DE19540612A1

DE19540612A1 - Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung

Info

Publication number: DE19540612A1
Application number: DE1995140612
Authority: DE
Inventors: John Philip West; Peter Michael Fursdon
Original assignee: AVON CLEVITE Ltd
Current assignee: Avon Vibration Management Systems Ltd
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 1996-05-23
Also published as: GB9522005D0; GB9421892D0; GB2294525A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulisch ge dämpfte Lagereinrichtung. Eine derartige Einrichtung hat übli cherweise zwei Kammern für ein Hydraulikfluid, die durch einen geeigneten Durchlaß miteinander verbunden sind, wobei infolge der Flüssigkeitsströmung durch diesen Durchlaß eine Dämpfung erzielt wird.

In der EP-A-0115417 und in der EP-A-0172700 sind zwei ver schiedene Bauarten einer hydraulisch gedämpften Lagereinrichtung erörtert, um Schwingungen zwischen zwei Teilen einer Maschine zu dämpfen, beispielsweise einem Fahrzeugmotor und einem Fahr gestell. Die EP-A-0115417 offenbart verschiedene Lagereinrich tungen der "Nabe und Büchse" Bauart, bei der eine "Nabe", die ein Ankerteil bildet, mit dem eines der Teile der Maschine verbunden ist, ihrerseits über eine verformbare (üblicherweise elastische) Wand mit der Mündung einer "Büchse" verbunden ist, die an dem anderen Teil der Maschine befestigt ist und ein anderes Ankerteil bildet. Die Büchse und die elastische Wand begrenzen eine Arbeitskammer für ein Hydraulikfluid, die mit einer Ausgleichskammer über einen (üblicherweise länglichen) Durchlaß verbunden ist, der die Dämpferöffnung bildet. Die Aus gleichskammer ist durch eine starre Trennwand von der Arbeits kammer getrennt, und eine flexible Membran steht mit der Flüs sigkeit in unmittelbarer Verbindung und bildet zusammen mit der Trennwand eine Gastasche.

In der EP-A-0172700 sind Lagereinrichtungen der "Büchsen" Bauart offenbart. Bei dieser Bauart einer Lagereinrichtung hat das Ankerteil für ein Teil der vibrierenden Maschine die Form einer hohlen Hülse, und das andere Ankerteil hat die Form einer Stange oder eines Rohres, die sich näherungsweise zentral und koaxial zu der Hülse erstreckt. Bei der EP-A-0172700 ist das rohrförmige Ankerteil mit der Hülse durch elastische Wände ver bunden, die eine der Kammern in der Hülse begrenzen. Die Kammer ist über einen Durchlaß mit einer zweiten Kammer verbunden, die zumindest teilweise durch eine Faltenbalgwand begrenzt ist, die frei verformbar ist, so daß sie Flüssigkeitsbewegungen durch den Durchlaß ausgleichen kann, ohne diese Flüssigkeitsbewegung selbst zu behindern.

Bei den in den vorstehend erörterten Beschreibungen offen barten hydraulisch gedämpften Lagereinrichtungen gab es einen einzigen Durchlaß. Von anderen hydraulisch gedämpften Lagerein richtungen ist es auch bekannt, mehrere unabhängige Durchlässe vorzusehen, die die Kammern für das Hydraulikfluid verbinden.

In der EP-A-0115417 gibt es eine einzige Membran, die so ausgebildet ist, daß sie auf die Schwingungseigenschaften der hydraulisch gedämpften Lagereinrichtungen einen bestimmten Ein fluß hat. Diese Eigenschaften hängen von der Steifigkeit der Membran ab, womit die Änderung des aufgebrachten Druckes ge meint ist, die erforderlich ist, um eine Einheitsänderung des von der Membran verdrängten Volumens zu verursachen. Ferner muß die Oberfläche der Membran, die mit dem Fluid in der Arbeits kammer in Berührung steht, mit einer Anschlagplatte abgedeckt sein, in der Öffnungen angeordnet sind zur Flüssigkeitsverbin dung zwischen der Oberseite der Membran und dem Rest der Arbeitskammer, und es wurde gefunden, daß die Größe dieser Öff nungen ebenfalls die Eigenschaften der Lagerung beeinflußt.

In der EP-A-0115417 waren diese Öffnungen in Form von Löchern in einer verhältnismäßig dünnen Platte ausgebildet, so daß der Durchmesser dieser Löcher wesentlich größer war als ihre axiale Länge. In der EP-A-0115417 war es die Absicht, daß das Hydraulikfluid verhältnismäßig frei durch diese Löcher von der Arbeitskammer zu der Membran strömt.

Die Anmelderin hat jetzt gefunden, daß die Resonanz des Fluids an Frequenzen angepaßt werden kann, die wünschenswerte Eigenschaften für die Lagerung bieten. Bei sehr kurzen Öff nungen, wie bei den bekannten Löchern, ist diese Resonanz zu klein, um einen praktischen Wert zu haben. Wenn diese Öffnungen aber länger als breit sind, dann hat eine solche Resonanz einen brauchbaren Wert, und die Größe und Form solcher Öffnungen kann für eine bestimmte Eigenschaft der Lagerung gewählt werden. Solche Öffnungen, deren axiale Länge größer ist als ihre Brei te, werden nachfolgend als Kanäle bezeichnet, um sie von den bekannten Löchern zu unterscheiden.

In der Praxis haben die Kanäle üblicherweise eine axiale Länge, die zweimal größer ist als ihr Breite, und manchmal so gar dreimal größer ist als die Breite. Es ist auch zu beachten, daß ein solcher Kanal die Öffnung in der oberen Anschlagplatte der Trennwand bildet. Zwischen der Anschlagplatte und der Mem bran besteht ein Hohlraum, der ein Hydraulikfluid enthält, zu mindest, wenn die Membran mit der Anschlagplatte in Berührung steht, aber dieser Hohlraum bildet keinen Teil des Kanals.

Eine solche Öffnung kann von dem die Arbeitskammer und die Druckkammer verbindenden Durchlaß vollkommen getrennt sein, oder sie kann zumindest teilweise mit diesem einstückig sein.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung, und

Fig. 2 eine hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Es wird zuerst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine erste Ausführungsform einer hydraulisch gedämpften Lagerein richtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, um Schwingungen zwischen zwei Teilen eines (nicht gezeigten) Ge bildes zu dämpfen. Die Lagerung hat eine Nabe 1, die über einen Befestigungsbolzen 2 mit einem der Teile des Gebildes verbunden ist, und das andere Teil des Gebildes ist mit einer im allge meinen U-förmigen Büchse 4 verbunden. Eine elastische Feder 5, beispielsweise aus Gummi, verbindet die Nabe 1 und die Büchse 4. Eine Trennwand 7 ist ebenfalls an der Büchse 4 neben einem Ring 6 befestigt, und sie erstreckt sich über die Mündung der Büchse 4. In der Lagerung wird daher eine Arbeitskammer 8 ge bildet, die von der elastischen Feder 5 und der Trennwand 7 begrenzt ist.

Das Innere der Trennwand 7 bildet einen gewundenen Durch laß 9, der über eine Öffnung 10 mit der Arbeitskammer 8 und über eine Öffnung 11 mit einer Ausgleichskammer 12 verbunden ist. Wenn daher die Nabe 1 gegenüber der Büchse 4 (gemäß Fig. 1 in vertikaler Richtung) vibriert,dann ändert sich das Volumen der Arbeitskammer 8, und das Hydraulikfluid in der Arbeits kammer 8 wird durch den Durchlaß 9 in die Ausgleichskammer 12 hineingedrückt oder aus dieser herausgedrückt. Diese Bewegung des Fluids bewirkt eine Dämpfung. Das Volumen der Ausgleichs kammer 12 muß sich entsprechend einer solchen Fluidbewegung ändern, und demzufolge ist die Ausgleichskammer 12 von einer elastische Wand 13 begrenzt.

Die vorstehende Ausbildung ist grundsätzlich ähnlich, wie sie in der EP-A-0115417 beschrieben ist, und die Arbeitsweise ist ebenfalls ähnlich. Wie bei der EP-A-0115417 stützt die Trennwand 7 eine Membran 20 ab, die als Grenze zwischen dem Fluid in der Arbeitskammer 8 und in der Gastasche 21 wirkt.

Bei dieser Ausführungsform ist der Hohlraum 22 zwischen der Membran 20 und der Anschlagfläche 23 der Trennwand 7 über einen Kanal 24 mit der Arbeitskammer 8 verbunden. Dieser Kanal 24 bildet daher eine Flüssigkeitssäule zwischen der Arbeits kammer 8 und der Membran 20, die eine Resonanzwirkung hat, wenn die Nabe 1 gegenüber der Büchse 4 vibriert. Die Länge und der Querschnitt des Kanal 24 bestimmen daher die Resonanzfrequenz dieser Flüssigkeitssäule. Gemäß der vorliegenden Erfindung hat der Kanal 24 eine axiale Länge (von seiner Mündung in die Arbeitskammer 8 bis zu seiner Mündung in den Hohlraum 22), die größer ist als seine maximale Breite.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Mündung des Kanals 24 in die Arbeitskammer 8 die gleiche Mündung 10 wie die Mündung des Durchlasses 9 in die Arbeitskammer 8. Sie könnten getrennt sein, eine solche gemeinsame Mündung ist aber vorteil haft, wenn, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, die Trenn wand 7 von einem oberen Trennteil 25, einem unteren Trennteil 26 und einer dazwischen angeordneten Platte 27 gebildet wird. Sowohl der Durchlaß 9 als auch der Kanal 24 können dann durch eine geeignete Form von Ausnehmungen in dem oberen Teil 25 ge bildet sein, wobei die Platte 27 diese Ausnehmungen ver schließt, mit Ausnahme der Einmündung des Kanals 24 in den Hohlraum über der Membran 20. Das untere Teil 26 kann dann eine verhältnismäßig unmittelbare Verbindung mit der Ausgleichs kammer 12 haben.

Wie dies aus der EP-A-0115417 bekannt ist, kann die Gas tasche 21 eine von dieser ausgehende Ausströmöffnung 28 haben, um den Druck des Gases in der Gastasche 21 steuern zu kön nen. Bei der Ausführungsform nach Fig 1 führt diese Ausström öffnung 28 zu einem Ventil 29, das den Gasdurchgang durch die Ausströmöffnung unabhängig von zum Beispiel der Frequenz oder einer anderen geeigneten Eigenschaft steuern kann.

Es ist auch erkennbar, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die Membran 20 eine untere Anschlagplatte 30 hat, die von einem Vorsprung in der Gastasche 21 gebildet ist.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform ist der Ausführungsform nach Fig. 1 grundsätzlich ähnlich, und entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 gibt es eine zweite Membran 40. Diese zweite Membran 40 ist ringförmig. Zum Fest legen der zweiten Membran 40 hat die Oberseite des oberen Teils 25 der Trennwand 7 eine ringförmige Ausnehmung, die die zweite Membran 40 aufnimmt, und die dann mit einer Abdeckplatte 41 be deckt wird. Eine zweite Gastasche 42 ist auf der der Arbeits kammer 8 gegenüberliegenden Seite der zweiten Membran 40 gebil det, und diese zweite Gastasche 42 hat eine Ausströmöffnung 43, die von dieser in ähnlicher Weise ausgeht, wie die Ausströmöff nung 28 von der Gastasche 21 ausgeht. Die Ausströmöffnung 43 hat ebenfalls ein Ventil 44, um die Gasbewegung durch dieselbe zu steuern, beispielsweise unabhängig von der Frequenz oder einer anderen Eigenschaft.

Es kann erwähnt werden, daß die Verwendung einer solchen doppelten Membran in der britischen Patentanmeldung Nr. 9419159.0 der Anmelderin offenbart ist, und wie in Fig. 2 ge zeigt, ist die zweite Membran 40 vorzugsweise gewellt, wie in der Anmeldung 9419159.0. Die erste Membran, zu der der erste Kanal 24 führt, ist bei diesen Ausführungsformen nicht gewellt oder zumindest nur teilweise gewellt. Bei diesen Ausführungs formen ist die Membran, zu der der Kanal führt, ebenfalls nicht ringförmig.

Bei den vorstehenden Ausführungsformen gibt es einen ein zigen Kanal. Es wäre selbstverständlich auch möglich, mehrere Kanäle vorzusehen.

Bezugszeichenliste

1 Nabe
2 Befestigungsbolzen
3
4 Büchse
5 Feder
6 Ring
7 Trennwand
8 Arbeitskammer
9 Durchlaß
10 Öffnung
11 Öffnung
12 Ausgleichskammer
13 elastische Wand
20 Membran
21 Gastasche
22 Hohlraum
23 Anschlagfläche
24 Kanal
25 oberes Trennteil
26 unteres Trennteil
27 Platte
28 Ausströmöffnung
29 Ventil
30 Anschlagplatte
40 zweite Membran
41 Abdeckplatte
42 zweite Gastasche
43 Ausströmöffnung
44 Ventil

Claims

1. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung, umfassend zwei Ankerteile, die durch eine verformbare Wand verbunden sind; eine Arbeitskammer, die zwischen der verformbaren Wand und einer Trennwand eingeschlossen ist, die mit einem ersten Anker teil starr verbunden ist, wobei die Arbeitskammer ein Hydrau likfluid enthält; eine Ausgleichkammer für das Hydraulikfluid, wobei die Ausgleichskammer zumindest teilweise von einer zwei ten verformbaren Wand begrenzt ist; einen Kanal zwischen den Kammern, der eine Flüssigkeitsverbindung zwischen diesen ermög licht, gekennzeichnet durch erste und zweite flexible Membran teile, die unterschiedliche Eigenschaften haben, wobei das Mem branteil als Sperre zwischen dem Hydraulikfluid und mindestens einer Gaskammer wirkt.

2. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Membranteil als Sperre zwi schen dem Hydraulikfluid und einer zugeordneten Gaskammer wirkt.

3. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das erste Membranteil um den Umfang des zweiten Membranteils herum erstreckt.

4. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Membranteil ein Teil sind.

5. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Membranteile eine unterschiedliche Steifigkeit haben.

6. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Membranteil eine erste Steifigkeit hat und von einer Anschlagplatte bedeckt ist, die eine oder mehrere Öffnungen hat, die ein erstes Verhältnis aus der Summe der Querschnitte dieser Öffnungen zu ihrer durch schnittlichen Länge haben, und wobei das zweite Membranteil eine zweite Steifigkeit hat, die von der ersten abweicht, und von einer Anschlagplatte mit einer oder mehreren Öffnungen bedeckt ist, bei der das Verhältnis aus der Summe der Quer schnitte zur durchschnittlichen Länge ein zweites Verhältnis ist, das von dem ersten Verhältnis abweicht.

7. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranteil mit der kleineren Steifig keit dasjenige ist, bei dem die Öffnung oder die Öffnungen in der bedeckenden Anschlagplatte das kleinere Verhältnis aus der Summe der Querschnitte zur durchschnittlichen Länge haben.

8. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Membranteile die An schlagflächen an verschiedenen Punkten in der Druck/Verdrängungsvolumen Charakteristik des betreffenden Mem branteils berühren.

9. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Membranteil eine geringere Steifigkeit und ein größeres Verhältnis aus der Summe der Quer schnitte zur durchschnittlichen Länge hat als das andere Mem branteil.

10. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen der zwei Membranteile derart sind, daß das Membranteil mit der geringe ren Steifigkeit bei einem kleineren Verdrängungsvolumen an schlägt als das andere Membranteil.

11. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Membranteile gewellt oder gefaltet ist und mindestens eine diesem zugeordnete entsprechend gekrümmte Anschlagfläche hat.

12. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung, umfassend zwei Ankerteile, die durch eine verformbare Wand verbunden sind; eine Arbeitskammer, die zwischen der verformbaren Wand und einer Trennwand eingeschlossen ist, die mit einem ersten Anker teil starr verbunden ist, wobei die Arbeitskammer ein Hydrau likfluid enthält; eine Ausgleichskammer für das Hydraulikfluid, wobei die Ausgleichskammer zumindest teilweise von einer zwei ten verformbaren Wand begrenzt ist; einen Kanal zwischen den Kammern, der eine Flüssigkeitsverbindung zwischen diesen ermög licht; und eine ringförmige flexible Membran, die als Sperre zwischen dem Hydraulikfluid und einer Gaskammer wirkt, wobei die Membran gefaltet ist.

13. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltung der Membran derart ist, daß eine oder beide Oberflächen der Membran die Verbin dungslinie zwischen ihren radialen Rändern mindestens zweimal schneiden.

14. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die effektive Oberflä che der Membran, die mit dem Hydraulikfluid in Berührung steht, mindestens um den Faktor 1,1, vorzugsweise mehr, größer ist als die Fläche der ringförmigen Ebene, die zwischen den radialen Rändern des mit dem Hydraulikfluid in Berührung stehenden Teils begrenzt ist.

15. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der minimalen Dicke der Membran und der radialen Breite der Membran nicht größer ist als 1/8.

16. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die oder jede Gaskammer eine von dieser ausgehende Ausströmöffnung hat, die mit einem Ventil versehen ist.

17. Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ver formbare Wand elastisch ist.