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Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist ein hydroelastisches Lager, das dazu bestimmt ist, zwischen
zwei relativ zueinander zu lagernden Elementen angeordnet zu werden,
insbesondere zur Aufhängung
einer Triebwerksgruppe oder eines Motors in einer Karosserie eines
Kraftfahrzeugs.
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Hydroelastische Lager umfassen allgemein ausgedrückt einen
durch eine Masse aus Elastomerwerkstoff gebildeten Körper, der
eine an dem einem Element befestigte obere Bewehrung und eine an dem
anderen Element befestigte untere Bewehrung miteinander verbindet,
und eine Arbeitskammer, die durch die genannte Masse aus Elastomerwerkstoff und
durch eine Querwand begrenzt ist.
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Außerdem umfasst diese Lagerart
eine Ausdehnungskammer, die durch die Querwand und durch eine biegsame
untere Membran begrenzt ist.
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Die Ausdehnungskammer ist durch einen Verbindungskanal
mit der Arbeitskammer verbunden, und die Kammern sind mit einer
Flüssigkeit,
zum Beispiel einem Frostschutzmittel, gefüllt.
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Ein solches Lager wurde in der Druckschrift FR-A-2
726 339 beschrieben.
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In dieser Druckschrift ist die Ausdehnungskammer
bezüglich
der Arbeitskammer seitlich angeordnet und die biegsame Membran,
die die Ausdehnungskammer zum Teil verschließt, ist durch eine Verlängerung
der Elastomerwerkstoffmasse des Körpers gebildet.
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Die obere Bewehrung des Körpers ist
durch ein rohrförmiges
Organ zylindrischen Querschnitts gebildet, das sich senkrecht zur
Hauptachse des Lagers erstreckt, und die Einheit, die die Elastomerwerkstoffmasse
und die beiden Bewehrungen sowie die Arbeitskammer und die Ausdehnungskammer umfasst,
ist im Inneren eines Gehäuses
angeordnet.
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Eine solche Art von hydroelastischem
Lager ist aufgrund ihrer Konfiguration kompliziert und hat große Abmessungen,
und der Aufwand zu ihrer Herstellung und Montage ist hoch.
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Ziel der Erfindung ist es, diese
Mängel
zu vermeiden, indem ein kompaktes hydroelastisches Lager mit vereinfachter
Montagemöglichkeit
vorgeschlagen wird, das wirksam die verschiedenen Funktionen sicherstellt,
insbesondere die Lagerung der Triebwerksgruppe, die Filterung von
Schwingungen und die Begrenzung des Durchfederungswegs.
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Gegenstand der Erfindung ist daher
ein hydroelastisches Lager, das dazu bestimmt ist, zwischen zwei
relativ zueinander zu lagernden Elementen angeordnet zu werden,
insbesondere zur Aufhängung
einer Triebwerksgruppe oder eines Motors in einer Karosserie eines
Kraftfahrzeugs, wobei das Lager folgende Merkmale aufweist:
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- – einen
durch eine Masse aus Elastomerwerkstoff gebildeten Körper, der
eine an dem einem Element befestigte obere Bewehrung und eine an
dem anderen Element befestigte untere Bewehrung miteinander verbindet,
wobei die obere Bewehrung durch ein rohrförmiges Organ gebildet ist,
das sich senkrecht zur Hauptachse des Lagers erstreckt,
- – eine
Arbeitskammer, die durch die Masse aus Elastomerwerkstoff und durch
eine Querwand begrenzt ist und mit einer Flüssigkeit gefüllt ist,
- – eine
Ausdehnungskammer, die mit einer Flüssigkeit gefüllt ist
und mit der Arbeitskammer verbunden ist,
- – und
ein an der unteren Bewehrung des Körpers befestigtes und den Körper bedeckendes
Gehäuse,
das an zwei entgegengesetzten Seiten jeweils eine Öffnung aufweist,
in deren Bereich je ein Ende des rohrförmigen Organs mündet,
dadurch
gekennzeichnet, dass die Ausdehnungskammer durch die Querwand und
eine biegsame untere Membran, die unterhalb der Wand angeordnet und
an der unteren Bewehrung des Körpers
befestigt ist, begrenzt ist, wobei die Ausdehnungskammer durch einen
Verbindungskanal mit der Arbeitskammer verbunden ist, dass eine
der Öffnungen
durch ein Fenster gebildet ist, dessen Querschnitt komplementär zum Querschnitt
des entsprechenden Endes des rohrförmigen Organs ist, und dass
die Masse aus Elastomerwerkstoff Anschlagorgane aufweist, die mit den
Wänden
des Gehäuses
zusammenwirken, um sicherzustellen, dass Kräfte in allen Belastungsrichtungen
des Lagers aufgenommen werden.
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Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung:
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- – weist
das rohrförmige
Organ einen quaderförmigen Querschnitt
auf,
- – weist
die Masse aus Elastomerwerkstoff ein Anschlagorgan zur Aufnahme
der Arbeitskräfte
auf, das durch einen Höcker
gebildet ist, der an der Unterseite des im Fenster des Gehäuses mündenden
Endes des rohrförmigen
Organs ausgebildet ist und dazu bestimmt ist, mit dem unteren Rand
des Fensters zusammenzuwirken,
- – weist
die Masse aus Elastomerwerkstoff ein Anschlagorgan zur Aufnahme
der Rückstellkräfte auf, das
durch einen Höcker
gebildet ist, der an der Oberseite des rohrförmigen Organs ausgebildet ist
und dazu bestimmt ist, mit der oberen Wand des Gehäuses zusammenzuwirken,
- – weist
die Masse aus Elastomerwerkstoff seitliche Anschlagorgane auf, die
durch zwei Höcker
gebildet sind, die an je einer Seitenfläche des rohrförmigen Organs
ausgebildet sind und dazu bestimmt sind, mit je einer Seitenwand
des Gehäuses
zusammenzuwirken,
- – ist
das Gehäuse
durch ein tiefgezogenes Werkstück
aus Stahl oder durch ein gegossenes Werkstück aus Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung gebildet.
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Die Merkmale und Vorteile der Erfindung
gehen aus nachstehender Beschreibung näher hervor, die beispielshalber
gegeben wird und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
erfolgt; darin zeigt
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1 eine
Ansicht eines erfindungsgemäßen hydroelastischen
Lagers in einem axialen Schnitt,
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2 eine
Schnittansicht entlang der in 1 eingetragenen
Linie 2-2,
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3 eine
schematische perspektivische Ansicht des Gehäuses des erfindungsgemäßen hydroelastischen
Lagers,
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4 eine
schematische perspektivische Ansicht des Körpers des erfindungsgemäßen hydroelastischen
Lagers.
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Das in den 1 und 2 dargestellte
hydroelastische Lager ist dazu ausgebildet, zwischen zwei relativ
zueinander zu lagernden Elementen angeordnet zu werden, und insbesondere
dazu, zwischen einer Triebwerksgruppe und den übrigen Bauteilen oder der Karosserie
des Fahrzeugs angeordnet zu werden.
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Das hydroelastische Lager hat einen
Körper 10,
der durch eine Masse 11 aus Elastomerwerkstoff gebildet
ist, die eine obere Bewehrung 12 aus Stahl oder Aluminium
einerseits mit einer unteren Bewehrung 13 aus Stahl andererseits
verbindet.
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Die obere Bewehrung 12 ist
durch ein rohrförmiges
Organ gebildet, das sich senkrecht zur Hauptachse XX des Lagers
erstreckt und eine axiale Durchbrechung 14 aufweist, durch
die ein (nicht dargestelltes) Organ zur Verbindung mit dem zu lagernden
Element, wie zum Beispiel der Triebwerksgruppe eines Kraftfahrzeugs,
hindurchtreten kann.
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Bei dem in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiel
hat das rohrförmige
Organ 12 vorzugsweise einen quaderförmigen Querschnitt.
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Die untere Bewehrung 13 hat
einen unteren Rand 15, der nach außen abgebogen ist, und einen oberen
Rand 16, der mit Fahnen 17 zur Befestigung an
der Karosserie des Fahrzeugs, wie zum Beispiel einem Längsträger, versehen
ist.
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Der Körper 10 wird durch
Umgießen
und Verkleben des Elastomers an den Bewehrungen 12 und 13 hergestellt.
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Die Masse 11 aus Elastomerwerkstoff
begrenzt in ihrem unteren Bereich zum Teil eine Arbeitskammer 20.
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Diese Arbeitskammer 20 ist
ferner durch eine Querwand begrenzt, die als Ganzes mit der Bezugsziffer 21 bezeichnet
ist und sich aus einem ersten Teil 21a und einem zweiten
Teil 21b zusammensetzt, wobei die Teile 21a und 21b zueinander
symmetrisch sind.
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Zwischen den beiden Teilen 21a und 21b der Querwand 21 ist
eine Klappe 22 zur hydraulischen Entkopplung angeordnet,
und der erste Teil 21a ist mit einem axialen Durchbruch 23 versehen,
der es der Klappe 22 ermöglicht, den Flüssigkeitsdruck
zu empfangen, der in der Arbeitskammer 20 entsteht.
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Ebenso weist der zweite Teil 21b der
Querwand 21 einen axialen Durchbruch 24 auf.
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Die einander zugewandten Flächen der
beiden Teile 21a und 21b weisen jeweils eine Verengung
auf, die einen Kanal 25 festlegt, dessen Länge im Vergleich
zu seinem Durchmesser groß ist
und der mit der Arbeitskammer 20 durch eine im ersten Teil 21a ausgebildete Öffnung 26 und
mit einer Ausdehnungskammer 30 durch eine im zweiten Teil 21b der Querwand 21 ausgebildete Öffnung 27 verbunden ist.
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Die Ausdehnungskammer 30 ist
durch eine biegsame untere Membran 31 aus Elastomer begrenzt.
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Diese biegsame Membran 31 hat
einen abgebogenen Umfangsrand 32, der in einer äußeren Bewehrung 33 befestigt
ist, deren oberer Teil mit einem abgebogenen Rand 33a zur
Verbindung mit dem Rand 15 der unteren Bewehrung 13 des
Körpers 10 versehen
ist.
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Das hydroelastische Lager weist ferner
ein den Körper 10 beherbergendes
Gehäuse 40 auf,
das mittels Fahnen 40a an der unteren Bewehrung 17 befestigt
ist.
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Das Gehäuse 40 ist durch ein
tiefgezogenes Werkstück
aus Stahl oder durch ein Werkstück
gebildet, das aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gegossen
ist.
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Das in 3 genauer
dargestellte Gehäuse 40 hat
eine Oberseite, die durch eine volle Wand 41 gebildet ist,
und vier Seitenflächen,
wobei zwei gegenüberliegende
Seitenflächen
Vollwände 42 bzw 43 bilden
und die beiden anderen gegenüberliegenden Seitenflächen jeweils
eine Öffnung 44 bzw 45 aufweisen.
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Wie in 2 dargestellt,
mündet
das Ende 12a des rohrförmigen
Organs 12 in der Öffnung 44, und
das entgegengesetzte Ende 12b des rohrförmigen Organs 12 mündet in
der Öffnung 45.
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Die Öffnung 44 ist durch
ein Fenster gebildet, dessen Querschnitt komplementär zum Querschnitt des
Endes 12a des rohrförmigen
Organs 12 ist, und dieses Fenster weist einen quaderförmigen Querschnitt
auf (3).
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Hingegen erstreckt sich die Öffnung 45 über die
gesamte Höhe
des Gehäuses 40.
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Allgemein ausgedrückt umfasst die aus Elastomerwerkstoff
bestehende Masse 11 des Körpers 10 Anschlagorgane,
die mit den Wänden
des Gehäuses 40 zusammenwirken,
um die Aufnahme der Kräfte
in allen Belastungsrichtungen des Lagers sicherzustellen, d.h. um
eine Filterung der hohen und tiefen Dröhnfrequenzen zu gewährleisten,
Ausschläge
bei Angriff und Wegfall von Kräften
zu begrenzen und Beschleunigungs- und Bremskräfte aufzunehmen.
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Zu diesem Zweck umfasst die Masse 11 aus Elastomerwerkstoff,
wie in 4 näher dargestellt, ein
Anschlagorgan 50 zur Aufnahme der Arbeitskräfte, das
durch einen Höcker
gebildet ist, welcher an der Unterseite des im Fenster 44 mündenden
Endes 12a des rohrförmigen
Organs 12 ausgebildet ist und dazu bestimmt ist, mit dem
unteren abgebogenen Rand 44a des Fensters zusammenzuwirken.
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Das Anschlagorgan 50 ist
dazu ausgebildet, mit dem Rand 44a in Berührung zu
treten und dabei die Bewegung der oberen Bewehrung 12 zur
unteren Bewehrung 13 zu begrenzen.
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Die Masse 11 aus Elastomerwerkstoff
umfasst ferner ein Anschlagorgan 51 zur Aufnahme der Rückstellkräfte, das
durch einen Höcker
gebildet ist, welcher an der Oberseite des rohrförmigen Organs 12 ausgebildet
ist und dazu bestimmt ist, mit der oberen Wand 41 des Gehäuses 40 zusammenzuwirken.
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Das Anschlagorgan 51 ist
dazu ausgebildet, mit der oberen Wand 41 in Berührung zu
treten und dabei die Bewegung der oberen Bewehrung 12 zu begrenzen,
wenn diese sich von der unteren Bewehrung 13 wegbewegt.
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Schließlich umfasst die Masse 11 aus
Elastomerwerkstoff ferner seitliche Anschlagorgane 52 und 53,
die durch zwei Höcker
gebildet sind, welche an je einer Seitenfläche des rohrförmigen Organs 12 ausgebildet
sind und dazu bestimmt sind, mit je einer Seitenwand 42 bzw 43 des
Gehäuses 40 zusammenzuwirken.
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Die Anschlagorgane 50, 51, 52 und 53 können in
einem Doppelinjektionsverfahren aus einem Elastomerwerkstoff verwirklicht
werden, der sich von dem die Masse 11 des Körpers 10 bildenden
Werkstoff unterscheidet.
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Die Anschlagorgane 52 und 53 sind
dazu ausgebildet, mit den Wänden 42 und 43 des
Gehäuses 40 in
Berührung
zu treten, wenn die obere Bewehrung 12 in eine Richtung
verschoben wird, die zur Achse XX des hydroelastischen Lagers im
wesentlichen senkrecht ist.
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Folglich gewährleisten die Anschlagorgane 50, 51, 52 und 53,
die an der Masse 11 aus Elastomerwerkstoff ausgebildet
sind und mit den zugehörigen
Wänden
des Gehäuses 40 zusammenwirken, die
Aufnahme der Kräfte
in allen Belastungsrichtungen des Lagers.
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Der Zusammenbau des hydroelastischen Lagers,
der automatisch, halbautomatisch oder manuell erfolgen kann, geschieht
auf folgende Weise.
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Zuerst wird der Körper 10 in einer Stellung, die
umgekehrt zu der in den 1 und 2 dargestellten Lage ist,
auf eine Unterlage gelegt.
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Danach werden die verschiedenen Bauteile, die
durch den ersten Teil 21a der Querwand 21, die Klappe 22 und
den zweiten Teil 21b der Querwand 21 gebildet
sind, auf den Körper 10 gelegt.
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Die untere Membran 31 wird
auf dem zweiten Teil 21b der Querwand 21 positioniert,
und der Rand 33a der äußeren Bewehrung 33 wird
auf den Rand 15 der unteren Bewehrung 13 des Körpers 10 gefalzt,
wie in den 1 und 2 dargestellt.
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Die Kammern 20, 25 und 30 werden
mit Flüssigkeit
gefüllt,
entweder durch Eintauchen oder durch Befüllung unter Vakuum.
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Schließlich wird das Gehäuse 40 an
der unteren Bewehrung 13 des Körpers 10 befestigt,
und das Gehäuse 40 bedeckt
nur den oberen Teil des hydroelastischen Lagers.
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Und zwar befindet sich die Gesamtanordnung
des unteren Teils des Körpers 10,
an dem die weiteren Bauteile, d. h. die Querwand 21 und
die biegsame Membran 31, befestigt sind, außerhalb
des Gehäuses 40,
was die Montage dieser Bauteile unabhängig vom Gehäuse 40 erlaubt.
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Das erfindungsgemäße hydroelastische Lager bietet
den Vorteil, kompakt zu sein und eine vereinfachte Konstruktion
zu besitzen, die es ermöglicht, die
Kosten der gesamten Anordnung und der Montage zu senken.
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Die an der oberen Bewehrung des Körpers verteilten
Anschlagorgane, die mit den Wänden
des Gehäuses
zusammenwirken, gewährleisten
somit die Aufnahme der Kräfte
in allen Belastungsrichtungen des Lagers, und aufgrund der Quaderform
der oberen Bewehrung ist der Angriff der Anschlagorgane an den Wänden des
Gehäuses
freier.
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Das erfindungsgemäße hydroelastische Lager bietet
ferner den Vorteil, keinerlei Anschlagorgan im Inneren der aus Elastomerwerkstoff
bestehenden Masse des Körpers
aufzuweisen, und dadurch kann vermieden werden, Anschlagorgane auf
zusätzliche Werkstücke zu verlagern,
die am Längsträger des Kraftfahrzeugs
befestigt sind.