DE102017200657A1 - Engine Mounts - Google Patents
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- F16F13/14—Units of the bushing type, i.e. loaded predominantly radially
- F16F13/16—Units of the bushing type, i.e. loaded predominantly radially specially adapted for receiving axial loads
Abstract
Aggregatelager mit einem zumindest abschnittweise aus einem Elastomer (18) gebildeten Tragkörper (1) zur Befestigung des Aggregats, der wenigstens eine Wand einer mit einem Arbeitsfluid gefüllten Arbeitskammer (4) bildet, wobei ein Fluidkanal (5, 16) die Arbeitskammer (4) mit einer Ausgleichskammer (22) verbindet, wobei der Fluidkanal (5, 16) mit Ausnahme von Öffnungen (7, 8) zu der Arbeitskammer (4) und zu der Ausgleichskammer (22) gänzlich von einer einstückig ausgeführten Kanalkomponente (3) des Aggregatelagers (19) umschlossen ist.Assembly bearing with an at least partially made of an elastomer (18) formed supporting body (1) for attachment of the aggregate, which forms at least one wall of a working fluid filled with a working chamber (4), wherein a fluid channel (5, 16) the working chamber (4) a compensation chamber (22) connects, wherein the fluid channel (5, 16) with the exception of openings (7, 8) to the working chamber (4) and to the compensation chamber (22) entirely of an integrally executed channel component (3) of the assembly bearing (19 ) is enclosed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Aggregatelager mit einem zumindest abschnittsweise aus einem Elastomer gebildeten Tragkörper zur Befestigung des Aggregats, der wenigstens eine Wand einer mit einem Arbeitsfluid gefüllten Arbeitskammer bildet, wobei ein Fluidkanal die Arbeitskammer mit einer Ausgleichskammer verbindet. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Aggregatelagers.The invention relates to an assembly bearing with an at least partially formed from an elastomer support body for attachment of the unit, which forms at least one wall of a working fluid filled with a working chamber, wherein a fluid channel connects the working chamber with a compensation chamber. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle and a method for producing an assembly bearing.
Aggregatelager werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen verwendet, wo sie dämpfend auf Aggregate wirken, welche in Schwingung geraten sind. Aggregatelager können dazu über mit verschiedenen Fluiden befüllte Kammern verfügen, die jeweils Schwingungen in unterschiedlichen Frequenzbereichen dämpfen. Die Geometrie dieser Kammern und insbesondere die Geometrie von Kanälen, die die Kammern verbinden, sind dabei maßgeblich für das Dämpfungsverhalten des Lagers, da sie den Strömungswiderstand für das Fluid und dadurch das Ausmaß der Dämpfung bestimmen. Durch Einflussnahme auf die Kammergeometrie und/oder die Kanalgeometrie kann das Dämpfungsverhalten des Aggregatelagers angepasst werden.Assembly bearings are used, for example, in motor vehicles, where they act to dampen aggregates that are in vibration. Aggregate bearings may have chambers filled with different fluids, each of which damps vibrations in different frequency ranges. The geometry of these chambers, and in particular the geometry of channels that connect the chambers, are crucial to the damping behavior of the bearing, since they determine the flow resistance for the fluid and thereby the extent of the damping. By influencing the chamber geometry and / or the channel geometry, the damping behavior of the assembly bearing can be adjusted.
So zeigt die Druckschrift
Die Verwendung eines solchen Linearaktors mit der dafür benötigten Steuerung führt zu einem relativ komplexen und teuren Lager. Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Aggregatelager anzugeben, das über einen möglichst einfachen Aufbau verfügt sowie möglichst einfach und kostengünstig herstellbar ist.The use of such a linear actuator with the necessary control leads to a relatively complex and expensive warehouse. The invention is therefore based on the object of specifying an assembly bearing, which has the simplest possible structure and is as simple and inexpensive to produce.
Als erfindungsgemäße Lösung ist vorgesehen, dass bei einem Aggregatelager der eingangs genannten Art der Fluidkanal mit Ausnahme von Öffnungen zu der Arbeitskammer und zu der Ausgleichskammer gänzlich von einer einstückig und insbesondere materialeinheitlich ausgeführten Kanalkomponente des Aggregatelagers umschlossen ist.As a solution according to the invention, it is provided that, in the case of an assembly bearing of the type mentioned at the outset, the fluid channel, with the exception of openings to the working chamber and to the compensation chamber, is completely surrounded by a unitary and, in particular, unitary material channel component of the assembly bearing.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass das Dämpfungsverhalten des Aggregatelagers durch die Geometrie des innerhalb der Kanalkomponente des Aggregatelagers verlaufenden Kanals bestimmt wird und dass durch die Einstückigkeit ein einfacher Aufbau des Aggregatelagers erreicht wird, wobei insbesondere keine weiteren aktiven Elemente zur Anpassung benötigt werden. Die Einstückigkeit der Kanalkomponente kann beispielsweise mittels eines additiven Herstellungsverfahrens erzielt werden. Dabei können die Kanalgeometrie, die Kanallänge sowie die Kanalquerschnittsfläche entsprechend des gewünschten Dämpfungsverhaltens angepasst werden. Als Arbeitsfluid kann beispielsweise ein hydraulisches Mittel wie Öl eingesetzt werden.The advantage of the solution according to the invention is that the damping behavior of the assembly bearing is determined by the geometry of the running within the channel component of the assembly bearing channel and that a simple construction of the assembly bearing is achieved by the one-piece, in particular, no further active elements are needed for adaptation. The integral nature of the channel component can be achieved, for example, by means of an additive manufacturing method. In this case, the channel geometry, the channel length and the channel cross-sectional area can be adjusted according to the desired damping behavior. As a working fluid, for example, a hydraulic means such as oil can be used.
Der Fluidkanal kann dabei so gestaltet werden, dass er orthogonal zu einer Durchflussrichtung des Arbeitsfluids einen kreisförmigen oder ellipsenförmigen Querschnitt aufweist. Der Querschnitt des Fluidkanals kann über seine gesamte Länge konstant bleiben oder sich abschnittsweise kontinuierlich oder stufenweise ändern. Beispielsweise ist es möglich, dass der Fluidkanal in mehrere Abschnitte unterteilt ist, die verschiedene Querschnittsgeometrien aufweisen, falls dies für das gewünschte Dämpfungsverhalten zweckmäßig ist.The fluid channel can be designed so that it has a circular or elliptical cross section orthogonal to a flow direction of the working fluid. The cross-section of the fluid channel can remain constant over its entire length or can change in sections continuously or stepwise. For example, it is possible for the fluid channel to be subdivided into several sections which have different cross-sectional geometries, if appropriate for the desired damping behavior.
Für den Verlauf des Fluidkanals innerhalb der Kanalkomponente des Aggregatelagers ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Abschnitt des Fluidkanals spiralförmig und/oder helixförmig verlaufen kann. An einen spiralförmigen und/oder helixförmigen Abschnitt des Kanals können sich dabei anders geformte Kanalsegmente anschließen, wie beispielsweise gerade Kanalsegmente, wobei ein gerades Kanalsegment sowohl zwei spiralförmige und/oder helixförmige Abschnitte verbinden kann, als auch einen solchen Abschnitt mit der Öffnung des Kanals zur Arbeitskammer oder zur Ausgleichskammer verbinden kann.For the course of the fluid channel within the channel component of the assembly bearing is provided according to the invention that at least a portion of the fluid channel can extend spirally and / or helically. At a spiral and / or helical portion of the channel thereby differently shaped channel segments may follow, such as straight channel segments, wherein a straight channel segment can connect both two spiral and / or helical sections, as well as such a section with the opening of the channel to the working chamber or connect to the compensation chamber.
Ergänzend dazu kann zumindest ein spiralförmiger und/oder helixförmiger Abschnitt des Fluidkanals so ausgeführt sein, dass er mehr als eine insbesondere konzentrische Windung aufweist. Diese Windungen liegen bei einem spiralförmigen Verlauf derart in einer Ebene, bzw. sind bei einem helixförmigen Verlauf räumlich so versetzt, dass der Kanal sich in seinem Verlauf nicht selbst schneidet. Diese ineinander und/oder übereinander verlaufenden Windungen ermöglichen es, die Länge des Kanals beliebig zu gestalten. Mit Ausnahme der Öffnungen zu der Arbeitskammer und zu der Ausgleichskammer verlaufen alle Windungen des Fluidkanals gänzlich innerhalb der Kanalkomponente des Aggregatelagers.In addition thereto, at least one spiral-shaped and / or helical-shaped section of the fluid channel can be designed such that it has more than one, in particular concentric, turn. In a helical course, these turns lie in a plane in such a way, or are spatially offset in a helical course so that the channel does not intersect itself in its course. These turns, which run into one another and / or one above the other, make it possible to configure the length of the channel as desired. With the exception of the openings to the working chamber and to the compensation chamber all turns of the fluid channel run entirely within the channel component of the assembly bearing.
Ergänzend oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der Tragkörper an der Kanalkomponente befestigt ist. Die Befestigung des Tragkörpers an der Komponente erfolgt dabei derart, dass die von ihnen umschlossene Arbeitskammer unabhängig von der Auslenkung, die der Tragkörper erfährt, nach außen hin fluiddicht abgeschlossen bleibt. Das an dem zumindest abschnittsweise aus einem Elastomer gebildeten Tragkörper befestigte Aggregat verursacht, wenn es in Schwingung versetzt wird, eine Schwingung des Tragkörpers. Durch die Schwingung des Tragkörpers ändert sich das Volumen der mit einem Arbeitsfluid gefüllten Arbeitskammer, welche teilweise vom Tragkörper umschlossen ist. Bei dieser Volumenänderung wird Arbeitsfluid aus der Arbeitskammer durch den Fluidkanal in die Ausgleichskammer verdrängt. Um eine Auslenkung des Tragkörpers bei einer Zugbelastung zu begrenzen, kann ein Bügel vorgesehen sein, an dem der Tragkörper bei einer gewissen Auslenkung anschlägt. Der Bügel kann dabei an der Kanalkomponente befestigt werden oder einstückig als Bestandteil dieser Komponente ausgebildet sein.Additionally or alternatively, it can be provided that the support body is attached to the channel component. The attachment of the support body to the component takes place in such a way that the working chamber enclosed by them remains fluid-tight to the outside regardless of the deflection experienced by the support body. That at the At least partially formed from an elastomer support body attached aggregate caused when it is vibrated, a vibration of the support body. Due to the vibration of the support body, the volume of the filled with a working fluid working chamber, which is partially enclosed by the support body. With this volume change, working fluid is displaced from the working chamber through the fluid channel into the compensation chamber. In order to limit a deflection of the support body in a tensile load, a bracket may be provided on which abuts the support body at a certain deflection. The bracket can be attached to the channel component or integrally formed as part of this component.
Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Ausgleichskammer einen fluiddichten Ausgleichsbalg aufweisen kann, der die Ausgleichskammer in einen ersten Bereich, der über den Fluidkanal mit der Arbeitskammer verbunden ist, und einen zweiten Bereich, der vom Fluidkanal getrennt ist, aufteilt, wobei der zweite Bereich ein Ausgleichsfluid enthält. Das durch ein Komprimieren des Tragkörpers aus der Arbeitskammer in die Ausgleichskammer verdrängte Arbeitsfluid verursacht dort eine Verformung des fluiddichten Ausgleichsbalgs. Das sich im zweiten Bereich der Ausgleichskammer befindende Ausgleichsfluid wird hierdurch um das aus der Arbeitskammer verdrängte Volumen komprimiert.Furthermore, it can be provided according to the invention that the compensation chamber can have a fluid-tight compensation bellows, which divides the compensation chamber into a first region, which is connected to the working chamber via the fluid channel, and a second region, which is separated from the fluid channel, wherein the second region contains a compensating fluid. The displaced by compressing the support body from the working chamber in the compensation chamber working fluid causes there deformation of the fluid-tight Ausgleichsbalgs. The compensating fluid located in the second region of the compensation chamber is thereby compressed by the volume displaced from the working chamber.
Das Aggregatelager kann eine Membran umfassen, welche die Arbeitskammer von einer Dämpfungskammer trennt, wobei die Dämpfungskammer ein Dämpfungsfluid enthält. Über diese Membran werden Schwingungen, deren Frequenz zu hoch ist, um über das Arbeitsfluid und den Ausgleichsbalg an das Ausgleichsfluid weitergeleitet zu werden, an das Dämpfungsfluid weitergegeben, um für eine Dämpfung dieser Frequenzen durch Kompression des Dämpfungsfluids zu sorgen.The aggregate bearing may comprise a membrane which separates the working chamber from a damping chamber, the damping chamber containing a damping fluid. Through this membrane, vibrations whose frequency is too high to be passed through the working fluid and the compensating bellows to the compensating fluid, passed to the damping fluid to provide for damping of these frequencies by compression of the damping fluid.
Weiterhin kann das Arbeitsfluid eine Flüssigkeit sein und/oder das Ausgleichsfluid und/oder das Dämpfungsfluid können ein Gas oder Gasgemisch sein. Beispielsweise kann es sich beim Arbeitsfluid um ein Öl handeln und/oder als Ausgleichsfluid und/oder als Dämpfungsfluid kann ein Gas oder Gasgemisch, wie beispielsweise Luft, verwendet werden. Für die Funktion des Aggregatelagers ist es vorteilhaft, wenn das Ausgleichsfluid und das Dämpfungsfluid eine höhere Kompressibilität als das Arbeitsfluid aufweisen. Dies kann bevorzugt durch die Verwendung einer Flüssigkeit für das Arbeitsfluid und die Verwendung eines Gases oder Gasgemisches als Ausgleichsfluid und Dämpfungsfluid erreicht werden.Furthermore, the working fluid may be a liquid and / or the compensating fluid and / or the damping fluid may be a gas or gas mixture. For example, the working fluid may be an oil and / or a compensating fluid and / or a damping fluid may be a gas or gas mixture such as air. For the function of the assembly bearing, it is advantageous if the compensation fluid and the damping fluid have a higher compressibility than the working fluid. This can preferably be achieved by the use of a fluid for the working fluid and the use of a gas or gas mixture as a balancing fluid and damping fluid.
An wenigstens einer die Arbeitskammer begrenzenden Komponente kann ein Deckel befestigt sein, wobei in der der Arbeitskammer zugewandten Oberseite des Deckels wenigstens eine Ausnehmung vorgesehen ist, die die Ausgleichskammer und/oder die Dämpfungskammer ausbildet. Dabei kann der Deckel so an der Komponente befestigt sein, dass eine die Dämpfungskammer begrenzende Membran zwischen Deckel und Kanalkomponente fluiddicht eingeschlossen wird. Der Deckel kann mittels eines additiven Verfahrens hergestellt werden, so dass die Gestaltung der Ausgleichskammer und/oder der Dämpfungskammer nicht von der Entformungsrichtung des Deckels abhängig ist. Der Deckel kann dabei so an die Kanalkomponente anschließen, dass die von der Kanalkomponente umschlossenen Fluidkanäle an die im Deckel ausgebildete Ausgleichskammer angrenzen und so die Arbeitskammer mit der Ausgleichskammer fluidisch verbinden.At least one component bounding the working chamber may be fastened with a lid, wherein in the upper side of the lid facing the working chamber at least one recess is provided which forms the compensation chamber and / or the damping chamber. In this case, the cover may be attached to the component such that a diaphragm delimiting the damping chamber is enclosed in a fluid-tight manner between the cover and the channel component. The cover can be produced by means of an additive method, so that the design of the compensation chamber and / or the damping chamber is not dependent on the removal direction of the cover. The cover can connect to the channel component in such a way that the fluid channels enclosed by the channel component adjoin the compensation chamber formed in the cover and thus fluidly connect the working chamber with the compensation chamber.
Vorzugsweise bildet die Kanalkomponente wenigstens eine weitere Wand der Ausgleichskammer und/oder den Deckel. Hierdurch kann ein besonders einfacher Aufbau des Aggregatelagers erreicht werden. Insbesondere kann die Kanalkomponente gemeinsam mit dem Tragkörper die Arbeitskammer vollständig umschließen. Ergänzend oder alternativ kann die Kanalkomponente gemeinsam mit dem Ausgleichsbalg bzw. der Membran die Ausgleichskammer und/oder die Dämpfungskammer umschließen.Preferably, the channel component forms at least one further wall of the compensation chamber and / or the cover. This allows a particularly simple construction of the unit bearing can be achieved. In particular, the channel component together with the support body can completely enclose the working chamber. Additionally or alternatively, the channel component together with the compensating bellows or the membrane can surround the compensation chamber and / or the damping chamber.
Die Kanalkomponente oder das gesamte Aggregatelager kann mittels eines additiven Verfahrens hergestellt sein. Das additive Verfahren bietet die Möglichkeit, den Fluidkanal bzw. die Ausgleichskammer und/oder die Dämpfungskammer beliebig zu gestalten. Bevorzugt besteht die Komponente oder die Komponenten des Aggregatelagers aus Kunststoff und/oder Metall. Zu ihrer Fertigung kann beispielsweise ein Verfahren wie selektives Laserschmelzen oder selektives Lasersintern angewandt werden. Es kann auch das gesamte Aggregatelager mittels eines additiven Verfahrens hergestellt sein.The channel component or the entire assembly bearing may be made by an additive method. The additive method offers the possibility of making the fluid channel or the compensation chamber and / or the damping chamber arbitrary. Preferably, the component or components of the assembly bearing made of plastic and / or metal. For their production, for example, a method such as selective laser melting or selective laser sintering can be used. It can also be made the entire assembly warehouse by means of an additive process.
Neben dem Aggregatelager betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Aggregat und einem tragenden Rahmen, wobei das Kraftfahrzeug ein erfindungsgemäßes Aggregatelager aufweist, wobei das Aggregat an dem Tragkörper des Aggregatelagers befestigt ist und wobei das Aggregatelager mit der Kanalkomponente und/oder dem Deckel an dem tragenden Rahmen des Kraftfahrzeugs befestigt ist. Bei dem gelagerten Aggregat kann es sich beispielsweise um den Motor und/oder das Getriebe des Kraftfahrzeugs handeln, wobei das Aggregat mit einem oder auch mehreren Aggregatelagern am Rahmen des Kraftfahrzeugs befestigt sein kann.In addition to the assembly storage, the invention relates to a motor vehicle with an assembly and a supporting frame, wherein the motor vehicle has an inventive assembly bearing, wherein the unit is attached to the support body of the assembly bearing and wherein the assembly bearing with the channel component and / or the lid to the supporting frame of the motor vehicle is attached. The stored unit may be, for example, the engine and / or the transmission of the motor vehicle, wherein the unit with one or more aggregate bearings may be attached to the frame of the motor vehicle.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Aggregatelagers, das die folgenden Schritte umfasst:
- - Bereitstellung eines zumindest abschnittsweise aus einem Elastomer bestehenden Tragkörpers,
- - Herstellung wenigstens einer einstückig ausgeführten Kanalkomponente des Aggregatelagers, welche einen Fluidkanal mit Ausnahme von Öffnungen zu einer Arbeitskammer und zu einer Ausgleichskammer gänzlich umschließt, und
- - Zusammenfügen des Aggregatelagers derart, dass der Tragkörper wenigstens eine Wand der Arbeitskammer bildet, wobei die Arbeitskammer mit einem Arbeitsfluid gefüllt wird, und wobei der Fluidkanal die Arbeitskammer mit einer Ausgleichskammer des Aggregatelagers verbindet.
- - Provision of an at least partially made of an elastomer supporting body,
- - Producing at least one integrally formed channel component of the assembly bearing, which completely encloses a fluid channel with the exception of openings to a working chamber and a compensation chamber, and
- - Assembling the assembly bearing such that the support body forms at least one wall of the working chamber, wherein the working chamber is filled with a working fluid, and wherein the fluid channel connects the working chamber with a compensation chamber of the assembly bearing.
Eine weitere, erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Kanalkomponente mittels eines additiven Verfahrens hergestellt werden kann.A further embodiment of the method according to the invention provides that the channel component can be produced by means of an additive method.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 eine geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Aggregatelagers, -
2 eine geschnittene Detailansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Aggregatelagers, -
3 eine geschnittene Draufsicht des in2 dargestellten erfindungsgemäßen Aggregatelagers, und -
4 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
-
1 a sectional side view of an embodiment of an assembly bearing according to the invention, -
2 a sectional detail view of another embodiment of an assembly bearing according to the invention, -
3 a sectional plan view of the in2 illustrated assembly bearing according to the invention, and -
4 an inventive motor vehicle.
Das in
Die Arbeitskammer
Bei einer Verformung des Tragkörpers
Eine mit Luft als Dämpfungsfluid gefüllte Dämpfungskammer
Die Dämpfungskammer
In
Ein Schnitt des Aggregatelagers in
Ein Aggregatelager entsprechend dieses Ausführungsbeispiels kann durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden, indem zunächst der abschnittsweise aus einem Elastomer bestehende Tragkörper
In
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
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