DE19812837A1

DE19812837A1 - Hydraulisch dämpfendes Motorlager

Info

Publication number: DE19812837A1
Application number: DE19812837A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Meyer
Original assignee: Mannesmann Boge GmbH
Current assignee: ZF BOGE ELASTMETALL GMBH, 49448 LEMFOERDE, DE
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1999-11-25
Anticipated expiration: 2018-03-25
Also published as: GB2338278A; GB2338278B; ES2162724B2; JPH11315880A; FR2777617B1; GB9906675D0; FR2777617A1; ES2162724A1; DE19812837C2; US6220584B1

Abstract

Hydraulisch dämpfendes Motorlager mit zumindest teilweise von elastischen Wänden begrenzten, fluidgefüllten Kammern und einer die Kammern trennenden, begrenzt auslenkbaren Membran, mit mindestens einem die Kammern verbindenden Kanal, wobei die Lagercharakteristik durch eine Vorkehrung einstellbar ist, wobei die Vorkehrung aus einer weiteren Tragfeder besteht, welche außerhalb einer Kammer angeordnet ist und zusammen mit der Außenwandung einer der Kammern einen, über ein Ventil be- und/oder entlüftbaren Zwischenraum begrenzt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisch dämpfendes Motorlager mit zu mindest teilweise von elastischen Wänden begrenzten, fluidgefüllten Kammern und einer die Kammern trennenden, begrenzt auslenkbaren Membran, mit mindestens einem die Kammern verbindenden Kanal, wobei die Lager charakteristik durch eine Vorkehrung einstellbar ist.

Es sind bereits Motorlager bekannt, (z. B. DE 34 46 725 C2) bei denen zwischen den beiden Kammern eine Trennwand angeordnet ist und eine Kammer eine ringförmig an der Außenwand verlaufende elastische Membran aufweist, wobei der von der elastischen Membran mit der starren Außenwand gebildete Zwi schenraum zur Erzielung einer hohen Steifigkeit des Motorlagers mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist. Soll das Lager im Fahrbetrieb hart geschaltet werden, ist es notwendig, einen Unterdruck an den Zwischenraum zu legen, so daß sich die elastische Wand direkt an der Außenwand des Lagers anlegt.

Des weiteren sind Motorlager bekannt (z. B. DE 42 38 752 C1), bei denen die über eine Membran abgetrennten Kammern zur Änderung der Lagercharak teristik mit einer, in einer der Kammern angeordneten flexiblen Wand versehen sind. Die Lagercharakteristik wird dadurch geändert, daß mindestens eine der hydraulischen Kammern bei geringer Steifigkeit des Lagers gegen ein in einem Zwischenraum eingeschlossenen Gasvolumen arbeitet, wobei die flexible Wand bei hoher Steifigkeit des Lagers zumindest teilweise in Anlage an einen An schlag kommt, wobei zur Belüftung des Zwischenraumes ein Schalter eine Strömungsverbindung zur Atmosphäre oder einen Druckspeicher freigibt und die Entlüftung des Zwischenraumes über ein Ventil in der Strömungsverbindung erfolgt. Bei einer derartigen Konstruktion ist die flexible Wand direkt Bestandteil des kompletten Gummilagers.

Darüber hinaus sind Gummilager bekannt, (z. B. DE 41 14 879 A1, DE 41 20 841 C1, DE 41 30 362 C2 und DE 41 03 028 C2) welche zwar steifigkeitssteuerbar ausgebildet sind und sich auf konventionelle Lager beziehen, die jedoch jeweils eine Zusatzenergie in Form von Luftdruck oder hydraulischem Druck benötigen. Die Fig. 4 der DE 41 30 362 C2 ist mit einer mechanischen Verstellung verse hen.

Ein hydraulisch dämpfendes Motorlager mit einer in Reihe geschalteten kon ventionellen Tragfeder (z. B. Wo 96/17184) ist ebenfalls bekannt. Die konventio nelle Tragfeder ist jedoch in der harten Position außer Kraft gesetzt. Es wird hierzu außer einem aufwendigen Schaltmodul auch eine Zusatzenergie in Form von Druck benötigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein hydraulisch dämpfendes Motorlager zu schaf fen, welches steuerbar ist und die Motoranregungen, insbesondere im Leerlaut isoliert und wobei eine zusätzliche schaltbare Absenkung des statischen und dynamischen Steifigkeitsniveaus gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Vorkeh rung aus einer weiteren Tragfeder besteht, welche außerhalb einer Kammer an geordnet ist und zusammen mit der Außenwandung einer der Kammern einen, über ein Ventil be- und/oder entlüftbaren Zwischenraum begrenzt.

Hierbei ist von Vorteil, daß zu einem modernen, konventionellen hydraulisch dämpfenden Motorlager eine weiche, zusätzliche Tragfeder in Reihe geschaltet wird. Als Motorlager lassen sich serienmäßige Motorlager verwenden, während die Zusatztragfeder dem Lagerdeckel zugeordnet wird und zwischen der Au ßenfläche des Lagerdeckels und der Innenfläche der zusätzlichen weiteren Tragfeder ein Zwischenraum gebildet wird. Die weitere Tragfeder ist dabei mit dem zweiten Befestigungsteil zur Befestigung im Fahrzeug versehen.

Es lassen sich einfache schaltbare oder adaptive Motorlager herstellen, welche einen vergleichsweise einfachen Aufbau besitzen.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die weitere Tragfeder im Vergleich zur elastischen Wand der Kammern eine unterschiedli che Shore-Härte aufweist. Hierbei ist von Vorteil, daß in Axial- und Radialrich tung durch die Reihenschaltung bei der Tragfeder eine weiche Gesamtfederrate zur Wirkung kommt.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß durch die Reihenschaltung des Motorlagers zur weiteren Tragfeder eine frequenzunabhängige Verringerung der Federraten des Gesamtsystems erzielt wird.

Zur Begrenzung des Federweges der vorgespannten weiteren Tragfeder ist vor gesehen, daß die axiale Auslenkung der weiteren Tragfeder in einer Richtung durch die starre Begrenzungswand einer Kammer und/oder in der anderen Richtung durch einen Anschlag begrenzt wird.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die weitere Tragfe der, in unbelastetem Zustand des Gesamtsystems, durch den Anschlag so vor gespannt ist, daß sich unter Einwirkung der statischen Last eine Stellung der Tragfeder innerhalb des Anschlages und der starren Begrenzungswand ein stellt. Mit Vorteil nimmt dabei die Tragfeder zwischen dem Anschlag und der starren Begrenzungswand eine mittige Position ein.

In vorteilhafter Weise ist als Anschlag ein topfförmiges Element vorgesehen ist, welches mit dem Motorlager fest verbunden ist.

Nach einem wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß als Ventil ein Rück schlagventil vorgesehen ist. Vorteilhaft ist hierbei, daß durch die Zug- und Druckbewegungen des Motorlagers auch die weitere Tragfeder ausgelenkt wird, so daß der Zwischenraum durch die Pumparbeit der Zusatzfeder über das Rückschlagventil leerpumpbar ist. Ein derartiges Motorlager kommt ohne Zu satzenergie wie z. B. Druckluft oder Hydraulik aus.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß Ventil extern an steuerbar ist. Mit Vorteil ist dabei das Ventil als Magnetventil ausgebildet.

Eine günstige Ausführungsform sieht vor, daß eine Strömungsverbindung zwi schen Ventil und Zwischenraum vorgesehen ist. Die Strömungsverbindung läßt sich derart anordnen, indem die Strömungsverbindung durch die weitere Trag feder hindurch verläuft.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung entspricht die Federrate des Ge samtsystems bei Anlage der weiteren Tragfeder an der starren Begrenzungs wand annähernd der Federrate (Charakteristik) des Motorlagers.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen sche matisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Motorlager im Schnitt mit einer weiteren Tragfeder und einem Ventil

Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Motorlager im Einbauzustand.

Das in Fig. 1 unbelastet dargestellte hydraulisch dämpfende Motorlager be steht im wesentlichen aus den Befestigungsteilen 1 und 13, der elastischen Umfangswand 2, wobei die beiden mit Dämpfungsmittel gefüllten Kammern 3 und 4 durch eine Trennwand 5 voneinander getrennt sind. Die Verbindung der beiden Kammern 3 und 4 erfolgt über den Drosselkanal 6. Die untere Kammer 4 ist als Ausgleichsraum ausgebildet und gegenüber der starren Begrenzungs wand 10 mittels einer elastischen Begrenzungswand 14 abgedichtet.

Diese vorbeschriebenen Elemente stellen ein herkömmliches hydraulisch dämpfendes Motorlager dar.

Zur Steuerung dieses Motorlagers wird zusätzlich die weitere Tragfeder 7 zu der elastischen Umfangswand 2 in Reihe geschaltet. Die weitere Tragfeder 7 ist hierzu mit ihrem blechförmigen, ringförmigen Armierungsteil 15 im Gehäuseteil 16 des Motorlagers aufgenommen. Die weitere Tragfeder 7 bildet gegenüber der starren Begrenzungswand 10 einen Zwischenraum 9, der über die Strö mungsverbindung 12 und dem Ventil 8 mit der Atmosphäre verbunden ist.

Die Begrenzung der weiteren Tragfeder 7 in Axial- und Radialrichtung erfolgt einerseits durch die starre Begrenzungswand 10 und auf der entgegengesetzten Seite durch den Anschlag 11. Die hier in Fig. 1 dargestellte Position zeigt das Motorlager in der Zugstufe, wobei die weitere Tragfeder 7 am Anschlag 11 an schlägt.

Der Zwischenraum 9 wird durch Pumpbewegung des Motorlagers unter Zuhilfe nahme des Ventiles 8 in Form eines Rückschlagventiles leergepumpt, so daß die weitere Tragfeder 7 an der starren Begrenzungswand 10 zur Anlage kommt, in diesem Zustand ist das Motorlager hart geschaltet, da nur noch das eigent liche Motorlager aktiv ist.

Wird das Ventil 8 geöffnet, so bleibt der Zwischenraum 9 belüftet und es kommt die in Axial- und Radialrichtung weiche Gesamtfederrate durch die Reihen schaltung der elastischen Umfangswand 2 und der weiteren Tragfeder 7 zur Wirkung.

Eine einfache Fail-Safe-Funktion wird dadurch erzielt, daß das Ventil 8 als Rückschlagventil ausgebildet ist und nur bei externer Ansteuerung öffnet. In diesem Falle würde bei dem Ausfall der Ansteuerung das Rückschlagventil wirksam und durch die Pumpwirkung wird Luft aus dem Zwischenraum 9 durch die Motorlagerschwingungen herausgepumpt, so daß durch das entstehende Vakuum eine Anlage der weiteren Tragfeder 7 an der starren Begrenzungswand 10 erfolgt und auch in diesem Fall nur noch das eigentliche Motorlager aktiv ist.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Motorlager im Einbauzustand unter statischer Last dargestellt ist, in diesem Zustand befindet sich die weitere Tragfeder 7 zwischen dem Anschlag 11 und der starren Begrenzungswand 10. Im Betrieb des Motorlagers kann sich die weitere Tragfeder 7 zwischen dem Anschlag 11 und der Begrenzungswand 10 axial bewegen. Bei einer derartigen Bewegung wird der Zwischenraum 9 bei unbestromten Ventil 8 entleert, dabei geht das Motorlager in die harte Stufe über.

Ist dagegen das Ventil 8 bestromt, das heißt das Rückschlagventil ist permanent offen, bleibt der Zwischenraum 9 gefüllt und die weitere Tragfeder 7 kommt an der Begrenzungswand 10 nicht zur Anlage. Durch die Reihenschaltung der elastischen Umfangswand 2 mit der weiteren Tragfeder 7 addieren sich die rezi proken Federkonstanten nach der Formel

so daß sich die weiche Stufe des Motorlagers einstellt.

Bezugszeichenliste

1

Befestigungsteil

2

elastische Umfangswand

3

obere Kammer

4

untere Kammer

5

Trennwand

6

Drosselkanal

7

weitere Tragfeder

8

Ventil

9

Zwischenraum

10

starre Begrenzungswand

11

Anschlag

12

Strömungsverbindung

13

unteres Befestigungsteil

14

elastische Begrenzungswand

15

Armierungsteil

16

Gehäuseteil

Claims

1. Hydraulisch dämpfendes Motorlager mit zumindest teilweise von elastischen Wänden begrenzten, fluidgefüllten Kammern und einer die Kammern tren nenden, begrenzt auslenkbaren Membran, mit mindestens einem die Kam mern verbindenden Kanal, wobei die Lagercharakteristik durch eine Vorkeh rung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkehrung aus einer weiteren Tragfeder (7) besteht, welche außer halb einer Kammer (3, 4) angeordnet ist und zusammen mit der Außenwan dung einer der Kammern (3, 4) einen, über ein Ventil (8) be- und/oder entlüft baren Zwischenraum (9) begrenzt.

2. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Tragfeder (7) im Vergleich zur elastischen Wand (2) der Kammern (3, 4) eine unterschiedliche Shore-Härte aufweist.

3. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Reihenschaltung des Motorlagers zur weiteren Tragfeder (7) eine frequenzunabhängige Verringerung der Federraten des Gesamtsystems erzielt wird.

4. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Auslenkung der weiteren Tragfeder (7) in einer Richtung durch die starre Begrenzungswand (10) einer Kammer (3, 4) und/oder in der an deren Richtung durch einen Anschlag (11) begrenzt wird.

5. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Tragfeder (7), in unbelastetem Zustand des Gesamtsystems, durch den Anschlag (11) so vorgespannt ist, daß sich unter Einwirkung der statischen Last eine Stellung der Tragfeder innerhalb des Anschlages (11) und der starren Begrenzungswand (10) einstellt.

6. Motorlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfeder (7) zwischen dem Anschlag (11) und der starren Begren zungswand (10) eine mittige Position einnimmt.

7. Motorlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlag (11) ein topfförmiges Element vorgesehen ist, welches mit dem Motorlager fest verbunden ist.

8. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventil (8) ein Rückschlagventil vorgesehen ist.

9. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (8) extern ansteuerbar ist.

10. Motorlager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (8) als Magnetventil ausgebildet ist.

11. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strömungsverbindung (12) zwischen Ventil (8) und Zwischenraum (9) vorgesehen ist.

12. Motorlager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung (12) durch die weitere Tragfeder (7) hindurch verläuft.

13. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federrate des Gesamtsystems bei Anlage der weiteren Tragfeder (7) an der starren Begrenzungswand (10) annähernd der Federrate (Charakteristik) des Motorlagers (ohne Tragfeder (7)) entspricht.