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Elastisches Lager für die Aufhängung des Antriebsaggregates in Kraftfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Lager für die Aufhängung des Antriebsaggregates
in Kraftfahrzeugen, vorzugsweise für die hintere Lagerstelle eines aus Motor, Kupplung
und Getriebe bestehenden Antriebsblockes. Derartige elastische Lager bestehen gewöhnlich
aus zylindrischen Schubgummikörpern oder ähnlich geformten Körpern mit einer inneren
und einer äußeren anvulkanisierten Hülse. Die eine Hülse ist mit dem Antriebsaggregat
und die andere mit dem Fahrgestell oder einem Hilfsrahmen des Kraftfahrzeuges verbunden.
Die Schwierigkeit beim Entwurf derartiger Lagerungen besteht darin, daß eine möglichst
große Elastizität, d. h. ein möglichst flacher Verlauf der Belastungskennlinie bei
normalen, d. h. kleinen Schwingungsausschlägen, erreicht werden soll. Darüber hinaus
sollen die Schwingungsausschläge eindeutig begrenzt sein, d. h., an den flach verlaufenden
Bereich der Belastungskennlinie sollen sich beiderseits steil ansteigende Bereiche
mit rasch wachsender Widerstandskraft anschließen. Die Mittel zur Erzielung eines
solchen sogenannten progressiven Kurvenverlaufs sind grundsätzlich bekannt.
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So verwendet man beispielsweise zusätzlich flache Druckgummi-Anschläge,
die einen kleinen Abstand von metallischen Begrenzungsflächen; z. B. einer Hülse
od. dgl., haben. Bei größeren Ausschlägen wird der weiche Schubgummiteil hierdurch
praktisch wirkungslos, wohingegen die verhältnismäßig harten Druckgummi-Anschläge
in Tätigkeit treten.
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Nach `der Erfahrung haben diese bisherigen Ausführungen den Nachteil,
daß die größeren Schwingungsausschläge beim Fahren unerwünschte, kurze, dumpfe,
schlagartige Erschütterungen, das sogenannte »Boilern«, verursachen, sobald je nach
den
Fahrbahnverhältnissen die obenerwähnten Druck-.. gummi-Anschläge
zur Wirkung kommen.
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Ferner ist es noch nicht gelungen oder beachtet worden, daß die Eigenschwingungszahlen
des Antriebsaggregates in allen Hauptschwingungsrichtungen unter der Leerlaufdrehzahl
liegen, wobei in -jeder Hauptschwingungsrichtung eine geeignete Ausschlagbegrenzung
für die großen Stöße vorhanden sein muß.
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Die Erfindung beseitigt die obengenannten Nachteile und schlägt vor,
das elastische Lager mit Begrenzungslippen zu versehen, die im eingebauten Zustand
und bei statischer Belastung des Lagers die angrenzenden Teile ohne nennenswerte
Pressung berühren. Durch diese Maßnahme können die hochfrequenten Schwingungen mit
kleinen Ausschlägen wirksam gedämpft und damit vom Fahrzeug ferngehalten werden.
Die Begrenzungslippen @ zeigen zweckmäßigerweise in Richtung der Hauptschwingungen,
z. B. in die lotrechte Richtung.
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Ferner wird vorgeschlagen, die Begrenzungslippen, in Fahrtrichtung
gesehen, hintereinander anzuordnen, damit die Beweglichkeit des Antriebsaggregates
um seine Drehschwingungsachse, die bekanntlich durch das hintere Lager geht, nicht
behindert wird. Dadurch, daß die Berührungskanten der Begrenzungslippen bogenförmig
gestaltet sind, wird das Lager nahezu unempfindlich gegen herstellungsbedingte Maßabweichungen
oder sonstige Einbaudifferenzen der Motoraufhängung.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines elastischen Lagers
dargestellt.
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Fig. I ist die hintere Aufhängung eines Antriebsaggregates im Rahmen
eines Kraftfahrzeuges, teilweise im Schnitt; Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Lager
nach der Linie 2-2 der Fig. I ; Fig. 3 zeigt in ausgezogener Linie den durch die
Erfindung angestrebten Verlauf der Federungskennlinie und gestrichelt den bisher
üblichen Verlauf.
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Das nach hinten ragende Verlängerungsstück Io eines weiter nicht dargestellten
Antriebsaggregates weist einen angegossenen Ansatz I i auf, der in eine Aussparung
12 einer im Querschnitt U-förmigen Brücke 13 ragt. Die Brücke 13 ist mittels Schrauben
14 am Querträger I5 des Kraftfahrzeugrahmens angeschraubt. Zwischen dem Ansatz II
des Verlängerungsstückes Io und der Brücke 13 ist das den Gegenstand der Erfindung
bildende elastische Lager angeordnet. Es besteht aus einem hauptsächlich auf Schub
beanspruchten Gummikörper 16, der im Bereich der Aussparung 12 mit der Brücke
13 und innen mit einer Hülse 17 unter Anwendung eines der bekannten
Haftverfahren verbunden ist. Der Ansatz II des Verlängerungsstückes Io ruht auf
dem oberen Rand 18 der Hülse 17. Die Kraftkomponente des hinteren Lagers deformiert
den Gummikörper 16, wie in der Zeichnung dargestellt.
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An der Unterseite des Gummikörpers -befindet sich ein Teller I9. Dieser
sowie die Hülse 17 sind mit einem Schraubenbolzen 2o unter Zwischenschaltung eines
Federringes 21 fest mit dem Ansatz t II des Verlängerungsstückes Io verbunden. Wie
Fig. 2 zeigt, sind an der Ober- und Unterseite der Brücke 13 Begrenzungslippen 22
und 23 angeordnet. Sie weisen in die Richtung der. vertikalen Hauptschwingungen,
die im vorliegenden Fall mit der Wirkungslinie der statischen Last des Antriebsaggregates
zusammenfällt. Die Begrenzungslippen 22 und 23 sind ferner, in Fahrtrichtung gesehen,
hintereinander angeordnet. Ihre Berührungskanten sind Bogen 24 und 25 (vgl. insbesondere
Fig. I), deren höchste bzw. tiefste Stellen im eingebauten und belasteten Zustand
der Lagerung ohne nennenswerte Pressung an dem Gehäuse des Verlängerungsstückes
Io oben und an dem Teller I9 unter anliegen.
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Durch die Höhe und die Formgebung der Begrenzungslippen 22, 23 wird
erreicht, daß die Federungskennlinie 3Ia im Bereich der statischen Last 30 (s. Fig.
3) allmählich vom steilen in den flachen Teil übergeht und nicht mit einem starken
Knick 32 des bisher üblichen Verlaufs 3Ib Hierdurch ist zwar für die kleinen, hochfrequenten
Störschwingungen nach wie vor die weiche Federungskennlinie 3Ib maßgebend, jedoch
für Stöße mit großen Ausschlägen und großer Energie die Begrenzungslippen 22 und
23 und damit die Federungskennlinie 31a. Das erwähnte unerwünschte »Bollern« läßt
sich hierdurch mit Sicherheit vermeiden.
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Gleichzeitig wird das Lager praktisch unempfindlich gegen herstellungsbedingte
oder sonstige Maßabweichungen. So kann es z. B. vorkommen, daß die Brücke 13 gegenüber
der Horizontalen etwas schräg steht. Eine solche Abweichung wirkt sich auf die Lagerung
nach der Erfindung nicht schädlich aus. Ferner ist zu bedenken, daß das Antriebsaggregat,
insbesondere in der Nähe seiner Leerlaufdrehzahl, größere Schwingungsausschläge
um seine längs verlaufende Drehpendelachse X-X vollführt. Wenn daher der Krümmungsmittelpunkt
der beiden Bogen 24 und 25 auf dieser Drehpendelachse oder wenigstens dicht dabei
liegt, so wird erreicht, daß die Bogen 2q. und 25 in jeder Winkellage des Antriebsaggregates
an dem Gehäuse des Verlängerungsstückes io oben und an dem Teller i9 unten anliegen.
Hierdurch wird auch vermieden, daß sich bei starken - Querausschlägen die- Begrenzungslippen
22, 23 etwa einseitig abheben und beim Zurückfedern das dumpfe »Bollern« verursachen
können.
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Der Gummikörper 16 ist ferner im Bereich der Begrenzungslippen 22,
23 um den oberen Rand 26 der Brücke 13 herumgezogen, so daß Polster 27 und
28 entstehen. In geeignetem Abstand von diesen Polstern 27 und 28 erstrecken sich
Rippen 29 und 3o des Verlängerungsstückes io nach unten. Die Polster 27, 28 haben
die Aufgabe, die Ausschläge des Antriebsaggregates in der Längsrichtung zusätzlich
zu begrenzen, um besonders starke Stöße in der Längsrichtung, z. B. bei plötzlicher
Bremsung oder bei schnellem Start; aufzunehmen.
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Selbstverständlich können auch diese zusätzlichen Begrenzungsausschläge
als Begrenzungslippen nach der Erfindung ausgebildet sein.
Es hat
sich jedoch gezeigt, daß die gewünschte progressive Federungskennlinie auch in der
Längsrichtung bereits durch den auf Schub beanspruchten Gummikörper 16 und die vertikalen
Begrenzungslippen 22, 23, die in diesem Fall auf Schub beansprucht werden, erreicht
wird, so daß diese zusätzlichen Längsausschläge verhältnismäßig nur selten zur Wirkung
kommen würden. Sie können ganz wegfallen, wenn die Stöße bereits in der vorderen
Motoraufhängung genügend abgefangen werden. Im Hinblick auf die Fahreigenschaften
des Fahrzeuges ist es jedoch günstiger, diese Längskräfte am hinteren Motorlager,
also näher am Fahrzeugschwerpunkt, aufzunehmen und die vorderen Aufhängepunkte ganz
frei von Längskräften zu lassen.