DE102011118971A1

DE102011118971A1 - Hydraulisch dämpfendes, aktiv schaltbares Aggregatelager

Info

Publication number: DE102011118971A1
Application number: DE102011118971A
Authority: DE
Inventors: Stefan Vollmann; Stephan Römling
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-11-19
Filing date: 2011-11-19
Publication date: 2013-05-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch dämpfendes, aktiv schaltbares Aggregatelager (10), insbesondere Motorlager für ein Kraftfahrzeug, mit einem an einem Gehäuse angeordneten, gummielastischen Tragkörper (12), der eine Arbeitskammer (16) einschließt, mit ferner einer Ausgleichskammer (18), wobei die Arbeitskammer (16) und die Ausgleichskammer (18) über einen Drosselkanal (24) miteinander verbunden sind und der Drosselkanal (24) so ausgelegt ist, dass er bei niederfrequenten Schwingungen geöffnet und bei hochfrequenten Schwingungen dynamisch geschlossen ist. Zur Erzielung einer verbessert anpassbaren Lagerkennung weist das Lager (10) einen Schwingaktor (28) auf, der von einer ersten Betriebsposition (1), in der er eine Membran (30) im Lager (10) mit Gegenschwingungen (32) beaufschlagt, in eine zweite Betriebsposition (II) verstellbar ist, in der er eine weitere Dämpfungsfunktion bewirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisch dämpfendes, aktiv schaltbares Aggregatelager, insbesondere ein Motorlager für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein gattungsgemäßes, hydraulisch dämpfendes Motorlager beschreibt beispielsweise die DE 10 2008 055 535 A1 , bei dem eine Arbeitskammer und eine Ausgleichskammer über einen Drosselkanal miteinander verbunden sind. Der Drosselkanal ist konstruktiv so ausgelegt, dass er bei niederfrequenten Schwingungen einen Flüssigkeitsaustausch zwischen den Kammern ermöglicht (Dämpfung größerer Schwingungsamplituden) und bei hochfrequenter Schwingungsanregung dynamisch schließt und keinen Flüssigkeitsaustausch zulässt. Ferner sind in dem Motorlager ein piezoelektrischer Schwingaktor und eine Membrane angeordnet, die abhängig von definierten Steuer- oder Regelalgorithmen durch gezielte Überlagerung von Gegenschwingungen in der dann isolierten Arbeitskammer unerwünschte Schwingungen löschen.
Ausgehend von dem gattungsgemäßen Aggregatelager ist es Aufgabe der Erfindung, dieses mit baulich einfachen Mitteln derart weiterzubilden, dass es in noch verbessertem Maße an definierte, insbesondere in Kraftfahrzeugen auftretende Schwingungsausbildungen anpassbar ist.
Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Schwingaktor in zumindest eine weitere, außerhalb der die Gegenschwingungen bewirkenden Amplitude der Membrane liegende Betriebsposition steuerbar ist. In dieser Betriebsposition ist daher der Schwingaktor im passiven Zustand. Der im passiven Zustand befindliche Schwingaktor bewirkt in Doppelfunktion eine weitere Dämpfungsfunktion im Aggregatelager. Der Schwingaktor ist dementsprechend in seiner Funktion so erweitert, dass das Motorlager im passiven Zustand auch stochastisch auftretende, irreguläre Anregungen des Motors (z. B. in der Start- oder Stoppphase) dämpfen kann.
Insbesondere kann der Schwingaktor in eine Betriebsposition steuerbar sein, in der er die Drosselwirkung des Drosselkanals verändert bzw. bevorzugt diesen statisch schließt. Dies kann z. B. bewerkstelligt werden, indem eine an dem Schwingaktor angeordnete Blende oder ein Schalter am Drosselkanal elektromagnetisch verstellt wird. Damit kann das Aggregatelager über die Zusatzfunktion des Schwingaktors auf plötzliche, relativ heftige Schwingungsanregungen im niederfrequenten Bereich adäquat „verhärtet” werden und unzulässige Auslenkungen des Aggregats vermeiden.
Alternativ oder zusätzlich kann der Schwingaktor in eine Betriebsposition steuerbar sein, in der er eine zusätzliche, zur Ausgleichskammer im Volumen und/oder Vordruck unterschiedliche Flüssigkeitskammer mit dementsprechend veränderter Dämpfungswirkung öffnet.
Der Schwingaktor kann in an sich bekannter Weise zentral innerhalb des ringförmig in dem Gehäuse ausgebildeten Drosselkanals angeordnet und im passiven Zustand in zumindest eine weitere Position steuerbar sein, in der er den Querschnitt des Drosselkanals verändert und/oder einen Kanal zwischen der Arbeitskammer und der zusätzlichen Flüssigkeitskammer öffnet.
Schließlich kann der Schwingaktor im passiven Zustand elektromagnetisch in die zumindest eine weitere Position steuerbar sein, so dass diese Steuerfunktion gegebenenfalls unabhängig von der eigentlichen Schwingaktorik getrennt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden näher beschrieben. Die schematische Zeichnung zeigt in:
1 ein hydraulisch dämpfendes, aktives Motorlager für Antriebsaggregate in Kraftfahrzeugen, mit einer Arbeitskammer, einer Ausgleichskammer, einem beide verbindenden Drosselkanal, sowie mit einer aktiv geschalteten Schwingaktorik; und
2 das Motorlager nach 1 im passiven Zustand und mit über den Schwingaktor geschlossenem Drosselkanal.
In der 1 ist grob schematisch ein hydraulisch dämpfendes Aggregatelager bzw. Motorlager 10 für ein Kraftfahrzeug gezeigt, das in bekannter Weise einen gummielastischen Tragkörper 12 und ein tassenförmiges Gehäuse 14 aus Metall aufweist, die zwischen sich eine in der Zeichnung obere Arbeitskammer 16 und eine unten hegende Ausgleichskammer 18 einschließen.
Der Tragkörper 12 ist über einen Lagerkern 20 z. B. mit der Motorstütze eines Antriebsaggregats des Kraftfahrzeugs verbunden, während das Gehäuse 14 in nicht dargestellter Weise an dem tragenden Aufbau des Kraftfahrzeugs befestigt ist.
Zwischen den beiden, mit einer inkompressiblen Hydraulikflüssigkeit befüllten Kammern 16, 18 ist eine gehäusefeste Ringwand 22 vorgesehen, in die ein umlaufender Drosselkanal 24 (nur angedeutet) eingearbeitet ist, der die beiden Kammern 16, 18 miteinander verbindet.
Der Drosselkanal 24 ist konstruktiv so ausgelegt, dass er bei niederfrequenten Schwingungen einen Volumenaustausch zwischen den beiden Kammern 16, 18 zur Erzielung einer definierten, „weicheren” Dämpfungsrate zulässt. Bei hochfrequenter Schwingungsanregung über das Antriebsaggregat ist der Drosselkanal 24 aufgrund seiner Länge und Drosselquerschnitte dynamisch verschlossen, so dass kein Volumenausgleich erfolgt und eine „härtere” Lagerkennung vorliegt.
In die Ringwand 22 ist ferner zentral eine Schwingaktorik 26 eingesetzt, die in Verbindung mit der Ringwand 22 die Arbeitskammer 16 und die Ausgleichskammer 18 voneinander trennt und die sich aus einem z. B. piezoelektrischen, elektrodynamischen oder dergleichen Schwingaktor 28 und einer flexiblen, impermeablen Membran 30 zusammensetzt.
Der Schwingaktor 28 ist, wie durch den Doppelpfeil in der 1 angedeutet ist, in nicht näher dargestellter Weise zwischen einer ersten Betriebsposition 1 und einer zweiten Betriebsposition 11 (2) höhenverstellbar. In der in der 1 gezeigten Betriebsposition 1 kann der Schwingaktor 28 der Membran 30 bei definierten, hier nicht weiter ausgeführten Schwingungsanregungen im hochfrequenten Bereich Gegenschwingungen (angedeutet bei 32) aufprägen, die unzulässige Schwingungsamplituden und/oder Geräuschübertragungen über das Motorlager 10 löschen.
In der in der 2 gezeigten Betriebsposition II ist die Schwingaktorik 26 bzw. der Schwingaktor 28 um einen Weg s außerhalb der steuerbaren Gegenschwingungsamplituden (1, bei 32) verfahren (z. B. elektromagnetisch), in der ein Element des Schwingaktors 28, z. B. über eine Blende (bei 34), oder einen Schalter den Drosselkanal 24 statisch verschließt.
Damit ist über den Schwingaktor 28 zusätzlich eine vierte Lagerkennung steuerbar, die im niederfrequenten Bereich der Schwingungsanregungen am Motorlager 10 durch vollständiges oder gegebenenfalls teilweises Verschließen des Drosselkanals 24 aktivierbar ist.
Dies kann bevorzugt bei stochastisch auftretenden Anregungen bzw. Beschleunigungen erfolgen, wie sie z. B. beim Starten oder Abstellen einer Brennkraftmaschine auftreten können.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
Gegebenenfalls könnte zusätzlich oder alternativ zum Verschließen des Drosselkanals 24 über den Schwingaktor 28 eine weitere Funktion gesteuert sein, bei der eine weitere, eine unterschiedliche Lagerkennung bewirkende Flüssigkeitskammer (nicht dargestellt) in dem Gehäuse 14 des Motorlagers 10 mit der Arbeitskammer 16 verbunden wird.
Im Ausführungsbeispiel ist unterhalb der Ausgleichskammer 18 eine druckvorgespannte Trennmembrane 36 gehäusefest eingespannt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008055535 A1 [0002]

Claims

Hydraulisch dämpfendes, aktiv schaltbares Aggregatelager (10), insbesondere Motorlager für ein Kraftfahrzeug, mit einem an einem Gehäuse angeordneten, gummielastischen Tragkörper (12), der eine Arbeitskammer (16) einschließt, mit ferner einer Ausgleichskammer (18), wobei die Arbeitskammer (16) und die Ausgleichskammer (18) über einen Drosselkanal (24) miteinander verbunden sind und der Drosselkanal (24) so ausgelegt ist, dass er bei niederfrequenten Schwingungen geöffnet und bei hochfrequenten Schwingungen dynamisch geschlossen ist, sowie mit einem im Gehäuse (14) angeordneten, ansteuerbaren Schwingaktor (28), der in einer ersten Betriebsposition (I) bei definierten, hochfrequenten Schwingungen über eine an die Arbeitskammer (16) angrenzende Membran (30) Gegenschwingungen (32) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingaktor (28) von der ersten Betriebsposition (I) in zumindest eine zweite, außerhalb der die Gegenschwingungen (32) bewirkenden Amplitude der Membran (30) liegende Betriebsposition (II) steuerbar ist, in der er eine weitere Dämpfungsfunktion bewirkt.
Aggregatelager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingaktor (28) in eine Position steuerbar ist, in der er die Drosselwirkung des Drosselkanals (24) verändert.
Aggregatelager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingaktor (28) in eine Position steuerbar ist, in der er den Drosselkanal (24) statisch verschließt.
Aggregatelager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingaktor (28) in eine Position steuerbar ist, in der er eine zusätzliche, zur Ausgleichskammer (18) im Volumen und/oder Vordruck unterschiedliche Flüssigkeitskammer öffnet.
Aggregatelager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingaktor (28) zentral innerhalb des ringförmig in dem Gehäuse (14, 22) ausgebildeten Drosselkanals (24) angeordnet ist und im passiven Zustand in zumindest eine Position steuerbar ist, in der er den Querschnitt des Drosselkanals (24) verändert und/oder einen Kanal zu der zusätzlichen Flüssigkeitskammer öffnet.
Aggregatelager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingaktor (28) im passiven Zustand elektromagnetisch in die zumindest eine weitere Position steuerbar ist.