DE4340310C2 - Lageranordnung, insbesondere für Motoren, Getriebe und/oder Fahrerhäuser von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, insbesondere für Motoren, Getriebe und/oder Fahrerhäuser von Kraftfahrzeugen, mit einem an der gefederten - oder ungefederten - Masse an­ geordneten Anschlußelement, welches mittels einer passiven Federanordnung auf zwei voneinander abgewandten Seiten des Anschlußelementes an Widerlagern an der ungefederten - oder gefederten - Masse elastisch gehaltert ist, derart, daß die Kraftwirkungslinie der Federanordnung zwischen dem Anschluß­ element und dem einen Widerlager und die Kraftwirkungslinie zwischen dem Anschlußelement und dem anderen Widerlager einen Winkel bilden.

Aus der US-A 50 39 073 ist eine in ihrer Federungscharakteristik steuerbare Lageranordnung bekannt. Nach dieser Druckschrift ist vorgesehen, daß das an der gefederten Masse angeordnete Anschluß­ element mit einem Fortsatz in einem Elastomerkörper eingebettet ist, der seinerseits an zwei vertikal beabstandeten, horizontal ausgerichteten, fest angeordneten Widerlagerflächen gehaltert ist. An beiden Widerlagerflächen sind im Elastomerkörper Hohlräume ausgebildet, welche ein Hydraulikmedium aufnehmen und miteinander über eine Verbindungsleitung außerhalb des Elastomerkörpers kommunizieren. Bei federnden Bewegungen des Anschlußelementes relativ zu den Widerlagerflächen wird somit zwischen den genannten Hohlräumen Hydraulikmedium ver­ schoben, wobei durch entsprechende Bemessung der Verbindungs­ leitung ein Dämpfungseffekt verzielt wird. Darüber hinaus läßt sich der Druck des hydraulischen Mediums verändern, indem den Hohlräumen zusätzliches hydraulisches Medium aus einer Druckquelle zugeführt bzw. hydraulisches Medium aus den Hohlräumen abgeführt werden kann. Je nach der Menge des hydraulischen Mediums in den Hohlräumen sowie der zuge­ ordneten Verbindungsleitung haben die Hohlräume aufgrund der elastischen Nachgiebigkeit des Elastomerkörpers ein mehr oder weniger großes Gesamtvolumen, mit der Folge, daß der Elastomerkörper je nach Menge des hydraulischen Mediums in unterschiedlicher Weise verspannt wird. Durch Steuerung der Menge des hydraulischen Mediums kann also die Feder­ charakteristik des Elastomerkörpers verändert werden.

Mit dieser bekannten Lageranordnung wird die Möglichkeit geboten, die Federeigenschaften je nach Bedarf zu ändern. Wenn die Lageranordnung beispielsweise als Motorlager ein­ gesetzt wird, ist eine Anpassung an den jeweiligen Last­ zustand des Motors möglich.

Aus der DE 34 33 421 C2 ist ein steuerbares Motorlager bekannt, bei dem ein motorseitig angeordnetes Anschluß­ element zwei voneinander abgewandte Seitenflächen besitzt, die im wesentlichen vertikal, jedoch keilförmig geneigt angeordnet sind, wobei sich die Keilform nach oben er­ weitert. Diese Seitenflächen des Anschlußelementes sind über Elastomerpolster elastisch auf entsprechend keil­ förmig geneigten, fest angeordneten Widerlagerflächen abgestützt. Die Elastomerpolster bilden also zur Horizon­ talebene geneigte Druckfederelemente, deren zur Horizon­ talebene geneigte Kraftwirkungslinien in Richtung des Anschlußelementes ansteigen.

Zusätzlich sind sowohl auf der Oberseite als auch der Unterseite des Anschlußelementes verstellbare Elastomer­ polster angeordnet, die bei Bedarf mit mehr oder weniger großer Kraft gegen zwei weitere, fest angeordnete Wider­ lagerflächen angedrückt werden können, die horizontal oberhalb und unterhalb des Anschlußelementes angeordnet sind.

Zur Verstellung dieser letztgenannten Elastomerpolster dienen am Anschlußteil oberseitig und unterseitig ange­ ordnete Membranen, die eine oberseitige bzw. unterseitige Hydraulikkammer am Anschlußelement nach außen abschließen. Diese beiden Hydraulikkammern sind miteinander über eine Drosselstrecke im Anschlußelement verbunden und können über eine entsprechende Leitung gesteuert mit Hydraulik­ medium befüllt bzw. von Hydraulikmedium entlastet werden.

Auf diese Weise besteht also die Möglichkeit, die verstell­ baren Elastomerpolster bei Bedarf zusätzlich wirksam werden zu lassen, wobei bei Federbewegungen des Anschlußelementes zwischen den Hydraulikkammern Hydraulikmedium über die Drosselstrecke unter Dämpfung der Federbewegungen ausge­ tauscht wird.

Auf diese Weise kann wiederum die Federcharakteristik der Lageranordnung verändert werden.

Im übrigen ist es aus der DE-C 692 713 grundsätzlich bekannt, bei der elastischen Lagerung von Maschinen mehrere elastische Lager vorzusehen, die zur Erzielung einer über oder unter einer Erregerfrequenz liegenden Resonanzfrequenz des ge­ lagerten Körpers unabhängig voneinander zu- und abschaltbar sind.

Gemäß der DE 41 28 761 A1 kann eine derartige Lageranordnung beispielsweise durch ein Elastomerlager verwirklicht werden, bei dem zwei plattenförmige Widerlager- bzw. Anschlußteile miteinander über einen zwischen ihnen angeordneten ring- bzw. rohrförmigen Elastomerkörper elastisch verbunden sind. Innerhalb des von den Platten und dem ring- bzw. rohrförmigen Elastomerkörper umschlossenen Raumes ist ein weiterer Elasto­ merkörper angeordnet, welcher mit der einen Platte fest und mit der anderen Platte mit steuerbarem Spiel verbunden ist, wobei das Spiel durch hydraulische Organe verändert oder ausgeschaltet werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine neue Lageranordnung der eingangs angegebenen Art mit besonders gut veränderbaren Eigenschaften zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einer Lageranordnung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstand der Widerlager voneinander gesteuert veränderbar ist.

Die Erfindung nutzt den allgemeinen Gedanken, die Geometrie der Lageranordnung steuerbar zu verändern, um entsprechend veränderte Federkräfte zu bewirken.

Dabei bietet die erfindungsgemäße Bauweise den Vorteil, daß die Elemente üblicher Lageranordnungen ohne die Verstell­ organe für die Widerlager praktisch unverändert übernommen werden können und dementsprechend eine preisgünstige Her­ stellung möglich ist.

Im übrigen besteht hinsichtlich der Verstellorgane der Widerlager eine große konstruktive Freiheit, denn ohne grundsätzliche konstruktive Änderungen der Lageranordnung können sowohl mechanische Verstellorgane als auch fluidische Verstellorgane eingesetzt werden.

Hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung wird auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung vorteil­ hafter Ausführungsformen verwiesen, die in der Zeichnung dargestellt sind.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform, bei der die Widerlager linear verschiebbar sind, und

Fig. 2 eine entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform, bei der die Widerlager schwenkbar angeordnet sind.

Gemäß Fig. 1 ist an einem nicht dargestellten Motor oder Getriebe ein Tragarm 1 angeordnet, der mit einem keil­ förmigen Anschlußelement 2 verbunden ist, dessen Keilspitze etwa vertikal abwärts gerichtet ist. Auf den Keilflächen des Anschlußelementes 2 sind Elastomerkörper 3 angeordnet, welche das Anschlußelement 2 brückenartig auf Widerlager­ teilen 4 elastisch abstützen, die als Schieberteile in einem am nicht dargestellten Chassis des Fahrzeuges fest angeord­ neten käfigartigen Gehäuse 5 angeordnet sind. Die den Keil­ flächen des Anschlußelementes 2 zugewandten, die Elastomer­ körper 3 abstützenden Seitenflächen der Widerlagerteile 4 sind schräg geneigt angeordnet, derart, daß sie sich etwa parallel zu den Keilflächen des Anschlußelementes 2 er­ strecken. Die am Gehäuse 5 ausgebildeten Führungsbahnen für die Verschiebung der Widerlagerteile 4 sind so ange­ ordnet, daß beide Widerlager 5 auf zueinander gleichachsigen Bahnen unter Veränderung des Abstandes der Widerlagerteile 4 voneinander beweglich sind.

Zur Verstellung der Widerlagerteile 4 dienen Kolben 6, die mit stangenartigen Fortsätzen in Sacklöcher auf den den Kolben 6 zugewandten Seiten der Widerlagerteile 4 ein­ greifen. Die Kolben 6 sind in Zylindern 7 verschiebbar geführt, welche an ihren voneinander abgewandten Stirn­ enden durch Böden 8 abgeschlossen werden, die zusammen mit an den Zylindern 7 angeordneten und gemeinsam mit den Böden 8 an Gliedern des Gehäuses 5 verschraubten Flanschen die Stirnseiten des Gehäuses 5 bilden. Durch einen an den Kolben 6 angeordneten Kragen 6', welcher mit einer ent­ sprechenden Ringstufe der Zylinder 7 zusammenwirkt, wird der maximale Verschiebeweg der Kolben 6 in Richtung der zugeordneten Widerlagerteile 4 begrenzt.

Die Kolbenarbeitsräume in den Zylindern 7 sind über eine Gehäuseleitung 9 und damit kommunizierende Radialbohrungen in den Flanschen der Zylinder 7 miteinander verbunden, wobei die Radialbohrungen nach außen durch Stopfen 10 abgeschlossen sind.

In einem Boden 8 ist eine Anschlußöffnung 11 angeordnet, so daß die Arbeitsräume der Kolben 6 über ein Steuerventil 12 entweder mit einem Druckspeicher 13 oder mit einem im wesent­ lichen drucklosen Reservoir 14 verbindbar sind, um in die Arbeitsräume der Kolben 6 hydraulisches Druckmedium einzu­ führen bzw. hydraulisches Druckmedium aus diesen Arbeits­ räumen abzulassen.

Der Druckspeicher 13 wird mittels einer vom nicht dargestell­ ten Motor angetriebenen Pumpe 15 geladen.

Damit kann der Druck in den Kolbenarbeitsräumen der Zylin­ der 7 in Abhängigkeit vom Betriebszustand des nicht darge­ stellten Motors oder eines Getriebes bzw. des Fahrzeuges gesteuert werden, mit der Folge, daß sich die in den Elastomerkörpern 3 wirksamen, zwischen den Widerlager­ teilen 4 und den Keilflächen des Anschlußelementes 2 über­ tragenen Schubkräfte entsprechend verändern, wodurch sich auch die Abstimmung der Federungseigenschaften der Lager­ anordnung ändert.

Durch den geringen Keilwinkel, unter dem die Keilflächen des Anschlußelementes 2 angeordnet sind, wird erreicht, daß die Kraftwirkungslinien W der Elastomerkörper 3 einen sehr stumpfen, nach unten geöffneten Winkel bilden, welcher relativ wenig von 180° abweicht. Dementsprechend wird durch Veränderung des Abstandes zwischen den Widerlagerteilen 4 eine sehr starke Veränderung der in Richtung der Kraft­ wirkungslinien W wirksamen elastischen Druckkräfte in den Elastomerkörpern 3 erreicht, ohne daß bei Verminderung des Abstandes zwischen den Widerlagerteilen 4 das Anschluß­ element 2 übermäßig stark angehoben werden kann. Die durch die veränderte Geometrie der Lageranordnung bewirkte Ver­ änderung der elastischen Kräfte in den Elastomerkörpern 3 führt also zu keiner stärkeren Lageänderung des Anschluß­ elementes 2.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß die Widerlagerteile 4 um Lagerachsen 16 schwenkbar am Gehäuse 5 gelagert sind und dementsprechend durch Verschiebung der Kolben 6 einerseits der Abstand zwischen den Widerlagerteilen 4 und andererseits auch deren Winkellage verändert wird.

Im dargestellten Beispiel sind die Lagerachsen 16 an den oberen Enden der Widerlagerteile 4 angeordnet, so daß bei Verengung des Abstandes zwischen diesen Widerlagerteilen 4 die den Elastomerkörpern 3 zugewandten Seitenflächen der Widerlagerteile 4 zunehmend zur Vertikalen geneigt werden. Hierdurch wird erreicht, daß bei Verengung des Abstandes der Widerlagerteile 4 voneinander das Anschlußelement 2 verstärkt in Aufwärtsrichtung gedrängt wird.

Grundsätzlich ist auch eine Anordnung der Lagerachsen 16 an den unteren Enden der Widerlagerteile 4 möglich, wenn der vorgenannte Anhebeeffekt nicht auftreten soll oder sogar eine gewisse Absenkung des Anschlußelementes 2 bei Erhöhung der von den Elastomerkörpern 3 übertragenen Druckkräfte erwünscht sein sollte.

Soweit die Kolben 6 und die Widerlagerteile 4 in der darge­ stellten Weise gelenkig miteinander verbunden sein sollen, muß entweder der Lagerachse 16 oder der Gelenkachse der gelenkigen Verbindung zwischen dem jeweiligen Kolben 6 und dem zugeordneten Widerlagerteil 4 ein Vertikalspiel zur Verfügung stehen, um eine zwangsfreise Schwenkung der Wider­ lagerteile 4 zu ermöglichen.

Durch die Verbindung der Kolbenarbeitsräume mittels der Leitung 9 wird bei beiden Ausführungsformen auch eine hydraulische Dämpfung auftretender Schwingungen erreicht.

Claims (7)

1. Lageranordnung, insbesondere für Motoren, Getriebe und/oder Fahrerhäuser von Kraftfahrzeugen, mit einem an der gefederten - oder ungefederten - Masse angeordneten Anschlußelement, welches mittels einer passiven Federan­ ordnung auf zwei voneinander abgewandten Seiten des Anschluß­ elementes an Widerlagern an der ungefederten - oder gefederten - Masse elastisch gehaltert ist, derart, daß die Kraftwirkungs­ linie der Federanordnung zwischen dem Anschlußelement und dem einen Widerlager und die Kraftwirkungslinie zwischen dem Anschlußelement und dem anderen Widerlager einen Winkel bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Widerlager (4) voneinander gesteuert veränderbar ist.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Federanordnung Druckfederelemente, insbesondere in Form von Elastomerkörpern (3), angeordnet sind.

3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftwirkungslinien (W) einen stumpfen Winkel bilden, welcher vorzugsweise größer als 160° ist.

4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager (4) als linear verschiebbare Schieberteile ausgebildet sind.

5. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager (4) schwenkbar, etwa nach Art von Drehschiebern, ausgebildet sind.

6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (2) keilförmig ausgebildet und die Kraftwirkungslinien (W) etwa senkrecht zu den Keilflächen ausgerichtet sind.

7. Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilwinklel sehr klein ist und vorzugsweise größenordnungsmäßig bei 5° liegt.