DE19919186A1

DE19919186A1 - Hydraulically damped engine mounting has a second air cushion inside the hydraulic chamber to extend the range of resonance damping

Info

Publication number: DE19919186A1
Application number: DE1999119186
Authority: DE
Inventors: Metin Ersoy; Andreas Vossel
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 1999-04-29
Filing date: 1999-04-29
Publication date: 2000-11-16
Anticipated expiration: 2019-04-30
Also published as: DE19919186B4

Abstract

A hydraulically damped engine mounting for a vehicle has a hydraulic chamber linked to an expansion chamber via a membrane controlled valve with atmospheric pressure on one side. A second membrane (6) is provided via a pneumatic chamber (7) inside the hydraulic chamber and linked to a pressure control valve. This pneumatic chamber is nominally at atmospheric pressure and is subjected to pneumatic pressure fluctuations corresponding to the displacement of the suspension.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweikammerstützlager mit hydraulischer Dämpfung, insbesondere für die Motorlagerung in Kraftfahrzeugen, welches mindestens eine flüssigkeitsgefüllte Arbeitskammer und mindestens eine mit dieser durch einen Überströmkanal verbundene Ausgleichskammer aufweist.The invention relates to a two-chamber support bearing with hydraulic damping, in particular for engine mounting in motor vehicles, which has at least one liquid-filled working chamber and at least one with this through one Overflow channel connected compensation chamber.

Derartige gattungsgemäße Zweikammerstützlager sind in verschiedenen Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik bekannt. Zwischen Arbeitskammer und Ausgleichskammer kann bei einigen hydraulischen Stützlagern eine Membran unterschiedlicher Härte und Dehnbarkeit angeordnet sein. Eine derartige Membran wird üblicherweise als Kopplungsmembran bezeichnet, wobei der Grad der Beweglichkeit der Membran die beeinflußbare Schwingungsamplitude und die Steifigkeit der Membran die Frequenz der zu dämpfenden Schwingung bestimmt. Ist eine derartige Membran relativ weich, werden die auf die Hydraulikflüssigkeit der Arbeitskammer einwirkenden Schwingungen ohne Widerstand zur angrenzenden Ausgleichskammer weitergegeben. Ist die Membran dagegen mit einer relativ steifen Struktur versehen, so wird sich durch die auf die Hydraulikflüssigkeit wirkenden Schwingungen in der Arbeitskammer ein Überdruck aufbauen, der zu einer Blähung der Entkupplungs-Membran führt und auf diesem Wege eine bessere Dämpfung gewährleistet, wobei allerdings gleichzeitig eine höhere dynamische Steifigkeit auftritt. Such generic two-chamber support bearings are in different Refinements known from the prior art. Between the Chamber of Labor and Compensation chamber can have a membrane in some hydraulic support bearings different hardness and elasticity. Such a membrane is commonly referred to as the coupling membrane, the degree of Mobility of the membrane, the influenceable vibration amplitude and the Stiffness of the membrane determines the frequency of the vibration to be damped. Is such a membrane is relatively soft, the hydraulic fluid on the Working chamber vibrations without resistance to the adjacent Compensation chamber passed on. On the other hand, the membrane is relatively stiff Structure provided, so will act on the hydraulic fluid Vibrations in the working chamber build up excess pressure, leading to bloating the decoupling membrane leads and in this way better damping guaranteed, but at the same time a higher dynamic stiffness occurs.

Beim Einsatz von hydraulischen Stützlagern mit derartig losen Membranen können Resonanzgeräusche auftreten, die das Einsatzgebiet derartiger Stützlager stark einschränken.When using hydraulic support bearings with such loose diaphragms Resonance noises occur that strongly affect the use of such support bearings restrict.

Bei den oben angesprochenen hydraulischen Stützlagern ist es zur Anpassung an unterschiedliche Betriebszustände wünschenswert, das Schwingungsverhalten und somit die Membran-Steifigkeit des Hydrolagers anzupassen. Zu diesem Zweck ist beispielsweise in der DE 196 12 153 vorgeschlagen worden, die Membran- Steifigkeit durch den von außen eingeleiteten Luftdruck zu verstellen.With the hydraulic support bearings mentioned above, it is necessary to adapt different operating conditions desirable, the vibration behavior and thus adapting the membrane rigidity of the hydraulic bearing. For this purpose For example, it was proposed in DE 196 12 153 that the membrane Stiffness to be adjusted by the air pressure introduced from the outside.

Eine andere Lösungsmöglichkeit offenbart die DE 40 21 038, bei der die Schwingungsdämpfung des Lagers mit Hilfe eines aktiven, elektrisch beeinflußten Entkupplungs-Systems veränderbar ist. Eine derartige Lösung ist allerdings relativ kostenaufwendig und führt zu befriedigenden Betriebsresultaten nur bei hohen Frequenzen und kleinen Amplituden.Another possible solution is disclosed in DE 40 21 038, in which the Vibration damping of the bearing with the help of an active, electrically influenced Uncoupling system is changeable. However, such a solution is relative costly and leads to satisfactory operating results only at high Frequencies and small amplitudes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Zweikammerstützlager mit hydraulischer Dämpfung der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, daß auf baulich einfache Weise eine Beeinflussung der Dämpfungseigenschaften des Lagers gewährleistet ist, das Lager außerdem einfach herstellbar ist und unter allen Betriebsbedingungen zuverlässig arbeitet.The object of the present invention is therefore to provide a two-chamber support bearing to further develop hydraulic damping of the generic type so that on structurally simple way to influence the damping properties of the bearing is guaranteed, the camp is also easy to manufacture and among all Operating conditions works reliably.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Arbeitskammer mindestens eine weitere, von der Hydraulikflüssigkeit der Arbeitskammer durch eine flexibel dehnbare Membran getrennte Kammer angeordnet ist.This object is achieved in that in the working chamber at least one more, from the hydraulic fluid of the working chamber through a flexible stretchable membrane separate chamber is arranged.

Durch diesen erfindungsgemäßen Aufbau ergibt sich innerhalb der Arbeitskammer ein zusätzliches, gegenüber der inkompressiblen Flüssigkeit mit kompressiblem Gas gefülltes Druckkissen, welches durch seine speziellen Eigenschaften die Funktion einer Entkopplungsmembran übernehmen kann, gleichzeitig jedoch in den Einzelparametern variabel ist. Unter der Voraussetzung, daß man in der Arbeits kammer von einer in entsprechenden Zeitabschnitten konstanten Temperatur ausgehen kann, verhält sich das in der Kammer beziehungsweise Gaskammer befindliche Medium isothermisch, was bedeutet, daß das Produkt aus Kammervolumen und Kammerdruck konstant ist. Des weiteren kann davon ausgegangen werden, daß der Druck im Kissen immer identisch mit demjenigen der Arbeitskammer ist. Daraus folgt, daß eine Steigerung des Druckes in der Arbeitskammer auch einen Druckanstieg in der Gaskammer zur Folge hat, was aufgrund der isothermischen Verhältnisse dazu führt, daß das Gaskammervolumen reduziert wird. Eine Reduzierung des Gaskammervolumens führt jedoch aufgrund der elastischen Membranverbindung zwischen der Gaskammer und der Arbeitskammer zu einem Druckabbau in der Arbeitskammer. Eine Steigerung der dynamischen Steifigkeit der Gesamtanordnung wird somit verhindert.This construction according to the invention results within the working chamber additional, compared to the incompressible liquid with compressible gas filled pressure pad, which due to its special properties the function a decoupling membrane, but at the same time in the Individual parameters is variable. Provided that you are at work chamber assume a constant temperature in corresponding time periods can, the behavior in the chamber or gas chamber behaves Medium isothermal, which means that the product of chamber volume and Chamber pressure is constant. Furthermore, it can be assumed that the The pressure in the pillow is always identical to that of the working chamber. It follows, that an increase in pressure in the work chamber also an increase in pressure in the gas chamber results in what is due to the isothermal conditions leads to the gas chamber volume being reduced. A reduction in However, gas chamber volume leads due to the elastic membrane connection between the gas chamber and the working chamber for a pressure reduction in the Chamber of Labor. An increase in the dynamic rigidity of the overall arrangement is thus prevented.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung ist zum einen das Auftreten von unerwünschten Resonanzgeräuschen ausgeschlossen, da keine lose beweglichen Teile wie bei einem aktiven elektrisch beeinflußten Entkopplungssystem vorhanden sind und auch keine lose aufgehängte Entkopplungsmembran derartige Geräusche verursachen kann. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Konstruktion innerhalb des Aufbaus bestehender Zweikammerstützlager zusätzlich realisiert werden, so daß eine nach wie vor kostengünstige Fertigung gewährleistet ist und eine Änderung der Bauabmaße nicht unbedingt notwendig erscheint. Darüber hinaus ergibt sich entsprechend der Gestaltung nach Anspruch 1 ein hermetisch abgeschlossenes dichtes System.Due to the design according to the invention, the occurrence of unwanted resonance noises excluded, since there are no loose moving parts as in an active electrically influenced decoupling system and also no loosely suspended decoupling membrane cause such noises can. In addition, the construction according to the invention can be within the structure existing two-chamber support bearing can also be realized, so that a like before cost-effective production is guaranteed and a change in construction dimensions does not appear to be absolutely necessary. In addition, the Design according to claim 1, a hermetically sealed system.

Spezielle Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich im Zusammenhang mit der technischen Lehre des Hauptanspruches aus den Merkmalen der Unteransprüche. So kann es zweckmäßig sein, daß die Gaskammer zur Außenseite des Zweikammerstützlagers eine Verbindungsleitung mit einem Schaltventil aufweist, durch die das Gasmedium in der Kammer selbst vergrößerbar oder verkleinerbar ist. Durch diese Gestaltung kann je nach Notwendigkeit durch den sich aufbauenden Überdruck in der Arbeitskammer das Gasmedium vollkommen aus der Zusatzkammer herausgedrückt werden, so daß sich überhaupt keine Entkopplungswirkung des Gaskissens mehr darstellt. Unter gegebenen Umständen kann durch die Verbindungsleitung nach außen jedoch atmosphärischer Luftdruck wieder in die zusätzliche Gaskammer einströmen, was immer dann geschehen kann, wenn infolge eines Ruhebetriebszustandes des Zweikammerstützlagers innerhalb der Arbeitskammer ebenfalls ein Atmosphärendruck von etwa 1 bar herrscht.Special refinements and developments of the subject matter of the invention arise in connection with the technical teaching of the main claim the characteristics of the subclaims. So it may be useful that the Gas chamber to the outside of the two-chamber support bearing with a connecting line has a switching valve through which the gas medium in the chamber itself can be enlarged or reduced. Through this design, depending on Necessity due to the overpressure building up in the working chamber Gas medium are completely pushed out of the additional chamber, so that is no longer any decoupling effect of the gas cushion. Under given circumstances can, however, through the connecting line to the outside atmospheric air pressure flow back into the additional gas chamber what can always happen if, due to an idle state of the Two-chamber support bearing within the working chamber also has an atmospheric pressure of about 1 bar.

Es ist darüber hinaus denkbar, die Verbindungsleitung nach außen an eine externe Druckquelle anzuschließen. Durch diese zusätzliche Gestaltungsmöglichkeit kann der Gaskammerdruck beispielsweise auf einen erhöhten Wert von 3 bar gebracht werden, was zu einer erheblichen Verhärtung des Gesamtschwingungssystems des Zweikam merstützlagers führt. Darüber hinaus ist durch eine spezielle Schaltungsanordnung denkbar, entsprechend der Schwingungsbeaufschlagung des Zweikammerstützlagers pulsierendes Druckgas aus der Kammer entweichen zu lassen.It is also conceivable to connect the connecting line to an external one Connect pressure source. With this additional design option, the Gas chamber pressure can be brought to an increased value of 3 bar, for example, which leads to a considerable hardening of the overall vibration system of the duet leads support camp. In addition, through a special circuit arrangement conceivable, according to the vibration exposure of the two-chamber support bearing to let pulsating compressed gas escape from the chamber.

Im folgenden wird unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnung ein Ausführungs beispiel des Gegenstandes der Erfindung näher erläutert.In the following, an execution is carried out with the help of the attached drawing example of the subject of the invention explained in more detail.

In der beigefügten Figur ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Zweikammerstützlager mit hydraulischer Dämpfung mit den erfindungswesentlichen Merkmalen dargestellt. Das Zweikammerstützlager weist eine Arbeitskammer 1 auf, die an ihrer oberen, zum zu lagernden Motor hingewandten Seite durch eine Gummiwandung 3 begrenzt ist. Die untere Begrenzung der Arbeitskammer 1 erfolgt durch eine Zwischenplatte 4, die an ihrer zur Arbeitskammer 1 weisenden Oberseite eine im Wesentlichen kreisförmige Vertiefung 5 aufweist, in die eine flexibel dehnbare Membran 6 eingesetzt ist. Die Membran 6 ist vorzugsweise aus Gummi oder einem anderen geeigneten, elastisch dehnbaren Material gefertigt und bildet ein Gaskissen, welches im Inneren beispielsweise mit normaler Luft oder aber einem speziell angepaßten Gas gefüllt ist.In the attached figure, a cross section through an inventive two-chamber support bearing with hydraulic damping is shown with the features essential to the invention. The two-chamber support bearing has a working chamber 1 which is delimited by a rubber wall 3 on its upper side facing the motor to be supported. The lower boundary of the working chamber 1 is provided by an intermediate plate 4 , which on its upper side facing the working chamber 1 has an essentially circular depression 5 , into which a flexible, stretchable membrane 6 is inserted. The membrane 6 is preferably made of rubber or another suitable, elastically stretchable material and forms a gas cushion which is filled on the inside, for example, with normal air or a specially adapted gas.

Da das in der Arbeitskammer 1 oberhalb der Kammer 7 befindliche Hydraulikmedium inkompressiebel ist, das in der Kammer befindliche Gas jedoch entsprechend der Isothermengleichung (P × V = konstant) zusammendrückbar ist, führt ein Druckanstieg in der Arbeitskammer infolge von Schwingungseinleitung in das Zweikammerstützlager zu einem Zusammendrücken des in der Kammer 7 befindlichen Gasvolumens und als Folge hiervon wiederum zu einem Druckabbau innerhalb der Arbeitskammer 1. Es ist hierbei zu beachten, daß der Druck sowohl innerhalb der Arbeitskammer 1 als auch innerhalb der Kammer 7 im Ruhezustand des Zweikammer stützlagers im Bereich von 1 bar liegt, wohingegen unter Arbeitsbelastung der Arbeitskammerdruck durchaus Werte von 2 bar erreichen kann.Since the hydraulic medium in the working chamber 1 above the chamber 7 is incompressible, but the gas in the chamber can be compressed in accordance with the isothermal equation (P × V = constant), an increase in pressure in the working chamber as a result of the introduction of vibrations into the two-chamber support bearing leads to a compression of the gas volume in the chamber 7 and, as a result thereof, in turn to a pressure reduction within the working chamber 1 . It should be noted here that the pressure both within the working chamber 1 and within the chamber 7 in the idle state of the two-chamber support bearing is in the range of 1 bar, whereas under working load the working chamber pressure can certainly reach values of 2 bar.

Aus der Figur wird zusätzlich zu den eben beschriebenen Merkmalen deutlich, daß die Kammer 7 in der dargestellten Ausgestaltung durch eine Verbindungsleitung 8 mit der Außenseite des Zweikammerstützlagers verbunden ist. In die Verbindungsleitung 8 ist ein Schaltventil in Form eines Rückschlagventils 9 eingesetzt, welches es ermöglicht, das Gasvolumen innerhalb der Kammer 7 aufgrund des erhöhten Druckes in der Arbeitskammer 1 soweit zu reduzieren, daß faktische eine Entkopplungswirkung des Gaskissens nicht mehr gegeben ist. Die Verbindungsleitung nach außen ermöglicht es jedoch im Ruhezustand des Zweikammerstützlagers, in dem wie oben beschrieben, der Druck der Hydraulikflüssigkeit wieder einen Normalwert von 1 bar annimmt, das Gasvolumen innerhalb der Kammer 7 ebenfalls wieder aufzubauen.In addition to the features just described, it is clear from the figure that the chamber 7 in the embodiment shown is connected to the outside of the two-chamber support bearing by a connecting line 8 . In the connecting line 8 , a switching valve in the form of a check valve 9 is used, which makes it possible to reduce the gas volume within the chamber 7 due to the increased pressure in the working chamber 1 to such an extent that a de-coupling effect of the gas cushion is no longer present. The connecting line to the outside, however, in the idle state of the two-chamber support bearing, in which, as described above, the pressure of the hydraulic fluid again assumes a normal value of 1 bar, also allows the gas volume within the chamber 7 to be built up again.

Darüber hinaus ist es denkbar, die Verbindungsleitung 8 an eine zusätzliche herkömmliche Druckquelle anzuschließen. Diese Druckquelle kann das Gaskissen auf Werte über 1 bar anheben, so daß auf diese Weise eine Versteifung des Zweikammer stützlagers herbeigeführt werden kann. Darüber hinaus läßt sich durch eine geeignete elektronische Steuerung entsprechend den auf das Zweikammerstützlager wirkenden Schwingungen eine pulsierende Druckgasbeaufschlagung durch die Druckwelle erwirken. In addition, it is conceivable to connect the connecting line 8 to an additional conventional pressure source. This pressure source can raise the gas cushion to values above 1 bar, so that the two-chamber support bearing can be stiffened in this way. In addition, a pulsating pressurized gas can be caused by the pressure wave by means of a suitable electronic control in accordance with the vibrations acting on the two-chamber support bearing.

Reference list

11

Arbeitskammer
Chamber of Labor

22nd

Ausgleichskammer
Compensation chamber

33rd

Gummiwandung
Rubber wall

44th

Zwischenplatte
Intermediate plate

55

Vertiefung
deepening

66

Membran
membrane

77

Kammer
chamber

88th

Verbindungsleitung
Connecting line

99

Schlatventil
Check valve

Claims

1. Two-chamber support bearing with hydraulic damping, in particular for engine mounting in motor vehicles, which has at least one liquid-filled working chamber and at least one compensation chamber connected to it by an overflow channel, characterized in that in the working chamber ( 1 ) at least one further gas-filled hydraulic fluid the working chamber is arranged through a flexibly stretchable membrane ( 6 ) separate chamber ( 7 ).

2. Two-chamber support bearing with hydraulic damping according to claim 1, characterized in that the chamber ( 7 ) has air as a medium at a pressure of about 1 bar.

3. Two-chamber support bearing with hydraulic damping according to one of claims 1 or 2, characterized in that the chamber ( 7 ) to the outside of the two-chamber support bearing has a connecting line ( 8 ) with a switching valve ( 9 ) through which the medium in the chamber ( 7 ) can be enlarged and / or can be reduced.

4. Two-chamber support bearing with hydraulic damping according to claim 3, characterized in that an external pressure source is connected to the connecting line ( 8 ).

5. Two-chamber support bearing with hydraulic damping according to claim 4, characterized in that the pressure source conducts pulsating compressed gas into the chamber ( 7 ) in accordance with the vibrations acting on the two-chamber support bearing.