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Die Erfindung betrifft eine Lagerungseinrichtung für einen Motor eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Lagerungseinrichtung für einen Motor, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, ist beispielsweise bereits der
DE 10 2009 021 994 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Lagerungseinrichtung umfasst wenigstens ein Motorlager, welches einen Tragkern, ein Gehäuse und wenigstens eine aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere Gummi, gebildete Tragfeder umfasst. Über die Tragfeder ist der beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildete Tragkern mit dem Gehäuse verbunden. Das Gehäuse ist beispielsweise ein Auflager, über welches das Motorlager beispielsweise an der Karosserie des Kraftfahrzeugs gelagert werden kann. Das Motorlager umfasst ferner eine Trenneinrichtung, durch welche eine zumindest teilweise durch den Tragkern, die Tragfeder und die Trenneinrichtung begrenzte erste Fluidkammer von einer zweiten Fluidkammer getrennt ist.
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Die zweite Fluidkammer ist zumindest teilweise durch die Trenneinrichtung und eine elastische Wandung begrenzt, die auf einer der Tragfeder abgewandten Seite der Trenneinrichtung angeordnet ist. Beispielsweise ist die elastische Wandung durch einen Rollbalg gebildet, wobei die elastische Wandung aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere Gummi, gebildet sein kann. Die Trenneinrichtung weist wenigstens einen Dämpfungskanal auf, über welchen die erste Fluidkammer mit der zweiten Fluidkammer fluidisch verbunden ist. Somit kann beispielsweise ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, von der ersten Fluidkammer durch den Dämpfungskanal in die zweite Fluidkammer beziehungsweise umgekehrt überströmen, so dass über den Dämpfungskanal zwischen den Fluidkammern ein Fluidaustausch ermöglicht ist.
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Ferner umfasst die Lagerungseinrichtung wenigstens einen Motorträger, über welchen der Motor mit dem Tragkern koppelbar ist. Im fertig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs steht der Motorträger üblicherweise, insbesondere in Querrichtung des Motors, von dem Motor ab.
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Ferner offenbart die
DE 10 2006 003 882 A1 ein Motorlager mit hydraulischer Dämpfung zur Lagerung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug. Das Motorlager umfasst einen Tragkern, einen gummielastischen Tragkörper, einen Mantel und eine einen unteren Abschluss bildende Membran. Der Tragkern, der gummielastische Tragkörper, der Mantel und die Membran bilden gemeinsam einen mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Hohlraum. Das Motorlager umfasst ferner eine im Hohlraum angeordnete erste Zwischenplatte mit einem ersten Überströmkanal, wobei die erste Zwischenplatte den Hohlraum in einen ersten Teilhohlraum und einen zweiten Teilhohlraum trennt. Dabei ist es vorgesehen, dass im zweiten Teilhohlraum, der dem Tragkern zugewandt ist, eine zweite Zwischenplatte mit einem zweiten Überströmkanal angeordnet ist, wobei die zweite Zwischenplatte den zweiten Teilhohlraum nochmals unterteilt und über einen starren Verbindungskörper mit dem Tragkern verbunden ist.
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Ferner offenbart
DE 32 44 295 A1 ein Zweikammer-Motorlager mit hydraulischer Dämpfung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dessen beide flüssigkeitsgefüllten und mit gummielastischen Umfangswänden versehenen Kammern über eine eine Drosselöffnung aufweisende Zwischenplatte zur Verhinderung des hydraulischen Ansprechens bei hochfrequenten Schwingungen kleiner Amplituden hydraulisch miteinander verbunden sind.
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Aus
DE 37 35 553 A1 ist ein Gummilager bekannt, bei dem ein Traglager, ein hohlkehliges Federelement und eine Trennwand einen Arbeitsraum umschließen.
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Die
DE 102 13 750 A1 offenbart ein Aggregatelager mit hydraulischer Dämpfung, insbesondere zur Lagerung von Motoren und/oder Getrieben in Kraftfahrzeugen.
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Der
DE 41 39 046 A1 ist ein elastisches Motorlager mit einem hohlzylindrischen Federblock aus einem Elastomer als bekannt zu entnehmen. Außerdem ist aus
DE 10 2006 058 110 A1 ein Motorlager mit hydraulischer Dämpfung zur Lagerung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug bekannt. Schließlich offenbart
DE 10 2009 044 773 A1 ein hydraulisch gedämpftes Lager mit einem Hydraulikraum.
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Diese Aufgabe wird durch eine Lagerungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Lagerungseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten der Lagerungseinrichtung und insbesondere des Kraftfahrzeugs insgesamt realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Übertragungssteifigkeit des Motorlagers in einem ersten Frequenzbereich gegenüber sich an den ersten Frequenzbereich beidseitig anschließenden weiteren Frequenzbereichen geringer ist, wobei in dem ersten Frequenzbereich wenigstens eine Resonanz, insbesondere die erste Resonanz, des Motorträgers liegt. Das Geräuschverhalten wird auch als NVH-Verhalten bezeichnet (NVH – Noise Vibration Harshness) und charakterisiert das Verhalten bezüglich Brummigkeiten, Vibrationen, Klangbild und Heulen. Bei der erfindungsgemäßen Lagerungseinrichtung können nun übermäßige Brummigkeiten, Vibrationen und Heulgeräusche vermieden werden, so dass ein besonders angenehmes Klangbild geschaffen werden kann. Insbesondere ist es möglich, mittels der erfindungsgemäßen Lagerungseinrichtung eine Körperschallübertragung von der Verbrennungskraftmaschine in die Karosserie des Kraftfahrzeugs besonders gering zu halten, indem insbesondere die erste Resonanz des Motorträgers in dem ersten Frequenzbereich angeordnet ist, in welchem die Übertragungssteifigkeit des Motorlagers gegenüber den weiteren Frequenzbereichen reduziert ist.
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Außerdem umfasst die Tragfeder ein erstes Federteil und wenigstens ein separat vom ersten Federteil ausgebildetes, zweites Federteil, welches über wenigstens ein separat von den Federteilen ausgebildetes Zwischenelement mit dem ersten Federteil gekoppelt beziehungsweise an dem ersten Federteil abgestützt ist. Vorzugsweise ist das Zwischenelement steifer als die Federteile. Mit anderen Worten sind die Federteile aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere aus Gummi, gebildet, wobei das Zwischenelement vorzugsweise aus einem nicht-elastischen Werkstoff gebildet ist. Dabei kann das Zwischenelement beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff oder einem Kunststoff gebildet sein. Dies bedeutet, dass das Zwischenelement einen wesentlich höheren E-Modul als die Federteile aufweist. Durch diese gezielte Gestaltung der Tragfeder, insbesondere im Rahmen einer CAE-gestützten (CAE Computer Edit Engineering) Auslegung des Motorlagers, ist es möglich, die Übertragungssteifigkeit des Motorlagers gezielt einzustellen, um ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten (NVH-Verhalten) zu realisieren. Dadurch können übermäßige Brummigkeiten, Vibrationen und Heulgeräusche vermieden werden, sodass ein vorteilhaftes Klangbild geschaffen werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Vorderansicht einer Lagerungseinrichtung, über welche ein Motor eines Kraftfahrzeugs an dessen Karosserie gelagert ist;
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2 eine schematische Schnittansicht einer Motorlagers einer ersten Ausführungsform der Lagerungseinrichtung;
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3 ein Diagramm zum Veranschaulichen des Übertragungsverhaltens des Motorlagers;
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4 ein weiteres Diagramm zum Veranschaulichen des Übertragungsverhaltens des Motorlagers, wobei die erste Resonanz eines Motorträgers der Lagerungseinrichtung in einem Frequenzbereich angeordnet ist, in welchem das Motorlager eine geringere Übertragungssteifigkeit als in sich beidseitig an den Frequenzbereich anschließenden, weiteren Frequenzbereichen aufweist;
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5 eine schematische Querschnittansicht des Motorlagers gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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6a–z jeweils ausschnittsweise weitere Ausführungsformen des Motorlagers;
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7a, b jeweils ausschnittsweise eine schematische Draufsicht weiterer Ausführungsformen des Motorlagers; und
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8 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Motorlagers.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Lagerungsanordnung 10 eines Motors 12 an einer Karosserie 14 eines Kraftfahrzeugs, welches beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Von der Karosserie 14 ist in 1 ein beispielsweise als Trägerelement ausgebildetes Karosseriebauteil 16 zu erkennen, an welchem der Motor 12 über eine Lagerungseinrichtung 18 gelagert ist. Der Motor 12 ist beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine, welche beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug ist dabei mittels des Motors 12 antreibbar. Das Karosseriebauteil 16 ist beispielsweise ein Integralträger, welcher auch als Hilfsrahmen bezeichnet wird und beispielsweise an dem Rohbau des Kraftfahrzeugs gehalten ist. Der Motor 12 umfasst wenigstens ein Gehäuse 20, an welchem eine in 1 nicht erkennbare Abtriebswelle des Motors 12 um eine Drehachse relativ zum Gehäuse 20 drehbar gelagert ist. Beispielsweise ist das Gehäuse 20 ein Kurbelgehäuse des Motors 12.
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Die Lagerungseinrichtung 18 umfasst zwei Motorträger 22, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Motors 12, insbesondere des Gehäuses 20, angeordnet sind und von dem Gehäuse 20, insbesondere in Querrichtung des Motors 12, abstehen. Während seines Betriebs schwingt der Motor 12, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, eine Übertragung der Schwingungen des Motors 12 über die Lagerungseinrichtung 18 auf die Karosserie 14 zu vermeiden oder zumindest gering zu halten. Dadurch kann eine durch den Motor 12 bewirkte Anregung der Karosserie 14 zumindest gering gehalten werden. Die Schwingungen beziehungsweise die Motoranregung kann beispielsweise über wenigstens einen Übertragungspfad, in dem die Lagerungseinrichtung 18 angeordnet ist, vom Motor 12 auf die Karosserie 14 übertragen werden. Am jeweiligen Motorträger 22 ist jeweils wenigstens eine Zusatzmasse 24 gehalten, welche beispielsweise dem Dämpfen der Schwingungen des Motors 12 dient.
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Die Lagerungseinrichtung 18 umfasst ferner Motorlager 26, unter deren Vermittlung die Motorträger 22 an die Karosserie 14 angebunden sind. Somit ist der Motor 12 über die Motorträger 22 und die Motorlager 26 an der Karosserie 14 beziehungsweise am Karosseriebauteil 16 gelagert.
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Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist das jeweilige Motorlager 26 als Hydrolager ausgebildet. 2 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine erste Ausführungsform des jeweiligen, als Hydrolager ausgebildeten Motorlagers 26. Aus 2 ist erkennbar, dass das jeweilige Motorlager 26 einen Tragkern 28 aufweist, wobei im Rahmen der Lagerungsanordnung 10 der jeweilige Motorträger 22 mit dem jeweiligen Tragkern 28 verbunden beziehungsweise gekoppelt ist. Somit ist der Motor 12 über den jeweiligen Motorträger 22 mit dem jeweiligen Tragkern 28 gekoppelt und somit über den Tragkern 28 am jeweiligen Motorlager 26 gelagert. Das Motorlager 26 umfasst ferner ein Gehäuse 30, wobei beispielsweise der Tragkern 28 und das Gehäuse 30 aus einem metallischen Werkstoff gebildet sind. Darüber hinaus umfasst das Motorlager 26 wenigstens eine Tragfeder 32, welche auch als Tragkörper bezeichnet wird. Über die Tragfeder 32 ist der Tragkern 28 mit dem Gehäuse 30 verbunden. Dabei ist die Tragfeder 32 aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere Gummi, gebildet, so dass die Tragfeder 32 – insbesondere gegenüber dem Tragkern 28 und dem Gehäuse 30 – elastisch verformbar ist.
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Die Tragfeder 32 lässt somit Relativbewegungen zwischen dem Tragkern 28 und dem Gehäuse 30 zu, wobei es zu diesen Relativbewegungen aufgrund der Schwingungen des Motors 12 kommt. Infolge der Relativbewegungen zwischen dem Tragkern 28 und dem Gehäuse 30 wird die Tragfeder 32 elastisch verformt, so dass beispielsweise Schwingungsenergie in Verformungsenergie umgewandelt wird. Dadurch werden die Schwingungen des Motors 12 gedämpft. Die Tragfeder 32 ist beispielsweise durch Vulkanisieren mit dem Gehäuse 30 und/oder mit dem Tragkern 28 verbunden, so dass der Tragkern 28 über die Tragfeder 32 mit dem Gehäuse 30 verbunden ist. Dabei ist die Tragfeder 32 an dem Tragkern 28 über jeweilige Abstützflächen 34 und 36 abgestützt, wobei die Tragfeder 32 an dem Gehäuse 30 beispielsweise über jeweilige Abstützflächen 37 und 38 abgestützt ist.
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Das Motorlager 26 umfasst ferner eine obere erste Fluidkammer 40 und eine untere zweite Fluidkammer 42, wobei die Fluidkammern 40 und 42 durch eine Trenneinrichtung 44 des Motorlagers 26 voneinander getrennt sind. Die Fluidkammer 40 ist dabei zumindest teilweise durch den Tragkern 28, die Tragfeder 32 und die Trenneinrichtung 44 begrenzt, wobei die Fluidkammer 42 beispielsweise zumindest teilweise durch die Trenneinrichtung 44 und wenigstens eine vorliegend durch einen Rollbalg 46 gebildete elastische Wandung 48 zumindest teilweise begrenzt ist. Der Rollbalg 46 und somit die elastische Wandung 48 sind beispielsweise aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere Gummi, gebildet, wobei – wie besonders gut aus 2 erkennbar ist – der Rollbalg 46 beziehungsweise die elastische Wandung 48 auf einer dem Tragkern 28 und der Fluidkammer 40 abgewandten Seite 50 der Trenneinrichtung 44 angeordnet sind.
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Die Trenneinrichtung 44 umfasst wenigstens eine elastische Membran 52, welche aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere Gummi, gebildet und demzufolge elastisch verformbar ist. Somit wird die jeweilige Fluidkammer 40 beziehungsweise 42 auch zum Teil durch die Membran 52 begrenzt. Ferner umfasst die Trenneinrichtung 44 eine beispielsweise zumindest im Wesentlichen ringförmige Trennplatte 54, welche beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist und auch als Kanalplatte bezeichnet wird. Dabei ist die Membran 52 an der Trennplatte 54 gehalten, wobei die Trennplatte 54 am Gehäuse 30 gehalten ist.
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Schließlich umfasst das Motorlager 26 einen Deckel 56, welcher auf einer der Trenneinrichtung 44 abgewandten Seite 58 des Rollbalgs 46 beziehungsweise der Wandung 48 angeordnet ist. Der Deckel 56 ist mit dem Gehäuse 30 verbunden, wobei das Gehäuse 30 und der Deckel 56 wenigstens eine Aufnahme 60 bilden, in welcher ein Randbereich der Trennplatte 54 angeordnet ist. Dadurch ist die Trennplatte 54 am Gehäuse 30 festgelegt.
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Die Trenneinrichtung 44 umfasst ferner wenigstens einen Dämpfungskanal 62, über welchen die Fluidkammern 40 und 42 fluidisch miteinander verbunden sind. Aus 2 ist erkennbar, dass der Dämpfungskanal 62, welcher auch als Stuckerkanal bezeichnet wird, in der Trennplatte 54 verläuft. Im fertig hergestellten Zustand des Motorlagers 26 ist in zumindest einer der Fluidkammern 40 und 42 ein Fluid aufgenommen, wobei das Fluid vorzugsweise eine Flüssigkeit beziehungsweise eine Hydraulikflüssigkeit ist. Durch die fluidische Verbindung der Fluidkammern 40 und 42 über den Dämpfungskanal 62 kann beispielsweise in der Fluidkammer 40 aufgenommenes Fluid über den Dämpfungskanal 62 in die Fluidkammer 42 überströmen und umgekehrt. Mit anderen Worten ist ein Fluidaustausch zwischen den Fluidkammern 40 und 42 über den Dämpfungskanal 62 ermöglicht. Durch diesen Fluidaustausch können Schwingungen des Tragkerns 28 und somit des Motors 12 besonders gut gedämpft werden.
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3 zeigt ein Diagramm 64 zur Veranschaulichung des Übertragungsverhaltens des Motorlagers 26. Auf der Ordinate 66 des Diagramms 64 ist die Übertragungssteifigkeit, insbesondere die dynamische Übertragungssteifigkeit, des Motorlagers 26 aufgetragen, wobei auf der Abszisse 68 die Frequenz insbesondere in der Einheit Hertz (Hz) aufgetragen ist.
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Ein in das Diagramm 64 eingetragener Verlauf 70 veranschaulicht somit die Übertragungssteifigkeit, insbesondere die dynamische Übertragungssteifigkeit, des Motorlagers 26 über der Frequenz. Anhand des Verlaufs 70 ist erkennbar, dass die Übertragungssteifigkeit des Motorlagers 26 in einem ersten Frequenzbereich B gegenüber sich an den ersten Frequenzbereich B beidseitig anschließenden weiteren Frequenzbereichen C geringer ist. Mit anderen Worten ist die Übertragungssteifigkeit des Motorlagers 26 im Frequenzbereich B gegenüber den weiteren Frequenzbereichen C reduziert. Vorzugsweise beginnt der Frequenzbereich B mindestens bei 200 Hertz. Somit ist ein optimiertes Motorlager-Übertragungsverhalten durch eine breitbandige Steifigkeitsabsenkung bei mindestens 200 Hertz, insbesondere bei ≥ 200 Hertz, geschaffen. Der Frequenzbereich B erstreckt sich vorzugsweise von einschließlich 200 Hertz bis einschließlich 500 Hertz. In das Diagramm 64 ist ein weiterer Verlauf 72 eingetragen, welcher ein eher ungünstiges Übertragungsverhalten bei einer üblichen Motorlagerausführung veranschaulicht.
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4 zeigt das Diagramm 64, in welches zudem die in 4 mit R bezeichnete erste Resonanz des jeweiligen Motorträgers 22 eingetragen ist. Aus 4 ist erkennbar, dass die erste Resonanz eine Resonanz des Motorträgers 22 ist, wobei die erste Resonanz R in dem ersten Frequenzbereich B liegt. Das Diagramm 64 gemäß 4 weist eine zweite Ordinate 74 auf, auf welcher der Beschleunigungspegel vor dem jeweiligen Motorlager 26 aufgetragen ist. Somit bezieht sich ein die erste Resonanz R veranschaulichender Verlauf 76 auf die zweite Ordinate 74. Der Verlauf 70 veranschaulicht insbesondere die dynamische Übertragungssteifigkeit des Motorlagers 26. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Motorlager, welches die durch den Verlauf 72 veranschaulichte Übertragungssteifigkeit aufweist, ist bei dem jeweiligen Motorlager 26 eine optimierte Ausführung mit breitbandiger Absenkung der dynamischen Übertragungssteifigkeit im Frequenzbereich B für ein abgestimmtes Zusammenspiel mit einer gezielt in diesem Bereich positionierten Resonanz in Form der ersten Resonanz R des jeweiligen Motorträgers 22 vorgesehen, wodurch im Vergleich zu herkömmlichen Motorlagern ein deutlich verbessertes Geräuschverhalten (NVH-Verhalten) realisiert werden kann. Somit ist bei dem Motorlager 26 eine gezielte Auslegung eines breitbandigen Übertragungsbereiches in Form des ersten Frequenzbereichs B mit sehr niedriger Übertragungssteifigkeit vorgesehen, vor allem im hochfrequenten Bereich von größer als 200 Hertz, wobei das Motorlager 26 in dem zuvor genannten Übertragungspfad angeordnet ist, über welchen Schwingungen vom Motor 12 in die Karosserie 14 eingeleitet werden.
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Dieser Übertragungspfad wird auch als Kette bezeichnet, die den jeweiligen Motorträger 22, das jeweilige Motorlager 26 und die Karosserie 14 umfasst. Die zuvor beschriebene gezielte Auslegung ist vorliegend durch die gezielte Gestaltung der Tragfeder 32, von Pumpflächen, der Trennplatte 54, der Membran 52 selbst sowie eines gegebenenfalls vorgesehenen und in 5 mit 78 bezeichneten Membrankanals realisiert. Ferner ist die gezielte Auslegung durch eine elastische Lagerung der genannten Komponenten gegeneinander in Zusammenspiel mit den inneren Motorlagerkomponenten realisiert. Üblicherweise ist eine gezielte Gestaltung des Motorlagers als Einzelkomponente im Frequenzbereich von weniger als 200 Hertz vorgesehen. Im Gegensatz dazu ist es bei dem Motorlager 26 vorgesehen, die Übertragungssteifigkeit in einem Frequenzbereich von größer gleich 200 Hertz zu reduzieren.
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Mit anderen Worten ist bei der Lagerungsanordnung 10 eine gezielte Optimierung des Übertragungspfades durch gezielte Gestaltung des dynamischen Übertragungsverhaltens des jeweiligen Motorlagers 26 und des jeweiligen Motorlagers 22 vorgesehen. Dies ist insbesondere durch Auslegung und Ausführung des Motorlagers 26 derart realisiert, dass in dem großen beziehungsweise breitbandigen Frequenzbereich B, zum Beispiel von 200 Hertz bis 500 Hertz, eine sehr niedrige Übertragungssteifigkeit des Motorlagers 26 vorgesehen ist und für die Optimierung des Gesamtsystems genutzt wird. Ferner ist die gezielte Auslegung der ersten Resonanz R auf das Übertragungsverhalten des Motorlagers 26 vorgesehen. Dies bedeutet, dass die erste Resonanz R in dem Frequenzbereich B mit der niedrigen dynamischen Übertragungssteifigkeit angeordnet wird. Dies erfolgt beispielsweise durch geometrische Gestaltung, Auswahl des Werkstoffes und gegebenenfalls Anbringung der jeweiligen Zusatzmasse 24 am jeweiligen Motorträger 22. Die Übertragungssteifigkeit des Motorlagers 26 in dem bezogen auf die Bildebene in 3 linken Frequenzbereich C wird beispielsweise als Cdyn@20 Hz bezeichnet, da das Motorlager 26 diese Übertragungssteifigkeit beispielsweise bei 20 Hertz aufweist. Die Übertragungssteifigkeit des Motorlagers 26 im Frequenzbereich B wird beispielsweise als Cdyn, HF bezeichnet, da das Motorlager 26 diese Übertragungssteifigkeit bei hohen Frequenzen von größer gleich 200 Hertz aufweist.
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5 zeigt eine zweite Ausführungsform des Motorlagers 26. Bei der zweiten Ausführungsform ist es beispielsweise vorgesehen, dass der Tragkern 28 zumindest in einem Teilbereich hohl ausgebildet ist und demzufolge beispielsweise einen hohlen und insbesondere geschlossenen Querschnitt 80 aufweist. Ferner weist die Trennplatte 54 eine gitterartige Struktur 82 auf, durch welche der Membrankanal 78 gebildet ist, in welchem die Membran 52 angeordnet ist. Über den Membrankanal 78 steht die Membran 52 auf einer der Fluidkammer 40 zugewandten ersten Seite 84 in fluidischem Kontakt mit dem Fluid beziehungsweise mit der Fluidkammer 40, wobei die Membran 52 über den Membrankanal 78 auf einer der ersten Seite 84 abgewandten und der Fluidkammer 42 zugewandten zweiten Seite 86 mit dem in der Fluidkammer 42 aufgenommenen Fluid beziehungsweise mit der Fluidkammer 42 in fluidischem Kontakt steht. Die zuvor genannten Pumpflächen sind beispielsweise solche Flächen des Motorlagers 26, welche aufgrund von Schwingungsanregungen schwingen und dadurch das Fluid fördern, das heißt pumpen.
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Besonders gut aus 5 ist erkennbar, dass die Trennplatte 54 über einen elastischen Werkstoff an dem Gehäuse 30 und an dem Deckel 56 abgestützt und dadurch gelagert ist. Bei diesem elastischen Werkstoff handelt es sich beispielsweise um Gummi, wobei der elastische Werkstoff ein Werkstoff der Tragfeder 32 und/oder des Rollbalgs 46 beziehungsweise der Wandung 48 sein kann. Vorliegend ist es vorgesehen, dass die Trennplatte 54 über die Tragfeder 32 und den Rollbalg 46 am Gehäuse 30 und am Deckel 56 abgestützt und dadurch elastisch gelagert ist.
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In 5 veranschaulichen Richtungspfeile 88 einen ersten Wirkmechanismus des Motorlagers 26, wobei gilt:
Cdyn, HF < Cdyn@20 Hz.
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Der erste Wirkmechanismus beruht auf einer Anregung über Pumpflächen mit einer Kraftkompensation beziehungsweise dynamischen Entkopplung bei Kleinstamplituden durch Tragkörperschwingungen in Gegenrichtung, so dass nur ein geringer Druckaufbau im Motorlager 26 stattfindet beziehungsweise die auf der Karosserieseite ankommende resultierende Gesamtkraft entsprechend reduziert wird.
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6a–z zeigen unterschiedliche Ausführungsformen des Motorlagers 26. Bei den Ausführungsformen gemäß 5 bis 6c ist zumindest die als Elastomertragkörper ausgebildete Tragfeder 32 rotationssymmetrisch sowie einteilig beziehungsweise einstückig ausgebildet und weist dabei jedoch eine individuelle Geometrie bezüglich Anbindungswinkel des Elastomerkörpers an motor- und karosserieseitige Lagerbereiche und Gestaltung der Elastomertragkörpergeometrie auf. In 6a–c ist der genannte Anbindungswinkel beziehungsweise dessen Variation erkennbar, und zwar anhand von gestrichelten Linien, welche unterschiedliche Winkelanordnungen der jeweiligen Abstützflächen 34, 36, 37 und 38 veranschaulichen. Mit anderen Worten handelt es sich bei den Abstützflächen 34, 36, 37 und 38 um Anbindungsflächen, über welche die Tragfeder 32 an dem Tragkern 28 beziehungsweise Gehäuse 30 angebunden ist.
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6d–k veranschaulichen unterschiedliche Ausführungsformen der Tragfeder 32, welche dabei als einteiliger Elastomerkörper ausgebildet ist.
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6l-t veranschaulichen unterschiedliche Ausführungsformen des Motorlagers 26, wobei die Tragfeder 32 als mehrteiliger, insbesondere zweiteiliger, Elastomerkörper mit individueller Geometrie beispielsweise bezüglich Anbindungswinkel des Elastomertragkörpers an motor- und karosserieseitige Lagerbereiche und Gestaltung des Elastomertragkörperquerschnitts ausgebildet ist. Am Beispiel von 6l ist zu erkennen, dass die Tragfeder 32 ein erstes Federteil 90 und ein zweites Federteil 92 umfasst, wobei zwischen den Federteilen 90 und 92 ein Zwischenelement 94 angeordnet ist, über welches die Federteile 90 und 92 aneinander abgestützt sind. Dabei sind die Federteile 90 und 92 aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere Gummi, gebildet. Bei den Ausführungsformen gemäß 6l–t sind die Federteile 90 und 92 in Reihe beziehungsweise seriell zueinander angeordnet. 6u und 6w veranschaulichen eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Tragfeder 32 mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist und dabei die Federteile 90 und 92 umfasst, welche jedoch parallel zueinander geschaltet beziehungsweise angeordnet sind. Dabei sind die Federteile 90 und 92 in Umfangsrichtung der Tragfeder 32 aufeinanderfolgend angeordnet. 6v und 6x veranschaulichen eine weitere Ausführungsform des Motorlagers 26, wobei die Tragfeder 32 ebenfalls zweiteilig ausgebildet ist. Dabei zeigt 6b die Tragfeder 32 gemäß 6u in einer schematischen Draufsicht, wobei 6x die Tragfeder 32 gemäß 6v in einer schematischen Draufsicht zeigt. Dabei ist die Tragfeder 32 bezüglich ihres rotatorischen Umfangs abschnittsweise unsymmetrisch ausgeführt, um die Resonanzen aus der Fluid-Struktur-Kopplung zu entzerren.
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In 5 ist durch Pfeile 96 ein zweiter Wirkmechanismus des Motorlagers 26 veranschaulicht. Der zweite Wirkmechanismus beruht auf einer Anregung über Pumpflächen mit einer Kraft-Kompensation beziehungsweise dynamischen Entkopplung bei Kleinstamplituden durch Schwingung der Trennplatte 54 (Einspannsteifigkeit Trennplatte 54 zu Gehäuse 30) in Gegenrichtung beziehungsweise durch gegenphasige Schwingung, so dass die auf der Karosserieseite ankommende resultierende Gesamtkraft entsprechend reduziert wird. Ferner ist beispielsweise die elastische Lagerung der Trennplatte 54 (Kanalplatte) derart ausgelegt, dass im relevanten Frequenzbereich, insbesondere im Frequenzbereich B, der Übertragungssteifigkeit eine zum Anregungssignal gegenphasige Schwingung entsteht.
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Ferner ist in 5 durch Pfeile 98 ein dritter Wirkmechanismus veranschaulicht. Der dritte Wirkmechanismus beruht auf einer Anregung über Pumpflächen mit Kraft-Kompensation/dynamischer Entkopplung bei Kleinstamplituden durch Schwingung der Membran in Verbindung mit in dem Membrankanal 78 befindlicher Fluidmasse in Gegenrichtung beziehungsweise durch gegenphasige Schwingung, so dass die auf der Karosserieseite ankommende resultierende Gesamtkraft entsprechend resultiert wird. Dabei zeigen 6y und 6z Beispiele für die Gestaltung der Membran 52, welche bezüglich ihres rotatorischen Umfangs beziehungsweise ihrer Umfangsrichtung abschnittsweise unsymmetrisch ausgeführt ist, um die Resonanzen aus der Fluid-Struktur-Kopplung zu entzerren. Dabei umfasst die Membran 52 wenigstens zwei Membranteile 100 und 102, welche gemäß 6y in Umfangsrichtung der Membran 52 aufeinanderfolgend angeordnet und gemäß 6z abwechselnd angeordnet sind.
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Ferner zeigen 7a und 7b Beispiele für die elastische Lagerung der bezüglich ihres rotatorischen Umfangs abschnittsweise symmetrischen oder unsymmetrischen Membran 52 zur Entzerrung von Resonanzen aus der Fluid-Struktur-Kopplung. Dabei sind in 7a und 7b Lagerstellen mit 104 bezeichnet, wobei die Membran 52 an diesen Lagerstellen 104 an der Trennplatte 54 (Kanalplatte), insbesondere an der eine Gitterstruktur darstellenden Struktur 82, gelagert beziehungsweise abgestützt ist.
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Schließlich veranschaulicht 8 einen vierten Wirkmechanismus des Motorlagers 26, wobei dieser Wirkmechanismus in 8 durch Pfeile 106 veranschaulicht ist. Auch der vierte Wirkmechanismus beruht auf der Anregung über Pumpflächen mit Kraft-Kompensation/dynamischer Entkopplung bei Kleinstamplituden durch zum Beispiel ein Luftpolster 108 unter der Gummispur auf der Unterseite des Tragkerns 28 in Gegenrichtung, so dass ein nur geringfügiger Druckaufbau des Fluids im Motorlager 26 stattfindet beziehungsweise die auf der Karosserieseite ankommende resultierende Gesamtkraft entsprechend resultiert wird. Das Luftpolster 108 wird beispielsweise durch den Tragkern 28 und ein Deckelelement 110 gebildet, welches auf einer der Trenneinrichtung 44 zugewandten Unterseite 112 des Tragkerns 28 angeordnet ist. Dadurch ist das Luftpolster 108 auf der Unterseite 112 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lagerungseinrichtung
- 12
- Motor
- 14
- Karosserie
- 16
- Karosseriebauteil
- 18
- Lagerungseinrichtung
- 20
- Gehäuse
- 22
- Motorträger
- 24
- Zusatzmasse
- 26
- Motorlager
- 28
- Tragkern
- 30
- Gehäuse
- 32
- Tragfeder
- 34
- Abstützfläche
- 36
- Abstützfläche
- 37
- Abstützfläche
- 38
- Abstützfläche
- 40
- erste Fluidkammer
- 42
- zweite Fluidkammer
- 44
- Trenneinrichtung
- 46
- Rollbalg
- 48
- elastische Wandung
- 50
- Seite
- 52
- Membran
- 54
- Trennplatte
- 56
- Deckel
- 58
- Seite
- 60
- Aufnahme
- 62
- Dämpfungskanal
- 64
- Diagramm
- 66
- Ordinate
- 68
- Abszisse
- 70
- Verlauf
- 72
- Verlauf
- 74
- Ordinate
- 76
- Verlauf
- 78
- Membrankanal
- 80
- Querschnitt
- 82
- Struktur
- 84
- Seite
- 86
- Seite
- 88
- Pfeil
- 90
- Federteil
- 92
- Federteil
- 94
- Zwischenelement
- 96
- Pfeil
- 98
- Pfeil
- 100
- Membranteil
- 102
- Membranteil
- 104
- Lagerstelle
- 106
- Pfeil
- 108
- Luftpolster
- 110
- Deckelelement
- 112
- Unterseite
- B
- Frequenzbereich
- C
- Frequenzbereich
- R
- erste Resonanz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009021994 A1 [0002]
- DE 102006003882 A1 [0005]
- DE 3244295 A1 [0006]
- DE 3735553 A1 [0007]
- DE 10213750 A1 [0008]
- DE 4139046 A1 [0009]
- DE 102006058110 A1 [0009]
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