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Dokumentenidentifikation DE102004024084B4 29.06.2006
Titel Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Vogel, Friedemann, Dr.-Ing., 85080 Gaimersheim, DE
DE-Anmeldedatum 14.05.2004
DE-Aktenzeichen 102004024084
Offenlegungstag 08.12.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.06.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.06.2006
IPC-Hauptklasse F16F 13/26(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60K 5/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F16F 3/087(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F16F 15/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung eines Antriebsaggregates gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige schwingungsdämpfende Lager mit Umschaltfunktion zur Anpassung an verschiedene Betriebszustände des Antriebsaggregates sind bekannt. Nur beispielsweise wird auf die DE 199 15 480 C2 oder die DE 102 13 750 A1 verwiesen, die hydraulisch gedämpfte Lager betreffen, die z. B. im Leerlaufzustand des Antriebsaggregates „weicher" geschaltet werden, um aus Komfortgründen Aggregatschwingungen von der Karosserie des Kraftfahrzeuges fernzuhalten. Andererseits soll das Lager mit einer härteren Auslegung Aggregatverlagerungen z. B. durch Antriebseinflüsse entgegenwirken. Die Umschaltung erfolgt durch kompliziert verwirklichbare und fertigungstechnisch aufwändige Drosselsteuerungen innerhalb der Lager.

Aus der DE 41 14 879 A1 ist eine Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung eines Antriebsaggregates von Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem es sich um ein Motorlager handelt, bei dem eines von zwei durch Gummielemente gebildete Federelemente abgekoppelt werden kann, um das Motorlager mit einer härteren Federcharakteristik zu dämpfen. Die Federelemente sind hier in Reihe geschaltet, wobei beispielsweise Zylinder vorgesehen sind, die zur Abkopplung eines der beiden Federelemente betätigt und ausgefahren werden, um den Federweg dieses Federelementes zu blockieren. Alternativ zu diesen ausfahrbaren Zylindern ist dies auch durch Beaufschlagung eines in einem der beiden Federelemente ausgebildeten Hohlraums mittels einer Flüssigkeit realisierbar.

Ein ähnlicher Aufbau ist auch aus der DE 41 30 362 A1 bekannt, bei dem ebenfalls eines von zwei in Reihe geschalteten Federelementen abgekoppelt wird.

Weiter ist aus der DE 39 14 300 A1 ein hydraulisch dämpfendes Gummilager bekannt, bei dem eine Trennwand des Motorlagers quer zur Lagerachse geteilt ausgebildet ist, wobei beide Hälften der Trennwand zusammen die Begrenzungswände eines Dämpfungskanales bilden und die eine Hälfte am Umfang fest eingespannt ist, während die zweite Hälfte durch eine außerhalb einer Kammer angeordnete Vorrichtung axial beweglich und in Umfangsrichtung verdrehbar gelagert ist. Dadurch soll ein Dämpfungskanal in seiner Länge und/oder in seinem Querschnitt von außen einstellbar bzw. nachstellbar ausgebildet sein.

Schließlich ist aus der gattungsbildenden DE 41 03 028 A1 ein elastisches Gummilager bekannt, das aus einem Tragkörper, einem starren Zwischenkörper und einem Stützkörper aufgebaut ist, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Körpern ein Federelement angeordnet ist, die unterschiedliche Federcharakteristiken in radialer und axialer Richtung sowie eine unterschiedliche Dämpfung aufweisen. Die Zu- und Abschaltung der einzelnen Federelemente erfolgt über eine als hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildete Schaltvorrichtung, die die einzelnen Federelemente durch Verschieben der Kolben-Zylinder-Anordnung überbrücken kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung eines Antriebsaggregates, insbesondere in Kraftfahrzeugen, zu schaffen, dessen Dämpfungseigenschaften auf baulich einfache und kompakte Weise an definierte Betriebszustände des Antriebsaggregates angepasst werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Gemäß Patentanspruch 1 ist eine Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung eines Antriebsaggregates vorgesehen, die eine aggregateseitige Stütze und eine basisseitige Konsole aufweist, zwischen denen ein in seinen Dämpfungseigenschaften veränderbares und mit einem zusätzlichen, gummielastischen Dämpfungskörper zusammenwirkendes Lager angeordnet ist, dessen Lagerkern mit der Stütze und dessen Lagergehäuse mit der Konsole fest verbunden ist, wobei die Vorrichtung eine Aufnahme mit einer Kammer aufweist, in der der Dämpfungskörper in der Feststellung federnd vorgespannt aufgenommen ist. Wenigstens ein Verbindungsbolzen des Lagers durchdringt die Kammer und eine bei definierten Betriebszuständen des Antriebsaggregates zur Veränderung der Dämpfungseigenschaften des Lagers vorgesehene Verstelleinrichtung greift an dem wenigstens einen Verbindungsbolzen an, so dass sich das Lagergehäuse in der Feststellung an der Aufnahme abstützt und in der Lösestellung aufgrund der Vorspannung des zusätzlichen Dämpfungskörpers von der Aufnahme abhebt, wobei sich die Kennlinie des Dämpfungskörpers der Kennlinie des Lagers überlagert.

Ein derartiger erfindungsgemäßer Aufbau ist auf baulich einfache Weise und zudem mit relativ wenig Platzaufwand kompakt realisierbar. Durch das in Reiheschalten des Dämpfungskörpers zum Lager ergibt sich bei Bedarf eine insgesamt deutlich weichere Kennlinie. Der Dämpfungskörper kann dabei so ausgebildet sein, dass daraus eine zusätzliche Steifigkeitsabsenkung in allen Raumrichtungen resultiert.

Bevorzugt kann die Verstelleinrichtung zwischen der basisseitigen Konsole und dem Gehäuse des schwingungsdämpfenden Lagers vorgesehen sein, wodurch die Verstelleinrichtung basisseitig angebaut und dementsprechend einfacher ansteuerbar ist und wobei der zusätzliche Dämpfungskörper mit dem Gehäuse des Lagers unmittelbar zusammen wirkt.

Baulich besonders günstig kann die Aufnahme an der basisseitigen Konsole befestigt sein und eine Kammer mit einer oberen Wand und einer unteren Wand aufweisen, wobei in der Kammer der Dämpfungskörper angeordnet ist. Der wenigstens eine Verbindungsbolzen des Lagers durchdringt dann die beiden Wände. Bevorzugt ist dabei ein Verbindungsbolzen vorgesehen, wobei grundsätzlich auch zwei oder mehrere Verbindungsbolzen eingesetzt werden können. Der wenigstens eine Verbindungsbolzen kann dabei an dem Gehäuse des Lagers befestigt sein.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der wenigstens eine Verbindungsbolzen mit einem Anschlagteller zusammenwirken, der sich an der unteren Wand der Aufnahme in der Feststellung des Lagers abstützt und der in der Lösestellung einen Leerweg zur unteren Wand aufweist. Dies ermöglicht mit geringem baulichen Aufwand eine definierte Begrenzung der Aggregatschwingungen in der Lösestellung des Lagers über den Anschlagteller.

Zur vollständigen Isolierung des Verbindungsbolzens gegenüber der Aufnahme bzw. der basisseitigen Konsole in der Lösestellung des Lagers kann der zusätzliche Dämpfungskörper mit einem angeformten Führungsabschnitt die untere Wand der Aufnahme durchdringen und an dem Anschlagteller anliegen.

Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise eine Kniehebelmechanik oder ein Gestänge sein, das z. B. elektromagnetisch betätigbar ist und den Verbindungsbolzen entsprechend verstellt. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass der Verbindungsbolzen zur Herstellung der festen Verbindung ein Gewinde aufweist, auf das eine Feststellmutter aufgeschraubt ist und dass die Feststellmutter mittels der Verstelleinrichtung verdrehbar bzw. anziehbar und lösbar ist.

Dabei kann die Verstelleinrichtung fertigungstechnisch einfach eine formschlüssig an der Feststellmutter angreifende Spindel sein, die über ein Stellgetriebe und einen elektrischen Stellmotor antreibbar ist und dementsprechend die Feststellmutter anzieht oder begrenzt löst.

Insbesondere kann das Stellgetriebe ein selbsthemmendes Schneckengetriebe sein, dessen Schnecke von dem Elektromotor angetrieben ist. Dies bewirkt eine zuverlässige Selbsthemmung in der Feststellung oder Lösestellung des Lagers bei gleichzeitig niedrigen Verstellkräften.

Die Verstelleinrichtung kann dabei bevorzugt an der Aufnahme befestigt sein und somit unmittelbar bzw. baulich einfach an der Feststellmutter angreifen.

Schließlich kann die Verstelleinrichtung zumindest im Leerlaufbetrieb des Antriebsaggregates aktiviert sein und das Lager in die Lösestellung umschalten, d.h. dass der weichere Dämpfungskörper aktiviert ist und das Lager mit diesem sozusagen in Reihe geschalten ist. Der besagte Leerweg zwischen der Anschlagtasse und der unteren Wand der Aufnahme kann aber so eingestellt sein, dass bei größeren Amplituden bzw. Verlagerungen des Antriebsaggregates das Lager dennoch unterstützend zur Wirkung kommt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.

Die schematische Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung eines Antriebsaggregates in einem Kraftfahrzeug, mit einer Verstelleinrichtung zum Wirksamschalten eines zusätzlichen Dämpfungskörpers.

In der Zeichnung ist mit 10 ein schwingungsdämpfendes Lager bezeichnet, das in seinem inneren Aufbau herkömmlicher Konstruktion sein kann.

Das Lager 10 weist einen Lagerkern 12 und ein Gehäuse 14 auf.

Der Lagerkern 12 ist über eine nicht dargestellte Verbindungseinrichtung (z.B. eine Gewindeverbindung) mit einer aggregateseitigen Stütze 16 fest verbunden.

Das Gehäuse 14 des Lagers 10 ist über einen Träger 18 und eine daran befestigte Konsole 20 aufbauseitig des Kraftfahrzeuges bzw. basisseitig fest abgestützt.

An der Konsole 20 ist dazu eine kastenförmige Aufnahme 22 befestigt, z.B. angeschweißt, die eine obere Wand 22a und eine untere Wand 22b aufweist.

Die zwischen den Wänden 22a, 22b gebildete Kammer 22c nimmt einen gegenüber der Kennung des Lagers 10 „weicheren" gummielastischen Dämpfungskörper 24 auf, der rotationssymmetrisch ausgeführt ist und der sich durch eine Ausnehmung 22d in der oberen Wand 22a nach oben erstreckt und sich dabei wie ersichtlich an der benachbarten Stirnseite des Gehäuses 14 des Lagers 10 abstützt.

Ferner weist der Dämpfungskörper 24 einen nach unten abragenden Führungsabschnitt 24a auf, der durch eine weitere Ausnehmung 22e in der unteren Wand 22b hindurch ragt.

An dem Gehäuse 14 an dessen Stirnseite ist ein Verbindungsbolzen 26 befestigt, der sich zentrisch durch den Dämpfungskörper 24 und wie ersichtlich durch die Wände 22a, 22b der Aufnahme 22 erstreckt.

Der Verbindungsbolzen 26 ist mit einem Außengewinde versehen, auf das unter Zwischenschaltung eines Anschlagtellers 28 eine Feststellmutter 30 aufgeschraubt ist.

Durch Anziehen der Feststellmutter 30 kann eine feste Verbindung (Feststellung) zwischen dem Lager 10 und der Aufnahme 22 bzw. der Konsole 20 hergestellt werden, wobei sich der Anschlagteller 28 an der unteren Wand 22b anlegt, während die Stirnseite des Gehäuses 14 an die obere Wand 22a angepresst wird.

Der Dämpfungskörper 24 ist dabei so ausgelegt, dass er sich in die Kammer 22c unter entsprechender Vorspannung zurück verformen kann und diese dabei mehr oder weniger ausfüllt.

Durch Lösen der Feststellmutter 30 (Lösestellung) wird – wie auf der Zeichnung dargestellt – das Lager 10 von der oberen Wand 22a um das Maß a abgehoben, wodurch der in seiner Kennung weichere Dämpfungskörper 24 zur Wirkung kommt. Das Lager 10 ist somit mit dem Dämpfungskörper 24 quasi in Reihe geschalten.

Ferner hebt der Anschlagteller 28 um einen Leerweg s von der unteren Wand 22b der Aufnahme 22 ab, so dass keine metallische Berührung zwischen der Aufnahme 22 einerseits und dem Gehäuse 14 mit Verbindungsbolzen 26, Anschlagteller 28 und Feststellmutter 30 andererseits mehr vorliegt. Ggf. kann an dem Anschlagteller 28 noch eine im gleichen Außendurchmesser ausgeführte Dämpfungsscheibe (nicht dargestellt) zur unteren Wand 22b vorgesehen sein.

Zur Betätigung der Feststellmutter 30 ist eine Verstelleinrichtung 32 vorgesehen, die sich im wesentlichen aus einem Stellgetriebe 34 und einem elektrischen Stellmotor 36 zusammensetzt. Die Verstelleinrichtung 32 ist an der Aufnahme 22 in nicht dargestellter Weise befestigt, z.B. mittels einer Schraubverbindung.

Das Stellgetriebe 34 weist eine nach Art eines Steckschlüssels formschlüssig an der Feststellmutter 30 angreifende Spindel 34a auf, die über ein nicht dargestelltes, selbsthemmendes Schneckengetriebe verdrehbar ist. Der Stellmotor 36 wirkt dabei auf eine Schnecke des Stellgetriebes 34, die mit dem Schneckenrad auf der Spindel 34a in Eingriff ist.

Durch Ansteuerung des elektrischen Stellmotors 36 z.B. im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges bzw. des Antriebsaggregates wird über das Stellgetriebe 34 und die Spindel 34a die Feststellmutter 30 in die gezeichnete Lösestellung verstellt. Die weichere Kennung des Dämpfungskörpers 24 ist somit im Bereich des Leerweges s und des Abstandes a zwischen der oberen Wand 22a und der Stirnseite des Gehäuses 14 des Lagers 10 wirksam, wobei das Lager 10 dadurch mit dem Dämpfungskörper 24 in Reihe geschalten ist. Ferner wird auch eine gewisse kardanische Elastizität des Lagers 10 durch die gelöste Verbindung erreicht, woraus eine zusätzliche Steifigkeitsabsenkung in allen Raumrichtungen resultiert.

In Betriebszuständen des Antriebsaggregates außerhalb des Leerlaufzustandes wird über die Verstelleinrichtung 32 die feste Verbindung (Feststellung) des Lagers 10 mit der Aufnahme 22 und der Konsole 20 wieder hergestellt und dabei der Dämpfungskörper 24 kurzgeschlossen. Das Lager 10 ist somit wieder in Alleinstellung aktiviert und nur dessen Kennung maßgebend.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können die Aufnahme 22 und der zusätzliche Dämpfungskörper 24 auch an der oberen Verbindungsstelle bzw. zwischen der Stütze 16 und dem Lagerkern 12 des Lagers 10 vorgesehen sein.

Anstelle einer Gewindeverbindung 26, 30 kann auch eine andere Verstelleinrichtung mit einem Gestänge, einer Kniehebelmechanik oder einer Excenterverstellung vorgesehen sein, die an dem Verbindungsbolzen 26 durch Gelenke, etc. angreift und das Lager 10 in eine Feststellung oder eine Lösestellung wie vorbeschrieben umschaltet.

Ferner kann ggf. auch die obere Wand 22a der Aufnahme 22 entfallen und die Kammer 22c vollständig nach oben offen ausgeführt sein. Das Gehäuse 14 bzw. dessen entsprechende Stirnseite des Lagers 10 könnte sich dann in der Feststellung an der freien Stirnseite der Umfangswände der kastenförmigen Aufnahme 22 anlegen.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung eines Antriebsaggregates, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einer aggregateseitigen Stütze (16) und einer basisseitigen Konsole (20), zwischen denen ein in seinen Dämpfungseigenschaften veränderbares und mit einem zusätzlichen, gummielastischen Dämpfungskörper (24) zusammenwirkendes Lager (10) angeordnet ist, dessen Lagerkern (12) mit der Stütze (16) und dessen Lagergehäuse (14) mit der Konsole (20) fest verbunden ist, wobei die Vorrichtung eine Aufnahme (22) mit einer Kammer (22c) aufweist, in der der Dämpfungskörper (24) in der Feststellung federnd vorgespannt aufgenommen ist, wobei wenigstens ein Verbindungsbolzen (26) des Lagers (10) die Kammer (22c) durchdringt und eine bei definierten Betriebszuständen des Antriebsaggregates zur Veränderung der Dämpfungseigenschaften des Lagers (10) vorgesehene Verstelleinrichtung (32) an dem wenigstens einen Verbindungsbolzen (26) angreift, dergestalt dass sich das Lagergehäuse (14) in der Feststellung an der Aufnahme (22) abstützt und in der Lösestellung aufgrund der Vorspannung des zusätzlichen Dämpfungskörpers (24) von der Aufnahme (22) abhebt, wobei sich die Kennlinie des Dämpfungskörpers (24) der Kennlinie des Lagers (10) überlagert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (32) zwischen der basisseitigen Konsole (20) und dem Gehäuse (14) des schwingungsdämpfenden Lagers (10) vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbindungsbolzen (26) mit einem Anschlagteller (28) zusammenwirkt, der sich an einer unteren Wand (22b) der Aufnahme (22) in der Feststellung des Lagers (10) abstützt und der in der Lösestellung einen Leerweg (s) zur unteren Wand (22b) aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Dämpfungskörper (24) mit einem angeformten Führungsabschnitt (24a) die untere Wand (22b) der Aufnahme (22) durchdringt und an dem Anschlagteller (28) anliegt.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbolzen (26) zur Herstellung der festen Verbindung ein Gewinde aufweist, auf das eine Feststellmutter (30) aufgeschraubt ist und dass die Feststellmutter (30) mittels der Verstelleinrichtung (32) verdrehbar ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (32) eine formschlüssig an der Feststellmutter (30) angreifende Spindel (34a) ist, die über ein Stellgetriebe (34) und einen elektrischen Stellmotor (36) antreibbar ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellgetriebe (34) ein selbsthemmendes Schneckengetriebe ist, dessen Schnecke von dem elektrischen Stellmotor (36) angetrieben ist.
  8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (32) an der Aufnahme (22) befestigt ist.
  9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (32) zumindest im Leerlaufbetrieb des Antriebsaggregates aktiviert ist und das Lager (10) in die Lösestellung umschaltet.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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