DE2736188A1

DE2736188A1 - Gummilager mit hydraulischer daempfung

Info

Publication number: DE2736188A1
Application number: DE19772736188
Authority: DE
Inventors: Johannes Van Den Dipl Ing Boom; Frank-Uwe Dipl Ing Goedel; Wilfried Ing Grad Leitner; Gert Ing Grad Salewsky
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1977-08-11
Filing date: 1977-08-11
Publication date: 1979-02-15
Also published as: DE2736188B2; JPS5464270A; JPS5821131B2; FR2400146A1; US4199128A; DE2736188C3; FR2400146B1

Description

AUDI NSU AUTO UNION 8O7O Ingolstadt, den 03.08.1977 Aktiengesellschaft Neu/L IP 1466

Postfach 220
8O7O Ingolstadt

Gummilager mit hydraulischer Dämpfung

Die Erfindung betrifft ein Gummilager mit hydraulischer Dämpfung, vorzugsweise für die Lagerung von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, wobei ein mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllter Arbeitsraum durch eine mit mindestens einer Drosselbohrung versehene und mit einem Widerlager fest verbundene bewegliche Wand in zwei Kammern geteilt ist, und eine äußere Kammerbegrenzung als gummielastisches, tragendes Teil mit einem damit fest verbundenen Lagerkern ausgebildet ist.

Bei der Lagerung von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen besteht die Forderung Schwingungen mit niedriger Frequenz stai>k zu dämpfen und bei höherfrequenten Schwingungen die Dämpfung zu vermindern, damit eine weitere Verhärtung des Lagers zu vermeiden und die Schallisolation im Hörbereich zu verbessern.

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Ein gattungsgemäßes Gummilager mit eingeschlossenem Gaspolster wurde in DT-GM 18 05 392 "bekannt. Beim Einfedern dieses Lagers wird das Volumen der gummielastisch begrenzten Kammer kleiner und dadurch Dämpfungsflüssigkeit durch die Drosselbohrung einer Trennmembrane in eine festbegrenzte Kammer gedrückt, wobei das Volumen des flexibel eingeschlossenen Gaspolsters verkleinert wird. Beim Ausfedern vergrößert sich durch die Druckabnahme das Gasvolumen und Dämpfungsflüssigkeit strömt aus der festbegrenzten Kammer in die gummielastisch begrenzte Kammer zurück. Ein Lager dieser Bauart ist durch den Einschluß eines Gasvolumens aufwendig in der Herstellung. Durch Permeation oder Diffusion von Gas aus dem flexibel abgeschlossenen Gasvolumen nimmt die Dämpfung nach längerer Betriebs zeit Undefinierte Werte an. Da ein Gummilager bei großer Beanspruchung sehr heiß werden kann und das Volumen und der Druck des eingeschlossenen Gases von der Temperatur abhängen, ergibt sich ein Nachteil in der unterschiedlichen Härte und Dämpfung des Lagers zwischen kaltem und warmen Zustand. Bei schnellem Einfedern bzw. hohen Frequenzen kann der Flüssigkeitsaustausch zwischen den beiden Kammern nicht mehr vollständig in der Einfederzeit erfolgen, sodaß die Dämpfung zwar abnimmt, der Gummi jedoch zusätzlich zur Biegebeanspruchung ausgebeult werden muß und so das Lager in nachteiliger Weise verhärtet.

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Ein Gummilager mit zwei gummielastisch begrenzten Arbeitsräumen und einer Trennmembran, die im Bereich der Drosselöffnung in axialer Richtung nachgiebig ausgebildet ist und dadurch die Dämpfung bei höherfrequenten Schwingungen vermindern soll, wurde in DT-GM 76 32 663 beschrieben. Hier übernimmt die Dämpfungsflüssigkeit durch die Art der Aufhängung wenig Tragfunktion, sodaß die auf Biegung beanspruchten Gummielemente von vornherein steif ausgeführt sein müssen und viel Gummimaterial erfordern. Die Gummielemente, die die Kammeraußenwände begrenzen, verändern beim Einfedern ihre Form und bewirken eine Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern. Diese Druckdifferenz wird durch eine nachgiebig ausgebildete Membran verkleinert und damit die Dämpfung, die dünn Überströmen der Dämpfungsflüssigkeit erfolgt, verringert. Diese Verminderung der Dämpfung tritt somit bei dieser Bauart eines Lagers in nachteiliger Weise auch bei kleinen Differenzdrücken, die durch niederfrequente Schwingungen hervorgerufen werden, auf, wo eine starke Dämpfung erforderlich ist.

Die Erfindung hat die Aufgabe mit geringem Bauaufwand ein Gummilager zu schaffen, bei dem Schwingungen mit niedriger Frequenz stark gedämpft werden und über einer bestimmten Frequenz unterhalb des Hörbereiches die Dämpfung wesentlich verringert wird.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Arbeitsraum voll mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist und die bewegliche Wand und der Lagerkern bewegungsübertragend verbunden sind und eine Eigensteifigkeit der Art aufweist, daß bei kleinen an ihr wirksamen Druckunterschieden der Druckausgleich zwischen den Kammern im wesentlichen durch überströmen der Dämpfungsflüssigkeit durch die wenigstens eine Drosselbohrung hindurch und bei größeren an ihr wirkenden Druckunterschieden ein Druckausgleich durch Verformung der beweglichen Wand erfolgt.

Bei Auslenkung des Lagers aus seiner statisch belasteten Lage (dynamische Belastung) überträgt die mit dem Lagerkern verbundene bewegliche Wand einen Druck auf die in Bewegungsrichtung liegende Kammer und es bildet sich eine Druckdifferenz zwischen den Kammern aus. Die Druckdifferenz wird durch Überströmen von Dämpfungsflüssigkeit durch die Drosselbohrung abgebaut, und insbesondere bei niederen Frequenzen baut sich kein sehr großer Druckunterschied zwischen den Kammern auf. Bei schnellem Einfedern oder ab einer bestimmten festlegbaren Schwingungsfrequenz kann die Flüssigkeit nicht mehr schnell genug durch die Drosselbohrung überströmen; der Differenzdruck zwischen den Kammern wird somit so groß, daß die bewegliche Wand erfindungsgemäß den Druckausgleich durch

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eine, gegenüber kleinen Druckdifferenzen andere Formänderung bewirkt. Der volle mögliche Differenzdruck kann sich nicht aufbauen und es findet kaum eine Dämpfung durch überströmende Flüssigkeit statt.

Vorzugsweise wird die bewegliche Wand mit einem Rollbalg in Verbindung mit einem starren, mit mindestens einer Drosselbohrung versehenen Teil gebildet. Bei einer Bewegung des starren Teils hat der Rollbalg die Eigenschaft durch das Ausrollen einer Falte wenig Widerstand zu leisten. Bei höherem einseitigen Druck verliert der Rollbalg in Abhängigkeit seiner festlegbaren Steifigkeit die Eigenschaft der Formstabilität und wird zusätzlich zur Rollverformung ausgelenkt.

Das erfindungsgemäße Gummilager wird vorzugsweise durch eine starre Außenwand an der dem Lagerkern gegenüberliegenden Kammer begrenzt. Dadurch übernimmt die Füllflüssigkeit tragende Funktion und die Gummielemente können schwächer und weicher ausgelegt sein.

Bei extremer Auslenkung des Lagers in Richtung der starren Außenwand wird die Bewegung durch einen elastischen Anschlagring begrenzt und gedämpft.

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Die ait der Erfindung erzielten Torteile bestehen insbesondere darin, daS ein erfindungsgemäßes Gummilager bei einer einfachen, kostengünstigen Bauweise die Schallisolation im Hörbereich verbessert, ohne die Dämpfung niederfrequenter Schwingungen zu beeinflussen. In vorteilhafter Weise wird durch die Formstabilität des Rollbalges die maximale Dampfungskraft und durch den Gesamtquerschnitt der Drosselbohrungen die Frequenz bei der dieses H*nriw« erreicht wird, unabhängig voneinander abgestimmt.

Die Zeichnung zeigt ein lusfShrungsbeispiel der Erfindung. Fig. 1 das Gummilager in Schnitt mit der

statischen Iggregatelast beaufschlagt,

Fig. 2 das Gummi lager In bis sam Anschlag belastetem Instand,

Fig. 3 das Gummilager in dynamisch belastetem Zustand feel eigenverformtem Bollbalg.

Die nicht dargestellte Brennkraftmaschine wird von Gummilagern getragen und ist jeweils mit einem Lagerkern 1 verschraubt.

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Ein guinmielastisches, tragendes Teil 2 ist an dem Lagerkern 1 und an einem z. B. mit der Karosserie verbundenem Plansch 3 anvulkanisiert. In eine Aussparung des Lagerkerns 1 ist ein Block 5 einvulkanisiert. Zwischen dem Flansch 3 und dem Block 5 erstreckt sich eine bewegliche Wand 16, die aus einem mit Block

5 verschraubten und mit Drosselbohrungen 7 versehenen starren Teil 6 und aus einem Rollbalg 8 besteht. Am Rand des starren Teils 6 ist der Rollbalg 8 anvulkanisiert, bildet zwischen dem starren Teil 6 und dem Flansch 3 eine Falte 9 und wird mit Hilfe eines Ringes 10 und dem Deckel 11 in einer Nut 12 im Flansch 3 gehalten. Die Drosselbohrungen 7 verbinden eine obere Kammer 13 mit einer unteren Kammer 14-, Am starren Teil

6 ist ein elastischer Anschlagring 15 angeordnet.

Der Block 5 wird vorzugsweise, mittels einer gummielastischen Schicht 2a mit dem Lagerkern verbunden, um eine Körperschallbrücke Lagerkern - Flüssigkeit - Flansch zu vermeiden.

Wird das Gummilager aus seinem unbelastetem Zustand mit dem Gewicht der Brennkraftmaschine belastet, so wird das starre Teil 6 nach unten gedrückt und da« Lager gelangt in seinen Zustand gemäß Fig. 1. dabei ntoi(;t der Druck in der unteren Kammer Vl an, wodurch Flüssigkeit (lurch die Dro«seloffnungen η

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in die obere Kammer 13 überströmt. Infolge der Belastung wölbt sich das tragende Teil 2 nach außen und der Druckanstieg verhindert Kavitation während des Überströmens. Eine extrem hohe Belastung wie sie bei niederen Frequenzen auftreten kann bringt das Lager in seine Stellung gemäß Fig. 2, in der der Anschlagring 15 am Deckel 11 anliegt. Die Gleichgewichtslage des Lagers bei einer gegebenen statischen Belastung läßt sich in gewissen Grenzen durch die Menge der in das Lager eingebrachten Flüssigkeit einstellen.

Wirken nun dynamische Kräfte auf das Lager ein, so strömt die Flüssigkeit durch die Drosselöffnungen über, solange die Frequenz dieser dynamischen Kräfte relativ niedrig ist. Der Rollbalg folgt in diesem niederen Frequenzbereich den Bewegungen des starren Teils 6 ohne grundsätzliche Verformung seiner Falte 9, wie aus Fig. 1, 2 ersichtlich. Im Bereich niederer Frequenzen erfolgt somit eine Änderung der Volumina der Kammern 13 und 14 nahezu ausschließlich durch überströmen der Flüssigkeit durch die Droonelöffnungen 7; in diesem Frequenzbereich tritt dadurch kein sehr hoher Druckunterschied zwischen beiden Kammern auf, da ein solcher Druckunterschied durch das überströmen abgebaut wird. Durch das Überströmen wird Energie vernichtet, dan Lager gedämpft.

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Bei hohen Frequenzen ist ein solches überströmen nicht mehr möglich. Es entstehen entsprechend hohe Druckunterschiede zwischen den Kammern 13 und 14, die zu einer Verformung des Rollbalges 8, beispielsweise in die Form gemäß Fig. 3 fahren. Durch diese Verformung des Rollbalges 8 in sich ist eine Verschiebung zwischen dem Flansch 3 und dem Lagerkern 1 möglich, ohne dafl Flüssigkeit überströmt bzw. Energie vernichtet wird. Das lager bleibt auch bei hohen Frequenzen weich, dampft jedoch in diesem Frequenzbereich nur wenig.

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Leerseite

Claims

AUDI NSU AUTO UNION 8G7O Ingolstadt, den 08.08.1977 Aktiengesellschaft Neu/L IP 1466 ft_ ^ Postfach 220 2736188 8070 Ingolstadt Gummilager mit hydraulischer Dämpfung Patentansprüche:

1. Gummilager mit hydraulischer Dämpfung, vorzugsweise für die Lagerung von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, wobei ein mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllter Arbeitsraum durch eine mit mindestens einer Drosselbohrung versehene und mit einem Widerlager fest verbundene bewegliche Wand in zwei Kammern geteilt ifao, und eine äußere Kammerbegrenzung als gummielastisches, tragendes Teil mit einem damit fest verbundenen Lagerkern ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum voll mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist und daß die bewegliche Wand (16) mit dem Lagerkern (1) bewegungsübertragend verbunden ist und eine Eigensteifigkeit der Art aufweist, daß bei kleinen an ihr wirksamen Druckunterschieden der Druckausgleich zwischen den Kammern (13* 14) im wesentlichen durch Überströmen der Dämpfungsflüssigkeit durch die wenigstens eine Drosselbohrung (7) hindurch und bei größeren an ihr wirksamen Druckunterschieden ein Druckausgleich durch Verformung der beweglichen Wand (16) erfolgt.

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ORIGINAL INSPECTED

2. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die "bewegliche Wand (16) als Rollbalg (8) ausgeführt ist.

3. Gummilager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollbalg (8) in Verbindung mit einem starren, mit mindestens einer Drosselbohrung (7) versehenen Teil (6) die
bewegliche V/and (16) bildet.

4. Gummilager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Lagerkern (1) gegenüberliegende Kammer (14) durch eine starre Außenwand (11) begrenzt ist.

5. Gummilager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der beweglichen V/and (16) ein in Richtung starrer Außenwand (11) zeigender, elastischer
Anschlagring (15) angebracht ist.

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