DE3823073A1 - Lager - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Lagern für bewegliche Maschi­ nen, wie einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, und insbesonde­ re mit einem Lager mit einer Kombination aus Federdämpfung und hydraulischer Dämpfung, um Schwingungen zu dämpfen und zu entkoppeln.

Eine große Vielzahl von Lagern wurden vorgeschlagen, um ein Tragteil einer sich bewegenden Maschine federnd zu lagern und Schwingungen der Maschine an einer übertragung zu an­ deren Bauteilen zu hindern.

In der EP-PS No. 1 15 417 ist eine hydraulisch dämpfende La­ gervorrichtung angegeben, bei der die Dämpfung wenigstens teilweise hydraulisch erzielt wird. Die angegebene Lagervor­ richtung enthält in typischerweise zwei unterschiedliche Ver­ ankerungsstellen, die durch eine federnd nachgiebige Feder aus Kautschuk verbunden sind. Die federnd nachgiebige Feder und eine Trennwand arbeiten zur Bildung einer Arbeitskammer für das viskose Fluid zusammen. Die Arbeitskammer steht mit einer Kompensationskammer über einen Durchgang in Verbindung. Die Kompensationskammer wird von einem flexiblen Balg begrenzt und kann sich daher expandieren und zusammenziehen, um einen Ausgleich für die Bewegung des Fluids zwischen den beiden Kam­ mern zu schaffen. Eine flexible Membrane ist derart vorgese­ hen, daß sie direkt in Kontakt mit dem Fluid in der Arbeits­ kammer ist und sie wirkt als eine Sperre zwischen dem Fluid und einem Gas. Eine relative Bewegung der Verankerungsstel­ len bewirkt eine Änderung des Drucks in der Arbeitskammer. Hochfrequente Schwingungen werden durch die Bewegung der Mem­ brane mit geringem Widerstand absorbiert und niederfrequente Schwingungen bewirken eine Bewegung des Fluids durch den Durchgang mit einer starken Dämpfungswirkung.

Wenn eine nach unten wirkende Druckkraft auf die federnd nachgiebige Feder ausgeübt wird, neigt sie dazu, daß sie sich infolge ihrer Eigenschaft und Formgebung nach außen biegt oder expandiert. Durch diese Neigung wird eine Re­ duktion der Wirkfläche des Kolbens oder der federnd nach­ giebigen Feder bewirkt. Die Reduktion der Wirkfläche der Feder führt zu einer geringeren Dämpfungswirkung.

Ferner ist bei der üblichen Lagervorrichtung noch ein wei­ terer Nachteil vorhanden. Insbesondere ist die federnd nach­ giebige Feder der Strahlungswärme oder Wärmeauswirkungen durch eine Brennkraftmaschine und dergleichen ausgesetzt. Die Temperatur des Fluids in den Kammern steigt mit zuneh­ mender Umgebungstemperatur an. Die Änderungen der Tempera­ tur im Fluid beeinflussen die Viskosität des Fluids und so­ mit die Dämpfungswirkungen. Je höher die Temperatur des Fluids ist, desto schwächer wird die Dämpfungswirkung.

Die Erfindung zielt darauf ab, ein verbessertes Lager be­ reitzustellen, das eine ausreichende Dämpfungswirkung si­ cherstellt und bei dem ein Einfluß von Strahlungswärme oder allgemeine Wärmeeinflüsse nicht vorhanden sind.

Nach der Erfindung wird ein Lager mit einem starren Vorsprung, der mit einem sich bewegenden Bauteil verbindbar ist, einem ringförmigen Flansch, der mit einem stationären Tragteil ver­ bindbar ist, einem Federelement, das als Zwischenverbindung zwischen dem Vorsprung und dem ringförmigen Flansch vorge­ sehen ist, um das sich bewegende Bauteil relativ zu dem sta­ tionären Tragteil federnd abzustützen, wobei das Federelement eine kegelstumpfförmige Gestalt hat, mit einem verformbaren Element, das mit dem Federelement unter Bildung einer Kammer zusammenarbeitet, wobei die Kammer mit einem Fluid gefüllt ist, und mit einer starren Trennwand, die mit dem Flansch ver­ bunden ist und die Kammer in eine Arbeitskammer und eine Aus­ gleichskammer unterteilt, wobei die Trennwand wenigstens eine Öffnung enthält, über die die beiden Kammern in Ver­ bindung miteinander sind, angegeben, das sich dadurch aus­ zeichnet, daß ein starres Distanzstück zwischen dem Vorsprung und einem Flansch angeordnet ist, der fest mit dem sich be­ wegenden Bauteil verbunden ist und einen ringförmigen Vor­ sprung an seiner unteren Fläche hat, daß ein starrer Ring in das Federelement eingelegt ist und einen nach außen wei­ senden Flansch hat, wobei das Federelement in Richtung auf die Trennwand durch den Kontakt des Vorsprungs mit dem Flansch des Rings gedrückt wird, wenn sich der Vorsprung nach unten bewegt.

Eine Abdeckung ist an dem Rand des Distanzstücks derart an­ gebracht, daß sie das Federelement umgibt, um Strahlungs­ wärme oder Wärmeeinflüsse allgemein beispielsweise durch eine Brennkraftmaschine an Einwirkungen auf das Federele­ ment zu verhindern.

Ein Anschlag ist an der unteren Fläche des Federelements vor­ gesehen. Die nach unten gerichtete Bewegung des Vorsprungs kann gestoppt werden, wenn der Anschlag in Kontakt mit der oberen Fläche der Trennwand gebracht wird. Hierdurch wird eine Verschiebung des sich bewegenden Teils verhindert. Al­ ternativ kann der Anschlag an der oberen Fläche der Trenn­ wand vorgesehen sein.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die bei­ gefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Vertikalschnittansicht eines Lagers gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform nach der Er­ findung, und

Fig. 2 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht zur Verdeut­ lichung einer Ausführungsvariante nach der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Lager gezeigt, das nach der Erfindung ausgelegt ist und insgesamt mit 10 be­ zeichnet ist. Dieses Lager 10 umfaßt einen starren Vor­ sprung 12, der eine einteilig ausgebildete Schraube 14 hat, die durch eine Öffnung 16 an einer Stütze 18 geht und mit­ tels einer Mutter 20 gehalten ist. Die Stütze 18 ist ihrer­ seits fest mit irgendeinem sich bewegenden Gerät, wie einer Fahrzeugbrennkraftmaschine, verbunden. Zwischen der Stütze 18 und dem Vorsprung 12 ist ein Distanzstück 22 angeordnet, das nachstehend noch näher erläutert wird. Ein Federelement oder eine Feder 24, die aus Kautschuk oder einem ähnlichen Material hergestellt ist, hat eine kegelstumpfförmige Ge­ stalt und eine Mittelausnehmung 26, in der der Vorsprung 12 aufgenommen ist. Ein im allgemeinen ringförmiger Flansch 28 ist haftend oder auf andere Weise fest mit der Seitenwand des Federelements 24 verbunden und erstreckt sich über den Rand einer stationären Stütze 30, so daß das Federelement 24 an dem stationären Tragteil 30 angebracht werden kann. Das stationäre Tragteil 30 ist seinerseits fest mit einem Fahr­ zeugrahmen 32 mit Hilfe von Schrauben 34 verbunden.

Ein verformbares Element 36, das aus Kautschuk oder einem ähnlichen Material hergestellt ist, ist an einem Ring 38 angebracht, der einen nach außen weisenden Flansch 40 hat, der auf dem Rand des stationären Tragteils 30 aufliegt. Das verformbare Element 36 und das Federelement 24 wirken zusam­ men, um eine Kammer zu bilden, die mit einem geeigneten vis­ kosen Fluid, wie Öl, gefüllt ist. Diese Kammer ist in eine Arbeitskammer S 1 und eine Ausgleichskammer S 2 mit Hilfe einer in Querrichtung verlaufenden, starren Trennwand 42 unter­ teilt, deren Rand auf dem Flansch 40 des Rings 38 vorge­ sehen ist. Die Trennwand 42 hat eine geeignete Anzahl von Öffnungen oder Drosselstellen 44 (von denen nur eine ge­ zeigt ist) durch welche die beiden Kammern S 1 und S 2 mit­ einander in Verbindung stehen. Der Flansch 28 hat einen er­ weiterten Rand 28 a, der in dichtender Anlage die ringförmi­ gen Ränder der Trennwand 42 und des Rings 38 zusammenhält. Die Öffnungen 44 sind entsprechend groß bemessen, um eine Dämpfung in einem gewünschten Maße zu erreichen. Natürlich kann die Dämpfungswirkung auch durch die Viskosität des Fluids geregelt werden.

Wenn Schwingungen auf den Vorsprung 12 durch die Befesti­ gungsschraube 14 übertragen werden, bewegt sich der Vor­ sprung 12 in Richtung auf das stationäre Tragteil 30 und von diesem weg. Diese vertikale Bewegung des Vorsprungs 12 bewirkt, daß sich das Federelement 24 flexibel verformt. Die flexible Verformung des Federelements 24 verdrängt dann das Fluid aus der Arbeitskammer S 1 zu der Ausgleichskammer S 2 über die Öffnungen 44 und umgekehrt. Die Ausgleichskam­ mer S 2 kann sich somit durch die Verformung des Elements 30 expandieren und zusammenziehen, um einen Ausgleich für die Bewegung des Fluids zu schaffen. Der Bewegungswiderstand des Fluids durch die Öffnungen 44 bewirkt einen Widerstand bei der Ausbauchung oder der Bewegung des Federelements 24. Hierdurch wird eine schnelle Dämpfung bei dem Lager 10 er­ zielt.

Je größer die Wirkfläche eines Kolbens ist, desto größer ist die Dämpfungswirkung. Das Federelement 24 wirkt in die­ sem Fall als Kolben. Wenn das Element 24 federnd nachgiebig hinsichtlich seinen Eigenschaften und kegelstumpfförmig aus­ gebildet ist, besteht die Neigung, daß es sich nach außen biegt oder expandiert, wenn der Vorsprung 12 sich nach unten bewegt. Dies führt zu einer Reduktion der Wirkfläche des federnd nachgiebigen Elements 24. Bei der dargestell­ ten Ausbildungsform umfaßt ein Distanzstück 22 einen ring­ förmigen Vorsprung 23 für den Kontakt mit einem Flansch 24 a des Federelements 24. Ein kreisringförmiger Metallring 46 ist in das Federelement 24 eingesetzt und hat einen Flansch 48, der sich in den Kautschukflansch 24 a erstreckt. Bei einer nach unten gerichteten Bewegung des Vorsprungs 12 wird der Vorsprung 23 in Kontakt mit dem Flansch 24 a des Federelements 24 gebracht, um das federnd nachgiebige Ele­ ment 24 in Richtung zu der Trennwand 42 zu drücken. Hier­ durch wird verhindert, daß das federnd nachgiebige Element 24 sich expandiert, und somit wird die Wirkfläche des Kol­ bens oder des Elements 24 vergrößert.

Insbesondere, wenn das Lager 10 als ein Lager für eine Brenn­ kraftmaschine verwendet wird, treten beträchtliche Schwan­ kungen bei der Umgebungstemperatur auf. Temperaturänderungen führen zu einer Änderung der Charakteristika des Lagers 10. Bei der dargestellten Ausbildungsform hängt eine Abdeckung 50 von dem Rand des Flansches 48 herab und umgibt im wesent­ lichen das Federelement 24. Die Abdeckung 50 verhindert wirk­ sam eine Beeinträchtigung des federnd nachgiebigen Elements 24 durch Strahlungswärme oder Wärmeauswirkungen, bedingt durch die Brennkraftmaschine, die sonst zu einer nachteiligen Beein­ flussung der Wirkung des Lagers 10 führen könnten. Derartige Wärmewirkungen führen auch zu einer Zunahme des Volumens der Arbeitskammer S 1 sowie zu einer Zunahme der Temperatur des Fluids. Die Zunahme der Temperatur des Fluids führt zu einer Abnahme der Viskosität des Fluids und hierdurch erhält man eine geringere Dämpfungswirkung. Zweckmäßigerweise wird durch die Abdeckung 50 auch ein Anhaften von Staub an dem Flansch 24 a verhindert. Der Vorsprung 23 ist zum anderen Verschleiß ausgesetzt, wenn er in Kontakt mit dem Flansch 24 a des federnd nachgiebigen Elements 24 kommt.

Ein ringförmiger Anschlag 24 b ist einteilig an der unte­ ren Fläche des federnd nachgiebigen Elements 24 ausgebil­ det. Beim Kontakt des Anschlags 24 b mit der oberen Fläche der Trennwand 42 wird die nach unten gerichtete Bewegung des Vorsprungs 12 gestoppt und es wird eine übermäßige Schwingungsbewegung des Lagers 10 verhindert.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante des in Fig. 1 dar­ gestellten Lagers. Gleiche oder ähnliche Bauteile bei der Ausführung des Lagers nach Fig. 1 sind bei dieser Ausfüh­ rungsvariante mit denselben Bezugszeichen versehen. Bei die­ ser Auslegungsform sind eine Abdeckung und ein Vorsprung ein­ teilig, wie dies bei 60 angedeutet ist, ausgebildet, und ein Anschlag 62 ist an der oberen Fläche der Trennwand 42 vor­ gesehen.

Zusammenfassend gibt die Erfindung ein kombiniertes hydrau­ lisch dämpfendes und federdämpfendes Lager 10 an, das einen starren Vorsprung 12, der mit einem sich bewegenden Teil ver­ bindbar ist, einen ringförmigen Flansch 28, der mit einem stationären Tragteil 30 verbindbar ist, ein federnd nachgie­ biges Element 24, das als Zwischenverbindung zwischen dem Vorsprung 12 und dem ringförmigen Flansch 28 vorgesehen ist, um das sich bewegende Teil relativ zu dem stationären Trag­ teil 30 federnd nachgiebig zu lagern, wobei das federnd nach­ giebige Element 24 eine kegelstumpfförmige Gestalt hat, die ferner ein verformbares Element 36, das mit dem federnd nach­ giebigen Element 24 zur Bildung einer Kammer für Fluide zu­ sammenarbeitet, und eine starre Trennwand 42 aufweist, die mit dem Flansch 28 verbunden ist und die Fluidkammer in eine Arbeitskammer S 1 und eine Ausgleichskammer S 2 unterteilt, wo­ bei die Trennwand 42 wenigstens eine Öffnung 44 enthält, über die die beiden Kammern S 1, S 2 in Verbindung miteinander ste­ hen. Ein starres Distanzstück 22 ist zwischen dem Vorsprung 12 und einem Flansch 18 des sich bewegenden Teils angeordnet und hat einen ringförmigen Vorsprung 23. Ein starrer Ring 46 ist in das federnd nachgiebige Element 24 eingelegt und hat einen nach außen verlaufenden ringförmigen Flansch 48. Wenn sich der Anschlag 12 nach unten bewegt, wird das fe­ dernd nachgiebige Element 24 in Richtung auf die Trennwand 42 bei dem Kontakt des Vorsprungs 23 des Distanzstücks 22 mit dem Flansch 48 des Rings 46 gedrückt.

Claims (6)

1. Lager mit einem starren Vorsprung (12), der mit einem sich bewegenden Bauteil verbindbar ist, einem ringför­ migen Flansch (30), der mit einem stationären Tragteil (30) verbindbar ist, einem Federelement (24), das als Zwischenverbindung zwischen dem Vorsprung (12) und dem ringförmigen Flansch (30) vorgesehen ist, um das sich bewegende Bauteil relativ zu dem stationären Tragteil (30) federnd abzustützen, wobei das Federelement (24) eine kegelstumpfförmige Gestalt hat, mit einem verform­ baren Element (36), das mit dem Federelement (24) unter Bildung einer Kammer zusammenarbeitet, wobei die Kammer mit einem Fluid gefüllt ist, und mit einer starren Trenn­ wand (42), die mit dem Flansch (30) verbunden ist und die Kammer in eine Arbeitskammer (S 1) und eine Ausgleichs­ kammer (S 2) unterteilt, wobei die Trennwand (42) wenig­ stens eine Öffnung (44) enthält, über die die beiden Kammern (S 1, S 2) in Verbindung miteinander sind, da­ durch gekennzeichnet, daß ein starres Distanzstück (22) zwischen dem Vorsprung (12) und einem Flansch (18) angeordnet ist, der fest mit dem sich bewegenden Bauteil verbunden ist und einen ring­ förmigen Vorsprung (22) an seiner unteren Fläche hat, daß ein starrer Ring (46) in das Federelement (24) ein­ gelegt ist und einen nach außen weisenden Flansch (48) hat, wobei das Federelement (24) in Richtung auf die Trennwand (42) durch den Kontakt des Vorsprungs (23) mit dem Flansch (48) des Rings (46) gedrückt wird, wenn sich der Vorsprung (12) nach unten bewegt.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der ringförmige Vorsprung (23) aus einem federnd nachgiebigen Material hergestellt ist, und der Flansch (48) des Rings (46) mit einem federnd nachgie­ bigen Material bedeckt ist.

3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Abdeckung (50) von dem ringförmigen Rand des Distanzstücks (22) herabhängt und das Federele­ ment (24) umgibt.

4. Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abdeckung und der ringförmige Vorsprung einteilig ausgebildet sind (s. 60).

5. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Federelement (24) einen Anschlag (24 b) an seiner unteren Fläche hat.

6. Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (42) einen Anschlag (62) an ihrer oberen Fläche hat.