DE10316283A1

DE10316283A1 - Schaltbares Topflager

Info

Publication number: DE10316283A1
Application number: DE2003116283
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Kaiser
Original assignee: Trelleborg Automotive Technical Centre GmbH
Current assignee: Trelleborg Automotive Germany GmbH
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2004-10-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zweikammer-Motorlager (10) mit hydraulischer Dämpfung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer kegelförmigen, einen Lagerkern (15) abstützenden Tragfeder (11), die in ein oben offenes, topfförmiges Gehäuse (24) eingesetzt ist, wobei sich die Tragfeder (11) zur Bodenplatte (25) öffnet und zwischen der Innenseite der Tragfeder (11) und der Bodenplatte (25) eine Arbeitskammer (12) begrenzt, wobei die Außenseite der Tragfeder (11) und die Gehäuseseitenwand (22) eine Ausgleichskammer (13) begrenzen, die an der offenen Seite des topfförmigen Gehäuses (24) von einer volumenweichen, gummielastischen Membran (16) abgeschlossen ist und bei dem Arbeitskammer (12) und Ausgleichskammer (13) über einen Überströmkanal (14) miteinander in Verbindung stehen. Um die Entkopplungsmembran (17) schaltbar auszubilden, ist in der Bodenplatte (25) eine die Arbeitskammer (12) begrenzende Entkopplungsmembran (17) angeordnet, der eine Schalteinrichtung (20; 26; 28, 30) zugeordnet ist. Dadurch kann die Entkopplung blockiert werden, wodurch das Dämpfungsverhalten des Motorlagers (10) besser an die Betriebsbedingungen des Fahrzeuges angepasst werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweikammer-Motorlager mit hydraulischer Dämpfung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer kegelförmigen, einen Lagerkern abstützenden Tragfeder, die in ein oben offenes, topfförmiges Gehäuse eingesetzt ist, wobei sich die Tragfeder zur Bodenplatte öffnet und zwischen der Innenseite der Tragfeder und der Bodenplatte eine Arbeitskammer begrenzt, wobei die Aussenseite der Tragfeder und die Gehäuseseitenwand eine Ausgleichskammer begrenzen, die an der offenen Seite des topfförmigen Gehäuses von einer volumenweichen, gummielastischen Membran abgeschlossen ist und bei dem Arbeitskammer und Ausgleichskammer über einen Überströmkanal miteinander in Verbindung stehen.
Zweikammer-Motorlager werden zur Schwingungsdämpfung des Motors in Kraftfahrzeugen verwendet. Die vom Motor verursachten Schwingungen werden hierbei durch die Schwingungen der Flüssigkeitssäule im Überströmkanal gedämpft, der die Arbeitskammer und die Ausgleichskammer verbindet.

Ein solches Motorlager ist aus der EP 0253373 B1 bekannt. Bei diesem topfförmigen Motorlager weist das Gehäuse annähernd die gleiche Höhe auf, wie die kegelförmige Tragfeder. Die Arbeitskammer wird durch die Tragfeder begrenzt und ist über einen Überströmkanal am Fuss der Tragfeder mit der Ausgleichskammer verbunden, die zwischen der Aussenseite der Tragfeder und der Gehäuseseitenwand angeordnet ist. Die Ausgleichskammer wird durch eine Membran an der offenen oberen Seite des topfförmigen Gehäuses verschlossen. Bei dem bekannten Motorlager ist eine Entkopplungs membran in die partiell dünnwandigere Tragfeder integriert. Dieses Motorlager ist in seiner Empfindlichkeit nicht veränderbar, so dass keine Anpassung an veränderte Betriebszustände vorgenommen werden können.

Aufgabe ist es deshalb ein Zweikammer-Motorlager anzugeben, welches eine niedrige Bauhöhe aufweist und gleichzeitig in seinem Dämpfungsverhalten schaltbar ausgebildet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Zweikammer-Motorlager der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in der Bodenplatte eine die Arbeitskammer begrenzende Entkopplungsmembran angeordnet ist, der eine Schalteinrichtung zugeordnet ist.

Durch die Anordnung der Entkopplungsmembran in der Bodenplatte der Arbeitskammer mit einer zugeordneten Schalteinrichtung wird es ermöglicht, das Zweikammer-Motorlager in seinem Dämpfungsverhalten zu verändern. Die in der Bodenplatte angeordnete Entkopplungsmembran ist von aussen gut zugänglich, so dass keine aufwendigen konstruktiven Massnahmen zur Schaltbarkeit der Entkopplungsmembran vorgenommen werden müssen. Die Entkopplungsmembran ist randseitig in der Bodenplatte fixiert und abgedichtet, so dass die hydraulische Flüssigkeit nicht aus der Arbeitskammer austreten kann. Die Entkopplungsmembran ist als elastische Gummimembran ausgebildet und in einem Entkopplungskäfig angeordnet. Dieser Entkopplungskäfig begrenzt die Arbeitskammer auf der Seite der Bodenplatte und weist an der zur Arbeitskammer zugewandten Seite Öffnungen auf, durch die die hydraulische Flüssigkeit hindurchströmen kann. Auf der zum Bodengehäuse zugewandten Seite sind ebenfalls Öffnungen angeordnet, die ein Austreten der verdrängten Luft und somit eine Bewegung der Entkopplungsmembran ermöglichen. Durch diese Anordnung wird ein Schalten der Entkopplungsmembran in dem Entkopplungskäfig zwischen wenigstens zwei Positionen ermöglicht. In einer ersten Position ist die Entkopplungsmembran frei beweglich, wobei sich die Entkopplungsmembran typischerweise während des Fahrbetriebes in dieser frei beweglichen Position befindet. Hochfrequente Schwingungen mit kleiner Amplitude werden von der Entkopplungsmembran aufgenommen. Bei grösseren Amplituden, wie sie beispielsweise im Leerlaufbetrieb auftreten, legt sich die Entkopplungsmembran an die Käfigwand an, wodurch eine hydraulische Dämpfung erzeugt wird.

Es lässt sich somit ein Zweikammer-Motorlager realisieren, welches aufgrund der Anordnung der Arbeits- und Ausgleichskammer auf gleicher Höhe eine niedrige Bauhöhe aufweist und darüber hinaus durch die erfindungsgemässe Anordnung der Entkopplungsmembran in seinem Dämpfungsverhalten in einfacher Weise schaltbar ausgebildet ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Schalteinrichtung als Luftkammer ausgebildet, die durch ein Bodengehäuse begrenzt ist. Das Bodengehäuse ist unterhalb des Gehäuses des Motorlagers angeordnet und begrenzt die Luftkammer. Durch Erzeugen eines Unterdrucks oder eines Vakuums in dieser Luftkammer kann die Entkopplungsmembran aus ihrer freibeweglichen Position heraus in die blockierte Position in Richtung der Luftkammer bewegt werden, so dass sie auf dem Boden des Entkopplungskäfigs anliegt und sie somit in ihrer Beweglichkeit blockiert ist.

Dieses Bodengehäuse weist vorteilhaft einen Vakuumanschluss auf, an den ein Unterdruck oder eine Vakuumpumpe anschliessbar sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Schalteinrichtung als elektromagnetische Spulenvorrichtung ausgebildet, die mit einer magnetisierbaren Entkopplungsmembran zusammenwirkt. In dieser Ausführungsform ist unterhalb des Entkopplungskäfigs eine elektromagnetische Spulenvorrichtung angeordnet, die mittels eines elektrischen Signals ansteuerbar ist. Um die Entkopplungsmembran mit der elektromagnetischen Spulenvorrichtung zu schalten, ist die Entkopplungsmembran magnetisierbar ausgebildet. Dazu kann die Entkopplungsmembran beispielsweise metalli sche Einlagen aufweisen, die dann mit dem Magnetfeld der elektromagnetischen Spulenvorrichtung zusammenwirken und eine Veränderung der Position der Entkopplungsmembran in dem Entkopplungskäfig bewirken. Die elektromagnetische Schalteinrichtung lässt sich besonders Platz sparend realisieren.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Schalteinrichtung als eine ansteuerbare Zugvorrichtung ausgebildet, die an der Entkopplungsmembran angelenkt ist. Dazu ist vorteilhafterweise an der Entkopplungsmembran ein Zugband angelenkt, welches über eine Umlenknase geführt wird und von einem Stellglied betätigt wird. Dieses Stellglied kann elektrisch oder elektromagnetisch ausgebildet sein und ist ausserhalb des Gehäuses des Motorlagers angeordnet. Diese Ausführungsform benötigt ebenfalls wenig Platz und lässt sich je nach Ausgestaltung des Stellgliedes auch ohne elektrische Hilfsenergie realisieren.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform beispielhaft erläutert. Es zeigen:
1 ein Zweikammer-Motorlager mit einer erfindungsgemässen Luftkammer;
2 ein Zweikammer-Motorlager mit einer elektromagnetischen Schalteinrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
3 ein Zweikammer-Motorlager mit einer erfindungsgemässen Zugvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
1 zeigt ein Zweikammer-Motorlager 10, das zwischen Karosserie des Fahrzeugs und Motor zur Schwingungsdämpfung angeordnet ist. Dabei ist ein Lagerkern 15 mit dem Motor und die untere Befestigungsvorrichtung 32 mit der Karosserie verbunden. Das Gehäuse 24 des Motorlagers 10 ist topfförmig ausgebildet und weist eine Arbeitskammer 12 und eine Ausgleichs kammer 13 auf, die über einen Überströmkanal 14 miteinander verbunden sind. Die kegelförmige Tragfeder 11 aus elastomerem Material stützt den Lagerkern 15 ab und ist in das oben offene, topfförmige Gehäuse 24 eingesetzt. Die Tragfeder 11 ist in Richtung zur Bodenplatte 25 geöffnet, wobei zwischen der Innenseite der Tragfeder 11 und der Bodenplatte 25 die Arbeitskammer 12 begrenzt wird. Zwischen der Aussenseite der Tragfeder 11 und der Gehäuseseitenwand 22 wird die Ausgleichskammer 13 begrenzt, die an der offenen Seite des topfförmigen Gehäuses 24 von einer volumenweichen, gummielastischen Membran 16 abgeschlossen ist.
In der Bodenplatte 25 ist ein Entkopplungskäfig 18 angeordnet, der die Entkopplungsmembran 17 aufnimmt. Die Entkopplungsmembran 17 ist randseitig in der Bodenplatte 25 abgedichtet. Der Entkopplungskäfig 18 weist auf seiner zur Arbeitskammer 12 zugewandten Seite Öffnungen 34a auf, durch die die hydraulische Flüssigkeit die Entkopplungsmembran 17 beaufschlagen kann. Unterhalb des Entkopplungskäfigs 18 wird von einem Bodengehäuse 29 eine Luftkammer 20 gebildet, die einen Vakuumanschluss 21 aufweist. Der Entkopplungskäfig 18 weist auch an seiner zur Luftkammer 20 zugewandten Seite Öffnungen 34b. Wird über den Vakuumanschluss 21 in der Luftkammer 20 ein Unterdruck oder ein Vakuum erzeugt, wird die Entkopplungsmembran 17 in dem Entkopplungskäfig 18 aus ihrer frei beweglichen Position nach unten gezogen, so dass sie auf dem Boden des Entkopplungskäfigs 18 anliegt und somit die Entkopplung blockiert wird. Wird hingegen das Vakuum aus der Luftkammer 20 entfernt, bewegt sich die Entkopplungsmembran 17 wieder in die frei bewegliche Position zurück, so dass die Entkopplungsmembran 17 beweglich ist.
2 zeigt ein erfindungsgemässes Zweikammer-Motorlager 10 mit einer elektromagnetischen Schalteinrichtung 26. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Entkopplungsmembran 17 magnetisierbar ausgebildet, in dem beispielsweise metallische Einlagen 27 in die Entkopplungsmembran 17 eingebracht sind. Unterhalb des Entkopplungskäfigs 18 ist eine elektromagnetische Spu lenvorrichtung 26 angeordnet. Diese elektromagnetische Spulenvorrichtung 26 wird von einem elektrischen Signal angesteuert und baut dann ein Magnetfeld auf, welches die Metalleinlagen 17 in der Entkopplungsmembran 17 anzieht und somit die Entkopplungsmembran 17 aus der frei beweglichen Position heraus in die am Boden des Entkopplungskäfigs 18 anliegende Position bewegt, wobei die Entkopplung blockiert ist.
3 zeigt das Zweikammer-Motorlager mit einer erfindungsgemässen Zugvorrichtung 28. Die Zugvorrichtung 28 ist über ein Zugband 33 an der Entkopplungsmembran 17 angelenkt, welches über eine Umlenknase 31 geführt wird. Als Stellglied wird ein elektromagnetisch ansteuerbarer Kolben 30 verwendet. Das Zugband 33 ist an einem Schaltanschluss 19 der Entkopplungsmembran 17 befestigt. Durch eine Zugbewegung wird die Entkopplungsmembran 17 aus der frei beweglichen Position heraus bewegt, so dass sie auf dem Boden des Entkopplungskäfigs 18 anliegt. Durch ein Freigeben des Zugbandes 33 geht die Entkopplungsmembran 17 wieder in die frei bewegliche Position zurück.
Alle vorstehend beschriebenen Motorlager 10 zeichnen sich durch eine schaltbare Entkopplungseinrichtung aus, die auf einfache Weise und somit kostengünstig realisierbar ist.

10: Zweikammer-Motorlager
11: Tragfeder
12: Arbeitskammer
13: Ausgleichskammer
14: Überströmkanal
15: Lagerkern
16: Membran
17: Entkopplungsmembran
18: Entkopplungskäfig
19: Schaltanschluss
20: Luftkammer
21: Vakuumanschluss
22: Gehäuseseitenwand
24: topfförmiges Gehäuse
25: Bodenplatte des Gehäuses
26: elektromagnetische Spulenvorrichtung
27: Metalleinlage in Entkopplungsmembran
28: Zugvorrichtung
29: Bodengehäuse
30: Stellglied
31: Umlenknase
32: untere Befestigungsvorrichtung
33: Zugband
34: Öffnung

Claims

Zweikammer-Motorlager (10) mit hydraulischer Dämpfung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer kegelförmigen, einen Lagerkern (15) abstützenden Tragfeder (11), die in ein oben offenes, topfförmiges Gehäuse (24) eingesetzt ist, wobei sich die Tragfeder (11) zur Bodenplatte (25) öffnet und zwischen der Innenseite der Tragfeder und der Bodenplatte (25) eine Arbeitskammer (12) begrenzt, wobei die Aussenseite der Tragfeder (11) und die Gehäuseseitenwand (22) eine Ausgleichskammer (13) begrenzen, die an der offenen Seite des topfförmigen Gehäuses (24) von einer volumenweichen, gummielastischen Membran (16) abgeschlossen ist und bei dem Arbeitskammer (12) und Ausgleichskammer (13) über einen Überströmkanal (14) miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bodenplatte (25) eine die Arbeitskammer (12) begrenzende Entkopplungsmembran (17) angeordnet ist, der eine Schalteinrichtung (20; 26; 28, 30) zugeordnet ist.
Zweikammer-Motorlager (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplungsmembran (17) in einem in der Bodenplatte (25) eingebrachten Entkopplungskäfig (18) aufgenommen ist.
Zweikammer-Motorlager (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplungsmembran (17) randseitig abgedichtet ist.
Zweikammer-Motorlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung als Luftkammer (20) ausgebildet ist, die durch ein Bodengehäuse (29) begrenzt ist.
Zweikammer-Motorlager (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkammer (20) mindestens einen Vakuumanschluss (21) aufweist.
Zweikammer-Motorlager (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung als elektromagnetische Spulenvorrichtung (26) ausgebildet ist, die mit einer magnetisierbaren Entkopplungsmembran (17) zusammenwirkt.
Zweikammer-Motorlager (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung eine ansteuerbare Zugvorrichtung (28) aufweist, die an der Entkopplungsmembran (17) angelenkt ist.
Zweikammer-Motorlager (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugvorrichtung (28) ein Zugband (32) aufweist, dem ein Stellglied (30) zugeordnet ist.
Zweikammer-Motorlager (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (30) elektrisch oder elektromagnetisch ausgebildet ist.
Zweikammer-Motorlager (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugband (32) an einem Schaltanschluss (19) befestigt ist und über eine Umlenknase (31) umlenkbar ist, die an dem Entkopplungskäfig (18) angeordnet ist.