DE102008029061B4

DE102008029061B4 - Aggregatelager für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102008029061B4
Application number: DE200810029061
Authority: DE
Inventors: Thomas Dohmen; Christian Dietz; Karl-Heinz Troyke
Original assignee: Audi AG; Trelleborg Automotive Germany GmbH
Current assignee: Audi AG; Trelleborg Automotive Germany GmbH
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2014-11-27
Anticipated expiration: 2028-06-19
Also published as: DE102008029061A1

Abstract

Aggregatelager für Kraftfahrzeuge, mit einem befestigbaren Lagergehäuse (14) und einem schwingungsisolierten Anschlussteil (28), wobei zwischen dem Anschlussteil (28) und dem Lagergehäuse (14) in Hauptbelastungsrichtung (Z) gesehen ein zentrischer, auf Druck belasteter, gummielastischer Lagerkörper (22) und ein ringförmiger, auf Zug/Schub belasteter, gummielastischer Lagerkörper (34) in dem Lagergehäuse (14) vorgesehen sind, die beide mit dem Anschlussteil (28) verbunden sind, wobei der zentrische Lagerkörper (22) und der ringförmige Lagerkörper (34) getrennt voneinander an Gehäusewänden (36) des Lagergehäuses (14) abgestützt sind, wobei in dem Lagergehäuse (14) eine mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Hydraulikkammer (42) mit Drosselelementen (46) und eine Ausgleichskammer (44) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Hydraulikkammer (42) strömungstechnisch verbundene Ausgleichskammer (44) zumindest teilweise um die Umfangswand (36) des Lagergehäuses (14) herum ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Aggregatelager für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein Aggregatelager ist aus der JP S60-231 040 A bekannt. Dabei sind der zentrale, in Hauptbelastungsrichtung auf Druck beanspruchte Lagerkörper und der ringförmige, auf Zug oder Schub beanspruchte Lagerkörper in Reihe geschaltet und beeinflussen sich dementsprechend latent gegenseitig. Die Hydraulikkammer der zugeschalteten hydraulischen Dämpfung und deren Ausgleichskammer liegen beide unterhalb der besagten, gummielastischen Lagerkörper, wodurch das Aggregatelager relativ voluminös ist und einen entsprechenden Einbauraum erfordert, der in Kraftfahrzeugen häufig nicht zur Verfügung steht.
Aus der DE 29 32 131 A1 ist ein gattungsgemäßes Aggregatelager bekannt, bei dem ein zentrischer Lagerkörper und ein ringförmiger Lagerkörper getrennt voneinander an Gehäusewänden eines äußeren Lagergehäuses abgestützt sind. Aus der DE 103 00 967 A1 ist ein weiteres Aggregatelager bekannt, bei dem zwischen einer oberen Ringwand des Lagergehäuses und einem Anschlussteil ein gummielastischer ringförmiger Zuganschlag ausgebildet ist. Aus der DE 35 07 781 C2 ist ein Lagergehäuse bekannt, in dessen Lagergehäuse ein ringförmiges, als Drosselelement dienendes Kanalteil eingesetzt ist, das mit einer Hydraulikkammer und mit einer Ausgleichskammer strömungstechnisch verbunden ist. Aus der US 4 688 776 A ist ein Aggregatelager bekannt, bei dem das Lagergehäuse zweiteilig ausgeführt ist, wobei die beiden Gehäuseteile miteinander in Flanschverbindung sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Aggregatelager bereitzustellen, das sowohl baulich und fertigungstechnisch als auch in der schwingungstechnischen Auslegung verbessert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung enthalten die Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der zentrische Lagerkörper und der ringförmige oder ovale Lagerkörper getrennt voneinander im Lagergehäuse abgestützt sind. Daraus resultiert neben einer baulich gedrängten Anordnung der Vorteil, dass der zentrische Lagerkörper und der ringförmige Lagerkörper weitgehend schwingungstechnisch getrennt auslegbar sind. Die zur Kraftübertragung und Lebensdauerauslegung erforderlichen Steifigkeiten insbesondere in Belastungsrichtung können verwirklicht werden, ohne die übrigen Steifigkeiten insbesondere im hochfrequenten Schwingungsbereich nachteilig zu beeinflussen.
Dabei kann in bevorzugter Weise der zentrische Lagerkörper mittel- oder unmittelbar am Boden des Lagergehäuses abgestützt sein, während die Hydraulikkammer um den zentrischen Lagerkörper herum angeordnet ist. Daraus resultiert eine kompaktere, besonders niedrig bauende Konstruktion des Aggregatelagers mit günstiger Abstützung der statischen Belastung.
Des weiteren kann besonders bevorzugt der ringförmige Lagerkörper radial außen an einer Umfangswand des Lagerkörpers und radial innenliegend an einer nach unten offenen Haltetasse des Trägerteils befestigt sein, wodurch ggf. auftretende Querkräfte z. B. beim Durchfahren von Kurven des Kraftfahrzeuges zuverlässig und ohne komfortmindernde Lagerverhärtungen aufnehmbar sind.
Zur Erzielung einer vorteilhaften Kraft-Weg-Kennlinie und anderer Kennwerte des Aggregatelagers kann zudem das ringförmige Lagerteil im montierten Zustand innerhalb des Lagergehäuses in Belastungsrichtung vorgespannt sein.
Zur Eingrenzung der Aggregatebewegungen insbesondere bei irregulären Belastungen (Überfahren von Hindernissen, etc.) können zwischen einer oberen Ringwand des Lagergehäuses und der Haltetasse des Trägerteils ein gummielastischer, ringförmiger Zuganschlag ausgebildet sein, der baulich besonders bevorzugt unmittelbar an den ringförmigen Lagerkörper angeformt ist. Ferner kann in Gegenrichtung an der oberen Ringwand des Lagerkörpers ein ringförmiger Druckanschlag angeordnet sein, der mit einer an dem Anschlussteil befestigten Aggregatestütze zusammenwirkt und Überbelastungen der im Aggregatelager eingesetzten Lagerkörper zuverlässig ausschließt.
Des weiteren kann in vorteilhafter Weiterbildung der Begrenzungsanschläge an der oberen Ringwand des Aggregatelagers ein gummielastischer Radialanschlag vorgesehen sein, der mit einer an dem Anschlussteil befestigten Aggregatestütze funktionell derart zusammenwirkt, dass auch unzulässige Querkräfte zuverlässig aufnehmbar sind.
Dabei können in fertigungstechnisch günstiger Weise der Druckanschlag und der Radialanschlag durch ein einheitliches, an der Ringwand festgelegtes Bauteil gebildet sein.
Zur Sicherstellung einer auch im hochfrequenten Schwingungsbereich besonders wirksamen Schwingungsdämpfung des Aggregatelagers können im Lagergehäuse und unterhalb des ringförmigen Lagerkörpers ein ringförmiges, als Drosselelement dienendes Kanalteil eingesetzt sein, das mit der Hydraulikkammer einerseits und der Ausgleichskammer andererseits strömungstechnisch verbunden ist. Insbesondere kann das Kanalteil als Doppelstock-Düsensystem mit zwei oder mehr übereinander liegenden Umfangskanälen ausgebildet sein.
Besonders bevorzugt kann ferner das Kanalteil mit einer radial ausgerichteten, zum Boden des Lagergehäuses teilweise beabstandeten Ringwand versehen sein, in die eine der Hydraulikkammer benachbarte Entkopplungsmembran integriert ist. Damit gelingt es, über das am Aggregatelager auftretende Anregungsspektrum eine günstige, durchgängige Schwingungsisolation einzustellen sowie einen zusätzlichen Abstimmungsparameter zwischen dynamischer Steifigkeit und Dämpfung zu schaffen.
Die Ringwand des Kanalteils kann montagegünstig im montierten Zustand zwischen dem zentralen Lagerkörper und dem Boden des Lagergehäuses fest eingespannt sein.
Ferner kann in besonders bevorzugter Weise das Lagergehäuse zweiteilig ausgeführt sein und einen radial ausgerichteten Befestigungsflansch aufweisen, wobei die Trennebene der beiden Lagergehäuseteile in radialer Ausrichtung durch den Befestigungsflansch verläuft. Dies ermöglicht eine in der Fertigung einfache Konfiguration der Bauteile des Aggregatelagers verbunden mit einer unkomplizierten Montage.
Dazu kann der ringförmige Lagerkörper mit einem anvulkanisierten Außenring und das darunter positionierte, ringförmige Kanalteil zwischen dem Boden des Lagergehäuses einerseits und einer Ringschulter in der Umfangswand des oberen Lagergehäuseteils im Lagergehäuse gehalten sein.
Schließlich ist die mit der Hydraulikkammer strömungstechnisch verbundene Ausgleichskammer zumindest teilweise um die Umfangswand des Lagergehäuses herum ausgebildet, so dass Hydraulikkammer und Ausgleichskammer praktisch neben einander liegen und somit eine besonders gedrängte, niedrige Bauweise des Aggregatelagers ermöglichen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden näher erläutert. Die anliegende, schematische Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein Aggregatelager für Kraftfahrzeuge mit einem Gehäuse, in das ein zentrischer Lagerkörper, ein ringförmiger Lagerkörper und eine hydraulische Dämpfungseinrichtung integriert sind.
Das insgesamt mit 10 bezeichnete Aggregatelager ist zwischen einer nur teilweise dargestellten, an einem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges befestigten Stütze 12 und an einer aufbauseitigen Aufnahme (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeuges als Getriebelager angeordnet. Das Aggregatelager 10 kann jedoch auch als Motorlager eingesetzt sein.
Das Aggregatelager 10 weist ein äußeres Lagergehäuse 14 auf, das sich aus einem oberen Gehäuseteil 16 und einem unteren Gehäuseteil 18 zusammensetzt. Die beiden Gehäuseteile 16, 18 sind mit radial abragenden Befestigungsflanschen 16a, 18a mit einer einheitlichen Trennebene 20 versehen, in denen wie ersichtlich Befestigungsbohrungen vorgesehen sind, die zur Befestigung der beiden Gehäuseteile 16, 18 aneinander und an der besagten, aufbauseitigen Aufnahme dienen.
In dem Lagergehäuse 14 des Aggregatelagers 10 ist ein zentrischer, gummielastischer Lagerkörper 22 angeordnet, der als Lagerblock mit einer oberen, nach unten offenen Haltetasse 24, einer unteren Anschlagscheibe 26 und einem als Anschlussteil dienenden, nach oben abragenden Gewindebolzen 28 ausgeführt ist. Über den Gewindebolzen 28 ist der Lagerkörper 22 bzw. dessen Haltetasse 24 mit der Stütze 12 fest verbunden, wobei sich der Gewindebolzen 28 durch einen büchsenförmigen Vorsprung 12a der Stütze 12 erstreckt und mit einer Gewindemutter 30 befestigt ist. Das Anschlussteil 28 kann aber auch anders ausgeführt sein, z. B. als ein nach oben abragender Lagerkern mit einem Gewindeanschluss.
An seiner unteren Anschlagscheibe 26 ist der zentrische Lagerkörper 22 am Boden 32 des Gehäuses 14 in noch zu beschreibender Weise abgestützt, so dass der Lagerkörper 22 in Hauptbelastungsrichtung Z (Gewichtsbelastung) gesehen überwiegend auf Druck belastet ist.
Ferner ist an der Haltetasse 24 an deren Umfangswand 24a ein ringförmiger, sich etwa radial erstreckender, gummielastischer Lagerkörper 34 befestigt, der über einen äußeren Lagerring 34a an einer rotationssymmetrischen Umfangswand 36 des Gehäuses 14 abgestützt ist.
An den ringförmigen Lagerkörper 34 ist eine die Haltetasse 24 übergreifende, gummielastische Ringwulst 34b angeformt, die im Zusammenwirken mit der oberen Ringwand 38 des Gehäuses 14 einen Zuganschlag bildet, der ein irreguläres Ausfedern des Aggregatelagers 10 ausschließt.
Des weiteren ist an der besagten Ringwand 38 an deren Außenfläche ein ringförmiger, gummielastischer Druckanschlag 40 eingesetzt, der sich bei einer übermäßigen Druckbeaufschlagung des Aggregatelagers 10 wie ersichtlich an der Stütze 12 anlegt und ein weiteres Einfedern verhindert.
An den ringförmigen Druckanschlag 40, der über eine anvulkanisierte Ringscheibe 40a in einer korrespondierenden Ringnut der Ringwand 38 befestigt ist, ist ferner ein flanschförmiger, mit einem Ringbund versehener Radialanschlag 40b angeformt, der in eine zentrische Ausnehmung 38a der Ringwand 38 eingeknöpft ist und der zur Vermeidung unzulässiger Querbelastungen des Aggregatelagers 10 mit dem in die Ausnehmung 38a einragenden, büchsenförmigen Vorsprung 12a der Stütze 12 in Wirkverbindung gerät.
Um den zentrischen Lagerkörper 22 herum und unterhalb des ringförmigen Lagerkörpers 34 ist in dem Gehäuse 14 eine Hydraulikkammer 42 einer hydraulischen Dämpfungseinrichtung des Aggregatelagers 10 ausgebildet, die gehäuseseitig durch die Umfangswand 36 und den Boden 32 begrenzt ist. Die Dämpfungseinrichtung ist soweit nicht beschrieben bekannter Funktion.
Ferner ist in dem unteren Gehäuseteil 18 des Lagergehäuses 14 eine teilweise um die Umfangswand 36 sich erstreckende Ausgleichskammer 44 definierten Volumens angeordnet, mit entsprechenden äußeren Begrenzungswänden 18b.
In die Hydraulikkammer 42 ist ein ringförmiges, als Drosselelement wirkendes Kanalteil 46 eingesetzt, das in nicht ersichtlicher Weise mit der Hydraulikkammer 42 einerseits und der Ausgleichskammer 44 andererseits strömungstechnisch verbunden ist. Die Überströmöffnungen sind entsprechend versetzt zueinander ausgerichtet.
Das Kanalteil 46 ist dabei zur Erzielung großer Kanallängen als Doppelstock-Düsensystem mit zwei übereinander liegenden, strömungstechnisch miteinander verbundenen Umfangskanälen 46a, 46b ausgebildet.
Des weiteren ist das Kanalteil 46 mit einer radial ausgerichteten, zum Boden 32 des Lagergehäuses 14 teilweise beabstandeten Ringwand 46c versehen, in die eine der Hydraulikkammer 42 benachbarte Entkopplungsmembran 48 integriert ist.
Die Ringwand 46c des Kanalteils 46 ist im montierten Zustand zwischen dem zentralen Lagerkörper 22 bzw. dessen Anschlagscheibe 26 und dem Boden 32 des Lagergehäuses 14 fest eingespannt.
Zudem sind der ringförmige Lagerkörper 34 mit seinem anvulkanisierten Außenring 34a und das darunter positionierte, ringförmige Kanalteil 46 zwischen dem Boden 32 des Lagergehäuses 14 einerseits und einer Ringschulter 36a in der Umfangswand 36 des oberen Gehäuseteils 16 im Lagergehäuse 14 in axialer Richtung gehalten.
Der ringförmige Lagerkörper 34 ist dabei so hergestellt, dass mit seinem Einbau in das Lagergehäuse 14 beim Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile 16, 18 des Lagergehäuses 14 der Lagerkörper 34 in Belastungsrichtung Z nach oben vorgespannt wird und somit der auftretenden Gewichtslast am Aggregatelager 10 mit entgegenwirkt.
Wie der Zeichnung und der vorstehenden Beschreibung entnehmbar ist, sind die beiden Lagerkörper 22, 34 innerhalb des Lagergehäuses 14 getrennt abgestützt, so dass in der Hauptbelastungsrichtung Z gesehen der zentrische Lagerkörper 22 im wesentlichen auf Druck und der ringförmige Lagerkörper 34 auf Zug/Schub belastet ist. Die Lagerkörper 22, 34 können somit so ausgeführt werden, dass keine Eigenresonanzen in relevanten Frequenzbereichen auftreten und die Druck- sowie Zug/Schubbelastungen in den Lagerkörpern 22, 34 in günstigen Bereichen liegen.
Der ringförmige Lagerkörper 34 stellt zugleich die obere Begrenzung der Hydraulikkammer 42 bzw. die wirksame Pumpfläche der hydraulischen Dämpfungseinrichtung dar, so dass in Verbindung mit großen Kanallängen des Doppelstock-Düsensystems 46a, 46b des Kanalteils 46 günstige Dämpfungswerte bzw. Lagerkennungen erzielbar sind. Die Entkopplungsmembrane 48 ermöglicht ferner eine weitere Optimierung der dynamischen Steifigkeit des Aggregatelagers 10.
Mittels der beschriebenen Anschläge 34b, 40, 40b werden ggf. auftretende Überbelastungen des Aggregatelagers 10 in allen Belastungsrichtung ausgeschlossen, wobei durch entsprechende Geometrien der Anschläge 34b, 40, 40b deren Funktion progressiv ausgelegt werden kann.

Claims

Aggregatelager für Kraftfahrzeuge, mit einem befestigbaren Lagergehäuse (14) und einem schwingungsisolierten Anschlussteil (28), wobei zwischen dem Anschlussteil (28) und dem Lagergehäuse (14) in Hauptbelastungsrichtung (Z) gesehen ein zentrischer, auf Druck belasteter, gummielastischer Lagerkörper (22) und ein ringförmiger, auf Zug/Schub belasteter, gummielastischer Lagerkörper (34) in dem Lagergehäuse (14) vorgesehen sind, die beide mit dem Anschlussteil (28) verbunden sind, wobei der zentrische Lagerkörper (22) und der ringförmige Lagerkörper (34) getrennt voneinander an Gehäusewänden (36) des Lagergehäuses (14) abgestützt sind, wobei in dem Lagergehäuse (14) eine mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Hydraulikkammer (42) mit Drosselelementen (46) und eine Ausgleichskammer (44) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Hydraulikkammer (42) strömungstechnisch verbundene Ausgleichskammer (44) zumindest teilweise um die Umfangswand (36) des Lagergehäuses (14) herum ausgebildet ist.
Aggregatelager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrische Lagerkörper (22) mittel- oder unmittelbar am Boden (32) des Lagergehäuses (14) abgestützt ist, und dass die Hydraulikkammer (42) um den zentrischen Lagerkörper (22) herum angeordnet ist.
Aggregatelager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Lagerkörper (34) radial außen an einer Umfangswand (36) des Lagerkörpers (34) abgestützt ist und radial innenliegend an einer nach unten offenen Haltetasse (24) des Anschlussteils (28) befestigt ist.
Aggregatelager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Lagerkörper (34) im montierten Zustand innerhalb des Lagergehäuses (14) in Radialrichtung (x/y) definiert vorgespannt ist.
Aggregatelager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer oberen Ringwand (38) des Lagergehäuses (14) und dem Anschlussteil (28) ein gummielastischer, ringförmiger Zuganschlag (34b) ausgebildet ist.
Aggregatelager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuganschlag (34b) unmittelbar an den ringförmigen Lagerkörper (34) angeformt ist.
Aggregatelager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberseitig am Lagergehäuse (14) ein ringförmiger Druckanschlag (40) angeordnet ist, der mit einer an dem Anschlussteil (28) befestigten Aggregatestütze (12) zusammenwirkt.
Aggregatelager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Lagergehäuse (14) ein gummielastischer Radialanschlag (40b) vorgesehen ist, der mit einer an dem Anschlussteil (28) befestigten Aggregatestütze (12) zusammenwirkt.
Aggregatelager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckanschlag (40) und der Radialanschlag (40b) durch ein einheitliches, an der Ringwand (38) festgelegtes Bauteil gebildet ist.
Aggregatelager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Lagergehäuse (14) und unterhalb des ringförmigen Lagerkörpers (34) ein ringförmiges, als Drosselelement dienendes Kanalteil (46) eingesetzt ist, das mit der Hydraulikkammer (42) einerseits und der Ausgleichskammer (44) andererseits strömungstechnisch verbunden ist.
Aggregatelager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalteil (46) als Mehrstock-Düsensystem mit mehreren übereinander liegenden Umfangskanälen (46a, 46b) ausgebildet ist.
Aggregatelager nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalteil (46) mit einer radial ausgerichteten, zum Boden (32) des Lagergehäuses (14) teilweise beabstandeten Ringwand (46c) versehen ist, in die eine der Hydraulikkammer (42) benachbarte Entkopplungsmembran (48) integriert ist.
Aggregatelager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwand (46c) des Kanalteils (46) im montierten Zustand zwischen dem zentralen Lagerkörper (22) und dem Boden (32) des Lagergehäuses (14) fest eingespannt ist.
Aggregatelager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (14) zweiteilig ausgeführt ist und einen radial ausgerichteten Befestigungsflansch (16a, 18a) aufweist, wobei die Trennebene (20) der beiden Gehäuseteile (16, 18) in radialer Ausrichtung durch den Befestigungsflansch (16a, 18a) verläuft.
Aggregatelager nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Lagerkörper (34) mit einem anvulkanisierten Außenring (34a) und das darunter positionierte, ringförmige Kanalteil (46) zwischen dem Boden (32) des Lagergehäuses (14) einerseits und einer Ringschulter (36a) in der Umfangswand (36) des oberen Gehäuseteils (16) im Lagergehäuse (14) gehalten sind.