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"Nachgiebige Motorlagerung" Die Erfindung betrifft eine nachgiebige
Motorlagerung mit beiderseits der vertikalen Längsmittelebene angeordneten nachgiebigen
Lagern, die sowohl lotrechte Schwingungen als auch Schwingungen um die Motorlängsachse
aufnehmen können, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Nachgiebige Motorlagerungen sind in verschiedenster Ausführung bekannt.
Hierbei besteht die Forderung, die Nachgi bigkeit möglichst derart auszubilden,
daß einerseits eine verhältnismäßig begrenzt weiche Lagerung des Motors in lot rechter
Richtung gewährleistet ist, anderseits jedoch in Drehrichtung um die durch den Schwerpunkt
des Motors bzwX Motorantriebsaggregates gehende Schwingungslängsachse eine sehr
weitgehende Nachgiebigkeit zugelassen wird. Insbesondere soll nach Möglichkeit in
jedem Drehzehlbereich eine überkritische Lagerung erreicht werden. Die dadurch sich
ergebende Weichheit im Gesamtsystem soll jedoch insofern begrenzt sein, als von
außen her angeregte lotrechte Schwingungen, insbesondere das sogenannte Stuckern,
kleingehalten werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadürch geldst, daß die Lager verfozinbare
Hohlräume einschließen, die mit einem kompressiblen Medium, wie Gas oder Luft, gerollt
sind, und daß die Hohlräume beiderseits der vertikalen Längsmittelebene angeordneter
Lager in Ausgleichsverbindung miteinander stehen. Vorzugsweise sind ferner die Lager
ganz oder teilweise als die Hohlräume abschließende elastische Lager, insbesondere
Gununilager, ausgebildet und etwa in Höhe des Motorschwerpunktes angeordnet Durch
die Erfindung wird erreicht, daß bei Drehschwingungen zwischen. dem Motor bzw. Motorantriebsaggregat
und dem Fahraeug oder dem entsprechenden Tragteil das gasförmige Medium aus dem
Hohlraum des einen Lagers in den Hohlraum des gegen-Uberliegenden Lagers verdrMngt
wird und damit diese Drehschwingungen infolge der Ausgleichsverbindung der Lager
nit der erforderlichen Weichheit aufgenommen werden. Dagegen ist bei den normalerweise
von außen her angeregten Schwingungen, also insbesondere durch Pahrbahnstöße angeregten
Stuckerschwingungen, ein solcher Ausgleich ausgeschaltet. Vielmehr ergibt sich infolge
der Kompressibilität des Mediums eine vom Schwingungshub des Motors abhängige progressive
Druckänderung im Mediumsystem und damit die erwünschte Verhärtung der Lager. LEngs-
und Querkräfte werden in der Regel von den elastischen Lagern wie bei den Ublichen
Lagern aufgenommen.
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Im übrigen kann das Lagermaterial, insbesondere Gummi, sehr weich
gehalten werden, wodurch sich eine wirksame Schallisolierung ergibt.
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In einer besonders einfachen und zweckmäßigen Ausführungsform der
Motorlagerung sind die Lager durch im Querschnitt etwa V-förmig, insbesondere etwa
kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmig ausgebildete elastische Puffer gebildet,
die an ihrer unteren Grundseite unter Zwischenschaltung eines das kompressible Medium
aufnehmenden, abgesehen von der Verbindung zum gegenüberliegenden Lager nach außen.abgeschloRsenen
Hohlraumes am Fahrzeug od. dgl. abgestützt und von einer napfförmigen Einfassung
gehalten sind und auf deren Oberseite sich der Motor abstützt. Zur Abstützung des
Motors kann vorteilhaft auf dem elastischen Puffer ein im QUerschnitt etwa konisches
oder ähnliches Abstützglied vorgesehen sein, das sich mittels seiner nach unten
zusammenlaufenden Flächen auf entsprechenden FlAchen des elastischen Puffers abstützt
und hierbei insbesondere den durch den Puffer ringförmig umschlossenen Hohlraum
stopfenartig nach oben abschließt.
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Zur Erzielung-oder weiteren Ausbildung der gewünschten progressiven
Federungscharakteristik gegenüber von-außen angeregten Schwingungen ist ferner vorzugsweise
die Verformung der elastischen Lagerelemente nach oben und/o,der nach unten durch
Anschläge, z.B. durch über die Lagerelemente übergreifende Ränder einer Lagereinfassung,
begrenzt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Eeschreibung
eines Ausführungsbeispieles zu entnehmen.
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Hierbei zeigen Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen
elastisch gelagerten Motor, Fig. la einen Ausschnitt aus Fig. 1 entsprechend dem
Kreis la in Vergrößerung und Fig. 2 ein Diagramm fUr die Federungscharakteristik
der elastischen Lagerung.
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Auf einem Tragteil lO, z.B. dem Rahmen eines Kraftfahrzeuges, ist
der Motor 11, gegebenenfalls ein Motorantriebsaggregat (nachfolgend der Einfachheit
halber jeweils "Motor" genannt) in Kombination mit einem Wechselgetriebe od.dgl.,
mittels nachgiebiger Lager, von denen in der Zeichnung zwei gegenüberliegende Lager
12 gezeigt sind, gelagert. Die Lager 12 sind vorzugsweise in Höhe des Motorschwerpunktes
S angeordnet, durch den (etwa senkrecht zur Zeichenebene oder mehr oder weniger
dazu geneigt) die natürliche Längsschwingungsachse des Motors verläuft. Anstelle
eines Paares mit Bezug auf die lotrechte Nittellängsebene m-m des Motors einander
gegenüberliegender elastischer Lager können zwei derartige Paare vorgesehen sein.
Oder es kann ein solches Paar und beispielsweise ein weiteres nachgiebiges Lager,
etwa am hinteren Ende des Motors und etwa in der lotrechten Mittellängsebene m-m,
vorgesehen sein.
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Die Lager 12 weisen einerseits ein starres etwa napfförmi--ges Lagerteil
13, vorzugsweise aus Stahl, auf, in welches das elastische Lagerelement 14, insbesondere
ein Gummipuf- -fer, zur elastischen Aufnahme der zwischen dem Tragteil 10 und dem
Motor 11 wirkenden Kräfte eingesetzt ist. Das im wesentlichen V-förmige elastische
Lagerelement 14 wird auf seiner Oberseite 15 und seiner Unterseite 16 durch Flächen
eines Kegel- oder Pyramidenstumpres mit aufwärts gerichter Spitze begrenzt. Es ruht
an seinen äußeren Umfangsteilen bei 17 auf der, Wandfläche 18 des Lagerteils 13
auf, die im Ausführungsbeispiel leicht kegelig geformt ist und .wird an, seinem
Umfange von einer Einfassung 19 des Lagerteils gehalten, derart, daß es in der Einfassung
19 eingespannt ist und einen Hohlraum 20 zwischen der Unterseite 16 des elastischen
Lagerelementes und der Auflagefläche 18 des Lagerteiles 17 einschließt. Einwärts
gerichtete obere Ränder 21 Ubergreifen das elastische Lagerelement 14 und dienen
als Anschlag für dasselbe, wobei in einer mittleren Ruhelage des Motors ein Spiel
22 Zwischen dem elastischen Lagerelement 14 und dem oberen Rand 21 besteht.
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Die obere konische OfNnung 23 des ringförmigen Gummipuffers 14 wird
durch ein Abstützglied 24 geschlossen, das entsprechend der Offnung 23 als nach
unten sich verSUngendes kegel-oder pyramidenstumpfförmiges Element ausgebildet,
ist und zur Abstützung des Motors 11 auf dem elastischen Lagerelement 14 dient.
Lagerarme 25 des Motors greifen in das Abstützglied 24 beispielsweise durch Zapfen
26 ein.
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In der normalen Belastungslage haben die elastischen Lagerelemente
14 sowohl nach unten an der Unterseite 16 als auch nach oben an der Oberseite 15
gegenüber dem starren Lagerteil 13 Spiel. In den Hohlräumen 20 sowie in der Verbindungsleitung
27 befindet sich ein gasförmiges Medium, normalerweise Luft, das je nach der gewurischten
oder erforderlichen Kennung, -z.B. mit mehreren atü, vorgespannt ist.
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In Fig. 2 ist ein entsprechendes Diagramm dargestellt. In diesem Diagramm
ist die Kraft P in kp über dem Federungshub f in mm aufgetragen. Mit fd ist hierbei
die Kennlinie der Motorlagerung gegenüber Längsdrehdrehschingungen, mit die Federkennlinie
gegenüber vertikalen Schwingungen, insbesondere Stuckerschwingungen, bezeichnet.
In der statischen Ruhelage des Motors gegenüber dem Tragteil 10 sind die elastisohen
Elemente 14 entsprechend einem Federungshub f0 mit der Kraft PO vorgespannt. Hinzu
kommt eine Kraft PmJ die durch den Druck des in den Räumen 20 befindlichen Mediums
erzeugt wird, so daß sich gegenüber vertikalen Stoßen oder Schwingungen eine Verspannung
von insgesamt P1 ergibt.
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Führt der Motor 11 gegenüber dem Tragteil 10 vertikale Schwingungen
(8tuckerachwingungen) in Pfeilrichtung yl, Y2 auf und wird dadurch das Abstützglied
24 mit Bezug auf das Tragteil 10 angehoben bzw. gesenkt, vergrößern bzw. verkleinern
sich di. Hohlräume 20 unterhalb der elastischen Lagerelemente 14, so daß das in
den Hohlräumen 20 eingeschlossene
Medium sich ausdehnt bzw. komprimiert
wird. Hierbei ergibt.
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sich eine progressiv ansteigende Pederkennlinie, die - bei freier
Verformbarkeit der elastischen Lagerelemente (ohne Anschläge) etwa nach einer Kurve
fv' verläuft. Bewegt sich der Motor 11 mit Bezug auf das Tragteil 10 nach unten
in Pfeilrichtung y1, legen sich nach einem bestimmten Hub die Lagerelemente 13 mit
ihrer Unterseite 16 an die Wandungsflächen 18 des Lagerteiles 13 an, so daß bei
einer weiteren Relativbewegung eine zusätzliche starke progressive Zunahme der der
Schwingung entgegenwirkenden Kraft auftritt, wie dieses etwa durch die Kennlinie
f angedeutet wird. Eine ähnlich progressive Steigerung der Federkraft ergibt sich
auch, sobald bei einer Relativbewegung des Motors in Pfeilrichtung y2 die elastischen
Lagerelement.e sich gegen die als Anschläge wirkender Ränder 21 der Einfassung 19
anlegen.
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Führt dagegen der Motor 11 mit'3ezug auf das Tragteil 10 Drehschwingungen
um die durch den Schwerpunkt S hindurchverlaufende Längsschwingungsachse in Pfeilrichtung
xl,x2 aus, beispielsweise in Pfeilrichtung x1, wird das Volumen des Hohlraumes 20
des einen Lagers verkleinert, während gleichzeitig das Volumen 20 des anderen Lagers
entsprechend bergrößert wird. Das in dem ersten Hohlraum eingeschlossene Medium
kann infolgedessen-aus diesem Hohlraum über die Leitung 27 in-den anderen. Hohlraum
uberfließen so daß ein Ausgleich stattfindet, ohne daß die Spannung des Mediums
geSndert oder im wesentlichen geändert wird. Die Federkennlinie fd wird-hierbei
im wesentlichen nur durch die Nachgiebigkeit
der elastischen Lagerelemente
14 bestimmt und nimmt beispielsweise den in Fig. 2 dargestellten linearen Verlauf.
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Es entsteht daher eine große Weichheit der Lagerung gegenüber Drehschwingungen
des Motors, während vertikale Stuckerschwingungen mit relativ hohen Frequenzen überkritisch
Rgestimmt sind, und zwar insbesondere derart, daß eine solche überkritische Lagerung
in jedem Drehzahlbereich, also beispielsweise auch im Leerlauf, besteht.
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Die elastischen Elemente 14 können hierbei sehr groß dimensioniert
werden. Sie müssen nicht unbedingt in Höhe des Motorschwerpunktes 5 liegen, wenn
auch eine solche Lage besonders vorteilhaft ist. Andernfalls werden sie zweckmäßig
schräg gestellt, -so daß eine durch sie hindurchgelegte Querebene sich etwa durch
die IJ(ngaschwingungsachse des Motors hindurch erstreckt.
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Statt eines gasförmigen Mediums kann zur Herstellung der Ausgleichwiriwng
gegebenenfalls auch eine Flüssigkeit verwendet werden, wobei zur Erzeugung der gewünschten
Kompressiblität in die Flüssigkeitssäule eine Federung eingeschaltet sein kann.