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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 13. Februar 2015 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0021940 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft ein Hydrolager, und insbesondere ein Hydrolager, welches das Vertikalverhalten einer Membran ermöglicht und eine Drehung erzeugt, wodurch das Geräusch, Vibration, Härte(NVH)-Verhalten zusätzlich zur weiteren Erhöhung der Haltbarkeit verbessert wird.
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Um die Schwingung eines Motors zu dämpfen, ist der Motor eines Fahrzeuges über eine Motoraufhängung in einem Motorraum einer Fahrzeugkarosserie installiert. Als Motoraufhängung sind ein Gummilager, das eine Federkraft eines Materials nutzt, und ein Hydrolager, das mit Flüssigkeit zum Dämpfen der Schwingung gefüllt ist und den Viskositätswiderstand gegen eine Flüssigkeitsströmung nutzt, weitverbreitet.
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Außerdem ist das Hydrolager derart konfiguriert, dass es die Schwingung in sowohl einem Hochfrequenzbereich als auch einem Niederfrequenzbereich dämpft, so dass es in verschiedenen Fahrzeugtypen weitverbreitet ist.
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1A zeigt die Konfiguration eines herkömmlichen Hydrolagers. Das Hydrolager ist derart konfiguriert, dass ein Innenraum zwischen einem Isolator 300 und einem Diaphragma 500 mit einer vorbestimmten Menge an Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, und eine Düsenplatte 400 ist zwischen dem Isolator 300 und dem Diaphragma 500 montiert, um den Innenraum in eine obere Flüssigkeitskammer und eine untere Flüssigkeitskammer zu trennen.
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Ferner ist die Düsenplatte 400 derart konfiguriert, dass eine obere Platte 400a mit einer oberen Fläche davon gekuppelt ist, wobei ein ringförmiger Pfad entlang einem Rand der Düsenplatte 400 ausgebildet ist und bewirkt, dass die obere Flüssigkeitskammer und die untere Flüssigkeitskammer in Verbindung miteinander stehen, um dadurch zu ermöglichen, dass die Hydraulikflüssigkeit strömt. Darüber hinaus ist, um die dynamischen Eigenschaften zu verbessern, eine Membran 100 benachbart zu einer Stelle montiert, wo eine mittlere Öffnung der oberen Platte 400a mit einem mittleren Raum der Düsenplatte 400 gekuppelt ist.
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Der Isolator 300 ist mit einem Kern 200 gekuppelt, und eine Last des Motors wird an den Kern 200 übertragen. Daher verstärkt der Isolator 300, der aus einem Material mit Elastizität, wie Kunstgummi oder Kunstharz, hergestellt ist, die elastische Kompression oder Rückstellung entsprechend einer Änderung der Belastung und Schwingung des Motors. Die darin eingefüllte Hydraulikflüssigkeit strömt durch den Pfad hindurch zu der oberen Flüssigkeitskammer und der unteren Flüssigkeitskammer.
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Eine solche Strömung der Hydraulikflüssigkeit bewirkt, dass die Membran 100 auf und ab vibriert, wie in 1B gezeigt ist. Die Vibration des Hochfrequenzbereichs wird von der Vibration der Membran 100 gedämpft, während die Vibration des Niederfrequenzbereichs von der Strömung der Hydraulikflüssigkeit über den Pfad gedämpft wird.
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Währenddessen ist die Membran 100 in Abhängigkeit von einem Montageverfahren in eine bewegliche Membran (eine Mehrzahl von Öffnungen sind in der Membran perforiert) und eine halbfixierte Membran (die Membran ist in einer Scheibenform ausgebildet und etwas Hydraulikflüssigkeit strömt entlang einem Rand der Membran in einer Montageausnehmung) eingeteilt. Die halbfixierte Membran, die es leicht macht, einen Verlustfaktor sicherzustellen, ist weiter verbreitet.
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Jedoch hat das Hydrolager, das derart konfiguriert ist, dass die Membran 100 in der halbfixierten Weise montiert ist, zwei Nachteile hinsichtlich der Schwächung und Haltbarkeit.
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Zuerst wird die Membran 100, die aus Gummi hergestellt ist, durch die Schwächung ausgedehnt und erzeugt Ölrückstände derart, dass ein Spalt blockiert wird, der eine Passage ist, wo, wie durch die fetten Linien an der linken und der rechten Seite in 1B gezeigt ist, die Hydraulikflüssigkeit um die Membran 100 herum strömt, so dass die dynamischen Eigenschaften erheblich verbessert werden können und dadurch das NVH-Verhalten verschlechtert werden kann.
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Ferner ist, um die Membran 100 zu fixieren (zum Zwecke der Sicherstellung des Verlustfaktors), eine Stahlplatte in der Membran 100 vorgesehen. Jedoch ist die Stahlplatte dadurch problematisch, dass sie gegen die obere Platte 400a und die Düsenplatte 400 über und unter der Montageausnehmung schlägt, während die Membran 100 vibriert, so dass ein Rattergeräusch erzeugt wird.
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Mit der Erfindung wird ein Hydrolager geschaffen, welches die Ausdehnung einer Membran derart absorbiert, dass die Erzeugung von Ölrückständen reduziert oder verhindert wird, und die vertikale Vibration der Membran in eine Drehkraft umwandelt, um die Erzeugung eines Rattergeräusches zu reduzieren oder zu verhindern.
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Gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung kann ein Hydrolager, das eine obere Flüssigkeitskammer, die über einer Düsenplatte definiert ist, die darin montiert ist, und eine untere Flüssigkeitskammer aufweist, die unter der Düsenplatte definiert ist, und das derart konfiguriert ist, dass Hydraulikflüssigkeit, die darin eingefüllt ist, durch einen in der Düsenplatte definierten Pfad hindurch zu der oberen und der unteren Flüssigkeitskammer strömt, eine scheibenförmige Membran und eine Feder aufweisen, die eine Form eines Ringes hat, in welchen ein Rand der Membran eingesetzt ist, und die in einer Montageausnehmung montiert ist, die in der Düsenplatte ausgebildet ist, wobei die Feder einen Körperabschnitt, an welchem die Membran befestigt ist, einen oberen Ringabschnitt, der über dem Körperabschnitt vorgesehen ist, und einen unteren Ringabschnitt aufweisen kann, der unter dem Körperabschnitt vorgesehen ist, wobei eine Mehrzahl von oberen Rippen zwischen dem oberen Ringabschnitt und dem Körperabschnitt derart ausgebildet sind, dass sie elastisch verformbar sind und im Abstand voneinander angeordnet sind, und wobei eine Mehrzahl von unteren Rippen zwischen dem unteren Ringabschnitt und dem Körperabschnitt derart ausgebildet sind, dass sie elastisch verformbar sind und im Abstand voneinander angeordnet sind.
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Jede obere und untere Rippe kann derart angeordnet sein, dass sie in einem vorbestimmten Winkel geneigt ist.
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Die Feder kann ein Kunststoffmaterial aufweisen, das elastisch verformbar ist.
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Jede obere und untere Rippe kann derart ausgebildet sein, dass sie ein Fischgrätenmuster aufweist, bei dem „<“ oder „>“ – Formen kontinuierlich ausgebildet sind.
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Die Membran kann ein Gummimaterial aufweisen und kann derart hergestellt sein, dass eine ringförmige Stahlplatte darin eingebettet ist.
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Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ allgemeine Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, die Geländewagen (SUV) einschließen, Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, die eine Vielfalt von Booten und Schiffen einschließen, Luftfahrzeuge, und dergleichen, sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit Alternativkraftstoff (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl stammen) umfasst. Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Antriebsquellen, zum Beispiel sowohl Benzinantrieb als auch Elektroantrieb aufweist.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1A einen vertikalen Schnitt eines herkömmlichen Hydrolagers;
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1B eine vergrößerte Ansicht eines mit einer Membran versehenen Abschnitts aus 1A, in dem die Vibrationsrichtung der Membran und der Strömungspfad der Hydraulikflüssigkeit durch Pfeile gezeigt sind;
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2A einen vertikalen Schnitt eines Hydrolagers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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2B eine vergrößerte Ansicht einer Membran und einer Feder des Hydrolagers aus 2A in einem gekuppelten Zustand;
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3 eine Ansicht, die das Kuppeln der Membran mit der Feder gemäß der Erfindung darstellt;
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4A und 4B Ansichten eines Abschnitts der Membran und der Feder gemäß der Erfindung, die miteinander gekuppelt sind;
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5 eine Ansicht, welche die Verhaltensrichtung der Membran und der Feder gemäß der Erfindung in dem Hydrolager darstellt;
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6A und 6B Ansichten des Zustands der Feder, bevor sie komprimiert ist;
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7A und 7B Ansichten des Zustands der Feder, wenn untere Rippen komprimiert sind; und
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8A und 8B Schnittansichten, die das Verhalten der Membran und der Feder beim Leerlaufbetrieb und beim Fahrbetrieb eines Fahrzeuges darstellen.
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Die Erfindung betrifft ein Hydrolager, bei dem eine obere Flüssigkeitskammer über einer Düsenplatte 4 definiert ist, die darin installiert ist, und eine untere Flüssigkeitskammer unter der Düsenplatte 4 definiert ist, und Hydraulikflüssigkeit, die in dem Hydrolager eingefüllt ist, strömt durch einen in der Düsenplatte 4 definierten Pfad hindurch zu der oberen und der unteren Flüssigkeitskammer.
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Mit Bezug auf die 2A und 2B ist das Hydrolager gemäß der Erfindung derart konfiguriert, dass wie bei der herkömmlichen Struktur eine vorbestimmte Menge an Hydraulikflüssigkeit zwischen einem Isolator 3, der mit einem Kern 2 gekuppelt ist, und einem Diaphragma 5 gefüllt ist, und eine Düsenplatte 4, an welcher eine obere Platte 4a angebracht ist, ist zwischen dem Isolator 3 und dem Diaphragma 5 montiert, um einen Raum in dem Hydrolager in die obere und die untere Flüssigkeitskammer zu trennen. Ein ringförmiger Pfad ist entlang einem Umfang der Düsenplatte 4 ausgebildet, um zu bewerkstelligen, dass die obere und die untere Flüssigkeitskammer in Verbindung miteinander stehen, und eine scheibenförmige Membran 10 ist an einem mittleren Abschnitt derart montiert, dass sie mit der oberen Platte 4a in Eingriff steht (in eine Montageausnehmung einsetzbar), wobei die Membran 10 mit einer Feder 20 gekuppelt ist.
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Wie in 3 gezeigt, ist die Feder 20 in einer Ringform ausgebildet, und eine Nut 23 ist an einem Innenumfang der Feder 20 (speziell an einem Innenumfang eines Körperabschnitts 20b) derart ausgebildet, dass sie mit dem Rand der Membran 10 in Eingriff steht. In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist die Feder 20 derart ausgebildet, dass ihre obere und untere Fläche flach sind, um mit der Montageausnehmung im engen Kontakt zu stehen, und eine Mehrzahl von Pfadöffnungen sind entlang dem Umfang der Feder 20 derart ausgebildet, dass sie über und unter der Nut 23 liegen.
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Das heißt, wie in den 3, 4A und 4B gezeigt, weist die Feder 20 den Körperabschnitt 20b mit der darin ausgebildeten Nut 23 und einen oberen und einen unteren Ringabschnitt 20a und 20c auf, die über und unter dem Körperabschnitt 20b liegen und derart ausgebildet sind, dass sie flache Flächen haben. Eine Mehrzahl von oberen Rippen 21 sind zwischen dem Körperabschnitt 20b und dem oberen Ringabschnitt 20a derart ausgebildet, dass sie elastisch verformbar sind und im Abstand voneinander angeordnet sind. Eine Mehrzahl von unteren Rippen 22 sind zwischen dem Körperabschnitt 20b und dem unteren Ringabschnitt 20c derart ausgebildet, dass sie elastisch verformbar sind und im Abstand voneinander angeordnet sind.
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Ferner bilden, während der obere und der untere Ringabschnitt 20a und 20c die elastische Verformung und die elastische Rückstellung derart verstärken, dass sie nahe an den Körperabschnitt 20b gelangen, die oberen und die unteren Rippen 21 und 22 eine Drehkraft derart, dass die Membran 10 gedreht wird, während sie in der durch den Pfeil in 5 angezeigten Richtung vibriert.
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Wie in den 6A und 6B deutlich gezeigt, sind die oberen und die unteren Rippen 21 und 22 derart ausgebildet, dass sie ein Fischgrätenmuster aufweisen, bei dem „<“ oder „>“ (d.h. offene dreieckige) Formen kontinuierlich ausgebildet sind. Die Pfadöffnungen, die zwischen den benachbarten oberen Rippen 21 oder zwischen den benachbarten unteren Rippen 22 ausgebildet sind, haben jeweils eine Parallelogramm-Form.
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Daher wird, wenn, wie in den 6A und 6B gezeigt, von oben Druck ausgeübt wird, die obere Rippe 21 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gedreht und in eine liegende Form elastisch verformt, wodurch bewirkt wird, dass der Körperabschnitt 20b und die Membran 10 nach rechts gedreht werden.
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Außerdem wirkt, wie in den 7A und 7B gezeigt, wenn eine große Kraft von dem Kern 2 ausgeübt wird, eine relativ große Kraft auf die Membran 10, so dass die untere Rippe 22 einen liegenden Zustand derart einnimmt, dass die unteren Pfadöffnungen vollständig geschlossen sind.
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Währenddessen ist gemäß der Erfindung die Feder 20 aus einem Kunststoffmaterial mit einer vorbestimmten Federkraft hergestellt, und die Membran 10 ist aus einem Gummimaterial wie bei der herkömmlichen Struktur hergestellt, wobei eine ringförmige Stahlplatte in der Membran 10 eingebettet ist.
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Wie in den 8A und 8B gezeigt, ist das Hydrolager gemäß der Erfindung derart konfiguriert, dass beim Leerlaufbetrieb, wo eine geringe Belastung ausgeübt wird, die Feder 20 eine von der Membran 10 übertragene Vibration mit geringer Verlagerung absorbiert, und die Hydraulikflüssigkeit kann durch die Pfadöffnungen hindurch strömen, die zwischen den oberen und den unteren Rippen 21 und 22 ausgebildet sind, wodurch es möglich ist, hochfrequente dynamische Eigenschaften zu reduzieren.
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Ferner werden beim Fahrbetrieb, wo eine große Belastung ausgeübt wird, die Pfadöffnungen zwischen den unteren Rippen 22 durch den auf die Membran 10 wirkenden Druck geschlossen, so dass die Hydraulikflüssigkeit nur durch den in der Düsenplatte 4 definierten ringförmigen Pfad hindurch strömt, wodurch der Effekt der Erhöhung des Verlustfaktors erzielt wird (effizientere Dämpfung einer Vibration mit großer Verlagerung).
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Daher wird gemäß der Erfindung die Vibration der Membran 10 teilweise in die Drehenergie umgewandelt, wodurch die Erzeugung von Ölrückständen unterdrückt wird und eine Verschlechterung des NVH-Verhaltens verhindert wird. Ferner wird die Kraft der Membran 10, die gegen die Düsenplatte 4 und die obere Platte 4a schlägt, durch die Feder 20 absorbiert, wodurch es möglich ist, die Erzeugung des Rattergeräusches effizient zu unterdrücken.
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Bei der wie oben beschrieben konfigurierten Erfindung wird die Feder in Abhängigkeit von dem Verhalten der Membran elastisch verformt, um ein Anschwellen der Membran infolge der Schwächung zu kompensieren, wodurch die Erzeugung der Ölrückstände unterdrückt wird und somit die Verringerung des NVH-Verhaltens infolge der Anhaftung der Ölrückstände verhindert wird.
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Außerdem erzeugt, selbst wenn eine geringe Menge an Ölrückständen erzeugt wird, die Feder gemäß der Erfindung sowohl die Drehung der Membran als auch deren vertikale Vibration, um die Strömung der Hydraulikflüssigkeit zu erhöhen, mit dem Ergebnis, dass die Ölrückstände abgeführt werden, ohne dass sie in der Montageausnehmung gesammelt werden.
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Ferner wird die vertikale Vibration durch die Drehbewegung aufgelöst, wodurch die Erzeugung des Rattergeräusches, das aus der Stahlplatte resultiert, unterdrückt wird. Das heißt, der Stoß, der erzeugt wird, wenn die Membran gegen die obere Platte und die Düsenplatte schlägt, wird in die Drehenergie umgewandelt und dann reduziert, so dass die Erzeugung des Rattergeräusches unterdrückt wird.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, „außen“ usw. verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsform in Bezug auf die Positionen dieser Merkmale in den Figuren zu beschreiben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2015-0021940 [0001]
