DE102011088924B4

DE102011088924B4 - Unit mount with hydraulic damping and acoustic decoupling

Info

Publication number: DE102011088924B4
Application number: DE102011088924.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Loheide; Michael Pantke; Markus Wannags
Original assignee: Boge Elastmetall GmbH
Current assignee: Boge Elastmetall GmbH
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2022-04-07
Anticipated expiration: 2031-12-20
Also published as: WO2013092125A1; DE102011088924A1

Abstract

Aggregatlager mit einem elastomeren Tragkörper (9), Mitteln zur hydraulischen Dämpfung, nämlich einer Arbeitskammer (2) und einer Ausgleichskammer (3) für ein fluides Dämpfungsmittel, welche in Richtung der Lagerachse (13) untereinander angeordnet, durch ein Kanalträgerelement (1) räumlich voneinander getrennt und zumindest durch einen in dem Kanalträgerelement (1) ausgebildeten Kanal (5) strömungsleitend miteinander verbunden sind, und mit Entkopplungsmitteln, nämlich Mitteln zur akustischen Entkopplung über das Aggregatlager miteinander verbindbarer Bauteile, welche zumindest eine von dem Kanalträgerelement (1) aufgenommene elastische Membran (4) umfassen, wobei das Aggregatlager bei, in Richtung der Lagerachse (13) eingetragenen schwingungsförmigen Belastungen im akustischen Bereich, deren Frequenz dem 1,1-fachen bis 1,5-fachen der Eigenresonanzfrequenz f0der akustischen Entkopplungsmittel entspricht, eine Steifigkeit aufweist, welche gleich oder geringer ist, als die Steifigkeit bei Belastungen mit einer Frequenz von 0,75 mal f0bis 0,9 mal fo, wobei die akustischen Entkopplungsmittel eine elastisch aufgehängte Masse (6) umfassen, welche als formstabiles Element in einem radial mittleren Bereich in die Membran (4) eingefügt und mit dieser verbunden ist, wobei die Membran (4) als ein ringartiges Membranelement ausgebildet ist, welches an seinem Außenumfang mit formstabilen Bereichen des Kanalträgerelements (1) haftend verbunden ist, wobei die akustischen Entkopplungsmittel einen axial beweglichen Anker (7) eines durch eine Steuerung betätigten Aktuators (8) umfassen, wobei der Anker, welcher einen die untere Ausgleichskammer (3) auf ihrer dem Kanalträgerelement (1) gegenüberliegenden Seite begrenzenden elastischen Balg (11) durchragt, mit der elastisch aufgehängten Masse (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (7) des Aktuators (8) über eine mechanische Feder mit der elastisch aufgehängten Masse (6) gekoppelt ist.Assembly mount with an elastomeric support body (9), means for hydraulic damping, namely a working chamber (2) and a compensation chamber (3) for a fluid damping agent, which are arranged one below the other in the direction of the bearing axis (13), spatially separated from each other by a channel support element (1). separated and connected to one another in a flow-conducting manner at least by a channel (5) formed in the channel support element (1), and with decoupling means, namely means for acoustically decoupling components which can be connected to one another via the unit mount and which have at least one elastic membrane ( 4), wherein the unit mount has a stiffness that is equal to oscillating loads in the acoustic range applied in the direction of the mount axis (13), the frequency of which corresponds to 1.1 to 1.5 times the natural resonant frequency f0 of the acoustic decoupling means or less than the stiffness be i loads with a frequency of 0.75 times f0 to 0.9 times fo, the acoustic decoupling means comprising an elastically suspended mass (6) which is inserted as a dimensionally stable element in a radially central area in the membrane (4) and connected to it the membrane (4) is designed as a ring-like membrane element which is adhesively connected on its outer circumference to dimensionally stable areas of the channel support element (1), the acoustic decoupling means having an axially movable armature (7) of an actuator (8 ), wherein the armature, which protrudes through an elastic bellows (11) delimiting the lower compensation chamber (3) on its side opposite the channel support element (1), is connected to the elastically suspended mass (6), characterized in that the armature ( 7) of the actuator (8) is coupled to the elastically suspended mass (6) via a mechanical spring.

Description

Die Erfindung betrifft ein Aggregatlager zur schwingungsgedämpften Lagerung, beispielsweise eines Verbrennungsmotors oder eines Getriebes, welches mit einer hydraulischen Dämpfung und mit Mitteln zur akustischen Entkopplung mittels des Lagers verbindbarer Bauteile insbesondere eines Kraftfahrzeugs ausgestattet ist. Die letztgenannten Entkopplungsmittel verhindern dabei eine Übertragung von Schwingungen mit Frequenzen im akustischen Bereich, also von Schwingungen im hörbaren Frequenzbereich.The invention relates to an assembly mount for vibration-damped mounting, for example of an internal combustion engine or a transmission, which is equipped with hydraulic damping and means for acoustic decoupling of components that can be connected by means of the mount, in particular of a motor vehicle. The last-mentioned decoupling means prevent the transmission of vibrations with frequencies in the acoustic range, ie vibrations in the audible frequency range.

Die FR 2 774 734 A1 offenbart ein hydraulisches, schwingungsdämpfendes Lager mit einem elastomeren Tragkörper, Mitteln zur hydraulischen Dämpfung, nämlich einer Arbeitskammer und einer Ausgleichskammer für ein fluides Dämpfungsmittel, welche in Richtung der Lagerachse untereinander angeordnet, durch ein Kanalträgerelement räumlich voneinander getrennt und zumindest durch einen in dem Kanalträgerelement ausgebildeten Kanal strömungsleitend miteinander verbunden sind, und mit Entkopplungsmitteln, welche zumindest eine von dem Kanalträgerelement aufgenommene elastische Membran umfassen. Die Entkopplungsmittel umfassen ferner eine elastisch aufgehängte Masse, welche als formstabiles Element in einem radial mittleren Bereich in die Membran eingefügt und mit dieser verbunden ist, wobei die Membran als ein ringartiges Membranelement ausgebildet ist, welches an seinem Außenumfang mit Bereichen des Kanalträgerelements verbunden ist. Zusätzlich umfassen die Entkopplungsmittel einen axial beweglichen Anker eines Elektromagneten, wobei der Anker, welcher einen die untere Ausgleichskammer auf ihrer dem Kanalträgerelement gegenüberliegenden Seite begrenzenden elastischen Balg durchragt, mit der elastisch aufgehängten Masse verbunden ist.the FR 2 774 734 A1 discloses a hydraulic, vibration-damping mount with an elastomeric support body, means for hydraulic damping, namely a working chamber and a compensation chamber for a fluid damping means, which are arranged one below the other in the direction of the bearing axis, spatially separated from one another by a channel support element and at least by a channel formed in the channel support element are connected to one another in a flow-conducting manner, and with decoupling means, which comprise at least one elastic membrane accommodated by the channel support element. The decoupling means also comprise an elastically suspended mass, which is inserted into the membrane as a dimensionally stable element in a radial central area and is connected to it, the membrane being designed as a ring-like membrane element which is connected to areas of the channel support element on its outer circumference. In addition, the decoupling means comprise an axially movable armature of an electromagnet, the armature, which protrudes through an elastic bellows delimiting the lower compensation chamber on its side opposite the channel support element, being connected to the elastically suspended mass.

Die US 2001 / 0 032 919 A1 offenbart ein hydraulisches, elastisches Motorlager mit einem ersten und einem zweiten Montageteil, wobei die Montageteile im Abstand zueinander vorgesehen sind, einem das erste und das zweite Montageteil elastisch miteinander verbindenden elastischen Körper, der teilweise eine mit einer nichtkompressiblen Flüssigkeit gefüllte Arbeitskammer begrenzt, einem teilweise eine mit der nichtkompressiblen Flüssigkeit gefüllte Ausgleichkammer begrenzenden elastischen Balg, der zum Ermöglichen einer Volumenänderung der Ausgleichskammer verformbar ist, einem zwischen der Arbeitskammer und der Ausgleichkammer angeordneten Kanalträger, einer teilweise die Arbeitskammer begrenzenden, schwingungsfähigen Platte, die zum Steuern des Flüssigkeitsdrucks in der Arbeitskammer mittels eines Oszillators in Schwingung versetzbar und über eine ringförmige Gummimembran mit einer an dem Kanalträger festgelegten Zylinderhülse verbunden ist, und einem ersten und einem zweiten Kanal, wobei die Kanäle in dem Kanalträger vorgesehen sind und einen Flüssigkeitsaustausch zwischen der Arbeitskammer und der Ausgleichkammer ermöglichen. Die schwingungsfähige Platte ist mit einem sich durch den elastischen Balg hindurch erstreckenden Verbindungsblock verbunden, der mittels eines Befestigungsbolzens mit einem magnetischen Kern des Oszillators verbunden ist.US 2001/0 032 919 A1 discloses a hydraulic, elastic engine mount with a first and a second assembly part, the assembly parts being provided at a distance from one another, an elastic body which elastically connects the first and the second assembly part to one another and which partially has a non-compressible liquid-filled working chamber, an elastic bellows partially delimiting a compensating chamber filled with the non-compressible liquid, which is deformable to allow a change in volume of the compensating chamber, a channel carrier arranged between the working chamber and the compensating chamber, an oscillating plate partially delimiting the working chamber, for controlling of the liquid pressure in the working chamber by means of an oscillator and is connected via an annular rubber membrane to a cylinder sleeve fixed to the channel support, and a first and a second channel, wobe i the channels are provided in the channel carrier and enable a liquid exchange between the working chamber and the compensation chamber. The vibratable plate is connected to a connecting block which extends through the elastic bellows and which is connected to a magnetic core of the oscillator by means of a fastening bolt.

Gattungsgemäße Aggregatlager, welche vor allem im Fahrzeugbau in großen Stückzahlen eingesetzt werden, bestehen im Allgemeinen aus einem Lagergehäuse, einem Lagerkern, einem elastomeren Tragkörper, einem elastischen Balg und einem Kanalträgerelement. Dabei stützt sich der in der Regel metallische Lagerkern in axialer Lagerrichtung, im Fahrzeugbau zumeist in vertikaler beziehungsweise in zumindest überwiegend vertikaler Richtung, auf dem elastomeren Tragkörper beziehungsweise der Tragfeder ab. Der elastomere Tragkörper nimmt insoweit die statische Vorlast auf, welche durch die Masse oberhalb des Lagers angeordneter, sich über den Lagerkern auf dem Tragkörper abstützender Baugruppen (zum Beispiel Verbrennungsmotor) verursacht wird.Generic unit mounts, which are used primarily in vehicle construction in large numbers, generally consist of a bearing housing, a bearing core, an elastomeric support body, an elastic bellows and a channel support element. The generally metallic bearing core is supported in the axial bearing direction, in vehicle construction mostly in the vertical or at least predominantly vertical direction, on the elastomeric support body or the suspension spring. To this extent, the elastomeric support body absorbs the static preload which is caused by the mass of assemblies (for example internal combustion engine) arranged above the bearing and supported on the support body via the bearing core.

Häufig sind die Aggregatlager mit Mitteln zur hydraulischen Dämpfung ausgestattet. Hierbei ist unterhalb des Tragkörpers und dem sich auf diesem abstützenden Lagerkern eine als Arbeitskammer bezeichnete Kammer zur Aufnahme eines fluiden Dämpfungsmittels ausgebildet. Die Arbeitskammer wird nach unten, das heißt dem sie überwölbenden Tragkörper gegenüberliegend, durch ein Kanalträgerelement begrenzt, welches die Kammer von einer Ausgleichskammer räumlich trennt. Die Ausgleichskammer wird ihrerseits nach unten durch den bereits erwähnten Balg begrenzt. Beide Kammern sind durch einen in dem Kanalträgerelement ausgebildeten Kanal in Bezug auf das fluide Dämpfungsmittel strömungsleitend miteinander verbunden. Beim Auftreten dynamischer, in axialer Richtung von oben auf den Tragkörper des Lagers einwirkender Belastungen wird der elastomere Tragkörper verformt, so dass sich das Volumen der von ihm überwölbten Arbeitskammer verändert. Dabei wird das in der Arbeitskammer enthaltende fluide Dämpfungsmittel über den Kanal in die darunter befindliche Ausgleichskammer verdrängt. Im Hinblick auf diese Verdrängung des fluiden Dämpfungsmittels wird von einer Pumpwirkung der Arbeitskammer gesprochen, für welche deren durch das Einfedern des Tragkörpers erfolgende Volumenänderung ein auch als Volumennachgiebigkeit bezeichnetes Maß bildet. Bei dynamischen Belastungen mit niedrigen Frequenzen verändert sich der Druck in der Arbeitskammer aufgrund des Hinüberströmens des Dämpfungsmittels in die Ausgleichskammer kaum.The assembly mounts are often equipped with means for hydraulic damping. In this case, a chamber, referred to as a working chamber, for receiving a fluid damping agent is formed below the supporting body and the bearing core that is supported on this. The working chamber is delimited at the bottom, ie opposite the support body arching over it, by a channel support element which spatially separates the chamber from a compensation chamber. The compensating chamber is in turn bounded at the bottom by the bellows already mentioned. Both chambers are connected to one another in a flow-conducting manner in relation to the fluid damping medium by a channel formed in the channel support element. When dynamic loads occur, acting in the axial direction from above on the supporting body of the bearing, the elastomeric supporting body is deformed, so that the volume of the working chamber arched over by it changes. In the process, the fluid damping medium contained in the working chamber is displaced via the channel into the compensation chamber located below. With regard to this displacement of the fluid damping medium, the working chamber is said to have a pumping effect, for which the change in volume that occurs as a result of the springing of the supporting body forms a measure also referred to as volume flexibility. In the case of dynamic loads with low frequencies, the pressure in the working chamber hardly changes due to the damping agent flowing over into the compensation chamber.

Mit steigenden Frequenzen der Belastung gewinnen jedoch die schon angesprochene Volumennachgiebigkeit der Arbeitskammer und das schwingungsfähige System mit dem sich über den Kanal zwischen der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer hin und her bewegenden Dämpfungsmittel im Hinblick auf die Dämpfungswirkung des Lagers an Bedeutung. Bei einer von der geometrischen Gestaltung des Lagers abhängigen unterhalb des hörbaren Bereichs gelegenen Frequenz von in axialer Richtung in das Lager eingetragenen Lasten, geht das vorgenannte schwingungsfähige System in Resonanz. Hierbei bewegt sich das fluide Dämpfungsmittel in dem Kanal mit maximaler Geschwindigkeit hin und her. Durch die dabei in dem Dämpfungsmittel auftretende innere Reibung, das heißt die Viskosität des Dämpfungsmittels, wird die hydraulische Dämpfung des Lagers hervorgerufen. Bei noch höheren Frequenzen der in Form von Schwingungen eingetragenen axialen Lasten kann das Dämpfungsmittel in dem Kanal den Schwingungen aufgrund seiner Masseträgheit nicht mehr folgen. Es findet kein beziehungsweise kein nennenswerter Fluidtransport mehr statt, so dass die in das Lager eingetragenen Schwingungen im Wesentlichen ausschließlich durch die Verformung des elastomeren Tragkörpers aufgenommen werden. Hierdurch erhöht sich die Steifigkeit des Lagers.With increasing load frequencies, however, the already mentioned volume flexibility of the working chamber and the oscillating system with the damping means moving back and forth via the channel between the working chamber and the compensation chamber become more important with regard to the damping effect of the bearing. In the case of a frequency, which is dependent on the geometric design of the bearing and is below the audible range, of loads introduced into the bearing in the axial direction, the aforementioned oscillatory system goes into resonance. Here, the fluid damping agent moves back and forth in the channel at maximum speed. The hydraulic damping of the bearing is caused by the internal friction occurring in the damping agent, ie the viscosity of the damping agent. At even higher frequencies of the axial loads introduced in the form of vibrations, the damping means in the channel can no longer follow the vibrations due to its inertia. There is no longer any fluid transport, or no significant fluid transport, so that the vibrations introduced into the bearing are absorbed essentially exclusively by the deformation of the elastomeric support body. This increases the rigidity of the bearing.

Für viele Anwendungen ist jedoch die bei axialen Belastungen mit einer Frequenz oberhalb der Resonanzfrequenz des die hydraulische Dämpfung bewirkenden schwingungsfähigen Systems einstellende Lagersteifigkeit unerwünscht hoch, da hierdurch akustische Schwingungen von dem Lager stärker übertragen werden. Um dem entgegenzuwirken, ist es bekannt geworden, innerhalb des Aggregatlagers Mittel zur akustischen Entkopplung anzuordnen. Hierzu dient insbesondere eine elastische Membran, welche von dem Kanalträgerelement aufgenommen wird. Um eine besonders gute Reduzierung der Lagersteifigkeit bei hohen Frequenzen zu erreichen, wird dabei die Membran nach dem Stand der Technik im Bereich des Kanalträgerelements lediglich lose eingelegt. Aufgrund des hierdurch gegebenen Spiels (Losenspiel) kann sich die Membran als Ganzes bewegen. Zur Dämpfung der Schwingungen ist es folglich nicht erforderlich, die Membran zu verformen, so dass die Steifigkeit des Lagers in gewissem Maße reduziert wird. Dennoch nimmt die Steifigkeit derartiger Lager mit steigender Frequenz ebenfalls zu. Hierdurch verringert sich der Komfort entsprechend ausgebildeter Lager insbesondere bei schwingungsförmigen Belastungen mit einer Frequenz oberhalb derjenigen Frequenz, bei welcher die beweglichen Teile der Mittel zur akustischen Entkopplung in Resonanz mit den eingetragenen Schwingungen gehen.For many applications, however, the bearing stiffness that is set in the case of axial loads with a frequency above the resonant frequency of the system capable of oscillating that causes the hydraulic damping is undesirably high, since this means that acoustic vibrations are transmitted more strongly by the bearing. In order to counteract this, it has become known to arrange means for acoustic decoupling within the assembly mount. An elastic membrane, which is accommodated by the channel support element, is used in particular for this purpose. In order to achieve a particularly good reduction in the bearing rigidity at high frequencies, the membrane according to the prior art is only loosely inserted in the region of the channel support element. Because of the game (raffle game) given by this, the membrane can move as a whole. Consequently, in order to dampen the vibrations, it is not necessary to deform the membrane, so that the rigidity of the bearing is reduced to some extent. Nevertheless, the rigidity of such bearings also increases with increasing frequency. This reduces the comfort of appropriately designed bearings, particularly in the case of oscillating loads with a frequency above that frequency at which the moving parts of the means for acoustic decoupling resonate with the vibrations introduced.

Die Herabsetzung der Lagersteifigkeit durch Verwendung einer lose eingefügten Membran ist zudem mit weiteren Nachteilen verbunden. So wirkt die schwingungsmäßige Entkopplung von über das Lager miteinander verbundenen Baugruppen bei Aggregatlagern entsprechender Ausbildung nur dann, wenn der hochfrequenten Belastung keine stärkeren Druckschwankungen überlagert sind. Im Falle des Auftretens solcher Druckschwankungen liegt die lose eingelegte Membran an dem Kanalträgerelement an, so dass eine Entkopplung nicht mehr möglich ist. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass das Losenspiel dazu führt, dass die Entkopplung nicht frequenzselektiv, sondern amplitudenselektiv erfolgt. Dabei muss auch bei großen Amplituden erst das Losenspiel überwunden werden, bevor der Druckaufbau beginnt.The reduction in bearing rigidity through the use of a loosely inserted membrane is also associated with further disadvantages. For example, the vibrational decoupling of assemblies connected to one another via the bearing in the case of unit bearings of appropriate design only works if the high-frequency load is not overlaid with any major pressure fluctuations. If such pressure fluctuations occur, the loosely inserted membrane rests against the channel support element, so that decoupling is no longer possible. A further disadvantage can be seen in the fact that the game of draws means that the decoupling is not frequency-selective, but amplitude-selective. Even with large amplitudes, the backlash must first be overcome before the pressure build-up begins.

Durch das vorgeschlagene, nachfolgend beschriebene hydraulische beziehungsweise hydraulisch dämpfende Aggregatlager werden die diese Nachteile vermieden. Das Aggregatlager ist mit Mitteln zur akustischen Entkopplung ausgestattet und weist bei hohen Frequenzen, insbesondere auch bei Frequenzen oberhalb der Resonanzfrequenz der genannten Mittel für die akustische Entkopplung eine besonders niedrige Lagersteifigkeit auf. Zudem ist beim Einsatz des vorgeschlagenen Aggregatlagers eine von Druckschwankungen unabhängige, frequenzselektive Entkopplung der über das Aggregatlager gelagerten Baugruppen gegenüber eingetragenen Belastungen in Form sehr hochfrequenter Schwingungen gegeben.These disadvantages are avoided by the proposed hydraulic or hydraulically damping assembly mount described below. The assembly bearing is equipped with means for acoustic decoupling and has a particularly low bearing rigidity at high frequencies, in particular also at frequencies above the resonant frequency of the means for acoustic decoupling mentioned. In addition, when using the proposed assembly mount, there is frequency-selective decoupling of the assemblies mounted via the assembly mount, independent of pressure fluctuations, from loads introduced in the form of very high-frequency vibrations.

Das hierzu vorgeschlagene Aggregatlager ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Aus- beziehungsweise Weiterbildungen von Details des Lagers sind durch die Unteransprüche gegeben.The aggregate bearing proposed for this purpose is characterized by the features of patent claim 1 . Advantageous training or further developments of details of the bearing are given by the dependent claims.

Demgemäß weist das mit einem elastomeren Tragkörper ausgestattete Aggregatlager Mittel zur hydraulischen Dämpfung und Entkopplungsmittel, nämlich Mittel zur akustischen Entkopplung über das Aggregatlager miteinander verbindbarer Bauteile, auf. Letztere umfassen dabei zumindest eine von einem Kanalträgerelement aufgenommene elastische Membran. Bei den Mitteln zur hydraulischen Dämpfung handelt es sich um zwei Kammern für ein fluides Dämpfungsmittel, nämlich eine Arbeitskammer und einer Ausgleichskammer, welche in Richtung der Lagerachse untereinander angeordnet sind, um das bereits erwähnte Kanalträgerelement, durch welches die Kammern räumlich voneinander getrennt sind und um zumindest einen in dem Kanalträgerelement ausgebildeten Kanal, der die Kammern bezüglich des fluiden Dämpfungsmittels strömungsleitend miteinander verbindet. Dabei zeichnet sich das Aggregatlager dadurch aus, dass seine Steifigkeit bei in Richtung der Lagerachse eingetragenen schwingungsförmigen Belastungen im akustischen Bereich, genauer gesagt bei Belastungen, deren Frequenz dem 1,1-fachen bis 1,5-fachen der Eigenresonanzfrequenz f₀ der akustischen Entkopplungsmittel entspricht, gleich oder geringer ist, als bei Belastungen mit einer Frequenz von 0,75 f₀ bis 0,9 f₀. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass f₀ und der Begriff Resonanzfrequenz sich in diesem Kontext und, soweit nicht ausdrücklich anders angegeben, auch im Zusammenhang mit den nachfolgenden Erläuterungen auf die Resonanzfrequenz der beweglichen, zumindest die Membran umfassenden Mittel zur akustischen Entkopplung beziehen.Accordingly, the unit mount equipped with an elastomeric support body has means for hydraulic damping and decoupling means, namely means for acoustic decoupling of components that can be connected to one another via the unit mount. The latter include at least one elastic membrane accommodated by a channel support element. The means for hydraulic damping are two chambers for a fluid damping agent, namely a working chamber and a compensating chamber, which are arranged one below the other in the direction of the bearing axis, the channel support element already mentioned, by which the chambers are spatially separated from one another, and at least a channel formed in the channel support member that fluidly interconnects the chambers with respect to the fluid damping agent. The engine mount is characterized by the fact that its rigidity occurs in the direction of the bearing axis Genetic oscillating loads in the acoustic range, more precisely for loads whose frequency corresponds to 1.1 to 1.5 times the natural resonant frequency f ₀ of the acoustic decoupling means, is equal to or lower than loads with a frequency of 0.75 _f0 to 0.9 _f0 . At this point it should be pointed out that f ₀ and the term resonance frequency in this context and, unless expressly stated otherwise, also in connection with the following explanations refer to the resonance frequency of the movable acoustic decoupling means comprising at least the membrane.

Ein das zuvor beschriebene Steifigkeitsverhalten aufweisendes Aggregatlager ist gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform dadurch realisiert, dass in die Membran in einem radial mittleren Bereich ein mit ihr form-, kraft- oder stoffschlüssig verbundenes formstabiles Element als elastisch aufgehängte Masse eingefügt ist. Die elastische Membran ist dabei als ein ringartiges Membranelement ausgebildet, welche an seinem Außenumfang mit formstabilen Bereichen des Kanalträgerelements verbunden ist.According to a preferred embodiment, an assembly bearing having the stiffness behavior described above is realized in that a dimensionally stable element connected to it positively, non-positively or materially as an elastically suspended mass is inserted into the membrane in a radial central area. The elastic membrane is designed as a ring-like membrane element, which is connected to dimensionally stable areas of the channel support element on its outer circumference.

Dem liegt die Überlegung zugrunde, durch die Einfügung der zusätzlichen als formstabiles Element ausgebildeten Masse die Steifigkeit der Membran herabzusetzen und dadurch, insbesondere im Hinblick auf in das Aggregatlager eingetragene Lasten mit sehr hohen Frequenzen, eine deutliche Reduzierung der Lagersteifigkeit zu erreichen. Durch die Verbindung des aufgrund der eingefügten formstabilen Masse ringartigen Membranelements mit den formstabilen Bereichen des Kanalträgerelements wird zudem erreicht, dass entsprechende Lasten nicht amplitudenselektiv, sondern frequenzselektiv entkoppelt werden. Vorzugsweise ist die elastisch aufgehängte Masse mit der Membran form- oder kraftschlüssig verbunden, wobei aber, wie bereits ausgeführt, auch eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine haftende Verbindung durch Vulkanisation in Betracht kommt.This is based on the idea of reducing the stiffness of the membrane by adding the additional mass designed as a dimensionally stable element and thereby achieving a significant reduction in bearing stiffness, especially with regard to loads with very high frequencies that are introduced into the assembly mount. The connection of the ring-like membrane element due to the inserted dimensionally stable mass to the dimensionally stable regions of the channel carrier element also ensures that corresponding loads are not amplitude-selectively but frequency-selectively decoupled. The elastically suspended mass is preferably connected to the membrane in a positive or non-positive manner, although, as already explained, a material connection, in particular an adhesive connection by vulcanization, can also be considered.

Bei einer praxisgerechten Ausführungsvariante der zuvor beschriebenen Ausbildungsform mit einer elastisch aufgehängten Masse ist die Membran an ihrem Außenumfang mit einer Wand oder mit Wandabschnitten des in dem Kanalträgerelement ausgebildeten Kanals verbunden. Der Kanal selbst ist als ein auf dem Umfang des Kanalträgerelements umlaufender Strömungskanal ausgebildet. In vorteilhafter Weise ist die Steifigkeit des Aggregatlagers über die Geometrie und/oder die Masse des in die Membran als zusätzliche Masse eingefügten formstabilen Elements variierbar.In a practical embodiment variant of the embodiment described above with an elastically suspended mass, the membrane is connected on its outer circumference to a wall or to wall sections of the channel formed in the channel support element. The channel itself is designed as a flow channel running around the circumference of the channel support element. The rigidity of the unit mount can advantageously be varied via the geometry and/or the mass of the dimensionally stable element inserted into the membrane as an additional mass.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Aggregatlagers besteht darin, dass die in die Membran eingefügte elastisch aufgehängte Masse mit einem steuerbaren Aktuator verbunden wird. Hierdurch entsteht ein aktives Aggregatlager. Der vorgenannte Aktuator ist dabei vorzugsweise als ein Elektromagnet ausgebildet, dessen Anker den elastischen Balg des Lagers durchragt und mit dem in die Membran eingefügten formstabilen Element, also mit der elastisch aufgehängten Masse verbunden ist. Vorzugsweise wird durch den Aktuator der vorgenannten Ausbildungsform des Lagers auf das in die Membran integrierte formstabile Element eine schwingende Zugkraft ausgeübt, deren Phase durch entsprechende Ansteuerung des Aktuators an die Phase der als Schwingung in das Aggregatlager eingetragenen, axial wirkenden Last angepasst werden kann. Zusätzliche Maßnahmen zur Phasenanpassung können hierdurch entfallen. Mittels des Aktuators ist es dabei möglich die Steifigkeit frequenzselektiv, das heißt für bestimmte Frequenzen besonders stark abzusenken.A particularly advantageous development of the unit mount according to the invention consists in the elastically suspended mass inserted into the membrane being connected to a controllable actuator. This creates an active unit mount. The aforementioned actuator is preferably designed as an electromagnet, the armature of which protrudes through the elastic bellows of the bearing and is connected to the dimensionally stable element inserted into the membrane, ie to the elastically suspended mass. Preferably, the actuator of the aforementioned embodiment of the bearing exerts an oscillating tensile force on the dimensionally stable element integrated in the membrane, the phase of which can be adjusted by appropriate control of the actuator to the phase of the axially acting load introduced as an oscillation into the assembly bearing. This means that additional measures for phase matching can be omitted. By means of the actuator, it is possible to reduce the rigidity in a frequency-selective manner, ie to reduce it particularly significantly for certain frequencies.

Eine besonders gute Anpassung der Steifigkeit der Membran beziehungsweise des Membranelements kann darüber hinaus mittels einer zusätzlich in dem Anker des als Elektromagnet ausgebildeten Aktuators angeordneten mechanischen Feder beziehungsweise Schraubenfeder erreicht werden.A particularly good adaptation of the rigidity of the membrane or membrane element can also be achieved by means of a mechanical spring or helical spring additionally arranged in the armature of the actuator designed as an electromagnet.

Anhand von Zeichnungen soll ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aggregatlagers erläutert werden. Dabei soll auch nochmals näher auf die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung eingegangen werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

1: eine Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Aggregatlagers in räumlicher und geschnittener Darstellung,
2: ein Ersatzschaltbild des Lagers im Hinblick auf dessen entkoppelnd wirkende Elemente,
3: ein Ersatzschaltbild für das Aggregatlager gemäß 1 und dessen dynamisches Verhalten bei Lasten mit einer Frequenz unterhalb der Resonanzfrequenz,
4: das dynamische Verhalten des Aggregatlagers gemäß 1 bei Lasten mit einer Frequenz oberhalb der Resonanzfrequenz.

An exemplary embodiment of the unit mount according to the invention will be explained with the aid of drawings. The advantages of the solution according to the invention should also be discussed again in more detail. In the accompanying drawings show:

1 : an embodiment of the assembly bearing according to the invention in a spatial and sectional view,
2 : an equivalent circuit diagram of the bearing with regard to its decoupling elements,
3 : an equivalent circuit diagram for the assembly bearing according to 1 and its dynamic behavior at loads with a frequency below the resonance frequency,
4 : according to the dynamic behavior of the engine mount 1 at loads with a frequency above the resonance frequency.

Die 1 zeigt eine bevorzugte Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Aggregatlagers in einer räumlichen und darüber hinaus geschnittenen Darstellung. Das Aggregatlager ist mit einer hydraulischen Dämpfung ausgestattet und besteht aus einem Lagergehäuse 12, einem elastomeren Tragkörper 9, einem sich in axialer Richtung auf dem Tragkörper 9 abstützenden Lagerkern 10 und einem elastischen Balg 11. Zwischen dem Tragkörper 9 und dem Balg 11 ist ein Kanalträgerelement 1 angeordnet. Durch das Kanalträgerelement 1 werden zwei Kammern für ein fluides Dämpfungsmittel räumlich voneinander getrennt. Die erste, in der Darstellung oberhalb des Kanalträgerelements 1 angeordnete Kammer fungiert als Arbeitskammer 2 und wird begrenzt durch den sie überwölbenden Tragkörper 9 mit dem Lagerkern 10 und das Kanalträgerelement 1. Die Kammer unterhalb des Kanalträgerelements 1 bildet eine Ausgleichskammer 3 für unter Last aus der Arbeitskammer 2 übertretendes Dämpfungsmittel aus.the 1 shows a preferred embodiment of the unit mount according to the invention in a three-dimensional representation and also in section. The engine mount is equipped with hydraulic damping and consists of a bearing housing 12, an elastomeric support body 9, a bearing core 10 supported in the axial direction on the support body 9, and an elastic bellows 11. Between the support body 9 and the bellows 11 is a channel support element 1 arranged. The channel support element 1 spatially separates two chambers for a fluid damping agent. The first chamber, which is arranged above the channel support element 1 in the illustration, acts as a working chamber 2 and is delimited by the supporting body 9 arching over it with the bearing core 10 and the channel supporting element 1. The chamber below the channel supporting element 1 forms an equalizing chamber 3 for under load from the working chamber 2 overflowing damping agent.

Bei axial eingetragenen schwingungsförmigen Belastungen niedriger Frequenz wird die Dämpfungswirkung des Lagers maßgeblich durch das hydraulische System beziehungsweise die hydraulische Dämpfung bestimmt. Hierbei schwingt beziehungsweise bewegt sich das fluide Dämpfungsmittel über den in dem Kanalträgerelement 1 ausgebildeten, die Arbeitskammer 2 und die Ausgleichskammer 3 strömungsleitend miteinander verbindenden Kanal 5 zwischen den Kammern hin und her. Im Falle einer auf das Lager einwirkenden Druckkraft wird dabei der elastomere Tragkörper 9 verformt, wodurch fluides Dämpfungsmittel aus der Arbeitskammer 2 über den Kanal 5 in die sich durch Verformung des elastischen Balgs 11 aufblähende Ausgleichskammer 3 verdrängt wird. Der Arbeitskammer 2 kann hierbei eine Wirkung zugeordnet werden, welche durch die Wirkfläche des Tragkörpers 9 bestimmt wird, die wiederum der Volumenänderung der Arbeitskammer 2 beim Einfedern entspricht. Bei geringen Frequenzen und langsamer Bewegung erfolgt dieser Vorgang ohne nennenswerten Druckunterschied in der Arbeitskammer 2. Dabei wird das fluide Dämpfungsmittel jeweils beim Einfedern in die Ausgleichskammer 3 verdrängt und strömt beim Ausfedern aus der Ausgleichkammer 3 in die Arbeitskammer 2 zurück. Mit steigender Frequenz dynamischer, das heißt schwingungsartiger Belastungen gewinnt das schwingungsfähige System aus der Masse des Dämpfungsmittels im Kanal 5 und der Volumennachgiebigkeit der Arbeitskammer 2 an Bedeutung. Bei einer bestimmten Frequenz solcher schwingungsförmigen Belastungen erreicht die Geschwindigkeit des Fluids in dem Kanal 5 ein Maximum. Das schwingungsfähige, die wesentlichen Teile der hydraulisch dämpfenden Mittel umfassende System geht in Resonanz, nicht hingegen die Mittel zu akustischen Entkopplung.In the case of axially applied low-frequency vibratory loads, the damping effect of the mount is largely determined by the hydraulic system or the hydraulic damping. The fluid damping medium oscillates or moves back and forth between the chambers via the channel 5 formed in the channel support element 1 and connecting the working chamber 2 and the equalizing chamber 3 to one another in a flow-conducting manner. In the event of a compressive force acting on the bearing, the elastomeric support body 9 is deformed, as a result of which fluid damping agent is displaced from the working chamber 2 via the channel 5 into the compensation chamber 3, which is inflated by deformation of the elastic bellows 11. The working chamber 2 can be assigned an effect which is determined by the effective area of the supporting body 9, which in turn corresponds to the change in volume of the working chamber 2 during compression. At low frequencies and slow movement, this process takes place without any appreciable pressure difference in the working chamber 2. The fluid damping agent is displaced into the compensation chamber 3 during compression and flows back from the compensation chamber 3 into the working chamber 2 during rebound. With an increasing frequency of dynamic, that is to say oscillating loads, the oscillating system consisting of the mass of the damping agent in the channel 5 and the volume flexibility of the working chamber 2 gains in importance. At a certain frequency of such oscillating loads, the velocity of the fluid in the channel 5 reaches a maximum. The vibratory system, which includes the essential parts of the hydraulically damping means, resonates, but not the means for acoustic decoupling.

Oberhalb der Resonanzfrequenz der hydraulischen Mittel verhindert die Masseträgheit des Fluids einen Fluidtransport durch den Kanal 5. Beim Einfedern des Lagers wird die resultierende Volumenverdrängung nun durch die Verformung des Tragkörpers 9 aufgenommen, wobei durch die Membran 4 des Kanalträgerelements 1 eine zusätzliche, die Lagersteifigkeit herabsetzende Nachgiebigkeit gegeben ist. Ein Teil der Kraftwirkung wird dabei über die Stirnfläche des in die Membran 4 eingefügten formstabilen Elements, das heißt über die insoweit elastisch aufgehängte zusätzliche Masse 6, auf das Lagergehäuse 12 übertragen. Erst mit weiter steigender Frequenz wird die Massenträgheit des ringförmigen Membranelements aus Membran 4 und von dieser aufgenommener Masse 6 beziehungsweise in die Membran 4 eingefügtem formstabilen Element dominant, so dass das Membranelement schließlich bei Erreichen der Resonanzfrequenz f₀ der vorgenannten akustisch entkoppelnden Mittel nicht mehr ausgelenkt wird und über das Membranelement kein Krafteintrag mehr in das Lagergehäuse 12 erfolgt. Die elastisch aufgehängte Masse 6 kommt dabei zur Ruhe und steht gewissermaßen im Raum zwischen der Arbeitskammer 2 und der Ausgleichskammer 3. Sie stützt sich hierdurch nicht mehr am Lagergehäuse 12 ab, so dass die Steifigkeit des Lagers herabgesetzt ist und eventuelle Druckschwankungen nicht auf das Lagergehäuse 12 übertragen werden. Es konnte festgestellt werden, dass die Steifigkeit des Aggregatlagers bei Belastungen mit Frequenzen zwischen 1,1 mal f₀ bis 1,5 mal f₀ zumindest gleich oder sogar geringer ist, als im Frequenzbereich zwischen 0,75 mal f₀ und 0,9 mal f₀.Above the resonant frequency of the hydraulic means, the mass inertia of the fluid prevents fluid transport through the channel 5. When the bearing deflects, the resulting volume displacement is now absorbed by the deformation of the support body 9, with the membrane 4 of the channel support element 1 providing an additional flexibility that reduces the bearing rigidity given is. Part of the force effect is transmitted to the bearing housing 12 via the end face of the dimensionally stable element inserted into the membrane 4, that is to say via the additional mass 6 which is elastically suspended in this respect. Only as the frequency continues to rise does the mass inertia of the ring-shaped membrane element consisting of membrane 4 and mass 6 accommodated by this or the dimensionally stable element inserted into membrane 4 become dominant, so that the membrane element is finally no longer deflected when the resonant frequency f ₀ of the aforementioned acoustically decoupling means is reached and there is no longer any force input into the bearing housing 12 via the membrane element. The elastically suspended mass 6 comes to rest and is to a certain extent in the space between the working chamber 2 and the compensation chamber 3. As a result, it is no longer supported on the bearing housing 12, so that the rigidity of the bearing is reduced and any pressure fluctuations do not affect the bearing housing 12 be transmitted. It could be determined that the rigidity of the engine mount under loads with frequencies between 1.1 times f ₀ and 1.5 times f ₀ is at least the same or even lower than in the frequency range between 0.75 times f ₀ and 0.9 times f ₀ .

Bei dem beispielhaft gezeigten Aggregatlager kann dabei zudem mittels des mit der elastisch aufgehängten Masse 6 der Membran 4 verbundenen Aktuators 8, vorliegend ein Elektromagnet mit einem Anker 7, die schwingungswirksame Masse des Membranelements insgesamt variiert und damit die Lagersteifigkeit sowie gleichzeitig die Phase der von dem Membranelement ausgeführten Schwingungen beeinflusst werden.In the case of the unit mount shown as an example, the actuator 8 connected to the elastically suspended mass 6 of the membrane 4, in this case an electromagnet with an armature 7, can also be used to vary the vibration-effective mass of the membrane element overall and thus the bearing rigidity and at the same time the phase of the membrane element executed vibrations are affected.

Die 2 zeigt ein Ersatzschaltbild des erfindungsgemäßen Aggregatlagers im Hinblick auf die Wirkung seiner Elemente bei in das Lager eingetragenen schwingungsförmigen Belastungen. Hierbei ist zu erkennen, dass die Lagersteifigkeit und damit die Art der Entkopplung der eingetragenen Lasten gemäß den vorstehenden Darstellungen durch die Wirkfläche A_T des Tragkörpers 9, die Volumennachgiebigkeit K_T der Arbeitskammer 2, die zusätzliche, durch die Einfügung der Membran 4 in das Kanalträgerelement 1 gegebene Nachgiebigkeit K_A, die Wirkfläche A_A der in die Membran 4 eingefügten elastisch aufgehängten Masse 6 in Form des formstabilen Elements, die Masse beziehungsweise Massenträgheit m_A dieses Elements sowie durch die mittels der elastisch aufgehängten Masse 6 herabgesetzte Membransteifigkeit c_A beeinflusst wird.the 2 shows an equivalent circuit diagram of the assembly mount according to the invention with regard to the effect of its elements in the case of vibratory loads applied to the mount. It can be seen here that the bearing rigidity and thus the type of decoupling of the applied loads according to the above illustrations by the effective area A _T of the support body 9, the volume flexibility K _T of the working chamber 2, the additional due to the insertion of the membrane 4 in the channel support element 1 given resilience K _A , the effective area A _A of the elastically suspended mass 6 inserted into the membrane 4 in the form of the dimensionally stable element, the mass or mass inertia m _A of this element as well as the membrane stiffness c _A reduced by means of the elastically suspended mass 6 is influenced.

Die 3 verdeutlicht nochmals das dynamische Verhalten des Aggregatlagers bei Belastungen mit einer Frequenz unterhalb der Resonanzfrequenz der Mittel zur akustischen Entkopplung (vorliegend Membran 4, elastisch aufgehängte Masse 6 und axial beweglicher Anker 7 des Aktuators 8), wohingegen die 4 die Verhältnisse bei Belastungen mit einer Frequenz oberhalb dieser Resonanzfrequenz f₀ darstellt. Aus der 4 wird deutlich, dass bei Belastungen oberhalb der Resonanzfrequenz f₀ über das Membranelement kein Krafteintrag mehr in das Lagergehäuse 12 erfolgt, was durch Fehlen des Ersatzschaltelements für die Membransteifigkeit c_A veranschaulicht ist.the 3 clarifies once again the dynamic behavior of the unit bearing under loads with a frequency below the resonant frequency of the means for acoustic decoupling (here membrane 4, elastically suspended mass 6 and axially movable anchor 7 of the actuator 8), whereas gen the 4 represents the conditions under loads with a frequency above this resonance frequency f ₀ . From the 4 it becomes clear that with loads above the resonant frequency f ₀ via the membrane element, there is no longer any force input into the bearing housing 12, which is illustrated by the absence of the equivalent switching element for the membrane stiffness c _A.

BezugszeichenlisteReference List

11: Kanalträgerelementchannel support element
22: Arbeitskammerworking chamber
33: Ausgleichskammercompensating chamber
44: Membranmembrane
55: Kanalchannel
66: elastisch aufgehängte Masseelastically suspended mass
77: Ankeranchor
88th: Aktuatoractuator
99: Tragkörperbody
1010: Lagerkernbearing core
1111: Balgbellows
1212: Lagergehäusebearing housing
1313: Lagerachsebearing axis

Claims

Assembly mount with an elastomeric support body (9), means for hydraulic damping, namely a working chamber (2) and a compensation chamber (3) for a fluid damping agent, which are arranged one below the other in the direction of the bearing axis (13), spatially separated from each other by a channel support element (1). separated and connected to one another in a flow-conducting manner at least by a channel (5) formed in the channel support element (1), and with decoupling means, namely means for acoustically decoupling components which can be connected to one another via the unit mount and which have at least one elastic membrane ( 4) include, wherein the unit mount has a rigidity in the case of oscillating loads in the acoustic range applied in the direction of the mount axis (13), the frequency of which corresponds to 1.1 times to 1.5 times the natural resonant frequency f ₀ of the acoustic decoupling means, which is equal to or less than the stiffness at loads with a frequency of 0.75 times f ₀ to 0.9 times fo, the acoustic decoupling means comprising an elastically suspended mass (6) which is inserted as a dimensionally stable element in a radial central area in the membrane (4) and with this is connected, the membrane (4) being designed as a ring-like membrane element which is adhesively connected on its outer circumference to dimensionally stable areas of the channel support element (1), the acoustic decoupling means having an axially movable armature (7) of an actuator actuated by a controller (8), wherein the anchor, which protrudes through an elastic bellows (11) delimiting the lower compensation chamber (3) on its side opposite the channel support element (1), is connected to the elastically suspended mass (6), characterized in that the Armature (7) of the actuator (8) is coupled via a mechanical spring to the elastically suspended mass (6).

aggregate bearing claim 1 , characterized in that the elastically suspended mass (6) is positively or non-positively connected to the membrane (4).

aggregate bearing claim 1 , characterized in that the elastically suspended mass (6) is integrally connected to the membrane (4).

aggregate bearing claim 3 , characterized in that the elastically suspended mass (6) is adhesively connected to the membrane (4) by vulcanization.

Aggregate bearing according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that its rigidity can be varied via the geometry and/or the mass of the elastically suspended mass (6) inserted into the membrane (4).

Aggregate bearing according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the membrane (4) is connected on its outer periphery to a wall or to wall sections of the channel (5) formed in the channel support element (1), the channel (5) being formed as a circumferential flow channel is formed.

Aggregate bearing according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the armature (7) of the actuator (8) acts on the elastic suspended mass (6) with an oscillating tensile force, the phase of this oscillation being matched by appropriate control of the actuator (8) to the phase of the axially acting load is adjusted.