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Elastisches Lager für den ALtriebsmotor in Kraftfahrzeugen
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Die Erfindung bezieht sich auf elastische Lager für den Antriebsmotor
in Kraftfahrzeugen, mit einem ringförmig in sich geschlossenen rotationssymmetrischen
Gummifederelement, dessen Mittelachse im Einbauzustand des Lagers unter einem spitzen
Winkel schräg gegen die Wirkungsrichtung der statischen Last geneigt ist.
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Die äußere Gestaltung und die Dimensionierung der elastischen Motorlagerungen
in Straßen-Kraftfahrzeugen werden in aller Regel von den vorgegebenen Einbauverhältnissen
bestimmt, wobei aus Kostengründen und wegen der einfachen Austauschbarkeit häufig
auch noch die Verwendbarkeit eines einheitlichen Lagertyps für verschiedene Modelle
eines Fahrzeugherstellers oder auch mehrerer Hersteller gefordert wird. Da der Schrägeinbau
herkömmlicher Gummifederelemente mit der Verschiebung der elastischen Hauptebene
gewisse Vorteile mit sich bringt, sind die Anschraubebenen in vielen Fahrzeugen
von vornherein schon unter Winkeln zwischen 200 und 50 gegen die an dem waagerecht
aufgestellten Fahrzeug mit der Senkrechten zusammenfallende Lastrichtung geneigt.
Anders liegen die Verhältnisse aber mit Motorlagern, denen eine hydraulische Dämpfungsvorrichtung
unmittelbar so zugeordnet ist, daß diese auch das Gummifederelement als Einzelteil
mit einbezieht. In diesen Fällen sind die Variationsmöglichkeiten
der
Geometrie-Parameter stark eingeschränkt. Der Schrägeinbau solcher kombinierten Lager
wirkt sich in einer ungünstigen Belastung des tragenden Elementes mit einer daraus
herrührenden Verkürzung ihrer Lebensdauer aus, und in weiterer Folge verschlechtert
sich auch die erwünschte Dämpfung. Der an sich naheliegende Weg, diese Nachteile
durch einen zweckentsprechenden und sachgerechten Einbau zu vermeiden, ist in der
Praxis nicht gangbar, weil jede damit notwendig verbundene Anderungan den betroffenen
Fahrzeugteilen wegen der daraus wiederum erwachsenden Folgekosten und der dann eingeschränkten
Austauschmöglichkeiten unerwünscht oder auch schon mit Rücksicht auf konstruktiv
bedingte Begrenzungen in der Bauhöhe von vornherein auszuschließen ist.
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Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, durch eine neuartige Gestaltung
der Lager unter Beibehaltung der üblichen Einbauverhältnisse und Verbindungsanordnungen
eine verbesserte Ermüdungsfestigkeit der elastomeren Komponente und als Folge davon
eine längere Lebensdauer der Lager ohne Wirkungseinbußen der Dämpfungsvorrichtung
zu gewährleisten. Diese Aufgabe wird, außgehend von Motorlagern der eingangs geschilderten
Art, erfindungsgemäß durch Ausbilden der Federelemente mit einer solchen Querschnittsform
gelöst, daß deren lastübertragende Innenkanten im Einbauzustand der Lager im wesentlichen
parallel zur Wirkungsrichtung der statischen Last verlaufen. In Weiterbildung des
Erfindungsgedankens schließen die Innenkanten der Federelemente dabei mit den benachbarten
Außenkanten in dem im Einbauzustand der Lager oberen wie auch unteren Bereich einen
dem Neigungswinkel entsprechenden spitzen Winkel ein. In Verbindung mit einer hydraulischen
Dämpfungsvorrichtung ist das Federelement ganzflächig geschlossen ausgebildet und
als Abschlußwand einer mit der Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Kammer innerhalb des
Lagers vorgesehen.
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Die Erfindung setzt unter voller Wahrung der vorgegebenen Ein-
baubedingungen
und insbesondere auch der Maßbegrenzung an der Gestaltung des tragenden Gummifederelementes
an und erteilt diesem eine auf den günstigsten Kraftfluß abgestimmte Querschnittsform.
Für sich betrachtet, erscheinen die sonst rotationssymmetrischen Elemente zwar stark
einseitig verzehrt; in der schräg geneigten Einbaulage wirkt sich diese Verzerrung
aber überraschon vorteilhaft auf die Art der Belastung aus: Anstelle bereichsweise
vorherrschenden Druck- oder Zugkräften unterliegt der elastomere Werkstoff im Ablauf
der Federbewegungen in allen Teilen gleichmäßig den sein Gefüge weitaus weniger
angreifenden Druck-Schubspannungen. Die neuartige Gestaltung hat praktisch gleiche
Längen der belasteten Fasern wie auch der Bindeflächen Gummi/Metall zur Folge, so
daß die nachteiligen Auswirkungen der Schrägstellung in der Einbaulage zumindest
angenähert aufgehoben und die Lager in ihrem Verhalten und ihrer Lebonedauer üblichen
Motorlagern in symmetrischer Ausführung unter rein axialer Belastung durchaus vergleichbar
sind. Das Ausmaß der Formverzerrung richtet sich nach dem aus der Anordnung der
gegeneinander abgefederten Fahrzeugteile zueinander konstruktiv vorgegebenen Schrägwinkel,
der beispielsweise eine Größenordnung von etwa 35° annehmen kann.
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Die Vorteile der neuartigen Lager sind ohne Änderungen in der Konstruktion
und Anordnung oder auch in den Abmessungen der betroffenen Fahrzeugteile erreichbar.
Der Einbau bringt daher keinerlei Umstellungen mit sich, und es können im Bedarfsfalle
vorhandene bekannte Motorlager problemlos gegen Lager nach der Erfindung außgetauscht
werden.
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Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles
in der Zeichnung verdeutlicht. Es zeigen: Fig. 1 ein herkömmliches Motorlager in
seiner gestrichelt angedeuteten üblichen und der in Vollinien gezeichneten Zuordnung
zu den Halterungsbauteilen an Motor und Karosserie und
Fig. 2 einen
Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Motorlager in Einbaulage.
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Das in Fig. 1 nur in seinen Umrissen gezeichnete Lager 3 ist in bekannter
Ausführung mit einem zwischen starren metallischen Gehäuseteilen haftend angebrachten
kegelstumpfförmigen Gummifederelement 13 und einer inneren hydraulischen Dämpfungsvorrivhtung
aufgebaut und an beiden Stirnseiten mit Gewindezapfen 23 zum Anbringen einerseits
an einer fest mit der Karosserie des Fahrzeugs zusammenhängenden Konsole 4 und andererseits
an einem Tragarm 5 des Motorblockes versehen. In der gestrichelt angedeuteten Einbaulage
ist das in allen Teilen rotationssymmetrisch gestaltete Lager 3 schräg unter einem
spitzen Winkel gegen die Senkrechte geneigt. Aus den oben geschilderten Gründen
wäre dagegen die in Vollinien ausgezeichnete Einbauhaltung erwünscht. Die Gegenüberstellung
läßt erkennen, daß dies ohne tiefgreifende Änderungen an den tragenden Bauteilen
4, 5 und ohne Uberschreiten der zugelassenen Einbauhöhe nicht möglich ist.
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Das gemäß der Darstellung in Fig. 2 zwischen die unverändert beibehaltenen
Bauteile 4, 5 mit Hilfe fest angebrachter Gewindezapfen 23 eingesetzte Lager 3 ist
zweigeteilt aus einem topfartigen Gehäuse 14 und einem Gummifederelement 13 aufgebaut.
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Das den unteren Abschluß einer mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten
Kammer 15 bildende Federelement 13 ist in seiner Grundgestalt ringförmig angelegt,
mit Rücksicht auf seine Abschlußfunktion aber durch ein membranartig eingeformtes
durchgehendes Mittelstück 16 als ganzflächig die Kammer 15 überspannende biegsame
Trennwand ausgebildet, wobei ein in die nach außen offene zentrale Vertiefung eingesetztes
metallisches Anschlußteil 17 den an der Konsole 4 der Karosserie verschraubten unteren
Gewindezapfen 23 aufnimmt und gleichzeitig zum unmittelbaren Abstützen des Lagers
gegen die Konsole dient. Von einer Erläuterung der nicht zur Erfindung gehörenden
an sich bekannten Dämpfungsvorrichtung im oberen Teil des Lagers kann abgesehen
werden.
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Das Lager 3 ist unter einem Winkeld in einer Größenordnung von etwa
35° gegen die Senkrechte, das ist unter normalen Umständen gleichbedeutend mit der
Wirkungsrichtung der statischen Belastung durch das anteilmäßige Motorgewicht, an
Ort und Stelle eingebaut. Unter im wesentlichen diesem Winkel α ist auch das
Federelement 13 in der Ebene der Krafteinvirkung gegenüber der herkömmlichen Kegelstumpfform
verzerrt, derart, daß gemäß der Darstellung die untere Außenkante 18 parallel zur
Lagermittelachse, die benachbarte Innenkante 19 dagegen etwa senkrecht verläuft.
Die Winkel zwischen den Innenkanten 19, 21 und den Außenkanten 18, 20 sind gleich
groß und auch gleich den entsprechenden Winkeln herkömmlicher Teile. Das festhaftend
in das Federelement 13 einvulkanisierte Anschlußteil 17 erhält dadurch in groben
Umrissen in der betrachteten Ebene eine parallelogrammartige Querschnittsform, während
Schnitte aenkrecht zur Lagerachse in allen Ebenen Kreise sind.
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