DE4139047C2 - Elastisches Motorlager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Motorlager mit einem hohlzylindrischen Federblock aus einem Elastomer, der zwischen einer oberen und unteren Lagerplatte eingespannt ist und an dessen unteren Lagerplatte eine hydraulische Dämpfungsvorrichtung angeschlossen ist.

Ein solches Motorlager ist im Prinzip aus der FR 26 35 155 bekannt. Hierbei ist unterhalb eines hohlzylindrischen Federblockes eine hydraulische Dämpfungsvorrichtung angeschlossen, die bei bestimmten Betriebszuständen sich in zwei Flüssigkeitskammern unterteilt, die über eine Überströmöffnung miteinander in Verbindung stehen. Der zylindrische Federblock besteht hierbei jedoch aus einem massiven Elastomer, der dadurch nur geringe Dämmwirkungen für hochfrequente Schwingungen aufweist.

Darüber hinaus ist aus der DE 39 15 311 A1 ein Dämpfungselement bekannt, das aus zwei koaxialen flexiblen Bälgen besteht, die zwischen zwei horizontalen Platten eingespannt und über einen Überströmkanal miteinander in Verbindung stehen. Dieses Dämpfungselement weist eine hohe dämpfende Wirkung unabhängig von der Federsteifigkeit des Dämpfungselementes selbst auf, so daß hierdurch eine optimale Dämpfung niederfrequenterer Schwingungen möglich ist.

Schließlich ist aus der DE 40 02 357 C1 ein sog. Softlager aus einem Elastomer mit mehreren quer verlaufenden Kanälen wechselnden Querschnittes bekannt, das eine sehr gute Dämmung im akustischen Bereich aufweist.

Ein solcher Federkörper weist zwar eine optimale Dämmwirkung für Körperschall auf, bewirkt jedoch praktisch keinerlei Dämpfung für niederfrequente Schwingungen. Eine derartige Dämpfung wird jedoch für Hochleistungs- und Dieselfahrzeuge benötigt und zwar zur Dämpfung des Motorstuckerns bei 7 bis 12 Hz sowie von Lastwechseln bei etwa 2 bis 3 Hz.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elastisches Motorlager zu schaffen, das neben einer ausgezeichneten Dämmwirkung auch eine ausreichende Dämpfung niederfrequenter Schwingungen, insbesondere im Bereich von 2 bis 3 und von 7 bis12 Hz, gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik ein Motorlager vorgesehen, das erfindungsgemäß noch folgende Merkmale umfaßt:

• a) der hohlzylindrischhe Federkörper und die Dämpfungsvorrichtung sind über einen an der oberen Lagerplatte zentral befestigten, axial beweglichen Bolzen miteinander verbunden;
• b) der hohlzylindrischhe Federkörper weist in mehreren parallelen Ebenen Scharen von zumindest einseitig offenen Kanälen wechselnden Querschnittes auf;
• c) an die untere, eine mittige Ausnehmung aufweisende Lagerplatte ist ein topfförmiges, zum Federkörper hin offenes Gehäuse angesetzt;
• d) der zentrale Bolzen ragt von der oberen Lagerplatte in das topfförmige Gehäuse und weist an seinem unteren Ende eine horizontale, kreisförmige Platte auf;
• e) vom Randbereich dieser Platte erstrecken sich zwei koaxiale, flexible Bälge zur Bodenplatte des Gehäuses und sind dort flüssigkeitsdicht verankert;
• f) der Innenraum des inneren Balges sowie der Zwischenraum zwischen den beiden Bälgen sind mit einer Flüssigkeit gefüllt und stehen über eine spiralförmigen, auf der Bodenplatte angeordneten Überströmkanal miteinander in Verbindung.

Durch eine solche Gestaltung wird der hochdämmende Federblock somit um ein hydraulisch dämpfende Lagerteil ergänzt, so daß das Lager insgesamt jetzt sowohl eine optimale Dämmung für Körperschall als auch eine hohe Dämpfung für niederfrequente Schwingungen großer Amplituden aufweist.

Es ist dabei zweckmäßig, wenn auf der Oberseite der Platte ein bis annähernd zur unteren Lagerplatte reichender und als Zuganschlag dienender, elastischer Federkörper angeordnet ist.

Darüber hinaus ist es auch möglich, daß auf der Innenseite des Gehäusebodens ein elastischer Axialanschlag für die Platte angeordnet ist.

Anhand einer schematischen Zeichnung werden Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung nachstehend näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Mo­ torlager mit kombiniertem hydraulischen Dämpfer­ teil; und

Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt durch eine Variante des Lagers.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist das Motorlager einen hohlzylindrischen Federkörper 21 aus einem Elastomer auf, der von radialen Kanälen 22 oder parallel zueinander verlau­ fenden Kanälen 23 mit von Ebene zu Ebene um jeweils 90° versetzter Ausrichtung durchsetzt ist. Diese Kanäle 22 und 23 weisen über ihrer Länge wechselnden Querschnitt mit sanftem Übergang von einem Querschnitt zum nächsten auf, so daß beim Zusammenpressen des Federkörpers 21 in axialer Richtung nacheinander zunehmend gegenüberlie­ gende Wandungen eines Kanals miteinander in Berührung kommen und damit ein sanfter Anstieg der Federkennlinie gegeben ist.

Dieser Federkörper 21 ist zwischen einer oberen Lager­ platte 24 mit einem zentralen Bolzen 28 zur Festlegung am Motor und einer unteren Lagerplatte 3 eingespannt.

Ein solches Lager besitzt eine sehr hohe Dämmung für Körperschall, d. h. akustische Schwingungen, jedoch kei­ nerlei Dämpfung niederfrequenter Schwingungen großer Am­ plitude.

Um nunmehr ein solches Lager auch für eine derartige Dämpfung zu ertüchtigen, schließt sich an die untere La­ gerplatte 3 ein hydraulisches Lager an, dessen Aufbau im folgenden beschrieben wird.

An die untere Lagerplatte 3 schließt sich koaxial zum Federblock 21 ein hohlzylindrisches Gehäuse 27 aus fe­ stem Werkstoff an. Es besteht vorzugsweise aus einem zy­ lindrischen Topf 7, dessen Rand an der unteren Lager­ platte 3 des Federkörpers 21 befestigt ist. Der Gehäuse­ boden 32 ist zur Befestigung des Lagers an der Karosserie eines Fahrzeugs z. B. mit einem Schraubbolzen ausgebildet; zum nämlichen Zweck kann zusätzlich oder alternativ der Topfrand Befestigungsmöglichkeiten, z. B. Schraublöcher der dargestellten Art, aufweisen.

Der an der oberen Lagerplatte 24 befestigte Bolzen 28 ragt mittig in den Innenraum des hohlzylindrischen Fe­ derkörpers 21 und tritt durch eine zentrale Ausnehmung der unteren Lagerplatte 3 in den Innenraum des hohl­ zylindrischen Gehäuses 27.

An seinem unteren Ende trägt der Bolzen 28 eine Scheibe 29, an der ein innerer Axialbalg, hier ein Faltenbalg 30, und ein äußerer Axialbalg, hier ein nach außen ge­ wölbter elastischer Schlauchbalg 31, konzentrisch ein­ gespannt sind. Die zwei Axialbälge 30, 31 sind mit ihrem jeweiligen anderen, unteren Ende an der dem Bolzenende gegenüberliegenden Stirnwand des Gehäuses 27 einge­ spannt, wobei der innere Axialbalg 30 eine flüssigkeits­ gefüllte Arbeitskammer 30a und der Ringraum zwischen in­ nerem und äußerem Axialbalg eine Ausgleichskammer 31a bildet.

In der Stirnwand des Gehäuses 27, die ein einstückiger oder z. B. angeschraubter Teil des Gehäusebodens 32 sein kann, verläuft ein in den Figuren nur im Schnitt sicht­ barer Überströmkanal 10 von einer (nicht dargestellten) Durchtrittsöffnung der Arbeitskammer 30a zu einer (nicht dargestellten) Durchtrittsöffnung der Ausgleichskammer 31a. Vorzugsweise windet sich der Überströmkanal 10 in der Stirnwand des Gehäuses 27 spiralförmig um die Achse des hohlzylindrischen Gehäuses 27.

Zwischen der unteren Lagerplatte 3 und der Scheibe 29 ist vorzugsweise ein elastischer, vom Bolzen 28 zen­ trierter Federkörper 5 eingespannt, der bei Bewegung des Bolzens 28 nach oben ein übermäßiges Auseinanderziehen der Axialbälge verhindert und auch für einer sanfte Be­ grenzung dieser Bolzenbewegung sorgt.

Fig. 2 zeigt einen Faltenbalg 30 im Schnitt; dabei tragen einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1. Gemäß Fig. 2 kann der Gehäuseboden 32 bzw. die Gehäusestirnwand an der dem unteren Bolzenende gegen­ überliegenden Innenseite mit einem die Axialbewegung des Bolzens 28 nach unten begrenzenden Axialanschlag, insbe­ sondere einer federnden Auflage 33, versehen werden.

Wirkt nun eine nach unten gerichtete (Druck-)Kraft auf die obere Lagerplatte 24, wird der Federkörper 21 zusam­ mengedrückt, der Bolzen 28 nach unten geschoben und da­ mit der Faltenbalg 30 ebenfalls zusammengedrückt. Aus der Arbeitskammer 30a tritt deshalb Flüssigkeit durch den Überströmkanal 10 in die Ausgleichskammer 31a über. Der dabei zu überwindende Strömungs-/Reibungswiderstand bewirkt eine zusätzliche Dämpfung der Lagerbewegung. Bei Zugbelastungen auf die obere Lagerplatte 24 erfolgt dann ein wiederum reibungsbehaftetes Rückströmen der Flüssig­ keit in umgekehrter Richtung.

Insgesamt ergibt sich somit ein Motorlager, das neben einer optimalen Dämpfung von Körperschall auch eine gute Dämpfung niederfrequenter Schwingungen aufweist, wie sie von einem herkömmlichen hydraulisch dämpfenden Motorla­ ger oder einem Softlager allein nicht bewerkstelligt werden könnte.

Bezugszeichenliste

 3 untere Lagerplatte
 5 Federkörper
 7 Gehäusetopf
10 Überströmkanal
21 Federkörper
22 Kanal
23 Kanal
24 obere Lagerplatte
27 Gehäuse
28 Bolzen
29 Scheibe
30 Faltenbalg
30a Arbeitskammer
31 Schlauchbalg
31a Ausgleichskammer
32 Gehäuseboden
33 Auflage

Claims (3)

1. Elastisches Motorlager mit einem hohlzylindrischen Federkörper (21) aus einem Elastomer, der zwischen einer oberen und einer unteren Lagerplatte (24, 3) eingespannt ist und an dessen unterer Lagerplatte (3) eine hydraulische Dämpfungsvorrichtung angeschlossen ist, umfassend folgende Merkmale:

• a) der hohlzylindrische Federkörper (21) und die Dämpfungsvorrichtung sind über eiinen an der oberen Lagerplatte (24) zentral befestigten, axial beweglichen Bolzen (28) miteinander verbunden;
• b) der hohlzylindrische Federkörper (21) weist in mehreren parallelen Ebenen Scharen von zumindest einseitig offenen Kanälen (22, 23) wechselnden Querschnittes auf;
• c) an die untere, eine mittige Ausnehmung aufweisende Lagerplatte (3) ist ein topfförmiges, zum Federkörper (21) hin offenes Gehäuse (27) angesetzt;
• d) der zentrale Bolzen (28) ragt von der oberen Lagerplatte (24) in das topfförmige Gehäuse (27) und weist an seinem unteren Ende eine horizontale, kreisförmige Platte (29) auf;
• e) vom Randbereich dieser Platte (29) erstrecken sich zwei koaxiale, flexible Bälge (30, 31) zur Bodenplatte (32) des Gehäuses (27) und sind dort flüssigkeitsdicht verankert;
• f) der Innenraum des inneren Balges (30) sowie der Zwischenraum zwischen den beiden Bälgen (30, 31) sind mit einer Flüssigkeit gefüllt und stehen über einen spiralförmigen, auf der Bodenplatte (32) angeordneten Überströmkanal (10) miteinander in Verbindung.

2. Elastisches Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite der Platte (29) ein bis annähernd zur unteren Lagerplatte (3) reichender und als Zuganschlag dienender, elastischer Federkörper (5) angeordnet ist.

3. Elastisches Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite des Gehäusebodens (32) ein elastischer Axialanschlag (33) für die Platte (29) angeordnet ist.