DE19801277A1 - Hydraulisch dämpfendes Mehrkammer-Motorlager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch dämpfendes Motorlager, mit wenig­ stens zwei flüssigkeitsgefüllten Kammer, die jeweils zumindest teilweise elastisch verformbare Wandungen aufweisen und durch eine Zwischen­ platte voneinander getrennt sind, wobei in der Zwischenplatte ein die Kammern verbindender Kanal und eine Membrankammer vorgesehen sind, die zu den Kammern offen ist und in der eine beiderseits von Flüssigkeit beaufschlagte Entkopplungseinrichtung angeordnet ist, deren Freiweg innerhalb der Membrankammer einstellbar ist.

Bei derartigen Hydrolagern trägt die Entkopplungsmembran zur Verminde­ rung der Geräuschkopplung und zur Isolation der motorspezifischen Leer­ laufschwingungen bei, da sie für kleine Amplituden eine Absenkung der Dämpfung und der dynamischen Steifigkeit bewirkt. Im Fahrbetrieb sollte ein Hydrolager jedoch ausreichend Dämpfung besitzen, so daß bei Fahr­ bahnunebenheiten die als Stuckern bekannte Resonanzerscheinung aus­ bleibt. Dazu sollte der Membranfreiweg möglichst klein sein. Ein Umschal­ ten der Zustände von Leerlaufbetrieb in den Fahrbetrieb und zurück kann somit erwünscht sein.

Zur Lösung dieses Problems wird in der DE 196 12 153 A1 der Anmel­ derin vorgeschlagen, daß in der Membrankammer ein Stellmittel angeord­ net ist, um den Freiweg und/oder die Steifigkeit der Entkopplungsmem­ bran einzustellen. Bei diesem bekannten Motorlager ist das Stellmittel insbesondere als ein schlauchartiger fluidbeaufschlagter Hohlkörper aus­ gebildet, der mit der Außenseite der Entkopplungsmembran zusammen­ wirkt. Durch das zusätzliche Stellmittel weist jedoch das bekannte Motor­ lager einen recht komplizierten Aufbau auf.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hydraulisch dämp­ fendes Motorlager anzugeben, das bei einem einfach konstruktiven Auf­ bau eine Variation des Entkopplungsfreiwegs der Entkopplungseinrichtung zuläßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem hydraulisch dämpfenden Motorlager der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß die Entkopp­ lungseinrichtung als fluidbeaufschlagter Hohlkörper ausgebildet ist, des­ sen geometrische Form und/oder Abmessungen über die Fluidbeaufschla­ gung veränderbar ist. Hierbei kann die Entkopplungseinrichtung einen oder mehrere fluidbeaufschlagte Hohlräume aufweisen. Durch die Fluid­ beaufschlagung des jeweiligen Hohlraums wird die geometrische Form der Entkopplungseinrichtung verändert, wodurch auch die dynamische Stei­ figkeit des Lagers beeinflußt werden kann. Prinzipiell kann die Fluidbeauf­ schlagung auf pneumatischem oder hydraulischem Wege erfolgen. Durch Anlegen eines Vakuums können die Abmessungen der Entkopplungsein­ richtung verkleinert werden, während das Anlegen eines Überdrucks zu einer Vergrößerung der Entkopplungseinrichtung führt. Durch die An­ steuerung der Entkopplungseinrichtung von außen kann somit die dyna­ mische Steifigkeit des Motorlagers gesteuert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

In vorteilhafter Ausgestaltung weist die Entkopplungseinrichtung einen Hohlraum auf, der durch eine Wand aus elastischem Material begrenzt ist. Ein derartiger elastischer Hohlkörper ist in einfacher Weise herstellbar.

Bei einer weiteren Ausgestaltung ist in dem Hohlraum eine das Zusam­ menfallen des Hohlraums hemmende Distanzeinrichtung, insbesondere in Form von im wesentlichen einander gegenüberliegenden noppenartigen Vorsprüngen, vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung wird selbst bei Anle­ gen eines Vakuums eine minimale Dicke der Entkopplungseinrichtung erreicht, wenn die einander gegenüberliegenden noppenförmigen Vor­ sprünge in wechselseitiger Anlage geraten. Alternativ kann die Di­ stanzeinrichtung auch die Wandungen des Hohlraums koppelnd verhin­ dern, beispielsweise in Form eines Verbindungsstegs. Diese Koppelung kann sowohl elastisch als auch unelastisch vorgesehen sein.

Vorteilhaft weist die Membrankammer zumindestens einen Steg auf, der bezüglich der Distanzeinrichtung versetzt angeordnet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Entkopplungseinrichtung zumindestens zwei unabhängig voneinander fluidbeaufschlagbare Hohlräume aufweist. Vorteilhaft können diese Hohl­ räume konzentrisch zueinander angeordnet sein. Bei dieser Ausgestaltung kann die Entkopplungseinrichtung beispielsweise in einem mittleren Bereich stärker und in einem Randbereich weniger stark oder gar mit Unterdruck beaufschlagt werden. Hierdurch läßt sich eine Vielzahl von Parametern einstellen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Entkopp­ lungseinrichtung ringförmig ausgebildet. Zweckmäßig kann die Entkopp­ lungseinrichtung in Form eines Flachschlauchs ausgebildet sein.

Um eine lokale oder gerichtete Verformung der Entkopplungseinrichtung zu ermöglichen, kann diese in einer weiteren Ausgestaltung Wandungs­ abschnitte mit geringerer Dicke oder Steifigkeit aufweisen.

Bei einer weiteren Ausgestaltung kann die Entkopplungseinrichtung balg­ artige Seitenwandabschnitte aufweisen. Bei dieser Ausgestaltung ist es möglich, die verbleibenden Wandungsabschnitte als starre Plattenelemen­ te auszubilden, wobei die entsprechende Einstellbarkeit der Entkopplungs­ einrichtung dadurch erreicht wird, daß die balgartigen Seitenwände durch das Steuerfluid komprimiert oder expandiert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt sind.

Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein hydraulisch dämpfendes Zweikammer-Motorlager einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine analoge Ansicht zu Fig. 1 einer weiteren Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Motorlagers; und

Fig. 3 eine analoge Ansicht zu Fig. 1 einer weiteren Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Motorlagers.

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemäßes hydrau­ lisch dämpfendes Zweikammer-Motorlager, das eine Arbeitskammer 10 und eine Ausgleichskammer 11 aufweist, welche mit einem üblichen hydraulischen Fluid gefüllt sind. Die Arbeitskammer 10 wird durch eine kegelförmige Wandung 14 aus gummielastischem Material, der sogenann­ ten Tragfeder, begrenzt. Die Ausgleichskammer 11 wird durch eine tassenförmige Wandung 15, die ebenfalls aus gummielastischem Material besteht, nach unten hin begrenzt. An der Umfangswand 14 wird die motorseitige Lagerplatte 16 aufgenommen, die zur Festlegung am Motor mit einem abragenden Schraubbolzen 19 versehen ist. Zwischen der Arbeitskammer 10 und der Ausgleichskammer 11 ist eine Zwischenplatte 12 angeordnet, in der eine Membrankammer 24 zur Aufnahme einer Entkopplungseinrichtung 50 vorgesehen ist. In der Zwischenplatte 12 ist ein Kanal 13 eingebracht, welcher die beiden flüssigkeitsbefüllten Kam­ mern 10, 11 hydraulisch verbindet. Die Umfangswand 15 der Ausgleichs­ kammer 11 ist von einem zylinderförmigen Gehäuse 17 umgeben, an dem ein senkrecht abragender Schraubbolzen 20 zur karosserieseitigen Festle­ gung des Motorlagers vorgesehen ist. Sämtliche Lagerteile sind über einen umlaufenden Ringflansch 18 flüssigkeitsdicht miteinander ver­ spannt, der endseitig die Tragfeder abstützt.

In der gezeigten Ausführungsform ist die Zwischenplatte 12 zweiteilig ausgebildet und umfaßt einen oberen Deckelteil 12a und einen unteren Bodenteil 12b. Im wesentlichen mittig in der Zwischenplatte 12 ist die Membrankammer 24 ausgebildet, welcher zur Aufnahme einer Entkopp­ lungseinrichtung 50 vorgesehen ist. Die Entkopplungseinrichtung 50 wird in der gezeigten Ausführungsform zwischen dem oberen Deckelteil 12a und dem unteren Bodenteil 12b randseitig eingespannt. Die Entkopp­ lungsmembran 50 ist in Axialrichtung beweglich in der Membrankammer 24 angeordnet. Die käfigartige Membrankammer 24 weist beabstandete Stege 21 auf, zwischen denen Öffnungen 22, 23 in dem oberen Deckel­ teil 12a bzw. unterem Bodenteil 12b ausgebildet sind. Die Öffnungen 22, 23 ermöglichen eine Einwirkung des Fluids auf die Entkopplungseinrich­ tung 50.

Die Entkopplungseinrichtung 50 ist aus gummielastischem Material her­ gestellt und in Form einer doppelwandigen Membran ausgebildet. Durch die oberen und unteren Wandungsabschnitten 52 und 54 wird ein Hohl­ raum 60 gebildet, welcher über eine Steuerleitung 30a und eine Steuer­ einrichtung 28 mit einer Druckfluidquelle 29 verbunden ist.

Die in dieser Ausführungsform als doppelwandige Membran ausgebildete Entkopplungseinrichtung 50 liegt in der dargestellten Ansicht in einer Ausgangslage, d. h. bei Umgebungs- oder Normaldruck vor. Somit wird in dem gezeigten Zustand die Entkopplungseinrichtung 50 wie eine her­ kömmliche Entkopplungsmembran wirken.

Wenn es nun jedoch gewünscht ist, die Wirkung der Entkopplungseinrich­ tung aktiv aufzuheben oder den Entkopplungsfreiweg zu verändern, kann der Hohlraum 60 über die Steuerleitung 30a und die Steuerung 28 mittels eines Fluids, beispielsweise Druckluft, druckbeaufschlagt werden. Da die Entkopplungseinrichtung 50 elastisch ausgebildet ist, werden sich die Wandungsabschnitte 52 und 54 nach außen wölben, um schließlich mit der in Anlage mit den Wänden der Membrankammer 24 zu kommen. Somit werden bei entsprechender Fluidbeaufschlagung die Öffnungen 22, 23 in der Aufnahmeeinrichtung 12 dichtend versperrt, so daß die Ent­ kopplungswirkung vollständig aufgehoben wird. Auch bei einer weniger starken Fluidbeaufschlagung läßt sich somit zum einen der Freiweg der Entkopplungseinrichtung steuer- oder regelbar einstellen.

Innenseitig weist die Entkopplungseinrichtung 50 noppenförmige Vor­ sprünge 58 an den Wandungsabschnitten 52, 54 auf. Die noppenartigen Vorsprünge 58 sind gegenüberliegend zueinander angeordnet und dienen dazu, ein Zusammenfallen des Hohlraumes 60 zu verhindern.

In Fig. 2 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Motorlagers dargestellt, welches mit Ausnahme der der Ausge­ staltung der Zwischenplatte 12 und der Entkopplungseinrichtung 50 im Aufbau im wesentlichen dem in Fig. 1 gezeigten Motorlager entspricht. Zur Beschreibung werden die bereits eingeführten Bezugszeichen, Ver­ gleiche oder funktionsgleiche Bauteile verwendet. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Motorlager weist die Zwischenplatte 12, die durch das Deckelteil 12a und das Bodenteil 12b gebildet wird, randseitig eine ring­ förmige Membrankammer 24 auf. Über Öffnungen 22, 23 ist die Mem­ brankammer 24 hydraulisch mit der Arbeitskammer 10 und der Aus­ gleichskammer 11 verbunden. In der Membrankammer 24 ist eine Ent­ kopplungseinrichtung 50 aufgenommen, die als ringförmiger Schlauch mit einer Hohlkammer 60 ausgebildet ist. In die Hohlkammer 60 ragen nop­ penartige Vorsprünge 28 ein, die ein Zusammenfallen der Hohlkammer 60 verhindern sollen. Über eine Steuerleitung 30a ist die Entkopplungsein­ richtung 50 mit einer Druckluftquelle 29 verbunden. Hierdurch kann der Entkopplungsfreiweg der Entkopplungseinrichtung 50 gesteuert werden.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Motorlagers, bei welchem die Entkopplungseinrichtung 50 balgartige Seitenwände 51 aufweist, die relativ steife Wandungsabschnitte 22, 54 verbindet. In die Hohlkammer 60 ragen noppenartige Vorsprünge 58 ein, die ein Zusammenfallen der Hohlkammer 60 verhindern. Die Entkopp­ lungseinrichtung 50 ist über eine Steuerleitung 30a mit einer Druckluft­ quelle 29 verbunden.

Die Entkopplungseinrichtung 50 liegt in einer Membrankammer 24 ein, die an der Zwischenplatte 12 ausgebildet ist. Die Membrankammer 24 ist über Öffnungen 22, 23 einerseits mit der Arbeitskammer 10 und anderer­ seits mit der Ausgleichskammer 11 verbunden. Am Außenumfang der Membrankammer 24 ist an der Zwischenplatte 12 ein spiralförmiger Überströmkanal 13 vorgesehen.

Allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß durch die fluidbeaufschlagbare Entkopplungseinrichtung eine vielsei­ tige Einstell- und Steuermöglichkeit des Entkopplungsfreiwegs gegeben ist.

Claims (9)

1. Hydraulisch dämpfendes Motorlager, mit wenigstens zwei flüssig­ keitsgefüllten Kammern (10, 11), die jeweils zumindest teilweise elastisch verformbare Wandungen (14, 15) aufweisen und durch eine Zwischenplatte (12) voneinander getrennt sind, wobei in der Zwischenplatte (12) ein die Kammern (14, 15) verbindender Kanal (13) und eine Membrankammer (24) vorgesehen sind, die zu den Kammern (10, 11) offen ist und in der eine beiderseits von Flüssig­ keit beaufschlagte Entkopplungseinrichtung (50) angeordnet ist, deren Freiweg innerhalb der Membrankammer (24) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungseinrichtung (50) als fluidbeaufschlagter Hohlkörper ausgebildet ist, dessen geometri­ sche Form und/oder Abmessungen über die Fluidbeaufschlagung veränderbar ist.

2. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungseinrichtung (50) einen Hohlraum (60) aufweist, der durch eine Wand (52, 54) aus elastischem Material begrenzt ist.

3. Motorlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum (60) eine das Zusammenfallen des Hohlraums (60) hemmende Distanzeinrichtung (58), insbesondere in Form von im wesentlichen aneinander gegenüberliegende noppenartigen Vor­ sprüngen vorgesehen ist.

4. Motorlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzeinrichtung (58) die Wandungen (52, 54) des Hohlraums (60) koppelnd verbindet.

5. Motorlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrankammer (24) zumindestens einen Steg (21) aufweist, der bezüglich der Distanzeinrichtung (58) ver­ setzt angeordnet ist.

6. Motorlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungseinrichtung (50) zumindest zwei unabhängig voneinander beaufschlagte Hohlräume (60) auf­ weist.

7. Motorlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungseinrichtung (50) ringförmig ausgebildet ist.

8. Motorlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungseinrichtung (50) zuminde­ stens einen Wandungsabschnitt mit geringerer Dicke oder Steifig­ keit als ein benachbarter Wandungsabschnitt aufweist, um eine lo­ kale oder gerichtete Verformung zu ermöglichen.

9. Motorlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungseinrichtung (50) balgartige Seitenwandabschnitte aufweist.