DE8717411U1

DE8717411U1 - Elastisches Lager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge

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Publication number: DE8717411U1
Application number: DE8717411U
Authority: DE
Original assignee: Metzeler GmbH
Current assignee: Metzeler GmbH
Priority date: 1987-09-18
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1988-09-15

Description

MET7JELEE GMBH München, den 21. 7.1988

U Zihi MK 387 G 87 I

Unäer Zeicherii MK 387 G 87 I

Elastisches Lager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Lager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit schwingwegabhängiger, hydraulischer Dämpfung, mit einem motorseitigen^ starren Auflagerteil und einem fahrzeugseitigen, starren Traglagerteil, die übir einen kreisringförmigen, elastomeren Federkörper miteinander verbunden sind, sowie mit einer vom Traglagerteil umschlossenen und mit einer hochviskosen Flüssigkeit gefüllten Flüssigkeitskammer, in der eine starre Verdrängerscheibe mit axialem Spiel an das Auflagerteil angekoppelt ist.

Ein derartiges Lager ist aus der DE-PS 32 33 456 bekannt. • Die dort vorgesehene axial verschiebliche Lagerung der Verdrängerscheibe auf einem mit dem Auflager starr gekoppelten Ansatz bewirkt jedoch nur eine geringe Entkopplung; vielmehr neigt die Scheibe dazu, wegen der hohen Viskosität der Flüssigkeit sich weitgehend synchron mit dem Auflager zu bewegen. Darüber hinaus ist bei einer vollständigen Füllung dieses Lagers mit Flüssigkeit die mögliche Einfederimg nur sehr begrenzt.

Ein ähnliches Lager mit mechanischer Entkopplung von Schwingungen mit kleiner Amplitude ist aus der DE-PS 33 30 462 bekannt. Hier ist jedoch im Prinzip ein hydraulisch gedämpftes Zweikammer-Motorlager vorgesehen,

(MK 602 E 87)

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das mit Spiel an das den Motor abstützende Auflager angeschlossen ist Und dessen Dämpfung durch Drosselung der von einer in die ändere Kämmer strömenden niederviskosen Flüssigkeit bewirkt wird. Dabei Weist ein solches Läger einen höhen Steifigkeitsanstieg für größere Amplituden auf.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lager zu schaffen, das bei Schwingungen ■10 kleiner Amplitude voll entko^TVTielt ist ^&igr;·*^&iacgr; "■* ^K+* AH mr\£ +. so daß auch eine dadurch bedingte dynamische Verhärtung des Lagers, die sich negativ auf die akustischen Isöliereigenschaften des Lagers auswirkt, entfällt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Verdrängerscheibe an einem Ende einer das Lager Und die Tragfeder axial durchsetzenden, lose geführten Führungsstange starr befestigt ist Und daß die Führungsstange am anderen Ende eine ebenfalls starr befestigte kreisscheibenförmige Entkopplerscheibe aufweist, die mit axialem Freiweg in einer von dem Auflagerteil gebildeten Kammer geführt ist_s und daß innerhalb der vom Traglagerteil umschlossenen Kammer an der Führungsstange eine sich radial erstreckende, die obere Wandung der Flüssigkeitskammer bildende weichelastische Membran angeschlossen ist*

Mit einer derartigen Halterung und Führung der Entkopplungsscheibe ist sichergestellt, daß, solange die auf das Auflagerteil einwirkenden Schwingungen in ihrer Amplitude kleiner als der Freiweg der Entkopplerscheibe sind, die Verdrängerscheibe ebenfalls entkoppelt ist und allein von den Bewegungen des Traglagerteils und den Reaktionskräften der Flüssigkeit mitgenommen wird.

Dabei kann die die Entkopplerscheibe aufnehmende Kammer

Vori einer mit dem Federkörper fest verbundenen und eine
zentrale Öffnung für die FÜhruhgsstänge aufweisenden Aüfiaperplätte Und einer mit ihrem freien Rand darauf aufgesetzten tassenförmigen Kappe gebildet sein.

Der äußere Rand der Entkopplerplatte ist zweckmäßigerweise mit einer Schicht aus elästomerem Material als Anschlag in axialer und radialer Richtung umkleidet.

Iu Das Träglsgerteil kann aus sinsr «lit dsss Federkerper fe'st verbundenen und eine zentrale Ausnehmung für die Führungsstange aufweisenden Tragplatte sowie einer topfförmigen Kappe bestehen₄ wobei Tragplatte und Kappe an ihren freien Außenkanten flüssigkeitsdicht miteinander verbün-

den sind.

Die an die Führungsstange zweckmäßigerweise anvulkanisierte Membran ist an ihrem Außenumfang zwischen Tragplatte und Kappe eingespannt.

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Um bei entsprechenden Amplituden die Verdrängerscheibe
als Dämpfer wirken zu lassen, sollte der axiale Freiweg
der Entkopplerplatte innerhalb der Auflagerplatte kleiner ■ als 5 mm sein.

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Ferner ist es zweckmäßig, wenn das Verhältnis von Flüssigkeitskammer-Innendurchmesser und Verdrängerscheibe-Außendurchmesser maximal 2 beträgt und das Verhältnis von Außendurchmesser und Dicke der Verdrängerscheibe zwischen 5 und iOÖ liegt.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung
näher erläutert. Dabei zeigen
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Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Lager im prinzi "· -n Aiii hau und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein solches Läger mit zusätzlichem Zug- und Drudkansehlag,

Wie man aus Fig. 1 ersieht, besteht das Läger im Prinzip aus dem motorseitigen Auflagerteil 1 Und dem fähfzeügseitigen Traglagerteil 2, die über einen kreisriiigförmigen,

\ l-'Q el5St0I!!6reil Federkörpe¹" 3 gegeneinander abgestützt und haftend verbunden sind.

Das Auflagerteil 1 besteht aus einer mit dem Federkörper 3 zusammenvulkanisierten Auflagerplatte 4> auf die von oben eine tassenförmige Kappe 5 mit einem zentralen HaI-tebolzen 6 zur Abstützung des Motors beispielsweise angeschweißt ist. Kappe 5 und Auflagerplatte 4 umschließen eine Kammer 7, die eine kreisscheibenförmige Entkopplerscheibe 8 aufnimmt. Diese Entkoppleirscheibe 8 ist über eine das Lager und den Federkörper 3 zentral durchsetzende Führungsstange 10 mit der Verdrängerscheibe 11 innerhalb des Traglagerteils 2 starr verbunden. Dieses Traglagerteil 2 ist durch eine mit dem Federkörper 3 fest verbundene Tragplatte 12 und eine am Außenumfang flüssigkeitsdicht damit verbundene Kappe 13 mit einem zentralen Befestigungsbolzen 9 gebildet. Durch eine weichelastisehe Membran 14, die innen an der Führungsstange 10 anvulkanisiert is-_ "ii-id außen zwischen Tragplatte 12 und &appe 13 eingeklemmt ist, wird damit eine flüssigkeitsdichte Kammer 15 gebildet, die mit einer hochviskosen Flüssigkeit gefüllt ist, und in der sich die Verdrängerscheibe 11 bewegen kann.

Wie man aus der Figur ersieht, sind Entkopplerseiüei* &oacgr;, Führungsstange 10 und Verdrängerscheibe 11 starr mitein-

ander verbunden und bilden somit eine bauliche Einheit. Sie sind innerhalb des Lagers frei geführt, wobei die Auflagerplatte 4 und die Traglagerplatte 12 jeweils Ausnehmungen 16 und 17 aufweisen, die sehr viel größer sind als der Durchmesser der Führungsstange 10. Da auch die Kammer 7 höher ist als die Dicke der Entkopplerscheibe einschließlich ihres umlaufenden Anschlags 18 aus elastomerem Material, ist somit diese Baueinheit in gewissen Grenzen in axialer und radialer Richtung beweglich, wobei die radiale Beweglichkeit allein durch die Steifigkeit der Membran 14 und den Außendurchmesser des Anschlags beschränkt wird.

Die Funktionsweise eines so aufgebauten Lagers ist nunmehr die folgende:

Die Entkopplerscheibe 8 mit ihrem elastomeren Anschlag weist in der Kammer 7 des Auflagerteils 1 einen axialen Freiweg S nach beiden Richtungen auf, wie das gesondert eingezeichnet ist. Werden nun Schwingungen in axialer Richtung in das Lager eingeleitet, so führen das starre Auflagerteil 1 und das starre Traglagerteil 2 Relativbewegungen gegeneinander aus, die durch die elastischen Eigenschaften des zwischengeschalteten Federkörpers 3 ermöglicht werden. Solange diese Relativbewegungen kleiner sind als der Freiweg S der Entkopplerscheibe 8, bewegt sich diese gleichsinnig mit dem Traglagerteil 2, da die Verdrängerscheibe 11 und damit die Führungsstange 10 über die Steifigkeit der Membran 14 sowie die Reaktionskräfte der Flüssigkeit in Kammer 15 mitgenommen wird. Bei diesen Schwingungen geringer Amplitude, die hauptsächlich im Leerlauf des Motors bzw. bei höheren Drehzahlen auftreten, ist somit keine Dämpfung außer der Werkstoffdämpfung des Federkörpers 3 wirksam. Daher ist für die KraftübertfagUng lediglich die freqUenzäbhängige Steifigkeit des

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Federkörpers 3 maßgebend. Zusätzliche Dämpfungskräfte und die damit einhergehende dynamische Verhärtung des Lagers mit ihren negativen Auswirkungen auf die akustischen Isolationseigenschaften entfallen somit. 5

Werden die Relativbewegungen im Lager jedoch größer als der Freiweg S, so kommt die Entkopplerplatte 8 in Kontakt mit den Wandungen des Auflagerteils 1, d.h. entweder mit der Auflagerplatte 4 oder mit der Kappe 5,und wird sr^it axial verschoben. Durch die starre Verbindung über die Führungsstange 10 führt nun die Verdrängerscheibe 11 synchrone Bewegungen in der viskosen Flüssigkeit in der Kammer 15 aus. Dadurch wird Flüssigkeit verdrängt und die entstehende zähe Flüssigkeitsreibung entzieht der Bewegung Energie durch Dissipation in Wärme und führt damit zur Dämpfung der Schwingungen. Die geometrische Ausgestaltung des elastomeren Anschlags 18 auf der Entkopplerscheibe 8 legt dabei den Freiweg bzw. die Steifigkeit des Anschlages fest und beeinflußt hierdurch die schwingwegabhängige Dämpfung des Lagers.

Der axiale Freiweg S der Entkopplerscheibe liegt zweckmäßigerweise zwischen 0 und 5 mm, je nach Anforderung und Größe der auftretenden Schwingungen.

Für eine optimale Wirkung der Verdrängerscheibe 11 sollte das Verhältnis von Innendurchmesser Da der Kammer 15 zu Außendurchmesser Di der Verdrängerscheibe 11 zwischen 1 und 2 liegen. Ferner sollte dos Verhältnis von Verdrängerscheibendurchmesser Di zu der Dicke h der Verdrängerscheibe 11 zwischen 5 und 100 liegen. Beide Verhältnisse stellen dabei wesentliche Parameter für die gewünschte Dämpfung dar.

Um darüber hinaus sehr große Bewegungen zu begrenzen,

kann entsprechend Fig. 2 noch ein außenliegender Zug- und Druckanschlag 20 vorgesehen sein. Dieser Anschlag 20 besteht aus einem angenähert zylindrischen Ring aus elastomerem Material und ist mit dem nach außen abgewinkelten Rand der Kappe 13 fest verbunden, zweckmäßigerweise durch Anvulkanisieren. Als Gegenanschlag dient praktisch ein vom Auflagerteil 1 ausgehender Gehäuseteil 22, der den Anschlag 20 axial und radial mit Abstand umschließt. Dieser Gehäuseteil 22 besteht praktisch aus einem rechtwinkligen Ring 23, der außen an die Auflagerplatte 4 anschließt und einem daran anschließenden, ebenfalls rechtwinkligen Gehäuseringteil 24, der die untere Hälfte des Anschlags 20 umschließt und dessen zentrale Ausnehmung 25 auf der Unterseite die Kappe 13 des Traglagerteils 2 mit Abstand umgibt. Damit können größere axiale Bewegungen sowohl in Zug- und in Druckrichtung sicher abgefangen werden.

Mit der beschriebenen Lagerausbildung und insbesondere der freiwegbehafteten Ankopplung der Verdrängerscheibe unmittelbar an das Auflagerteil ist somit eine sichere Entkopplung bei Schwingungen kleiner Amplitude gewährleistet, während bei Schwingungsamplituden, die größer als der vorgegebene Freiweg der Entkopplungsscheibe sind, die Verdrängerscheibe stoßfrei mitgenommen wird und damit die gewünschte zusätzliche Dämpfung bewirkt, wodurch ein nahezu frequenzunabhängiger Steifigkeits- und Dämpfungsverlauf konstanter Höhe gewährleistet ist.

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Claims

METZELER GMBH München, den 21. 7.1988 Unser Zeichen: MK 387 G 87 S chut zans pr üche

1. Elastisches Lager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit schwingwegabhängiger hydraulischer Dämpfung, mit einem motorseitigen, starren Auflagerteil und einem fahrzeugseitigen, starren Traglagerteil, die über einen kreisringförmigen, elastomeren Federkörper miteinander verbunden sind, sowie mit einer vom Traglagerteil umschlossenen und mit einer hochviskosen Flüssigkeit gefüllten Flüssigkeitskammer, in der eine starre Vercrängerscheibe mit axialem Spiel an das Auflagerteil angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerscheibe (H] an einem Ende einer das Lager und die Tragfeder (3) axial durchsetzenden, lose geführten Führungsstange (10) starr befestigt ist, und daß die Führungsstange (10) am anderen Ende eine ebenfalls starr befestigte, kreisscheibenförmige Entkopplerscheibe (8) aufweist, die mit axialem Freiweg (S) in einer von dem Auflagerteil (1) gebildeten Kammer (7) geführt ist, und daß innerhalb der vom Traglagerteil (2) umschlossenen Kammer (15) an der Führungsstange (10) eine sich radial erstreckende, die obere Wandung der Flüssigkeitskammer (15) bildende weichelastische Membran (14) angeschlossen ist.

2. Elastisches Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplerscheibe (8) aufnehmende Kammer (7) von einer mit dem Federkörper (3) fest verbundenen und eine zentrale Öffnung (16) für die Führungsstange aufweisenden Auflagerplatte (4) Und einer mit

ihrem freien Rand darauf aufgesetzten, tassenförmigen Kappe (5) gebildet ist.

3. Elastisches Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand der Entkopplerplatte

(8) mit einer Schicht (18) aus elastomerem Material als Anschlag in axialer und radialer Richtung umkleidet ist.

4. Elastisches Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Traglagertei.1 (2) aus einer mit dem Federkörper (3) fest verbundenen und eine zentrale Ausnehmung (17) für die Führungsstange (10) aufweisenden Tragplatte (12) sowie einer topfförmigen Kappe (13) besteht, wobei Tragplatte (10) unü Kappe (13) an ihren freien Außenkanten flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind.

5. Elastisches Lager nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Führungsstange (10) anvulkanisierte Membran (14) an ihrem Außenumfang zwischen Tragplatte (12) und Kappe (13) eingespannt ist.

6. Elastisches Lager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Freiweg (S) der Entkopplerplatte (8) innerhalb der Auflagerkammer (7) kleiner als 5 mm ist.

7. Elastisches Lager nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Flüssigkeitskammer-Innendurchmesser (Da) und Verdrängerscheiben-Außendurchmesser (Di) maximal 2 beträgt.

8. Elastisches Lager nach Anspruch 1, 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Außendurchmesser (Di) und Dicke (h) der Verdrängerscheibe (11) zwischen 5 und 1Ö0 liegt.