DE10245122B4

DE10245122B4 - Pneumatisch dämpfendes Lager

Info

Publication number: DE10245122B4
Application number: DE2002145122
Authority: DE
Inventors: Manfred Hofmann; Arndt Graeve
Original assignee: Trelleborg Automotive Germany GmbH
Current assignee: Trelleborg Automotive Germany GmbH
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2022-09-28
Also published as: WO2004031608A1; AU2003277904A1; DE10245122A1

Abstract

Pneumatisch dämpfendes Lager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit einer Arbeitskammer (11), die von einer Tragfeder (13) aus einem elastischen Material begrenzt ist, mit einem im Zentrum der Tragfeder (13) angeordneten Lagerkern (15), mit einer von der Arbeitskammer (11) durch eine Zwischenplatte (18) getrennten Ausgleichskammer (12), wobei die Arbeitskammer (11) und die Ausgleichskammer (12) mit einem Gas, insbesondere Luft, gefüllt sind, und über einen Düsenkanal (19) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammer (11) ein federbelastetes Lufteinlassventil (20) aufweist, über das bei dynamischer Anregung der Tragfeder (13) die Arbeitskammer (11) gefüllt wird, und dass an der Arbeitskammer (11) und/oder der Ausgleichskammer (12) mindestens ein Überdruckventil (21) vorgesehen ist, über das Luft nach außen strömen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein pneumatisch dämpfendes Lager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit einer Arbeitskammer, die von einer Tragfeder aus einem elastischen Material begrenzt ist, mit einem im Zentrum der Tragfeder angeordneten Lagerkern, mit einer von der Arbeitskammer durch eine Zwischenplatte getrennten Ausgleichskammer, wobei die Arbeitskammer und die Ausgleichskammer mit einem Gas, insbesondere Luft, gefüllt sind, und über einen Düsenkanal miteinander verbunden sind.
Bei Kraftfahrzeugen sind zur Lagerung des Motors hydraulisch dämpfende Lager bekannt. Die bekannten Lager weisen üblicherweise eine Arbeitskammer auf, die von einer Tragfeder aus einem elastischen Material begrenzt ist und durch eine Zwischenplatte von einer Ausgleichskammer getrennt ist. Die Arbeitskammer und die Ausgleichskammer sind mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt und über einen in der Zwischenkammer angeordneten Überströmkanal miteinander verbunden. Die hydraulische Dämpfung wird durch die in dem Überströmkanal schwingende Flüssigkeitssäule bewirkt. Derartige hydraulisch dämpfende Lager weisen einen recht komplizierten Aufbau und somit relativ hohe Kosten auf.
Die US 4,392,639 A offenbart ein pneumatisch dämpfendes Lager, das eine Pumpkammer aufweist, die radial außenseitig von einem zylindrischen Gehäuse und innenseitig von einer hohlzylinderförmigen Tragfeder aus elastischem Material abgestützt ist. An der Tragfeder wird stirnseitig ein motorsei tiger Lagerkern aufgenommen. Die Pumpkammer wird im Bereich des Lagerkerns von einer Trennwand begrenzt, die aus elastischem Material oder flexiblem Metal besteht. An dem Gehäuse ist eine Einlassöffnung mit einem Einlassventil angeordnet. In dem Lagerkern ist ein Kanal mit einem Auslassventil eingebracht, der die Pumpkammer mit einer von der Tragfeder begrenzten Kammer verbindet. Die Kammer ist über eine Bodenplatte des Gehäuses von einer Ausgleichskammer getrennt, die von einer elastischen Membran begrenzt ist. In der Bodenplatte ist ein Überströmkanal eingebracht, der die Kammer mit der Ausgleichskammer verbindet. Bei einer Kompression wölbt sich die Wand der Tragfeder nach außen. Hierdurch wird das Volumen der Pumpkammer reduziert. Gleichzeitig bewegt sich der Mittelbereich der Trennwand in Richtung der Befestigungsplatte, so dass das Volumen der Pumpkammer weiter reduziert wird, so dass die Luft weiter komprimiert wird. Daraus ergibt sich dann, dass Luft über den Überströmkanal in die durch die Tragfeder begrenzte Kammer strömt. Ein Dämpfungseffekt wird dadurch erreicht, dass über den Dämpfungskanal Luft von der durch die Tragfeder begrenzte Kammer in die Ausgleichskammer strömt.
Aus der DE P 616 971 A ist ein Luftfederlager bekannt, das als Einkammerlager ausgebildet ist. Hierbei ist eine Hohlkammer vorgesehen, die durch eine Tragfeder aus einem elastischen Material begrenzt ist. Stirnseitig ist die Kammer durch Platten verschlossen. An einer der beiden Platten ist eine einstellbare Drosselvorrichtung und ein Überdruckventil vorgesehen.
Aus der DE 17 72 785 U ist ein Schwingungsdämpfer bekannt, der einen allseitig geschlossenen Hohlkörper aus elastischem Material, insbesondere Gummi, aufweist. In dem Hohlkörper sind mehrere kleine Öffnungen vorgesehen, die den Innenraum des Hohlkörpers mit der Außenluft verbinden. An einer der beiden Befestigungsschrauben ist ein rückfederbelastetes Rückschlagventil vorgesehen, dass sich öffnet, wenn im Inneren des Schwingungsdämpfers ein Überdruck herrscht.
1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagers, und
2 einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagers,
3 einen Vertikalschnitt durch eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform mit verstellbaren Ventilen,
4 einen Teilschnitt durch ein weitere erfindungsgemäße Ausführungsform mit einem spiralförmigen Düsenkanal und
5 einen Teilschnitt durch eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform mit einem luftdurchlässigen, geschäumten Einsatz.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein dämpfendes Lager vorzuschlagen, das einen einfachen Aufbau aufweist und somit kostengünstig herstellbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem pneumatisch dämpfenden Lager der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Arbeitskammer ein federbelastetes Lufteinlassventil aufweist, über das bei dynamischer Anregung der Tragfeder die Arbeitskammer gefüllt wird, und dass an der Arbeitskammer und/oder der Ausgleichskammer mindestens ein Überdruckventil vorgesehen ist, über das Luft nach außen strömen kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Lager wird die Dämpfung im Lager durch eine Reibungsdämpfung erzeugt, da die in der Arbeitskammer befindliche Luft unter Überdruck durch den relativ dünnen und langen Düsenkanal gedrückt wird. Durch das Überdruckventil wird ein zu hoher Druckaufbau im Lager vermieden, da Luft nach außen strömen kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorteilhaft ist der Düsenkanal in der Zwischenplatte angeordnet.
Um eine hohe Reibungsdämpfung zu erhalten, kann der Düsenkanal vorteilhaft spiralförmig ausgebildet sein, wodurch sich eine große Kanallänge ergibt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Öffnungsquerschnitt des Düsenkanals veränderbar ist. Hierzu kann beispielsweise ein Drosselventil eingesetzt werden.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung weist der Düsenkanal einen luftdurchlässigen, geschäumten Einsatz, insbesondere aus Metallschaum, auf.
Vorteilhaft ist das Lufteinlassventil an einem Lagerkern vorgesehen, der von der Tragfeder abgestützt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt sind. Hierbei zeigen:
1 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein pneumatisch dämpfendes Lager (10), das als Motorlager bei einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommt. Das Lager (10) weist eine Arbeitskammer (11) auf, die durch eine Tragfeder (13) aus einem gummielastischen, vulkanisierbarem Material begrenzt ist. Die kegelstumpfförmige Tragfeder (13) stützt sich an einem aus Metall hergestellten Gehäuse (14) ab. Im Zentrum der Tragfeder (13) ist ein Lagerkern (15) angeordnet, der einen von seiner Oberseite abragenden Befestigungsbolzen (16) aufweist. Der Befestigungsbolzen (16) ist in der Montageposition an dem nicht dargestellten Motor des Kraftfahrzeugs festgelegt. Von der Unterseite des Gehäuses (14) ragt ein Befestigungsbolzen (17) ab, der in der Montageposition des Lagers (10) mit der Karosserie verbunden ist.
Die Arbeitskammer (11) ist über eine einteilig mit dem Gehäuse (14) ausgebildete Zwischenplatte (18) von einer Ausgleichskammer (12) getrennt. In der Zwischenplatte (18) ist ein Düsenkanal (19) eingebracht, der einen geringen Öffnungsquerschnitt aufweist.
Der Lagerkern (15) weist ein federbelastetes Lufteinlaßventil (20) auf. Über das federbelastete Lufteinlaßventil (20) wird bei dynamischer Anregung der Tragfeder (13) die Arbeitskammer (11) gefüllt.
Weiterhin ist an der Arbeitskammer (11) ein Überdruckventil (21) vorgesehen, über das Luft aus der Arbeitskammer (11) nach außen strömen kann.
2 zeigt ein pneumatisch dämpfendes Lager (10), das sich lediglich hinsichtlich der Anordnung des Überdruckventils (21) von dem Lager (10) gemäß 1 unterscheidet. Das Überdruckventil (21) ist hier der Ausgleichskammer (12) zugeordnet.
Nachfolgend soll die Funktionsweise der in den 1 und 2 dargestellten Lagern (10, 10') beschrieben werden.
In der Montageposition ist das pneumatisch dämpfendes Lager (10, 10') zwischen dem Motor und der Fahrzeugkarosserie angeordnet. Eine Dämpfung der auftretenden Schwingungen wird dadurch bewirkt, daß die in der Arbeitskammer (11) befindliche Luft bei der Einfederung der Tragfeder (13) über den Düsenkanal (19) in die Ausgleichskammer (12) verdrängt wird. Hierbei wird durch den relativ dünnen langen Kanal eine Reibungsdämpfung erzeugt, die die auftretenden Schwingungen dämpft.
Bei dynamischer Anregung der Tragfeder strömt über das Lufteinlaßventil (20) Luft in die Arbeitskammer (11). Hierdurch wird ein statischer Überdruck erzeugt. Durch das Überdruckventil (21) kann der Überdruck abgelassen werden.
3 zeigt ein pneumatisch dämpfendes Lager (10''), bei dem die Ventile (20, 21) einstellbar sind. Hierdurch kann die Steifigkeit des Lagers (10'') verändert werden. Dem Düsenkanal (19) ist ein Drawelventil zugeordnet, mit dem der Öffnungsquerschnitt des Düsenkanals (19) einstellbar ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß den Ventilen (20, 21, 22) jeweils ein nicht dargestelltes Stellglied zugeordnet ist, über das die Ventile (20, 21, 22) ansteuerbar sind.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der Düsenkanal (19) spiralförmig ausgebildet ist. Hierdurch wird bei kleinem Platzbedarf eine große Kanallänge erzielt.
5. zeigt einen Teilschnitt durch ein anderes pneumatisch dämpfendes Lager, bei dem der Düsenkanal (19) einen luftdurchlässigen, geschäumten Einsatz (23) aufweist.
Allen vorstehend beschriebenen Lagern ist gemein, daß diese einen einfachen und damit kostengünstigen Aufbau aufweisen.

10: Luftfederlager
11: Arbeitskammer
12: Ausgleichskammer
13: Tragfeder
14: Gehäuse
15: Lagerkern
16: Befestigungsbolzen
17: Befestigungsbolzen
18: Zwischenplatte
19: Düsenkanal
20: Lufteinlaßventil
21: Überdruckventil
22: Drosselventil
23: luftdurchlässiger Einsatz

Claims

Pneumatisch dämpfendes Lager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit einer Arbeitskammer (11), die von einer Tragfeder (13) aus einem elastischen Material begrenzt ist, mit einem im Zentrum der Tragfeder (13) angeordneten Lagerkern (15), mit einer von der Arbeitskammer (11) durch eine Zwischenplatte (18) getrennten Ausgleichskammer (12), wobei die Arbeitskammer (11) und die Ausgleichskammer (12) mit einem Gas, insbesondere Luft, gefüllt sind, und über einen Düsenkanal (19) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammer (11) ein federbelastetes Lufteinlassventil (20) aufweist, über das bei dynamischer Anregung der Tragfeder (13) die Arbeitskammer (11) gefüllt wird, und dass an der Arbeitskammer (11) und/oder der Ausgleichskammer (12) mindestens ein Überdruckventil (21) vorgesehen ist, über das Luft nach außen strömen kann.
Pneumatisch dämpfendes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkanal (19) in der Zwischenplatte (18) angeordnet ist.
Pneumatisch dämpfendes Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkanal (19) spiralförmig ausgebildet ist.
Pneumatisch dämpfendes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsquerschnitt des Düsenkanals (19) veränderbar ist.
Pneumatisch dämpfendes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkanal (19) einen luftdurchlässig, geschäumten Einsatz (23), insbesondere aus Metallschaum, aufweist.
Pneumatisch dämpfendes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lufteinlassventil (20) an einem Lagerkern (15) vorgesehen ist, der von der Tragfeder (13) abgestützt wird.
Pneumatisch dämpfendes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ventil (20, 21) verstellbar und/oder steuerbar ausgebildet ist.