DE3534658A1 - Motorlager - Google Patents

Description

• Motorlager
• Die Erfindung betrifft ein Motor lager nach dem Oberbegriff des Anspruchs lr wie es beispielsweise aus der DE-OS 27 45 137 als bekannt hervorgeht Die elastische Abstützung des Antriebsaggregats erfolgt nach der oben genannten Schrift mit Gummifedern. Gummifedern werden zur Motorenlagerung häufig verwendet, insbesondere auch deshalb, weil sie, zumindest was hochfrequente Motorschwingungen anbelangt, gute körperschalldämmende Eigenschaften besitzen.
• Demgegenüber ist es bekannt, daß beispielsweise Stahlfedern eine nur sehr geringe innere Dämpfungsfähigkeit besitzen, so daß sie bei Motorlagerungen in der Praxis keine Verwendung finden.
• Gummifedern sind aber sehr empfindlich gegenüber großen Stauchungen und Dehnungen, weshalb die Abstimmfrequenz, die sich aus dem Motorgewicht und den darstellbaren Federwegen ergibt, oft höher gewählt werden muß, als das für Körperschalldämmung im unteren Frequenzbereich wünschenswert wäre. Weiche Gummifedern haben ferner die nachteilige Eigenschaft, daß sie mit der Zeit verhärten und dadurch die Abstimmung des Motor lagers verändert wird. Die dauernde Belastung der Gummifedern mit dem Motorgewicht bewirkt ferner ein Setzen des Motorlagers, so daß häufig Nachjustierungen der Motorlager erforderlich werden. Bei sehr weichen Gummifedern kann das "Fließen" des Gummis über nahezu unbegrenzte Zeit beobachtet werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorlager darzustellen, das gegenüber bekannten Lagern bezüglich der Körperschalldämmung, und zwar insbesondere für niederfrequente Schwingungen im Motordrehzahlbereich, deutlich verbessert ist, das aber auch die Übertragung höherfrequenter Schwingungen dämpft, und ferner nur ein relativ kleines Bauvolumen beansprucht.
• Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Stahlfedern erlauben große Federwege, weshalb mit ihnen niedrigere Abstimmfrequenzen des Systems Motor-Motorlager darstellbar sind, als dies mit Gummifedern realisierbar wäre. Je weiter aber Erregerfrequenz (die sich aus der Motordrehzahl ergibt) und Abstimmfrequenz der Motorlagerung auseinanderliegen, um so geringer wird die Schwingungsanregung des Fundaments. Mit Stahlfedern kann in diesem Sinne eine gute Körperschalldämmung für niederfrequente Schwingungen im Bereich der Motordrehzahl erreicht werden.
• Da die Stahlfeder eine sehr geringe Dämpfungsfähigkeit besitzt, würden aber höherfrequente Schwingungen, insbesondere im Bereich der Federeigenresonanz, praktisch ungedämpft auf die Struktur übertragen. Um dies zu verhindern, ist mit der Stahlfeder eine Gummifeder in Reihe geschaltet. Die Steifigkeit der Gummifeder kann ohne Beeinträchtigung der Durchgangsdämmung so hoch gewählt werden, daß sie mechanisch nur gering belastet ist und nur kleine Federwege ausführt.
• In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die eine Stahlfeder durch zwei ineinanderliegende, parallelgeschaltete Stahlfedern ersetzt, wodurch sich das Bauvolumen des Motorlagers in vorteilhafter Weise verkleinern läßt. Besonderer Vorteil ist hierbei noch, daß sich Federn mit kleineren Drahtdurchmessern besser bedämpfen lassen. Für die zusätzliche Bedämpfung der Stahlfedern können einige Windungen in eine Dämpfungsmasse eingegossen sein.
• Vorteilhaft ist weiterhin, daß bei kleinerem Durchmesser des Motorlagers der Abstützpunkt näher am Motor liegen kann. Unter- suchungen haben erwiesen, daß der Körperschallpegel um so höher ist, je weiter der Abstützpunkt vom Motorschwerpunkt entfernt liegt.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben; es zeigt die einzige Figur einen Vertikalschnitt durch das Motorlager.
• Das Motorlager 1 ist unter anderem aus einem mit dem Antriebsaggregat 2 verbundenen Lageroberteil 3 und einem auf einem Fundament 4 aufgelagerten Lagerunterteil gebildet. Lagerober- 3 und Lagerunterteil sind für die Abstützung bzw. das Auflagern der Federn formgünstig ausgebildete Stützträger bzw. Auf lager, die die statischen und dynamischen Motorkräfte aufnehmen und ableiten.
• Das am Fundament 4 festzuschraubende Lagerunterteil besteht aus einer Grundplatte 6, auf die eine rohrförmige Buchse 7 aufgeschraubt ist. Für die formgerechte untere Abstützung bzw. Aufnahme einer Gummifeder 8 sowie einer Ringfeder 9 für die Schockabsorption ist ein Ringflansch 10 ausgebildet, der innerhalb der Buchse 7 auf der Grundplatte 6 anliegt.
• Die Gummifeder 8 liegt in Serie mit zwei parallelgeschalteten, konzentrisch liegenden Schraubenfedern 11, 12, die unten in einem auf der Gummifeder 8 abgestützten Federteller 13 anliegen und oben in dem am Motor angeschraubten Lageroberteil 3 aufgenommen sind. Außerdem ist die Gummifeder 8 auf der Oberseite derart ausgebildet, daß der Federteller 13 und einige Windungen der Schraubenfedern 11, 12 in einer tiefen Mulde der Gummifeder 8 liegen, die mit einer Dämpfungsmasse 14, wie beispielsweise Silikonkautschuk, ausgegossen ist. Die Ringfeder 9 ist konzentrisch zur Gummifeder 8 und zu den Schraubenfedern 11, 12 auf dem Ringflansch 10 angeordnet. Sie liegt in einem Ringraum, der von der Buchse 7 und einem Stützrohr 20 gebildet wird, das konzentrisch um die inneren Federn herumliegt. Auf dem oberen Ende der Ringfeder 9 liegt ein Ring 15 an, der Buchse 7 und Stützrohr 20 in der vertikalen Ausdehnung überragt.
• Bei Anlage der Ringoberfläche an einer Schulter 16 des Lageroberteils 3 oder eines sonstigen Motorgehäuseteils beim Einfedern werden auch in die mit den anderen Federelementen dann parallelgeschaltete, sehr steife Ringfeder 9 Stützkräfte eingeleitet.
• Die Ringfeder 9 begrenzt den Einfederweg und setzt einen großen Teil der aufgenommenen Arbeit in Reibungsenergie um.
• Die Ringfeder 9 dient auch als Puffer, um die maximale Ausfederung zu begrenzen. Die konische Ringfläche eines Zugankers 17, der in der Mittelachse des Motorlagers 1 liegt und die Bewegungen des Lageroberteils 3 mitausführt, kommt dann an einer entsprechenden Gegenfläche auf der Unterseite des Ringflansches 10 zur Anlage und drückt die Ringfeder 9, die auf dem Ringflansch 10 aufsitzt, von unten her gegen den Ring 15, der aber durch Ring schultern an Ring 15 und Buchse 7 daran gehindert ist, vertikal nach oben auszuweichen. So werden die am Zuganker 17 ziehenden Kräfte in die Ringfeder 9 eingeleitet und über Buchse 7 zum Fundament 4 umgelenkt. Damit übermäßige Querbewegungen abgefangen werden, ist die Buchse 7 auf der Außenseite mit einem Gummimantel 18 umgeben, der an dem mit dem Motor verbundenen Lageroberteil 3 zur Anlage kommt.
• Bei Fahrzeugen und insbesondere bei Schiffen ist es unerwünscht, daß die Motorschwingungen ungedämpft in die Schiffsstruktur übertragen werden. In militärischen Anwendungen ist es außerdem besonders wichtig, daß die niederfrequenten Schwingungen im Bereich der Motordrehzahl möglichst wenig übertragen werden. Die mit diesem Motorlager 1 erreichbare gute Durchgangsdämmung für niederfrequente Schwingungen im Motordrehzahlbereich beruht darauf, daß die Eigenfrequenz (Abstimmfrequenz) des Systems Motor-Motorlager möglichst weit abgesenkt wird, so daß die Abstimmfrequenz und die Erregerfrequenz weit auseinanderliegen. Damit wird die Schwingungsanregung des Fundaments und damit der Schiffsstruktur in diesem Frequenzbereich verringert, wodurch sich die Schwingungsamplituden der angeregten Teile verringern. Die Absenkung der Abstimmfrequenz ist aber nur möglich durch Verwendung von Schrau- benfedern aus Stahl, mit denen große Federwege, die bei niedriger Abstimmfrequenz auftreten, realisierbar sind. Höherfrequente Schwingungen und insbesondere die Resonanzfrequenzen der Stahlfedern werden durch die in Reihe geschaltete Gummi feder 8 gedämpft. Die Gummifeder besitzt eine höhere Steifigkeit als die Stahlfedern, so daß deren geringe mechanische Belastung gewährleistet ist.
• Die konzentrische Anordnung zweier Schraubenfedern 11, 12 hat den besonderen Vorteil, daß eine kompakte raumsparende Bauweise des Motorlagers 1 möglich ist. Einige Windungen der Schraubenfedern sind in Silikonkautschuk eingegossen, wodurch eine weitere Verbesserung der Dämpfung erzielt wird. Die Befüllung einer Ausnehmung der Gummifeder zu diesem Zweck hat außerdem den Vorteil, daß der Naturgummi der Gummifeder vor eventuell eindringendem Mineralöl geschützt ist.

Claims (5)

1. Patentansprüche 1. Motorlager mit einem am Motor angeordneten Lageroberteil, und einem an einer Fahrzeugstruktur abgestützten Lagerunterteil sowie einer dazwischen angeordneten Gummifeder, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Gummifeder (8) eine Schraubenfeder in Reihe geschaltet ist und die Steifigkeit der Gummifeder höher ist, als die der Schraubenfeder.
2. 2. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Schraubenfeder (11) eine weitere (12) oder mehrere Schraubenfedern parallelgeschaltet sind.
3. 3. Motorlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfedern (11, 12) konzentrisch angeordnet sind.
4. 4. Motorlager nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß einige Windungen der Schraubenfedern von einer Dämpfungsmasse umgeben sind.
5. 5. Motorlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einige Windungen der Schraubenfedern (11, 12) innerhalb einer Ausnehmung der Gummifeder (8) liegen und die Ausnehmung mit der Dämpfungsmasse (14) ausgegossen ist.