zeigt. Die mit einer rippen- oder noppenartig profilierten Oberfläche der Umhüllung erzielte linien- oder punktförmigen Anlage an den starren Gegenflächen schafft mit den daraus entstehenden größeren Verformungswegen in dieser Hinsicht noch weitergehende Möglichkeiten zu einem engen Anpassen des Federungsverhaltens der gesamten Motorlagerung an die vorgegebenen Ausgangsbedingungen.
Zum Verdeutlichen der Erfindung ist ein Ausführungsbeispiel in der Zeichnung schematisch dargestellt. In der Zeichnung ist
Fig. 1 ein Axialschnitt durch ein elastisches Motorlager und
Fig. 2 ein Ausschnitt nach dem umrandeten Feld II aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.
Das gezeichnete Lager ist aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten zylindrischen Stahl- oder anderen Metallbuchsen 3, 4 aufgebaut und enthält als Federelement eine zwischen die beiden Buchsen eingesetzte und den Ringraum zwischen ihnen überbrückende Gummifeder 5. Die Außenbuchse 3 ist mit einem abgewinkelten Fußflansch 13 ausgebildet, mit Hilfe dessen sie auf einem tragenden Element des nicht gezeichneten Fahrzeuguntergestelles befestigt werden kann, während die Innenhülse 4 einen Auflagerarm des ebenfalls nicht weiter dargestellten Motorblockes in unmittelbarer Abstützung auf ihrem durchbrochenen Bodenblech 14 aufnimmt.
Die Gummifeder 5 ist aus zwei eine Dämpfungsmasse 6 zwischen sich einschließenden Ringelementen zusammengesetzt, wobei aus fertigungstechnischen Gründen eine haftende Bindung der beiden Ringelemente an den Metallbuchsen 3, 4 nur jeweils einseitig vorgesehen und der jeweils freie Außen- bzw. Innenumfang über einen anvulkanisierten metallischen Stützring 15 reibschlüssig mit der Wandung der zugeordneten Buchse in Verbindung steht. Der Ringquerschnitt der so aufgebauten Gummifeder hat in dem gezeichneten spannungsfreien Zustand etwa die Form eines Parallelogrammes, und mit ähnlichem Querschnitt ist auch die in eine schlauchartige, in sich geschlossene Hülle 7 aus einem zelligen oder geschlossen-porigen Gummi oder Kunststoff eingezogene plastische Dämpfungsmasse 6 ausgebildet. Die Hülle 7 trägt auf ihrem den beiden Stahlbuchsen 3, 4 zugekehrten Innen- wie auch Außenumfang angeformte Rippen 17 (Fig. 2), mittels derer sie sich gegen die metallischen Stützflächen linienhaft abstützt. Im Ruhezustand und zu Beginn der Federbewegungen lassen die Rippen 17 Freiräume zwischen sich offen, um sich mit zunehmender Einfederung aber bis zum ganzflächigen Anliegen der Hülle 7 am Innen- bzw. Außenumfang der Buchsen 3, 4 zu verformen. Es kommt auf diese Weise nach einer verhältnismäßig geringen weichen Einfederung eine stark progressiv ansteigende Charakteristik des elastischen Lagers mit angekoppelter Dämpfung zustande.

Claims

1. Elastisches Lager, insbesondere für den Antriebsmotor in Kraftfahrzeugen, mit einem zwischen eine starre Außenhülse und eine starre Innenhülse eingesetzten Federkörper aus Gummi und einer in dem Federkörper eingeschlossenen, plastischen oder viskosen Dämpfungsmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmasse (6) innerhalb des Federkörpers (5) in einer geschlossenen, schubweichen Umhüllung (7) aus einem elastomeren Werkstoff untergebracht ist, die Umhüllung (7) an der Innenhülse (4) und der Außenhülse ( 3) anliegt und die Dämpfungsmasse (6) quer zur Hauptfederungsrichtung im wesentlichen gleich dem Federkörper (5), in der Hauptfederungsrichtung dagegen wesentlich kürzer als dieser bemessen ist.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (7) der Dämpfungsmasse (6) aus einem weich eingestellten Gummi besteht.

3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (7) der Dämpfungsmasse (6) aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht.

4. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (7) der Dämpfungsmasse (6) aus einem porösen Gummi besteht.

5. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (7) der Dämpfungsmasse (6) aus einem zelligen Gummi besteht.

6. Lager nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (7) der Dämpfungsmasse (6) auf ihrer dem Innenmantel der Außenhülse (3) und/oder dem Außenmantel der Innenhülse (4) zugekehrten äußeren Oberfläche mit im nichteingefederten Zustand einen Abstand von höchstens ihrer Wandstärke entsprechender Größenordnung wahrenden Erhöhungen (17 ) in Form von Rippen, Noppen od. dgl. versehen ist.