DE60305223T2

DE60305223T2 - Hydroelastisches Lager, insbesondere für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE60305223T2
Application number: DE60305223T
Authority: DE
Inventors: Gianenrico Gazzoli; Claudio Vettore
Original assignee: CF Gomma SpA
Current assignee: CF Gomma SpA
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2023-02-14
Also published as: PL208625B1; ITTO20020128A1; ITTO20020128A0; EP1336771B1; DE60305223D1; EP1336771A2; EP1336771A3; PL358736A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf hydroelastische Halterungen.
Diese hydroelastischen Halterungen werden hauptsächlich für die Aufhängung von Verbrennungsmotoren in Fahrzeugen verwendet, können jedoch auch allgemein verwendet werden, wo immer es notwendig ist, ein Zwischenglied zwischen einem Vibrationselement und einer von diesem Element zu isolierenden Struktur vorzusehen.
Hydroelastische Halterungen dieses Typs umfassen im Wesentlichen einen tragenden Körper, der eine Masse von Flüssigkeit (die als Flüssigkeitssäule bekannt ist) einschließt, deren Resonanzfrequenz auf die charakteristische Resonanzfrequenz des zu dämpfenden Schwingungsmodus abgestimmt ist. Diese Flüssigkeitssäule geht zwischen zwei Räumen hin und her, die als Arbeitsraum und Expansionsraum bekannt sind, und die Flüssigkeitssäule wird in der Wand, welche die beiden Räume trennt, gebildet. Ein Hochfrequenz-Entkopplungsventil kann in dieser Wand zwischen den beiden Räumen eingefügt sein.
Bei den meisten herkömmlichen Motorhalterungen ist das Ventil unterhalb des Arbeitsraums und oberhalb des Expansionsraums angeordnet. Eine einzelne Membran schränkt die Bewegung des Fluids auf Höhe des Arbeitsraums ein. Diese Membran ist im Allgemeinen im unteren Teil der Motorhalterung angeordnet. Eine Anordnung dieses Typs ist beispielsweise aus den Patenten FR-2 467 724 und FR-2 810 712 bekannt.
Motorhalterungen, bei denen das Ventil einem Raum zugewandt ist, der mit dem Arbeitsraum in Verbindung steht, sind andererseits aus den Patenten FR-2 796 113 und FR-2 796 114 bekannt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine hydroelastische Halterung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine hydroelastische Halterung dieses Typs ist aus der US-A-5 961 103 und der US-A-5 549 283 bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer hydroelastischen Halterung, die einfach und kostengünstig herzustellen ist und die auch eine bausteinartige Struktur aufweist, welche an die Art von Vibrationselement, das zu tragen ist, angepasst werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Halterung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, erfüllt.
Eine bevorzugte, jedoch nicht einschränkend gedachte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Halterung ist;
2 eine perspektivische Ansicht der Halterung der 1 ist, und zwar betrachtet in Richtung des mit II bezeichneten Pfeils;
3 ein Längsschnitt durch die Halterung der 2 ist, und zwar entlang der Richtung des Pfeils III-III in dieser Zeichnung;
4 ein Querschnitt durch die Halterung der 2 ist, und zwar entlang der Richtung des Pfeils IV-IV in dieser Zeichnung;
5 eine Explosionsdarstellung der Halterung der 1 ist;
6 eine Explosionsdarstellung eines Elements der erfindungsgemäßen Halterung ist, welches in 5 durch den Pfeil VI angezeigt wird;
7 eine Unteransicht eines Elements der Halterung ist, welches in 6 durch den Pfeil VII angezeigt wird;
8 eine Seitenansicht des Elements der 7 ist, und zwar entlang der Richtung des Pfeils VIII in dieser Zeichnung;
9 eine Ansicht eines Details des Elements der 6 ist, das in dieser Zeichnung durch den Pfeil IX angezeigt wird und sich in einem Zustand vor der Montage befindet;
10 eine Ansicht des Details der 9 in einem Montagezustand ist;
11 eine Unteransicht eines zweiten Elements der Halterung ist, das in 5 durch den Pfeil XI angezeigt wird;
12–14 Draufsichten auf das Element der 11 sind; und
15 eine Ansicht eines Details der 14 ist, das durch den Pfeil XV angezeigt wird.
Unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 5 umfasst eine erfindungsgemäße Halterung zum Beispiel für einen Verbrennungsmotor im Wesentlichen einen Körper 10, eine Befestigungsbasis oder Basisbox 20, einen Verbindungsarm 30 und einen doppelt knieförmigen schwingungsbeschränkenden Bügel 40; all dies wird nachstehend beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 6 umfasst der Körper 10 zwei metallene Verstärkungskerne (die vorzugsweise aus Stahl oder Aluminium gefertigt sind), das heißt, einen unteren Hauptkern 110 und einen oberen rohrförmigen Zusatzverbindungskern 150. Eine elastomere Masse 50 (siehe insbesondere 3) ist zwischen den Kernen 110 und 150 eingefügt und verbindet diese.
Der untere Kern 110 (6) umfasst eine Platte 110a, die mit einem vertikalen Ring 111 in annähernd zentraler Position versehen ist. Der Ring 111 ist nach unten gewendet und besitzt einen teilweise kegelstumpfförmigen Teil 112. Diese Konfiguration ermöglicht der elastomeren Masse 50, am kegelstumpfförmigen Teil 112 innen anzuhaften (3 und 4) und erfüllt eine tragende Funktion. Wie untenstehend beschrieben, ist in diesem Bereich ein Hohlraum gebildet, der einen eine Flüssigkeit enthaltenden Arbeitsraum 60 bildet (3 und 4).
Der kegelstumpfförmige Teil 112 weist eine zylindrische Verlängerung 113 auf, welche bis in eine größere Tiefe in die Basisbox 20 eindringen kann.
Ein Flansch 114 zum Halten eines Ventils 502 (3) und ein Flansch 115 zum Halten von zumindest einer Membran erstrecken sich, wie untenstehend erläutert, horizontal von gegenüberliegenden Seiten des vertikalen Rings 111.
Der Flansch 114 weist ein Loch 116 auf, welches den Sitz für das Ventil 502 bildet. Die Form dieses Lochs 116 ist solcherart berechnet, um einen Querschnitt zu schaffen, der eine Verringerung der Steifigkeit bei der akzeptablen Vibrationsfrequenz erzielen kann.
Der Flansch 114 umfasst auch einen Vorsprung 117. Dieser Vorsprung 117 weist ein Durchgangsloch oder eine Öse 118 auf, das bzw. die das Vernieten eines Bolzens 214 ermöglicht (in 12–14), der in der Basisbox 20 integriert ist, wie weiter untenstehend beschrieben wird.
Die horizontale Platte 110a kann auch eine (nicht dargestellte) Mehrzahl von Durchgangslöchern aufweisen.
Der andere diametral entgegengesetzte Flansch 115 des Hauptkerns 110 umfasst zwei Streifen 119 und 120, die lotrecht zur Basisbox 20 hin gebogen sind. Diese Streifen weisen Öffnungen 121 und 122 auf. Eine Vertiefung 123 ermöglicht das Einführen einer (nicht dargestellten) Befestigungsschraube zum Befestigen der Halterung an einer tragenden Struktur wie z.B. am Aufbau oder an der Karosserie eines Fahrzeugs.
Alle Oberflächen des Hauptkerns 110 sind mit einem Elastomer bedeckt, um die endgültige Undurchlässigkeit der Einheit sowie Korrosionsbeständigkeit sicherzustellen.
Wie untenstehend beschrieben, ist ein durch Ziehen des Hauptkerns 110 hergestellter und der Basis 20 zugewandter Streifen 124 (6) dazu bestimmt, einen Puffer 505 zur Einschränkung von Transversalschwingungen des Fahrzeugmotors zu tragen (4).
Dieser Streifen 124 schränkt auch die vertikalen Bewegungen des Arms 30 ein, indem er den Belastungen eines mit dem oberen Hohlkern 150 verbundenen Puffers 509 standhält (4).
Der rohrartige Verbindungskern 150 ermöglicht das Verbinden der elastomeren Masse 50 mit einem Element, das von der restlichen Struktur, insbesondere vom Motor, zu isolieren ist. Dieser aus Stahl, Gusseisen oder Aluminium gefertigte Hohlkern 150 weist eine Parallelepipedform auf. Er ist mit Elastomermaterial bedeckt und trägt schwingungsbeschränkende Puffer 506–508, die untenstehend detaillierter beschrieben werden.
Die Außenfläche 151 dieses Kerns 150 ist dazu bestimmt, den Puffer 506 in Bezug auf eine Vorwärtsbewegung z.B. des Fahrzeugs festzuhalten; die Vorderseite 152 soll den Puffer 507 für eine Rückwärtsbewegung festhalten; die obere Fläche 153 des Kerns ist dazu bestimmt, den Puffer 508 zwecks einer Einschränkung vertikaler Streckschwingungen festzuhalten.
Der Hohlkern 150 kann auch einen zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Fortsatz 154 aufweisen. Dieser Fortsatz 154 ist unterhalb des Kerns 150 angeordnet und kann durch Schweißen an diesem angebracht oder durch Ziehen hergestellt werden. Der Fortsatz 154 hat die Funktion, die Steifigkeit des Körpers 10 in Hinblick auf Scherspannungen zu erhöhen.
Ein im Kern 150 definiertes zentrales Rohr 155 ermöglicht eine Verkoppelung mit dem Verbindungsarm 30. Diese Verkoppelung ist starr. Das Rohr 155 kann während der Überformung des Kerns 150 mit Elastomermaterial ausgekleidet werden.
Die elastomere Masse 50 verbindet den unteren Kern 110 mit dem Hohlkern 150 und erfüllt dabei eine tragende Funktion, filtert Vibrationen und stellt die Dichtheit der hydroelastischen Halterung sicher.
Die tragende Funktion wird aufgrund eines konischen Teils 501 der elastomeren Masse 50 erzielt, welcher den unteren Kern 110 mit dem oberen Kern 150 verbindet. Dieser Teil 501 ist hohl und hilft dabei, in seinem Inneren den Arbeitsraum 60 abzugrenzen, der untenstehend detaillierter beschrieben wird.
Der untere Kern 110 ist vollständig mit Elastomermaterial bedeckt. Seitlich von diesem Kern, der den Flansch 114 aufweist, befindet sich ein (beispielsweise in 7 gezeigtes) Ventil 502, das innerhalb des Sitzes 116 angeordnet ist. Das Ventil 502 ist durch eine elastomere Masse gebildet, deren Dicke gemäß der erforderlichen Druckdichtung bestimmt wird. An seiner Oberseite hat das Ventil relativ zur Außenfläche der auf der horizontalen Platte 110a angeordneten elastomeren Schicht eine Vertiefung, die eine Tiefe von etwa 1 mm aufweist. Somit ist ein Betriebsspielraum geschaffen. Der Querschnitt des Ventils 502 ist solcherart, dass das Produkt dieses Querschnitts und des Spielraums etwas geringer ist als das Produkt des Querschnitts des Kolbens, der dem Körper 10 entspricht, und der Erregungsamplitude im Vibrationsfrequenzbereich, in dem die dynamische Steifigkeit zu reduzieren ist.
Seitlich vom Kern 110, der den Flansch 115 aufweist, befinden sich Membrane 503 und 503, die durch Formung hergestellt wurden. Diese Membrane sind einem Expansionsraum 70 zugewandt (der untenstehend beschrieben wird) und weisen eine gewellte Form auf, die sich entfalten kann, ohne die Steifigkeit der Druckdichtung zu erhöhen, wenn die Flüssigkeit vom Arbeitsraum 60 in den Expansionsraum 70 wechselt. Gemäß dem Typ der zu isolierenden Struktur kann sogar eine einzige Membran mit einem größeren Querschnitt genügen.
Die Membrane 503 und 504 sind in den Sitzen 121 und 122 des unteren Kerns 110 angeordnet.
Ein Puffer 505 für Transversalschwingungen ist über den Streifen 124 geformt. Die Form dieses Puffers 505 ist hinsichtlich der gewünschten Flexibilitätskurve angepasst. Im Allgemeinen wird diese Form festgelegt, um die Transversalschwingungen des Motors auf etwa 10 mm einzuschränken.
Der rohrförmige Verbindungskern 150 trägt weitere Puffer. Der Bereich 151 trägt den Puffer 506 für eine Vorwärtsbewegung, und der Bereich 152 trägt den Puffer 507 für eine Rückwärtsbewegung. Der obere Bereich 153 trägt andererseits den Puffer 508 für eine Rückstoß- oder Streckbewegung.
Im Allgemeinen beschränken sich die Schwingungen der Motoren auf Ebenen, die nicht Querebenen sind, auf etwa 20 mm.
Ein kompressionsbeschränkender Puffer 509 wird durch Formung in einer vertikalen Anordnung gebildet (die beispielsweise in 9 dargestellt ist), um seine Formung zu erleichtern. Er ist am Hohlkern 150 befestigt, und zwar mittels eines biegsamen Streifens 510 dieses Kerns. Nach der Montage des Verbindungsarms 30 im Kern 150 wird der Puffer 509 in einer (in 10 gezeigten) horizontalen Position angeordnet und besitzt aufgrund des Zusammendrückens der elastomeren Masse 509 zwischen dem horizontalen Metallteil des Streifens 124 und der unteren Fläche des Verbindungsarms 30 eine dämpfende Wirkung (siehe 4).
Der Ring 111 ist ebenfalls mit einer Beschichtung aus Elastomermaterial bedeckt, die einen (beispielsweise in 3 und 4 gezeigten) Kanal 80, der innerhalb der Basisbox 20 gebildet ist, definiert und lecksicher macht. Dieser Kanal 80 verbindet die Räume 60 und 70.
Wie in den 7 und 8 gezeigt, umfasst diese Beschichtung einen dickeren Teil 511, der einen Abschnitt von etwa drei Vierteln des Umfangs des Rings 111 bedeckt, und einen dem Ventil 502 zugewandten gerieften Abschnitt 512. Der Bereich 511 (4) grenzt das obere Ende des Kanals 80 ab, und zwar in einem Pfad, der sich entlang zweier horizontaler Ebenen, d.h. einer oberen Ebene 514 und einer unteren Ebene 515, erstreckt.
Wie untenstehend detaillierter erläutert, zwingt ein durch Formung hergestellter, aus Elastomermaterial gefertigter Zahn 516 (8) das durch den Kanal 80 zirkulierende Fluid zu einem Wechsel der Ebene oder Stufe während seiner Bewegung im Inneren der Basisbox 20. Eine Vertiefung 517 des aus Elastomermaterial gefertigten Teils 511 bildet das untere Ende eines vertikalen Abschnitts des Kanals 80 und den Eingang zu einem unteren horizontalen Abschnitt dieses Kanals. Die Vertiefung 517 ist im Bereich einer vertikalen Rille 207 der Box 20 angeordnet (14 und 15).
Die Kontinuität des Fluidkanals wird somit durch Montage des Körpers 10 an der Befestigungsbasis 20 erzielt.
Ein vertiefter Abschnitt 518 (8) der elastomeren Beschichtung des Rings 111 ermöglicht einen gleichmäßigen Fluidfluss vom Arbeitsraum 60 zu einem unterhalb des Ventils 502 angeordneten Raum 212, was untenstehend detaillierter beschrieben wird.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 11–15 kann die Befestigungsbasis 20 durch Formen oder Gießen aus Aluminium oder aus einem spritzgegossenen thermoplastischen Material gefertigt werden. Die Basis weist eine Parallelepipedform auf und besitzt an ihren Enden Durchgangslöcher 201, 202 und 203 für Schrauben zum Befestigen der Halterung an einer tragenden Struktur.
Die Basis oder Box 20 umfasst in ihrem Zentrum ein Gehäuse 204 für den zentralen Teil 111 des Befestigungskörpers 10.
Der Expansionsraum 70 ist an einem Ende der Basis 20 gebildet und mit dem Arbeitsraum 60 verbunden, und zwar mittels einer Öffnung 205, die in der Seitenwand des Gehäuses 204 und angrenzend an ein Ende eines gebogenen Bords 206 gebildet ist, welches, wie aus der nachfolgenden Beschreibung klarer hervorgeht, bei der Abgrenzung des Kanals 80 mitwirkt.
Der Querschnitt und die Länge des Kanals 80 können an die Dämpfungs- und Frequenzanforderungen angepasst werden, welche notwendig sind, um Schwingungsarten oder Bewegungen zu verhindern, die durch das Flattern des Motors hervorgerufen werden.
Der Kanal 80 (3 und 4) ist durch den Abschnitt 511 der elastomeren Beschichtung am oberen Ende und an der radial inneren Seite abgegrenzt und durch die Basis oder Box 20 am unteren Ende und an der radial äußeren Seite abgegrenzt.
Wenn das Fluid den Expansionsraum 70 verlässt, kann es durch die Öffnung 205 in den Kanal 80 treten und strömt dann entlang des Bords 206 einen im Wesentlichen halbkreisförmigen, gebogenen Pfad entlang, bevor es durch die vertikale Rille 207 (welche den vertikalen Abschnitt des Kanals 80 abgrenzt) in eine untere Rille hinabströmt, die in der Basis 20 gebildet ist und den unteren horizontalen Abschnitt des Kanals 80 abgrenzt. Die Flüssigkeit kann dann durch das Ausgangsende 209 der Rille 208 in den Arbeitsraum 60 treten.
Das Bord 206 und die Rille 208 sind im Bereich der Rille 207 miteinander verbunden, und an dieser Stelle ist der elastomere Zahn 516 (7, 14 und 15) in Kontakt mit einem Lager 215 angeordnet, welches sich auf einer Seite der Rille 207 befindet.
In der Basiswand des Gehäuses 204 der Basis 20 ist ein sich nach außen erstreckender Vorsprung 211 gebildet, der an der Seite, die dem Raum 60 zugewandt ist, einen Kanal 210 definiert, welcher dem Fluid das freie Zirkulieren zwischen dem Raum 60 und dem Raum 212 ermöglicht.
Der Raum 212, der sich unterhalb des Ventils 502 befindet, wird untenstehend als Ventil- oder Entkopplungsraum bezeichnet. In diesem Raum oder Hohlraum können sich (nicht dargestellte) vertikale kerzenartige Vorsprünge zum Einschränken der Abwärtsbewegungen des Ventils 502 befinden, welche während der Formung der Box 20 hergestellt werden. Die Anzahl und der Querschnittsbereich eines jeden solchen Vorsprungs hängen von der Steifigkeit des Ventils 502 ab.
Um das Gehäuse 204 herum, das in der Basis 20 für den Ring 111 des Hauptkerns 110 vorgesehen ist, befinden sich Klammerabschnitte 216 (12). Diese Abschnitte, von denen es in der dargestellten Ausführungsform vier an der Zahl gibt, ragen in Bezug auf die Oberseite der Basis oder Box 20 hervor. Im Allgemeinen kann die Anzahl der Abschnitte in Abhängigkeit von der Kraft festgelegt werden, die zum Festklemmen des Körpers 10 an der Basis oder Box 20 erforderlich ist.
Der obere Bereich der Box 20 umfasst einen vertieften Abschnitt 213, welcher der Form des Umfangsflansches 114 der Platte 110a des Körpers 10 entspricht.
Ein Nietbolzen 214 (oder eine Öse) kann außerhalb des Ventilraums 212 in der Basis 20 vorgesehen sein (14 und 15).
Der Expansionsraum 70 ist in der Box 20 an der dem Ventilraum 212 gegenüberliegenden Seite definiert. Der Raum 70 erstreckt sich zwischen dem Gehäuse 204 für den Ring 111 und dem Befestigungsloch 201. Genutete Führungen 217 und 218 können die Streifen 119 und 120 der Platte 110a, welche die Membranen 503 und 504 tragen, beherbergen.
Die Form der Führungen 217, 218 entspricht daher jener der gummierten Streifen 119, 120. Ein Überschuss an Elastomer und eine Verjüngung der Führungen ermöglichen, dass in der letzten Montagestufe Dichtheit erzielt wird.
In der Basis oder Box 20 befindet sich auch ein weiterer Nietbolzen 219, der dem bereits beschriebenen ähnelt und ebenfalls dabei helfen kann, Dichtheit zu gewährleisten. Ebenso können lokal angeordnete Klemmrippen vorhanden sein.
Wenn die Basis 20 aus thermoplastischem Material besteht, können (nicht dargestellte) Metallklammern vorgesehen sein, um beim Aufschrauben der Halterung auf die zu isolierende, tragende Struktur Dichtheit zu gewährleisten. Diese Klammern oder Ringe können darübergeformt oder durch Ultraschall oder andere Techniken montiert werden.
Nietringe 220, 221 und 222, die an den Befestigungslöchern 201–203 der Halterung zentriert und durch Formung hergestellt werden, ragen aus der Oberseite der Box 20.
Deren Höhe ist geringer als die Dicke der Platte 110a, die den unteren Kern 110 des Körpers der Motorhalterung bildet, oder entspricht dieser.
Unter Bezugnahme auf 2 ist der Verbindungsarm 30 beispielsweise ein aus Formstahl oder Gusseisen, gezogenem Blech oder Aluminium gefertigtes Metallteil und umfasst einen Abschnitt 301 zur Fixierung am Motor und einen Abschnitt 302, der dafür geeignet ist, am rohrförmigen Verbindungskern 150 der Halterung angekoppelt oder darin eingebaut zu werden.
Das Festklemmen des Kerns 150 am zapfenartigen Abschnitt 302 des Verbindungsarms 30 stellt sicher, dass der Abschnitt 302 in der richtigen Position gehalten wird. Der an der Innenseite des Hohlkerns 150 geformte Gummi nimmt Herstellungstoleranzen des zapfenartigen Abschnitts 302 des Arms 30 auf.
Im Abschnitt 301 des Arms 30 sind Befestigungslöcher 303, 304, 305 vertikal gebildet. Anzahl und Größe dieser Löcher hängen von den Abmessungen der Befestigungsschrauben und von den Belastungen, denen standzuhalten ist, ab.
Ein (in 4 dargestellter) vertikaler Vorsprung 306, der sich unterhalb des Arms 30 im Befestigungsbereich erstreckt, schränkt die Querbewegungen des Motors ein und überträgt dabei die Belastungen auf den elastomeren Puffer 505.
Zähne 307 (2), die durch Formen oder Ziehen im Arm 30 hergestellt werden, gewährleisten die Querpositionierung des Arms 30 im Hohlraum 150.
Unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 5 ist der schwingungsbeschränkende Bügel 40 beispielsweise ein aus gezogenem Stahl oder geformtem Aluminium gefertigtes Element. Dessen Funktion besteht darin, den Belastungen des Antriebsmoments während einer Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung mit Hilfe der elastomeren Puffer 506 und 507 sowie vertikalen (nach oben gerichteten) Streckschwingungen mit Hilfe des elastomeren Puffers 508 standzuhalten. Dieser Bügel besitzt Durchgangslöcher für Schrauben, welche denen der Basis 20 entsprechen.
Der Bügel 40 schränkt die Aufwärtsschwingungen des Ventils 502 ein (3) und kann eine lokale Verformung des Bereichs 46, auf dem das Ventil aufruht, aufweisen (gezeigt in 3), um eine fortschreitende Bewegung zu ermöglichen. Diese Verformung kann direkt durch Ziehen erzeugt werden.
Zur Sicherstellung einer Belastungsresistenz umfasst der Bügel 40 vorzugsweise Verstärkungsflansche 44 und 45 (5), die an seinen Seitenkanten anstoßen.
Der Bügel 40 kann auch (nicht dargestellte) geschweißte Befestigungsmuttern umfassen, deren Anzahl von den Designcharakteristika des Fahrzeugs abhängt.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 sieht die Herstellung der erfindungsgemäßen Halterung anfänglich die Herstellung des Körpers 10 der Motorhalterung durch Überformen eines Elastomers vor, welches dazu gebracht wird, am unteren Kern 110 und am Hohlkern 150 anzuhaften. Der Körper 10 der Halterung wird danach mit der Basis 20 verkoppelt, wobei die Bolzen 214 und die Löcher 118 des unteren Kerns 110 als Führungs- und Nietelemente verwendet und die Klammerabschnitte 216 an der Oberseite der Platte 110a des Körpers 10 zusammengefaltet werden. Dieser Arbeitsvorgang kann untergetaucht ausgeführt werden (durch eine sogenannte Montage in einem Bassin) oder durch Entleeren der Hohlräume und anschließendes Einsaugen des Fluids in diese, und zwar aufgrund des verringerten Drucks, der somit erzeugt wurde, wobei eine Dichtungskugel oder -niete hinzugefügt wird, um die Dichtung zu vervollständigen.
Der schwingungsbeschränkende Bügel 40 wird danach an der Körper-Box-Einheit 10–20 platziert, indem die Ringe 220, 221 und 222 der Basis 20 dazu gebracht werden, sich mit den Löchern 41, 42 und 43 des Bügels 40 zu decken, und die Ringe 220, 221 und 222 werden solcherart vernietet oder konisch erweitert, um die beiden Bestandteile aneinander festzuklammern. Der Zusammenbau ist rein für den Transport und für die verschiedenen Arbeitsgänge vor dem Einbau im Fahrzeug erforderlich. Schließlich sorgt das Anschrauben am Aufbau des Fahrzeugs für das Festklemmen des Bügels 40 an der Körper-Box-Einheit 10–20, und der Verbindungsarm 30 wird im Inneren des rohrförmigen Verbindungskerns 150 befestigt.
Eine alternative Lösung kann das direkte Überformen des elastomeren Materials am Verbindungsarm 30 vorsehen, welcher direkt die schwingungsbeschränkenden Puffer in Bezug auf eine Vorwärtsbewegung, Rückwärtsbewegung, Kompression und Verstreckung trägt.
Infolge von Vibrationen fließt die Flüssigkeit in der Halterung im Allgemeinen zwischen dem Arbeitsraum 60 und dem Expansionsraum 70 hin und her, und zwar in Abhängigkeit von der Erregung, die vom Motor übermittelt wird.
Nun werden insbesondere zwei verschiedene Situationen beschrieben.
Die erste Situation bezieht sich auf eine typische Betriebsart des Motors an seinen Halterungen. Die Erregungsamplitude liegt in der Größenordnung von einem Millimeter und wird von der Straße übertragen. Der entsprechende Kolben, der durch den konischen Abschnitt des elastomeren Körpers 10, der zwischen dem rohrförmigen Verbindungskern 150 und dem unteren Kern 110 angeordnet ist, gebildet wird, bewirkt die Übertragung eines Flüssigkeitsvolumens vom Arbeitsraum 60 in den Expansionsraum 70 und umgekehrt durch den Kanal 80. Dieses Volumen entspricht dem Querschnitt, der zu dem Kolben äquivalent ist, welcher durch den Körper 10 gebildet wird, multipliziert mit der Erregungsamplitude. Dieses übertragene Volumen ist viel größer als jenes, das vom Ventil 502 angenommen wird und dem Querschnitt des Ventil, multipliziert mit dessen möglicher Bewegung (übereinstimmend mit dessen Spielraum), entspricht. Das Ventil kommt daher an der Innenseite des Abschnitts 46 des Bügels 40 zu liegen, und die Flüssigkeitssäule füllt folglich den Hohlraum 212.
Die Dämpfungsresonanz kann durch Anpassung der Länge und des Querschnitts des Kanals 80 verringert werden. Anders ausgedrückt, die Masse 50, die sich in Bewegung befindet, wird verändert, wobei berücksichtigt wird, dass es keinen Fluidfluss mehr gibt, wenn die Resonanz erreicht wird. Dies führt zu einer Erhöhung der Steifigkeit des Aufbaus, um eine Steifigkeit zu erzielen, die der tragenden Steifigkeit entspricht, welche um die druckabdichtende Steifigkeit des Mantels des Arbeitsraums erhöht ist.
Die zweite Situation bezieht sich auf den „Brumm"-Zustand. In diesem Fall ist die Erregungsamplitude schwächer, und zwar solcherart, dass die Bewegung bei einer Frequenz von 80 bis 200 Hz beispielsweise etwa ± 0,1 mm beträgt. Es handelt sich dabei um die stationäre Antriebserregung ohne plötzliche Veränderungen der Belastung. Wenn die Resonanz des Kanals, die in einer Größenordnung von 9–11 Hz liegt, passiert wurde, ist diese Resonanz nicht mehr aktiv, da es keinen Fluidfluss mehr gibt. Andererseits wird das Fluid durch den Kolben stets in kleinsten Volumen übertragen. Für diesen Betriebsbereich wird sichergestellt, dass das übertragene Volumen geringer ist als jenes, das aufgrund des Spielraums des Ventils 502 zulässig ist. Somit wird im Bereich leiser Motorengeräusche eine hydraulische Entkopplung, das heißt, eine Verringerung der auf den Aufbau (das Fahrgestell) übertragenen Steifigkeit, erzielt.
Da die Membrane 503, 504 und das Ventil 502 in der elastomeren Masse, welche den Dämpfungskörper 10 überzieht, integriert sind, ist die Anzahl der Bestandteile, wie zu erkennen ist, wesentlich reduziert, und da dieser Körper alle Räume und die in der Basisbox 20 gebildeten Verbindungsrohre verschließen kann, ist es möglich, die Körper-Basis-Box-Einheit 10–20 mit Fluid zu füllen und hermetisch zu verschließen, bevor die Montage der Motorhalterung beendet ist. Diese Charakteristika erleichtern die Automatisierung des Herstellungsprozesses und senken folglich dessen Kosten.
Da die Hauptbestandteile der Motorhalterung separat hergestellt werden können, da sie strukturell getrennt sind, wird überdies gemäß der Erfindung eine bausteinartige Struktur erzielt, welche leicht an den Typ des zu tragenden Motors angepasst werden kann.

Claims

Hydroelastische Halterung zum Einfügen zwischen einem ersten, zu tragenden Vibrationselement und einem zweiten, vom ersten Element zu isolierenden, tragenden Element, insbesondere zur Verbindung einer Antriebseinheit mit einem Fahrzeugaufbau, wobei die Halterung Folgendes umfasst: – einen Körper (10), umfassend einen starren oberen Teil (30, 150) und einen starren unteren Teil (110), die durch eine Masse (50) von elastischem Material, insbesondere Elastomermaterial, verbunden sind, wobei der obere Teil dazu bestimmt ist, mit dem zu tragenden Element verbunden zu sein; – einen Mantel (20, 40), der dazu bestimmt ist, mit dem tragenden Element verbunden zu sein, und ein Gehäuse (204) für den Körper (10) bildet; und – Dämpfungsmittel (60, 70, 80; 212; 501–504) zum Dämpfen der Bewegungen des oberen Teils (30, 150), wobei die Dämpfungsmittel einen Haupthohlraum oder Arbeitsraum (60) und zumindest einen Zusatzhohlraum (70; 212) umfassen, die miteinander kommunizieren, mit Flüssigkeit gefüllt sind und mit elastisch verformbaren Wänden (501; 502; 503, 504) versehen sind, wobei zumindest eine verformbare Wand (501) des Haupthohlraums (60) mit dem oberen Teil (30, 150) des Körpers (10) verbunden ist; wobei der Körper (10) als Abdeckung gebildet ist, die solcherart an einem Unterteil (20) des Mantels (20, 40) angekoppelt ist, um die Hohlräume (60, 70; 212) hermetisch zu verschließen, wobei der untere Teil (110) des Körpers (10) mit einem Teil der Masse (50) von elastischem Material beschichtet ist, welche in integrierender Weise die verformbaren Wände (502; 503, 504) des zumindest einen Zusatzhohlraums (70; 212) bildet; dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zusatzhohlraum Folgendes umfasst: – einen ersten Zusatzhohlraum (212), der sich in der Nähe des einen Endes des Unterteils (20) des Mantels befindet und am oberen Ende mit einem Ventilkörper (502) versehen ist, welcher in der am unteren Teil (110) des Körpers (10) gebildeten, elastischen Masse (50) integriert ist, wobei der Ventilkörper (502) infolge eines Flüssigkeitsaustausches zwischen dem Haupthohlraum (60) und dem ersten Zusatzhohlraum (212) nur beschränkte Bewegungen in Bezug auf einen Ruhezustand ausführen kann; und – einen zweiten Zusatzhohlraum oder Expansionsraum (70), der sich in der Nähe des gegenüberliegenden Endes des Unterteils (20) des Mantels befindet und zumindest eine elastisch verformbare Wand (503, 504) aufweist, die dafür geeignet ist, Veränderungen des Volumens des Expansionsraums (70) zu ermöglichen, welche größer sind als jene, die durch den Ventilkörper (502) für den ersten Zusatzhohlraum (212) ermöglicht werden.
Halterung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Kommunikation zwischen dem Haupthohlraum (60) und dem ersten bzw. dem zweiten Zusatzhohlraum (212; 70) durch ein erstes Rohr bzw. durch ein zweites Rohr (210, 512, 518; 80) erfolgt, wovon das erste Rohr (210, 512, 518) einen größeren Querschnitt als das zweite Rohr (80) aufweist.
Halterung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil (110) des Körpers (10) im Wesentlichen flach ist und zwischen dem Unterteil (20) und einem Anschlagteil (40) eingefügt ist, welcher eine Fläche zum Einschränken der Bewegungen des oberen Teils (30, 150) des Körpers (10) in Bezug auf den Mantel (20, 40) definiert, wobei der Anschlagteil (40) vom Unterteil (20) getrennt und daran fixierbar ist.
Halterung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Anschlagteil (40) im Wesentlichen um einen doppelt knieförmigen Bügel handelt.
Halterung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil (110) des Körpers (10) einen Ringteil (111) umfasst, der sich zum Unterteil (20) erstreckt, zum Begrenzen des Arbeitsraums (60) in seinem Inneren fähig ist und mit einer Außenfläche (511, 514, 515) versehen ist, die in einer solchen Weise geformt ist, um mit einer Innenwand (206, 207, 208) des Unterteils (20) das Verbindungsrohr (80) zwischen dem Expansionsraum (70) und dem Arbeitsraum (60) zu bilden.
Halterung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil (110) des Körpers (10) einen plattenartigen Körper (110a) umfasst, der mit zumindest einem Abschnitt (119, 120) versehen ist, welcher im Wesentlichen lotrecht dazu gebogen ist, wobei der gebogene Abschnitt (119, 120) dafür geeignet ist, die zumindest eine elastisch verformbare Wand (503, 504) des Expansionsraums (70) zu tragen, und in einem entsprechenden, im Unterteil (20) gebildeten, genuteten Sitz (217, 218) eingesetzt werden kann, um den Expansionsraum (70) zu umschließen.
Halterung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine gebogene Abschnitt (119, 120) des unteren Teils (110) des Körpers (10) ein Paar von streifenähnlichen Abschnitten (119, 120) umfasst, die an gegenüberliegenden Seiten des Expansionsraums (70) angeordnet sind.
Halterung gemäß Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der genutete Sitz (217, 218) des Unterteils (20) solcherart geformt ist, um einen Eingriff des zumindest einen gebogenen Abschnitts (119, 120) des unteren Teils (110) des Körpers (10) zu ermöglichen, um eine hermetische Abdichtung zwischen dem genuteten Sitz (217, 218) und dem gebogenen Abschnitt (119, 120) zu erzielen.
Halterung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterteil (20) eine Mehrzahl von Vorsprüngen (214, 216, 219, 220, 221, 222) umfasst, die dafür geeignet sind, mit dem plattenartigen Abschnitt (110a) des unteren Teils (110) des Körpers (10) vernietet zu werden, um zwecks eines hermetischen Verschließens des Körpers (10) am Unterteil (20) zusammenzuwirken.