DE3447746A1 - Two-chamber engine mount with hydraulic damping - Google Patents
Two-chamber engine mount with hydraulic dampingInfo
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Abstract
Description
Zweikammer-Motorlager mit hydraulischer DämpfungTwo-chamber engine mount with hydraulic damping
Die Erfindung betrifft ein Zweikammer-Motorlager mit hydraulischer Dämpfung mit einer von einer kegelmantelförmigen Wandung aus elastomerem Material umgebenen Arbeitskammer und einer Ausgleichskammer, die über eine in einer Zwischenplatte angeordneten Düsenöffnung mit der Arbeitskammer hydraulisch in Verbindung steht, und von einer gummielastischen Ausgleichsmembran nach außen abgeschlossen ist.The invention relates to a two-chamber engine mount with hydraulic Damping with one of a cone-shaped wall made of elastomeric material surrounding working chamber and a compensation chamber, which has an intermediate plate arranged nozzle opening is hydraulically connected to the working chamber, and is closed to the outside by a rubber elastic compensating membrane.
Ein derartiges Motorlager ist beispielsweise aus der DE-OS 32 44 296 bekannt. Bei einem solchen Lager kann- in Abhängigkeit von der Frequenz- der dynamischen Steifigkeit und der Dämpfung durch entsprechende Auslegung und konstruktive Maßnahmen ein bestimmter, vorgegebener Verlauf gegeben werden. Die damit konstruktionsbedingte einmal eingestellte Kennlinie kann jedoch während des Betriebs des Lagers nicht mehr verändert werden.Such an engine mount is for example from DE-OS 32 44 296 known. With such a bearing, depending on the frequency, the dynamic Rigidity and damping through appropriate design and structural measures a specific, predetermined course can be given. The construction-related However, once the characteristic curve has been set, it cannot be used during operation of the bearing more to be changed.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Motorlager der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln während des Betriebs des Lagers eine Veränderung der Kennlinien und damit eine Anpassung von Dämpfung und Steifigkeit an unterschied- liche Betriebsbedingungen möglich ist.In contrast, the invention is based on the object of an engine mount to create of the type mentioned, in which with simple means during the Operation of the bearing, a change in the characteristics and thus an adjustment of Damping and stiffness at different liche operating conditions is possible.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zumindest die Ausgleichskammer auf ihrer Außenseite mit einem regelbaren, gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhten Druck beaufschlagbar ist.To solve this problem, the invention provides that at least the compensation chamber on its outside with an adjustable pressure compared to atmospheric pressure increased pressure can be applied.
Dazu ist es möglich, daß die Ausgleichskammer auf ihrer Außenseite von einem luft- und druckdicht gehalterten Gehäuseteil umschlossen ist, das einen regelbaren Anschluß für ein Druckmedium aufweist.For this purpose it is possible that the compensation chamber is on its outside is enclosed by an airtight and pressure-tight housing part, the one having controllable connection for a pressure medium.
Durch diese Beaufschlagung der Ausgleichskammer mit einem erhöhtem Druck lassen sich im Bereich niedriger Frequenzen die Steifigkeit und die Dämpfung des Lagers kontinuierlich verändern. Dies ergibt sich im wesentlichen einmal durch die Erhöhung der Volumensteifigkeit der Ausgleichsmembran und zum anderen dadurch, daß diese Ausgleichsmembran mehr oder weniger an die untere Düsenöffnung gedrückt wird und damit den Strömungswiderstand des Düsenkanals ändert.This exposure of the compensation chamber with an increased The stiffness and the damping can be reduced by pressure in the range of low frequencies of the bearing change continuously. This arises essentially once through increasing the volume stiffness of the compensating membrane and, on the other hand, that this compensating membrane is pressed more or less against the lower nozzle opening and thus changes the flow resistance of the nozzle channel.
Um zu verhindern, daß durch den von unten auf das Motorlager wirkenden Druck das Lager selbst und damit der davon abgestützte Motor nach oben gedrückt wird, ist es ferner zweckmäßig, auch die Arbeitskammer auf ihrer Außenseite von einem luft- und druckdicht gehalterten Gehäuseteil zu umschließen, was ebenfalls einen regelbaren Anschluß für ein Druckmedium aufweist.To prevent that from acting from below on the engine bearing Pressure pushes the bearing itself and thus the motor supported by it upwards is, it is also useful, the working chamber on its outside of to enclose an airtight and pressure-tight housing part, which is also has an adjustable connection for a pressure medium.
Als Druckmedium kann dabei Preßluft mit einem Druck von maximal 5 bar verwendet werden.Compressed air with a maximum pressure of 5 can be used as the pressure medium bar can be used.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn das die Arbeitskammer umschließende Gehäuseteil stirnseitig eine kreisscheibenförmige Aussparung für den von der oberen Lagerplatte ausgehenden Anschlußbolzen aufweist und ein verbleibender Ringspalt mittels einer ringförmigen, membranartigen Gummidichtung luft- und druckdicht abgedichtet ist.It is also useful if the one enclosing the working chamber Housing part on the front side a circular disk-shaped recess for the top Bearing plate having outgoing connection bolts and a remaining one Annular gap airtight and pressure-tight by means of an annular, membrane-like rubber seal is sealed.
Um die Wirkung des Druckes auf die Ausgleichsmembran und deren Einfluß auf den freien Strömungsquerschnitt der Düse zu erhöhen, kann darüberhinaus die Ausgleichsmembran auf ihrer Innenseite der Düsenöffnung gegenüberstehend einen angenähert kegelförmigen Aufsatz tragen, der bei Druckaufbau die Düsenöffnung verschließt.About the effect of the pressure on the compensating membrane and its influence To increase the free flow cross-section of the nozzle, the Compensating membrane on its inside of the nozzle opening opposite one approximated wear conical attachment that closes the nozzle opening when pressure builds up.
Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Motorlager mit einem die Ausgleichskammer druckdicht umgebenden Gehäuseteil; Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch das Motorlager im Bereich des Düsenkanals; Fig. 3 und 4 den Verlauf von dynamischer Steifigkeit und Dämpfung bei atmosphärem Druck und bei erhöhtem Druck und Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Motorlager in vollgekapselter Ausführung Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, weist ein derartiges Motorlager mit hydraulischer Dämpfung im wesentlichen eine Arbeitskammer 1 auf, die von einer kegelmantelförmigen Wandung 2 aus elastomerem Material umgeben und stirnseitig von einer Lagerplatte 3 mit einem Anschlußbolzen 4 für den Motor abgeschlossen ist, sowie eine Ausgleichskammer 5, die über eine in einer Zwischenplatte 6 angeordneten Düsenöffnung 7 - die auch als wendelförmiger Kanal ausgebildet sein kann - mit der Arbeitskammer 1 hydraulisch in Verbindung steht. Die Ausgleichskammer 5 ist dabei von einer gummielastischen Aus gleichsmembran 8 nach außen abgeschlossen und üblicherweise von einem metallischen Gehäuseteil 9 zur Verhinderung mechanischer Beschädigungen umgeben. Die einzelenen Teile des Lagers, nämlich das Oberteil mit der kegelförmigen Wandung 2, die Zwischenplatte 6, die Ausgleichsmembran 8 und das Gehäuseteil 9 sind dabei durch einen Ring 10 gegeneinander verspannt.A schematic drawing shows the structure and mode of operation an embodiment according to the invention explained in more detail. They show: Fig. 1 shows a longitudinal section through an engine bearing with a pressure-tight compensation chamber surrounding housing part; 2 shows a partial longitudinal section through the engine mount in the area of the nozzle channel; 3 and 4 show the course of dynamic stiffness and damping at atmospheric pressure and at increased pressure and FIG. 5 shows a longitudinal section through As can be seen from FIG. 1, an engine mount in a fully encapsulated design has Such an engine mount with hydraulic damping essentially has a working chamber 1, which is surrounded by a cone-shaped wall 2 made of elastomeric material and at the end of a bearing plate 3 with a connecting bolt 4 for the motor is complete, as well as a Compensation chamber 5, which has a arranged in an intermediate plate 6 nozzle opening 7 - also as a helical Channel can be formed - hydraulically connected to the working chamber 1 stands. The compensation chamber 5 is of a rubber-elastic off equal membrane 8 closed to the outside and usually from a metallic housing part 9 surrounded to prevent mechanical damage. The individual parts of the Bearing, namely the upper part with the conical wall 2, the intermediate plate 6, the compensating membrane 8 and the housing part 9 are thereby surrounded by a ring 10 braced against each other.
Ein solches Lager in herkömmlicher Ausführung weist dabei eine Kennlinie für die dynamische Steifigkeit entsprechend Fig. 3 und für die Dämpfung entsprechend Fig.Such a bearing in a conventional design has a characteristic curve for the dynamic stiffness according to FIG. 3 and for the damping accordingly Fig.
4 bei o bar, d.h. bei atmosphärem Druck, in Abhängigkeit von der jeweiligen Anregungsfrequenz auf. Dananch ergibt sich aus Fig. 3, daß die dynamische Steifigkeit zunächst von einem geringen, gleichbleibenden Wert etwa bei 10 Hz kräftig ansteigt, um dann auf einem angenähert konstanten Wert zu verharren. Demgegenüber zeigt die Dämpfung im Bereich niedriger Frequenzen von etwa 18 Hz ein steiles Maximum, um dann wieder stark abzufallen.4 at 0 bar, i.e. at atmospheric pressure, depending on the respective Excitation frequency. It follows from Fig. 3 that the dynamic stiffness initially rises sharply from a low, constant value at around 10 Hz, in order to then remain at an approximately constant value. In contrast, the Attenuation in the range of low frequencies of about 18 Hz a steep maximum to then to drop off sharply again.
Zurückkommend auf das Motorlager nach Fig. 1 ist nach der Erfindung das Gehäuseteil 9 hermetisch abgedichtet gehaltert - beispielsweise noch durch Einfügen einer Gummidichtung 11 innerhalb des verspannenden Gehäuseringes 10 und über eine schematisch angedeutete Anschlußleitung 12 mit einem Steuerventil 13 mit einem erhöhten Druck, insbesondere mit Preßluft beaufschlagbar.Returning to the engine mount of Fig. 1 is according to the invention the housing part 9 is held in a hermetically sealed manner - for example by inserting it a rubber seal 11 within the bracing housing ring 10 and over a schematically indicated connecting line 12 with a control valve 13 with an increased Pressure, especially pressurized air.
Durch einen derartigen Druck im Raum 14 zwischen der Ausgleichsmembran 8 und dem Gehäuseteil 9 lassen sich im Bereich niedriger Frequenzen die Steifigkeit und die Dämpfung des Lagers kontinuierlich verändern. Durch diesen Druckaufbau wird die Ausgleichsmembran 8 mehr oder weniger an die untere Düsenöffnung 7 gedrückt und ä@dert dadurch den Strömungswiderstand dieses Kanals.Such a pressure in the space 14 between the compensating membrane 8 and the housing part 9 can be the stiffness in the range of low frequencies and continuously change the damping of the bearing. By this The pressure build-up is the compensating membrane 8 more or less to the lower nozzle opening 7 is pressed and thereby changes the flow resistance of this channel.
Gleichzeitig verändert sich durch die Erhöhung der Volumensteifigkeit der Ausgleichskammer 5, die normalerweise bei sehr weich ausgeführten Ausgleichsmembranen 8 durch den atmosphärischen Luftdruck bestimmt wird, die Resonanzfrequenz der zwischen der Arbeitskammer 1 und der Ausgleichskammer 5 im Düsenkanal 7 oszillierenden Flüssigkeitssäule. Dadurch verschiebt sich das Dämpfungsmaximum zunächst, während der Effekt dann durch den zunehmenden Verschluß der Düsenaustrittsöffnung auf die Seite der Ausgleichskammer überdeckt.At the same time, the increase in volume stiffness changes the compensation chamber 5, which is normally used in very soft compensating membranes 8 is determined by the atmospheric pressure, the resonance frequency of the between the working chamber 1 and the compensation chamber 5 in the nozzle channel 7 oscillating liquid column. As a result, the attenuation maximum is initially shifted, while the effect then through the increasing closure of the nozzle outlet opening on the side of the compensation chamber covered.
Um diesen Verschluß des Düsenkanals 7 definiert und gezielt herbeizuführen, ist es entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 möglich, auf die Innenseite der Ausgleichsmembran 8 unterhalb des Düsenkanals 7 einen angenähert kegelförmigen oder rotationsparabolischen Aufsatz 15 anzuordnen, der bei ansteigendem Druck und damit Verschiebung der Ausgleichsmembran 8 in Richtung auf die Zwischenplatte 6 in den Düsenkanal 7 hineinragt und diesen verschließt.In order to bring about this closure of the nozzle channel 7 in a defined and targeted manner, it is possible according to the embodiment of FIG. 2, on the inside the compensating membrane 8 below the nozzle channel 7 has an approximately conical shape or to arrange rotational parabolic attachment 15, which with increasing pressure and thus displacement of the compensating membrane 8 in the direction of the intermediate plate 6 protrudes into the nozzle channel 7 and closes it.
In den Fig. 3 und 4 ist nunmehr die Veränderung der Kennlinien eines derartigen Lagers bei erhöhtem Druck gegenüber einer Beaufschlagung mit nur atmosphärischem Druck zu erkennen. Nach der in Fig. 3 für einen Druck von 5 bar eingetragenen Verlauf der dynamischen Steifigkeit ergibt sich eine erhebliche Absenkung derselben bei höheren Frequenzen. Während das Dämpfungsmaximum nach Fig. 4, das bei atmosphärem Druck sehr ausgeprägt ist, bei einem Druck von 5 bar völlig verschwindet. Die Kennlinien für geringere Drücke liegen dann zwischen den angegebenen Grenzkurven.In FIGS. 3 and 4, the change in the characteristics is now a Such a bearing at increased pressure compared to exposure to only atmospheric pressure Detect pressure. According to the curve plotted in FIG. 3 for a pressure of 5 bar the dynamic stiffness results in a considerable reduction in the same higher frequencies. While the attenuation maximum according to FIG. 4, which occurs at atmospheric Pressure is very pronounced, completely disappears at a pressure of 5 bar. The characteristics for lower pressures then lie between the specified limit curves.
Damit ergibt sich, daß nach einem entsprechenden Gegendruck auf die Ausgleichskammer sich das Lager wie eine Kombination aus einem hydraulischen und einem pneumatischen Lager verhält, wobei der Luftfederanteil zu einer geringen Dämpfung und einer geringen Steifigkeit führt.This means that after a corresponding counter pressure on the equalization chamber turns the bearing like a combination of a hydraulic and a pneumatic bearing, with the proportion of air springs being low Damping and a low stiffness leads.
Um zu verhindern, daß wegen der Inkompressibilität der Lagerflüssigkeit bei hohem Druck auf die untere Ausgleichskammer das Oberteil der Arbeitskammer 1, d.h. die Lagerplatte 3, angehoben wird, und damit auch den abgestützten Motor anhebt, ist, wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, auch die obere Arbeitskammer 1 auf ihrer Außenseite von einem luft- und druckdicht gehalterten Geäuseteil 20 umschlossen und über einen Anschluß 21 und ein Steuerventil 22 ebenfalls mit Druckluft beaufschlagt. Dabei können der Druckraum 14 unter der Ausgleichskammer 5 und der Druckraum 23 über der Arbeitskammer 1 von einer gemeinsamen Druckluftquelle 24 mit gleichem Druck beaufschlagt sein.To prevent that because of the incompressibility of the storage liquid with high pressure on the lower compensation chamber, the upper part of working chamber 1, i.e. the bearing plate 3, is raised, and thus also raises the supported motor, is, as can be seen from Fig. 5, the upper working chamber 1 on its outside enclosed by an airtight and pressure-tight housing part 20 and via a Connection 21 and a control valve 22 also have compressed air applied to them. Included the pressure chamber 14 below the compensation chamber 5 and the pressure chamber 23 above the Working chamber 1 is acted upon by a common compressed air source 24 with the same pressure be.
Bei einer beiderseitigen Beaufschlagung des Lagers mit erhöhtem Druck bleibt nämlich die statische Einfederung des Lagers bei konstanter Last ebenfalls konstant, während der Erhärtungseffekt für die Ausgleichsmembran 8 und das Verschließen des Düsenkanals 7 durch die sich anlegende Ausgleichsmembran 8 in gleicher Weise auftritt, wie bei einseitiger Druckbeaufschlagung.When the bearing is subjected to increased pressure on both sides This is because the static deflection of the bearing at constant load also remains constant, while the hardening effect for the compensating membrane 8 and the closure of the nozzle channel 7 through the adjacent compensating membrane 8 in the same way occurs, as with one-sided pressurization.
Zur Abdichtung des oberen Gehäuseteils 20 gegenüber dem Anschlußbolzen 4 ist es zweckmäßig, in dem oberen Gehäuseteil 20 eine kreisscheibenförmige Aussparung 25 vorzusehen und den verbleibenden Ringspalt mittels einer ringförmigen membranartigen Gummidichtung 26 luft- und druckdicht abzudichten. Damit sind Bewegungen des Anschlußbolzens 4 und damit der oberen Lagerplatte 3 gegegenüber dem oberen Gehäuseteil 20 möglich. Außerdem kann durch entsprechende Bemessung von Größe und Steifigkeit dieser Gummidichtung 26, die sich bei entsprechendem Druckaufbau in dem Druckraum 23 nach oben auswölben kann, eine Beeinflussung der druckbedingten Verformung der unteren Ausgleichsmembran 8 und damit der Düsenöffnung 7 erreicht werden. Insgesamt ergibt sich also ein hydraulisch gedämpftes Motorlager, bei dem mit dem beschriebenen Maßnahmen Steifigkeit und Dämpfung sehr feinfühlig über einen pneumatischen Druck steuerbar und an die jeweils gegebenen Betriebsbedingungen anpaßbar sind.For sealing the upper housing part 20 against the connecting bolt 4, it is useful to have a circular disk-shaped recess in the upper housing part 20 25 to be provided and the remaining annular gap by means of an annular membrane-like Rubber seal 26 to seal airtight and pressure-tight. This means that there are movements of the connecting bolt 4 and thus the upper bearing plate 3 with respect to the upper housing part 20 is possible. In addition, by appropriately dimensioning the size and rigidity this Rubber seal 26 which, when the pressure builds up accordingly, in the pressure chamber 23 according to can bulge out at the top, influencing the pressure-related deformation of the bottom Compensating membrane 8 and thus the nozzle opening 7 can be achieved. Overall results So there is a hydraulically damped engine mount with the measures described Rigidity and damping can be controlled very sensitively via pneumatic pressure and are adaptable to the given operating conditions.
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Claims (7)
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Also Published As
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