DE19812837A1 - Hydraulisch dämpfendes Motorlager - Google Patents
Hydraulisch dämpfendes MotorlagerInfo
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Abstract
Hydraulisch dämpfendes Motorlager mit zumindest teilweise von elastischen Wänden begrenzten, fluidgefüllten Kammern und einer die Kammern trennenden, begrenzt auslenkbaren Membran, mit mindestens einem die Kammern verbindenden Kanal, wobei die Lagercharakteristik durch eine Vorkehrung einstellbar ist, wobei die Vorkehrung aus einer weiteren Tragfeder besteht, welche außerhalb einer Kammer angeordnet ist und zusammen mit der Außenwandung einer der Kammern einen, über ein Ventil be- und/oder entlüftbaren Zwischenraum begrenzt.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisch dämpfendes Motorlager mit zu
mindest teilweise von elastischen Wänden begrenzten, fluidgefüllten Kammern
und einer die Kammern trennenden, begrenzt auslenkbaren Membran, mit
mindestens einem die Kammern verbindenden Kanal, wobei die Lager
charakteristik durch eine Vorkehrung einstellbar ist.
Es sind bereits Motorlager bekannt, (z. B. DE 34 46 725 C2) bei denen zwischen
den beiden Kammern eine Trennwand angeordnet ist und eine Kammer eine
ringförmig an der Außenwand verlaufende elastische Membran aufweist, wobei
der von der elastischen Membran mit der starren Außenwand gebildete Zwi
schenraum zur Erzielung einer hohen Steifigkeit des Motorlagers mit einem
Unterdruck beaufschlagbar ist. Soll das Lager im Fahrbetrieb hart geschaltet
werden, ist es notwendig, einen Unterdruck an den Zwischenraum zu legen, so
daß sich die elastische Wand direkt an der Außenwand des Lagers anlegt.
Des weiteren sind Motorlager bekannt (z. B. DE 42 38 752 C1), bei denen die
über eine Membran abgetrennten Kammern zur Änderung der Lagercharak
teristik mit einer, in einer der Kammern angeordneten flexiblen Wand versehen
sind. Die Lagercharakteristik wird dadurch geändert, daß mindestens eine der
hydraulischen Kammern bei geringer Steifigkeit des Lagers gegen ein in einem
Zwischenraum eingeschlossenen Gasvolumen arbeitet, wobei die flexible Wand
bei hoher Steifigkeit des Lagers zumindest teilweise in Anlage an einen An
schlag kommt, wobei zur Belüftung des Zwischenraumes ein Schalter eine
Strömungsverbindung zur Atmosphäre oder einen Druckspeicher freigibt und die
Entlüftung des Zwischenraumes über ein Ventil in der Strömungsverbindung
erfolgt. Bei einer derartigen Konstruktion ist die flexible Wand direkt Bestandteil
des kompletten Gummilagers.
Darüber hinaus sind Gummilager bekannt, (z. B. DE 41 14 879 A1, DE 41 20 841
C1, DE 41 30 362 C2 und DE 41 03 028 C2) welche zwar steifigkeitssteuerbar
ausgebildet sind und sich auf konventionelle Lager beziehen, die jedoch jeweils
eine Zusatzenergie in Form von Luftdruck oder hydraulischem Druck benötigen.
Die Fig. 4 der DE 41 30 362 C2 ist mit einer mechanischen Verstellung verse
hen.
Ein hydraulisch dämpfendes Motorlager mit einer in Reihe geschalteten kon
ventionellen Tragfeder (z. B. Wo 96/17184) ist ebenfalls bekannt. Die konventio
nelle Tragfeder ist jedoch in der harten Position außer Kraft gesetzt. Es wird
hierzu außer einem aufwendigen Schaltmodul auch eine Zusatzenergie in Form
von Druck benötigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein hydraulisch dämpfendes Motorlager zu schaf
fen, welches steuerbar ist und die Motoranregungen, insbesondere im Leerlaut
isoliert und wobei eine zusätzliche schaltbare Absenkung des statischen und
dynamischen Steifigkeitsniveaus gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Vorkeh
rung aus einer weiteren Tragfeder besteht, welche außerhalb einer Kammer an
geordnet ist und zusammen mit der Außenwandung einer der Kammern einen,
über ein Ventil be- und/oder entlüftbaren Zwischenraum begrenzt.
Hierbei ist von Vorteil, daß zu einem modernen, konventionellen hydraulisch
dämpfenden Motorlager eine weiche, zusätzliche Tragfeder in Reihe geschaltet
wird. Als Motorlager lassen sich serienmäßige Motorlager verwenden, während
die Zusatztragfeder dem Lagerdeckel zugeordnet wird und zwischen der Au
ßenfläche des Lagerdeckels und der Innenfläche der zusätzlichen weiteren
Tragfeder ein Zwischenraum gebildet wird. Die weitere Tragfeder ist dabei mit
dem zweiten Befestigungsteil zur Befestigung im Fahrzeug versehen.
Es lassen sich einfache schaltbare oder adaptive Motorlager herstellen, welche
einen vergleichsweise einfachen Aufbau besitzen.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die weitere
Tragfeder im Vergleich zur elastischen Wand der Kammern eine unterschiedli
che Shore-Härte aufweist. Hierbei ist von Vorteil, daß in Axial- und Radialrich
tung durch die Reihenschaltung bei der Tragfeder eine weiche Gesamtfederrate
zur Wirkung kommt.
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß durch die Reihenschaltung des
Motorlagers zur weiteren Tragfeder eine frequenzunabhängige Verringerung der
Federraten des Gesamtsystems erzielt wird.
Zur Begrenzung des Federweges der vorgespannten weiteren Tragfeder ist vor
gesehen, daß die axiale Auslenkung der weiteren Tragfeder in einer Richtung
durch die starre Begrenzungswand einer Kammer und/oder in der anderen
Richtung durch einen Anschlag begrenzt wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die weitere Tragfe
der, in unbelastetem Zustand des Gesamtsystems, durch den Anschlag so vor
gespannt ist, daß sich unter Einwirkung der statischen Last eine Stellung der
Tragfeder innerhalb des Anschlages und der starren Begrenzungswand ein
stellt. Mit Vorteil nimmt dabei die Tragfeder zwischen dem Anschlag und der
starren Begrenzungswand eine mittige Position ein.
In vorteilhafter Weise ist als Anschlag ein topfförmiges Element vorgesehen ist,
welches mit dem Motorlager fest verbunden ist.
Nach einem wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß als Ventil ein Rück
schlagventil vorgesehen ist. Vorteilhaft ist hierbei, daß durch die Zug- und
Druckbewegungen des Motorlagers auch die weitere Tragfeder ausgelenkt wird,
so daß der Zwischenraum durch die Pumparbeit der Zusatzfeder über das
Rückschlagventil leerpumpbar ist. Ein derartiges Motorlager kommt ohne Zu
satzenergie wie z. B. Druckluft oder Hydraulik aus.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß Ventil extern an
steuerbar ist. Mit Vorteil ist dabei das Ventil als Magnetventil ausgebildet.
Eine günstige Ausführungsform sieht vor, daß eine Strömungsverbindung zwi
schen Ventil und Zwischenraum vorgesehen ist. Die Strömungsverbindung läßt
sich derart anordnen, indem die Strömungsverbindung durch die weitere Trag
feder hindurch verläuft.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung entspricht die Federrate des Ge
samtsystems bei Anlage der weiteren Tragfeder an der starren Begrenzungs
wand annähernd der Federrate (Charakteristik) des Motorlagers.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen sche
matisch dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Motorlager im Schnitt mit einer weiteren Tragfeder und einem Ventil
Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Motorlager im Einbauzustand.
Das in Fig. 1 unbelastet dargestellte hydraulisch dämpfende Motorlager be
steht im wesentlichen aus den Befestigungsteilen 1 und 13, der elastischen
Umfangswand 2, wobei die beiden mit Dämpfungsmittel gefüllten Kammern 3
und 4 durch eine Trennwand 5 voneinander getrennt sind. Die Verbindung der
beiden Kammern 3 und 4 erfolgt über den Drosselkanal 6. Die untere Kammer 4
ist als Ausgleichsraum ausgebildet und gegenüber der starren Begrenzungs
wand 10 mittels einer elastischen Begrenzungswand 14 abgedichtet.
Diese vorbeschriebenen Elemente stellen ein herkömmliches hydraulisch
dämpfendes Motorlager dar.
Zur Steuerung dieses Motorlagers wird zusätzlich die weitere Tragfeder 7 zu der
elastischen Umfangswand 2 in Reihe geschaltet. Die weitere Tragfeder 7 ist
hierzu mit ihrem blechförmigen, ringförmigen Armierungsteil 15 im Gehäuseteil
16 des Motorlagers aufgenommen. Die weitere Tragfeder 7 bildet gegenüber
der starren Begrenzungswand 10 einen Zwischenraum 9, der über die Strö
mungsverbindung 12 und dem Ventil 8 mit der Atmosphäre verbunden ist.
Die Begrenzung der weiteren Tragfeder 7 in Axial- und Radialrichtung erfolgt
einerseits durch die starre Begrenzungswand 10 und auf der entgegengesetzten
Seite durch den Anschlag 11. Die hier in Fig. 1 dargestellte Position zeigt das
Motorlager in der Zugstufe, wobei die weitere Tragfeder 7 am Anschlag 11 an
schlägt.
Der Zwischenraum 9 wird durch Pumpbewegung des Motorlagers unter Zuhilfe
nahme des Ventiles 8 in Form eines Rückschlagventiles leergepumpt, so daß
die weitere Tragfeder 7 an der starren Begrenzungswand 10 zur Anlage kommt,
in diesem Zustand ist das Motorlager hart geschaltet, da nur noch das eigent
liche Motorlager aktiv ist.
Wird das Ventil 8 geöffnet, so bleibt der Zwischenraum 9 belüftet und es kommt
die in Axial- und Radialrichtung weiche Gesamtfederrate durch die Reihen
schaltung der elastischen Umfangswand 2 und der weiteren Tragfeder 7 zur
Wirkung.
Eine einfache Fail-Safe-Funktion wird dadurch erzielt, daß das Ventil 8 als
Rückschlagventil ausgebildet ist und nur bei externer Ansteuerung öffnet. In
diesem Falle würde bei dem Ausfall der Ansteuerung das Rückschlagventil
wirksam und durch die Pumpwirkung wird Luft aus dem Zwischenraum 9 durch
die Motorlagerschwingungen herausgepumpt, so daß durch das entstehende
Vakuum eine Anlage der weiteren Tragfeder 7 an der starren Begrenzungswand
10 erfolgt und auch in diesem Fall nur noch das eigentliche Motorlager aktiv ist.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Motorlager im Einbauzustand
unter statischer Last dargestellt ist, in diesem Zustand befindet sich die weitere
Tragfeder 7 zwischen dem Anschlag 11 und der starren Begrenzungswand 10.
Im Betrieb des Motorlagers kann sich die weitere Tragfeder 7 zwischen dem
Anschlag 11 und der Begrenzungswand 10 axial bewegen. Bei einer derartigen
Bewegung wird der Zwischenraum 9 bei unbestromten Ventil 8 entleert, dabei
geht das Motorlager in die harte Stufe über.
Ist dagegen das Ventil 8 bestromt, das heißt das Rückschlagventil ist permanent
offen, bleibt der Zwischenraum 9 gefüllt und die weitere Tragfeder 7 kommt an
der Begrenzungswand 10 nicht zur Anlage. Durch die Reihenschaltung der
elastischen Umfangswand 2 mit der weiteren Tragfeder 7 addieren sich die rezi
proken Federkonstanten nach der Formel
so daß sich die weiche Stufe des Motorlagers einstellt.
1
Befestigungsteil
2
elastische Umfangswand
3
obere Kammer
4
untere Kammer
5
Trennwand
6
Drosselkanal
7
weitere Tragfeder
8
Ventil
9
Zwischenraum
10
starre Begrenzungswand
11
Anschlag
12
Strömungsverbindung
13
unteres Befestigungsteil
14
elastische Begrenzungswand
15
Armierungsteil
16
Gehäuseteil
Claims (13)
1. Hydraulisch dämpfendes Motorlager mit zumindest teilweise von elastischen
Wänden begrenzten, fluidgefüllten Kammern und einer die Kammern tren
nenden, begrenzt auslenkbaren Membran, mit mindestens einem die Kam
mern verbindenden Kanal, wobei die Lagercharakteristik durch eine Vorkeh
rung einstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorkehrung aus einer weiteren Tragfeder (7) besteht, welche außer
halb einer Kammer (3, 4) angeordnet ist und zusammen mit der Außenwan
dung einer der Kammern (3, 4) einen, über ein Ventil (8) be- und/oder entlüft
baren Zwischenraum (9) begrenzt.
2. Motorlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weitere Tragfeder (7) im Vergleich zur elastischen Wand (2) der
Kammern (3, 4) eine unterschiedliche Shore-Härte aufweist.
3. Motorlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Reihenschaltung des Motorlagers zur weiteren Tragfeder (7)
eine frequenzunabhängige Verringerung der Federraten des Gesamtsystems
erzielt wird.
4. Motorlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die axiale Auslenkung der weiteren Tragfeder (7) in einer Richtung durch
die starre Begrenzungswand (10) einer Kammer (3, 4) und/oder in der an
deren Richtung durch einen Anschlag (11) begrenzt wird.
5. Motorlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weitere Tragfeder (7), in unbelastetem Zustand des Gesamtsystems,
durch den Anschlag (11) so vorgespannt ist, daß sich unter Einwirkung der
statischen Last eine Stellung der Tragfeder innerhalb des Anschlages (11)
und der starren Begrenzungswand (10) einstellt.
6. Motorlager nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tragfeder (7) zwischen dem Anschlag (11) und der starren Begren
zungswand (10) eine mittige Position einnimmt.
7. Motorlager nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Anschlag (11) ein topfförmiges Element vorgesehen ist, welches mit
dem Motorlager fest verbunden ist.
8. Motorlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Ventil (8) ein Rückschlagventil vorgesehen ist.
9. Motorlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (8) extern ansteuerbar ist.
10. Motorlager nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (8) als Magnetventil ausgebildet ist.
11. Motorlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Strömungsverbindung (12) zwischen Ventil (8) und Zwischenraum
(9) vorgesehen ist.
12. Motorlager nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsverbindung (12) durch die weitere Tragfeder (7) hindurch
verläuft.
13. Motorlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Federrate des Gesamtsystems bei Anlage der weiteren Tragfeder (7)
an der starren Begrenzungswand (10) annähernd der Federrate
(Charakteristik) des Motorlagers (ohne Tragfeder (7)) entspricht.
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