DE3417927C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elastische Lager für Motoren, Maschinenaggregate und dgl., mit aus einem starren Gehäuse und einer dessen obere Öffnung abschließenden membranartigen Gummifeder gebildeten Luftkissen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Das Federungsverhalten solcher aus der DE-OS 25 12 727 bekannter Luftkissen-Lager wird vorwiegend durch die Form und die Materialeigenschaften der frei schwingenden Gummifeder bestimmt, während ihre Dämpfung im wesentlichen aus dem Strömungswiderstand resultiert, der auf die beim Ein- und Ausfedern zwischen dem Luftkissen und dem Zusatzvolumen in den Durchgangsbohrungen erzeugte Luftströmung einwirkt. Dabei hat es sich als nachteilig erwiesen, daß diese Lager - insbesondere bei Verwendung als Motorlager in Kraftfahrzeugen - hochfrequente Schwingungen praktisch ungedämpft auf das Fahrgestell und die Karosserie bzw. auf die tragende Konstruktion übertragen.

Dieser Nachteil konnte zwar bei einem anderen Lagertyp, nämlich den beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften 27 27 244 und 29 50 109 bekannten sogenannten Hydrolagern, deren Dämpfung durch Drosselung von Flüssigkeitsströmungen erzeugt wird, weitgehend dadurch beseitigt werden, daß ein Teil der Trennwand zwischen den beiden Flüssigkeitskammern der Lager innerhalb eines Freiweges verschiebbar war, wodurch kleine hochfrequente Belastungsschwankungen dämpfungslos vom Lager abgefangen und nur größere niederfrequente Schwingungen wirksam gedämpft wurden; eine feinfühlige Anpassung der Lagereigenschaften bezüglich Federung, Dämpfung und akustischer Abkoppelung an den jeweiligen Belastungszustand war damit jedoch nicht möglich.

Aus der DE-OS 28 44 424 ist ein mit hydraulischer Dämpfung ausgestattetes Motorlager bekannt, das zwar eine lastabhängige Regulierung der Abstützhöhe gestattet, dagegen für die Anpassung der vorstehend genannten dynamischen Lagereigenschaften ebenfalls keine Lösung bietet.

Es stellte sich daher die Aufgabe, ein pneumatisch dämpfendes Luftkissen-Lager zu schaffen, bei dem unter allen auftretenden Belastungsbedingungen die akustischen Eigenschaften ohne unerwünschten Anstieg der dynamischen Steifigkeit verbessert waren.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Luftkissen-Lager der eingangs genannten Gattung gelöst, das die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist. Den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes zu entnehmen.

Die Erfindung schafft mit einfachen konstruktiven Mitteln ein luftgedämpftes elastisches Lager mit unter allen Belastungsbedingungen wirksamer akustischer Abkoppelung. Dabei werden einerseits durch diese Abkoppelung der hörbaren hochfrequenten Schwingungen die akustischen Eigenschaften der Motorlagerung verbessert, während andererseits niederfrequente Auslenkungen, die meistens mit deutlich größeren Amplituden auftreten als die höherfrequenten Geräusche, effektiv gedämpft werden, sobald die durch sie beim Ein- bzw. Ausfedern des Lagers verursachte Verdrängung eines entsprechend größeren Luftvolumens dazu führt, daß die die Durchgangsbohrungen in der Bodenplatte überdeckende Membran sich an eine der ihren Freiweg begrenzenden Anschlagflächen anlegt und ein Druckausgleich zwischen dem Lagergehäuse und dem Zusatzvolumen nur noch durch die enge in der Membran angebrachte Überströmbohrung stattfinden kann. Durch Beaufschlagung des Zusatzvolumens mit Druckluft regelbaren Druckes ist dabei unter allen Belastungs­ bedingungen eine Optimierung der Lagereigenschaften bezüglich Federung, Dämpfung und Geräuschabkoppelung realisierbar.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand anhand einer schematischen Querschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels verdeutlicht.

In einem zylindrischen, durch eine Bodenplatte 2 nach unten abgeschlossenen Gehäuse 1 befindet sich eine in eine Metallhülse einvulkanisierte membranartige Gummifeder 3, die in nicht weiter dargestellter Weise einerseits dichtend auf der Bodenplatte 2 festgelegt ist und andererseits über einen formschlüssig umfaßten Druckteller 4 eine nach außerhalb des Gehäuses 1 geführte Verbindungsschraube 5 trägt. In der Verwendung des Lagers zum elastischen Unterstützen beispielsweise eines Kraftfahrzeugmotors ist die Verbindungsschraube 5 an der Fußkonsole 6 des nichtgezeichneten Motors befestigt, während das Gehäuse 1 über die in einer flanschartigen Verbindung mittels Kopfschrauben 7 mit ihm zusammenhängende Bodenplatte 2 an dem Fahrge­ stell des Fahrzeugs verschraubt ist. Der von der Gummifeder 3 und der Bodenplatte 2 eingegrenzte Gehäuseinnenraum 11 bildet ein Luftkissen, gegen das die Gummifeder im praktischen Gebrauch des Lagers unter Lasteinwirkung einfedert.

Das Lagergehäuse 1 setzt sich nach unten über die Bodenplatte hinaus in eine ein Zusatzvolumen 18 umschließende, mittels der Kopfschraube 7 an dem Gehäuseflansch dichtend verschraubte Ringkappe 8 fort. Das Zusatzvolumen 8 steht über Durchgangsbohrungen 12 in der Bodenplatte 2 in ständiger Verbindung mit dem Gehäuseinnenraum 11 unter der Gum­ mifeder 3 und kann über einen an der Ringkappe 8 angebrachten An­ schlußstutzen 28 mit Druckluft regelbaren Druckes von einer nichtge­ zeichneten Druckluftquelle beaufschlagt werden. Die Bodenplatte 2 ist in ihrem die Durchgangsbohrungen 12 aufweisenden mittleren Be­ reich kuppenartig nach unten durchgewölbt. Sie trägt auf ihrer der Gummifeder 3 zugekehrten Oberseite eine starre Gegenplatte 9, die in gleicher Weise aber in entgegengesetzter Richtung in ihrem ebenfalls mit Durchgangsbohrungen 19 versehenen mittleren Bereich durchgewölbt ist und im Verein mit der Bodenplatte einen etwa linsenförmigen Raum 20 zwischen den Volumina 11 und 18 abteilt. Der Raum 20 wird von einer dichtend zwischen der Boden- und der Gegenplatte 2, 9 verspann­ ten biegsamen Membran 10 überspannt, die die Volumina 11, 18 aber nicht vollständig gegeneinander abschließt, sondern über eine Bohrung 13 von im Vergleich zu den Durchgangsbohrungen 12, 19 stark verengtem Querschnitt einen gedrosselten Ausgleich von Druckdifferenzen beider­ seits der Membran ermöglicht.

Boden- und Gegenplatte 2 bzw. 9 bilden Endanschläge für die Membran 10 und begrenzen deren freie Verformbarkeit im Spiel der von den Schwingungen der Gummifeder 3 hervorgerufenen Druckschwankungen nach beiden Richtungen hin. Der Druckausgleich wird zunächst durch Verfor­ men der Membran eingeleitet, um erst nach deren Anliegen an einer der Platten 2 oder 9 zu einem Überströmen durch die Drosselbohrung 13 zu führen. Es ist auf diese Weise möglich, die Dämpfung der Federschwin­ gungen je nach der konstruktiv vorgegebenen Bewegungsfreiheit der Membran 10 von einer bestimmten Grenzamplitude an wirksam werden zu lassen.

Claims (4)

1. Elastisches Lager für Motoren, Maschinenaggregate u. dgl., mit aus einem starren Gehäuse und einer dessen obere Öffnung abschließenden membranartigen Gummifeder gebildeten Luftkissen, wobei die Gummifeder über eine mit ihr zusammenhängende Druckplatte unmittelbar mit der Lagerlast beaufschlagt ist und das Gehäuse über Durchgangsbohrungen in einer seine untere Öffnung abschließenden starren Bodenplatte mit einem Zusatz­ volumen in ständiger Verbindung steht, gekennzeichnet durch eine die Durchgangsbohrungen (12) in der Bodenplatte (2) überdeckende biegsame Membran (10) mit einer Überströmbohrung (13) von verengtem Querschnitt, die Druckdifferenzen zwischen dem Gehäuse (11) und dem Zusatzvolumen (18) folgend nach beiden Richtungen zwischen Anschlagflächen verformbar ist, wobei das Zusatzvolumen (18) mit Druckluft regelbaren Druckes beaufschlagt ist.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine An­ schlagfläche von der Bodenplatte (2) und die andere Anschlagfläche von einer im Abstand zu der Bodenplatte fest angebrachten und an ihrem Umfang dichtend mit dieser oder dem Gehäuse (1) zusammenhän­ genden, ebenfalls mit Durchgangsbohrungen (19) versehenen starren Gegenplatte (9) gebildet ist.

3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (10) an ihrem Umfang dichtend zwischen der Bodenplatte (2) und der Gegenplatte (9) eingespannt ist.

4. Lager nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (2) und die Gegenplatte (9) jeweils kuppenartig von der Membran (10) weg durchgewölbt sind und einen von dieser im un­ verformten Zustand symmetrisch mittig überspannten, nach dem Ge­ häuseinnenraum (11) und dem Zusatzvolumen (18) ständig offenen Raum (20) einschließen.