DE3440681A1

DE3440681A1 - Schwingungsabsorbierende befestigung

Info

Publication number: DE3440681A1
Application number: DE19843440681
Authority: DE
Inventors: Michael Coventry West Midlands Clark
Original assignee: Dunlop Ltd
Current assignee: Dunlop Ltd
Priority date: 1983-11-12
Filing date: 1984-11-07
Publication date: 1985-05-23
Also published as: US4682753A; FR2554888A1; GB2149880B; GB8426651D0; GB2149880A

Description

Die Erfindung betrifft eine schwingungsabsorbierende Befestigung und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, eine Motorbefestigung bei Kraftfahrzeugen.

Der Motor eines Kraftwagens wird normalerweise an Teilen des Fahrgestelles durch Befestigungseinrichtungen angebracht, die Gummi-Klötze oder -ringe enthalten, die mit Metall-Endteilen verbunden sind, welche jeweils an dem Motor bzw. Fahrgestellteil befestigt sind. Um die Wirksamkeit solcher Befestigungen zu verbesseren, wurde bereits vorgeschlagen, eine hydraulische Dämpfung vorzusehen durch Aufnahme von flüssigkeitsgefüllten Kammern in den Gummiklötzen, wobei die Kammern so angeordnet sind, daß sie durch relativ verengte Durchlässe miteinander in Verbindung stehen, um so die Übertragung von Schwingungen von dem Motor zu dem Fahrgestell über die Gummibefestigungen zu dämpfen.

Zwar ergeben hydraulisch gedämpfte Befestigungseinrichtungen der genannten Art einen hohen Isolationsgrad des Fahrgestelles gegen in dem Motor entstehende Schwingungen, jedoch kann ihre Wirksamkeit noch verbessert werden, und die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Schaffung von Befestigungen, die eine solche weitere Verbesserung ergeben können.

Eine erfindungsgemäße schwingungsabsorbierende Befestigung enthält eine an einem Gehäuse abgedichtet befestigte, aus verstärktem Elastomer bestehende abrollende Endmembran (rollinglobe end diaphragm) und einen mit dem Zenralbereich der Endmembran in Eingriff stehenden Kolben, wobei das Gehäuse zwei flüssigkeitsgefüllte Kammern enthält, die miteinander über einen verengten Durchlaß in Verbindung stehen und voneinander durch .eine elastomere Zwischenmembran mit eine wesentliche Federsteifheit ergebender ausreichender Stärke voneinander getrennt sind, wobei eine erste Kammer der flüssigkeitsgefüllten Kammer

der Enditiembran benachbart und eine zweite der flüssigkeitsgefüllten Kammern an einer Seite durch die elastomere Zwischenmembran und an der anderen Seite durch eine Trennmembran begrenzt sind und das Gehäuse auch eine Gaskammer zur Aufnahme zur Aufnahme eines Gasdruckes enthält, die zum Einwirken auf die der zweiten flüssigkeitsgefüllten Kammer fernliegende Seite der Trennmembran ausgelegt ist.

Der Ausdruck "Membran aus verstärktem Elastomer" im vorhergehenden Absatz bedeutet eine Membran, die aus Gummi oder einem anderen entsprechenden elastomeren Material mit relativ undehnbaren Verstärkungen hergestellt ist, z. B. üblichen Kordverstärkungen, oder die aus einem Material besteht, welches selbst einen hohen Elastizitätsmodul (Young's Modulus) besitzt. Die hier vorgesehene verstärkte Endmembran wirkt so, daß, während die Abrollschleife keinen wesentlichen Widerstand gegen eine Linearbewegung des zugehörigen Kolbensbildet, eine Steifigkeit im Sinne eines Widerstandes gegen das Durchbeulen der Abrollschleife unter Druck vorhanden ist.

Zur Verbindung des Kolbens mit einem Motor oder einem Fahrgestellteil ist dieser mit einem Stiel versehen, der axial von dem Gehäuse absteht, und der Stiel kann zur Befestigung mit einem Flansch versehen sein. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erstreckt sich das Gehäuse um den Kolben und den Stiel und stützt einen durchgehenden elastomeren Dämpferring ab, der in einem Ringspalt zwischen dem Kolben und dem Flansch sitzt, so daß ein Schutz gegen Stoß- und Rückstoß-Überlastungen für die Befestigung gegeben ist.

Die Gaskammer kann eine bestimmte Gasmasse enthalten, d.h. sie kann eine permanent abgedichtete Einheit sein, jedoch kann, um die erforderlichen Eigenschaften zu erzielen, die Gasmasse in der Kammer unter Einwirkung einer geeigneten Vorrichtung verändert werden, wie sie beispielsweise durch Verbindung mit einem Behälter über ein Ventil bestehen kann, das ganz oder teilweise

geschlossen werden kann, um das effektive Volumen der Kammer zu verringern. Eine solche Beeinflußung kann von der Motorgeschwindigkeit so abhängig gemacht werden, daß das Ventil beim Erreichen einer vorbestimmten Geschwindigkeit geschlossen wird.

Eine Ausführung der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Axialschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen schwingungsabsorbierenden Befestigung und

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Betriebssystems für zwei Befestigungen nach Fig. 1

Die schwingungsabsorbxerende Befestigung 10 nach Fig. 1 besteht aus einem Gehäuse 11, das aus einer Reihe von vier allgemein schüsseiförmigen miteinander in Eingriff gebrachten Blechbestandteilen 12, 13, 14 und 15 geformt ist. Die Bestandteile^V13 und sind miteinander durch eine um den gesamten Umfang angefertigte Auffüll-Schweißnaht abgedichtet, durch die eine sich nach innen erstreckende Lippe 17 geschaffen ist, und die flüssigkeitsgefüllten Kammern 20 und 21 sind teilweise durch den so gebildeten allgemein zylindrischen Aufbau begrenzt. Ein Einlaßstutzen 25 erlaubt die Befüllung der Kammern 20 und 21 und ein Metallring 26 ist in dem Gehäuseabschnitt 13 untergebracht, um eine Zwischen-Gummimembran 27 abzustützen, die mit dem Ring 26 verbunden und ausreichend stark ist, um so eine Federwirkung bei Abbiegen der Membran 27 durch unterschiedlichen Druck in den Kammern 20 und 21 zu erzeugen. Der Ring 26 besitzt einen Flansch 30 mit einer öffnung 31, um eine Verbindung zwischen der Kammer 20 und einem zwischen dem Ring und der Wand des Gehäuseabschnittes 13 gebildeten Ringraum 32 herzustellen, und der Ring 26 wird in seiner Lage durch einen kleinen Axialflansch 33 gehalten, der

unter der Lippe 17 eingedrückt ist. Eine öffnung 35 ist in der Lippe 17 vorgesehen, um etine Verbindung zwischen dem Ringraum 32 und der Kammer 21 zu schaffen, so daß der Flüssigkeitsstrom zwischen den Kammern 20 und 21 gezwungen ist, im wesentlichen den Gesamtumfang des Rings 26 zu umströmen, um in bekannter Weise eine Dämpfung zu erzeugen.

Die Kammer 20 ist an einer Seite durch eine Gummitrennmembran 40 begrenzt, die zwischen den Gehäuseabschnitten 12 und 13 durch einen verstärkten Wulstteil 41 der Trennmembran abdichtend befestigt ist, der in einem Ring-Profilraum 42 gehalten und gegen eine Versetzung radial nach innen durch einen steifen Metallring 43 gesichert ist, wobei die Gehäuseabschnitte 12 und 13 miteinander durch teleskopartig verschiebbare Flanschabschnitte 44 bzw. 45 verbunden sind, die miteinander verpresst und durch eine übergeschlagene Lippe 46 am Ende des Flansches 44 gesichert sind.

Der Gehäuseabschnitt 12 enthält eine mit unter Druck stehender Luft gefüllte Kammer 47, und es ist ein Stutzen 50 vorgesehen, um eine Verbindung mit einer Druckluftquelle über (das später zu beschreibende) System nach Fig. 2 herzustellen.

Die flüssigkeitsgefüllte Kammer 21 wird durch eine ringförmige Endmembran 55 abgeschlossen, die einen durch einen steifen Metallwulstdraht 57 verstärkten Wulst enthält, der in einem Einschnitt sitzt, welcher durch einen eingeschlagenen Flansch

58 an dem Gehäuseabschnitt 14 gebildet ist. Es ist ein Ring

59 an dem Wulstteil vorgesehen, der den Wulst in den Flanschumschlag 58 hineindrückt, um so eine zufriedenstellende Abdichtung zu erreichen. Die Membran 55 besitzt auch einen Innen-Ringwulst 65, der in einem entsprechenden Einschnitt 66 in einem Kolben 67 sitzt, und es ist ein steifer Metallring 68 vorgesehen, um den Membraninnenwulst an dem Kolben zu halten. Der Kolben 67 ist mit einem Stiel 70 versehen, welcher mit einem Gewindeabschnitt 71 mit verringertem Durchmesser in den Kolben eingeschraubt ist, und an dem Stiel 70 ist einstückig ein

Flansch 72 angeformt.

Der Gehäuseabschnitt 15 umgibt den Kolben 67 und den Stiel 70, und ist zur Schaffung eines Endflansches 75 nach innen geschlagen, und an diesem Enflansch 75 ist ein ringförmiger Gummipuffer 76 angebracht, der so starr an dem Gehäuse befestigt und in einem Ringspalt 78 zwischen der Außenfläche des Kolbens und dem Flansch 72 sitzt. Der Puffer 76 begrenzt so die Bewegung des Kolbens gegenüber dem Gehäuse bei Stoß- und Rückstoß-Zuständen, um eine übermäßige Bewegung in beiden Richtungen zu verhindern.

Die Endmembran 55 ist eine Abrollmembran mit einer Kordverstärkung/ wie sie beispielsweise in der GB-PS 969 891 beschrieben ist. Die Seitenfläche 81 des Kolbens 67 ist mit einem entsprechend · gekrümmten Profil zur Anlage an der Membran 55 versehen, um die erforderlichen Steifigkeit/Abbiege-Eigenschaften zu erzeugen, und der äußere Bereich der Membran ist zur Anlage an einen zylindrischen Metallschirm 82 bei seinem Abrollen ausgelegt.

Die Abrollmembran 55 bewirkt eine Zentrierung des Kolbens 67 bei gleichzeitig ausreichender seitlicher Nachgiebigkeit (rechtwinklig zur Achse der Befestigung gesehen), um so einen ausreichenden Isolationsgrad für das Fahrgestell gegen seitliche Schwingungen des Motors zu schaffen, während außerordentliche Querbewegungen des Motors durch den den Stiel 70 umgebenden Puffer 76 begrenzt werden.

Fig. 2 zeigt zwei schwingungsabsorbierende Befestigungen 90 und 91 der beschriebenen Art beim Einsatz als Teil eines Befestigungssystems für einen Motor 92 an einem Fahrgestell 93. Der Luftdruck für die Kammern 47 der Befestigungen 90 und 91

wird durch Rohre 95 bzw. 96 zugeführt, welche mit separaten Kammern 97 bzw. 98 eines Vorratsbehälters 99 über Steuerventile 101 bzw. 102 zur Beeinflußung der Steifigkeit verbunden sind.

Der Vorratsbehälter 99 ist über ein Rohr 104 mit einem Höhen-Steuerventil 105 verbunden, das über ein an einem (nicht dargestellten) Kompressor angeschlossenes Rohr mit Druckluft versorgt wird. Der Kompressor kann als Teil der normalen Fahrzeugausrüstung vorhanden sein. Die getrennten Kammern 97 und 9 8 des Behälters 99 sind durch eine Verengung 107 miteinander verbunden, die eine graduelle Angleichung der Druckwerte in- den beiden Kammern erlaubt.

Eine elektronische Steuereinheit 109 ist vorgesehen, die Signale von einem Motorhöhenfühler über eine Eingangsleitung 110 und von einem Drehzahlfühler über eine Empfangsleitung 111 empfängt, und diese Signale beaufschlagen die Steuereinheit 109 in der erforderlichen Weise, um die Druckwerte und die Federeigenschaften der Befestigungen 90 und 91 über die Ventile 101, 102 und 105 in der nachfolgend beschriebenen Weise nachzustellen.

Die Motorhöhensteuerung wird dadurch bewirkt, daß die Leitung 104 über das Ventil 105 entweder mit der Druckluftleitung oder einer Abluftleitung 112 verbunden wird. Dadurch kann der Luftdruck in den jeweiligen Luftkammern 47 so verändert werden, daß der Motor in die erforderliche Höhenlage kommt, wobei die Puffer 76 zentral in den Ringspalten 78 zwischen den Kolben der Befestigungen 90 und 91 und den zugeordneten Befestigungsflanschen sitzen.

Um es zu ermöglichen, die Federsteifigkeit der Befestigungen 90 und 91 zu beeinflußen, z. B. entsprechend der Motordrehzahl, um so die Steifigkeit bei einer vorbestimmten Drehzahl zu er-

höhen, wird die Steuereinheit 109 dazu gebracht, die Steifheit-Steuerventile 101 und 102 so zu betätigen, daß ein relativ ungehinderter Durchgang geschlossen und eine Verengung (Drosselstelle) in jede Verbindungsleitung 95 und 96 zu den Luftkammern der Befestigungen 90 bzw. 91 eingefügt wird. Wenn diese Verengungen oder Drosselstellen -wirksam sind, wird das wirksame Volumen jeder Luftkammer 47, die bei der offenstehenden Stellung der Ventile 101 und 102 auch das Volumen der Kammern 97 bzw. 98 des Behälters 99 mit umfasst, wesentlich in soweit verringert, als schnelle Änderungen betroffen sind. Dadurch wird die effektive Pedersteifigkeit verändert.

Die beschriebene schwingungsabsorbierende Befestigung ergibt eine verbesserte Isolierung des Fahrgestelles gegen Motorschwingungen. Da der Puffer 76 wirksam in dem Ringspalt 78 zwischen dem Kolben 67 und dem Flansch 72 fehlersicher gehalten ist, d..h. auch dann wirkt, wenn die Endmembran versagt, wird der Motor immer sicher durch den Puffer 76 und den Endflansch 75 gehalten.

Die Verbindung des geringen Abrollwiderstandes der verstärkten Abrollschleife der Endmembrane ergibt zusammen mit ihrer hohen Durchbeul-Steifigkeit eine größere Flexibilität bei der Steuerung der Entwurfsparameter der dynamischen Steifigkeit und Dämpfung, die zusammen mit der Zwischenmembran erzielt werden.

/14

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

Schwingungsabsorbierende Befestigung, dadurch gekennzeichnet , daß sie in Kombination eine aus verstärktem Elastomer bestehende und mit einem Gehäuse (11) abgedichtete Abrollschleifen-Endmembran (55) enthält und einen mit dem Zentralbereich der Endmembran in Eingriff stehenden Kolben (67), daß das Gehäuse zwei flüssigkeitsgefüllte Kammern (20, 21) umfasst, die miteinander über einen verengten Durchlaß (32) in Verbindung stehen und voneinander durch eine elastomere Zwischenmembran (27) ausreichender Stärke getrennt sind, um wesentliche Federsteifigkeit zu schaffen, daß eine erste Kammer (21) der flüssigkeitsgefüllten Kammern der Endmembrane benachbart und eine zweite Kammer (2O) der flüssigkeitsgefüllten Kammern an einer Seite durch die elastomere Zwischenmembran (27) und an der anderen Seite durch eine Trennmembran (40) begrenzt sind

und daß das Gehäuse (11) auch eine Gaskammer (47) zur Aufnahme von Gasdruck enthält, die zur Einwirkung auf die von der zweiten :flüssigkeitsgefüllten Kammer (20) fernliegende Seite der Trennmembran (40) ausgelegt ist.
2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekenn ζ e'ichn e t , daß der Kolben (67) mit einem axial aus dem Gehäuse (11) vorstehenden Stiel (70) versehen ist, daß das Gehäuse (11) einen dem Stiel (70) umgebenden Ringpuffer (76) aus elastomerem Material in einem Ringspalt (78) zwischen dem Kolben (67) und einem Flansch \12) an dem Stiel (70) abstützt.
3. Befestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die elastomere Zwischenmembran (27) mit einem Metallring (26) verbunden"ist, der gegen eine Innenlippe (17) des Gehäuses gesetzt und in Eingriff mit dieser verrastet ist.
4. Befestigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) aus einer Reihe von allgemein schüsseiförmigen, miteinander in Eingriff stehenden Blechbestandteilen (12, 13, 14, 15) gebildet ist, von denen zwei (13, 14) so miteinander verschweißt sind, daß sie eine nach innen vorstehende Lippe (17) bilden.
5. Schwingungsabsorbierendes Befestigungssystem für einen Fahrzeugmotor, dadurch g *.e kennzeichnet , daß in Kombination eine schwingungsabsorbierende Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und ein mit deren Gaskammer (47) verbundener Druckbehälter (99) vorgesehen sind, und das Mittel (107) vorgesehen sind, um den Gasstrom zwischen dem Behälter (99) und der Gaskammer (44) zur Erhöhung der Steifigkeit der Befestigung zu beschränken.
6. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß in Kombination zu der schwingungsabsorbierenden Befestigung

nach einem der Ansprüche 1 bis 4 Mittel (109) zum Steuern der Motorhöhe relativ zum Fahrgestell durch Steuern des Gasdruckes in der Gaskammer (47) vorgesehen sind.