DE3903530A1 - Koerperschallisolierendes lager, insbesondere fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein körperschallisolierendes Lager gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Lager, das in vorteilhafter Weise eine etwa S-förmige Kennlinie im Verlauf des Federwegs über der Belastung zu erzeugen gestattet, ist aus der DE-OS 35 06 977, F 16 F 15/08, in der Weise bekannt, daß zur Erzielung einer gu­ ten Körperschallisolation trotz Verformung des Federblocks unter der dynamischen Last sowie der Vorspannung dieser aus einem elastomeren Material mit quer verlaufenden Ka­ nälen oder Hohlräumen besteht, die dazu dienen, Schallenergie in Wärme umzusetzen. Die pfannenförmigen Aufnahmen umgreifen den Federblock mit Spiel, damit sie seine Ver­ formung im dynamischen Betrieb nicht behindern. Zur Gewinnung des Anschlags über­ greift ein im Querschnitt etwa C-förmig geformter Randbereich einer der Aufnahmen mit Abstand einen nach außen abgestellten Randbereich der anderen Aufnahme; der pro­ filierte Randbereich ist mit einer elastischen Auskleidung versehen, die dem abgestell­ ten Randbereich mit Abstand gegenübersteht. Beim Auftreten bestimmter Federwegam­ plituden im Betrieb der Brennkraftmaschine, wobei insbesondere an die Antriebsmaschi­ ne eines Kraftfahrzeugs gedacht ist, kommt die elastische Auskleidung mit dem abgestell­ ten Randbereich in Berührung, so daß nunmehr ein elastische Anschlag gebildet wird.

Zur Ergänzung des Standes der Technik sei auf die US-PS 17 29 394 hingewiesen, die ein Lager für eine Brennkraftmaschine mit einem komplizierter aufgebauten Federblock be­ schreibt, wobei die verschiedenen Bestandteile des Lagers durch einen zentralen Gewin­ debolzen zu einer Vormontageeinheit zusammengefaßt sind, die im mit einer Motorkonso­ le verbundenen Zustand angeliefert und dann mit einem Träger im Fahrzeug vernietet wird. An eine Vorspannung des Federblocks ist dort allerdings nicht gedacht; zur Auf­ nahme der statischen Last, also des Gewichts der Brennkraftmaschine, dient eine zu­ sätzliche Feder, die den Gewindebolzen abstützt. Auch fehlt bei dieser bekannten Kon­ struktion ein Anschlag zur elastischen Federwegbegrenzung.

Während in der eingangs behandelten Offenlegungsschrift der der elastischen Federweg­ begrenzung dienende Anschlag in konstruktiv relativ aufwendiger Weise durch zusätzli­ che Einrichtungen gebildet ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein körper­ schallisolierendes Lager gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, also unter Wahrung der Vorteile eines derartigen Lagertyps, zu schaffen, bei dem der Anschlag zu elasti­ schen Federwegbegrenzung durch ohnehin vorhandene Bestandteile des Lagers gebildet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkma­ len des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unter­ ansprüche.

Bei der Erfindung wird also in vorteilhafter Weise die ohnehin zur Seitenführung erfor­ derliche Seitenwand zumindest einer der Aufnahmen durch Wahl eines definierten Ab­ stands zwischen ihr und der Umfangsfläche des Federblocks dazu herangezogen, den Anschlag zu bilden, wobei die erforderliche oder gewünschte Elastizität dieses An­ schlags durch entsprechende Wahl der in Querrichtung gemessenen Härte des Feder­ blocks in diesem Bereich eingestellt wird. Besitzt das körperschallisolierende Lager, wie aus der eingangs diskutierten US-PS 17 29 394 bekannt, einen zentralen Gewinde­ bolzen, der die verschiedenen Bestandteile des Lagers zu einer Vormontageeinheit zu­ sammenfaßt und der eine zentrale Ausnehmung in dem Federblock durchsetzt, so kann ein Anschlag zur elastischen Federwegbegrenzung auch durch entsprechende Wahl eines Querabstands zwischen der den Gewindebolzen sowie gegebenenfalls diesen aufnehmen­ de Hülsen enthaltenden Spannvorrichtung einerseits und der zugekehrten Innenfläche des Federblocks andererseits gewonnen werden. In allen Fällen erfolgt durch Verformung des Federblocks eine Beseitigung des Querabstands, das heißt der Federblock kommt zur An­ lage an der Seitenwand der Aufnahme bzw. der Außenwand der Spannvorrichtung, und entsprechend der gewählten Elastizität des Federblocks an dieser Stelle ergibt sich eine elastische Anschlagwirkung.

Soll der Anschlag bereits unmittelbar nach Erfolgen der Berührung zwischen Federblock einerseits und Seitenwand der Aufnahme bzw. Umfangsfläche der Spannvorrichtung an­ dererseits relativ hart wirken, wird man die Querhärte des Federblocks entsprechend Anspruch 2 oder 3 in diesem Bereich größer als in anderen Bereichen einstellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläu­ tert, deren Fig. 1 einen Axialschnitt durch das gesamte Lager - hier das Lager einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine - wiedergibt, während Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt durch einen mit Querkanälen versehenen Lagerblock zeigt.

Zwischen den pfannenförmigen Aufnahmen 1 und 2, die Bodenflächen 1′ bzw. 2′ sowie Seitenwände 1′′ bzw. 2′′ besitzen, ist der Federblock 3 aus elastomerem Material einge­ spannt. Ein zweiter Federblock 4, ebenfalls aus elastomerem Material befindet sich zwischen der Bodenwand 2′ der Aufnahme 2 einerseits und der weiteren pfannenförmi­ gen Aufnahme 5 andererseits, die ebenfalls eine Bodenwand 5′ sowie eine in Richtung auf die Aufnahme 2 weisende Seitenwand 5′′ besitzt. Diese gesamte Anordnung ist zu­ sammengehalten durch die allgemein mit 6 bezeichnete Spannvorrichtung, deren we­ sentliche Bestandteile die Schraube 7, die an die Aufnahme 1 angeschweißte Gewinde­ hülse 8 und die Abstandshülse 9 sind. Damit stellt das gesamte Lager eine Vormontage­ einheit dar, die beispielsweise nach Einsetzen in eine Ausnehmung in dem Motorträger bzw. Hilfsrahmen 10 zusammen mit diesem angeliefert wird. Die in der Figur oberste Aufnahme 1 ist mit einer Einrichtung 11 beispielsweise zum Anschrauben einer Motor­ konsole an der Brennkraftmaschine versehen, so daß die Montagearbeiten im Fahrzeug auf ein Minimum reduziert sind.

Betrachtet man nun die Seitenwände 1′′, 2′′ und 5′′, so besteht zwischen ihnen und den äußeren Umfangsflächen 3′ bzw. 4′ der Federblöcke 3 und 4 jeweils ein radialer Abstand a, b bzw. c, und zwar in dem dargestellten Fall des Fehlens einer dynamischen Belastung des Lagers. Unter Berücksichtigung der Härte des jeweiligen Federblocks 3 bzw. 4 in Querrichtung sind diese Abstände so gewählt, daß bei einem vorgegebenen Federweg, das heißt einer vorgegebenen Deformation des Federblocks 3 bzw. 4 aus elastomerem Material, der Außenumfang 3′ bzw. 4′ zur Anlage an der betreffenden Seitenwand 1′′, 2′′ bzw. 5′′ kommt, so daß dadurch ein elastischer Anschlag und damit eine elastische Federwegbegrenzung geschaffen wird. Hinsichtlich des Federblocks 3 erfolgt dies bei bestimmten Belastungsamplituden in Richtung nach unten (bezogen auf die Darstellung der Figuren), dagegen bezüglich des Federblocks 4 bei Zugbeanspruchungen des Lagers, das heißt bei in Richtung nach oben wirkenden Kräften.

Zur Gewinnung dieser elastischen Federwegbegrenzungen werden also ohnehin vorhan­ dene Teile, insbesondere die zur Seitenabstützung dienenden Seitenwände 1′′, 2′′ und 5′′, ausgenutzt. Dabei geht diese konstruktive Einfachheit keineswegs auf Kosten der schwingungstechnischen Eigenschaften des Lagers, denn, wie sich gezeigt hat, lassen sich extrem hohe Isoliergrade insbesondere auch im Frequenzbereich über 250 Hz er­ reichen, und die Möglichkeiten zur Frequenzabstimmung sind in keiner Weise gegenüber dem Lager nach der eingangs diskutierten DE-OS 35 06 977 begrenzt. Dies gibt auch einfache Möglichkeiten zur Lageranpassung beispielsweise an unterschiedliche Aggre­ gate.

Es ist auch möglich, zwischen dem äußeren Umfang 6′ der Spannvorrichtung 6 einerseits und dem inneren Umfang 3′′ beispielsweise des Federblocks 3 andererseits zur Gewinnung einer elastischen Federwegbegrenzung im dynamisch unbelasteten Zustand des Lagers ei­ nen Querabstand d vorzusehen, der bei entsprechend großen Verformungen des Feder­ blocks 3 verschwindet, so daß die Flächen 3′′ und 6′ zur Auflage gelangen. Zur Zentrie­ rung des Federblocks 3 auf der Spanneinrichtung 6 dienen dann Abstandsrippen 12 am Federblock 3.

Einen Längsschnitt durch den Federblock bei entfernter Spannvorrichtung zeigt Fig. 2. Man erkennt eine Vielzahl von quer verlaufenden Kanälen 13, die teils senkrecht zur Zeichenebene, teils parallel zu dieser verlaufen; letztere sind in der Figur nicht darge­ stellt. Interessant ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, daß im Axialbereich der Seitenwand 2′′ der Aufnahme 2, also im Bereich der bei hohen dynamischen Belastungen wirksam werdenden elastischen Federwegbegrenzung, die Zahl der Kanäle 13 je Quer­ schnitt geringer ist als in einem darüberliegenden Bereich des Federblocks 3. Dadurch ist es möglich, gleichsam die Eigenschaften dieser Federwegbegrenzung im jeweils ge­ wünschten Sinne zu steuern.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine auch für eine vollautomatische Montage geeignete körperschallisolierende Lagerkonstruktion geschaffen, die auf konstruktiv einfache Weise mit elastischen Federwegbegrenzungen ausgerüstet ist.

Claims (3)

1. Körperschallisolierendes Lager, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit zu­ mindest einem Federblock aus elastomerem Material, der zwischen zwei krafteinlei­ tenden starren pfannenförmigen Aufnahmen mit Vorlast eingespannt ist, und mit zu­ mindest einem Anschlag zur elastischen Federwegbegrenzung, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Bildung des Anschlags im dynamisch unbelasteten Zustand des Lagers zwischen der äußeren Umfangsfläche (3′) des Federblocks (3) und der diese umgeben­ den Seitenwand (1′′, 2′′) zumindest einer der Aufnahmen (1, 2) und/oder bei Vorhan­ densein einer zentralen Spannvorrichtung (6) zwischen den beiden Aufnahmen (1, 2) zwischen dieser und einer inneren Umfangsfläche (3′′) des Federblocks (3) ein Quer­ abstand (a, b, d) vorliegt, dessen Größe unter Berücksichtigung der in Querrichtung vorliegenden Härte des Federblocks (3) in diesem Bereich derart gewählt ist, daß infolge durch Verformung des Federblocks (3) bewirkten Verschwindens des Querab­ stands (a, b, d) die Federwegbegrenzung eintritt.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federblock (3) im Bereich des Anschlags (2) mit größerer Härte in Querrichtung als in seinen anderen Berei­ chen ausgelegt ist.

3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem aus mit Querkanälen (13) versehenem Material bestehenden Federblock (3) die Härteunterschiede durch unterschiedliche Kanalzahlen und/oder -querschnitte erzielt sind.