DE3825780A1 - Elastisches lager mit hydraulischer daempfung, insbesondere motorlager fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Elastisches lager mit hydraulischer daempfung, insbesondere motorlager fuer kraftfahrzeugeInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
- 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
- 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
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Lager mit
hydraulischer Dämpfung nach dem Oberbegriff des Patent
anspruchs 1.
Bei einem bekannten elastischen Lager dieser Bauart
(DE-PS 32 25 700) schließt die Bodenplatte zwischen
Gittern eine bewegliche Trennwand aus weichelastischem
Werkstoff ein, in der Einschnitte vorgesehen sind. Diese
Einschnitte bilden Drosselöffnungen, deren Querschnitt
in Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Druck
differenz zwischen dem Arbeitsraum und dem Ausgleichs
raum sich mehr oder weniger erweitert. Bei großen
Druckdifferenzen sind die Drosselquerschnitte insgesamt
größer, die Dämpfung also geringer. Dieses vorbekannte
Motorlager hat den Nachteil, daß die Einschnitte bei den
im praktischen Einsatz auftretenden großen Belastungen
weiterreißen können, so daß die Dämpfungsabstimmung sich
wesentlich verändert. Weiterhin läßt der weichelastische
Werkstoff der Trennwand an sich keine große Lebensdauer
erwarten.
Bei Zweikammer-Motorlagern mit starr miteinander ver
bundenen Stirnwänden (DE-PS 27 18 121 bzw. 28 22 776)
ist es ebenfalls schon bekannt, durch kegelförmig
ausgebildete Ringlippen in Abhängigkeit von der Druck
differenz in den beiden Kammern des Lagers einen verän
derlichen Durchflußquerschnitt zwischen den beiden
Kammern zu erhalten. Jede Verformung der kegelförmigen
Lippen geht mit einer Durchmesserveränderung insbeson
dere des freien Lippenrandes einher, was das Material
dieser gummielastischen Lippen äußerst stark bean
sprucht. Auch diese Bauart dürfte daher hinsichtlich der
Lebensdauer des Motorlagers nicht befriedigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elasti
sches Lager mit hydraulischer Dämpfung der voraus
gesetzten Gattung zu schaffen, das robust ist, eine
besonders einfache Abstimmbarkeit der Parameter der
Dämpfung zuläßt und sowohl progressive als auch de
gressive Dämpfungen mit zunehmender Druckdifferenz
ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn
zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen
gelöst. Die elastische Ventilscheibe stellt ein ein
faches Bauteil dar, das aus hoch belastbaren Materialien,
beispielsweise aus Federstahl, gefertigt werden kann.
Nicht nur über die Durchmesser der Bohrungen in der
Ventilscheibe und in der Bodenplatte, sondern auch über
den Abstand der Bohrungen etwa in der Ebene der Boden
platte läßt sich die Dämpfung gut einstellen. Auch die
Elastizität der Ventilscheibe ist hinreichend genau
festlegbar, und zwar auch über einen größeren Tempera
turbereich. Das Durchbiegen der Ventilscheibe etwa in
Axialrichtung des Lagers läßt sich einfach dazu nutzen,
zusätzlich verhandene Drosselquerschnitte mit fort
schreitender Durchbiegung mehr zu verschließen (pro
gressive Dämpfung). Die Durchbiegung läßt sich aber
ebenso gut dazu ausnutzen, solche zusätzlichen Dros
selquerschnitte mit fortschreitender Durchbiegung
zunehmend freizugeben (degressive Dämpfung).
Die Erfindung ist im folgenden anhand zweier in der
Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Mittelschnitt durch das neue Lager, das
einen degressiven Kennlinienverlauf der
Dämpfung als Funktion der an der Drossel
anliegenden Druckdifferenz aufweist und
Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Teilschnitt
durch die Bodenplatte des neuen Lagers mit
einem progressiven Kennlinienverlauf.
Das in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Lager umfaßt
oben einen Lagerkern 1, der mit einer starkwandigen
hohlkegelförmigen Tragfeder 2 aus gummielastischem
Material verbunden ist. Diese beiden Teile umschließen
zusammen mit einer Bodenplatte 3 den Arbeitsraum 4, der
ebenso wie der Ausgleichsraum 5 mit einer hydraulischen
Flüssigkeit gefüllt ist. Der Ausgleichsraum 5 ist in
seinem Volumen veränderlich, was durch die gummielasti
sche und dünnere Kammerwandung 6 erreichbar ist. Die
elastische Kammerwandung 6 ragt in ein tassenartiges,
zur Atmosphäre hin entlüftetes Gehäuseteil 7. Alle
Lagerteile sind über einen umlaufenden Ringflansch 8
flüssigkeitsdicht verspannt, der auch das untere An
schlußteil für die Tragfeder 2 bildet.
Der Arbeitsraum 4 steht mit dem Ausgleichsraum 5 sowohl
über konstante Drosselöffnungen 9 als auch über Drossel
querschnitte in Verbindung, die abhängig von der Druck
differenz zwischen dem Arbeitsraum 4 und dem Ausgleichs
raum 5 veränderlich sind.
Der veränderliche Drosselquerschnitt ergibt sich bei dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 durch die mit den
Drosselbohrungen 9 versehenen und zur Bodenplatte 3
parallelen elastischen Ventilscheiben 10, die abhängig
von ihrer axialen Durchbiegung zwischen ihnen und der
Bodenplatte 3 weitere Strömungsspalte freigibt, durch
die Flüssigkeit zwischen den Kammern 4 und 5 ausge
tauscht werden kann.
Wie man in der Zeichnung erkennt, haben die Ventil
scheiben 10 und die Bodenplatte 3 miteinander fluchtende
Drosselbohrungen 9 und 11, die mehr im äußeren Rand
bereich der kreisförmigen Ventilscheiben und der Boden
platte 3 vorgesehen sind. Die Ventilscheiben 10 bestehen
zweckmäßig aus Federstahl, und wenigstens eine dieser
Scheiben liegt an der Bodenplatte 3 an. Die Ventil
scheiben 10 können auch unter Vorspannung an der Boden
platte 3 anliegen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Bodenplatte
3 in zwei Teilplatten 12 unterteilt, die einen axialen
Abstand voneinander haben. Die Ventilscheiben 10 wirken
dabei mit den einander zugekehrten Wandungen der Teil
platten 12 zusammen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1
sind zwei Ventilscheiben zu einem Scheibenpaket zusam
mengefaßt. Am äußeren Rand der Ventilscheiben 10 ist ein
Ringspalt 13 vorgesehen. Zwischen den beiden Scheiben
paketen ist eine Distanzscheibe 14 angeordnet, und die
gesamte Bodenplatte 3 ist mittig durch den Niet 15
zusammengespannt. Die obere der beiden Ventilscheiben 10
des oberen Scheibenpakets wirkt dabei mit der Unterseite
der Teilplatte 12 der Bodenplatte 3 zusammen, während
die untere Ventilscheibe 10 des unteren Scheibenpakets
mit der Oberseite der unteren Teilplatte 12 zusammen
wirkt.
Sind die dynamischen Druckschwankungen zwischen dem
Arbeitsraum 4 und dem Ausgleichsraum 5 klein, so ver
bleiben die Ventilscheiben 10 in der in Fig. 1 darge
stellten Lage. Als wirksame Drosselquerschnitte stehen
dann nur die Drosselöffnungen 9 des oberen und des
unteren Ventilscheibenpaketes zur Verfügung. Durch diese
Drosselöffnungen 9 wird die Flüssigkeit hin- und herge
schoben, wodurch Dämpfungskräfte erzeugt werden. Treten
größere Verformungsgeschwindigkeiten des elastischen
Lagers mit einem beispielsweise in dem Arbeitsraum 4
deutlich höheren Druck als in dem Ausgleichsraum 5 auf,
so werden sich die beiden Ventilscheiben 10 des oberen
Scheibenpaketes in ihren äußeren Randbereichen etwas
nach unten verbiegen. Zwischen dem oberen Randbereich
der oberen Ventilscheibe 10 und der Unterseite der
oberen Teilplatte 12 bildet sich ein Ringspalt, durch
den die Flüssigkeit zusätzlich zu den Drosselöffnungen 9
der oberen Ventilscheiben in den Raum zwischen dem
oberen Scheibenpaket und dem unteren Scheibenpaket
strömen kann. Die Weite dieses Ringspalts ist abhängig
von der Druckdifferenz zwischen dem Arbeitsraum 4 und
dem Ausgleichsraum 5. Bei zunehmender Druckdifferenz
vergrößert sich somit der Drosselquerschnitt insgesamt,
was zu einer Reduzierung des Wertes für die Dämpfungs
konstante führt. Das in Fig. 1 dargestellte Lager hat
daher einen degressiven Dämpfungskennlinienverlauf als
Funktion der zwischen beiden Seiten der Bodenplatte 3
anliegenden Druckdifferenz.
In Fig. 2 ist dagegen eine Bodenplatte 3′ dargestellt,
mit der ein progressiver Verlauf der Dämpfungskennlinie
als Funktion der beiderseits der Bodenplatte 3 an
liegenden Druckdifferenz erreichbar ist.
Wie man erkennt, sind dabei die Ventilscheiben 10′ mit
axialem Abstand zur eigentlichen Bodenplatte 3′ ange
ordnet und am Umfang befestigt. Ein jeweils aus drei
Ventilscheiben 10′ bestehendes Scheibenpaket ist beider
seits der Bodenplatte 3′ vorgesehen. Zur Befestigung der
Scheibenpakete mit dem schon erwähnten Abstand dienen
äußere Distanzringe 16, die an der Oberseite und an der
Unterseite der Bodenplatte 3′ anliegen und auf ihrer
jeweils anderen Seite die über den Ringflansch 8 zusam
mengespannten Ventilscheiben 10′ abstützen. Die Ventil
scheiben 10′ haben in ihrem mittleren Bereich eine
zentrale Öffnung 17.
Bei kleinen dynamischen Differenzdrücken zwischen dem
Arbeitsraum 4 und dem Ausgleichsraum 5 werden sich die
Ventilscheiben 10′ nur geringfügig verformen. Die
Flüssigkeit strömt dann hauptsächlich durch die zen
tralen Öffnungen 17 der Ventilscheiben 10′ und durch die
Drosselbohrungen 11 der Bodenplatte 3′. Es erfolgt
allenfalls eine ganz geringe Dämpfung. Bei deutlich
größerem Druck im Arbeitsraum 4 als im Ausgleichsraum 5
werden sich die Ventilscheiben 10′ immer mehr zur
Bodenplatte 3′ hin verformen, was zunehmend zu einer
Verengung des Strömungsquerschnitts zwischen dem Rand
der Öffnungen 17 und der benachbarten Bodenplatte 3′
führt. Im Extremfall kann dieser Querschnitt völlig
verschlossen werden, so daß dann die Flüssigkeit nur
noch durch die Drosselöffnungen 9 des oberen Scheiben
pakets der Ventilscheiben 10′ strömen kann. Wie man
sieht, ergibt sich mit dem Lager nach Fig. 2 bei kleinen
Verformungsgeschwindigkeiten ein kleiner Wert für die
Dämpfung und bei großen Verformungsgeschwindigkeiten ein
großer Wert.
Ein solches Verhalten kann im akustischen Bereich
Vorteile bieten, da es erst bei höheren Verformungs
geschwindigkeiten eine spürbare dynamische Verhärtung
aufweist. Dies gilt insbesondere dann, wenn als Motor
lager die Grundbiegeeigenfrequenz der Ventilscheiben 10′
so abgestimmt wird, daß sie knapp oberhalb der Eigen
frequenzen der dominanten Starrkörperschwingungen der
Motor-Getriebe-Einheit liegt. Die Ventilscheiben 10′
wirken in diesem Fall als mechanisches Tiefpaßfilter.
Das Lager nach Fig. 1, dessen Dämpfung mit zunehmenden
Differenzdrücken geringer wird, erlaubt es, Änderungen
der Viskosität der in dem Lager eingeschlossenen Flüs
sigkeit zumindest teilweise zu kompensieren. Bei höherer
Viskosität sind die Differenzdrücke zwischen der Ar
beitskammer 4 und der Ausgleichskammer 5 größer, so daß
sich ein vergrößerter Drosselquerschnitt einstellt,
welcher der dynamischen Verhärtung des Lagers nach Fig.
1 entgegenwirkt.
Wie man in den Fig. 1 und 2 erkennt, lassen sich die
Drosselsysteme der neuen Lager ohne grundlegende kon
struktive Änderungen in handelsübliche Lager mit hydrau
lischer Dämpfung integrieren. Als Variationsparameter
zum Verändern der Lagercharakteristik steht die Biege
steifigkeit der Ventilscheiben 10 bzw. 10′ zur Verfü
gung, die in einem Scheibenpaket ggf. auch unter
schiedlich sein kann. Ferner kann auf die Charakteristik
der Lager durch Variation der Durchmesser der Bohrungen
9, 11 und 17 sowie durch Variation des Abstands dieser
Bohrungen etwa in der Ebene der Bodenplatten Einfluß
genommen werden. Weiterhin können die Drosselbohrungen 9
der Ventilscheiben 10 bzw. 10′ eines Scheibenpakets
hintereinander im Durchmesser abgestuft sein.
Claims (13)
1. Elastisches Lager mit hydraulischer Dämpfung,
insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit
einer Tragfeder aus gummielastischem Material, die
mit einer Bodenplatte einen mit einer hydraulischen
Flüssigkeit gefüllten Arbeitsraum umschließt, der
über wenigstens einen druckabhängig veränderlichen
Drosselquerschnitt in der Bodenplatte mit einem im
Volumen veränderlichen Ausgleichsraum in Verbindung
steht, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine
zur Bodenplatte (3, 3′) weitgehend parallele und
mit Drosselbohrungen versehene, elastische Ventil
scheibe (10, 10′) vorgesehen ist, die abhängig von
ihrer axialen Durchbiegung einen zwischen ihr und
der Bodenplatte (3, 3′) gebildeten Strömungsspalt
erweitert oder verengt.
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilscheibe (10, 10′) und die Bodenplatte (3,
3′) miteinander fluchtende Drosselbohrungen (9, 11)
haben.
3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ventilscheibe (10, 10′) aus
Federstahl besteht.
4. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Drosselbohrungen (9, 11) im äußeren Randbereich
der kreisförmigen Ventilscheibe (10, 10′) und
Bodenplatte (3, 3′) vorgesehen sind.
5. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilscheibe (10) an der Bodenplatte (3)
anliegt.
6. Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilscheibe (10) unter Vorspannung an der
Bodenplatte (5) anliegt.
7. Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bodenplatte (3, 3′) mit wenigstens zwei Ventil
scheiben (10, 10′) zusammenwirkt, von denen eine
mit ihrer Unterseite und die andere mit ihrer
Oberseite an der Bodenplatte (3, 3′) anliegt.
8. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bodenplatte (3) in zwei Teilplatten (12) mit
axialem Abstand unterteilt ist und die Ventil
scheiben (10) mit den einander zugekehrten Wan
dungen der Teilplatten (12) zusammenwirken.
9. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilscheibe (10) mittig mit der Ventilplatte
(3) verbunden und an ihrem äußeren Rand ein Ring
spalt (13) vorgesehen ist.
10. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilscheibe (10′) mit Abstand zur Bodenplatte
angeordnet und am Umfang befestigt ist und ferner
in ihrem mittleren Bereich wenigstens eine zentrale
Öffnung (17) aufweist.
11. Lager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
beiderseits der Bodenplatte (3′) wenigstens eine
Ventilscheibe (10′) vorgesehen ist.
12. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Ventilscheiben (10, 10′) zu einem Scheiben
paket zusammengefaßt sind.
13. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die zueinander fluchtenden Drosselbohrungen (9)
eines Scheibenpakets unterschiedliche Durchmesser
haben.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883825780 DE3825780A1 (de) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Elastisches lager mit hydraulischer daempfung, insbesondere motorlager fuer kraftfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883825780 DE3825780A1 (de) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Elastisches lager mit hydraulischer daempfung, insbesondere motorlager fuer kraftfahrzeuge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3825780A1 true DE3825780A1 (de) | 1990-02-01 |
Family
ID=6359825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883825780 Withdrawn DE3825780A1 (de) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Elastisches lager mit hydraulischer daempfung, insbesondere motorlager fuer kraftfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3825780A1 (de) |
Cited By (1)
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1988
- 1988-07-29 DE DE19883825780 patent/DE3825780A1/de not_active Withdrawn
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