DE3528213C3 - Schwingungsdämpfendes hydraulisches Stützlager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein schwingungsdämpfendes hydraulisches Stützlager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs.

Ein derartiges Stützlager ist aus der DE-OS 33 47 274 bekannt. Bei diesem Stützlager besteht das Verschlußteil aus einer Einheit mit zwei Platten, die durch einen mittigen Steg miteinander verbunden sind. Das gesamte Verschlußteil besteht aus elastischem Werkstoff, so daß sich die Platten zum Öffnen und Schließen der in der Trennplatte befindlichen Durchgangslöcher verbiegen können.

Aus der DE-PS 30 19 337 ist ein Stützlager bekannt, bei dem die Zutrittsöffnung und die Austrittsöffnung zu dem in der Trennplatte befindlichen Drosselöffnung diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Der Drosselkanal wird durch zwei plattenförmige Teile gebildet, in denen eine Hälfte des Drosselkanals jeweils schräg verlaufend untergebracht ist, so daß der gesamte Drosselkanal dadurch entsteht, daß die beiden plattenförmigen Teile zusammengesetzt werden und sich die Kanalhälften zum eigentlichen Drosselkanal vereinigen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Stützlager der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit einfachen konstruktiven Mitteln und bei einfacher Herstellung eine gute, geräuschvermindernde Schwingungsdämpfung und Schwingungsisolierung der Schwingungen verschiedener Frequenz und unterschiedlicher Amplitude ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Gemäß der Erfindung wird der Anstieg des hydraulischen Druckes aufgrund der hochfrequenten Schwingungen ebenso unterdrückt wie eine Dämpfung gegenüber niedrigfrequenten Schwingungen erreicht, um dadurch die Erzeugung von Geräuschen zu verhindern, indem das Verschlußteil das in der Trennplatte befindliche Durchgangsloch aufgrund einer niedrigfrequenten Schwingung schließt. Bei hochfrequenten Schwingungen besteht über dieses Durchgangsloch eine Verbindung zwischen den Kammern.

Wenn entsprechend der Erfindung ein abgestützter Körper, wie ein Fahrzeugmotor, schwingt, wird der gummielastische Grundkörper dynamisch verformt und die Kammern ändern auf beiden Seiten der Trennplatte ihr Volumen. Gleichzeitig schließt das Verschlußteil nahezu die Durchgangsöffnung der Trennplatte aufgrund einer großen Schwingungsamplitude. Somit erfolgt aufgrund der Schwingungen ein Flüssigkeitsstrom durch die Durchgangsöffnung in der einen oder in der entgegengesetzten Richtung, und es erfolgt im Drosselkanal eine Dämpfung durch Drosselwirkung, wodurch es möglich ist, die niedrigfrequenten Schwingungen weitgehend zu dämpfen.

Andererseits liegen bei hochfrequenten Schwingungen die hydraulischen Drücke beider Kammern anfänglich an der Grenze des Anstiegs, während das Verschlußteil nahezu von dem mittleren Plattenabschnitt der Trennplatte getrennt ist, und zwar aufgrund einer schnellen Schwingung und einer kleinen Schwingungsamplitude. Somit erfolgt ein Flüssigkeitsstrom sowohl durch das Durchgangsloch als auch durch den Drosselkanal. Dadurch entsteht ein Unterdrücken des Anstiegs der hydraulischen Drücke und die dynamische Federkonstante im Hochfrequenzbereich kann vermindert werden. Auf diese Weise kann die Übertragung von Schwingungen wirksam isoliert werden.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Stützlagers,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht einer in Fig. 1 dargestellten Trennplatte,

Fig. 3 eine Vorderansicht der in Fig. 2 dargestellten Trennplatte,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der Fig. 3, und

Fig. 5 ein Diagramm mit der Darstellung der dynamischen Federkonstante im Vergleich mit einem herkömmlichen Stützlager.

Das Stützlager, wie es in den Zeichnungen dargestellt ist, besitzt als Hauptbestandteile einen Hauptstützkörper 1, einen ersten Konsolenteil 3, einen zweiten Konsolenteil 4, eine Gummimembran 5 und eine Trennplatte 6.

Der Hauptstützkörper 1 weist einen die Schwingung isolierenden Grundkörper 2 auf, welcher aus einem gummielastomeren Block besteht. An einer Seite dieses Grundkörpers ist ein zylindrischer Metallkörper 7 und an seiner anderen Seite eine flache, ebene Metallplatte 8 angebracht, die in ihrem Mittelabschnitt einen Schraubbolzen 9 aufweist.

Das erste Konsolenteil 3 hat eine Hutform und ist mit einem Schraubbolzen 10 in seinem Mittelabschnitt versehen. Der Umfangsabschnitt des ersten Konsolenteils 3 ist integral mit dem Hauptkörper 1 ausgeführt, indem es am Umfangsabschnitt bzw. am Rand des zylindrischen Metallkörpers 7 diesen abdeckend anliegt und dann verstemmt bzw. umgebogen ist.

In einem geeigneten Abschnitt des ersten Konsolenteils 3 ist eine kleine Öffnung 11 als Luftpassage vorgesehen.

Das zweite Konsolenteil 4 ist eine Metallplatte, die etwa eine L-Form hat und integraler Teil des Hauptkörpers ist, wobei sie von der Seite am die Schwingung isolierenden Grundkörper 2 anliegt und in Flächenberührung mit der Metallplatte 8 steht. Der Schraubbolzen 9 wird von der ebenflächigen Metallplatte aufgenommen, um das zweite Konsolenteil 4 anzubringen.

Die Gummimembran 5 ist quer durch das erste Konsolenteil 3 gespannt, um so das offene Ende des zylindrischen Metallkörpers 7 des Hauptstützkörpers 1 abzudecken und abzuschirmen. Der Umfangsrand der Gummimembran 5 wird vom Rand des zylindrischen Metallkörpers 7 und vom Umfangsabschnitt des ersten Konsolenteils 3 gehalten, wodurch die Gummiplatte 5 an ihrem Umfang luftdicht am Hauptstützkörper 1 angebracht ist.

Innerhalb des Hauptstützkörpers 1 solchen Aufbaus befindet sich eine abgedichtete Innenkammer, deren Umgebungswand von der Innenseite des die Schwingungen isolierenden Grundkörpers 2 gebildet ist, sowie die Innenwand des zylindrischen Metallkörpers 7 und eine Seitenfläche der Gummiplatte 5. In dieser Innenkammer ist eine Trennplatte 6 querverlaufend vorgesehen, um die Kammer in eine obere und eine untere Kammer 12, 13 aufzuteilen.

Die Trennplatte 6 setzt sich aus einem dickeren äußeren Umfangsabschnitt 14 und einem Verschlußteil 15 zusammen. Innerhalb des dickeren äußeren Umfangsabschnitts befindet sich ein innerer, dünnerer, ebenflächiger Plattenabschnitt. Der ebenflächige Plattenabschnitt ist mit zumindest einem Durchgangsloch 16 versehen. Der dickere äußere Umfangsabschnitt 14 ist mit einem Drosselkanal 17 versehen, der nahezu über den gesamten Umfang verläuft. Der Drosselkanal 17 ist durch zumindest eine Schrägwand 20 aufgeteilt, um so nahezu über den gesamten Umfang eine Ringpassage zu bilden. Auf einer Seite der Schrägwand 20 ist eine Mündungsöffnung 18 vorgesehen, die an einem Ende des Drosselkanals in die Kammer 12 mündet. Auf der anderen Seite der Schrägwand 20 befindet sich eine Mündungsöffnung 19, die am anderen Ende des Drosselkanals in die Kammer 13 mündet (Fig. 3 und Fig. 4).

Die Trennplatte 6 wird gegen die innere Umfangswand des Hauptstützkörpers 1 gedrückt und ist dort fest eingesetzt, hier an der inneren Umfangswand des zylindrischen Metallkörpers 7.

Beim in Fig. 3 dargestellten Beispiel ist die Trennplatte 6 im ebenflächigen mittleren Plattenabschnitt mit zwanzig Durchgangslöchern 16 versehen, die über einen kleinen Durchmesser verteilt sind. Das Verschlußteil 15 besteht aus zwei Platten, die den mittleren ebenflächigen Plattenabschnitt mit den Durchgangslöchern 16 überdecken. Weiterhin besteht das Verschlußteil 15 aus einem Verbindungsteil zum parallelen Verbinden der Platten, so daß das Verschlußteil 15 insgesamt einen H-förmigen Querschnitt hat. Das Verbindungsteil ragt durch ein Loch in der Mitte des ebenflächigen Plattenabschnitts des Verschlußteils 14. Die beiden Platten befinden sich beidseits des ebenflächigen Plattenabschnittes.

Es ist erforderlich, daß das Verschlußteil 15 geringfügig bewegbar an der Trennplatte 6 gehalten wird, wofür die beiden Platten geringfügig vom ebenflächigen Plattenabschnitt der Trennplatte entfernt angeordnet sind. Es sollte vermieden werden, daß das Verschlußteil 15 jederzeit in dichter Berührung mit der Trennplatte 6 steht.

Die Trennplatte 6 besteht aus einem starren Material, wie Metall (beispielsweise Aluminium) oder aus einem elastomeren Material, wie Gummi. Dagegen besteht das Verschlußteil 15 aus einem starren Material.

Die so aufgebaute Trennplatte 6 wird in einem Stützlager für das Isolieren einer Schwingung eingebaut, wobei in den Kammern 12, 13 dieses Stützlagers eine Flüssigkeit abgedichtet eingefüllt ist.

Wenn das Stützlager für das Abstützen eines Fahrzeugmotors verwendet wird, so werden die hochfrequenten Schwingungen während des Laufens des Motors grundsätzlich durch den Grundkörper 2 schwingungsisoliert.

Andererseits werden niedrig- oder mittelfrequente Schwingungen, wie die Leerlaufschwingungen, wirksam dadurch aufgenommen, daß die Flüssigkeit nur durch den Drosselkanal 17 zwischen den Kammern 12, 13 strömt. Da diese Schwingungen eine große Schwingungsamplitude haben, schließt das Verschlußteil 15 die Durchgangslöcher 16.

Bei einer hochfrequenten Schwingung mit kleiner Schwingungsamplitude steigt üblicherweise der hydraulische Druck in den Kammern 12, 13 an. Jedoch ist das Verschlußteil 15 für die Schwingung empfänglich, indem die Schwingung den Öffnungszustand der Durchgangslöcher verlängert, so daß die Flüssigkeit auch durch die Durchgangslöcher 16 strömen kann. Somit vermindert sich der hydraulische Druck in den Kammern 12, 13. Die dynamische Federkonstante wird daher klein und es können Geräusche absorbiert werden.

Die schwingungsisolierenden Eigenschaften, d. h. das Verhältnis von Frequenz (Hz) und dynamischer Federkonstante (kg/mm) wurde verglichen durch Messungen zwischen dem erfindungsgemäßen Stützlager und einem vorher bekannten Vergleichslager, bei dem eine Trennplatte aus einem starren Körper verwendet wurde, anstatt der Trennplatte 6 der Erfindung.

Die Resultate sind in Fig. 5 dargestellt, wobei die ausgezogene Linie der Erfindung entspricht und die unterbrochene Linie dem Vergleichslager. Aus dem Diagramm wird deutlich, daß im Bereich niedriger Frequenz im wesentlichen kein Unterschied besteht, jedoch im Bereich mittlerer und hoher Frequenz über 45 Hz. Das Stützlager der Erfindung erbringt in diesem Frequenzbereich eine wesentliche Verminderung der dynamischen Federkonstante. So ist es möglich, in diesem Bereich die Geräuschbildung und insbesondere dumpfe Geräusche zu reduzieren.

Claims (1)

1. Schwingungsdämpfendes hydraulisches Stützlager mit einem Grundkörper (2) aus gummielastomerem Material, mit zwei durch eine Trennplatte (6) räumlich voneinander getrennten, mit einer Flüssigkeit gefüllten Kammern (12, 13), die über einen in der Trennplatte (6) befindlichen Drosselkanal (17) miteinander in Strömungsverbindung stehen, welcher Drosselkanal mit jeweils einer Mündungsöffnung (18, 19) auf jeder Seite der Trennplatte (6) in die jeweilige Kammer (12, 13) mündet, wobei die Trennplatte (6) einen dickeren äußeren Umfangsabschnitt (14) und einen dünneren, inneren, ebenflächigen Plattenabschnitt aufweist, der zumindest mit einem Durchgangsloch (16) versehen ist, wobei der Drosselkanal (17) ringförmig etwa über den gesamten Umfang des äußeren Umfangsabschnitts (14) verläuft, und mit einem Verschlußteil (15), das aus zwei gegenüberliegenden Platten auf je einer Seite des Plattenabschnitts mit einem dazwischen befindlichen Freiraum besteht und das Durchgangsloch (16) von beiden Seiten überdeckt, wobei die Platten senkrecht zu den Oberflächen des Plattenabschnitts geringfügig bewegbar sind und je nach Größe der Schwingungsamplitude sich entweder in Berührung mit oder getrennt vom Plattenabschnitt befinden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (15) als Ganzes relativ zum Plattenabschnitt frei bewegbar ist, daß der Grundkörper (2) eine der Kammern (12, 13) begrenzt, und daß die Mündungsöffnungen (18, 19) in Axialrichtung des Stützlagers etwa einander gegenüberliegend durch eine im Drosselkanal (17) befindliche Schrägwand (20) voneinander getrennt sind, die durch ihre in Achsrichtung des Drosselkanals (17) weisenden Seiten Umlenkflächen für die Strömung zu den beiden Mündungsöffnungen (18, 19) hin bildet.