DE2736188C3 - Gummilager mit hydraulischer Dämpfung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gummilager mit hydraulischer Dämpfung gemäß dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs.

Bei einem bekannten gattungsgemäßen Gummilager (US-PS 23 87 065) ist die bewegliche Wand im wesentlichen durch eine elastische Membran gebildet, welche im unbelasteten Zustand des Lagers in ihrem ebenen, ungespannten Ruhezustand ist.

Bei niederfrequenten Schwingungen, beispielsweise durch Fahrbahnstöße angeregten Relativbewegungen zwischen Motor und Karosserie, findet eine Relativbewegung zwischen einem karosseriefesten Lagergehäuse und dem motorfesten Lagerkern statt, welche zu einer Druckdifferenz an der beweglichen Wand führt, infolge dessen Dämpfungsflüssigkeit durch die Drosselbohrungen hindurchtritt. Dieses Überströmen der Dämpfungsflüssigkeit führt zu einer Dämpfung der Relativbewegung zwischen Motor und Karosserie. Bei höherfrequenten Schwingungen ist die Trägheit der Dämpfungsflüssigkeit zu groß, um innerhalb der kurzen zur Verfugung stehenden Zeiten ein Überströmen durch die Drosselbohrungen zuzulassen. Ein Ausgleich des Druckunterschiedes an der beweglichen Wand erfolgt hierbei über ein Durchwölben der elastischen Membran, womit keine Umsetzung von kinetischer Energie in Wärme und damit keine Dämpfung verbunden ist. Das Ausmaß, in dem gedämpft wird, und die Frequenz, bei der noch bzw. nicht mehr wesentlich gedämpft wird, hängt bei dem bekannten Gummilager von der Relativstellung zwischen Lagerkern und Gehäuse bzw. vom Dehnungszustand der elastischen Membran ab, da deren Widerstand gegen ein Durchwölben mit zunehmender Dehnung zunimmt. Mit zunehmender Dehnung der Membran nimmt wegen der zunehmenden Steifigkeit der Membran die Dämpfung des Lagers und die Frequenz, bis zu der eine Dämpfung erfolgt, zu. Eine Beeinträchtigung der Dämpfung bei niederen Frequenzen ist zusätzlich dadurcli gegeben, daß der Arbeitsraum nicht vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, sondern ein Luftvolumen enthält, welches kompressibel ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Gummilager dahingehend weilerzu bilden, daß es bis zu einer wohl definierten Frequenz eine gute Dämpfung aufweist und oberhalb der Frequenz seine Dämpfung stark verringert ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Gummilager ist zunächst der gesamte Arbeitsraum mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt, wodurch durch ein Gaspolster bedingte Dämpfungsverminderungen vermieden werden. Des weiteren folgt die zumindest teilweise durch einen Rollbalg gebildete bewegliche Wand auch reiativ großen Amplituden, ohne selbst ihre mechanischen Eigenschaften wesentlich zu ändern oder gar in die über das Gummilager übertragenen Kräfte unmittelbar

ίο einzugreifen. Gegenüber geringen an ihm wirksamen Druckunterschieden ist der Rollbalg, welcher durch Druckunterschiede im wesentlichen gestaucht oder gedehnt wird, nur wenig in sich verformbar, so daß die bei niederen Frequenzen erfolgenden Relativbewegungen zwischen zwei über das Gummilager verbundenen Teilen, beispielsweise Karosserie und Motor, zu einem Überströmen einer entsprechenden Flüssigkeitsmenge durch die Drosselbohrung führen und maximal gedämpft werden. Bei höheren Frequenzen ist die

Trägheit der Flüssigkeit für ein Überströmen zu groß, so daß der Rollbalg den an ihm wirkenden Druckunterschieden nachgibt und das Lager für diese höherfrequenten Schwingungen relativ weich ist Die Grenzfrequenz, oberhalb der keine wesentliche Dämpfung mehr

2^ erfolgt, kann durch zweckentsprechende Wahl der Steifigkeit des Rollbalges voreingestellt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert.

F i g. 1 zeigt das Gummilager im Schnitt mit der statischen Aggregatelast beaufschlagt,

F i g. 2 zeigt das Gummilager in bis zum Anschlag belastetem Zustand,

F i g. 3 zeigt das Gummilager in dynamisch belastetem Zustand bei eigenverformtem Rollbalg.

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

Ein gummielastisches, tragendes Teil 2 ist an dem Lagerkern 1 und an einem z. B. mit der Karosserie verbundenem Flansch 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

4^r> 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 tlem Flansch 3 eine Falte 9 und wird mit Hil'e eines Ringes 10 und dem Deckel 11 in einer Nut 12 im Flansch 3

w 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

v, 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

w) und das Lager gelangt in seinen Zustand gemäß Fig. 1. Dabei steigt der Druck in der unteren Kammer 14 an, wodurch Flüssigkeit durch die Drosselöffnungen 7 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 l'rcquenzen auftreten kann, bringt das Lager in seine Stellung gemäß F i g. 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 Fake 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 Oberströmen der Flüssigkeit durch die Drosselöffnungen 7; in diesem Frequenzbereich tritt dadurch kein sehr hoher Druckunterschied zwischen beiden Kammern auf, da ein solcher Druckunterschied durch das Oberströmen abgebaut wird. Durch das Überströmen wird Energie vernichtet, das Lager gedämpft

Bei hohen Frequenzen ist ein solches Oberströmen 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 F i g. 3 führen. Durch diese

ίο Verformung des Rollbalges 8 in sich ist eine Verschiebung zwischen dem Flansch 3 und dem Lagerkern 1 möglich, ohne daß Flüssigkeit überströmt bzw. Energie vernichtet wird. Das Lager bleibt auch bei hohen Frequenzen weich, dämpft jedoch in diesem Frequenzbereich nur wenig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gummilager mit hydraulischer Dämpfung, vorzugsweise für die Lagerung von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, mit einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Arbeitsraum, der einseitig von einem tragenden mit einem Lagerkern verbundenen Gummielement begrenzt ist und der durch eine mit dem Lagerkern verbundene, mit mindestens einer Drosselbohrung versehene, bewegliche Wand in zwei Kammern geteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (13,14) vollständig mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist und daß die bewegliche Wand (18) zumindest teilweise durch einen Rollbalg (8) gebildet ist, der infolge seiner Steifigkeit einem an ihm wirksamen Druckunterschied erst ab einem bestimmten Wert nachgibt.