DE4225884C2 - Fluid-gefülltes elastisches Lager zum elastischen Verbinden zweier Bauteile - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein fluid-gefülltes ela­ stisches Lager zum elastischen Verbinden zweier Bauteile gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein solches elastisches Lager ist bekannt (DE 41 20 970 A1).

Bei dem bekannten elastischen Lager ist der zweite Durchgangskanal auf eine höhere Frequenz abgestimmt als der erste Durchgangskanal. Ferner ist die Unterdruck-Aufnahme­ kammer hinter der zweiten, die zweite Aus­ gleichskammer teilweise begrenzenden, flexiblen Membran aus­ gebildet, so daß die Unterdruck-Aufnahmekammer wahlweise zur Atmosphäre hin geöffnet oder mit einer Unterdruckversorgung zur Versorgung mit einem Unterdruck, der niedriger ist als der Atmosphärendruck, verbunden ist, um die elastische Verformung der zweiten Membran und den Fluidstrom durch die zweite Durchgangsöffnung zu steuern.

In dem derart aufgebauten elastischen Lager wird, wenn die Unterdruck-Aufnahmekammer mit der Unterdruckversorgung ver­ bunden ist, die zweite flexible Membran auf den Boden der Kammer gezogen, wodurch Volumenänderungen der zweiten Aus­ gleichskammer und der Fluidstrom durch den zweiten Durch­ gangskanal verhindert sind. Beim Aufbringen nieder­ frequenter Schwingungen wird das Fluid daher gezwungen, durch den ersten Durchgangskanal zu fließen, so daß das Lager wegen des ersten Durchgangskanals einen hohen Schwingungs­ dämpfungseffekt aufweist. Wenn andererseits die Unterdruck- Aufnahmekammer zur Atmosphäre hin geöffnet ist, entsteht die Unterdruck-Aufnahmekammer mit einem gegebenen Volumen hinter der zweiten Membran, um eine elastische Verformung der zwei­ ten Membran und Volumenänderungen der zweiten Aus­ gleichskammer zu ermöglichen. Beim Aufbringen hochfrequenter Schwingungen wird das Fluid gezwungen, durch den zweiten Durch­ gangskanal zu fließen, so daß das Lager wegen des zweiten Durchgangskanals einen hohen Schwingungsdämpfungseffekt auf­ weist. Somit weist das elastische Lager verschiedene, von der Art der darauf aufgebrachten Schwingungen abhängige Schwin­ gungsdämpfungs- oder Schwingungsisolationscharakteristika auf, welche auf dem Fluidstrom durch einen gewählten ersten oder zweiten Durchgangskanal bei wahlweisem Verbinden der Unter­ druck-Aufnahmekammer mit der Unterdruckversorgung oder der Atmosphäre beruhen.

Untersuchungen haben gezeigt, daß das bekannte elasti­ sche Lager nicht in der Lage ist, einen ausreichend hohen, auf dem Fluidstrom durch den zweiten Durchgangskanal beru­ henden Schwingungsisolationseffekt dauerhaft zu gewähr­ leisten, da eine Lufttdurchgangsöffnung und ein Schaltventil vorgesehen sind, welche der durch sie hindurch strömenden Luft einen Widerstand entgegensetzen, wodurch die Un­ terdruck-Aufnahmekammer nicht unbehindert mit der Atmosphäre in Verbindung steht und sich so verhält, als ob sie abgeschlossen wäre. Im Ergebnis funktioniert die Unterdruck- Aufnahmekammer wie eine Luftfeder und ist nicht in der Lage, die elastische Verformung der zweiten Membran und die Volu­ menänderungen der zweiten Ausgleichskammer ausreichend zuzu­ lassen bzw. aufzunehmen. Demzufolge ist das Auftreten eines wirksamen Fluidstroms durch den zweiten Durchgangskanal behindert, was in einer Störung des Schwingungsisolationsvermögens des elastischen Lagers resul­ tiert.

Nachteilig bei dem bekannten elastischen Lager ist somit, daß die zweite Membran beim Anliegen vergleichsweise hochfrequenter Schwingungen Volumenänderungen der zweiten Ausgleichskammer nicht im gewünschten Maße zuläßt, und zwar trotz der Tatsache, daß die Unterdruck-Aufnahme­ kammer durch die Luftleitung und das Schaltventil mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung gebracht ist.

Zur Lösung des oben beschriebenen Problems kann erwogen werden, die Luftdurchgangsöffnung und das Schaltventil mit relativ großen Querschnitten zu versehen, um den Widerstand gegen die durch sie hindurch strömende Luft so weit wie möglich zu reduzieren. Wird der Strömungswiderstand in der Luftdurch­ gangsöffnung jedoch übermäßig vermindert, wirkt sich eine er­ höhte Entleerungsgeschwindigkeit der Unterdruck- Aufnahmekammer, wenn diese Kammer mit der Unter­ druckversorgung verbunden wird, nachteilig auf das elastische Lager aus, was im folgenden erläutert wird.

Insbesondere ist, wenn die Unterdruck-Aufnahmekammer mit der Unterdruckversorgung verbunden ist, das Volumen der zweiten Ausgleichskammer infolge der Eliminierung der Unterdruck-Auf­ nahmekammer, welche evakuiert wurde, vergrößert. Im Ergebnis wird eine Strömung des Fluids im Lager von der Druckaufnahme­ kammer durch den zweiten Durchgangskanal in die zweite Aus­ gleichskammer bewirkt, wobei die Fluidmenge dem vergrößerten Volumen der zweiten Ausgleichskammer entspricht. Gleichzeitig wird das Fluid gezwungen, von der ersten Ausgleichskammer in die Druckaufnahmekammer zu fließen, um den Fluidanteil aus­ zugleichen, welcher von der Druckaufnahmekammer in die zweite Ausgleichskammer geflossen ist. Wenn die Entleerungsgeschwindigkeit Unterdruck-Aufnahmekammer aufgrund eines verminderten Strömungswiderstandes in der Luftdurchgangsöffnung erhöht ist, ist die Volumenverminderungsrate der Druckaufnahmekammer so stark erhöht, daß infolge der relativ langsamen Fluidver­ sorgung aus der ersten Ausgleichskammer durch den ersten Durchgangskanal, der Fluiddruck in der Druckaufnahmekammer unerwünscht abgesenkt wird. Durch den verminderten Druck in der Druckaufnahmekammer wird der elastische Körper in Richtung der Druckaufnahmekammer verformt, was ein Verschieben des ersten Lagerbauteils bewirkt, wodurch das von dem Lagerbauteil gehaltene Teil wahrscheinlich eine stoßbedingte Verschiebung erfährt oder Schwingungen aufnimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungs­ gemäße Lager dahingehend weiterzubilden, daß sein Dämp­ fungsverhalten bei vergleichsweise hochfrequenten Schwin­ gungen mit geringer Frequenz, das heißt bei luftgefüllter Unterdruck-Aufnahmekammer, verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das elastische Lager gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind eine Hilfsdruckkammer, die in Strömungsverbindung mit der Unterdruck-Aufnahmekammer steht, sowie eine zweite Luft­ kammer vorgesehen, in der im wesentlichen Atmosphären­ druck herrscht. Die zweite Luftkammer und die Hilfsluft­ kammer sind durch eine dritte flexible Membran voneinan­ der getrennt, die elastisch verformbar ist. Da die fle­ xible Membran auf ihrer von der Hilfsluftkammer abge­ wandten Seite an die zweite, im wesentlichen unter Atmos­ phärendruck stehende Luftkammer grenzt, ermöglicht sie Volumenänderungen der Hilfsluftkammer.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist dafür gesorgt, daß die Hilfsluftkammer aus der Unterdruck-Aufnahmekammer verdrängte Luft aufnehmen kann und auch wieder an die Unterdruck-Aufnahmekammer abgeben kann. Das Zu- und Ab­ strömen von Luft in die bzw. aus der Unterdruck-Auf­ nahmekammer ist dadurch erleichtert, so daß die in der Unterdruck-Aufnahmekammer enthaltene Luft der Auslenkung der zweiten Membran einen verringerten Widerstand ent­ gegensetzt und die zweite Membran hochfrequenten Schwin­ gungen besser folgen kann. Dadurch ist das Dämpfungs­ verhalten des erfindungsgemäßen elastischen Lagers bei hochfrequenter Belastung verbessert.

Durch die Veröffentlichung des JP 3-125045 A in Patents Abstracts of Japan, Section M, Vol. 15 (1991), Nr. 329 (M-1149) sind an sich bei einem fluid-gefüllten elastischen Lager eine zweite Membran und eine dritte Membran bekannt. Keine dieser an sich bekannten Membranen trennt jedoch zwei Luft enthal­ tende Kammern voneinander; vielmehr trennen sie jeweils eine Luft enthaltende Kammer von einer fluid-gefüllten Kammer.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Aus­ führungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine axial geschnittene Vorderansicht eines ersten Aus­ führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen fluid-gefüllten elastischen Lagers in Form eines Motorlagers für ein Kraft­ fahrzeug.

Fig. 2 ist eine axial geschnittene Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen fluid­ gefüllten elastischen Lagers in Form eines Motorlagers für ein Kraftfahrzeug; und

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die Schwingungsisola­ tionscharakteristika von Motorlagern mit Durchflußbegrenzer in bezug auf mittel- und hochfrequente Schwingungen zeigt.

Gemäß Fig. 1, die ein Kraftfahrzeug-Motorlager als ein Aus­ führungsbeispiel des erfindungsgemäßen fluid-gefüllten ela­ stischen Lagern zeigt, bezeichnen die Bezugszahlen 100 bzw. 102 ein erstes und ein zweites, aus Metall hergestelltes La­ gerbauteil. Das erste Lagerbauteil 100 und das zweite Lager­ bauteil 102 liegen sich gegenüber und sind voneinander durch einen geeigneten Abstand in einer Lastaufnahmerichtung, in welcher Schwingungen von einem Motorlager aufgenommen werden, beabstandet. Zwischen dem ersten und zweiten Lagerbauteil 100, 102 ist ein elastischer Körper 104 so ausgebildet, daß die zwei Bauteile 100, 102 über den elastischen Körper 104 elastisch miteinander verbunden sind. Das Motorlager ist in einem Kraftfahrzeug derart eingebaut, daß das erste Lagerbau­ teil 100 an einer den Fahrzeugmotor einschließenden Motorein­ heit befestigt ist, während das zweite Lagerbauteil 102 an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt ist. Somit ist die Motoreinheit mittels des Motorlagers auf eine schwingungs­ dämpfende oder -isolierende Weise an der Fahrzeugkarosserie flexibel montiert. Ist das Motorlager wie oben beschrieben im Fahrzeug eingebaut, wirkt das Gewicht der Motoreinheit auf das Lager in der Richtung (vertikale Richtung in Fig. 1), in der sich das erste und zweite Lagerbauteil 100, 102 gegen­ überliegen, wodurch der elastische Körper 104 elastisch ver­ formt oder zusammengedrückt wird, so daß sich die zwei Lager­ bauteile 100, 102 von ihrer Voreinbaulage aus in der oben be­ schriebenen Richtung um eine geeignete Strecke aufeinanderzu­ bewegen. Das Motorlager soll die Eingangsschwingungen dämpfen oder isolieren, die in erster Linie in der Richtung einge­ leitet werden, in der sich das erste und zweite Lagerbauteil 100, 102 gegenüberliegen, welches die oben beschriebene Lastaufnahmerichtung ist.

Um genau zu sein, ist das erste Lagerbauteil 100 ein metalli­ sches Bauteil mit einer im allgemeinen kegelstumpfartigen, konischen Form. Ein Befestigungsbolzen 106 ist so einstückig am ersten Lagerbauteil 100 ausgebildet, daß der Bolzen 106 in Lastaufnahmerichtung aus einem mittigen Abschnitt der End­ fläche mit großem Durchmesser des Lagerbauteils 100 axial auswärts aus dem Motorlager hervorsteht. Das Motorlager ist an der Fahrzeugmotoreinheit über den Befestigungsbolzen 106 befestigt.

Der oben angesprochene elastische Körper 104 ist am ersten Lagerbauteil 100 mittels Vulkanisation befestigt. Dieser ela­ stische Körper 104 hat eine im allgemeinen kegelstumpfartige, konische Gestalt und ist mit einem Hohlraum 108 ausgebildet, der in seiner Endfläche mit großem Durchmesser auf der Seite des zweiten Lagerbauteils 102 offen ist. Das erste Lagerbau­ teil 100 ist mittels Vulkanisation mit der Endfläche mit kleinem Durchmesser des elastischen Körpers 104 verbunden, während ein zylindrisches metallisches Verbindungsbauteil bzw. -hülse 110 durch Vulkanisation mit der äußeren Umfangs­ fläche eines Endabschnitts mit großem Durchmesser des elasti­ schen Körpers 104 verbunden ist. Somit sind das erste Lager­ bauteil 100, der elastische Körper 104 und das Verbindungs­ bauteil 110 mittels Vulkanisation eines für den elastischen Körper 104 geeigneten Gummimaterials zu einer einteiligen Einheit geformt.

Das zweite Lagerbauteil 102 besteht aus einem im allgemeinen zylindrischen Bauteil 116 mit axial gegenüberliegenden ver­ stemmten Abschnitten 112, 114 und einem im allgemeinen tellerförmigen Bodenteil 118, das an dem zylindrischen Bau­ teil 116 befestigt ist. Das zylindrische Bauteil 116 weist einen Abschnitt mit großem Durchmesser 122, einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 124 und einen, die Abschnitte mit großem Durchmesser 122 und mit kleinem Durchmesser 124 ver­ bindenden Schulterabschnitt auf. Der Bodenteil 118 ist an dem axial offenen Ende des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 124 des zylindrischen Bauteils 116 befestigt, um eine Öffnung des Bauteils 116 zu schließen. Somit ist das zweite Lagerbauteil 102 als Ganzes ein im allgemeinen tassenförmiges Bauteil mit einer großen Tiefe. Ein Befestigungsbolzen 120 ist am zweiten Lagerbauteil 102 so ausgebildet, daß er in Lastaufnahme­ richtung aus einem zentralen Abschnitt des Bodenteils 118 axial auswärts aus dem Motorlager hervorsteht. Das Motorlager ist an der Fahrzeugkarosserie über den Befestigungsbolzen 120 befestigt.

Das oben angesprochene, an der äußeren Oberfläche des elasti­ schen Körpers 104 befestigte Verbindungsbauteil 110 ist in den Abschnitt mit großem Durchmesser 122 des zylindrischen Bauteils 116 des zweiten Lagerbauteils 102 eingepaßt. Somit ist das zweite Lagerbauteil 102 mit der einstückigen Einheit aus dem ersten Lagerbauteil 100, dem elastischen Körper 104 und dem Verbindungsbauteil 110 zusammengebaut. In diesem Zu­ stand liegen sich das erste und das zweite Lagerbauteil 100, 102 in Lastaufnahmerichtung (vertikale Richtung in Fig. 1) mit einem geeigneten dazwischen befindlichen Abstand gegen­ über, wobei der elastische Körper 104 zwischen diese zwei Lagerbauteile 100, 102 eingefügt ist, um diese elastisch zu verbinden.

Innerhalb des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 124 des zylindrischen Bauteils 116 des zweiten Lagerbauteils 102 ist eine dickwandige, im allgemeinen kreisrunde Trennbaugruppe 126 vorgesehen, welche sich in einer, zur Lastaufnahme­ richtung im wesentlichen senkrechten Richtung erstreckt. Die Trennbaugruppe 126 besteht aus im allgemeinen scheiben­ förmigen ersten und zweiten Trennbauteilen 128, 130 und aus im allgemeinen ringförmigen dritten und vierten Trennbau­ teilen 132, 134. Diese vier Trennbauteile 128, 130, 132, 134 sind in axialer Richtung des Motorlagers koaxial aufeinander geschichtet und fest an dem zweiten Lagerbauteil 102 ange­ bracht.

Zwischen dem ersten Lagerbauteil 100 und dem ersten Trennbau­ teil 128 der Trennbaugruppe 126 ist eine Druckaufnahmekammer 136 ausgebildet, welche teilweise durch den elastischen Kör­ per 104 begrenzt ist. Die Druckaufnahmekammer 136 ist mit ei­ nem geeigneten inkompressiblen Fluid gefüllt, wie z. B. Was­ ser, Alkylenglykol, Polyalkylenglykol oder Silikonöl. Wenn eine Schwingungsbelastung zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerbauteil 100, 102 eingeleitet wird, ändert sich ein Druck des Fluids in der Druckaufnahmekammer 136 infolge der Volu­ menänderung dieser Kammer 136 wegen einer elastischen Verfor­ mung des elastischen Körpers 104.

Zwischen der Trennbaugruppe 126 und dem Bodenteil 118 des zweiten Lagerbauteils 102 ist andererseits ein abgeschlos­ sener Raum ausgebildet, der von der Druckaufnahmekammer 136 durch die Trennbaugruppe 126 getrennt ist. Eine erste flexi­ ble Membran 138 ist innerhalb des abgeschlossenen Raums so angeordnet, daß der äußere Umfangsabschnitt der Membran 138 fluiddicht mittels und zwischen dem dritten und vierten Trennbauteil 132, 134 eingefaßt ist. Der abgeschlossene Raum zwischen der Trennbaugruppe 126 und dem Bodenteil 118 ist durch die erste Membran 138 in zwei Abschnitte unterteilt, d. h. in eine erste Ausgleichskammer 140 mit variablem Volumen und in eine erste Luftkammer 144. Die erste Ausgleichskammer 140, die zwischen der ersten Membran 138 und dem zweiten Trennbauteil 130 ausgebildet ist, ist, wie oben beschrieben, mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt. Die Ausgleichskammer 140 erfährt keine Druckänderungen aufgrund von auf das Motor­ lager aufgebrachten Schwingungen, da die Druckänderungen durch die Volumenänderungen der Kammer 140 wegen der elasti­ schen Verformung der ersten Membran 138 absorbiert werden. Die Luftkammer 144, welche zwischen der ersten Membran 138 und dem Bodenteil 118 ausgebildet ist, ist durch im Bodenteil 118 ausgebildete Durchgangslöcher 142 mit der Atmosphäre ver­ bunden, um eine elastische Verformung der ersten Membran 138 zu ermöglichen.

Die Trennbaugruppe 126 hat einen ersten Durchgangskanal 146, der in Umfangsrichtung durch radiale äußere Abschnitte der ersten, zweiten und dritten Trennbauteile 128, 130, 132 über eine bestimmte Umfangslänge ausgebildet ist (welche in diesem Ausführungsbeispiel länger als eine Runde und kürzer als zwei Runden ist). Dieser erste Durchgangskanal 146 ist an seinem einen Ende mit der Druckaufnahme­ kammer 136 und an seinem anderen Ende mit der ersten Aus­ gleichskammer 140 verbunden, um dadurch eine beschränkte Fluidströmung durch diesen ersten Durchgangskanal hindurch zwischen den beiden Kammern 136, 140 zu gestatten.

Zwischen den sich gegenseitig gegenüberstehenden Oberflächen des ersten und des zweiten Trennbauteils 128, 130 der Trenn­ baugruppe 126 ist ein Raum ausgebildet, welcher im wesent­ lichen von der Druckaufnahmekammer 136 und der ersten Aus­ gleichskammer 140 abgetrennt ist. Innerhalb dieses in der Trennbaugruppe 126 ausgebildeten Raums ist eine zweite flexi­ ble Membran 148 derart vorgesehen, daß ein durch Vulkanisa­ tion am äußeren Umfangsabschnitt der Membran 148 befestigter Haltering 149 fluiddicht mittels und zwischen dem ersten und zweiten Trennbauteil 128, 130 eingefaßt ist.

Der oben angesprochene Raum zwischen dem ersten und dem zwei­ ten Trennbauteil 128, 130 wird durch die zweite Membran 148 in eine zweite Ausgleichskammer 150 mit variablem Volumen und in eine Unterdruck-Aufnahmekammer 154 unterteilt. Die zweite Ausgleichskammer 150, die zwischen der zweiten Membran 148 und dem ersten Trennbauteil 128 ausgebildet ist, ist, wie oben beschrieben, mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt. Diese zweite Ausgleichskammer 150 erfährt keine Druckände­ rungen aufgrund von auf das Motorlager aufgebrachten Schwin­ gungen, da die Druckänderungen durch Volumenänderungen der Kammer 150 wegen der elastischen Verformung der Membran 148 absorbiert werden. Die Unterdruck-Aufnahmekammer 154, die zwischen der zweiten Membran 148 und dem zweiten Trennbauteil 130 ausgebildet ist, soll die elastische Verformung der zwei­ ten Membran 148 ermöglichen. Die zweite Membran 148 ist kon­ vex ausgebildet, um aufgrund ihrer Elastizität in die zweite Ausgleichskammer 150 hineinzuragen. Wenn die Kammer 154 in Verbindung mit der Atmosphäre gehalten wird, bildet sich dementsprechend die Unterdruck-Aufnahmekammer 154 mit einem vorgegebenen Volumen hinter der zweiten Membran 148 aus.

Das erste Trennbauteil 128 hat einen zweiten Durchgangskanal 152 an seinem mittigen Abschnitt durch seine ganze Dicke hin­ durch in axialer Richtung des Motorlagers ausgebildet. Dieser zweite Durchgangskanal 152 ist mit der zweiten Ausgleichs­ kammer 150 und der Druckaufnahmekammer 136 verbunden, um den Fluidstrom durch den zweiten Durchgangskanal zwischen den zwei Kammern 150, 136 zu gestatten. Wie in Fig. 1 gezeigt, hat der zweite Durchgangskanal 152 eine größere Quer­ schnittsfläche und einen kürzeren Strömungsweg als der erste Durchgangskanal 146. Das Verhältnis von Querschnittsfläche zu Länge des zweiten Durchgangskanals 152 ist größer als das der ersten Durchgangsöffnung 146. Demgemäß ist die Resonanz­ frequenz des Fluids in dem zweiten Durchgangskanal 152 hö­ her eingestellt als die des Fluids in dem ersten Durchgangs­ kanal 146.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Durchgangs­ kanal 146 so abgestimmt, daß das Motorlager in der Lage ist, niedrigfrequente Schwingungen, wie z. B. Motorschütteln, beruhend auf der Resonanz der Fluidmasse in dem Durchgangskanal 146 wirkungsvoll zu dämpfen. Andererseits ist der zweite Durchgangskanal 152 so abgestimmt, daß das Motorlager eine hinreichend verringerte dynamische Feder­ konstante bezüglich mittelfrequenter Schwingungen, wie z. B. Motorleerlaufschwingungen, beruhend auf der Resonanz der Fluidmasse in dem Durchgangskanal 152 bereitstellt.

Die Unterdruck-Aufnahmekammer 154 ist mit dem äußeren Raum über eine im zweiten Trennbauteil 130 ausgebildete Luftdurch­ gangsöffnung 156 und ein in das offene Ende der Luftdurch­ gangsöffnung 156 eingeschraubtes Verbindungsglied 158 verbun­ den. Ist das eingebaute Motorlager über eine Luftleitung 160 mit dem Verbindungsglied 158 verbunden, dann wird die Unterdruck-Aufnahmekammer 154 wahlweise der Atmosphäre ausgesetzt oder durch die Luftleitung 160 über ein Schaltventil 174 mit einer Unterdruckversorgung 162 verbunden.

Zwischen den sich gegenseitig gegenüberstehenden Oberflächen des dritten und des vierten Trennbauteils 132, 134 der Trenn­ baugruppe 126 ist ein Raum ausgebildet, welcher sich über eine gegebene Länge in Umfangsrichtung des Lagers erstreckt und welcher im wesentlichen von der Druckaufnahmekammer 136 und der ersten Ausgleichskammer 140 abgetrennt ist. Innerhalb dieses in der Trennbaugruppe 126 ausgebildeten Raums ist eine dritte flexible Membran 164 so vorgesehen, daß deren äußerer Umfangsabschnitt fluiddicht mittels und zwischen dem dritten und vierten Trennbauteil 132, 134 eingefaßt ist. Gemäß dieses Ausführungsbeispiels ist die dritte Membran 164 einstückig mit der ersten Membran 138 ausgebildet. Die dritte Membran 164 ist konvex ausgebildet, um aufgrund ihrer Elastizität auf Seite des vierten Trennbauteils 134 in Richtung einer zweiten Luftkammer 168 vorzustehen. Daher bildet sich eine, ein vor­ gegebenes Volumen aufweisende Hilfsluftkammer 166 auf der Seite des dritten Trennbauteils 132 aus, wenn die Kammer 166 in Verbindung mit der Atmosphäre gehalten wird.

Der oben angesprochene Raum wird durch die dritte Membran 164 in die Hilfsluftkammer 166 und die zweite Luftkammer 168 unterteilt oder aufgeteilt. Die zwischen dem dritten Trenn­ bauteil 132 und der dritten Membran 164 ausgebildete Hilfs­ luftkammer 166 kann Volumenänderungen aufgrund der elasti­ schen Verformung der dritten Membran 164 erfahren. Die zwi­ schen der dritten Membran 164 und dem vierten Trennbauteil 134 ausgebildete zweite Luftkammer 168 soll die elastische Verformung der dritten Membran 164 ermöglichen.

Die zweite Luftkammer 168 ist mit der ersten Luftkammer 144 über ein im vierten Trennbauteil 134 ausgebildetes Verbin­ dungsloch 170 verbunden. Da die zweite Luftkammer 168 über die erste Luftkammer 144 und Durchgangslöcher 142 mit der Atmosphäre verbunden ist, ist diese Luftkammer 168 in der Lage leicht die elastische Verformung der dritten Membran 164 und die Volumenänderungen der Hilfsluftkammer 166 zu ermögli­ chen, obwohl das Volumen der zweiten Luftkammer 168 an sich verhältnismäßig klein ist.

Die Hilfsluftkammer 166 ist mit der Unterdruck-Aufnahmekammer 154 über eine im zweiten und dritten Trennbauteil 130, 132 ausgebildete Luftdurchgangsöffnung 172 verbunden. Dement­ sprechend soll die Hilfsluftkammer 166 Volumenänderungen der Unterdruck-Aufnahmekammer 154 aufnehmen und somit beruhend auf der Volumenänderung der Kammer 154 die elastische Verformung der zweiten Membran 148 erleichtern.

Wenn Schwingungen zwischen das erste und das zweite Lagerbau­ teil 100, 102 des im Kraftfahrzeug eingebauten Motorlagers eingebracht werden, ist das Fluid im Lager gezwungen durch den ersten und zweiten Durchgangskanal 146, 152 zwischen der Druckaufnahmekammer 136 und der entsprechenden ersten und zweiten Ausgleichskammer 140, 150 zu fließen, beruhend auf wechselnden in der Druckaufnahmekammer 136 auftretenden Druckänderungen. Im Betrieb ist das Schaltventil 174 wahl­ weise in eine erste Schaltstellung schaltbar, um die Unterdruck-Aufnahmekammer 154 mit der Unterdruckversorgung 162 zu verbinden und in eine zweite Schaltstellung schaltbar, um die Unterdruck-Aufnahmekammer 154 mit der Atmosphäre zu verbinden, so daß es dem Fluid ermöglicht ist, durch einen der ausgewählten ersten oder zweiten Durchgangskanäle 146, 152 zu fließen. Somit weist das Motorlager abhängig von der Art der aufgebrachten Schwingungen auf befriedigende Weise verschiedene Schwingungsdämpfungs- oder -isolationseigenschaften auf, beruhend auf der Resonanz des durch ausgewählten Durchgangskanal 146, 152 fließenden Fluids.

Genauer gesagt, wenn auf das Motorlager niedrigfrequente Schwingungen einwirken, wie z. B. Motorschütteln, die über die Fluidströmung durch den ersten Durchgangs­ kanal 146 gedämpft werden sollen, wird das Schaltventil 174 in die erste Schaltstellung geschaltet, um die Unterdruck- Aufnahmekammer 154 mit der Unterdruckversorgung 162 zu ver­ binden. Infolgedessen wird die Unterdruck-Aufnahmekammer 154 entleert, so daß die zweite Membran 148 gegen ihre elastische Kraft an die Bodenwand der Kammer 144 gezogen wird, wodurch das Volumen der Unterdruck-Aufnahmekammer 154 im wesentlichen auf Null gebracht und das Volumen der zweiten Ausgleichskammer 150 gleichbleibend gehalten wird. Daher ist das Fluid im Lager, beruhend auf wechselnden, in der Druckaufnahmekammer 136 auftretenden Druckänderungen gezwungen ausschließlich durch den ersten Durchgangskanal 146 zwischen der Druckaufnahmekammer 136 und der ersten Ausgleichskammer 140 zu fließen. Somit weist das Motorlager, beruhend auf der Resonanz der Fluidmasse in der ersten Durchgangskanal 146, eine hervorragende Schwingungsdämpfungswirkung auf.

Mit der wie oben beschrieben mit der Unterdruckversorgung 162 verbundenen Unterdruck-Aufnahmekammer 154 ist die Hilfsluft­ kammer 166 ebenfalls einem unter Atmosphärendruck liegenden Druck ausgesetzt, so daß die dritte Membran 164 gegen die Bodenwand der Luftkammer 166 gezogen und das Volumen der Luftkammer 166 im wesentlichen auf Null gebracht wird. In diesem Zustand fungiert die Hilfsluftkammer 166 nicht als Aufnahme oder Ausgleich für Volumenänderungen der Unterdruck- Aufnahmekammer 154.

Wenn auf das Motorlager hochfrequente Schwingungen einwirken, wie z. B. Motorleerlaufschwingungen, die durch die Fluid­ strömung über den zweiten Durchgangskanal 152 isoliert wer­ den sollen, dann wird das Schaltventil 174 in die zweite Schaltstellung geschaltet, um die Unterdruck-Aufnahmekammer 154 mit der Atmosphäre zu verbinden. In diesen Fall bildet sich die mit einem vorgegebenen Volumen vesehene Unterdruck- Aufnahmekammer 154 hinter der zweiten Membran 148 aus, um die elastische Verformung der zweiten Membran 148 zuzulassen, so daß das Volumen der zweiten Ausgleichskammer 150 verändert werden kann. Folglich wird das Fluid veranlaßt durch den zweiten Durchgangskanal 152 zwischen der Druckaufnahmekammer 136 und der zweiten Ausgleichskammer 150 zu fließen, so daß das Motorlager, beruhend auf der Resonanz der Fluidmasse in dem zweiten Durchgangskanal 152, eine wirkungsvoll vermin­ derte dynamische Federkonstante aufweist. Unter diesen Bedin­ gungen wird der erste Durchgangskanal 146 ebenfalls in Fluidverbindung mit der Druckaufnahmekammer 136 gehalten. Je­ doch fließt das Fluid kaum durch den ersten Durchgangskanal 146 wegen seines kleineren Verhältnisses von Querschnitts­ fläche zu Länge, d. h. der Durchflußwiderstand hierdurch ist größer als durch den zweiten Durchgangskanal.

Ist die Unterdruckaufnahmekammer 154 wie oben beschrieben der Atmosphäre ausgesetzt, so ist auch die Hilfsluftkammer 166 mit der Atmosphäre verbunden und bildet sich somit hinter der dritten Membran 164 mit einem nominellen Volumen aus. Daher fungiert bei Aufbringen von hochfrequenten Schwingungen die Hilfsluftkammer 166 als Aufnahme für die Volumenänderungen der Unterdruck-Aufnahmekammer 154. Die Unterdruck- Aufnahmekammer 154 kann nämlich im wesentlichen von der Atmosphäre abgeschlossen werden, da die Luftleitung 160 und das Schaltventil 174, durch die dies Kammer 154 mit der Atmosphäre verbunden ist, einen beträchtlich großen Strömungswiderstand der Luft gegenüber haben. Unter diesen Umständen ist es der Luft gestattet, zwischen der Unterdruck- Aufnahmekammer 154 und der Hilfsluftkammer 166 zu strömen, wodurch infolge des Abschließens der Unterdruck- Aufnahmekammer 154 diese Kammer 154 daran gehindert wird wie eine Luftfeder zu wirken. In dieser Anordnung gestattet die Unterdruck-Aufnahmekammer 154 auf wirksame und stabile Weise die Verformung der zweiten Membran 148.

Folglich kann das Volumen der zweiten Ausgleichskammer 150 auf eine genügend große Ausdehnung verändert werden, beruhend auf den elastischen Verformungen der zweiten Membran 148, wo­ bei ein genügend großer, durch den zweiten Durchgangskanal 152 fließender Fluidbetrag sichergestellt wird. Somit zeigt das Motorlager auf stabile Weise eine erwünschte Schwingungs­ isolierung, beruhend auf der Resonanz des Fluids, welches durch den zweiten Durchgangskanal 152 fließt.

Nachfolgend wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die ein Motor­ lager als ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines fluid-gefüllten elastischen. Motorlagers zeigt, wobei die Bezugsnummern 10 und 12 ein erstes bzw. zweites steifes Lagerbauteil bezeichnen. Dieses erste und zweite Lagerbauteil 10, 12 liegen sich gegenüber und sind voneinander durch einen geeigneten Abstand in einer Lastaufnahmerichtung, in welcher Schwingungen von einem Motorlager aufgenommen werden, beab­ standet. Zwischen dem ersten und zweiten Lagerbauteil 10, 12 ist ein elastischer Köper 14 so ausgebildet, daß die zwei Bauteile 10, 12 über einen elastischen Körper 14 elastisch miteinander verbunden sind. Das Motorlager ist in einem Kraftfahrzeug derart eingebaut, daß das erste Lagerbauteil 10 an einer den Fahrzeugmotor einschließenden Motoreinheit befe­ stigt ist, während das zweite Lagerbauteil 12 an der Karos­ serie des Fahrzeugs befestigt ist. Somit ist die Motoreinheit flexibel über das Motorlager auf eine schwingungsdämpfende oder -isolierende Weise an der Fahrzeugkarosserie montiert. Mit dem wie oben beschrieben im Fahrzeug eingebauten Motor­ lager wirkt das Gewicht der Motoreinheit auf das Lager in der Richtung (vertikale Richtung in Fig. 2), in der das erste und zweite Lagerbauteil 10, 12 einander gegenüberliegen, wodurch der elastische Körper 14 elastisch verformt oder zusammen­ gedrückt wird, so daß sich die zwei Lagerbauteile 10, 12 von ihrer Voreinbaulage aus in der oben angesprochenen Richtung um eine geeignete Strecke aufeinanderzubewegen. Das Motor­ lager soll die eingeleiteten Schwingungen dämpfen oder iso­ lieren, die in erster Linie in der Richtung eingeleitet wer­ den in der sich das erste und zweite Lagerbauteil 10, 12 ge­ genüberliegen, welches die oben angesprochene Lastaufnahme­ richtung ist.

Insbesondere ist das erste Lagerbauteil 10 ein metallisches Bauteil mit einer im allgemeinen kegelstumpfartigen, konischen Gestalt. Ein Befestigungsbolzen 16 ist einstückig am ersten Lagerbauteil 10 ausgebildet, so daß der Bolzen 16 in der Lastaufnahmerichtung aus der Endfläche mit großen Durchmesser des Lagerbauteils 10 axial auswärts aus dem Motorlager her­ vorsteht. Das Motorlager ist an dem Fahrzeugmotor über den Befestigungsbolzen 16 befestigt.

Andererseits ist das zweite Lagerbauteil 12 ein abgesetztes zylindrisches Bauteil aus Metall, welches aus einem Abschnitt mit großem Durchmesser 20, einem Abschnitt mit kleinem Durch­ messer 22 und einem axial dazwischenliegenden Schulter­ abschnitt 18 besteht. Das zweite Lagerbauteil 12 weist wei­ terhin einen verstemmten Abschnitt 23 auf, der am offenen Ende des Abschnitts 22 mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist. Ein Halter 24 ist z. B. über eine Schweißverbindung am Schulterabschnitt 18 befestigt, so daß er sich vom zweiten Lagerbauteil 12 radial nach außen erstreckt. Auf diese Weise ist das Motorlager an der Fahrzeugkarosserie über den Halter 24 befestigt.

Das erste und das zweite Lagerbauteil 10, 12 liegen sich in Lastaufnahmerichtung mit einem geeigneten Zwischenraum im wesentlichen in einer koaxialen Beziehung derart gegenüber, daß der Abschnitt mit großem Durchmesser 20 des zweiten Lagerbauteils 12 in Richtung der Endfläche mit kleinem Durch­ messer des ersten Lagerbauteils 10 offen ist.

Sind das erste und zweite Lagerbauteil 10, 12 in derartiger Lage angeordnet, ist der oben gezeigte elastische Körper 14 zwischen diesen Lagerbauteilen 10, 12 eingesetzt, um die zwei Lagerbauteile 10, 12 flexibel miteinander zu verbinden. Der elastische Körper 14 weißt im allgemeinen eine kegelstumpf­ förmige, konische Gestalt auf und hat einen Hohlraum 26 in seiner Endfläche mit großem Durchmesser ausgebildet. Das erste Lagerbauteil 10 ist über Vulkanisation mit der End­ fläche mit kleinem Durchmesser des elastischen Körpers 14 verbunden, während das zweite Lagerbauteil 12 über Vulkanisa­ tion an den inneren Umfangsflächen des Abschnitts mit großem Durchmesser 20 und dem Schulterabschnitt 18 mit der äußeren Umfangsfläche des Endabschnitts mit großem Durchmesser des elastischen Körpers 14 gebunden ist. Somit ist das erste Lagerbauteil 10, der elastische Körper 14 und das zweite Lagerbauteil 12 zu einer einstückigen Einheit mittels Vulka­ nisation eines für den elastischen Körper 14 geeigneten Gummimaterials geformt.

Der elastische Körper 14 weist eine ringförmige Erweiterung 28 auf, welche sich über eine geeignete axiale Länge entlang der inneren Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinem Durch­ messer 22 des zweiten Lagerbauteils 12 erstreckt.

Das zweite Lagerbauteil 12 nimmt darin eine dickwandige, im allgemeinen runde Trennbaugruppe 30 auf. Auf einer axialen äußeren Oberfläche (der unteren Oberfläche) der Trennbau­ gruppe 30 ist eine im allgemeinen scheibenförmige erste fle­ xible Membran 32 mit einem ringförmigen metallischen Bauteil 31, welches an einem äußeren Umfangsabschnitt der Membran be­ festigt ist, und ein im allgemeinen tellerförmiges Schutzbau­ teil 36 aus Metall mit einem an seinem offenen Umfangsab­ schnitt ausgebildeten Außenflansch 34 vorgesehen. Die Trenn­ baugruppe 30, die erste Membran 32 und das Schutzbauteil 36 sind an ihren äußeren Umfangsabschnitten aufeinander­ geschichtet, so daß diese Umfangsabschnitte axial mittels und zwischen der ringförmigen Erweiterung 28 des elastischen Kör­ pers 14 und des verstemmten Abschnitts 23 des zweiten Lager­ bauteils 12 eingefaßt sind. Somit sind die Trennbaugruppe 30, die erste Membran 32 und das Schutzbauteil 36 am zweiten Lagerbauteil 12 befestigt.

Ist die Trennbaugruppe 30 im zweiten Lagerbauteil 12 unterge­ bracht, so ist der Raum innerhalb des zweiten Lagerbauteils 12 fluiddicht durch die Trennbaugruppe 30 in zwei axial gegenüberliegende Bereiche unterteilt, diese sind eine teil­ weise durch den elastischen Körper 14 begrenzte Druckauf­ nahmekammer 38 und eine erste, teilweise durch die Membran 32 begrenzte, Ausgleichskammer 40 mit variablem Volumen. Diese Druckaufnahmekammer 38 und die erste Ausgleichskammer 40 sind mit einer geeigneten inkompressiblen Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, Alkylenglykol, Polyalkylenglykol oder Silikonöl ge­ füllt.

Beim Aufbringen von Schwingungen auf das Motorlager ändert sich ein Druck des Fluids in der Druckaufnahmekammer 38 in­ folge der Volumenänderung derselben Kammer 38 beruhend auf der elastischen Verformung des elastischen Körpers 14. Ande­ rerseits ist es der ersten Ausgleichskammer 40 ermöglicht Vo­ lumenänderungen zu erfahren, da die erste Membran 32 in Ge­ genwart einer ersten, zwischen der ersten Membran 32 und des Schutzbauteils 36 begrenzten Luftkammer 44 leicht verformt werden kann. Das die erste Membran 32 bedeckende Schutz­ bauteil 36 ist mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern 42 versehen, durch welche die erste Luftkammer 44 mit dem äußeren Raum verbunden ist.

Die Trennbaugruppe 30 zum Trennen der Druckaufnahmekammer 38 und der ersten Ausgleichskammer 40 ist derart aufgebaut, daß ein oberes und ein unteres Trennbauteil 48, 50 mit einem da­ zwischengeschichteten mittleren Trennbauteil 52 übereinander­ geschichtet sind und teilweise in ein dünnwandiges, umgekehrt tassenförmiges Bauteil 46 aus Metall eingepaßt sind, welches vom zweiten Lagerbauteil 12 aufgenommen wird.

Der äußere Umfangsabschnitt der Trennbaugruppe 30 ist mit ei­ ner spiralförmigen Nut versehen, die sich durch das obere und untere Trennbauteil 48, 50 erstreckt. Mit der durch das tas­ senförmige Bauteil 46 umgebenen, spiralförmigen Nut ist eine erster Durchgangskanal 54 vorgesehen, welcher an seinen entgegengesetzten Enden mit der Druckaufnahmekammer 38 und der ersten Ausgleichskammer 40 verbunden ist, um eine Fluid­ strömung zwischen diesen beiden Kammern 38, 40 zu ermög­ lichen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Länge und die Querschnittsfläche des Durchgangskanals 54 so bestimmt, daß das Motorlager eine hohe Dämpfungswirkung bezüglich eines Schüttelns des Motors und anderer niedrigfrequenter Schwin­ gungen zeigt, beruhend auf der Resonanz der Fluidmasse, die durch den spiralförmigen Durchgangskanals 54 fließt.

Zwischen dem oberen und mittleren Trennbauteil 48, 52 der Trennbaugruppe 30 ist ein innerer Raum ausgebildet, welcher durch eine zwischen die Trennbauteile 48, 52 eingefügte Trennwand 56 in einen ersten Bereich auf der Seite des oberen Trennbauteils 48 und in einen zweiten Bereich auf der Seite des mittleren Trennbauteils 52 unterteilt ist.

Im ersten, zwischen der Trennwand 56 und dem oberen Trennbau­ teil 48 begrenzten Bereich ist eine im allgemeinen scheiben­ förmige zweite Membran 58 vorgesehen, welche den ersten Be­ reich in eine zweite Ausgleichskammer 60 und eine Unterdruck- Aufnahmekammer 62 fluiddicht unterteilt. Die zweite, zwischen der zweiten Membran 58 und dem unteren Trennbauteil 48 abge­ grenzte Ausgleichskammer 60 ist, wie oben beschrieben, mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt. Die zwischen der zweiten Membran 58 und der Trennwand 56 abgegrenzte Unterdruck- Aufnahmekammer 62 soll die elastische Verformung der zweiten Membran ermöglichen.

Die Trennbaugruppe 30 weist weiterhin einen zweiten Durchgangs­ kanal 64 auf, der im oberen Trennbauteil 48 und dem tassen­ förmigen Bauteil 46 ausgebildet ist. Dieser zweite Durchgangs­ kanal 64 verbindet die zweite Ausgleichskammer 60 mit der Druckaufnahmekammer 38, um den Fluidfluß zwischen den zwei Kammern 60, 38 zu ermöglichen. Der zweite Durchgangskanal 64 hat eine größere Querschnittsfläche und eine kürzere Fluß­ länge als der erste Durchgangskanal 54. Das Verhältnis der Querschnittsfläche zur Länge des zweiten Durchgangskanals 64 ist größer als das des ersten Durchgangskanals 54. Dement­ sprechend weist das Motorlager, beruhend auf der Resonanz der Fluidmasse in dem zweiten Durchgangskanal 64, eine bedeu­ tend reduzierte dynamische Federkonstante bezüglich der mit­ tel- und hochfrequenten Schwingungen, wie z. B. Motorleer­ laufschwingungen auf.

Im oben beschriebenen zweiten, zwischen der Trennwand 56 und dem mittleren Trennbauteil 52 abgegrenzten Bereich ist eine im allgemeinen scheibenförmige dritte flexible Membran 66 vorgesehen, welche den zweiten Bereich in eine Hilfsluft­ kammer 68 auf der Seite der Trennwand 56 und eine zweite Luftkammer 72 auf der Seite des mittleren Trennbauteils 52 fluiddicht unterteilt. Die zwischen der dritten Membran 66 und dem mittleren Trennbauteil 52 abgegrenzte zweite Luft­ kammer 72 ist über eine Luftdurchgangsöffnung 70, die im mittleren und unteren Trennbauteil 52, 50 ausgebildet ist, zur Atmosphäre hin geöffnet. Somit dient die zweite Luft­ kammer 72 dazu, die elastische Verformung der dritten Membran 66 zu ermöglichen, wodurch das Volumen der Hilfsluftkammer 68 leicht verändert werden kann.

Die Trennwand 56 zum Teilen der Unterdruck-Aufnahmekammer 62 und der Hilfsluftkammer 68 besteht aus einem oberen und unte­ ren Scheibenbauteil 74, 76 aus Metall, welche mit einem ge­ eigneten, dazwischen befindlichen Abstand übereinanderge­ schichtet sind. Innerhalb der Trennwand 56 ist ein Zwischen­ raum 78 zwischen dem oberen und unteren Scheibenbauteil 74, 76 abgegrenzt. Der Zwischenraum 78 ist mit der Unterdruck- Aufnahmekammer 62 und der Hilfsluftkammer 68 über eine Vielzahl von Löchern 80 verbunden, die in den oberen bzw. unteren Scheibenbauteilen 74, 76 ausgebildet sind. In dieser Anordnung ist die Hilfsluftkammer 68 mit der Unterdruck- Aufnahmekammer 62 über den Zwischenraum 78 verbunden.

Der Zwischenraum 78 ist mit einer Luftdurchgangsöffnung 82 verbunden, welche durch das untere Trennbauteil 50, das tas­ senförmige Bauteil 64 und das zweite Lagerbauteil 12 ausge­ bildet ist. Eine zylindrische Drossel 83 ist in einem offenen Endabschnitt der Luftdurchgangsöffnung 82 befestigt, um den Durchmesser der Durchgangsöffnung 82 zu verkleinern. Diese Drossel 83 dient dazu, den freien Fluß des Fluids (Luft) zu begrenzen und weist somit einen geeigneten Strömungswider­ standsbetrag gegenüber der durchströmenden Luft auf.

Bei dem im Fahrzeug eingebauten Motorlager ist die Luft­ durchgangsöffnung 82 über eine Luftleitung 84 mit einer Druckregeleinrichtung verbunden, welche ein Schaltventil 86 und eine Unterdruckversorgung 88 aufweist. Das Schaltventil 86 wird wahlweise in eine erste Stellung geschaltet, um die Luftdurchgangsöffnung 82 mit der Unterdruckversorgung 88 zu verbinden, und in eine zweite Stellung geschaltet um die Durchgangsöffnung 82 mit der Atmosphäre zu verbinden, so daß der mit der Luftdurchgangsöffnung 82 verbundene Zwischenraum 78 und die mit dem Zwischenraum 78 verbundene Unterdruck- Aufnahmekammer 62 und Hilfsluftkammer 68 wahlweise mit der Unterdruckversorgung 88 verbunden oder der Atmosphäre ausge­ setzt sind.

Bei Aufbringen einer Schwingungsbelastung auf das so aufge­ baute Motorlager ist das Fluid im Lager dazu gezwungen durch einen der ausgewählten ersten oder zweiten Durchgangskanäle 54, 64 zu fließen, durch wahlweises Schalten des Schalt­ ventils 86 in eine der, wie oben beschrieben, ersten oder zweiten Schaltstellungen. Somit zeigt das Motorlager eine hohe Dämpfungswirkung für niederfrequente Schwingungen, beru­ hend auf der Strömung des Fluids durch den ersten Durchgangs­ kanal 54 und gewährleistet eine reduzierte dynamische Federkonstante bei mittel- und hochfrequenten Schwingungen, beruhend auf der Strömung des Fluids durch den zweiten Durch­ gangskanal 64.

Insbesondere wenn das Motorlager niederfrequenten Schwin­ gungen ausgesetzt wird, wie z. B. Motorschütteln welche durch den Fluidstrom über den ersten Durchgangs­ kanal 54 gedämpft werden sollen, wird das Schaltventil 86 in die erste Schaltstellung geschaltet, um die Luftdurch­ gangsöffnung 82 mit der Unterdruckversorgung 88 zu verbinden. Infolgedessen sind die Unterdruck-Aufnahmekammer 62 und die Hilfsluftkammer 68 über die Luftdurchgangsöffnung 82 und den Zwischenraum 78 einem unter der Atmosphäre liegenden Druck oder Unterdruck ausgesetzt, wobei die zweite und die dritte Membran 58, 66 an das entsprechende obere und untere Schei­ benbauteil 74, 76 der Trennwand 56 gezogen werden.

Folglich wird die Unterdruck-Aufnahmekammer 62 im wesentlichen entleert und das Volumen der zweiten Ausgleichskammer 60 wird gleichbleibend gehalten, wobei das Fluid abgehalten wird, durch den zweiten Durchgangskanal 64 zu fließen. Dementsprechend ist das Fluid gezwungen wirkungsvoll durch ersten Durchgangsöffnung 54 zwischen der Druckaufnahmekammer 38 und der ersten Ausgleichskammer 40 zu fließen, beruhend auf wechselnden Druckänderungen der Druckaufnahmekammer 38, die durch das Aufbringen von Schwingungen verursacht werden. Somit zeigt das Motorlager eine hohe Schwingungsdämpfungswirkung, beruhend auf dem Fluidstrom durch den ersten Durchgangskanal 54.

Im wie oben beschrieben aufgebauten Motorlager ist die Ge­ schwindigkeit der Entleerung der Unterdruck- Aufnahmekammer 62 durch die Unterdruckversorgung 88 mittels der in der Luftdurchgangsöffnung 82 angeordneten Drossel 83 begrenzt. Dementsprechend wird die Unterdruck-Aufnahmekammer 62 daran gehindert, sich schnell zu entleeren, wenn das Schaltventil 88 in die erste Schaltstellung geschaltet wird.

Da, wie oben beschrieben, die Geschwindigkeit der Entleerung der Unterdruck-Aufnahmekammer 62 mittels der Drossel 83 begrenzt ist, wird das Volumen der zweiten Aus­ gleichskammer 60 beruhend auf der langsamen Entleerung der Kammer 62 langsam vergrößert, was die Verringerung der Fluß­ rate des Fluids zur Folge hat, welches von der Druckaufnahme­ kammer 38 in die Ausgleichskammer 60 fließt, deren Volumen vergrößert worden ist. Dementsprechend wird das Volumen der Druckaufnahmekammer 38 langsamer oder weniger schnell verrin­ gert. Folglich wird die Druckaufnahmekammer 38 mit dem von der ersten Ausgleichskammer 40 in die Druckaufnahmekammer 38 fließenden Fluid leicht mit einer Menge wiedergefüllt, die der des von der Druckaufnahmekammer 38 in die zweite Aus­ gleichskammer 60 fließenden Fluids entspricht, dabei wird eine unerwünscht große Verringerung des Volumens der Druck­ aufnahmekammer 38 vermieden.

Es ist erwünscht, daß die mittels der Drossel 83 beschränkte Entleerungsgeschwindigkeit so bestimmt wird, daß die Volumenverringerungsrate der Druckaufnahmekammer 38 nicht größer ist als die Grenzdurchflußrate des von der ersten Aus­ gleichskammer 40 in die Druckaufnahmekammer 38 über den ersten Durchgangskanal 54 fließenden Fluids.

Wenn das Schaltventil 86 zur Verbindung mit der Unterdruck­ versorgung 88 in die erste Schaltstellung geschaltet ist, dann ist das Motorlager in vorteilhafter Weise frei von Ver­ setzung des ersten Lagerbauteils 10, infolge der schnellen Druckverringerung in der Druckaufnahmekammer 38 und frei von Schwingungen oder Stößen, welche durch Versetzung des ersten Lagerbauteils 10 verursacht werden.

Wenn auf das Motorlager mittel- bis hochfrequente Schwin­ gungen aufgebracht werden, wie z. B. Motorleerlauf­ schwingungen, dann ist das Schaltventil 86 in die zweite Schaltposition geschaltet, um die Luftdurchgangsöffnung 82 mit der Atmosphäre zu verbinden. In diesem Fall wird die Luft über die Luftdurchgangsöffnung 82 und den Zwischenraum 78 der Unterdruck-Aufnahmekammer 62 und der Hilfsluftkammer 68 zuge­ führt, so daß sich die Unterdruck-Aufnahmekammer bzw. die Hilfsluftkammer 62, 68, welche vorgegebene Volumina haben, hinter der entsprechenden zweiten und dritten Membran 58, 66 ausbilden.

Folglich stehen die Unterdruck-Aufnahmekammer und die Hilfs­ luftkammer 62, 68 in gegenseitiger Verbindung, um die elasti­ sche Verformung der zweiten Membran 58 zu erleichtern und da­ bei die Volumenänderungen der zweiten Ausgleichskammer 60 aufzunehmen. Daher ist bei Aufbringen von Schwingungen das Fluid gezwungen durch den zweiten Durchgangskanal 64 zwi­ schen der Druckaufnahmekammer 38 und der zweiten Ausgleichs­ kammer 60 zu strömen, beruhend auf wechselnden, durch die auf­ gebrachten Schwingungen verursachten Druckänderungen der Druckaufnahmekammer 38, so daß das Motorlager, beruhend auf der Fluidströmung durch den zweiten Durchgangskanal 64, eine signifikant reduzierte dynamische Federkonstante zeigt.

Selbst wenn die Unterdruck-Aufnahmekammer 62 über die Luft­ durchgangsöffnung 82 zur Atmosphäre geöffnet ist, kann diese Kammer 62 als eine Luftfeder fungieren, da ein freies Strömen der Luft in die und aus der Kammer 62 durch die in der Luft­ durchgangsöffnung 82 angeordneten Drossel 83 be­ schränkt ist. Somit ist die Unterdruck-Aufnahmekammer 62 nicht notwendigerweise in der Lage, eine freie elastische Verformung der zweiten Membran 58 zuzulassen. Die Unterdruck-Aufnahmekammer 62 steht jedoch in Verbindung mit der Hilfsluftkammer 68, welche teilweise durch die dritte Membran 66 begrenzt ist, deren freie Verformung durch die zweite Luftkammer 72 ermöglicht ist. Dementsprechend werden die Volumenänderungen der Unterdruck-Aufnahmekammer 62 in geeigneter Weise durch die Hilfsluftkammer 68 aufgenommen, die eine freie, elastische Verformung der zweiten Membran 58 sicherstellt. Folglich kann das Volumen der zweiten Ausgleichskammer 60 auf eine große Ausdehnung verändert werden, wobei auf stabile Weise eine wirkungsvolle Fluidströmung durch den zweiten Durchgangskanal 64 sichergestellt wird, so daß das Motorlager, beruhend auf der Resonanz des durch den Durchgangskanal 64 fließenden Fluids, eine signifikant reduzierte dynamische Federkonstante bereitstellt.

Die graphische Darstellung aus Fig. 3 zeigt die Ergebnisse eines Tests von Motorlagern zum Messen von Schwingungsisola­ tionscharakteristika bei mittel- bis hochfrequenten Schwingungen, bei dem, wie im vor­ liegenden Ausführungsbeispiel, jedes Motorlager die Drossel 83 in der Luftdurchgangsöffnung 82 aufweist, wobei zum einen die Hilfsluftkammer 68 vorgesehen ist und zum andern die gleiche Kammer 68 nicht vorgesehen ist. Durch die Testergeb­ nisse kann man verstehen, daß sich bei Vorhandensein der zum Ausgleich des Volumens der Unterdruck-Aufnahmekammer 62 die­ nenden Hilfsluftkammer 68 die Schwingungsisolationscharak­ teristik, wegen des zweiten Durchgangskanal 64, signifikant verbessert hat.

Daraus folgt, daß das wie oben beschrieben aufgebaute Motor­ lager, beruhend auf der Fluidströmung durch eine der ausge­ wählten ersten oder zweiten Durchgangskanäle 54, 64, auf stabile und wirkungsvolle Weise eine erwünschte Schwingungs­ dämpfungs- oder Isolierungscharakteristik aufweist, wobei ein weiches Umschalten zwischen den zwei Durchgangskanälen si­ chergestellt ist, basierend auf der Luftströmungsbegrenzungs- Funktion durch die Drossel 83 und den Volumen­ ausgleich durch die Hilfsluftkammer 68 für die Unterdruck- Aufnahmekammer 62.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der dargestellten Ausfüh­ rungsbeispielen beschränkt ist.

Zum Beispiel kann die Position der im Motorlager ausgebildeten Hilfsluftkammer auf geeignete Weise geändert werden, wie es im Hinblick auf den Aufbau des elastischen Motorlagers wünschenswert ist, so daß die derart ausgebildete Hilfsluftkammer in Verbindung mit der Unterdruck- Aufnahmekammer zur Aufnahme von Volumenänderungen der zweiten Ausgleichskammer steht.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen wird die zweite Luftkammer 168, 72, die elastische Verformungen der die Hilfsluftkammer 166, 68 teilweise abgrenzenden, dritten Mem­ bran 164, 66 gestatten soll, in Verbindung mit der Atmosphäre gehalten. Jedoch muß die zweite Luftkammer 168, 72 nicht mit der Atmosphäre verbunden sein, weil die Kammer 168, 72 ein genügend großes Volumen erhalten hat, um die elastische Ver­ formung der dritten Membran 164, 66 zu ermöglichen.

Weil die Drossel 83 in der Luftdurchgangsöffnung vor­ gesehen ist, über welche der unter der Atmosphäre liegende Druck aufgebracht wird, um Schwingungen oder Stöße, beruhend auf dem Umschalten von der ersten zur zweiten Durchgangs­ öffnung wie im zweiten Ausführungsbeispiel zu verhindern, ist die Position und der Aufbau der Drossel nicht auf die im zweiten Ausführungsbeispiel gezeigte beschränkt; sie kann auf geeignete Weise geändert oder bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Drossel für den unter der Atmo­ sphäre liegenden Druck an jeder wünschenswerten Position in der Luftdurchgangsöffnung angeordnet werden. Weiterhin kann die wie im zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzte Drossel 83 durch andere durchflußbegrenzende Mittel ersetzt werden, wie z. B. durch die Luftdurchgangsöffnung selbst, deren Durchmesser verringert wird.

Weiterhin ist die Konstruktion und die Gestalt des ersten und zweiten Durchgangskanals nicht auf die in den dargestellten Ausführungsbeispielen beschränkt; sie kann, abhängig von den geforderten Schwingungsdämpfungs- und Schwingungsisolationscharakteristika des Motorlagers auf geeignete Weise verändert werden.

Während der erste und zweite Durchgangskanal in den darge­ stellten Ausführungsbeispielen unabhängig voneinander ausge­ bildet sind, kann der erste Durchgangskanal mit der Druck­ aufnahmekammer über den zweiten Durchgangskanal verbunden sein, so daß der erste Durchgangskanal und der zweite Durchgangskanal in Serie miteinander verbunden sind.

Während die beschriebenen Ausführungsbeispiele als Motor­ lager in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, ist das beschriebene Prinzip außer bei Motorlagern gleichwertig für jedes andere fluid-gefüllte elastische Lager anwendbar, wie zum Beispiel für eine Fahrzeugrahmenlager oder ein Dif­ ferentialgetriebelager eines Fahrzeugs.

Claims (5)

1. Fluid-gefülltes elastisches Lager zum elastischen Ver­ binden zweier Bauteile mit
einem ersten Lagerbauteil (100, 10) und einem zweiten Lagerbauteil (102, 12), welche jeweils an den zwei mit­ einander zu verbindenden Bauteilen befestigt sind und welche in einer Lasteinleitungsrichtung, in der Schwingungen auf das Lager aufgebracht werden, voneinan­ der beabstandet sind,
einem elastischen Körper (104, 14), der das erste und das zweite Lagerbauteil (100, 10; 102, 12) elastisch mit­ einander verbindet und zumindest teilweise eine Druck­ aufnahmekammer (136, 38) begrenzt, welche mit einem in­ kompressiblen Fluid gefüllt ist,
einer ersten flexiblen Membran (138, 32), die eine mit inkompressiblem Fluid gefüllte erste Ausgleichskammer (140, 40) teilweise begrenzt und von einer ersten Luft­ kammer (144) trennt, wobei die erste flexible Membran (138, 32) elastisch verformbar ist, um eine Volumen­ änderung der ersten Ausgleichskaminer (140, 40) zuzulas­ sen,
einem ersten Durchgangskanal (146, 54), durch den hin­ durch die Druckaufnahmekammer (136, 38) und die erste Ausgleichskammer (140, 40) in Strömungsverbindung mitei­ nander stehen,
einer zweiten flexiblen Membran (148, 58), die eine mit inkompressiblem Fluid gefüllte zweite Ausgleichskammer (150, 60) teilweise begrenzt, wobei die zweite flexible Membran (148, 58) elastisch verformbar ist, um eine Volumenänderung der zweiten Ausgleichskammer (150, 60) zuzulassen,
einem zweiten Durchgangskanal (152, 64), durch den hin­ durch die Druckaufnahmekammer (136, 38) und die zweite Ausgleichskammer (150, 60) in Strömungsverbindung mitei­ nander stehen, wobei das Verhältnis von Quer­ schnittsfläche zu Länge des zweiten Durchgangskanals (152, 64) größer ist als das des ersten Durchgangskanals (146, 54),
einer Unterdruck-Aufnahmekammer (154, 62), welche von der zweiten Ausgleichskammer (150, 60) durch die zweite flexible Membran (148, 58) getrennt ist,
und einer Druckregeleinrichtung (158, 160, 162, 174; 84, 86, 88) zum wahlweisen Evakuieren der Unterdruck-Auf­ nahmekammer,
gekennzeichnet durch eine dritte flexible Membran (164, 66), die eine Hilfs­ luftkammer (166, 68) und eine zweite Luftkammer (168, 72) voneinander trennt, wobei die Hilfsluftkammer (166, 68) in Strömungsverbindung mit der Unterdruck-Aufnahmekammer (154, 62) steht, wobei die zweite Luftkammer (168, 72) im wesentlichen unter Atmosphärendruck steht und wobei die dritte flexible Membran (164, 66) elastisch verformbar ist, um eine Volumenänderung der Hilfsluftkammer (166, 68) und der mit letzterer verbundenen Unterdruck-Auf­ nahmekammer (154, 62) zuzulassen.

2. Fluid-gefülltes elastisches Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsluftkammer (166, 68) und die zweite Luftkammer (168, 72) in einer Trenn­ baugruppe (126, 30) ausgebildet sind, in der auch die zweite Ausgleichskammer (150, 60) und die Unterdruck- Aufnahmekammer (154, 62) ausgebildet sind, wobei die Druckaufnahmekammer (136, 38) auf einer Seite der entge­ gengesetzten Seiten der Trennbaugruppe (126, 30), nämlich auf der Seite des ersten Lagerbauteils (100, 10) ausge­ formt ist, während die erste Ausgleichskammer (140, 40) auf der anderen Seite der Trennbaugruppe (126, 30) aus­ geformt ist.

3. Fluid-gefülltes elastisches Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennbaugruppe (126, 30) eine Luftdurchgangsöffnung (172; 78, 80) aufweist, die mit der Unterdruck-Aufnahmekammer (154, 62) und der Hilfsluftkammer (166, 68) verbunden ist.

4. Fluid-gefülltes elastisches Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennbaugruppe (126, 30) eine weitere Luftdurchgangsöffnung (156; 82) aufweist, die die Druckregeleinrichtung (158, 160, 162, 174; 84, 86, 88) mit der Unterdruck-Aufnahmekammer (154, 62) ver­ bindet, wobei die weitere Luftdurchgangsöffnung (156; 82) mit der einen Luftdurchgangsöffnung (172; 78, 80) ver­ bunden ist.

5. Fluid-gefülltes elastisches Lager nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine in der Luftdurchgangsöffnung (82) angeordnete Drossel (83) zum Begrenzen der Geschwin­ digkeit des Evakuierens der Unterdruck-Aufnahmekammer (62) beim Zuführen des Unterdrucks.