DE102016014315A1

DE102016014315A1 - Hydroelastisches Lager

Info

Publication number: DE102016014315A1
Application number: DE102016014315.0A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Hermann; Xiaofeng Shao; Jiaping Yan
Original assignee: Anvis Deutschland GmbH
Current assignee: Anvis Deutschland GmbH
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2018-06-07
Also published as: US10428898B2; US20180156305A1; CN108131390A; CN108131390B

Abstract

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein hydroelastisches Lager (1) bereitgestellt, aufweisend ein Federfunktionsbauteil (2) und eine mit dem Federfunktionsbauteil (2) gekoppelte Außenhülse (3),
wobei das Federfunktionsbauteil (2) einen Montageinnenanschluss (4) und wenigstens zwei mit einem Dämpfungsfluid gefüllte und über zumindest einen Dämpfungskanal (10) verbundene Arbeitskammern (7) umfasst, so dass bei Auslenkung des Montageinnenanschlusses (4) gegenüber der Außenhülse (3) das Dämpfungsfluid über den Dämpfungskanal (10) zumindest teilweise von der einen in die andere Arbeitskammer (7) strömt,
wobei die Arbeitskammern (7) des Weiteren über zumindest einen Entkopplungskanal (19) verbunden sind,
wobei ein Entkopplungselement (18) in einem Strömungsweg des Entkopplungskanals (19) angeordnet ist, und
wobei der Entkopplungskanal (19) und das Entkopplungselement (18) zumindest teilweise in einer dafür vorgesehenen Entkopplungsausnehmung (13) in der Außenhülse (3) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydroelastisches Lager, insbesondere zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug. Das hydroelastische Lager kann beispielsweise zur Lagerung eines Achsträgers oder eines Radlenkers, insbesondere eines Querlenkers, eingesetzt werden. Das hydroelastische Lager kann auch als Lagerung für Aggregate sowie zur Lagerung der Schwingmasse eines Schwingungstilgers eingesetzt werden.
Das hydroelastische Lager wird im Allgemeinen dann eingesetzt, wenn eine Relativbewegung eines schwingungsbelasteten Bauteils, wie eines Kraftfahrzeugbauteils, zur Karosserie zugelassen und gedämpft werden soll. Das hydroelastische Lager stellt aufgrund des Einsatzes von Elastomermaterial rückstellende Federkräfte sowie aktiv mittels Dissipationsverluste in dem Lager erzeugte Dämpfungskräfte bereit.
Im Allgemeinen weist das hydroelastische Lager ein Federfunktionsbauteil und eine mit dem Federfunktionsbauteil gekoppelte Außenhülse auf. Das Federfunktionsbauteil hat einen Montageinnenanschluss, über den das Lager an einem eine Schwingungsbelastung ausgesetzten Bauteil, wie der Karosserie eines Kraftfahrzeugs, zu montieren ist. Die Außenhülse wird in der Regel an das Kraftfahrzeugteil befestigt, welches an die Kraftfahrzeugkarosserie angebunden werden soll. Das Federfunktionsbauteil ist in der Außenhülse montiert und über einen Montageaußenanschluss des Federfunktionsbauteils mit der Außenhülse verbunden. Auch ein umgekehrter Anschluss des Federfunktionsbauteils an die Kraftfahrzeugkarosserie und das Kraftfahrzeugbauteil kann in Betracht kommen. Ein Federkörper des Federfunktionsbauteils koppelt die Montageanschlüsse aneinander, um eine Relativbeweglichkeit zwischen den Montageanschlüssen bzw. zwischen dem Montageinnenanschluss und der Außenhülse zuzulassen. Der Federkörper begrenzt zumindest teilweise zwei Arbeitskammern zum Aufnehmen eines Dämpfungsfluids. Die Arbeitskammern können fluidisch miteinander über einen Dämpfungskanal kommunizieren, um bei einer definierten relativen Auslenkung von Montageinnenanschluss und Außenhülse und dadurch bedingten Volumenänderungen der Arbeitskammern einen Fluidaustausch zwischen den Arbeitskammern noch zuzulassen und Dissipationsverluste durch die Strömung zwischen den Arbeitskammern zu erzeugen.
Die Dämpfungseigenschaften können durch Einstellungen der Strömungsresonanz des Dämpfungskanals und der Arbeitskammern festgelegt werden. Bei herkömmlichen hydroelastischen Lagern kann es jedoch trotz einer derartigen Einstellung der Dämpfungseigenschaften vorkommen, dass das hydroelastische Lager in einem bestimmten Anregungsfrequenzbereich und bei bestimmten Anregungsamplituden eine hohe dynamische Steifigkeit aufgrund der Strömungsresonanzen im Dämpfungskanal aufweist. Dies kann insbesondere bei mittelhohen Anregungsfrequenzen und gleichzeitig niedrigen Amplituden der Fall sein. Mittelhohe Anregungsfrequenzen können Anregungsfrequenzen in einem Bereich zwischen etwa 20 Hz und etwa 300 Hz sein, der für die Geräuschentwicklung von einer Fahrbahn besonders wichtig ist. Mit niedrigen Amplituden sind derartige Amplituden gemeint, die in diesem mittelhohen Frequenzbereich einer Fahrbahn üblicherweise auftreten.
Um eine dynamische Versteifung des hydroelastischen Lagers bei niedrigen Amplituden zu verhindern, können Entkoppler im hydroelastischen Lager vorgesehen werden. In der Regel wird der Entkoppler in einem zusätzlichen Entkopplungskanal angeordnet, wobei der Entkopplungskanal ebenfalls die Arbeitskammern verbindet und wobei der Entkopplungskanal typischerweise im Durchmesser größer und in der Länge kleiner ausgebildet ist als der Dämpfungskanal. Der Entkoppler ist flexibel bzw. beweglich ausgebildet und in dem Entkopplungskanal angeordnet. Der Entkoppler sorgt dafür, dass bei niedrigen Anregungsamplituden das Dämpfungsfluid in und aus dem Entkopplungskanal strömen kann, wodurch bei niedrigen Anregungsamplituden die Arbeitskammern entkoppelt werden und eine dynamische Versteifung aufgrund der Strömungsresonanzen im Dämpfungskanal verhindert werden. Bei hohen Anregungsamplituden verschließt der Entkoppler hingegen den Entkopplungskanal, so dass das Dämpfungsfluid über den Dämpfungskanal strömt.
Bislang wurde jedoch noch keine Entkopplungseinrichtung entwickelt, die eine zufriedenstellende Einstellung der dynamischen Eigenschaften des hydroelastischen Lagers erlaubt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hydroelastisches Lager bereitzustellen, welches eine verbesserte Einstellung der dynamischen Eigenschaften erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein hydroelastisches Lager bereitgestellt, aufweisend ein Federfunktionsbauteil und eine mit dem Federfunktionsbauteil gekoppelte Außenhülse, wobei das Federfunktionsbauteil einen Montageinnenanschluss und wenigstens zwei mit einem Dämpfungsfluid gefüllte und über zumindest einen Dämpfungskanal verbundene Arbeitskammern umfasst, so dass bei Auslenkung des Montageinnenanschlusses gegenüber der Außenhülse das Dämpfungsfluid über den Dämpfungskanal zumindest teilweise von der einen in die andere Arbeitskammer strömt, wobei die Arbeitskammern des Weiteren über zumindest einen Entkopplungskanal verbunden sind, wobei ein Entkopplungselement in einem Strömungsweg des Entkopplungskanals angeordnet ist, und wobei der Entkopplungskanal und das Entkopplungselement zumindest teilweise in einer dafür vorgesehenen Entkopplungsausnehmung in der Außenhülse angeordnet sind.
Vorteilhafterweise wird durch das Anordnen des Entkopplungskanals und des Entkopplungselements in der Entkopplungsausnehmung der Außenhülse eine Verbesserung der Einstellbarkeit der dynamischen Eigenschaften des hydroelastischen Lagers ermöglicht. Insbesondere wird zusätzlicher Bauraum für den Entkopplungskanal und das Entkopplungselement außerhalb des Federfunktionsbauteils bereitgestellt, so dass ein großer Spielraum für die Konfiguration des Entkopplungskanals und des Entkopplungselements geschaffen wird, ohne die Funktion des Federfunktionsbauteils zu beeinflussen bzw. zu beeinträchtigen. Ferner kann durch den zusätzlichen Bauraum der Strömungsweg des Entkopplungskanals günstiger gestaltet werden.
Die dynamischen Eigenschaften des hydroelastischen Lagers können über die Konfiguration des Entkopplungskanals und/oder des Entkopplungselements eingestellt werden. Der Entkopplungskanal und das Entkopplungselement können derart konfiguriert werden, dass bei niedrigen Anregungsamplituden das Dämpfungsfluid überwiegend in und aus dem Entkopplungskanal strömt, wodurch eine dynamische Versteifung bei diesen Anregungsamplituden verhindert werden kann. Hingegen kann der Entkopplungskanal und das Entkopplungselement derart konfiguriert sein, dass das Entkopplungselement bei hohen Anregungsamplituden den Entkopplungskanal im Wesentlichen verschließt, so dass bei diesen hohen Anregungsamplituden das Dämpfungsfluid ausschließlich bzw. zumindest überwiegend über den Dämpfungskanal strömt.
Der Entkopplungskanal kann grundsätzlich im Durchmesser größer und in der Länge kleiner ausgebildet sein als der Dämpfungskanal. Der Entkopplungskanal erstreckt sich zwischen den zwei Arbeitskammern und verbindet diese, wobei jedoch das Entkopplungselement im Strömungsweg des Entkopplungskanals angeordnet ist. Das Entkopplungselement ist derart angeordnet, dass es den Entkopplungskanal in eine Seite, die mit der einen Arbeitskammer verbunden ist, und eine andere Seite, die mit der anderen Arbeitskammer verbunden ist, trennt bzw. aufteilt. Das Entkopplungselement kann fest, das heißt unbeweglich, eingespannt sein, wobei dann ein Fluidaustausch zwischen den zwei Arbeitskammern über den Entkopplungskanal nicht stattfindet und ein Einströmen und Ausströmen des Dämpfungsfluids in und aus dem Entkopplungskanal lediglich durch die elastische Nachgiebigkeit des Entkopplungselements ermöglicht wird. Das Entkopplungselement kann auch lose, das heißt beweglich, in einer Entkoppleraufnahme angeordnet sein, wobei dann ein Einströmen und Ausströmen des Dämpfungsfluids in und aus dem Entkopplungskanal durch eine Verlagerung des Entkopplungselements, insbesondere eine hin- und her Bewegung des Entkopplungselements in der Entkoppleraufnahme, ermöglicht wird, zusätzlich zu einer möglichen elastischen Nachgiebigkeit des Entkopplungselements. Bei einer beweglichen Anordnung des Entkopplungselements kann auch ein gewisser Fluidaustausch zwischen den zwei Arbeitskammern über den Entkopplungskanal, das Entkopplungselement umströmend, stattfinden, wobei ein solcher Fluidaustausch im Wesentlichen nur bei niedrigen Anregungsamplituden stattfindet, da bei hohen Anregungsamplituden der Entkopplungskanal durch das angepresste Entkopplungselement verschlossen wird.
Die dynamischen Eigenschaften des hydroelastischen Lagers können beispielsweise durch Verändern der Länge, des Querschnitts und/oder des Querschnittverlaufs des Entkopplungskanals, durch Verändern der elastischen Nachgiebigkeit des Entkopplungselements, der Form und/oder der Masse und/oder der Anordnung des Entkopplungselements und/oder durch Verändern des Spiels des Entkopplungselements in der Entkoppleraufnahme eingestellt werden. Durch das Vorsehen der Entkopplungsausnehmung in der Außenhülse können diese Parameter in einem breiten Bereich und ohne Einschränkungen durch den Bauraum verändert und eingestellt werden.
Die Entkopplungsausnehmung ist in der Außenhülse zusätzlich zu der Ausnehmung zur Aufnahme des Federfunktionsbauteils vorgesehen. Die Ausnehmung zur Aufnahme des Federfunktionsbauteils kann im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein und das Federfunktionsbauteil entsprechend ebenfalls im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein. Durch die zusätzliche Entkopplungsausnehmung kann das Federfunktionsbauteil im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet werden, insbesondere im Hinblick auf die Ausbildung des Federkörpers und der Arbeitskammern, da kein zusätzlicher Platz für den Entkopplungskanal und das Entkopplungselement in dem Federfunktionsbauteil vorgesehen werden muss. Bei einer hinreichend großen Wandstärke der Außenhülse und/oder hinreichend kleinen Dimensionierung der Entkopplungsausnehmung kann die Außenkontur der Außenhülse im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein, und die Entkopplungsausnehmung kann in der Innenwand der Außenhülse ausgebildet sein. Die Außenkontur der Außenhülse kann jedoch auch eine Auswölbung bzw. Ausbeulung aufweisen, um den nötigen Platz für die Entkopplungsausnehmung bzw. den Entkopplungskanal und das Entkopplungselement in der Außenhülse bereitzustellen. Die Außenhülse kann dann eine asymmetrische Form aufweisen. Die Außenhülse kann einen Befestigungsabschnitt, beispielsweise zum Befestigen eines Kraftfahrzeugteils, welches an eine Kraftfahrzeugkarosserie angebunden werden soll, aufweisen. Es ist auch denkbar, zwei Entkopplungsausnehmungen in der Außenhülse vorzusehen, mit jeweils darin angeordneten Entkopplungskanälen und Entkopplungselementen, wobei die Entkopplungsausnehmungen gegenüber liegend, insbesondere diametral zueinander, in der Außenhülse ausgebildet sein können, was einen besonders symmetrischen Aufbau des hydroelastischen Lagers ermöglicht.
Der Entkopplungskanal kann in der Außenhülse, insbesondere im Material der Außenhülse, ausgebildet sein. Die Außenhülse kann zudem eine Entkoppleraufnahme zum Aufnehmen des Entkopplungselements aufweisen. Alternativ kann der Entkopplungskanal in einer Entkopplungseinlage ausgebildet sein, die in die Entkopplungsausnehmung eingelegt bzw. eingesetzt wird, wobei die Entkopplungseinlage die Entkoppleraufnahme zum Aufnehmen des Entkopplungselements aufweisen kann. Der Entkopplungskanal kann auch radial nach innen durch das Federfunktionsbauteil begrenzt bzw. verschlossen sein, und nicht durch das Material der Außenhülse oder der Entkopplungseinlage.
Vorzugsweise ist die Entkopplungsausnehmung gegenüber dem Federfunktionsbauteil radial außen liegend ausgebildet.
Durch die gegenüber dem Federfunktionsbauteil radial außen liegende Entkopplungsausnehmung kann zusätzlicher Bauraum für den Entkopplungskanal und das Entkopplungselement an geeigneter Stelle, beispielsweise am Außenumfang des Federfunktionsbauteils zwischen den zwei Arbeitskammern, bereitgestellt werden, wodurch die dynamischen Eigenschaften des hydroelastischen Lagers besser eingestellt werden können, ohne die Funktion des Federfunktionsbauteils zu beeinflussen.
Vorzugsweise weist das hydroelastische Lager weiter eine Entkopplungseinlage auf, die zumindest teilweise in die Entkopplungsausnehmung eingelegt ist, wobei der Entkopplungskanal in der Entkopplungseinlage ausgebildet ist, und wobei das Entkopplungselement in der Entkopplungseinlage angeordnet ist.
Radial nach außen und in Axialrichtung kann die Form der Entkopplungseinlage an die Kontur der Entkopplungsausnehmung angepasst sein, und radial nach innen kann die Form der Entkopplungseinlage an die Außenkontur des Federfunktionsbauteils angepasst sein. Die Entkopplungseinlage kann zwischen der Innenwand der Außenhülse bzw. der Entkopplungsausnehmung und der Außenwand des Federfunktionsbauteils eingeklemmt sein. Der Entkopplungskanal kann sich durch die Entkopplungseinlage hindurch erstrecken, wobei die Enden des Entkopplungskanals jeweils in einer der Arbeitskammern münden können. In der Entkopplungseinlage kann eine Entkoppleraufnahme zum beweglichen oder unbeweglichen Aufnehmen des Entkopplungselements ausgebildet sein.
Vorzugsweise umfasst die Entkopplungseinlage zwei Einlageteile, und das Entkopplungselement ist zwischen den zwei Einlageteilen angeordnet.
Die zwei Einlageteile können jeweils einen Teilabschnitt des Entkopplungskanals darin ausgebildet aufweisen. Die zwei Einlageteile können zusammengebaut werden um sich so zu der Entkopplungseinlage zu ergänzen, wobei die Entkoppleraufnahme zwischen den zwei Einlageteilen ausgebildet sein kann. Die Entkopplungseinlage kann auch mehr als zwei Einlageteile aufweisen, die sich zusammengebaut zu der Entkopplungseinlage ergänzen.
Vorzugsweise ist das Entkopplungselement ein Elastomerplättchen oder eine eingespannte Elastomermembran.
Das Entkopplungselement kann ein Elastomerplättchen oder eine eingespannte Elastomermembran mit einer im Wesentlichen rechteckigen Form sein. Das Entkopplungselement kann im Randbereich eine umlaufende Wulst aufweisen, die einen Flächenabschnitt mit einer kleineren Wandstärke umgibt. Insbesondere dieser Flächenabschnitt mit der kleineren Wandstärke kann im Strömungsweg des Entkopplungskanals angeordnet sein, so dass das Dämpfungsfluid im Betrieb des hydroelastischen Lagers auf beiden abgewandten Seiten dieses Flächenabschnitts auftrifft.
Vorzugsweise ist eine Auftreff-Fläche des Entkopplungselements, auf die das Dämpfungsfluid auftrifft, in einem vorbestimmten Winkel zu einer Axialrichtung des hydroelastischen Lagers und/oder zu einer Radialrichtung des hydroelastischen Lagers geneigt.
Durch die Neigung des Entkopplungselements relativ zum hydroelastischen Lager und der hierdurch verursachbaren Neigung der Schwingungsrichtung des Entkopplungselements relativ zum hydroelastischen Lager können die dynamischen Eigenschaften des hydroelastischen Lagers weiter beeinflusst und eingestellt werden. Durch eine geneigte Anordnung des Entkopplungselements werden zudem weitere Konfigurationen des Entkopplungskanals, insbesondere im Hinblick auf die Kanalführung, möglich.
Das Dämpfungsfluid trifft vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht auf die Auftreff-Fläche auf. Das Entkopplungselement weist zwei voneinander abgewandte Auftreff-Flächen auf, die vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind. Es können beide Auftreff-Flächen in dem vorbestimmten Winkel zu der Axialrichtung des hydroelastischen Lagers und/oder zu eine der Radialrichtung des hydroelastischen Lagers geneigt sein.
Vorzugsweise ist zumindest ein Überdruck-Durchlass im Entkopplungselement ausgebildet.
Der Überdruck-Durchlass ist bis zu einem vorbestimmten oder vorbestimmbaren Druck, der an dem Entkopplungselement anliegt, verschlossen. Bei einem Druck oberhalb des vorbestimmten oder vorbestimmbaren Drucks öffnet der Überdruck-Durchlass und verbindet beide Seiten des Entkopplungskanals miteinander und somit auch beide Arbeitskammern miteinander. Durch den Überdruck-Durchlass können das Entkopplungselement und der Entkopplungskanal zusätzlich die Funktion eines Überdruckventils aufweisen, das ein Platzen der Membrane der Arbeitskammern des Federfunktionsbauteils bei hohen Belastungen verhindert. Der Überdruck-Durchlass kann als linienförmiger oder kreuzförmiger Schlitz im Entkopplungselement ausgebildet sein. Das Entkopplungselement kann mehrere Überdruck-Durchlässe aufweisen.
Vorzugsweise ist zumindest ein Anschlagsnoppen auf dem Entkopplungselement ausgebildet.
Durch den Anschlagsnoppen können die akustischen Eigenschaften des hydroelastischen Lagers verbessert werden. Der Anschlagsnoppen kann derart konfiguriert sein, dass beim Hin- und Her-Schwingen des Entkopplungselements in der Entkoppleraufnahme der Anschlagsnoppen an die Innenwand der Entkoppleraufnahme anschlägt, wodurch die Anschlaggeräusche vermindert werden. Das Entkopplungselement kann mehrere Anschlagsnoppen aufweisen.
Vorzugsweise weist der Strömungsweg des Dämpfungsfluids von der einen Arbeitskammer zur anderen Arbeitskammer über den Entkopplungskanal keine steilen Richtungsänderungen auf, insbesondere keine Ecken auf.
Für die Funktion des Entkopplungskanals und des Entkopplungselements, nämlich die dynamische Versteifung des hydroelastischen Lagers bei niedrigen Amplituden zu verringern, ist ein Strömungsweg im Entkopplungskanal mit sanften Richtungsübergängen besonders vorteilhaft, da bei sanften bzw. strömungsoptimierten Übergängen ohne steile Richtungsänderungen des Dämpfungsfluids weniger Verwirbelungen auftreten, die ihrerseits zu einer dynamischen Versteifung führen können. Durch das Vorsehen der Entkopplungsausnehmung in der Außenhülse kann das hydroelastische Lager derart ausgebildet werden, dass das Dämpfungsfluid ohne steile Richtungsänderungen von der einen Arbeitskammer über den Entkopplungskanal zum Entkopplungselement, und auf der anderen Seite von dem Entkopplungselement über den Entkopplungskanal in die andere Arbeitskammer, geführt werden kann.
Vorzugsweise weist das hydroelastische Lager eine Vielzahl von Entkopplungskanälen auf, die die Arbeitskammern verbinden, wobei das Entkopplungselement in Strömungswegen aller Entkopplungskanäle angeordnet ist.
Das hydroelastische Lager kann beispielsweise 2, 3, 4, 5, 6 oder mehr Entkopplungskanäle aufweisen. Die Entkopplungskanäle können parallel zueinander angeordnet sein und sich beispielsweise in Axialrichtung oder in Umfangsrichtung des hydroelastischen Lagers erstrecken. Das Entkopplungselement erstreckt sich vorzugsweise in der Entkoppleraufnahme derart, dass es die Strömungswege aller Entkopplungskanäle versperrt. Es können jedoch auch mehrere Entkopplungselemente, beispielsweise ein Entkopplungselement pro Entkopplungskanal, vorgesehen werden.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Figuren im Detail beschrieben. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, und dass einzelne Merkmale der Ausführungsformen zu weiteren Ausführungsformen kombiniert werden können.
Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines hydroelastischen Lagers gemäß einer ersten Ausführungsform, sowie ein Federfunktionsbauteil davon;
2 eine Schnittdarstellung des hydroelastischen Lagers aus 1 in Axialrichtung;
3 eine perspektivische Darstellung eines Einlageteils einer Entkopplungseinlage sowie ein Entkopplungselement des hydroelastischen Lagers aus 1;
4 eine alternative Ausführungsform des Entkopplungselements aus 3 in einer Draufsicht;
5 eine perspektivische Darstellung der Entkopplungseinlage des hydroelastischen Lagers aus 1;
6 eine perspektivische Darstellung einer Außenhülse des hydroelastischen Lagers aus 1;
7 eine perspektivische Darstellung der Außenhülse aus 6 mit eingelegter Entkopplungseinlage;
8 eine Schnittdarstellung des hydroelastischen Lagers aus 1 quer zur Axialrichtung;
9 eine vergrößerte Ansicht des Entkopplungskanals und des Entkopplungselements aus 8;
10 eine Schnittdarstellung eines hydroelastischen Lagers gemäß einer zweiten Ausführungsform quer zur Axialrichtung;
11 eine Schnittdarstellung eines hydroelastischen Lagers gemäß einer dritten Ausführungsform quer zur Axialrichtung, sowie perspektivische Darstellungen der Außenhülse und des Entkopplungselements davon;
12 eine Explosionsdarstellung eines hydroelastischen Lagers gemäß einer vierten Ausführungsform;
13 eine Schnittdarstellung des hydroelastischen Lagers aus 12 quer zur Axialrichtung;
14 eine Explosionsdarstellung eines hydroelastischen Lagers gemäß einer fünften Ausführungsform;
15 eine Schnittdarstellung des hydroelastischen Lagers aus 14 in Axialrichtung;
16 eine Explosionsdarstellung eines hydroelastischen Lagers gemäß einer sechsten Ausführungsform;
17 eine Schnittdarstellung des hydroelastischen Lagers aus 16 quer zur Axialrichtung;
18 eine Explosionsdarstellung eines hydroelastischen Lagers gemäß einer siebten Ausführungsform;
19 eine Schnittdarstellung des hydroelastischen Lagers aus 18 quer zur Axialrichtung;
20 eine grafische Darstellung des Verlustwinkels des hydroelastischen Lagers in Abhängigkeit von der Anregungsfrequenz im niedrigen Frequenzbereich und bei hohen Amplituden für verschiedene Konfigurationen;
21 eine grafische Darstellung des Verlustwinkels des hydroelastischen Lagers in Abhängigkeit von der Anregungsfrequenz im hohen Frequenzbereich und bei niedrigen Amplituden für verschiedene Konfigurationen;
22 eine grafische Darstellung der dynamischen Steifigkeit des hydroelastischen Lagers in Abhängigkeit von der Anregungsfrequenz im hohen Frequenzbereich, bei niedrigen Amplituden und bei großer Entkopplungsfläche für verschiedene Konfigurationen;
23 eine grafische Darstellung der dynamischen Steifigkeit des hydroelastischen Lagers in Abhängigkeit von der Anregungsfrequenz im hohen Frequenzbereich, bei niedrigen Amplituden und bei kleiner Entkopplungsfläche für verschiedene Konfigurationen.

1 bis 9 zeigen ein hydroelastisches Lager 1 gemäß einer ersten Ausführungsform sowie Komponenten davon in verschiedenen Ansichten. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines hydroelastischen Lagers 1 gemäß der ersten Ausführungsform sowie ein Federfunktionsbauteil 2 davon, das zusammen mit der Außenhülse 3, in die das Federfunktionsbauteil 2 eingepresst wird, das hydroelastische Lager 1 ausbildet.
Die Außenhülse 3 ist in der vorliegenden Ausführungsform eine massive bzw. dickwandige Befestigungshülse bzw. -buchse zum Befestigen des hydroelastischen Lagers 1 an ein an die Kraftfahrzeugkarosserie anzubindendes Kraftfahrzeugteil. Alternativ kann die Außenhülse 3 jedoch auch das an die Kraftfahrzeugkarosserie anzubindende Kraftfahrzeugteil selbst sein, welches eine entsprechende, im Wesentlichen zylindrische Aufnahme zum Aufnehmen des Federfunktionsbauteils 2 aufweist. Die Außenhülse 3 kann beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder Kunststoff gefertigt sein. Der Durchmesser der Außenhülse 3 kann beispielsweise etwa 30 mm bis etwa 150 mm aufweisen.
Das Federfunktionsbauteil 2 weist einen den Montageinnenanschluss 4 radial umgebenden und mit der Außenhülse 3 gekoppelten Montageaußenanschluss 5, einen aus vulkanisiertem Elastomer bestehenden Federkörper 6, der die wenigstens zwei Arbeitskammern 7, 7 zumindest teilweise begrenzt sowie den Montageinnen- und -außenanschluss 4, 5 aneinander koppelt, um eine Relativbeweglichkeit zwischen dem Montageinnen- und -außenanschluss 4, 5 zuzulassen, und einen den Montageinnenanschluss 4 umgebenden Tragrahmen 8 aus einem starren Material auf, wobei jede der wenigstens zwei Arbeitskammern 7 in wenigstens eine zur radialen Außenseite des Federfunktionsbauteils 2 offene Radialöffnung 9 mündet, die von der mit dem Montageaußenanschluss 5 gekoppelten Außenhülse 3 verschlossen ist.
Das Federfunktionsbauteil 2 hat den Montageinnenanschluss 4 zum Montieren des hydroelastischen Lagers 1 insbesondere an einer Fahrzeugkarosserie und den Montageaußenanschluss 5 zum Montieren des Federfunktionsbauteils 2 an die Außenhülse 3. Zum Montieren kann das Federfunktionsbauteil 2 in axialer Richtung in die Außenhülse 3 eingepresst werden. Der Montageinnenanschluss 4 kann durch eine Innenarmatur aus einem starren Material, wie Kunststoff oder Metall, vorzugsweise Aluminium ausgebildet sein. Alternativ ist es möglich, den Montageinnenanschluss 4 ausschließlich durch eine Aussparung in dem Federkörper 6 des hydroelastischen Lagers 1 zu realisieren, ohne eine starre Innenarmatur zu verwenden. Der Montageaußenanschluss 5 ist die umlaufende Außenseite des Federfunktionsbauteils 2, die derart ausgeführt ist, dass sie in die Außenhülse 3, wie eine Befestigungsbuchse des Kraftfahrzeugbauteils, fest eingepresst werden kann. Zum Befestigen der Außenhülse 3 an das Kraftfahrzeugteil weist die Außenhülse 3 einen Befestigungsabschnitt 11 auf, der zwei parallel zueinander angeordnete Befestigungsplatten mit Montagebohrungen umfasst, durch die Gewindebolzen durchgeführt werden können. Der Dämpfungskanal 10 ist im Federfunktionsbauteil 2 ausgebildet und verbindet die zwei Arbeitskammern 7 fluidisch miteinander. Der Dämpfungskanal 10 ist an der radialen Außenfläche des Federfunktionsbauteils 2 bzw. des Montageaußenanschlusses 5 ausgebildet. Radial nach außen ist der Dämpfungskanal 10 durch die Außenhülse 3 begrenzt bzw. verschlossen. Bei Auslenkung bzw. Verlagerung des Montageinnenanschlusses 4 relativ zu der Außenhülse 3 bzw. dem Montageaußenanschluss 5 verändern sich die Volumina in den Arbeitskammern 7, so dass das Dämpfungsfluid von einer der Arbeitskammern 7 in die andere der Arbeitskammern 7 strömt, wobei durch die Strömungsverluste die gewünschte Dämpfung erzeugt wird.
Der hülsenförmige Tragrahmen 8, der den Montageinnenanschluss 4 umgibt, ist aus einem starren Material, wie Kunststoff oder Metall, vorzugsweise Aluminium, gefertigt. Der Tragrahmen 8 kann je nach Bauform des Lagers 1 zylindrisch, oval oder mehreckig gestaltet sein. Der Tragrahmen 8 definiert eine Axialrichtung und ist als Versteifungshülse zumindest abschnittsweise ringförmig geschlossen ausgeführt, um eine ausreichend steife Käfigstruktur zu bilden, die den Federkörper 6 formstabilisiert oder versteift. Der Tragrahmen 8 kann den Montageaußenanschluss 5 bilden oder mit diesem im Wesentlichen starr verbunden sein.
Der Federkörper 6 ist aus Elastomermaterial gefertigt und begrenzt die wenigstens zwei Arbeitskammern 7 zum Aufnehmen des Dämpfungsfluids teilweise. Der Federkörper 6 umfasst oder besteht aus vulkanisiertem Elastomer. Der Federkörper 6 ist insbesondere an den Tragrahmen 8 durch einen Vulkanisationsprozess anvulkanisiert. Falls der Montageinnenanschluss 4 als starre Innenhülse ausgebildet ist, kann der Federkörper 6 an die starre Innenhülse anvulkanisiert sein. Zur verbesserten Haftung können die Metall- und/oder Kunststoffteile vor der Vulkanisation mit einem Haftmittel versehen werden. Es können die Oberflächen auch zuvor mit einem Primer versehen werden. Die anvulkanisierten Verbindungen vom Federkörper 6 zum Tragrahmen 8 und ggf. zu der den Montageinnenanschluss 4 darstellenden Innenhülse stellen mechanisch belastbare und nicht-lösbare Oberflächenverbindungen dar. Die Arbeitskammern 7 können über den Dämpfungskanal 10 miteinander kommunizieren, um einen Austausch des Dämpfungsfluids zwischen den Arbeitskammern 7 zuzulassen. Der Dämpfungskanal 10 kann in radialer Richtung von der mit dem Montageaußenanschluss 5 gekoppelten Außenhülse 3 begrenzt bzw. verschlossen sein. Der Federkörper 6 koppelt den Montageinnenanschluss 4 an den Tragrahmen 8 derart, dass eine Relativbeweglichkeit zwischen dem Montageinnenanschluss 4 und dem Tragrahmen 8 zugelassen wird. Aufgrund der elastischen Relativbeweglichkeit zwischen dem Montageinnenanschluss 4 und dem Tragrahmen 8 werden die Arbeitskammern 7 lastabhängig deformiert, wodurch es zu einem Fluidströmungsaustausch zwischen den Arbeitskammern 7 kommt, der eine dissipierende Wirkung besitzt. Der Tragrahmen 8, der Montageaußenanschluss 5 und die Außenhülse 3 können im Wesentlichen starr miteinander verbunden sein.
Das hydroelastische Lager 1 weist eine Entkopplungseinlage 12 auf, die in einer Entkopplungsausnehmung 13 in der Außenhülse 3 angeordnet ist. Die Entkopplungseinlage 12 kann aus Kunststoff oder Metall gefertigt sein. Die Entkopplungseinlage 12 umfasst zwei Einlageteile 14 bzw. Hälften, die zusammengebaut die Entkopplungseinlage 12 ausbilden. Zur Vereinfachung des Zusammenbaus weisen die Einlageteile 14 jeweils Montagezapfen 15 und Montageausnehmungen 16 auf, die beim Zusammenbau ineinander greifen. Im Verbindungsbereich der zwei Einlageteile 14, also zwischen den zwei Einlageteilen 14, weist die Entkopplungseinlage 12 eine Entkoppleraufnahme 17 zum Aufnehmen eines Entkopplungselements 18 auf. Die Entkoppleraufnahme 17 ist als flächige Vertiefung in den jeweiligen Einlageteilen 14 ausgebildet, die an die Form des Entkopplungselements 18 angepasst ist und in die das Entkopplungselement 18 eingelegt werden kann.
Die Entkopplungseinlage 12 weist vier Entkopplungskanäle 19 darin ausgebildet auf. Teilabschnitte der vier Entkopplungskanäle 19 sind jeweils in den Einlageteilen 14 ausgebildet. Die Entkopplungseinlage 12 weist zwei gemeinsame Ein- und Austritts-Öffnungen 20 auf, welche jeweils die Enden der Entkopplungskanäle 19 einer Seite miteinander verbinden. Die zwei gemeinsamen Ein- und Austritts-Öffnungen 20 sind jeweils mit einer Radialöffnung 9 einer Arbeitskammer 7 verbunden, so dass die Entkopplungskanäle 19 mit den Arbeitskammern 7 verbunden sind.
Das Entkopplungselement 18 ist in Form eines im Wesentlichen rechteckigen Plättchens ausgebildet. Das Entkopplungselement 18 ist derart in der Entkoppleraufnahme 17 angeordnet, dass sich die lange Kante des Entkopplungselements 18 parallel zur Axialrichtung des hydroelastischen Lagers 1 erstreckt, und sich die kurze Kante des Entkopplungselements 18 in radialer Richtung des hydroelastischen Lagers 1 erstreckt. Das Entkopplungselement 18 weist eine umlaufende, äußere Wulst 21 auf, die eine Auftreff-Fläche 22 des Entkopplungselements 18 umgibt. Das Entkopplungselement 18 ist derart angeordnet, dass das Dämpfungsfluid in den Entkopplungskanälen 19 bei Betrieb auf die Auftreff-Flächen 22 auf beiden Seiten des Entkopplungselements 18 auftrifft. Wie in 3 dargestellt, weist das Entkopplungselement 18 auf der Auftreff-Fläche 22 Anschlagsnoppen 23 auf, die vorzugsweise zwischen Auftreff-Bereichen des Dämpfungsfluids der jeweiligen Entkopplungskanäle 19 angeordnet sind. Die Anschlagsnoppen 23 sind ausgebildet, bei Betrieb gegen eine Innenwand der Entkoppleraufnahme 17 zu stoßen, um eine Geräuschentwicklung zu reduzieren. 4 zeigt eine Variante eines Entkopplungselements 18, bei der zusätzlich zu den Anschlagsnoppen 23 Überdruck-Durchlässe 24 in den Auftreff-Bereichen des Dämpfungsfluids der jeweiligen Entkopplungskanäle 19 vorgesehen sind. Die Überdruck-Durchlässe 24 sind konfiguriert, oberhalb eines vorbestimmten oder vorbestimmbaren Drucks des Dämpfungsfluids in dem jeweiligen Entkopplungskanal 19 das Dämpfungsfluid durch das Entkopplungselement 18 strömen zu lassen, wodurch die Funktion eines Überdruck-Ventils realisiert wird.
6 und 7 zeigen die Außenhülse 3 mit der Entkopplungsausnehmung 13 einmal mit und einmal ohne die eingelegte Entkopplungseinlage 12. Die Entkopplungsausnehmung 13 ist radial nach innen hin offen. In Axialrichtung und in Radialrichtung nach außen ist die Entkopplungsausnehmung 13 durch das Material der Außenhülse 3 begrenzt. Die Entkopplungsausnehmung 13 weist einen in Axialrichtung im Wesentlichen konstanten sichelförmigen Querschnitt auf. Im Bereich der Entkopplungsausnehmung 13 weist die Außenhülse 3 eine radial nach außen vorstehende Auswölbung 25 auf, um den nötigen Bauraum für die Entkopplungsausnehmung 13 im Material der Außenhülse 3 bereitzustellen.
Die Form der Entkopplungseinlage 12, insbesondere die Außenkontur davon, ist der Form der Entkopplungsausnehmung 13 angepasst. Die Entkopplungskanäle 19, die in der Entkopplungseinlage 12 ausgebildet sind, können radial nach außen teilweise durch die Innenwand der Entkopplungsausnehmung 13 begrenzt sein. Die Entkopplungskanäle 19 sind jeweils wesentlich kürzer, beispielsweise etwa 0,1 bis etwa 0,4 mal so kurz, ausgebildet als der Dämpfungskanal 10. Der Querschnitt der Entkopplungskanäle 19 quer zur Strömungsrichtung ist wesentlich größer als der Querschnitt des Dämpfungskanals 10. So kann die Summe der Querschnitte aller Entkopplungskanäle 19 etwa 2 bis etwa 10 mal so groß sein wie der Querschnitt des Dämpfungskanals 10.
Wie in 9 dargestellt ist, weist die Entkoppleraufnahme 17 eine Spaltbreite t_sp auf. Durch die Einstellung der Spaltbreite t_sp relativ zu der Dicke t_EE des Entkopplungselements 18, insbesondere im Bereich der Wulst 21, kann das Schwingungsverhalten des Entkopplungselements 18 und damit das dynamische Schwingungsverhalten des hydroelastischen Lagers 1 eingestellt werden. Das Entkopplungselement 18 kann beispielsweise fest und unbeweglich in der Entkoppleraufnahme 17 eingespannt werden, oder das Entkopplungselement 18 kann in Strömungsrichtung des Entkopplungskanals 19 beweglich in der Entkoppleraufnahme 17 angeordnet werden, wobei der Grad der Beweglichkeit, also das Spiel, einstellbar ist. Das Spiel des Entkopplungselements 18 in der Entkoppleraufnahme 17 hat einen starken Einfluss auf das dynamische Verhalten des hydroelastischen Lagers 1.
Durch die elastische Verformbarkeit des Entkopplungselements 18 und/oder durch die bewegliche Anordnung des Entkopplungselements 18 in der Entkoppleraufnahme 17 wird ein Ein- und Ausströmen des Dämpfungsfluids in und aus dem Entkopplungskanal 19 bei Betrieb, insbesondere bei niedrigen Anregungsamplituden, ermöglicht. Die Fluidströme in und aus dem Entkopplungskanal 19 sowie die schwingende Verlagerung des Montageinnenanschlusses 4 relativ zur Außenhülse 3 aufgrund der äußeren Anregung sind mit Pfeilen angedeutet.
10 zeigt eine Schnittdarstellung eines hydroelastischen Lagers 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass das Entkopplungselement 18 niedriger ausgeführt ist als bei der ersten Ausführungsform. Niedriger bedeutet hierbei, dass die kurze Kante des im Wesentlichen rechteckigen Entkopplungselements 18 kürzer ausgeführt ist als bei der ersten Ausführungsform. Entsprechend sind die Entkopplungseinlage 12 und die Entkopplungsausnehmung 13 der Außenhülse 3 schmaler ausgebildet als bei der ersten Ausführungsform, so dass auch die Auswölbung 25 kleiner ausgebildet ist. Die Außenhülse 3 der zweiten Ausführungsform hat daher eine nahezu symmetrische Außenkontur. Durch Verändern der Abmessungen des Entkopplungselements 18 und/oder des Entkopplungskanals 19 kann das dynamische Verhalten des hydroelastischen Lagers 1 verändert werden.
11 zeigt eine Schnittdarstellung eines hydroelastischen Lagers 1 gemäß einer dritten Ausführungsform, sowie perspektivische Darstellungen der Außenhülse 3 und des Entkopplungselements 18 davon. Der wesentliche Unterschied der dritten Ausführungsform gegenüber der ersten und zweiten Ausführungsform liegt darin, dass die Entkopplungskanäle 19 und die Entkoppleraufnahme 17 im Material der Außenhülse 3 selbst ausgebildet sind. Die Entkopplungskanäle 19 werden durch in Umfangsrichtung der Außenhülse 3 verlaufende Trennwände innerhalb der Entkopplungsausnehmung 13 begrenzt bzw. ausgebildet. Die Entkoppleraufnahme 17 wird durch eine senkrecht zu den Entkopplungskanälen 19 in Axialrichtung der Außenhülse 3 verlaufende Vertiefung im Material der Außenhülse 3 ausgebildet. Radial nach innen werden die Entkopplungskanäle 19 durch das Federfunktionsbauteil 2 begrenzt. Das hydroelastische Lager 1 gemäß der dritten Ausführungsform weist keine Entkopplungseinlage auf, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden können.
12 und 13 zeigen eine vierte Ausführungsform eines hydroelastischen Lagers 1. Der wesentliche Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsformen liegt darin, dass das Entkopplungselement 18 um etwa 90° um seine Längsachse verdreht in der Entkopplungseinlage 12 angeordnet ist. Die Entkopplungseinlage 12, insbesondere die Konfiguration der Entkopplungskanäle 19 und der Entkoppleraufnahme 17 darin sind entsprechend angepasst. Die Entkopplungseinlage 12 ist in Umfangsrichtung der Außenhülse 3 in zwei im Wesentlichen gleich große Einlageteile 14 bzw. Hälften aufgeteilt. Die Entkopplungskanäle 19 in einem der Einlageteile 14, d.h. auf einer Seite des Entkopplungselements 18, werden radial nach innen durch das Federfunktionsbauteil 2 begrenzt, und die Entkopplungskanäle 19 in dem anderen der Einlageteile 14, d.h. auf der anderen Seite des Entkopplungselements 18, werden radial nach außen durch die Innenwand der Entkopplungsausnehmung 13 der Außenhülse 3 begrenzt. Im Betrieb schwingt das Entkopplungselement 18 in radialer Richtung. Durch die Veränderung der Anordnung des Entkopplungselements 18 wird das dynamische Verhalten des hydroelastischen Lagers 1 verändert.
14 und 15 zeigen eine fünfte Ausführungsform eines hydroelastischen Lagers 1. Die fünfte Ausführungsform stellt eine Variante der ersten Ausführungsform dar. In der fünften Ausführungsform ist das Entkopplungselement 18, insbesondere die Auftreff-Fläche bzw. die Längsachse davon, in einem Winkel α zur Axialrichtung des hydroelastischen Lagers 1 angeordnet. Bei der ersten Ausführungsform ist das Entkopplungselement 18 hingegen parallel zur Axialrichtung des hydroelastischen Lagers 1 angeordnet. Der Winkel α kann beispielsweise in einem Bereich von etwa 1° bis etwa 90°, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 5° bis etwa 30°, eingestellt werden, wobei durch die Einstellung des Winkels α das dynamische Verhalten des hydroelastischen Lagers 1 verändert werden kann. Gegenüber der Radialrichtung des hydroelastischen Lagers 1 an der Position des Entkopplungselements 18 ist das Entkopplungselement 18, insbesondere die Auftreff-Fläche bzw. die Breitenachse davon, im Wesentlichen parallel angeordnet bzw. ausgerichtet. Die Entkopplungseinlage 12, insbesondere die Entkoppleraufnahme 17 und die Entkopplungskanäle 19 davon, sind entsprechend der Anordnung des Entkopplungselements 18 angepasst ausgebildet.
16 und 17 zeigen eine sechste Ausführungsform eines hydroelastischen Lagers 1. Die sechste Ausführungsform stellt eine Variante der vierten Ausführungsform dar. Der wesentliche Unterschied der sechsten Ausführungsform gegenüber der vierten Ausführungsform liegt darin, dass das Entkopplungselement 18 in einer Entkopplungseinlage 12 angeordnet, die in Radialrichtung der Außenhülse 3 in zwei unterschiedlich große Einlageteile 14 bzw. Hälften aufgeteilt ist. Das radial außen liegende Einlageteil 14 ist deckelförmig und kleiner ausgebildet als das radial innen liegende Einlageteil 14. Die Entkopplungseinlage 12 gemäß der sechsten Ausführungsform erleichtert die Montage des hydroelastischen Lagers 1.
18 und 19 zeigen eine siebte Ausführungsform eines hydroelastischen Lagers 1. Die siebte Ausführungsform stellt eine Variante der sechsten Ausführungsform dar. In der siebten Ausführungsform ist das Entkopplungselement 18, insbesondere die Auftreff-Fläche bzw. die Breitenachse davon, in einem Winkel β zur Tangentialrichtung des hydroelastischen Lagers 1 an der Position des Entkopplungselements 18 angeordnet. Bei der sechsten Ausführungsform ist das Entkopplungselement 18 hingegen parallel zur Tangentialrichtung des hydroelastischen Lagers 1 angeordnet. Die Tangentialrichtung ist senkrecht zu der Radialrichtung des hydroelastischen Lagers 1 an der Position des Entkopplungselements 18. Der Winkel β kann beispielsweise in einem Bereich von etwa 1° bis etwa 89°, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 5° bis etwa 20°, eingestellt werden, wobei durch die Einstellung des Winkels β das dynamische Verhalten des hydroelastischen Lagers 1 verändert werden kann. Gegenüber der Axialrichtung des hydroelastischen Lagers 1 ist das Entkopplungselement 18, insbesondere die Auftreff-Fläche bzw. die Längsachse davon, im Wesentlichen parallel angeordnet bzw. ausgerichtet. Die Entkopplungseinlage 12, insbesondere die Entkoppleraufnahme 17 und die Entkopplungskanäle 19 davon, sind entsprechend der Anordnung des Entkopplungselements 18 angepasst ausgebildet. Die Neigung β des Entkopplungselements gegenüber der Tangentialrichtung kann auch mit einer Neigung α gegenüber der Axialrichtung gemäß der fünften Ausführungsform kombiniert werden.
20 zeigt eine grafische Darstellung des Verlustwinkels des hydroelastischen Lagers in Abhängigkeit von der Anregungsfrequenz im niedrigen Frequenzbereich und bei hohen Amplituden für verschiedene Konfigurationen k₁ , k₂ , k₃ und k₄ des hydroelastischen Lagers, und 21 zeigt eine grafische Darstellung des Verlustwinkels des hydroelastischen Lagers in Abhängigkeit von der Anregungsfrequenz im hohen Frequenzbereich und bei niedrigen Amplituden für die verschiedenen Konfigurationen k₁ , k₂ , k₃ und k₄ . Gemäß Konfiguration k₁ des hydroelastischen Lagers ist kein Entkopplungskanal mit einem Entkopplungselement vorgesehen. Gemäß Konfiguration k₂ ist ein Entkopplungskanal mit einem Entkopplungselement vorgesehen, wobei die Entkoppleraufnahme relativ zur Dicke des Entkopplungselements derart ausgebildet ist, dass lediglich eine kleine Beweglichkeit bzw. ein kleines Spiel für das Entkopplungselement in der Entkoppleraufnahme vorhanden ist. Bei der Konfiguration k₃ ist das Spiel des Entkopplungselements gegenüber Konfiguration k₂ vergrößert, und bei Konfiguration k₄ ist das Spiel des Entkopplungselements am größten unter allen Konfigurationen. Die übrige Ausbildung des hydroelastischen Lagers ist bei allen Konfigurationen gleich, so dass die 20 bis 23 beispielhaft den Einfluss des Spiels des Entkopplungselements auf das dynamische Verhalten des hydroelastischen Lagers darstellen.
Wie in 20 zu sehen ist, ist der Unterschied im Verlustwinkel, als Indikator für die Dämpfung, bei hohen Anregungsamplituden für die verschiedenen Konfigurationen relativ gering. Bei niedrigen Anregungsamplituden, wie in 21 dargestellt, ist der Unterschied in den Verlustwinkeln zwischen den verschiedenen Konfigurationen hingegen sehr groß. Hieraus ist ersichtlich, dass durch die Konfiguration des Entkopplungskanals und des Entkopplungselements das dynamische Verhalten des hydroelastischen Lagers im niedrigen Amplitudenbereich gezielt eingestellt werden kann.
22 und 23 zeigen grafische Darstellungen der dynamischen Steifigkeit des hydroelastischen Lagers in Abhängigkeit von der Anregungsfrequenz, wobei der Unterschied zwischen den Ausführungen des hydroelastischen Lagers für 22 und 23 in der Größe bzw. in dem Größenverhältnis des Entkopplungselements und des Entkopplungskanals liegt. In 22 ist ein Fall dargestellt, bei dem die Entkopplungsfläche groß ist und ebenfalls das Verhältnis des Entkopplungskanalquerschnitts zur Entkopplungskanallänge groß ist. In 23 ist hingegen ein Fall dargestellt, bei dem die Entkopplungsfläche klein ist und das Verhältnis des Entkopplungskanalquerschnitts zur Entkopplungskanallänge ebenfalls klein ist. Mit Entkopplungsfläche ist die Auftreff-Fläche des Entkopplungselements gemeint. Die Konfigurationen k₁ , k₂ , k₃ und k₄ sind wie oben beschrieben. Die 22 und 23 zeigen, dass die dynamische Steifigkeit je nach Bedarf in der Höhe sowie in der Frequenz gezielt eingestellt werden kann. Dass bei einigen Konfigurationen die dynamische Steifigkeit zunächst auf einen Wert unterhalb der statischen Steifigkeit absinkt, ist auf den sogenannten „notch-effect“ zurückzuführen.
Bezugszeichenliste

1: hydroelastisches Lager
2: Federfunktionsbauteil
3: Außenhülse
4: Montageinnenanschluss
5: Montageaußenanschluss
6: Federkörper
7: Arbeitskammer
8: Tragrahmen
9: Radialöffnung
10: Dämpfungskanal
11: Befestigungsabschnitt
12: Entkopplungseinlage
13: Entkopplungsausnehmung
14: Einlageteil
15: Montagezapfen
16: Montageausnehmung
17: Entkoppleraufnahme
18: Entkopplungselement
19: Entkopplungskanal
20: gemeinsame Ein- und Austrittsöffnung
21: Wulst
22: Auftreff-Fläche
23: Anschlagsnoppen
24: Überdruck-Durchlass
25: Auswölbung
t_sp: Spaltbreite
t_EE: Dicke des Entkopplungselements
α: Winkel gegenüber Axialrichtung
k₁: Konfiguration ohne Entkopplungskanal und Entkopplungselement
k₂: Konfiguration mit kleinem Spiel des Entkopplungselements
k₃: Konfiguration mit mittlerem Spiel des Entkopplungselements
k₄: Konfiguration mit großem Spiel des Entkopplungselements

Claims

Hydroelastisches Lager (1), aufweisend ein Federfunktionsbauteil (2) und eine mit dem Federfunktionsbauteil (2) gekoppelte Außenhülse (3), wobei das Federfunktionsbauteil (2) einen Montageinnenanschluss (4) und wenigstens zwei mit einem Dämpfungsfluid gefüllte und über zumindest einen Dämpfungskanal (10) verbundene Arbeitskammern (7) umfasst, so dass bei Auslenkung des Montageinnenanschlusses (4) gegenüber der Außenhülse (3) das Dämpfungsfluid über den Dämpfungskanal (10) zumindest teilweise von der einen in die andere Arbeitskammer (7) strömt, wobei die Arbeitskammern (7) des Weiteren über zumindest einen Entkopplungskanal (19) verbunden sind, wobei ein Entkopplungselement (18) in einem Strömungsweg des Entkopplungskanals (19) angeordnet ist, und wobei der Entkopplungskanal (19) und das Entkopplungselement (18) zumindest teilweise in einer dafür vorgesehenen Entkopplungsausnehmung (13) in der Außenhülse (3) angeordnet sind.
Hydroelastisches Lager (1) nach Anspruch 1, wobei die Entkopplungsausnehmung (13) gegenüber dem Federfunktionsbauteil (2) radial außen liegend ausgebildet ist.
Hydroelastisches Lager (1) nach Anspruch 1 oder 2, weiter aufweisend eine Entkopplungseinlage (12), die zumindest teilweise in die Entkopplungsausnehmung (13) eingelegt ist, wobei der Entkopplungskanal (19) in der Entkopplungseinlage (12) ausgebildet ist, und wobei das Entkopplungselement (18) in der Entkopplungseinlage (12) angeordnet ist.
Hydroelastisches Lager (1) nach Anspruch 3, wobei die Entkopplungseinlage (12) zwei Einlageteile (14) umfasst, und das Entkopplungselement (18) zwischen den zwei Einlageteilen (14) angeordnet ist.
Hydroelastisches Lager (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Entkopplungselement (18) ein Elastomerplättchen oder eine eingespannte Elastomermembran ist.
Hydroelastisches Lager (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Auftreff-Fläche (22) des Entkopplungselements (18), auf die das Dämpfungsfluid auftrifft, in einem vorbestimmten Winkel (α, β) zu einer Axialrichtung des hydroelastischen Lagers (1) und/oder zu einer Radialrichtung des hydroelastischen Lagers (1) geneigt ist.
Hydroelastisches Lager (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Überdruck-Durchlass (24) im Entkopplungselement (18) ausgebildet ist.
Hydroelastisches Lager (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Anschlagsnoppen (23) auf dem Entkopplungselement (18) ausgebildet ist.
Hydroelastisches Lager (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Strömungsweg des Dämpfungsfluids von der einen Arbeitskammer (7) zur anderen Arbeitskammer (7) über den Entkopplungskanal (19) keine steilen Richtungsänderungen aufweist, insbesondere keine Ecken aufweist.
Hydroelastisches Lager (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend eine Vielzahl von Entkopplungskanälen (19), die die Arbeitskammern (7) verbinden, wobei das Entkopplungselement (18) in Strömungswegen aller Entkopplungskanäle (19) angeordnet ist.