DE10237966A1

DE10237966A1 - Hydrolager mit Elastomerfeder

Info

Publication number: DE10237966A1
Application number: DE2002137966
Authority: DE
Inventors: Hans-Gerd Dr.-Ing. Eckel; Erhard Dipl.-Ing. Moog
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-21
Also published as: JP3841778B2; JP2004076945A; DE10237966B4

Abstract

Hydrolager mit einer Elastomerfeder, die einen mit einem zentralen Krafteinleitungskörper und mit einem äußeren Stützring dicht verbundenen Elastomerfederkörper aufweist, mit einer zwischen der Elastomerfeder und einem antreibbaren Hydraulikkolben angeordneten, Hydraulikflüssigkeit enthaltenden Arbeitskammer, die über mindestens einen Drosselkanal im Stützring mit einem Ausgleichsraum verbunden ist, der durch einen mit dem zentralen Krafteinleitungskörper und dem Stützring dicht verbundenen Elastomerbalg abgeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydrolager mit einer Elastomerfeder, die einen mit einem zentralen Krafteinleitungskörper und mit einem äußeren Stützring dicht verbundenen Elastomerfederkörper aufweist, mit einer zwischen der Elastomerfeder und einem antreibbaren Hydraulikkolben angeordneten, Hydraulikflüssigkeit enthaltenden Arbeitskammer, die über mindestens einen Drosselkanal im Stützring mit einem Ausgleichsraum verbunden ist, der durch einen mit dem zentralen Krafteinleitungskörper und dem Stützring dicht verbundenen Elastomerbalg abgeschlossen ist.
Derartige Hydrolager dienen als federnde Lagerelemente, deren Federwirkung durch Verformungen des Elastomerfederkörpers erreicht wird. Dieser Elastomerfederkörper, der üblicherweise als großvolumiges Gummibauteil ausgeführt ist, wirkt dabei als Tragfeder und Blähfeder. Die Elastomerfeder wirkt auf die in der Arbeitskammer enthaltene Hydraulikflüssigkeit ein. Durch den mindestens einen Drosselkanal kann die Hydraulikflüssigkeit aus der Arbeitskammer in den Ausgleichsraum strömen, der durch den praktisch drucklos Volumen aufnehmenden Elastomerbalg abgeschlossen ist.
Durch Bewegungen der Elastomerfeder wird das Volumen der Arbeitskammer vergrößert oder verkleinert. Durch den Druckaufbau in der Arbeitskammer wird einerseits der Elastomerfederkörper aufgebläht. Andererseits wird Hydraulikflüssigkeit durch den Drosselkanal in den Ausgleichsraum verschoben. Dadurch wird eine Dämpfung des schwingenden Systems erreicht.
Durch den Hydraulikkolben, der üblicherweise durch einen Elektromagneten angetrieben wird, können Druckänderungen in der Arbeitskammer in der Weise erzeugt werden, dass die Übertragung von Schwingungen gezielt unterbunden oder zumindest weitgehend vermindert wird. Diese Hydrolager werden deshalb auch als aktive Hydrolager bezeichnet.

Bei einem bekannten Hydrolager der eingangs genannten Gattung ( DE 39 18 753 C1 ) ist der Elastomerfederkörper an seinem äußeren Umfang an den Stützring und an seinem inneren Rand an dem Krafteinleitungskörper anvulkanisiert. Für die Abdichtung der Arbeitskammer und des Ausgleichsraums müssen gesonderte Dichtungsmaßnahmen ergriffen werden. Insbesondere ist hierbei eine Abdichtung an mehreren Verbindungsfugen des Hydrolagers erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Hydrolager der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, dass die Abdichtung der Arbeitskammer und des Ausgleichsraums hinsichtlich des Bauaufwands und des Montageaufwands wesentlich vereinfacht und sicherer gemacht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Elastomerfederkörper mit dem den Ausgleichsraum abschließenden Elastomerbalg und mit einer den Stützring dicht mit dem Hydraulikkolben verbindenden Elastomermembran einstückig ausgeführt ist.

Die Herstellung der Abdichtung des Ausgleichsraums nach außen und die Herstellung der Abdichtung gegen Austreten der Hydraulikflüssigkeit in den Antriebsbereich des Hydraulikkolbens sowie der dichte Abschluss des Ausgleichsraums erfolgen durch ein einstöckiges, in einem einstückigen formgebenden Prozess herzustellendes Bauteil, nämlich den Elastomerfederkörper mit dem daran einstückig anschließenden Elastomerbalg und der einstückig anschließenden Elastomermembran.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Elastomermembran am äußeren Umfang des Elastomerfederkörpers angeschlossen ist und einen arbeitskammerseitig am Stützring anliegenden Wandabschnitt aufweist, an den sich ein kreisringförmiger Membranabschnitt anschließt. Die Elastomermembran bildet zusammen mit dem Elastomerfederkörper den äußeren Abschluss der Arbeitskammer.

Der Drosselkanal ist vorteilhafterweise als mindestens eine Drosselbohrung ausgeführt, die sich durch den Stützring und den daran anliegenden Wandabschnitt der Elastomermembran erstreckt. Die Herstellung des Drosselkanals wird dadurch wesentlich vereinfacht, weil es ausreicht, mindestens eine, vorzugsweise mehrere Drosselbohrungen auszuführen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend aus einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:
1 ein Hydrolager im Schnitt und
2 die im Hydrolager gemäß 1 eingesetzte Elastomerfeder im Schnitt im unverformten Zustand vor dem Einbau.
Das in 1 gezeigte Hydrolager weist eine Elastomerfeder 1 auf, deren beispielsweise aus Gummi bestehender Elastomerfederkörper 2 an einem zentralen, aus Metall bestehenden Krafteinleitungskörper 3 und an einem umgebenden Stützring 4 anvulkanisiert ist.
Unterhalb der Elastomerfeder 1 befindet sich eine mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllte Arbeitskammer 5, die nach unten durch einen scheibenförmigen Hydraulikkolben 6 abgeschlossen wird. Der Hydraulikkolben 6 ist über eine kreisringförmige Tellerfeder 7 mit dem Stützring 4 verbunden. Der Hydraulikkolben 6 besteht aus ferromagnetischem Werkstoff, beispielsweise Stahl, und bildet einen Anker für eine Elektromagnetspule 8, die in einem Spulenhalter 9 unterhalb des Hydraulikkolbens 6 angeordnet und mit dem Stützring 4 verbunden ist.
Eine Schraubendruckfeder 10 stützt den Hydraulikkolben 6 gegenüber dem Spulenhalter 9 ab. Der Hydraulikkolben 6 wird somit durch die Tellerfeder 7 und durch die Schraubendruckfeder 10 in axialer Richtung positioniert.
Die von dem Elektromagneten 8 ausgeübte Magnetkraft ist im quasi statischen Fall der Summe der Federkräfte (7, 10) somit gleich.
Die Vorspannung des Hydraulikkolbens 6 wird durch die Parallelschaltung der Tellerfeder 7 und der Schraubendruckfeder 10 bewirkt. Der Arbeitspunkt ist durch die Auslegung der Tellerfeder 7 und der Schraubenfeder derart einstellbar, dass eine nahezu planare mittlere Arbeitsposition der Tellerfeder bei Bewegung des Hydraulikkolbens 6 sich einstellt, und dass nahezu keine verschleißende Relativbewegung an den Rändern der Tellerfeder 7 auftritt.
Oberhalb des Elastomerfederkörpers 2 ist ein ebenfalls mit Hydraulikflüssigkeit gefüllter Ausgleichsraum 11 ausgebildet, der nach außen durch einen Elastomerbalg 12 abgeschlossen ist, der leicht verformbar ist, so dass der Ausgleichsraum 11 weitestgehend drucklos Volumen aufnehmen kann.
Wie man besonders deutlich aus 2 erkennt, ist der Elastomerkörper 2 an seinem inneren, der Arbeitskammer 5 abgekehrten Rand einstöckig mit dem Elastomerbalg 12 verbunden. An seinem Außenrand weist der den Ausgleichsraum 11 abschließende Elastomerbalg 12 einen Dichtwulst 13 auf, der im montierten Zustand (1) zwischen dem Stützring 4 und einem Haltering 14 dicht aufgenommen ist.
Der Elastomerkörper 2 ist an seinem äußeren Umfang an dem der Arbeitskammer 5 zugekehrten Rand einstückig mit einer Elastomermembran 15 verbunden. Diese weist einen arbeitskammerseitig am Stützring 4 anliegenden Wandabschnitt 16 auf, an dem den sich ein kreisringförmiger Membranabschnitt 17 anschließt, der an der arbeitskammerseitigen Fläche der Tellerfeder 7 anliegt, die den Hydraulikkolben 6 mit dem Stützring 4 verbindet.
Der kreisringförmige Membranabschnitt 17 der Elastomermembran 15 weist an seinem Innenrand einen Dichtwulst 18 auf, der im montierten Zustand (1) zwischen dem Hydraulikkolben 6 und einem Klemmring 19 dicht aufgenommen ist.
Die Arbeitskammer 5 ist über einen durch mehrere Drosselbohrungen 20 gebildeten Drosselkanal mit dem Ausgleichsraum 11 verbunden. Die Drosselbohrungen 20 erstrecken sich durch den Stützring 4 und den daran anliegenden Wandabschnitt 16 der Elastomermembran 15.

Claims

Hydrolager mit einer Elastomerfeder, die einen mit einem zentralen Krafteinleitungskörper und mit einem äußeren Stützring dicht verbundenen Elastomerfederkörper aufweist, mit einer zwischen der Elastomerfeder und einem antreibbaren Hydraulikkolben angeordneten, Hydraulikflüssigkeit enthaltenden Arbeitskammer, die über mindestens einen Drosselkanal im Stützring mit einem Ausgleichsraum verbunden ist, der durch einen mit dem zentralen Krafteinleitungskörper und dem Stützring dicht verbundenen Elastomerbalg abgeschlossen ist. Derartige Hydrolager dienen als federnde Lagerelemente, deren Federwirkung durch Verformungen des Elastomertederkörpers erreicht wird. Dieser Elastomertederkörper, der üblicherweise als großvolumiges Gummibauteil ausgeführt ist, wirkt dabei als Tragfeder und Blähfeder. Die Elastomerfeder wirkt auf die in der Arbeitskammer enthaltene Hydraulikflüssigkeit ein. Durch den mindestens einen Drosselkanal kann die Hydraulikflüssigkeit aus der Arbeitskammer in den Ausgleichsraum strömen, der durch den praktisch drucklos Volumen aufnehmenden Elastomerbalg abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerfederkörper (2) mit dem den Ausgleichsraum (11) abschließenden Elastomerbalg (12) und mit einer dem Stützring (4) dicht mit dem Hydraulikkolben (6) verbindenden Elastomermembran (15) einstückig ausgeführt ist.
Hydrolager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomermembran (15) am äußeren Umfang des Elastomerfederkörpers (2) angeschlossen ist und einen arbeitskammerseitig am Stützring (4) anliegenden Wandabschnitt (16) aufweist, an den sich ein kreisringförmiger Membranabschnitt (17) anschließt.
Hydrolager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselkanal als mindestens eine Drosselbohrung (20) ausgeführt ist, die sich durch den Stützring (4) und den daran anliegenden Wandabschnitt (16) der Elastomermembran (15) erstreckt.
Hydrolager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Ausgleichsraum (11) abschließende Elastomerbalg (12) an seinem Außenrand einen Dichtwulst (13) aufweist, der zwischen dem Stützring (4) und einem Haltering (14) dicht aufgenommen ist.
Hydrolager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisringförmige Membranabschnitt (17) der Elastomermembran (15) an seinem Innenrand einen Dichtwulst (18) aufweist, der zwischen dem Hydraulikkolben (6) und einem Klemmring (19) dicht aufgenommen ist.
Hydrolager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisringförmige Membranabschnitt (17) der Elastomermembran (15) an der arbeitskammerseitigen Fläche einer Tellerfeder (7) anliegt, die den Hydraulikkolben (6) mit dem Stützring (4) verbindet.
Hydrolager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomertederkörper (2) am zentralen Krafteinleitungskörper (3) und am Stützring (4) anvulkanisiert ist.
Hydrolager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikkolben (6) durch eine Tellerfeder (7) und eine dazu parallel geschaltete Druckfeder (10) positioniert ist.