DE19617840A1 - Zweikammer-Motorlager mit Entkopplungseinrichtung - Google Patents
Zweikammer-Motorlager mit EntkopplungseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Zweikammer-Motorlager, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, mit einer Tragfeder, die eine Motorlagerplatte abstützt
und eine mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllte Arbeitskammer begrenzt
und mit einer Ausgleichskammer, die eine elastische Wandung auf
weist und über einen Überströmkanal mit der Arbeitskammer hydrau
lisch in Verbindung steht.
Derartige Zweikammer-Motorlager, die auch als Hydrolager bezeichnet
werden, sind in einer Vielzahl von Ausgestaltungen bekannt. Die
Hauptaufgabe derartiger Motorlager liegt in der Schwingungsisolation
zwischen der Antriebseinheit und dem Fahrzeug. Die Funktionalität die
ser Motorlager, insbesondere im Hinblick auf das Übertragungsverhal
ten mechanischer Schwingungen ist immer ein Kompromiß und wird
durch eine Vielzahl konstruktiver Parameter festgelegt, die dann unter
Betriebsbedingungen nicht mehr veränderbar sind. Hierdurch kann es
dazu kommen, daß die schwingungstechnischen Eigenschaften des
Hydrolagers bei ungünstigen Betriebsbedingungen weit vom jeweilig
anzustrebenden Optimum liegt.
Bei derartigen Hydrolagern ist es bekannt, sogenannte Entkopplungs
membranen zur akustischen Entkopplung vorzusehen. Diese Entkopp
lungsmembranen sind meist in einer Zwischenplatte vorgesehen, die
die Arbeitskammer von der Ausgleichskammer trennt und die einen die
beiden Kammern verbindenden Überströmkanal aufweist.
Weiterhin sind Motorlager bekannt, bei dem die Kammern mit einer
elektrorheologischen Flüssigkeit gefüllt sind. Ein derartiges hydrauli
sches System ist beispielsweise aus der DE 41 22 360 C2 der Anmel
derin bekannt. Mittels eines Hochspannungsfeldes, das zwischen zwei
Elektroden vorliegt, kann die Viskosität der elektrorheologischen Flüs
sigkeit gesteuert werden. Derartige elektrorheologischen Flüssigkeiten
sind gegenüber den normalen Hydrolagerflüssigkeiten relativ teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zweikammer-Motorlager
vorzuschlagen, bei dem die akustische Entkopplung adaptiv abhängig
vom vorliegenden Betriebszustand verändert werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Zweikammer-Motorlager der
eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß eine Entkopplungseinrich
tung vorgesehen ist, die einen hohlzylinderförmigen Grundkörper auf
weist, der an einer Stirnseite mit einer der Arbeitskammer zugeordne
ten gummielastischen Membran versehen ist, daß der Grundkörper zur
flüssigkeitsdichten Aufnahme einer elektrorheologischen Flüssigkeit
ausgebildet ist und daß die Entkopplungseinrichtung elektrische Mittel
zur Beeinflussung der Viskosität der elektrorheologischen Flüssigkeit
aufweist.
Bei dem erfindungsgemäßen Motorlager sind somit zwei getrennte hy
draulische Systeme vorgesehen. Das erste hydraulische System ist mit
einer herkömmlichen, relativ kostengünstigen Hydrolagerflüssigkeit ge
füllt, während das zweite hydraulische System eine elektrorheologische
Flüssigkeit aufweist, deren Viskosität steuerbar ist. Hierdurch sind nur
geringere Mengen an elektrorheologischer Flüssigkeit erforderlich.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die akustische Ent
kopplung durch die Entkopplungseinrichtung adaptiv verändert werden.
Dabei wird das zur Erzielung hoher Dämpfungsarbeit gewünschte
Überschwingen der Flüssigkeit im Bereich der Kanalresonanz ausge
nutzt und das Lager im akustischen Bereich durch die adaptiv regelbare
Entkopplungseinrichtung auf ein besseres Isolationsniveau eingestellt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un
teransprüchen.
Vorteilhaft weist die Entkopplungseinrichtung eine Entkopplungsmem
bran auf, deren Freiweg und/oder Federcharakteristik steuerbar oder
regelbar ist. Hierbei erfolgt die Steuerung oder Regelung vorteilhaft in
Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist in dem Grundkörper der Entkopp
lungseinrichtung ein konzentrisch angeordneter Ringspalt eingebracht,
in dem die Entkopplungsmembran aufgenommen ist.
Hierbei kann die Entkopplungsmembran vorteilhaft an ihrem Außenum
fang einen ringförmigen Rollbalg aufweisen, der flüssigkeitsdicht am
Grundkörper festgelegt ist.
Vorteilhaft weist die Entkopplungsmembran eine Beschichtung aus
elektrisch leitfähigem Gummi auf.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der Grundkörper zwei
beabstandete Ringplatten auf, wobei in mindestens einer Ringplatte
eine elektrische Steuerelektrode aufgenommen ist.
Die Entkopplungsmembran kann mit von den Außenseiten abragenden
Ringwulstanschlägen versehen sein, die in zugeordneten Aussparungen
am Grundkörper einliegen.
Vorteilhaft ist der Überströmkanal in einer Zwischenplatte vorgesehen,
die die Arbeitskammer von der Ausgleichskammer trennen. Hierbei
kann der Überströmkanal spiralförmig und/oder als Durchgangsbohrung
ausgebildet sein.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Entkopplungseinrichtung in
einer Zwischenplatte aufgenommen, die die Arbeitskammer von der
Ausgleichskammer trennt.
Die erfindungsgemäße Entkopplungseinrichtung kann auch bei einem
prinzipiell bekannten Hydrolager zum Einsatz kommen, bei dem die
Tragfeder in einem topfförmigen Gehäuse aufgenommen ist und die
Ausgleichskammer an der Außenseite der Tragfeder vorgesehen ist. Ein
derartiges Hydrolager ist aus der EP 0 253 373 B1 der Anmelderin be
kannt. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die Entkopp
lungseinrichtung mit ihrer stirnseitig vorgesehenen gummielastischen
Membran der Arbeitskammer zugeordnet. Hierdurch wird der Flüssig
keitsdruck der Arbeitskammer über die gummielastische Membran an
die elektrorheologische Flüssigkeit der akustischen Entkopplungsein
richtung übertragen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen nä
her erläutert, die in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellt
sind. Hierbei zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform mit
auf beiden Seiten der Entkopplungsmembran vorgesehenen
Steuerelektroden,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform mit einer einzigen Steuerelek
trode, und
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform bei einem Motorlager mit an
der Außenseite der Tragfeder vorgesehener Ausgleichskam
mer.
Das in Fig. 1 dargestellte Motorlager 10 besitzt eine Arbeitskammer
11, die durch eine Tragfeder 14 aus gummielastischem Material be
grenzt ist. In der Tragfeder 14 wird eine Motorlagerplatte 15 aufge
nommen, von der ein Schraubbolzen 16 zur motorseitigen Befestigung
abragt. Weiterhin weist das Motorlager 10 ein Gehäuse 13 auf, das mit
einem randseitigen Tragflansch 13a ausgebildet ist. An dem Trag
flansch 13a stützt sich die Tragfeder 14 ab. Durch eine Zwischenplatte
20, die sich aus zwei Teilplatten 20a, 20b aufbaut, ist die Arbeits
kammer 11 von einer Ausgleichskammer 12 getrennt. In der Zwi
schenplatte 20 ist ein Überströmkanal 21 vorgesehen, der bei dem Mo
torlager 10 spiralförmig ausgebildet ist. Hierbei ist im Bereich der Ar
beitskammer 11 eine Öffnung 22a und im Bereich der Ausgleichskam
mer 12 eine Öffnung 22b vorgesehen. Die Ausgleichskammer 12 weist
eine volumenweiche, elastische Wandung 17 auf. Ein nach innen ge
zogener Randbereich 13b des Gehäuses 13 dient der Festlegung einer
Bodenplatte 18 und der elastischen Wandung 17 an der Zwischenplat
te 20. Von der Bodenplatte 18 ragt ein Schraubbolzen 19 ab, der der
Festlegung des Motorlagers 10 an der Fahrzeugkarosserie dient.
In der Zwischenplatte 20 ist eine Entkopplungseinrichtung 23 aufge
nommen, die einen konzentrisch zur Längsachse 32 angeordneten
hohlzylinderförmige Grundkörper 24 aufweist. Der Grundkörper 24
baut sich aus zwei Ringplatten 24a, 24b auf, die mit Abstand zueinan
der angeordnet sind und einen Ringspalt 26 begrenzen. In dem Ring
spalt 26 ist eine Entkopplungsmembran 28 angeordnet, die an ihrem
Außenumfang einen ringförmigen Rollbalg 31 aufweist. Der aus gum
mielastischem Material hergestellte Rollbalg 31 liegt flüssigkeitsdicht in
einer am Grundkörper 24 vorgesehenen Aussparung 33 ein. Die Fest
legung des Rollbalgs 31 erfolgt mittels einer Ringhülse 27.
Der Grundkörper 24 weist eine Zentralbohrung 25 auf, die an den ge
genüberliegenden Stirnseiten des Grundkörpers 24 jeweils durch eine
gummielastische Membran 34, 35 flüssigkeitsdicht verschlossen ist.
Somit ist die gummielastische Membran 34 der Arbeitskammer 11 und
die gummielastische Membran 35 der Ausgleichskammer 12 zugeord
net.
Die Entkopplungsmembran 28 weist eine innenliegende Membranplatte
29 auf, die außenseitig mit einer leitfähigen Gummibeschichtung 30
versehen ist. Ebenfalls besteht der Rollbalg 31 aus einem leitfähigem
Gummimaterial.
Im Bereich des Ringspalts 26 sind in dem Grundkörper 24 zwei Steuer
elektroden 36a, 36b angeordnet. Die Steuerelektroden 36a, 36b sind
mit einer Hochspannungsquelle 37a, 37b gekoppelt und getrennt an
steuerbar. Demgegenüber ist die Entkopplungsmembran 28 mit der
Masse 38 elektrisch verbunden.
Von der Oberseite der Entkopplungsmembran 28 ragen beidseitig
Ringwulstanschläge 39 ab, die in zugeordneter Aussparung 40 am
Grundkörper 24 einliegen. Im Zentrum der Entkopplungsmembran 28
ist eine zentrale Bohrung 41 vorgesehen.
Das Motorlager 10 besitzt ein erstes hydraulisches System, das die
Arbeitskammer 11 und die Ausgleichskammer 12 sowie den zwischen
liegend angeordneten Überströmkanal 21 umfaßt. Dieses erste hydrau
lische System ist mit einer konventionellen Hydraulikflüssigkeit gefüllt.
Das zweite hydraulische System ist in der Entkopplungseinrichtung 23
vorgesehen, die mit einer elektrorheologischen Flüssigkeit gefüllt ist.
Hierbei erfolgt die Übertragung des Flüssigkeitdrucks von der Arbeits
kammer 11 auf die Entkopplungseinrichtung 23 durch die der Arbeits
kammer 11 zugeordnete gummielastische Membran 34.
Mit der Entkopplungseinrichtung 23 kann die akustische Entkopplung
steuerbar oder regelbar, insbesondere in Abhängigkeit von den Be
triebszuständen des Fahrzeugs, erfolgen. Hierbei kann der Freiweg
und/oder die Federcharakteristik der Entkopplungsmembran 28 mittels
der zugeordneten Steuerelektroden 36a, 36b beeinflußt werden.
Die Entkopplungsmembran 28 ist durch den randseitig vorgesehenen
Rollbalg 31 nahezu freibeweglich gelagert. Durch eine derartige Anord
nung der Entkopplungsmembran zwischen den beiden Steuerelektroden
26a, 36b wird der elektrorheologisch besonders effektive Squeezemo
de zur Einschränkung und/oder Phasenverschiebung der Membranbe
wegungen genutzt. Hierbei stellt die mit der elektrisch leitfähigen Be
schichtung 30 versehene Entkopplungsmembran 28, die mit dem La
gergehäuse 13 elektrisch leitfähig verbunden ist, gegenüber den Steue
relektroden 36a, 36b die Masseelektrode dar. Die Bewegungsmöglich
keit der Entkopplungsmembran 28 wird durch die Ringwulstanschläge
39 begrenzt, um einen Kontakt zwischen der Entkopplungsmembran
28 und den Steuerelektroden 36a, 36b zu vermeiden.
Die bei der Bewegung der Entkopplungsmembran 28 in Folge der
Schwingungsbewegung der Flüssigkeitsmasse verursachten Flüssig
keitsströme auf beiden Membranseiten können durch durch die ange
legte Spannung zwischen den Steuerelektroden 36a, 36b und der Ent
kopplungsmembran 28 beeinflußt werden. Infolge der starken Dros
selwirkung der Ringwulstanschläge 39 wird sich der Flüssigkeitsstrom
bevorzugt in Richtung des Rollbalgs 31 bewegen, was in Abhängigkeit
von der Blähsteifigkeit des Rollbalgs 31 zu einer Druckveränderung im
Innern des Rollbalgs 31 führt. Da die Steuerung der Spannungen zwi
schen den beiden Steuerelektroden 36a, 36b und der Entkopplungs
membran 28 gemeinsam oder getrennt erfolgen kann, wird neben einer
einfachen Veränderung der Einspannsteifigkeit der Entkopplungsmem
bran 28 auch eine gezielte Phasenverschiebung der Membranbewegung
gegenüber der Schwingungsbewegung der Flüssigkeitsmasse in der
Entkopplungseinrichtung 23 möglich sein. Dieser Effekt kann zur ge
zielten Reduktion der dynamischen Steifigkeit des Motorlagers 10 im
hochfrequenten Bereich ausgenutzt werden, wodurch eine optimale
akustische Isolation erzielt wird.
Das in Fig. 2 dargestellte Motorlager 45 unterscheidet sich lediglich
hinsichtlich der Entkopplungseinrichtung 23 von dem Motorlager 10
gemäß Fig. 1. Zur Beschreibung von Fig. 2 sollen die bereits einge
führten Bezugszeichenvergleiche oder funktionsgleiche Teile verwendet
werden.
Die Entkopplungseinrichtung 23 bei dem Motorlager 45 besitzt eine
Entkopplungsmembran 28, die lediglich an einer einzigen Außenseite
mittels eines ringförmigen Rollbalgs 31 flüssigkeitsdicht an dem
hohlzylinderförmigen Grundkörper 24 festgelegt ist. Weiterhin ist ledig
lich die in Fig. 2 obenliegend angeordnete Ringplatte 24a des Grund
körpers 24 mit einer ringförmigen Steuerelektrode 36a versehen. Eine
Kammer 46, die durch die gummielastische Membran 34 und die Ent
kopplungsmembran 28 begrenzt ist, ist mit einer elektrorheologischen
Flüssigkeit gefüllt. Somit arbeitet die Entkopplungsmembran 28 gegen
die Umgebungsluft. Somit ist die Steuerelektrode 36a auf der Zugseite
angeordnet. Ebenfalls ist es jedoch auch möglich, eine Steuerelektrode
lediglich druckseitig vorzusehen.
Darüber hinaus sind nicht dargestellte Ausführungsvarianten möglich,
bei denen der Überströmkanal nicht spiralförmig sondern beispielsweise
als die Zwischenplatte 20 durchdringende Durchgangsbohrung ausge
bildet ist.
Fig. 3 zeigt ein Zweikammer-Motorlager 50, das einen prinzipiell an
deren Aufbau als die Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 2
aufweist. Zur Beschreibung des Motorlagers 50 sollen die bereits ein
geführten Bezugszeichen für gleiche oder funktionsgleiche Teile Ver
wendung finden.
Das Motorlager 50 besitzt ein topfförmiges Gehäuse 13, in dem eine
kegelförmige, eine Motorlagerplatte 15 abstützende Tragfeder 14 aus
gummielastischem Material aufgenommen ist. Die Tragfeder 14 be
grenzt eine Arbeitskammer 11, die über einen Überströmkanal mit einer
an der Außenseite der Tragfeder 14 angeordneten Ausgleichskammer
12 verbunden ist. Hierbei ist im Bereich der Arbeitskammer 11 eine
Öffnung 22a und im Bereich der Ausgleichskammer 12 eine Öffnung
22b an der Tragfeder 14 eingebracht. Die Ausgleichskammer 12 ist
flüssigkeitsdicht mittels einer volumenweichen elastischen Wandung
17 abgedichtet. Weiterhin weist das Motorlager 50 ein Deckelteil 51
auf, das das topfförmige Gehäuse 13 umgreift.
Der Arbeitskammer 11 ist eine Entkopplungseinrichtung 23 zugeord
net, deren Aufbau der Entkopplungseinrichtung 23 des Motorlagers 45
gemäß Fig. 2 entspricht. Demgemäß arbeitet die in der Entkopp
lungseinrichtung 23 vorgesehene Entkopplungsmembran 28 gegen
Umgebungsluft, die durch eine Bohrung 52 eintritt, die an dem Boden
teil 18 vorgesehen ist. Die Arbeitskammer 11 und die Ausgleichskam
mer 12 sind mit einer konventionellen Hydraulikflüssigkeit gefüllt.
Demgegenüber ist in der Entkopplungseinrichtung 23 eine elektrorheo
logische Flüssigkeit aufgenommen.
Grundsätzlich ist es bei dem Motorlager 50 gemäß Fig. 3 auch mög
lich eine Entkopplungseinrichtung 23 vorzusehen, die den in Fig. 1
dargestellten Aufbau aufweist.
Allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam,
daß die akustische Entkopplung abhängig von dem Betriebszustand des
Fahrzeugs gesteuert oder geregelt werden kann, indem die Viskosität
der in der Entkopplungseinrichtung 23 eingebrachten elektrorheologi
schen Flüssigkeit verändert wird.
Claims (12)
1. Zweikammer-Motorlager, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit
einer Tragfeder (14), die eine Motorlagerplatte (15) abstützt und
eine mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllte Arbeitskammer (11)
begrenzt und mit einer Ausgleichskammer (12), die eine elasti
sche Wandung (17) aufweist und über einen Überströmkanal
(21) mit der Arbeitskammer (11) hydraulisch in Verbindung
steht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entkopplungseinrich
tung (23) vorgesehen ist, die einen hohlzylinderförmigen Grund
körper (24) aufweist, der an einer Stirnseite mit einer der Ar
beitskammer (11) zugeordneten gummielastischen Membran
(34) versehen ist, daß der Grundkörper (24) zur flüssigkeitsdich
ten Aufnahme einer elektrorheologischen Flüssigkeit ausgebildet
ist und daß die Entkopplungseinrichtung (23) elektrische Mittel
(36a, 36b) zur Beeinflussung der Viskosität der elektrorheologi
schen Flüssigkeit aufweist.
2. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Entkopplungseinrichtung (23) eine Entkopplungsmembran (28)
aufweist, deren Freiweg und/oder Federcharakteristik steuerbar
oder regelbar ist.
3. Motorlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Grundkörper (24) der Entkopplungseinrichtung (23)
ein konzentrisch angeordneter Ringspalt (26) eingebracht ist, in
dem die Entkopplungsmembran (28) aufgenommen ist.
4. Motorlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Entkopplungsmembran (28) an ihrem Außenumfang einen ring
förmigen Rollbalg (31) aufweist, der flüssigkeitsdicht am Grund
körper (24) festgelegt ist.
5. Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Entkopplungsmembran (28) eine Beschichtung
(30) aus elektrisch leitfähigem Gummi aufweist.
6. Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Grundkörper (24) zwei beabstandete Ringplat
ten (24a, 24b) aufweist, wobei in mindestens einer Ringplatte
(24a, 24b) eine elektrische Steuerelektrode (36a, 36b) aufge
nommen ist.
7. Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Entkopplungsmembran (28) mit von der Au
ßenseite abragenden Ringwulstanschlägen (39) versehen ist, die
in zugeordneter Aussparungen (40) am Grundkörper (24) einlie
gen.
8. Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Überströmkanal (21) in einer Zwischenplatte (20)
vorgesehen ist, die die Arbeitskammer (11) von der Aus
gleichskammer (12) trennt.
9. Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Entkopplungseinrichtung (23) in einer Zwi
schenplatte (20) aufgenommen ist, die die Arbeitskammer (11)
von der Ausgleichskammer (12) trennt.
10. Motorlager nach Anspruch (9), dadurch gekennzeichnet, daß die
Zwischenplatte einen Überströmkanal (21) aufweist, der spiral
förmig und/oder als Durchgangsbohrung ausgebildet ist.
11. Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Tragfeder (14) in einem topfförmigen Gehäuse
(13) aufgenommen ist und die Ausgleichskammer (12) an der
Außenseite der Tragfeder (14) vorgesehen ist.
12. Motorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Entkopplungseinrichtung (23) eine Ent
kopplungsmembran (28) aufweist, die flüssigkeitsdicht am
Grundkörper (24) festgelegt ist und gegen die Umgebungsluft
arbeitet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996117840 DE19617840C2 (de) | 1996-05-03 | 1996-05-03 | Zweikammer-Motorlager mit Entkopplungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996117840 DE19617840C2 (de) | 1996-05-03 | 1996-05-03 | Zweikammer-Motorlager mit Entkopplungseinrichtung |
Publications (2)
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DE19617840A1 true DE19617840A1 (de) | 1997-11-13 |
DE19617840C2 DE19617840C2 (de) | 2000-07-20 |
Family
ID=7793271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1996117840 Expired - Fee Related DE19617840C2 (de) | 1996-05-03 | 1996-05-03 | Zweikammer-Motorlager mit Entkopplungseinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19617840C2 (de) |
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