DE3314335C2 - - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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- F16F13/26—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16F15/03—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
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Description
Die Erfindung betrifft ein Motorlager, bestehend aus einem
Traglager und einem Auflager, einem beide verbindenden Federelement
und einer Dämpfungseinrichtung für die Hemmung
der relativen Beweglichkeit, welche aus einem an dem Traglager
festgelegten ersten und einem an dem Auflager festgelegten
zweiten Dämpfungsteil besteht, wobei das eine
Dämpfungsteil durch einen Magneten gebildet ist.
Auf ein Motorlager der vorgenannten Art nimmt die DE-OS
30 34 246 Bezug. Es ist bestimmt für die Lagerung eines
Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug und umfaßt eine
Kolben-/Zylindereinheit, die einerseits an dem Motor und
andererseits an dem Kraftfahrzeug elastisch angelascht
ist. Die darin zur Anwendung gelangende Dämpfungseinrichtung
besteht aus einer in einem Kolben angeordneten Drosselöffnung,
durch die die in dem Zylinder enthaltene
Flüssigkeit bei einer axialen Relativverlagerung des
Kolbens hindurchgepreßt wird. Sie wird nur beim Auftreten
störender Schwingungen durch das elektromagnetische Schließen
einer die Drosselöffnung umgehenden Bypassleitung aktiviert,
beispielsweise beim Überschreiten einer vorher festgelegten
und die störende Schwingung charakterisierenden
Motordrehzahl. Die erzielte Isolierwirkung ist jedoch wenig
befriedigend, und neben dem vergleichsweise hohen Gewicht
wird vor allem bemängelt, daß sowohl die Isolier- als
auch die Dämpfungswirkung bereits nach kurzzeitigem Gebrauch
eine deutliche Veränderung erfährt.
Die in die Lagerung eines Verbrennungsmotors eingeleiteten
Schwingungen entstammen zwei unterschiedlichen Gattungen.
Eine erste Art von Schwingungen ist in dem Frequenzbereich
oberhalb von ca. 30 Hz angesiedelt und wird vom Motor
selbst erregt. Diese Schwingungen äußern sich als Dröhnschwingungen
und sollen von der Karosserie möglichst ferngehalten
werden, d. h., ohne Überleitung von Kräften auf das
Traglager isoliert werden.
Die zweite Art von Schwingungen ist in einem Frequenzbereich
bis maximal 12 Hz angesiedelt und tritt beim Überfahren
von Bodenunebenheiten auf. Diese Schwingungen können
bei ungünstiger Erregung zu Schüttelbewegungen des
Motors führen und Amplituden bis zu ca. 10 cm erreichen.
Derartige Ausschläge sind beispielsweise bei einem Pkw-
Motor nicht tolerierbar. Sie müssen unterbunden werden,
was nur durch eine Dämpfung möglich ist, beispielsweise
ein Abbremsen des schwingenden Motors mit Hilfe der relativ
unbeweglichen Karosserie. Der Vorgang setzt die dynamische
Versteifung der Verbindung zwischen Motor und
Karosserie voraus, d. h., eine bei entsprechenden Amplituden
des Motors wirksam werdende Verhärtung des Motorlagers.
Eine solche ist bei der Ausführung nach der eingangs
genannten Druckschrift gegeben. Sie hat eine Beeinträchtigung
der Isolierwirkung zur Folge und damit die Übertragung
der Dröhnschwingungen auf die Karosserie. Eine optimale
Abstimmung zwischen der Isolierwirkung und der Dämpfungswirkung
ist nicht ohne weiteres möglich, weil beide
Eigenschaften von der Dimensionierung der Konstruktionsteile
und voneinander abhängen. Modifizierungen setzen
maßlich veränderte Konstruktionsteile und insofern einen
großen Aufwand voraus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorlager
der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß
bei Gewährleistung einer guten Isolierwirkung störende
Schaukelbewegungen des Motors weitestgehend unterbunden
werden.
Das Motorlager soll sich bei geringem Gewicht über eine
lange Zeitspanne durch absolut gleichbleibende Isolier-
und Dämpfungseigenschaften auszeichnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Motorlager der
eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale
der Patentansprüche 1, 3 und 4 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltung
nehmen die Unteransprüche 2 und 5 Bezug.
Die Funktion des vorgeschlagenen Motorlagers beruht auf
der kontinuierlichen Modifizierung der von dem Magneten
auf das andere Dämpfungsteil ausgeübten Kräfte. Diese
sind nicht konstant und unterscheiden sich insbesondere
bei einer Auseinanderbewegung des Traglagers und des Auflagers
nach Größe und/oder Richtung von den Kräften, die
bei einer Gegeneinanderbewegung wirksam sind. Sie können
dadurch zur gezielten Abbremsung der Bewegung und damit
zur optimalen Dämpfung und Isolierung der die Bewegung verursachenden
Schwingungen ausgenutzt werden.
In bezug auf das Schwingungsverhalten eines federnd gelagerten
Motors sind die folgenden Zusammenhänge zu beachten:
Man nehme als Beispiel an, ein 4-Zylinder-Reihenmotor dreht
mit der Winkelgeschwindigkeit ω*=ω/2. Ein solcher Motor
zeigt eine Unwuchterregung mit freien Massenkräften 2. Ordnung,
so daß man den Motor mit Auflagern wie in Fig. 1 gezeigt
darstellen kann (Gaskräfte und Drehmomentsschwankungen sind
hier unberücksichtigt).
Das zugehörige Kräftediagramm zeigt Fig. 2. Die Koordinate X
ist aus der statischen Ruhelage des Systems gezählt.
Als erregende Kraft tritt die resultierende Fliehkraft der
beiden Massen m₀/2 auf.
Die Gesamtmasse des Schwingers beträgt:
m = m₀ + m₁
Das Kräftegleichgewicht bringt die Differentialgleichung:
m + d + k = m₀e ω² sin ω t
In dieser Differentialgleichung ist die Federkraft nach dem
Hookschen Gesetz und die Dämpferkraft proportional angesetzt.
Die Differentialgleichung wird mit einem Ansatz vom Typ der
rechten Seite gelöst.
Die Lösung der Differentialgleichung ist die Antwort des
Systems in Form der Verschiebung. Diese eilt der Erregung
um den Winkel ε nach, wie in Fig. 3 dargestellt.
- Amplitude der Erregerkraft
k
- Amplitude der Federkraft
d
- Amplitude der Dämpferkraft
t
- Amplitude der Trägheitskraft
Verschiebung:
mit dem Dämpfungsgrad
und der kritischen Eigenfrequenz (für D=0)
Macht man nun die Frequenz ω und die Amplitude der
Verschiebung in geeigneter Weise dimensionslos, so
ergibt sich Fig. 4.
Da man die Unwuchterregung des Motors von der umgebenden
Struktur möglichst wirksam isolieren möchte, interessiert
man sich in erster Linie für die Lagerkraft F L , die am Fuß
des federnden Auflagers in die Struktur eingeleitet wird.
Die Lagerkraft L setzt sich aus der Federkraft k und der
Dämpferkraft d vektoriell zusammen.
L eilt der Erregerkraft um den Phasenverschiebungswinkel ε′
nach (Fig. 5):
Lagerkraft:
Macht man nun wiederum die Frequenz und die Amplitude der
Lagerkraft L in geeigneter Weise dimensionslos, so erhält
man den in Fig. 6 gezeigten Zusammenhang.
Die strichpunktierte Linie ist die bezogene erregende Kraft .
Die durchgezogenen Kurven zeigen die Lagerkraft L für verschiedene
Dämpfungsgrade.
Die Fig. 4 und 6 machen die folgenden Zusammenhänge deutlich:
Es gilt, die Amplitude der Lagerkraft L im gesamten Drehzahlbereich
des Motors möglichst klein zu halten und dabei
Massenausschlag nicht über bestimmte Grenzen wachsen zu
lassen.
Man betrachte nun zunächst den Massenausschlag . Die Fig. 4
zugrunde liegende Gleichung lautet:
Es gibt bei gegebener Unwucht e · m₀ drei Möglichkeiten,
zu begrenzen:
- 1) Vergrößerung der Motormasse m.
Dies geht gegen die Tendenz zum Leichtbau im modernen Kraftfahrzeugbau. - 2) Vergrößerung der Federkonstanten k und damit
Anhebung der kritischen Eigenfrequenz ω k .
Dies ist unerwünscht, da die Eigenfrequenz tiefer liegen soll als die Leerlauffrequenz des Motors. - 3) Vergrößerung des Dämpfungsgrades D.
Vergleiche Fig. 4.
Es zeigt sich, daß am günstigsten über das Dämpfungsmaß
D kontrolliert wird.
Man betrachte nun in Fig. 6 den Verlauf der Lagerkraft-Amplitude
L . Im Bereich niedriger Frequenzen ist eine
große Dämpfung nützlich.
Im Bereich größerer Frequenzen ist eine kleine
oder überhaupt keine Dämpfung entschieden vorteilhafter.
Daraus ergibt sich zusammenfassend:
Aus den vorangegangenen Betrachtungen kann man das ideale
Motorlager ableiten. Es sollte ein Feder-Dämpfungssystem
sein, bei dem die Feder eine möglichst geringe Dämpfung
besitzt und der Dämpfer oberhalb einer Betriebsfrequenz
von zu Null (D=0) geregelt werden kann.
Da in der Gesamtbetrachtung nur freie Kräfte aus der Unwucht
zugelassen wurden und der Motor als eindimensionaler
Schwinger abgebildet wurde, wird Fig. 6 in Wirklichkeit
durch Gaskräfte und Drehmomentschwankungen verzerrt.
Um den Übergang weich zu gestalten und Kraftsprünge zu
vermeiden, sollte die Dämpfung durch eine Zeitkonstante T
weggeregelt werden, was durch eine Steuerelektronik vorteilhaft
zu erreichen ist. Zur Steuerung der Dämpfung muß die
Betriebsfrequenz des Lagers bekannt sein. Diese kann mit
einem Signalgeber (Beschleunigungsgeber, Weggeber usw.)
gemessen oder idealerweise aus den Steuersignalen für die
Zündung oder die Kraftstoffeinspritzung des Motors gewonnen
werden, da diese durch ein elektronisches Drehzahl-
und Lastsignal in modernen Motoren gesteuert werden.
Fig. 7 zeigt das Blockschema eines solchen Motorlagers in
einem Kraftfahrzeug.
Der Motor 33 ist durch Federelemente 3 elastisch auf
dem Fahrzeugrahmen und dieser elastisch auf den Radachsen
abgestützt. Die Federelemente 3 des Motors sind
mit Dämpfungselementen 34 versehen, die durch das Steuersignal
36 der Steuerung 21 eine veränderbare Nachgiebigkeit
haben. Die zur Erzeugung des Steuersignals 36
des Motorlagers verwendeten Signale sind das Frequenzsignal
37 für äußere Störungen, das beispielsweise an den
festen Abstützungspunkten der Radfederung entnommen
werden kann, sowie das Frequenzsignal 35 des Motors,
das sich beispielsweise aus dem Zünd- oder Einspritzsignal
des Motors gewinnen läßt.
Neben einer hochgradigen Isolierung von Dröhnschwingungen
lassen sich mit dem vorgeschlagenen Motorlager Stuckerbewegungen
des Motors zuverlässig unterdrücken. Isolierwirkung
und Dämpfung können ohne Veränderung von Konstruktionsteilen
im Hinblick auf kritische Betriebssituationen
einander angepaßt und auf optimale Werte
eingestellt werden, beispielsweise auf eine völlige Unterdrückung
der Dämpfungswirkung in einem Frequenzbereich
und der Isolierwirkung in einem anderen Frequenzbereich.
Der Federkörper und die Dämpfungseinrichtung des vorgeschlagenen
Motorlagers üben aufeinander keinerlei Reaktionskräfte
aus, was für den gesamten Frequenzbereich der eingeleiteten
Schwingungen gültig ist. Sowohl der Federkörper
als auch die Dämpfungseinrichtung können dadurch in Abhängigkeit
von ihrer eigentlichen Aufgabe optimal gestaltet
werden, was bei einem Hydrolager nach der eingangs genannten
Art nicht möglich war. Das Gewicht erfährt eine
wesentliche Reduzierung, die Herstellung ist bei großer
Robustheit relativ einfach, und es können über eine lange
Zeitspanne absolut gleichbleibende Isolier- und Dämpfungswirkungen
gewährleistet werden.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend
anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 8 ein Motorlager, bei dem der Magnet durch einen
Permanentmagneten gebildet wird und das andere
Dämpfungsteil durch eine Induktionsspule mit
variablem Widerstand,
Fig. 9 eine Ausführung, bei der der Magnet durch einen
Elektromagneten variabler Feldstärke gebildet
wird und das andere Dämpfungsteil durch einen
Wirbelstromkörper,
Fig. 10 eine Ausführung, bei der der Magnet durch zwei
zusammenwirkende Elektromagneten mitgebildet
wird und das andere Dämpfungsteil im variablen
Magnetfeld der Elektromagneten angeordnet ist,
Fig. 11 eine Ausführung, bei der der Magnet durch einen
Permanentmagneten gebildet wird und das andere
Dämpfungsteil durch eine Induktionsspule mit
variablem Widerstand,
Fig. 12 eine Ausführung, bei der die beiden Dämpfungsteile
mit einer sich parallel zur Bewegungsrichtung
erstreckenden Führungsfläche aneinander
anliegen und bei der zwischen den Dämpfungsteilen
und dem Traglager sich quer zu dieser Richtung
erstreckende, nachgiebige Schichten angeordnet
sind,
Fig. 13 eine Ausführung, bei der das Traglager und
das Auflager durch eine kegelförmig gewundene
Blattfeder verbunden sind und bei der die
einzelnen Windungen der Feder sich parallel zur
Bewegungsrichtung erstrecken und unter Bildung
von Führungsflächen aneinander anliegen.
Das Motorlager nach Fig. 8 enthält ein Traglager 1 aus
Stahlblech von tassenförmiger Gestalt. Es ist an der Unterseite
mit zwei senkrecht angeschweißten Gewindebolzen 7
versehen, die seine Verbindung mit einer Fahrzeugkarosserie
ermöglichen.
Das Motorlager enthält im oberen Bereich das Auflager 2,
das aus einer im wesentlichen sich eben erstreckenden
Stahlplatte besteht sowie aus einem Gewindebolzen 7 zur
Verankerung eines aufzunehmenden Motors. Trag- und Auflager
1, 2 sind durch ein ringförmiges Federelement 3 verbunden.
Dieses besteht aus Gummi mit weichelastischen Eigenschaften.
Trag-, Auflager und Federelement 1, 2, 3 umschließen gemeinsam
einen Hohlraum, in dem die Dämpfungseinrichtung
untergebracht ist. Diese besteht aus dem mit dem Traglager
1 verbundenen Magneten 4 und dem mit dem Auflager 2
verbundenen anderen Dämpfungsteil 5.
Der Magnet 4 wird durch einen Permanentmagneten gebildet,
der eine zylindrische Gestalt aufweist sowie eine senkrecht
in die Stirnfläche eindringende, die Bewegungsachse rotationssymmetrisch
umschließende Eintiefung 8.
Das andere Dämpfungsteil 5 wird durch eine Induktionsspule
5 von hohlzylindrischer Gestalt gebildet, die der
Eintiefung des Permanentmagneten rotationssymmetrisch
zugeordnet ist und deren Anschlüsse durch einen nicht
dargestellten Regelwiderstand kurzgeschlossen sind. Die
beim Ein- bzw. Austauchen der Induktionsspule 5 in die
Eintiefung des Permanentmagneten erzeugten Ströme entgegengesetzter
Richtung werden in dem Widerstand verbraucht
und bewirken die erwünschte Dämpfung. Die zugehörige
Steuerung ist nicht gezeigt.
Bei der Ausführung nach Fig. 9 bestehen Trag- und Auflager
1, 2 aus ebenen Stahlplatten und senkrecht angeschweißten
Gewindebolzen 7. Die Stahlplatten sind durch
das Federelement 3 verbunden, bestehend aus einer weichen
Spiralfeder, die entsprechend den an einen Federisolator
zu stellenden Forderungen ausgelegt ist.
Die Dämpfungseinrichtung ist auch in diesem Falle in dem
von Trag-, Auflager und Federelement 1, 2, 3 umschlossenen
Raum untergebracht. Sie besteht aus einem mit dem Traglager
1 verbundenen Elektromagneten 9, der durch eine
Spannungsquelle 10 mit geregelter Gleichspannung gespeist
wird und dadurch eine variable Feldstärke aufweist.
Der Elektromagnet 9 weist einen sich parallel zur Bewegungsachse
erstreckenden Spalt 11 auf, in den der mit
dem Auflager 2 verbundene Wirbelstromkörper 12 eintaucht.
In diesem werden in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung
und der Relativgeschwindigkeit der in das Auflager 2 eingeleiteten
Schwingungen Ströme unterschiedlicher Größe
und Richtung induziert, was gleichbedeutend ist mit einer
Modifizierung und Phasenverschiebung der aufeinander
ausgeübten Kräfte. Der erwünschte Dämpfungs- und Isoliereffekt
ist auch in diesem Fall gegeben.
Bei der Ausführung nach Fig. 10 bestehen Trag- und
Auflager 1, 2 aus ineinander angeordneten, kegelförmig
ausgebildeten Platten, die durch das kreisringförmig ausgebildete
Federelement 3 verbunden sind. Letzteres enthält
einen umlaufenden, gasgefüllten Hohlraum 13, was die Erzielung
einer besonders weichen Federungscharakteristik
bei geringer Eigendämpfung begünstigt.
Zur Befestigung des aufzunehmenden Motors ist das Traglager
1 mit einer senkrecht angeschweißten Gewindemuffe 14
versehen. Das Auflager 2 enthält mittig eine sich
senkrecht zur Rotationsachse erstreckende Durchbrechung 15.
Es ist durch eine Umbördelung 16 mit dem tassenförmig
ausgebildeten Gehäuse 17 verbunden, in dem die Dämpfungseinrichtung
untergebracht ist. Diese besteht aus den
teilweise von dem Auflager 2 und teilweise von dem Traglager
1 getragenen Reiblamellen 23 sowie den Reibbelägen
24, die lose aneinander anliegen und die durch das Zusammenwirken
der mit dem Gehäuse federnd verbundenen Elektromagneten
9 aneinanderpreßbar sind. Zur Verstellung
der Dämpfungswirkung ist eine steuerbare Spannungsquelle
10 vorgesehen. Die aus der Überwindung der Haftreibung
bei kleinen Amplituden resultierenden Nachteile klassischer
Reibungsdämpfer werden dadurch vermieden. Die Verstellung
kann durch eine steuerbare Verstärkerschaltung oder eine
Schaltung mit mindestens einem Relais erfolgen, welche
zweckmäßigerweise durch Signalgeber gesteuert werden,
die die Frequenz und/oder Amplitude und/oder die Bewegungsrichtung
des mit dem Auflager 2 verbundenen Motors sowie
nicht von außen einwirkende Störungen erfassen.
Eine Nutzung der Steuersignale für Zündung und/oder Kraftstoffeinspritzung
ist möglich.
Die Ausführung nach Fig. 11 ist derjenigen nach Fig. 8
ähnlich. Das Traglager 1 besteht aus einem tassenförmigen
Gehäuse aus Stahlblech, das einen kegelförmig nach außen
erweiterten, oberen Abschlußrand aufweist sowie zwei
sich parallel zur Bewegungsrichtung erstreckende, unmittelbar
angeschweißte Gewindebolzen 7.
Das Auflager 2 besteht aus einer ebenen Platte mit einem
angeschweißten Gewindebolzen 7, und es weist einen sich
im wesentlichen parallel zu der kegeligen Erweiterung des
Traglagers 1 erstreckenden Rand auf. Trag- und Auflager
1, 2 sind durch ein kreisringförmig ausgebildetes Federelement
3 verbunden, welches gemeinsam mit einem sich
parallel zur Bewegungsrichtung erstreckenden Teil der
Wandung des Traglagers 1 den gasgefüllten, umlaufenden
Hohlraum 13 begrenzt.
Traglager 1, Auflager 2 und Federelement 3 umschließen
gemeinsam einen Hohlraum, in dem die rotationssymmetrisch
angeordnete Dämpfungseinrichtung untergebracht ist.
Diese besteht aus dem mit dem Auflager 2 verbundenen
Magneten 4, der durch einen Permanentmagneten gebildet
wird, eine zylindrische Gestalt aufweist und in eine
stirnseitige Aussparung des Magnetkerns 19 der mit dem
Traglager 1 verbundenen Induktionsspule 5 eintaucht. Die
Anschlußklemmen der Induktionsspule 5 sind mit einem Verstellwiderstand
20 verbunden, was die Modifizierung des
erzielten Dämpfungseffektes erlaubt.
Der Verstellwiderstand wird durch einen nicht dargestellten
Signalgeber für die Frequenz und/oder Amplitude
und/oder Bewegungsrichtung sowie die von außen einwirkenden
Störungen des mit dem Traglager 2 verbundenen, nicht
dargestellten Motors gesteuert.
Die in Fig. 12 gezeigte Ausführung weist ein Auflager 2
auf, bestehend aus einer ebenen, randseitig senkrecht
nach unten abgekröpften, kreisförmigen Platte aus Stahlblech.
Diese ist durch ein kegelförmig ausgebildetes Federelement
3 mit dem senkrechte Abkröpfungen nach oben aufweisenden
Zwischenlager 31 verbunden. Das Zwischenlager 31
ist durch die durch eine Platte 30 unterbrochene
Schubfeder 26 aus Gummi mit dem Traglager 1 verbunden.
Die Dämpfungseinrichtung ist in dem von dem Zwischenlager
31, dem Federelement 3 und dem Auflager 2 umschlossenen
Hohlraum angeordnet. Sie besteht aus dem zylindrisch ausgebildeten,
sich parallel zur Bewegungsrichtung erstreckenden
Magneten 4, der von der Gleitbuchse 25 umschlossen
ist. Letztere besteht aus einer Schicht aus
PTFE mit gleichmäßig darin verteilten Partikeln aus Eisen.
Die Gleitbuchse 25 liegt in axialer Richtung beweglich an
der als Führungsfläche ausgebildeten Innenwandung des
Magnetkerns 19 an. Dieser besteht aus Eisen und ist durch
die Induktionsspule 5 umschlossen.
Die Anschlüsse der Induktionsspule sind mit der Steuerung
21 verbunden. Diese trägt ihrerseits Anschlüsse für
den Signalgeber 28 zur Erfassung des Motorstuckerns und
für den Signalgeber 29 für die Erfassung der Motorfrequenz.
Durch die Gleitbuchse 25 wird sichergestellt, daß sich
das Auflager 2 parallel zur Richtung der eingeleiteten
Schwingungen in der Aussparung des Magnetkerns 19 bewegen
kann. Querbewegungen des abgestützten Motors werden durch
eine relative Verschiebung des Traglagers 1 senkrecht
zur Richtung der eingeleiteten Schwingungen ausgeglichen.
Für extreme Einfederungen ist der Federanschlag 32 vorgesehen.
Dieser ist einstückig mit der Schubfeder 26 erzeugt
und bildet eine Kalotte mit progressiver Federungscharakteristik.
Bei der Ausführung nach Fig. 13 sind das Traglager 1 und
das Auflager 2 im wesentlichen eben ausgebildet und durch
die Kegelfeder 3 verbunden. Die einzelnen Windungen der
Kegelfeder liegen mit sich parallel zur Richtung der eingeleiteten
Schwingungen erstreckenden Führungsflächen beweglich
aneinander an.
Das Traglager trägt die Induktionsspule 5 mit dem darin
enthaltenen Magnetkern 19 des Elektromagneten 9. Der
Magnetkern ist beiderseits mit sich parallel zur Richtung
der eingeleiteten Schwingungen erstreckenden Reibflächen
versehen.
Mit dem Auflager sind den beiden Reibflächen zugeordnete
Federbügel 22 verbunden. Diese tragen die mit Reibbelägen
24 versehenen, durch Permanentmagneten gebildeten Magneten
4.
Bei der gezeigten Ausführung ist zur Erzielung extrem hoher
Dämpfungskräfte bei maximaler Einfederung der Kontaktschalter
27 vorgesehen. Dieser bewirkt, daß die Steuerung 21
bei extremer Einfederung extrem hohe Ströme an die Induktionsspule
5 abgibt.
Die Steuerung 21 ist mit weiteren Eingängen von Sensoren
28, 29 versehen, die das Auftreten von Stuckerbewegungen
und die Motorfrequenz erfassen.
Die Wirksamkeit des vorgeschlagenen Motorlagers beruht
neben der Modifizierung auf der Nutzbarmachung möglichst
großer Magnetkräfte bzw. von magnetisch erzeugten Reibungskräften
für die gezielte Dämpfung der Bewegungen eines
schwingenden Motors.
Die Ausführungen nach den Fig. 8 bis 11 lassen die
Dämpfung und Isolierung von quer zur Bewegungsrichtung
eingeleiteten Schwingungen außer acht. Neben einer querbeweglichen
Abstützung mindestens eines der beiden Dämpfungsteile,
wie in Fig. 11 gezeigt, empfiehlt sich daher eine
Ergänzung der Wirkung durch Verwendung mehrerer Motorlager
nebeneinander. Der Erzielung guter Wirkungsgrade tragen
insbesondere die Ausführungen nach den Fig. 12 und 13
Rechnung.
Das vorgeschlagene Motorlager hat ein besonders geringes
Gewicht. Es ist geeignet, Schwingungen einer hohen
Frequenz hervorragend zu isolieren und dennoch die Amplitude
eines schwingenden Motors in kritischen Betriebszuständen
auf nicht störende Werte zu begrenzen.
- Bezugszeichenliste:
1 Traglager
2 Auflager
3 Federelement
4 Magnet
5 Induktionsspule
6 Verstelleinrichtung
7 Gewindebolzen
8 Eintiefung
9 Elektromagnet
10 Spannungsquelle
11 Spalt
12 Wirbelstromkörper
13 Hohlraum
14 Gewindemuffe
15 Durchbrechung
16 Umbördelung
17 Gehäuse
19 Magnetkern
20 Verstellwiderstand
21 Steuerung
22 Federbügel
23 Reiblamellen
24 Reibbelag
25 Gleitbuchse
26 Schubfeder
27 Kontaktschalter
28 Signalgeber, Stuckern
29 Signalgeber, Motorfrequenz
30 Platte
31 Zwischenlager
32 Endanschlag
33 Motor
34 Dämpferelement
35 Frequenzsignal des Motors
36 Steuersignal Motorlager
37 Frequenzsignal äußere Störungen
Claims (5)
1. Motorlager, bestehend aus einem Traglager und einem
Auflager, einem beide verbindenden Federelement und
einer Dämpfungseinrichtung für die Hemmung der relativen
Beweglichkeit, welche aus einem an dem Traglager
festgelegten zweiten Dämpfungsteil besteht, wobei das
eine Dämpfungsteil durch einen Magneten gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der andere Dämpfungsteil
durch eine im Magnetfeld des Magneten (4, 9) angeordnete
Induktionsspule (5) gebildet ist, deren Anschlüsse
durch einen Regelwiderstand (20) verbunden
sind und dessen Widerstand oberhalb der Erregerkreisfrequenz
des aus Auflager (2) und Motor sowie
dem Federelement (3) gebildeten Schwingungssystems
groß oder unendlich ist.
2. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet (4, 9) eine variable Feldstärke aufweist.
3. Motorlager, bestehend aus einem Traglager und einem
Auflager, einem beide verbindenden Federelement und
einer Dämpfungseinrichtung für die Hemmung der relativen
Beweglichkeit, welche aus einem an dem Traglager
festgelegten ersten und einem an dem Auflager
festgelegten zweiten Dämpfungsteil besteht, wobei
das eine Dämpfungsteil durch einen Magneten (4, 9)
gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet
dann drossel- und/oder abschaltbar ist, wenn die
Erregerkreisfrequenz des aus Auflager (2) und Motor
sowie dem Federelement (3) gebildeten Schwingungssystems
größer als ist, und daß das andere
Dämpfungsteil durch einen sich parallel zur Bewegungsrichtung
erstreckenden Wirbelstromkörper (12) und/oder
mindestens eine Reibplatte (23) gebildet wird, die
im Magnetfeld des Magneten (4, 9) angeordnet ist.
4. Motorlager, bestehend aus einem Traglager und einem
Auflager, einem beide verbindenden Federelement und
einer Dämpfungseinrichtung für die Hemmung der relativen
Beweglichkeit, welche aus einem an dem Traglager
festgelegten ersten und einem an dem Auflager festgelegten
zweiten Dämpfungsteil besteht, wobei das eine
Dämpfungsteil durch einen Magneten gebildet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß beide Dämpfungsteile durch
Magneten (4, 9) gebildet werden, daß eine Verstelleinrichtung
vorgesehen ist, die sich die Magneten (4, 9)
bei einer Gegeneinanderbewegung abstoßen und bei einer
Auseinanderbewegung anziehen läßt, und daß mindestens
einer der Magneten (4, 9) dann drossel- und/oder abschaltbar
ist, wenn die Erregerkreisfrequenz des aus
Auflager (2) und Motor sowie dem Federelement (3)
gebildeten Schwingungssystems größer als
5. Motorlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstelleinrichtung aus einem Polwender besteht.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3314335A DE3314335A1 (de) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Motorlager |
US06/602,299 US4624435A (en) | 1983-04-20 | 1984-04-20 | Electro-magnetic vibration-damping mount |
US06/872,618 US4699348A (en) | 1983-04-20 | 1986-06-10 | Electro-magnetic vibration-damping mount |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3314335A DE3314335A1 (de) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Motorlager |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3314335A1 DE3314335A1 (de) | 1984-10-31 |
DE3314335C2 true DE3314335C2 (de) | 1987-08-06 |
Family
ID=6196895
Family Applications (1)
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