DE3246587C2

DE3246587C2 - Hydraulisch dämpfendes Gummilager

Info

Publication number: DE3246587C2
Application number: DE3246587A
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing.(grad.) 5483 Ahrweiler Brenner; Heinrich Dipl.-Ing. 5330 Königswinter Meyer; Kurt 5483 Bad Neuenahr-Ahrweiler Schmidt
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1982-12-16
Filing date: 1982-12-16
Publication date: 1986-09-25
Also published as: DE3246587A1; GB2132312B; JPH0144938B2; GB8332142D0; FR2538062B1; IT1170259B; IT8324083A0; CA1217211A; JPS59110937A; GB2132312A; US4697794A; IT8323788V0; FR2538062A1

Abstract

Hydraulisch dämpfendes Gummilager für Kraftfahrzeuge mit zwei in Axialrichtung einander gegenüberliegenden starren Stirnwänden und mindestens zwei axial hintereinander angeordneten, Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Kammern, wobei die Kammern miteinander durch einen ringförmig um die Lagerachse verlaufenden Durchtrittskanal verbunden sind, wobei die den Durchtrittskanal aufweisende starre Trennwand radial innerhalb einer elastischen, axial beweglichen und an ihrem äußeren Umfang fest und dicht eingespannten Membran angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisch dämpfendes Gummilager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit zwei in Axialrichtung einander gegenüberliegenden starren Stirnwänden und wenigstens zwei axial hintereinander angeordneten, Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden und durch einen Verbindungsflansch miteinander verbundenen Kammern, von denen mindestens eine eine als gummielastisches Federelement ausgebildete Umfangswand aufweist, wobei die Kammern miteinander durch einen in einer im wesentlichen radialen Ebene ringförmig im Abstand um die zentrale Lagerachse verlaufenden und in einer starren Trennwand aufgenommenen Durchtrittskanal verbunden sind und die Eintritts- und Austrittsöffnung auf jeweils einer Stirnseite angeordnet ist und wobei die starre Trennwand mit einer elastischen, axial beweglichen und an ihrem äußeren Umfang fest und dicht eingespannten Membran verbunden ist.

Derartige Gummilager dienen der Lagerung von Antriebsaggregaten in Fahrzeugen aller Art. Bei der Lagerung von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen ist einerseits zur Vermeidung der Geräuschübertragung eine möglichst weiche Lagerung mit geringer Eigendämpfung erforderlich, die jedoch die von der Fahrbahn angeregten Motorbewegungen sehr groß werden und fast ungedämpft ausschwir.gen läßt. Andererseits können die großen Motorbewegungen durch harte Lagerungen bzw. separate Stuckerdämpfer verringert werden, was jedoch wieder zu erheblichen Geräuschübertragungen auf die Karosserie führt.

Gummilager dieser Art sind bekannt (z. B. DE-OS 30 19 337), bei denen die erzielte Dämplungswirkung und die enielte Isolierwirkung unabhängig voneinander optimiert werden können, wobei sowohl eine gute Dämpfungseigenschaft als auch eine gute Isolierwirkung vorhanden ist. Im Grundprinzip wird dabei ein im Abstand um die Lagerachse verlaufender Kanal vorgesehen. Das Prinzip dieses Kanals beruht darauf, daß die Dämpfungswirkung nicht auf Drosselung im herkömmlichen Sinne mit Umwandlung der auftretenden Stoßenergie in Wärmeenergie beruht, sondern auf der Trägheit der im ringförmigen Durchtrittskanal verschobenen Flüssigkeitsmenge. Nachteilig ist bei dieser Konstruktion, daß eine ungenügende oder schmalbandige Dämpfung und eine ungenügende dynamische Entkopplung der kleinen Motorschwingungen vorhanden ist. Die im Verhältnis zum Außendurchmesser kleine Entkopplungsfläche der Membran bewirkt eine ungenügende dynamische Federrate, bei der noch innerhalb des für die Geräuschübertragung wichtigen Bereiches starke Überhöhungen auftreten können. Es läßt sich daher keine optimale Isolierung der Geräuschübertragung vom Motor auf die Karosserie im Bereich von ca. 20 bis 200 Hz erreichen, und ferner besteht die Gefahr, daß beim Einsetzen der Dämpfung bei größeren Amplituden Stoßgeräusche durch die Membran beim Anschlagen an die Begrenzungsplatten entstehen.

Darüber hinaus sind Motorlager bekannt (z. B. DE-AS 28 33 776, DE-OS 30 24 092), bei denen als Dämpfungsprinzip eine die Kammern verbindende Drosselöffnung zu Grunde gelegt ist. Dabei soll der Strömungsquerschnitt dieser Drosselstelle (DE-AS 28 33 776) auf Grund des elastischen lippenförmigen Vorsprungs veränderbar sein. Der lippenförmige Vorsprung läßt sich unter dem Einfluß der Strömungskräfte mit dem Effekt einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Strömungsquerschnitts und einer Veränderung der Durchflußzahl verformen. Ausgehend von der die Kammern verbindenden Drosselöffnung (DE-OS 30 24 092) sollte der Ausgleichsraum so angeordnet werden, daß seine einwandfreie Funktion durch äußere Einflüsse nicht beeinträchtigt werden kann. Diese Ausführungen besitzen Drosselöffnungen, die jeweils in Richtung der Lagerachse verlaufen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und wirksames Gummilager zu schaffen, welches nicht nur die durch die Fahrbahn angeregten und vom Motor beim An- und Abstellen ausgehenden Motorschwingungen im Bereich der Motoreigenfrequenz klein hält und genügend dämpft unter Vermeidung vor. Stoßgeräuschen beim Einsetzen der Dämpfung, sondern bei dem auch eine optimale Isolierung der Geräuschübertragung vom Motor auf die Karosserie im Bereich der niederfrequenten Schwingungen erreicht wird, wobei in diesem Frequenzbereich eine lineare dynamische Federrate vorhanden sein soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Nfembran die starre Trennwand radial umgibt, wobei sie mit einem radial äußeren Umfangsbereich der Trennwand verbunden ist, daß der Außenumfapg der Trennwand die Membran auf mindestens einer Stirnfläche mindestens teilweise überdeckt und daß ausgehend von der Einspannstelle zwischen Trennwand und Membran der Abstand zwischen dieser als Wegbegrenzungsfläche dienenden Überdeckungsfläche und der durch die Membran gebildeten Gegenfläche sich radial nach außen vergrößert.

Dadurch, daß gemäß der Erfindung die Trennwand durch die axial bewegliche Membran gehalten ist, wird auf besonders einfache Weise eine Entkopplung der hochfrequenten Geräuschschwingungen mit kleinen Amplituden ermöglicht. Außerdem dient die eine der beiden Kammern im Arbeitsbereich als nahezu drucklos volumenaufnehmender, elastisch verformbarer Ausgleichsraum, wobei die Umfangswand der als Ausgleichsraum ausgebildeten Kammer nicht wie die andere Kammer als gummielastisches Federelement, sondern als Faltenbalg ausgebildet ist. Die Trennwand zusammen mit der Membran arbeitet als Entkopplungsmembran, welche mit dem eine besonders gute Dämpfungswirkung ergebenden ringförmigen Durc'ntrittskanal kombiniert is:, so daß der wesentliche Vorteil darin zu sehen ist, daß mit besonders einfachen Milteln eine Kombination einer hohen Dämpfungswirkung im gewünschten Bereich bei niedrigen Frequenzen und großen Schwingungsamplituden und einer guten Geräuschisolation bei hohen Schwingungsfrequenzen und kleinen Amplituden erreicht wird. Die im Verhältnis zum Außendurchmesser des Lagers große Entkopplungsfläche der starren Trennwand gewährleistet eine lineare dynamische Federrate auf niedrigem Niveau.

Darüber hinaus ist durch die sich allmählich voneinander entfernenden Wegbegrenzungsflächen sowohl bei der Membran zur Aufhängung der Entkopplung, als auch bei der zentralen starren Trennwand gewährleistet, daß beim Einsetzen der Dämpfung bei größeren Amplituden Stoßgeräusche vermieden werden.

Gemäß besonders zweckmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung weist die Wegbegrenzungsfläche im Querschnitt einen kurvenförmigen oder einen aus einer Kurve und einer Geraden zusammengesetzten oder einen geraden Verlauf auf.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist die Trennwand gleichmäßig über dem Umfang verteilt angeordnete, radial nach außen verlaufende Vorsprünge auf. Durch diese Vorsprünge ergeben sich an der Außenkontur der Trennwand Unterbrechungen, durch die ggf. in Verbindung mit einer rillenförmigen Struktur auf der korrespondierenden Fläche der Membran erreicht wird, daß der Verlauf der dynamischen Federrate über der Frequenz begradigt wird, denn es werden schädliche Flüssigkeitsverdrängungs- und Flüssigkeitsansaugeffekte vermieden.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der äußere Umfang der Membran im Verbindungsflansch der Kammern eingespannt. Mit Vorteil ist die Membran mit ihrem äußeren Umfang mit einem an dem Verbindungsflansch fest eingespannten starren Einspannring dichtend verbunden, wobei die Membran den Einspannring an dessen beiden Stirnflächen unter Bildung von axialen Wülsten umgreift. Hierdurch ergibt sich bei einfachem Aufbau eine zweckmäßige Gestaltung der den ringförmigen Durchtrittskanal enthaltenden, axial beweglichen Trennwand. Es versteht sich, das dabei die starre Trennwand und die Membran derart aufeinander abgestimmt sind, daß die hochfrequenten Gerauschschwingungen mit kleinen Amplituden optimal entkoppelt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen axialen Längsschnitt eines Motorlagers, F i g. 2 eine Draufsicht der starren Trennwand des Motorlagers nach F i g. 1

Das Motorlager nach den F i g. 1 und 2 besitzt zwei in axialer Richtung einander gegenüberliegende Stirnwände 1 und 2. Die Stirnwand 1 ist zu ihrer Befestigung entweder mit einer Gewindebohrung 3 oder mit einem nicht gezeichneten Gewindestift versehen. Entsprechend trägt die als Deckplatte ausgebildete Stirnwand 2 einen Befestigungsstift 4.
An die kegelig ausgebildete Mantelfläche der Stirnwand 1 ist eine als gummielastisches Federelement 5 ausgebildete Umfangswand anvulkanisiert, die in ihrer der Stirnwand 1 abgewandten Anschiußfläche mit einem Verbindungsflansch 6 vereinigt ist. Der Verbindungsflansch 6 umfaßt ferner eine Bördelung 8, die eine Membran 18, einen Faltenbalg 10 und die als Deckplatte ausgebildete Stirnwand 2 aufnimmt.

Das Motorlager besitzt somit zwei durch die Membran 18 und die Trennwand 15 voneinander getrennte, Dämpfungsflüssigkeit enthaltene Kammern 11 und 12, in denen die Kammer 11 als Druckkammer und die Kammer 12 als drucklos volumenaufnehmender Ausgleichsraum ausgebildet ist. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß in der Stirnwand 2 eine Entlüftungsöffnung 13 vorgesehen ist.

Die Membran 18 ist derart ausgebildet, daß sie zusammen mit der starren Trennwand 15 während des Lagerbetriebs axiale Bewegungen ausführen kann, wobei die möglichen leichtgängigen Axialbewegungen der Membran 18 den relativ kleinen Amplituden der u. a. auf das Lager einwirkenden hochfrequenten Geräuschschwingungen entsprechen. Letztere werden somit vom Lager entkoppelt, so daß sich eine gute Geräuschisolation ergibt.

Die starre Trennwand 15 enthält einen in einer radialen Ebene ringförmig um die zentrale Lagerachse verlaufenden Durchtrittskanal 14, welcher die be-den Kammern 11 und 12 miteinander verbindet. Der ringförmige Durchtrittskanal 14 weist eine derartige Länge und Querschnittsfläche auf, daß die Resonanzfrequenz der während des dämpfenden Lagerbetriebs im ringförmigen Durchtrittskanal 14 verschobenen Flüssigkeitsmasse im Zusammenwirken mit den Elastizitäten des gumn.!elastischen Federelementes 5 und der flexiblen Membran 18 im wesentlichen der Resonanzfrequenz des Fahrzeugmotors auf dessen Aufhängung entspricht. Die an ihrem äußeren Umfang fest eingespannte Membran 18 ist an ihrer Einspannstelle 20 mit der starren Trennwand 15 verbunden. In der starren Trennwand

15 befindet sich der ringförmige Durchtrittskanal 14, wobei die Ein- bzw. Austrittsöffnung 16 und 17 in je eine Stirnfläche mündet. Der äußere Umfang der Membran 18 ist mit einem Einspannring 19 dichtend verbunden. Der Einspannring 19 einerseits ist zwischen den Kammern 11 und 12 eingespannt.

An der Verbindungsstelle zwischen der Membran 18 und dem Einspannring 19 umgreift die Membran 18 die beiden Stirnflächen des Einspannringes 19 unter Bildung von axialen Wülsten 9. Andererseits weist die starre Trennwand 15 an ihrem äußeren Rand beidseitig Wegbegrenzungsflächen 23 gegenüber den Wülsten 9 der Membran 18 auf. Hierdurch ergibt sich eine elastische Begrenzung der möglichen Axiaibewegungen der Trennwand 15. Die Kontur der Membran ergibt in Verbindung mit den Wegbegrenzungsflächen 23 einen sanften Übergang zwischen dem Entkopplungs- und Dämpfbereich unter Vermeidung von Stoßgeräuschen beim Einsetzen der Dämpfung.

Die Trennwand 15 ist mittig radial geteilt und weist an ihrem Umfang an der Einspannstelle 20 eine innere Erweiterung zur formschlüssigen Aufnahme der Membran 18 auf. Je nach Bedarf kann die Membran 18 im Bereich der Einspannstelle 20 mit einem inneren starren Armierungsring 22 versehen werden.

In der F i g. 2 ist die Trennwand 15 als Einzelteil dargestellt, wobei der ringförmige Durchtrittskanal 14 mit seinen Öffnungen 16 und 17 ausgebildet ist, die auf je eine Stirnseite münden. Der äußere Rand der Trennwand 15 ist mit Vorsprüngen 24 mit rechteckiger oder dreieckiger Form versehen.

35

40

45

50

55

60

Bezugszeichenliste	— Stirnwand
1	— Stirnwand (Deckplatte)
2	— Gewindebohrung
3	— Befestigungsstift
4	— gummielastisches Federelement
5	— Verbindungsflansch
6	— Bördelung
8	- Wülste
9	— Faltenbalg
10	— Kammer (Druckkammer)
11	— Kammer (Ausgleichpraum)
12	— Entlüftungsöffnung
13	— ringförmiger Durchtrittskanal
14	— starre Trennwand
15	— Ein- bzw. Austrittsöffnung
16	— Ein- bzw. Austrittsöffnung
17	— Membran
18	— Einspannring
19	— Einspannstelle
20	— Anschlag
21	— Armierungsring
22	— Wegbegrenzungsfläche
23	— Vorsprünge
24	Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulisch dämpfendes Gummilager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit zwei in Axialrichtung einander gegenüberliegenden starren Stirnwänden und wenigstens zwei axial hintereinander angeordneten. Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden und durch einen Verbindungsflansch miteinander verbundenen Kammern, von denen mindestens eine eine als gummielastisches Federelement ausgebildete Umfangswand aufweist, wobei die Kammern miteinander durch einen in einer im wesentlichen radialen Ebene ringförmig im Abstand um die zentrale Lagerachse verlaufenden und in einer starren Trennwand aufgenommenen Durchtrittskar.al verbunden sind und die Eintritts- und Austrittsöffnung auf jeweils einer Stirnseite angeordnet ist und wobei die starre Trennwand mit einer elastischen, axial beweglichen und an ihrem äußeren Umfang fest und dicht eingespannten Membran verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (18) die starre Trennwand (15) radial umgibt, wobei sie mit einem radial äußeren Umfangsbereich der Trennwand (15) verbunden ist, daß der Außenumfang der Trennwand (15) die Membran (18) auf mindestens einer Stirnfläche mindestens teilweise überdeckt und daß ausgehend von der Einspannstelle (20) zwischen Trennwand (15) und Membran (18) der Abstand zwischen dieser als Wegbegrenzungsfläche (23) dienenden Überdeckungsfläche und der durch die Membran (18) gebildeten Gegenfläche sich radial nach außen vergrößert.

2. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegbegrenzungsfläche (23) im Querschnitt einen kurvenförmigen Verlauf aufweist.

3. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegbegrenzungsfläche (23) im Querschnitt aus einer Kurve und aus einer Geraden zusammengesetzt ist.

4. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegbegrenzungsfläche (23) im Querschnitt einen geraden Verlauf aufweist.

5. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (15) gleichmäßig über dem Umfang verteilt angeordnete, radial nach außen verlaufende Vorsprünge (24) aufweist.

6. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Umfang der Membran (18) im Verbindungsflansch (6) der Kammern (11,12) eingespannt ist.

7. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (18) mit ihrem äußeren Umfang mit einem an dem Verbindungsflansch (6) fest eingespannten starren Einspannring (19) dichtend verbunden ist, wobei die Membran (18) den Einspannring (19) an dessen beiden Stirnflächen unter Bildung von axialen Wülsten (9) umgreift.