DE10104458A1 - Hydraulisch dämpfendes Motorlager - Google Patents

Hydraulisch dämpfendes Motorlager

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Heinrich Meyer
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ZF Boge GmbH
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
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    • F16F13/06—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper
    • F16F13/08—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the plastics spring forming at least a part of the wall of the fluid chamber of the damper
    • F16F13/10—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the plastics spring forming at least a part of the wall of the fluid chamber of the damper the wall being at least in part formed by a flexible membrane or the like
    • F16F13/105—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the plastics spring forming at least a part of the wall of the fluid chamber of the damper the wall being at least in part formed by a flexible membrane or the like characterised by features of partitions between two working chambers
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    • F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
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    • F16F13/262—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions changing geometry of passages between working and equilibration chambers, e.g. cross-sectional area or length

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Abstract

Hydraulisch dämpfendes Motorlager mit zwei fluidgefüllten Kammern und einer zwischen den Kammern angeordneten Trennwand, welche mit mindestens einem, die Kammern verbindenden Kanal versehen ist, wobei die Kammern über eine weitere, extern ansteuerbare zu- oder abschaltbare Strömungsverbindung verbindbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisch dämpfendes Motorlager mit zwei fluidgefüllten Kammern und einer zwischen den Kammern angeordneter Trenn­ wand, welche mit mindestens einem, die Kammern verbindenden Kanal und ei­ nem mit einem Verschlussstück zu- oder abschaltbaren Durchströmung verse­ hen ist.
Es sind bereits steuerbare Motorlager bekannt, die eine weich oder hart schalt­ bare Entkopplungseinrichtung bzw. eine zu- oder abschaltbare Zusatzentkopp­ lung besitzen. Ferner sind Lager mit mittig angeordneten abschaltbaren Durch­ strömungen bekannt, die entweder mit Druck bzw. Unterdruck (DE 41 41 332 A1, DE 199 02 493 A1, DE 197 25 771 C1) und einer elektronischen Verstellung (EP 1.022.484 A2) arbeiten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Motorlager zu schaffen, bei dem die dynami­ sche Federrate durch den physikalischen Effekt des sogenannten "Unter­ schwingens" (gleichphasiges Schwingen der Flüssigkeitssäule mit der Anre­ gung) im Leerlaufbereich des Motors abzusenken (möglichst unter die statische Federrate).
Zur Lösung dieses Problems ist vorgesehen, dass die Kammern über eine wei­ tere, extern elektrisch ansteuerbare zu- oder abschaltbare Strömungsverbin­ dung verbindbar sind.
Hierbei ist von Vorteil, dass
  • - die Durchströmung unabhängig von der Nebenkammer des Lagers gestaltet werden kann (wichtig zum Erreichen des obengenannten Effektes),
  • - die Ansteuerung ohne zusätzliche Hilfsenergie (z. B. Druck) erfolgt,
  • - die Ansteuerung einfach gestaltet werden kann,
  • - die Ansteuerung die Bauhöhe des Lagers nur geringfügig erhöht,
  • - die Abdichtung der Ansteuerung gleichzeitig als Entkopplungseinrichtung genutzt werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die weitere Strömungsverbindung im Bereich zwischen einer Außenwandung und der Trennwand angeordnet ist.
Desweiteren ist vorgesehen, dass die Strömungsverbindung als Durchbruch durch die Trennwand ausgebildet ist.
Eine fertigungstechnisch günstige Ausführungsform sieht vor, dass in die Strö­ mungsverbindung ein Verschlusselement eingreift. Mit Vorteil ist dabei vorgese­ hen, dass das Verschlusselement von radial außen nach radial innen durch eine Öffnung in der Außenwand des Motorlagers bewegbar ist.
Eine einwandfreie Abdichtung der Strömungsverbindung ist gegeben, wenn als Verschlusselement ein elastisch ausgebildeter Stopfen vorgesehen ist.
Eine einfache externe Ansteuerung über ein Schaltenergie von 12 Volt, ohne eine weitere Hilfsenergie zu benutzen ist vorgesehen wenn, das Verschlussele­ ment über einen elektrischen Antrieb oder Elektromagneten axial verstellbar ist.
Zur Erzielung einer Fail-Safe-Schaltung ist vorgesehen, dass das Verschluss­ element über eine Feder in Schließstellung und über eine externe Ansteuerung in Offenstellung bringbar ist.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Verschlusselement mit einem Faltenbalg zusammenwirkt und die Abdichtung gegenüber der Atmosphäre ge­ währleistet. Hierbei ist von Vorteil, dass die Ansteuerung der Strömungsverbin­ dung durch externe Mittel derart vorgenommen werden können, dass diese ex­ ternen Mittel nicht mit dem Fluid der fluidgefüllten Kammern in Verbindung kommen. Gleichzeitig ist die Abdichtung der fluidgefüllten Kammern gegenüber der Atmosphäre gewährleistet.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass das Motorla­ ger eine Entkopplungseinrichtung aufweist.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Faltenbalg als Entkopplungsein­ richtung gestaltet werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 1 schematisch dargestellt.
Aus der Fig. 1 ist ein hydraulisch dämpfendes Motorlager zu entnehmen, bei dem die beiden Kammern 1 und 2 mit einem Fluid gefüllt sind und über die Trennwand 3 gegeneinander abgetrennt sind. Die Kammer 1 wird von der E­ lastomer-feder 12 umgeben und besitzt ein Anschlussteil 13. Die Kammer 2 wird durch ein weiteres Anschlussteil 14 umgeben, wobei die Abdichtung durch eine elastische Membran 15 vorgenommen wird. Die elastische Membran 15 gestat­ tet die drucklose Aufnahme des Fluids aus der Kammer 1, so dass die Kammer 2 als Ausgleichskammer bezeichnet werden kann.
Die Dämpfung zwischen den beiden Kammern 1 und 2 erfolgt über einen in der Trennwand 3 angeordneten Kanal 4.
Im Randbereich zwischen der Trennwand 3 und der Außenwandung 6 ist eine weitere Strömungsverbindung 5 zur Verbindung der Kammern 1 und 2 vorgese­ hen. In diese weitere Strömungsverbindung 6 ist über einen Elektromagneten 8 ein Verschlusselement 7 von radial außen nach radial innen einbringbar, so dass die weitere Strömungsverbindung 5 zu- oder abgeschaltet werden kann. Das Verschlusselement 7 ist mit dem Anker der Elektromagneten 8 verbunden, wobei dieser Anker durch eine Feder 9 beaufschlagt wird um im stromlosen Zu­ stand die weitere Strömungsverbindung 5 zu schließen.
Das Verschlusselement 7 ist mit einem Faltenbalg 10 verbindbar oder lässt sich auch einteilig mit dem Faltenbalg 10 herstellen und an der Außenwandung 6 abdichten, so dass der externe Antrieb in Form eines Elektromagneten 8 mit dem Fluid in den Kammern 1 und 2 nicht in Verbindung kommt.
Die Wirkungsweise des Motorlagers bei geschlossener Strömungsverbindung 5 ist wie folgt:
Das Lager wirkt als normales hydraulisches Motorlager mit einem im wesentli­ chen spiralförmigen Dämpfkanal 4 mit Entkopplung 11 und einem Dämpfmaxi­ mum im Stuckerbereich des Fahrzeugs. Die bei normalen Amplituden geschlos­ sene Strömungsverbindung 5 kann bei großen Amplituden Bypaßfunktion über­ nehmen.
Wenn durch den Elektromagneten 8 das Verschlusselement 7 nach radial au­ ßen gebracht wird, ist die weitere Strömungsverbindung 5 geöffnet. Das Motor­ lager arbeitet dann wie folgt:
Durch das Öffnen des Zusatzquerschnittes 5 wird die Dämpfung und die ganze dynamische Performance des Lagers zu höheren Frequenzen verschoben. Die Größe des Querschnittes 5 wird so abgestimmt, dass der beschriebene Unter­ schwingeffekt in dem Leerlauf auftritt. Bei den Stuckerfrequenzen um 10 Hz hat das Lager keine hydraulische Dämpfung.
Die Trennwand 3 ist darüber hinaus noch mit einer Entkopplungseinrichtung 11 versehen, die hochfrequente Schwingungen dämpfen soll, ohne dass eine Dämpfungswirkung des Kanals 4 eingreift.
Bezugszeichenliste
1
Kammer
2
Kammer
3
Trennwand
4
Kanal
5
weitere Strömungsverbindung
6
Außenwandung
7
Verschlusselement
8
Elektromagneten
9
Feder
10
Faltenbalg
11
Entkopplungseinrichtung
12
Elastomerfeder
13
Anschlussteil
14
Anschlussteil
15
elastische Membran

Claims (11)

1. Hydraulisch dämpfendes Motorlager mit zwei fluidgefüllten Kammern und einer zwischen den Kammern angeordneter Trennwand, welche mit min­ destens einem, die Kammern verbindenden Kanal und einem mit einem Verschlussstück zu- oder abschaltbaren Durchströmung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (1 und 2) über eine weitere, extern elektrisch ansteu­ erbare zu- oder abschaltbare Strömungsverbindung (5) verbindbar sind.
2. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Strömungsverbindung (5) im Bereich zwischen einer Außenwandung (6) und der Trennwand (3) angeordnet ist.
3. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindung als Durchbruch durch die Trennwand ausgebildet ist.
4. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Strömungsverbindung ein Verschlusselement (7) eingreift.
5. Motorlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (7) von radial außen nach radial innen durch eine Öffnung in der Außenwand (6) des Motorlagers bewegbar ist.
6. Motorlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Verschlusselement (7) ein elastisch ausgebildeter Stopfen vor­ gesehen ist.
7. Motorlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (7) über einen elektrischen Antrieb oder E­ lektromagneten (8) axial verstellbar ist.
8. Motorlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (7) über eine Feder (9) in Schließstellung und über eine externe Ansteuerung in Offenstellung bringbar ist.
9. Motorlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (7) mit einem Faltenbalg (10) zusammen­ wirkt und die Abdichtung gegenüber der Atmosphäre gewährleistet.
10. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorlager eine Entkopplungseinrichtung aufweist.
11. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg als Entkopplungseinrichtung gestaltet werden kann.
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