DEP0014980DA

DEP0014980DA - Elastic suspension of machines with a work absorbing or output shaft, in particular motor vehicle engines

Info

Publication number: DEP0014980DA
Authority: DE
Inventors: Bernhard Eßlingen Ambros
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Publication date: 1951-02-22

Description

Die Erfindung betrifft die elastische Aufhängung von Maschinen mit einer Arbeit aufnehmenden oder abgebenden Welle, insbesondere von Kraftfahrzeugmotoren.The invention relates to the elastic suspension of machines with a shaft receiving or outputting work, in particular motor vehicle engines.

Ein Merkmal der Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass bei einer Lagerung der Maschine derart, dass dieselbe in mindestens zwei voneinander verschiedenen Richtungen elastisch nachgeben kann, die Nachgiebigkeit in jeder dieser beiden Richtungen durch voneinander verschiedene federnde Einrichtungen elastisch begrenzt ist.A feature of the invention consists essentially in the fact that when the machine is mounted in such a way that it can yield elastically in at least two mutually different directions, the flexibility in each of these two directions is elastically limited by mutually different resilient devices.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass bei einer elastischen Lagerung der Maschine derart, dass sie um eine vorzugsweise zur Wellenachse geneigte Längsachse schwingen kann, die Nachgiebigkeit der Maschine in Längsrichtung durch eine von den elastischen Lagern und zweckmässig auch von der federnden Einrichtung zur nachgiebigen Begrenzung in Drehrichtung unabhängige federnde Einrichtung begrenzt ist.Another feature of the invention is that with an elastic mounting of the machine in such a way that it can oscillate about a longitudinal axis preferably inclined to the shaft axis, the flexibility of the machine in the longitudinal direction is yielded by one of the elastic bearings and expediently also by the resilient device Limitation in the direction of rotation independent resilient device is limited.

Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf besonders einfache und zweckmässige Ausbildungen der federnden Einrichtung zur Begrenzung der Nachgiebigkeit der Maschine.The invention also relates to particularly simple and practical designs of the resilient device for limiting the flexibility of the machine.

Bei der Konstruktion von Maschinen ist es zur Selbstverständlichkeit geworden, die Massen so anzuordnen und die im Betrieb wirksamen Kräfte so zu verteilen, dass möglichst keine freien Kräfte und Momente auftreten. Trotzdem führen z.B. die hin- und hergebende Bewegung von Kolben oder die Schwankungen des von dem getriebenen Teil der Maschine aufgenommenen Drehmoments zu mehr oder weniger periodisch wiederkehrenden, unvermeidlichen Störungen des statischen Zustandes der Maschine, die sich in Form von Schwingungen äussern. Man kann diese Schwingungen bei ortsfesten Maschinen durch starre Lagerung derselben auf massiven Fundamenten bei elastischer Beanspruchung des benützten Maschinenbaustoffs kompensieren. Die fortgesetzte Biegewechselbeanspruchung führt jedoch vorzeitig Ermüdung des Werkstoffs und Bruch des betroffenen Maschinenteiles herbei.When designing machines, it has become a matter of course to arrange the masses in such a way and to distribute the forces effective during operation in such a way that as far as possible no free forces and moments occur. Nevertheless, e.g. the reciprocating movement of pistons or the fluctuations in the torque absorbed by the driven part of the machine lead to more or less periodically recurring, inevitable disturbances in the static state of the machine, which are expressed in the form of vibrations. You can fix these vibrations in stationary machines by rigidly mounting them Compensate on solid foundations in the event of elastic stress on the machine building material used. However, the continued alternating bending stress leads to premature fatigue of the material and breakage of the affected machine part.

Man hat deshalb die Schwingungen ausgesetzte Maschine elastisch auf massiven oder relativ festen Lagern gebettet, wobei die auftretenden Schwingungen von der elastischen Bettung aufgenommen und gedämpft werden sollen.The machine exposed to vibrations has therefore been elastically embedded on massive or relatively solid bearings, the vibrations that occur should be absorbed and dampened by the elastic foundation.

Es sind auch schon Konstruktionen bekannt, bei denen die Maschine unter Verwendung elastischer Auflager um eine in einer senkrechten Längsmittelebene liegende Achse schwingbar gelagert und die Nachgiebigkeit in Drehrichtung an einer oder mehreren Stellen möglichst grossen Abstandes von der Schwingungsachse elastisch begrenzt wird, derart dass die hin- und hergehenden Schwingungen durch die elastische Lagerung und die Drehschwingungen durch die federnde Einrichtung zur elastischen Begrenzung gedämpft werden.There are also already known constructions in which the machine is mounted to swing around an axis lying in a vertical longitudinal center plane using elastic supports and the flexibility in the direction of rotation is elastically limited at one or more points at the greatest possible distance from the axis of oscillation, so that the and accompanying vibrations are damped by the elastic mounting and the torsional vibrations by the resilient device for elastic limitation.

Es ist bekannt, dass dadurch zwar beachtliche Verbesserungen, aber doch nicht restlos befriedigende Ergebnisse erzielt worden sind. Die Gründe hierzu dürften vor allem darin liegen, dass dem gleichzeitigen Auftreten von Schwingungen verschiedener Natur an ein und derselben Maschine nicht genügend Rechnung getragen bzw. die Dämpfung derselben gegebenenfalls abgesehen von einer Nachgiebigkeit in Drehrichtung auf die Schwingungsachse zu ausschliesslich durch die elastische Ausbildung der Auflager der Maschine angestrebt wird.It is known that this has resulted in considerable improvements, but not entirely satisfactory results. The main reasons for this are likely to be that the simultaneous occurrence of vibrations of different nature on one and the same machine is not sufficiently taken into account or that the damping thereof, apart from flexibility in the direction of rotation on the axis of vibration, is exclusively due to the elastic design of the supports Machine is sought.

Durch die Erfindung kann demgegenüber der Eigenart einer jeden Schwingungsart wesentlich besser Rechnung getragen werden. So kann z.B. eine bevorzugte Komponente der Drehschwingung durch eine besondere federnde Einrichtung oder Halterung abgefangen werden. Das z.B. besonders zweckmässig, wenn die durch die Lagerung bestimmte Schwingungsachse der Maschine zur Wellenachse geneigt verläuft und hierdurch eine axiale Komponente der Schwingungen auftritt, deren gesonderte Dämpfung besonders erwünscht ist. Bei den bisherigen Konstruktionen wurde diese Komponente ausschliesslich durch den Scherwiderstand der Gummilager aufgenommen, was u.U. zu ungenügender Aufnahme dieser Komponente und zu ungünstiger Beanspruchung des Lagerungsgummis führte. Es können die Anordnungen so getroffen werden, dass mehrere Komponenten der Drehschwingung durch je eine besondere Halterung oder jedeBy contrast, the invention enables the peculiarity of each type of vibration to be taken into account much better. For example, a preferred component of the torsional vibration can be intercepted by a special resilient device or bracket. This is particularly useful, for example, when the vibration axis of the machine, which is determined by the bearing, is inclined to the shaft axis and this results in an axial component of the vibrations whose separate damping is particularly desirable. In the previous designs, this component was only absorbed by the shear resistance of the rubber bearings, which may lead to insufficient absorption of this component and to unfavorable stress on the rubber bearing. The arrangements can be made in such a way that several components of the torsional vibration are carried out by a special bracket or each

Komponente der Drehschwingung durch eine besondere Halterung abgefangen wird. Ferner können auch eine oder mehrere Komponenten der Schwingung je durch mehrere Halterungen abgefangen werden, wobei gegebenenfalls auch jeder Komponente der Schwingung mehrere Halterungen zugeordnet sein können. Man kann aber auch mehrere oder alle Komponenten der Schwingung durch eine gemeinsame Halterung abfangen. Bevorzugte Komponenten der Schwingung können ausser durch je eine besondere durch eine mehreren oder allen Komponenten der Schwingung gemeinsam zugeordnete Halterung abgefangen werden. Schliesslich kann jede Komponente der Schwingung für sich und in Verbindung mit anderen Komponenten der Schwingung abgefangen werden.Component of the torsional vibration is absorbed by a special bracket. Furthermore, one or more components of the oscillation can each be intercepted by a plurality of mounts, with each component of the oscillation possibly also being able to be assigned a number of mounts. But you can also intercept several or all components of the vibration by a common bracket. Preferred components of the oscillation can be intercepted not only by a particular holder, but also by one or more or all of the components of the oscillation. Finally, each component of the vibration can be intercepted individually and in conjunction with other components of the vibration.

Bei der elastischen Begrenzung der Nachgiebigkeit entsprechend dem durch das Drehmoment erzeugten Reaktionsmoment ist ausser auf die wirksame Aufnahme der axialen Komponente gegebenenfalls auch auf die zweckentsprechende Aufnahme der horizontalen Querkomponente sowie der senkrechten Komponente Bedacht zu nehmen.In the elastic limitation of the flexibility in accordance with the reaction torque generated by the torque, in addition to the effective absorption of the axial component, the appropriate absorption of the horizontal transverse component and the vertical component must also be taken into account.

Eine beispielsweise Anordnung und Ausbildung der Halterungen gemäss der Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:An example of an arrangement and design of the mounts according to the invention emerges from the following description in conjunction with the drawing. Show it:

Abb. 1 ein Schema für die Masse einer Maschine mit verschiedenen Schwingungsachsen,Fig. 1 a scheme for the mass of a machine with different oscillation axes,

Abb. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand eines Kraftfahrzeugmotors, in Ansicht von der Seite,Fig. 2 shows an embodiment of the invention on the basis of a motor vehicle engine, viewed from the side,

Abb. 3 dasselbe Ausführungsbeispiel in Ansicht von vorn,Fig. 3 the same embodiment in a view from the front,

Abb. 4 einen Schnitt nach der Linie A - A in Abb. 3 und dieFig. 4 shows a section along the line A - A in Fig. 3 and the

Abb. 5 einen Schnitt nach der Linie B - B in Abb. 2.Fig. 5 a section along the line B - B in Fig. 2.

In dem Schema nach Abb. 1 ist die Maschine durch die Masse 10 angedeutet. In der Abbildung sind ferner die Schwingungsachsen 1-1 bis 9-9 eingezeichnet. Die Schwingungen um die Achsen 1-1 und 7-7 haben je eine horizontale und eine senkrechte Querkomponente. Bei den Schwingungen um die Achsen 2-2 bis 6-6, 8-8 und 9-9 tritt jeweils noch eine axiale Komponente in Erscheinung. Während in ersterem Falle jeder Punkt der Maschine, in Längsrichtung gesehen eine Kreisbewegung ausführt, führt er im zweiten Falle in Längsrichtung gesehen eine elliptische Bewegung aus, wobei im Falle der Schwingungsachsen 2-2, 3-3, 8-8 und 9-9 die senkrechte Komponente die grosse Achse und die horizontale Komponente die kleine Achse der Ellipse bildet, während bei einer Schwingung um die Achse 4-4 die umgekehrten Verhältnisse gegeben sind. Während die durch oszillierende Massen hervorgerufenen Schwingungen vorzugsweise durch die elastische Bettung der Maschine gedämpft werden, ist es Aufgabe der federnden Einrichtungen oder elastischen Halterungen, vor allem die Drehschwingungen der Maschine zu glätten.In the scheme according to FIG. 1, the machine is indicated by the mass 10. The figure also shows the vibration axes 1-1 to 9-9. The vibrations around axes 1-1 and 7-7 each have a horizontal and a vertical transverse component. With the vibrations around the axes 2-2 to 6-6, 8-8 and 9-9 an axial component appears. While in the first case every point of the machine executes a circular movement, seen in the longitudinal direction, in the second case it executes an elliptical movement, seen in the longitudinal direction, whereby in the case of the oscillation axes 2-2, 3-3, 8-8 and 9-9 the vertical component forms the major axis and the horizontal component the minor axis of the ellipse, while in the case of an oscillation around the axis 4-4, the opposite conditions apply. While the vibrations caused by oscillating masses are preferably dampened by the elastic bedding of the machine, it is the task of the resilient devices or elastic mountings, above all to smooth out the torsional vibrations of the machine.

Bei den Abb. 2 und 3 ist ein Fahrzeugmotor 11 mittels der fest auf dem Rahmen 12 angeordneten Lagerböcke 13, 14 unter Verwendung elastischer Zwischenlager 15, 16 aus Gummi o.dgl., um die vorzugsweise durch den Massenmittelpunkt der Maschine verlaufenden Achse y-y schwingbar gelagert. Die durch Drehmomentschwankungen erzeugten Drehschwingungen haben eine Taumelbewegung des Motors um die Achse y-y zur Folge, die in den drei zueinander senkrechten Grundrichtungen A, H und S als einfache Hin- und Herbewegung erscheint. In zwei dieser Richtungen, und zwar in der horizontalen Querrichtung sowie in Axialrichtung des Motors ist die Nachgiebigkeit des Motors durch federnde Einrichtungen oder elastische Halterungen 17 und 18 begrenzt. Die Halterung 17 ist in Abb. 4, die Halterung 18 in Abb. 5 in vergrössertem Masstabe dargestellt. Wie Abb. 4 zeigt, ist in das Motorgehäuse 11 eine Kopfschraube 19, welche durch eine Öffnung 20 des betreffenden Rahmenlängsträgers 21 mit Spiel hindurchragt und auf welche eine mit einer Gummiauflage 22 versehene Scheibe 23 aufgeschoben ist, derart eingeschraubt, dass der Gummi 22 mit dem Rahmenlängsträger dauernd Fühlung behält oder unter einer bestimmten Vorspannung steht. Anstelle einer Kopfschraube kann auch eine Stiftschraube mit Mutter, ein eingekitteter Stift o.dgl. verwendet werden. Doch wird im allgemeinen durch die Reibung des Gummis an der Schraube 19 einerseits und an dem Rahmenlängsträger 21 andererseits eine hinreichende Sicherung gegen Lockerung der Schraubverbindung erzielt.In Figs. 2 and 3, a vehicle engine 11 is supported by means of the bearing blocks 13, 14 fixedly arranged on the frame 12 using elastic intermediate bearings 15, 16 made of rubber or the like. About the axis yy preferably running through the center of mass of the machine . The torsional vibrations generated by torque fluctuations cause the motor to wobble around the y-y axis, which appears as a simple back and forth movement in the three mutually perpendicular basic directions A, H and S. In two of these directions, namely in the horizontal transverse direction and in the axial direction of the motor, the flexibility of the motor is limited by resilient devices or elastic mountings 17 and 18. The bracket 17 is shown in Fig. 4, the bracket 18 in Fig. 5 on an enlarged scale. As Fig. 4 shows, a head screw 19 is screwed into the motor housing 11, which protrudes through an opening 20 of the relevant frame side member 21 with play and onto which a washer 23 provided with a rubber pad 22 is pushed, so that the rubber 22 with the The frame side member is permanently in contact or is under a certain preload. Instead of a head screw, a stud screw with a nut, a cemented pin or the like can also be used. be used. However, in general, due to the friction of the rubber on the screw 19 on the one hand and on the frame longitudinal member 21 on the other hand, an adequate safeguard against loosening of the screw connection is achieved.

Gemäss Abb. 5 ist in in entsprechender Weise in das Motorgehäuse eine sich durch eine Öffnung 24 des Rahmenquerträgers 25 mit Spiel hindurcherstreckende Kopfschraube 26 eingeschraubt. Ausser einer Scheibe 27 mit Gummiauflage 28 auf dem kopfseitigen Ende der Schraube ist in diesem Falle noch eine zweite Scheibe 29 mit Gummiauflage 30 vorgesehen, welche durch eine auf das Gewinde 31 des Schraubenbolzens aufgeschraubte Mutter 32 von der Gegenseite her mit dem Rahmenquer- träger 25 in Berührung gebracht ist oder gegen diesen mit Vorspannung angedrückt wird. Ist ein fester, den Rahmenquer- und Längsträgern entsprechender Teil nicht vorhanden, oder würden die Schrauben zu lang ausfallen, so können die beschriebenen Halterungen ebenso gut an einem ortsfesten oder relativ zu der Maschine festen Teil, z.B. einem U- oder Winkeleisen, angebracht werden.According to FIG. 5, a head screw 26 extending with play through an opening 24 of the frame cross member 25 is screwed into the motor housing in a corresponding manner. In addition to a washer 27 with a rubber pad 28 on the head end of the screw, a second washer 29 with a rubber pad 30 is also provided in this case, which is connected to the frame transverse from the opposite side by a nut 32 screwed onto the thread 31 of the screw bolt. carrier 25 is brought into contact or is pressed against this with bias. If a fixed part corresponding to the frame transverse and longitudinal girders is not available, or if the screws are too long, the brackets described can just as easily be attached to a stationary part or part that is fixed relative to the machine, e.g. a U or angle iron.

Anstelle der beschriebenen Halterungen aus Gummi können beispielsweise auch Metallfedern Verwendung finden, die vorzugsweise als geführte oder ungeführte Schraubenfedern ausgebildet sind.Instead of the rubber mountings described, metal springs can also be used, for example, which are preferably designed as guided or unguided helical springs.

Ferner kann die Halterung auch durch Stiftschrauben bewerkstelligt werden, die an der Maschine, dem Rahmen o.dgl. befestigt sind und mit dem freien Ende in eine mit Gummi, Leder oder Spinnstoff gepolsterte feste Hülse oder Gabel des anderen Teiles eingeführt werden.Furthermore, the bracket can also be done by studs, which on the machine, the frame or the like. are attached and inserted with the free end into a solid sleeve or fork padded with rubber, leather or textile material of the other part.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es hängt auch von den besonderen Einbau- und Betriebsverhältnissen ab, um welche Achse die Maschine schwingbar gelagert wird. So kann entweder in zweckmässiger Weise eine Lagerung vorgesehen werden oder auch eine Lagerung, bei welcher nur zwei Schwingungskomponenten auftreten können.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described. It also depends on the particular installation and operating conditions about which axis the machine is pivotably mounted. So either a storage can be provided in an expedient manner or a storage in which only two vibration components can occur.

Claims

1.) Elastic suspension of machines with a work receiving or output shaft such that the machine can elastically yield in at least 2 different directions, characterized in that the flexibility in each of these two directions is elastically limited by mutually different resilient devices.

2.) Suspension according to claim 1, characterized in that the resilient devices themselves in the one (limiting) direction, have a lower resilience than in the transverse direction.

3.) Suspension of machines with an AR work receiving or outputting shaft using elastic supports in such a way that the machine can swing around a longitudinal axis preferably inclined to the shaft axis, characterized in that the flexibility of the machine in the longitudinal direction is provided by one of the elastic bearings independent resilient device is limited.

4.) Suspension according to claim 3, characterized in that the resilient device for the elastic limitation of the compliance in the longitudinal direction is independent of the resilient device for the elastic limitation of the compliance in the direction of rotation about the longitudinal axis of vibration of the machine.

5.) Suspension of machines with a work absorbing or outputting shaft using elastic supports, preferably in such a way that the machine is in two different from each other

Directions, e.g. in the direction of rotation around a longitudinal axis and at the same time elastically yielding in the direction of this longitudinal axis, characterized in that a pin or the like firmly connected to the machine or to the frame (or a part equivalent to this) for the elastic limitation of the flexibility. is provided which is connected to the other of the two parts mentioned with the interposition of elastic buffers.

6.) Suspension according to claim 5, characterized in that the intermediate elastic buffers are under tension.

7.) Suspension according to claim 5 and 6, characterized in that the pin serving to limit the resilience is passed through an opening in the other part (11, 12) with play and on one side (Fig. 4) or on both sides ( Fig. 5) the opening is surrounded by annular elastic buffers, which or the like by nuts. pressed against the other part (12, 11).

8.) Suspension according to claims 1-7, characterized in that the resilient device for the elastic limitation of the flexibility of the machine is arranged in the longitudinal center plane of the machine.

9.) Suspension according to claims 1-8, characterized in that the rubber buffers serving to elastically limit the flexibility of the machine are firmly connected to the supporting parts, e.g. by means of an interposed disk (23, 29).

10.) Suspension according to claims 1-8, characterized in that helical springs are used as the elastic means of the device for the elastic limitation of the resilience.