DE19932582C2 - Hydraulisch dämpfendes Lager - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch dämpfendes Lager gemäß dem Oberbeg­ riff von Anspruch 1.

Stand der Technik

Bei dem aus der DE 39 37 232 A1 bekannten hydraulisch dämpfenden Lager ist zur Isolierung motorerregter höherfrequenter Schwingungen zwischen dem Arbeitsraum und dem Ausgleichsraum eine elastische Trennwand vorgesehen. Die Offenfläche der Trennwand, dies ist die dem Arbeitsraum zugewandte Flä­ che der Trennwand, welche mit Dämpfungsflüssigkeit beaufschlagt ist, ist er­ heblich kleiner als der Förderquerschnitt des Federelements. Eine Relativbe­ wegung von erstem und zweitem Verankerungsteil würde das Volumen des Arbeitsraums verändern, in dem die durch das Federelement und das erste Verankerungsteil gebildete Begrenzung des Arbeitsraums zur Trennwand hin oder von dieser weg verschoben wird. Als Förderquerschnitt des Federele­ ments wird dabei die Fläche eines Ersatzkolbens bezeichnet, der bei der Ver­ schiebung des Kolbens das gleiche Volumen verdrängen würde, wie das Fe­ derelement und das erste Verankerungsteil. Bei dem aus der DE 39 37 232 A1 bekannten Lager ist die Offenfläche der Trennwand erheblich kleiner als der Förderquerschnitt. Der Bauraum für die elastische Trennwand ist dabei dadurch begrenzt, daß in dem Stützkörper der Dämpfungskanal ausgebildet ist, welcher sich in radialer Richtung um die Trennwand erstreckt. Nachteil des aus der DE 39 37 232 A1 bekannten Lagers ist, daß der Verlauf der dynamischen Feder­ rate insbesondere im Hochfrequenzbereich zwischen 150 und 600 Hz noch nicht optimal ist.

Aus der DE 42 05 229 A1 ist ein hydraulisch dämpfendes Gummilager mit einem ersten und einem zweiten Verankerungsteil, die beweglich zueinander ange­ ordnet sind, mit einem zwischen dem ersten und dem zweiten Verankerungsteil wirkenden Federelement, mit einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Arbeits­ raum und einem von diesem getrennten über einen von einer Kanalwandung begrenzten Kanal flüssigkeitsleitend mit dem Arbeitsraum verbundenen Aus­ gleichsraum, wobei das Volumen des Arbeitsraums bei einer Relativbewegung von erstem und zweitem Verankerungsteil verändert wird, so daß Dämpfungs­ flüssigkeit in dem Kanal zwischen Ausgleichsraum und Arbeitsraum bewegt wird, und wobei der Arbeitsraum und der Ausgleichsraum durch eine mit Dämpfungsflüssigkeit beaufschlagte Trennwand getrennt sind, die durch einen Stützkörper gebildet wird, bekannt. Der Arbeitsraum und Ausgleichsraum ver­ bindende Kanal ist in einem Außenbereich des einstückigen Stützkörpers aus­ gebildet und einerseits durch den Stützkörper und andererseits durch einen radial außenliegenden Gehäuseabschnitt begrenzt.

Aus dem JP-Abstract 59-47541 (A) ist ein hydraulisch dämpfendes Lager mit einem ersten Verankerungsteil und einen zweiten Verankerungsteil, die beweg­ lich zueinander angeordnet sind, bekannt. Dabei wirkt zwischen erstem und zweitem Verankerungsteil ein Federelement. Weiterhin ist ein mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllter Arbeitsraum und ein von diesem getrennter und über einen von einer Kanalwandung begrenzten Kanal flüssigkeitsleitend, mit dem Arbeits­ raum verbundener Ausgleichsraum vorgesehen. Der Arbeitsraum wird von dem Ausgleichsraum durch einen mit Dämpfungsflüssigkeit beaufschlagten Körper getrennt, der zwischen zwei Trennkörperelementen angeordnet ist. Zur Verbin­ dung von Arbeitsraum und Ausgleichsraum ist ein Kanal vorgesehen, dessen Kanalwandung einerseits von den Trennkörperelementen und andererseits von einem Gehäuseabschnitt des zweiten Verankerungsteil gebildet wird.

Auch aus der DE 37 31 495 A1 ist ein hydraulisch dämpfendes Lager bekannt, bei dem zwischen einem ersten und einem zweiten Verankerungsteil ein Fe­ derelement angeordnet ist, und das einen mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Arbeitsraum und einem von diesen getrennten Ausgleichsraum aufweist. Dabei ist zwischen Arbeitsraum und Ausgleichsraum eine Trennwand vorgesehen, die in einem zweiteilig ausgeführten Trennkörper gehalten ist. Weiterhin ist zur Verbindung von Arbeitsraum und Ausgleichsraum ein Kanal vorgesehen, der einerseits durch den Trennkörper und andererseits durch einen Gehäuseab­ schnitt begrenzt wird.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisch dämpfendes Lager anzugeben, welches einen besonders günstigen Verlauf der dynamischen Fe­ derrate, insbesondere im Hochfrequenzbereich zwischen 150 und 600 Hz auf­ weist.

Diese Aufgabe wird durch ein hydraulisch dämpfendes Lager gemäß Anspruch 1 gelöst.

Durch die vorliegende Erfindung wird angegeben, wie auch bei einer zweiteili­ gen Ausgestaltung des Trennkörpers eine Vergrößerung der Offenfläche der elastischen Trennwand erreicht werden kann. Indem der an dem zweiten Ver­ ankerungsteil ausgebildete Gehäuseabschnitt einen radial äußeren Abschnitt der Kanalwandung bildet, kann der Kanal in radialer Richtung weiter außen an­ geordnet werden. Dadurch ist es möglich, die Offenfläche der Trennwand zu vergrößern, ohne die Kanallänge zu verkleinern. Eine große Kanallänge ist von entscheidender Bedeutung für eine wirksame Schwingungsisolierung von nie­ derfrequenten Schwingungen.

Weiterhin wird der Trennkörper in axialer Lagerrichtung mittels eines an dem zweiten Verankerungsteil ausgebildeten Sitzes und in radialer Richtung des Gehäuseabschnitts, der den Trennkörper zumindest teilweise umschließt, fest­ gelegt.

Zudem ist der Gehäuseabschnitt im Bereich der Anlage des Trennkörpers we­ nigstens abschnittsweise derart konisch ausgebildet ist, daß der Trennkörper gegen den Sitz gedrückt wird. Hierdurch wird auf einfache Weise der Trennkör­ per an dem zweiten Verankerungsteil festgelegt.

Dabei ist der erste, an dem Gehäuseabschnitt anliegende Trennkörperteil durch den konischen Gehäuseabschnitt gegen den zweiten, dem Sitz zugewandten Trennkörperteil verspannt. Durch diese Gestaltung kann eine besonders große Offenfläche der Trennwand erzielt werden, da der sowohl durch das erste als auch durch das zweite Trennkörperelement begrenzte Kanal in radialer Richtung besonders weit nach außen gelegt werden kann, wodurch im Bau­ raum für die elastische Trennwand gewonnen wird.

Eine hohe Stabilität des Lagers wird dadurch erzielt, daß das zweite Trennkör­ perelement durch einen Verbindungsabschnitt des zweiten Verankerungsteils formschlüssig an dem Sitz festgelegt ist.

Gemäß einer Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß in dem Bereich der Anlage des ersten Trennkörperteils an dem Gehäuseab­ schnitt eine elastisch dichtende Beschichtung vorgesehen ist. Diese ermöglicht es nicht nur, die beiden Trennkörperelemente unter einer elastischen Kraft ge­ geneinander zu verspannen, sondern gleichzeitig den Kanal gegenüber dem Arbeitsraum zuverlässig abzudichten.

Die Herstellungskosten werden dadurch gesenkt, daß das Federelement aus Gummi besteht und elastisch dichtende Beschichtung einstückig mit dem Fe­ derelement ausgebildet ist.

Vorteilhafterweise ist zwischen den beiden Trennkörperteilen die Trennwand eingespannt.

Zur Verhinderung von übermäßigen Bewegungen der Trennwand ist vorgese­ hen, daß wenigstens auf einer Seite der elastisch ausgebildeten Trennwand eine die Trennwand stützende Lochscheibe angeordnet ist.

Eine weitere Vergrößerung der Offenfläche der Trennwand kann dadurch er­ reicht werden, daß die Trennwand in einer Ausnehmung des Trennkörpers an­ geordnet und mittels in die Ausnehmung vorstehender Halteabschnitte des Trennkörpers gehalten ist. Da die Halteabschnitte nur bereichsweise in die Ausnehmung vorspringen, kann die Fläche der Trennwand, die mit der Dämp­ fungsflüssigkeit in Kontakt ist, vergrößert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß sich der Kanal in radialer Richtung im wesentlichen konzentrisch zu dem Gehäuseabschnitt er­ streckt.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der Ausgleichsraum durch ein insbeson­ dere als elastischer Rollbalg ausgebildetes verformbares Element begrenzt ist, welches zwischen dem Sitz und dem Trennkörper eingespannt ist. Indem die Einspannung dergestalt erfolgt, daß der Trennkörper unmittelbar im Sitz anliegt, wird die Herstellung vereinfacht, da die Dicke des verformbaren Elements an der Einspannstelle keinen Einfluß auf den Zusammenhalt der einzelnen Elemente des zweiten Verankerungsteils hat.

Eine besonders platzsparende Konstruktion wird dadurch erzielt, daß der radial äußere Abschnitt der Kanalwandung, ein äußerer Bereich des Trennkörpers und ein äußerer Bereich des Rollbalgs in axialer Lagerrichtung nebeneinander angeordnet sind.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung weiter verdeutlicht.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes hydraulisch dämpfendes Lager.

Ausführung der Erfindung

In Fig. 1 ist ein hydraulisch dämpfendes Lager 1 mit einem ersten Veranke­ rungsteil 2 und einem relativ zu dem ersten Verankerungsteil 2 beweglichen zweiten Verankerungsteil 3 dargestellt. Über die aus Metall bestehenden ersten und zweiten Verankerungsteile 2, 3 kann das Lager z. B. einerseits mit dem Motor und andererseits mit dem Chassis (nicht dargestellt) verbunden werden, wobei eine Befestigung über die Bohrungen 4 und 5 erfolgt.

Zwischen dem ersten und zweiten Verankerungsteil 2, 3 ist ein Federelement 6 vorgesehen, welches als Gummikörper ausgebildet ist. Der ringförmige Gum­ mikörper hat im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfs, wobei das in radia­ ler Richtung äußere Ende mit dem zweiten Verankerungsteil 3 und das in radia­ ler Richtung innere Ende mit dem ersten Verankerungsteil 2 verbunden ist. Da­ bei kann das Federelement 6 durch Vulkanisieren mit dem ersten und dem zweiten Verankerungsteil 2, 3 verbunden sein. In dem das Federelement 6 bil­ denden Gummikörper ist ein Stützring 7 aufgenommen, der den Gummikörper in einen radial inneren, und einen radial äußeren Abschnitt unterteilt.

Das zweite Verankerungsteil 3 weist einen Gehäuseabschnitt 8 auf, der die Lagerachse 9 ringförmig umschließt. An dem dem ersten Verankerungsteil zu­ gewandten Ende des Gehäuseabschnitts 8 ist das Federelement 6 festgelegt.

In dem durch den Gehäuseabschnitt 8 umgrenzten Raum ist ein Arbeitsraum 10 und ein Ausgleichsraum 11 ausgebildet. Der Arbeitsraum 10 ist von dem Ausgleichsraum 11 durch eine Trennwand 12, welche an einen Trennkörper 13 gelagert ist, getrennt. Dabei sind der Arbeitsraum 10 und der Ausgleichsraum 11 mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt und über einen Dämpfungskanal 14 flüssig­ keitsleitend miteinander verbunden.

Der Arbeitsraum 10 wird durch das erste Verankerungsteil 2, das Federele­ ment 6, den Gehäuseabschnitt 8, die Trennwand 12 und den Trennkörper 13 begrenzt. Der Ausgleichsraum 11 wird durch die dem Arbeitsraum 10 abge­ wandte Seite der Trennwand 12 und des Trennkörpers 13 sowie durch eine als Rollbalg ausgebildete elastische Membran 15 begrenzt.

Bei einer Relativbewegung zwischen dem ersten Verankerungsteil 2 und zweiten Verankerungsteil 3 wird das Volumen des mit Dämpfungsflüssigkeit vollständig gefüllten Arbeitsraums 10 verändert, so daß Dämpfungsflüssigkeit durch den Dämpfungskanal 14 zwischen dem Arbeitsraum 10 und dem Aus­ gleichsraum 11 bewegt wird. Die elastische Membran 15 ermöglicht es, daß in dem Ausgleichsraum 11 ein veränderliches Volumen der Dämpfungsflüssigkeit aufgenommen wird. Bei Einleitung von Schwingungen in das Lager 1, wird eine Schwingungsreduzierung dadurch erzielt, daß die in dem Dämpfungskanal 14 aufgenommene Dämpfungsflüssigkeit gleichfalls in Schwingungen versetzt wird, wenn die Eigenfrequenz der Dämpfungsflüssigkeit in dem Dämpfungska­ nal 14 angeregt wird. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Masse der in dem Flüssigkeitskanal 14 bewegten Dämpfungsflüssigkeit möglichst groß ist. Dies kann durch einen besonders langen Dämpfungskanal 14 erreicht werden.

Die den Arbeitsraum 10 von dem Ausgleichsraum 11 trennende Trennwand 12 ist als elastische Membran ausgebildet. Sie ist beidseitig mit Dämpfungsflüs­ sigkeit beaufschlagt.

Der Trennkörper 13 ist zweiteilig ausgebildet und weist ein erstes Trennkörper­ element 31 und ein zweites Trennkörperelement 32 auf. Die Trennwandele­ mente 31, 32 sind in Richtung der Lagerachse 33 benachbart aneinander an­ liegend angeordnet.

Zwischen den Trennkörperelementen 31, 32 ist die als elastische Membran ausgebildete Trennwand 12 eingespannt. Sie wird dabei durch die an dem er­ sten und zweiten Trennkörperelement 31, 32 ausgebildeten Halteelemente 30 im wesentlichen senkrecht zur Lagerachse 33 gehalten. Dabei sind die Halte­ abschnitte 30 derart ausgebildet, daß die elastische Trennwand 12 mit einem möglichst großen Anteil ihrer Gesamtfläche mit der Dämpfungsflüssigkeit in Verbindung steht. Dadurch wird eine große Offenfläche, dies ist die dem Ar­ beitsraum 10 zugewandte Fläche der Trennwand 12, welche von den Halteabschnitten 30 freigelassen wird und mit Dämpfungsflüssigkeit beaufschlagt ist, der Trennwand 12 erzielt.

Eine weitere Vergrößerung der Offenfläche der Trennwand 12 wird durch die platzsparende Gestaltung der Trennkörperelemente 31, 32 in deren äußeren Bereich erzielt, wie nachfolgend beschrieben. Auf diese Weise kann bei gleichbleibender Länge des Dämpfungskanals 14 zwischen den Trennkörpere­ lementen 31, 32 eine eine größere Fläche aufweisende Trennwand 12 ange­ ordnet werden.

Der radiale äußere Radialbereich der Trennkörperelemente 31, 32 ist so aus­ gebildet, daß ein sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckender Dämpfungskanal 14 gebildet wird. Dabei steht der Dämpfungskanal 14 über eine in einem ersten Abschnitt des Dämpfungskanals 14 ausgebildeten Öff­ nung 34 mit dem Arbeitsraum 10 und eine in einem zweiten Abschnitt des Dämpfungskanals 14 ausgebildete zweite Öffnung 35 mit dem Ausgleichsraum 11 in Verbindung. Die Kanalwandung des Dämpfungskanals 14 wird in einem ersten radial inneren Abschnitt durch die Trennkörperelemente 31, 32 und in einem zweiten radial äußeren Abschnitt durch einen an dem zweiten Veranke­ rungsteil 3 ausgebildeten Gehäuseabschnitt 8 gebildet. Der durch die Trenn­ körperelemente 31, 32 gebildete Abschnitt der Kanalwandung weist also in et­ wa die Form eines nach radial außen geöffneten U auf, wobei der so entstan­ dene Öffnungsbereich durch den Gehäuseabschnitt 8 verschlossen wird.

Der durch die Trennkörperelemente 31, 32 gebildete Trennkörper 26 ist in Richtung der Lagerachse 33 mittels eines an dem zweiten Verankerungsteil 3 ausgebildeten Sitzes 36 festgelegt. In radialer Lagerichtung wird der Trennkör­ per 26 durch den Gehäuseabschnitt 8 in einer definierten Position gehalten.

Dabei ist der Gehäuseabschnitt 8 im Bereich der Anlage des näher dem ersten Verankerungsteil 2 zugeordneten Trennkörperelements 31 derart konisch aus­ gebildet, daß das Trennkörperelement 31 durch den konischen Gehäuseab­ schnitt 37 gegen das zweite, dem Sitz 36 nähere Trennkörperelement 32 ver­ spannt ist. Dabei ist im Bereich der Anlage des ersten Trennkörperelements 31 an dem Gehäuseabschnitt 8 eine elastisch dichtende Beschichtung 38 vorge­ sehen, welche zum einen den Dämpfungskanal 14 an den Berührungspunkten zwischen Trennkörperelement 31 und Gehäuseabschnitt 8 abdichtet und zum anderen für einen Toleranzausgleich sorgt. Die elastische Beschichtung 38 ist dabei einstückig mit dem aus Gummi bestehenden Federelement 6 hergestellt.

Das zweite Trennkörperelement 32 ist durch einen Verbindungsabschnitt 39 des zweiten Verankerungsteils 3 formschlüssig an dem Sitz 36 festgelegt. Zwi­ schen dem zweiten Trennkörperelement 32 und dem Sitz 36 ist dabei ein radia­ ler äußerer, verdickter Bereich des Rollbalgs 15 dichtend eingespannt.

An dem ersten Verankerungsteil 2 ist ein sich in dem Arbeitsraum 10 erstrec­ kender Verdränger 16 in der Dämpfungsflüssigkeit angeordnet. Der Verdränger 16 ist zusammen mit dem Verankerungsteil 2 relativ zu dem zweiten Veranke­ rungsteil 3 bewegbar.

Der Verdränger 16 besteht im wesentlichen aus Elastomer 25 und weist einen in diesen eingebetteten Stützkörper 26 aus Metall auf. Der Verdränger 16 ist über einen Zapfen 27 an dem ersten Verankerungsteil 2 befestigt.

Der Verdränger 16 ist zudem als Anschlag ausgebildet, welcher die Bewegung zwischen erstem und zweitem Verankerungsteil 2, 3 begrenzt. Bei vollständig eingefedertem Lager 1 liegt er an dem Stützkörper 13 an.

Claims (9)

1. Hydraulisch dämpfendes Lager mit einem ersten Verankerungsteil (2) und einem zweiten Verankerungsteil (3), die beweglich zueinander an­ geordnet sind, mit einem zwischen dem ersten und dem zweiten Veran­ kerungsteil (2, 3) wirkenden Federelement (6), mit einem mit Dämp­ fungsflüssigkeit gefüllten Arbeitsraum (10) und einem von diesem ge­ trennten und über einen von einer Kanalwandung begrenzten Kanal (14) flüssigkeitsleitend mit dem Arbeitsraum (10) verbundenen Ausgleichs­ raum (11), wobei das Volumen des Arbeitsraums (10) bei einer Relativ­ bewegung von erstem und zweitem Verankerungsteil (2, 3) verändert wird, so daß Dämpfungsflüssigkeit in dem Kanal (14) zwischen Aus­ gleichsraum (11) und Arbeitsraum (10) bewegt wird, wobei der Arbeits­ raum (10) und der Ausgleichsraum (11) durch eine mit Dämpfungsflüs­ sigkeit beaufschlagte Trennwand (12) getrennt sind, die über einen Trennkörper (13) an dem zweiten Verankerungsteil (3) festgelegt ist, wo­ bei der Trennkörper (13) wenigstens ein erstes und ein zweites in axialer Lagerrichtung benachbartes Trennkörperelement (31, 32) aufweist, wo­ bei die Trennkörperelemente (31, 32) einen ersten radial inneren Ab­ schnitt der Kanalwandung bilden und ein an dem zweiten Veranke­ rungsteil (3) ausgebildeter Gehäuseabschnitt (8) einen zweiten, radial äußeren Abschnitt (18) der Kanalwandung bildet, und wobei das zweite Trennkörperelement (32) in axialer Lagerrichtung mittels eines an dem zweiten Verankerungsteil (3) ausgebildeten Sitzes (36) und mittels eines Verbindungsabschnitts (39) des zweiten Verankerungsteils formschlüs­ sig festgelegt ist und in radialer Lagerrichtung mittels des Gehäuseab­ schnitts (8), der den Trennkörper (13) zumindest teilweise umschließt, begrenzt ist, und wobei ferner das erste Trennkörperelement (31) durch einen konischen Bereich des Gehäuseabschnitts (8) gegen das zweite Trennkörperelement (32) verspannt ist.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich der Anlage des ersten Trennkörperelements (31) an dem Gehäuseab­ schnitt (8) eine elastisch dichtende Beschichtung vorgesehen ist.

3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federele­ ment(6) aus Gummi besteht und die elastisch dichtende Beschichtung einstückig mit dem Federelement (6) ausgebildet ist.

4. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Trennkörperelementen (31, 32) die Trennwand (12) eingespannt ist.

5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einer Seite der elastisch ausgebildeten Trennwand (12) eine die Trenn­ wand (12) stützende Lochscheibe angeordnet ist.

6. Lager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (12) in einer Ausnehmung des Trennkörpers (13) angeordnet und mittels in die Ausnehmung vorstehender Halteabschnitte des Trenn­ körpers (13) gehalten ist.

7. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (14) in radialer Richtung im wesentlichen konzentrisch zu dem Gehäuseabschnitt (8) verläuft.

8. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsraum (11) durch ein insbesondere als elastischer Rollbalg (15) ausgebildetes verformbares Element begrenzt ist, welches zwischen dem Sitz (36) und dem Trennkörper (13) eingespannt ist.

9. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der radial äußere Abschnitt (18) der Kanalwandung, ein äußerer Bereich des Trennkörpers (13) und ein äußerer Bereich des Rollbalgs (15) in a­ xialer Lagerrichtung nebeneinander angeordnet sind.