DE3125040C2

DE3125040C2 - Elastisches Lager insbesondere zur Lagerung von Maschinen oder Maschinenteilen

Info

Publication number: DE3125040C2
Application number: DE19813125040
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl.-Ing. 8000 München Mair
Original assignee: MAIR CHRISTIAN 8077 AGELSBERG DE; Mair Christian 8077 Agelsberg
Current assignee: MAIR CHRISTIAN 8077 AGELSBERG DE
Priority date: 1981-06-26
Filing date: 1981-06-26
Publication date: 1985-09-12
Also published as: DE3125040A1

Abstract

Ein elastisches Lager (1), insbesondere zur Lagerung von Maschinen oder Maschinenteilen, beispielsweise Brennkraftmaschinen od.dgl., ist mit einem Lagerkern (2) zur Krafteinleitung, einem Widerlager (3) zur Kraftaufnahme, mindestens einem zwischen Lagerkern (2) und Widerlager (3) angeordneten Federelement (6) und mit wenigstens einer über zumindest ein Federorgan (10) mit dem Lagerkern (2) verbundene Tilgermasse (11) versehen. Um zur Erreichung einer Tilgungswirkung nicht zunächst einen Resonanzbereich durchlaufen zu müssen und um ein möglichst kompaktes und einfaches Lager zu erhalten, ist die Tilgermasse (11) über das Federorgan (10) am Lagerkern (2) aufgehängt und die Tilgermasse (11) und/oder das Federorgan (10) mit dem Widerlager (3) bewegungsübertragend entgegen der Richtung der Krafteinleitung in das Lager (1) gekoppelt.

Description

gungen des Lagerkerns gegenüber dem Widerlager 65 Das in F i g. 1 im Schnitt dargestellte elastische Lager ebenfalls zu Schwingungen angeregt werden. Die TiI- 1 weist einen Lagerkern 2 und ein Widerlager 3 auf. Der germassen sind hier entweder direkt oder indirekt am Lagerkern 2 hat ein topfförmiges Gehäuse 4, an dessen Widerlager kraftübertragend gekoppelt. Hieraus resul- Oberseite ein Bolzen 5 für die Befestigung an einer Ma-

schine oder einem Maschinenteil angebracht ist Durch den Doppelpfeil A wird angedeutet, daß der Lagerkern 2 der Krafteinleitung der von der Maschine erzeugten Schwingungen in das Lager 1 dient

Das untere Ende des Gehäuses 4 des L&gerkerns 2 wird durch ein als Schubgummikörper ausgebildetes, ringförmiges Federelement der Ha\y>tfeder 6 abgeschlossen, die außenseitig am Gehäuse 4 und innenseitig am Widerlager 3 anvulkanisiert ist Das Widerlager 3 dient der Kraftaufnahme und kann über eine Aufi;ahmebohrung 7 beispielsweise am Fahrzeugkörper befestigt werden.

Das Gehäuse 4 ist beispielsweise zweigeteilt ausgebildet Zwischen zwei Flanschringen 8,9 ist eine Membran

10 aus einem Elastomer eingeklemmt, die mittig eine is Tilgermasse 11 trägt In der von der Membran 10, der Tilgermasse 11, dem Federelement 6 und dem Widerlager 3 gebildeten Kammer 12 ist eine Flüssigkeit eingefüllt Statt dieser Flüssigkeit kann auch ein Gas vorgesehen sein.

Bei der Krafteinleitung über den Lagerkern 2 senkt sich das Gehäuse 4 ab, wobei es von der Hauptfeder 6 abgefedert wird. Die Tilgermasse 11, die sich aufgrund der Verbindung mit dem Gehäuse 4 mit nach unten bewegen würde, wird durch die Flüssigkeit in der Kammer 12 in eine Bewegung entgegengesetzt zur Krafteinleitung gezwungen. Geht die Krafteinleitung in eine schwingende Bewegung über, so wird die Tilgermasse

11 ebenfalls zu einer derartigen Bewegung angeregt, bei niedrigen Frequenzen jedoch in jeweils entgegengesetzter Richtung, also phasenverschoben. Hierdurch entsteht eine Tilgerwirkung, d. h. die in das Lager 1 eingeleiteten Kräfte werden teilweise getilgt so daß nur ein Rest an das Widerlager 3 weitergegeben wird.

Dieses Verhalten läßt sich deutlich der F i g. 2 entnehmen, die in einer Graphik das Tilgungsverhalten des Lagers 1 über die Frequenz zeigt Dabei gibt die Ordinate die an das Widerlager übertragene Kraft und die Abszisse die Frequenz an.

Mit zunehmender Frequenz nimmt die Tilgerwirkung bis zum Tilgungspunkt ωό zu, an dem die Tilgerwirkung maximal ist. Durch entsprechende Auslegung von Tilgermasse 11, Membran 10 und Art der Flüssigkeit in der Kammer 12 kann das Tilgerverhalten dabei so eingestellt werden, daß die Tilgermasse 11 bei der Frequenz <Wi) die eingeleiteten Kräfte vollständig aufhebt, so daß das Widerlager 3 keine dynamischen Kräfte aufnehmen muß.

Im Anschluß an den Tilgungspunkt <y₀ gleichen sich die Phasenlage von Krafteinleitung und Tilgermasse 11 immer mehr an, so daß die Tilgungswirkung abnimmt, die Tilgermasse Il sogar bei weiter ansteigender Frequenz eine Verstärkung der auf das Widerlager 3 wirkenden Kräfte hervorruft, wobei ein Maximum bei der Resonanzfrequenz a>\ erreicht wird. Bei weiter steigender Frequenz kommt die Tilgermasse 11 langsam zur Ruhe, weil sie den Bewegungen des Lagerkerns 2 nicht mehr folgen kann. Die Tilgungswirkung sinkt dann entsprechend herab.

F i g. 3 zeigt ein abstraktes Systemschaltbild des Lagers 1 nach Fig. 1.

Der Lagerkern und das Widerlager sind hier durch die Linien 13 bzw. 14 symbolisiert. Zwischen beiden ist eine Feder 15 angeordnet, die der Hauptfeder 6 in V i g. 1 entspricht.

Am Lagerkern 13 ist eine Tilgermasse 16 — entsprechend der Tilgermasse 11 in Fig. 1 — an der Feder 17 — entsprechend der Membran 10 in Fig. 1 — aufgehängt Vom Widerlager 14 greifen Federn J8,19 einmal an der Feder 17 direkt und einmal an der Tilgermasse 16 an. Diese Federn 18, 19 entsprechen der Flüssigkeit in der Kammer 12.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 tiert dje frequenzabhängige Übertragungseigenschaft Patentansprüche: In niedrigen Frequenzbereichen steigt die Kraftübertra gung mit zunehmender Frequenz bis zur Eigenfrequenz

1. Elastische Lager, insbesondere zur Lagerung der Tilgermasse an, wobei in diesem Bereich die Tilgervon Maschinen oder Maschinenteilen, beispielswei- 5 masse sogar zur Verstärkung der Kraftübertragung beise Brennkraftmaschinen oder dergleichen, mit einem trägt Im darüberliegenden Frequenzbereich kommt die Lagerkern zur Krafteinleitung, einem Widerlager entlastende Wirkung der Tilgermasse zum Tragen.

zur Kraftaufnahme, mindestens einer zwischen La- Die vorgenannten Lager haben den Nachteil, daß im gerkern und Widerlager angeordneten Hauptfeder niedrigen Frequenzbereich zunächst ein Resonanzge- und mit wenigstens einer über zumindest eine TiI- io biet durchlaufen werden muß, in dem die Kraftübertragerfeder mit dem Lagerkern verbundene Tilgermas- gung durch das Mitschwingen der Tilgermasse verstärkt se, wobei die Tilgermasse elastisch derart mit dem wird. Erst bei hohen Frequenzen wirkt die Tilgermasse Lagerkern verbunden ist daß ihre Bewegung derje- auch tätsächlich tilgend, d. h. sie schwächt die Kraftnigen der Krafteinleitung in das Lager entgegen ge- übertragung auf das Lager ab. Ein weiterer Nachteil der richtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß 15 bekannten Lager besteht darin, daß sie einen relativ die Tilgerfeder eine Membran (10) ist, die mit der komplizierten konstruktiven Aufbau haben.
Tilgermasse (11), einem topfartigen Gehäuseteil des Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lager Lagerkerns(2), der Hauptfeder (6) und dem Widerla- derart zu gestalten, daß zur Erreichung einer Tilgungsger (3) eine geschlossene, vollständig mit Fluid ge- wirkung nicht zunächst ein Resonanzbereich durchfahfüllte Kammer (12) bildet 20 ren werden muß. Dabei soll das Lager möglichst kom-

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- pakt und einfach im Aufbau gestaltet werden.

net daß die Hauptfeder (6) als ringförmiger Schub- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

elastomerkörper ausgebildet ist daß die Tilgerfeder eine Membran ist, die mit der Tilger-

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- masse, einem topfartigen Gehäuseteil des Lagerkerns, zeichnet daß der Druck in der Kammer (12) verän- 25 der Hauptfeder und dem Widerlager eine geschlossene, derbar ist. vollständig mit Fluid gefüllte Kammer bildet. Aufgrund

4. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- dieser Gestaltung entsteht eine völlig andere Tilgerchadurch gekennzeichnet daß die Kammer mit einem rakteristik. Die Tilgung setzt schon bei relativ niedrigen Ausgleichsbehälter verbunden ist Frequenzen ein und verstärkt sich bis zum Tilgungs-

5. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da- 30 punkt auf eine maximale Tilgungswirkung, wobei durch durch gekennzeichnet, daß die Kammer mit einem entsprechende Wahl der Tilgermasse und des Federor-Flüssigkeits-Gas-Speicher verbunden ist ganes eine vollständige Tilgung der über den Lagerkern

eingeleiteten Kräfte erzielt werden kann. Nach Durchlaufen des Tilgungspunktes nimmt die Tilgerwirkung

35 wieder ab und führt schließlich zu einer Verstärkung der

auf das Widerlager wirkenden Kräfte. Dieser Resonanzbereich liegt somit frequenzmäßig oberhalb des Tilgungspunktes. Für das Erreichen einer Tilgungswirkung

Die Erfindung betrifft ein elastisches Lager, insbeson- muß deshalb nicht erst ein Resonanzbereich durchlaudere zur Lagerung von Maschinen oder Maschinentei- 40 fen werden.

len, beispielsweise Brennkraftmaschinen oder derglei- Eine besonders kompakte Ausführungsform des er-

chen, mit einem Lagerkern zur Krafteinleitung, einem findungsgemäßen Lagers läßt sich dadurch erzielen, daß Widerlager zur Kraftaufnahme, mindestens einer zwi- der Lagerkern als ein topfartiges Gehäuse ausgebildet sehen Lagerkern und Widerlager angeordneten Haupt- ist, und die volumenkonstante Kammer durch Memfeder und mit wenigstens einer über zumindest eine 45 branfeder und Tilgermasse einerseits und ringförmiger Tilgerfeder mit dem Lagerkern verbundene Tilgermas- Schubelastomerfeder und Widerlager andererseits gese, wobei die Tilgermasse elastisch derart mit dem La- bildet wird. Durch geeignete Wahl der Wirkflächen, der gerkern verbunden ist, daß ihre Bewegung derjenigen Federkonstanten und der Massen kann jede gewünschder Krafteinleitung in das Lager entgegen gerichtet ist. te Charakteristik erzielt werden.

Von Brennkraftmaschinen angeregte Schwingungen 50 Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorerzeugen Geräusche, wenn sie auf die Fahrzeugstruktur gesehen, daß der Druck in der Kammer und/oder die übertragen werden. Um diese Geräusche möglichst ge- Wirkfläche der Tilgermembranfeder veränderbar ist, ring zu halten, werden zumeist Gummimetallager oder um auf diese Weise die Tilgungscharakteristik beeinflusauch mit Flüssigkeit und/oder Gas gefüllte Lager ver- sen zu können und eine statische Vorlast auszugleichen, wendet. Deren Wirkung ist jedoch begrenzt, da sie die 55 Hierzu kann die Kammer beispielsweise mit einem AusBewegung der Brennkraftmaschine relativ zur Fahr- gleichsbehälter oder einem Flüssigkeits-Gasspeicher zeugstruktur in das Lager unmittelbar — wenn auch verbunden sein,
gedämpft — übertragen. In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Aus-

Eine verbesserte Wirkung zeigen Lager der eingangs führungsbeispieles näher veranschaulicht. Es zeigt
genannten Art. Beispiele solcher Lager neuerer Bauart, 60 F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch ein elastisches Ladie bereits eine Tilgungswirkung zeigen, sind in der CA- ger;

PS 7 81 817 sowie in der DE-OS 29 47 018 beschrieben. Fig. 2 eine graphische Darstellung des Tilgungsver-

Diese Lager unterscheiden sich von konventionellen haltens des Lagers gemäß F i g. 1 und
Lagern dadurch, daß deren Tilgermassen bei Schwin- Fig. 3 ein Systemschaltbild des Lagers gemäß Fi g. 1.