DE3610611A1

DE3610611A1 - Elastisches und daempfendes lager, insbesondere fuer den antriebsmotor eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE3610611A1
Application number: DE19863610611
Authority: DE
Inventors: Jens Beyrich; Hans Heltmann; Juergen Brecht
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1986-03-29
Filing date: 1986-03-29
Publication date: 1987-10-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches und dämpfendes Lager, insbesondere für den Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs, der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art.

Ein derartiges Lager ist bereits durch die DE-OS 31 42 673 bekannt. In diesem sind zwei Hohlräume vorgesehen, von denen ein Hohlraum mit Dämpfungsflüssigkeit und der andere mit Luft gefüllt ist. Der mit Luft gefüllte Hohlraum ist von einer im Zentrum mit einer Öffnung versehenen Scheibe in zwei Kammern unterteilt. Die Scheibe ist mit einer biegsamen Auflage versehen, in der eine zentrale Drosselbohrung und mit radialem Abstand mehrere über den Umfang verteilte Übertrittsöffnungen ausgebildet sind. Durch die Scheibe und die biegsame Auflage ist ein Ventil gebildet, das beim Einfedern des Lagers die Auflage so weit von der Scheibe abheben läßt, daß Luft nahezu ungehindert von einer Kammer durch sämtliche Öffnungen der Auflage in die andere Kammer überströmen kann. Beim anschließenden Ausfedern legt sich die Auflage an die Scheibe an, so daß die Luft nur noch durch die zentrale Drosselbohrung in der Auflage zurückströmen kann. Auf diese Weise wird erreicht, daß die überströmende Luft nur bei größeren Lagerauslenkungen eine zusätzliche Dämpfung bewirkt. Nachteilig ist dabei die hohe Fließfähigkeit und die geringe Dichte von Luft, so daß diese auch dann nur eine geringe Dämpfungswirkung entwickeln kann, wenn die Drosselbohrung nur einen geringen Durchmesser aufweist. Durch hohe Luftgeschwindig keiten in der Drosselbohrung wird die Luft zu Schwingungen angeregt, die Geräusche und am Umfang der Drosselbohrung Risse in der Auflage bewirken können, so daß sich der Durchmesser der Drosselbohrung vergrößert. Die Dämpfungswirkung der zwischen den beiden Kammern strömenden Luft ist auch deshalb gering, da die Luft nur beim Ausfedern des Lagers eine zusätzliche Dämpfung bewirken kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elastisches und dämpfendes Lager nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs anzugeben, das in seiner dynamischen Federrate in einem größeren Frequenz bereich keine übermäßig ausgeprägte Tilgungs- oder Resonanz frequenz aufweist.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die Hohlräume mit Flüssig keit gefüllt sind, und daß zwischen dem Motorbefestigungselement und dem Karosserieanschußteil wenigstens zwei Federelemente angeordnet sind, die je einen Hohlraum wenigstens teilweise um schließen und zwei schwingungsfähige Lagereinheiten bilden, die in ihrer dynamischen Federrate einerseits eine Tilgungsfrequenz und andererseits eine Resonanzfrequenz aufweisen, wobei durch Über lagerung eine über einen größeren Frequenzbereich näherungsweise gleichbleibende dynamische Federrate des Lagers erreicht wird. Auf diese vorteilhafte Weise können zwei Lagereinheiten, die für sich je eine Tilgungs- und Resonanzfrequenz aufweisen, die mit einfachen Mitteln nicht zu beseitigen oder zu vermindern sind, so verbunden oder in einem Lager ausgebildet werden, daß sich die Tilgungs- und Resonanzfrequenz gegenseitig weitgehend aufheben. Die Lagereinheiten können sowohl nebeneinander als auch hintereinan der angeordnet oder ausgebildet sein, so daß eine Anpassung an unterschiedliche Einbauverhältnisse möglich ist. Außerdem kann das Lager in einfacher Weise auf unterschiedliche Einsatzbe dingungen abgestimmt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Anhand einer Zeichnung werden zehn Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit zwei gleichsinnig in Reihe angeordneten Lagereinheiten,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem je eine Kammer der in Fig. 1 dargestellten Lagereinheiten durch eine Leitung verbunden sind,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel mit zwei gegensinnig in Reihe angeordneten Lagereinheiten,

Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel mit zwei gegenüber Fig. 3 umgekehrt gegensinnig angeordneten Lagereinheiten,

Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel, bei dem die in Fig. 4 etwa in Lagermitte verbundenen Federelemente einstückig ausgebildet und mit einer Tilgermasse verbunden sind,

Fig. 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel, das je eine Kammer von zwei hintereinander angeordneten Lagereinheiten in einer gemeinsamen Ausgleichskammer vereinigt, die sich über eine Dehnmembran vergrößern kann,

Fig. 7 ein siebentes Ausführungsbeispiel, das eine Kombination der beiden in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellten Lager ist,

Fig. 8 ein achtes Ausführungsbeispiel, mit einer äußeren ringförmigen und einer inneren Lagereinheit, die zueinander konzentrisch angeordnet sind.

Fig. 9 ein Fig. 8 entsprechendes, neuntes Ausführungsbeispiel, bei dem eine Kammer der äußeren Lageeinheit mit einer Kammer der inneren Lagereinheit verbunden ist und

Fig. 10 ein zehntes Ausführungsbeispiel mit zwei nebeneinander angeordneten Lagereinheiten.

Das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel weist zwei elastische und dämpfende Lagereinheiten auf, die gleichsinnig hintereinander angeordnet und miteinander verbunden sind. Beide Lagereinheiten sind im wesentlichen gleich ausgebildet und weisen je einen Hohlraum auf, der einerseits von einem Gummikörper 1, 1′ und andererseits von einer nachgiebigen Membran 2, 2′ umschlossen ist. Jeder Hohlraum der beiden Lagereinheiten ist von einem Trenn körper 3, 3′, der wenigstens eine Drosselöffnung 4, 4′ aufweist, in zwei Kammern 5, 6, 5′, 6′ unterteilt, die zusammen ein etwa konstan tes Volumen einschließen. Der Gummikörper 1 ist einerseits mit einem Stützkörper 7 verbunden, der eine Befestigungsschraube 8 aufweist und andererseits an seinem äußeren Umfang an einem Gehäuse 9 befestigt ist. Dieses weist im Bodenbereich einen Frei raum 10 auf, in den sich die Membran 2 ausdehnen kann. Der Freiraum 10 kann wie in dem Ausführungsbeispiel mit einer Öff nung 11 zur Atmosphäre oder aber geschlossen ausgebildet und mit Überdruck beaufschlagt sein. Der Gummikörper 1′ der zweiten Lagereinheit ist mit einer Befestigungsplatte 7′ verbunden und zentral am Boden des Gehäuses 9 befestigt. Die zweite Lagereinheit weist ebenso wie die erste Lagereinheit ein Gehäuse 9′ auf, das mit dem äußeren Umfang des Gummikörpers 1′ verbunden ist. In dem Gehäuse 9′ ist ein Freiraum 10′ ausgebildet, der über eine Öffnung 11′ mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Beide Hohlräume der Lagereinheiten sind mit Flüssigkeit gefüllt, die beim Ein- und Ausfedern des Lagers durch die Drosselöffnungen 4, 4′ der Trenn körper 3, 3′ von einer Kammer 5, 5′ in die andere 6, 6′ gedrosselt strömen kann und dadurch eine Dämpfung bewirkt. Das so ge bildete Lager wird bei dem Ausführungsbeispiel zur Abstützung des Antriebsmotors eines Kraftfahrzeugs verwendet. Dies erfolgt dadurch, daß das Lager einerseits über die Befestigungsschraube 8 des Stützkörpers 7 mit dem Antriebsmotor und andererseits über die vom Boden des Gehäuses 9′ der zweiten Lagereinheit zentral abstehende, weitere Befestigungsschraube 8′ mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden wird.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die beiden Lagereinheiten nach Fig. 1 ebenfalls in Reihe angeordnet. Zu sätzlich sind jedoch die an die Freiräume 10, 10′ angrenzenden Kammern 6, 6′ der beiden Lagereinheiten über eine Leitung 12 verbunden, in der eine zur Abstimmung des Lagers veränderbare Drosselstelle 13 ausgebildet ist. Anstelle der Drosselstelle 13 könnte die Leitung 12 aber auch im Querschnitt so gemessen sein, daß die Leitung 12 selbst als Drossel wirkt. Auch durch eine Längenänderung der Leitung 12 kann das akustische Verhalten des Lagers verbessert werden, da sich dadurch die in der Leitung 12 - befindliche und bei wechselnder Lagerbelastung schwingende Flüssigkeitsmasse ändert. Ebenso können aber auch zwei beliebige andere Kammern durch eine Leitung verbunden sein. Es ist auch möglich, daß jeweils zwei Kammern paarweise über je eine Leitung verbunden sind.

In Fig. 3 ist ein drittes und in Fig. 4 ein viertes Ausführungs beispiel der Erfindung dargestellt, wobei die beiden im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen und in Fig. 1 abgebildeten Lagereinheiten in Fig. 3 gegensinnig und in Fig. 4 umgekehrt gegensinnig verbunden sind. Das in Fig. 1 mit 9 bezeichnete Gehäuse wurde in Fig. 4 in 9′′ umbenannt. Auch bei diesen Lagern ist es möglich, daß jeweils zwei Kammern 5, 6, 5′, 6′ verschiedener Lagereinheiten über eine Leitung verbunden sind.

Die beiden in Fig. 4 etwa in Lagermitte verbundenen Gummikörper 1, 1′ sind in dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ein stückig in einem Gummielement 14 vereinigt. Weiterhin ist in dieses Gummielement 14 eine Tilgermasse 15 eingebracht. Die Tilgermasse könnte aber auch beispielsweise durch einen Ring 16 gebildet sein, der das Gummielement 14 umgibt, wie dies in Fig. 5 durch unter brochene Strichlinien alternativ dargestellt ist. Im übrigen ist dieses Lager wie das in Fig. 4 abgebildete Lager ausgebildet.

Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind zwei Lager einheiten ähnlich wie in Fig. 3 angeordnet, wobei jedoch die beiden in Fig. 3 vom Membranen begrenzten Kammern in Fig. 6 zu einer gemeinsamen Ausgleichskammer 17 verbunden sind. Diese kann sich durch eine seitlich an dem Lager angeordnete Dehnmembran 18 beim Einfedern des Lagers vergrößern.

Ein weiteres, siebentes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 7 abge bildet. Dieses Lager ist durch das Lager nach Fig. 6 und dadurch gebildet, daß der Gummikörper 1′ des Lagers nach Fig. 6 durch das einstückige Gummielement 14 des Lagers nach Fig. 5 und die auf einer Seite daran angrenzende Lagerausbildung ersetzt wird. Die Tilgermasse 15 im Gummielement 14 könnte bei diesem Ausführungs beispiel ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 weggelassen werden.

In Fig. 8 ist in einem achten Ausführungsbeispiel ein Lager darge stellt, bei dem ein Hohlraum ringförmig ausgebildet ist, der einen inneren Hohlraum konzentrisch umgibt. Die beiden Hohlräume sind ebenfalls von mit wenigstens einer Drosselöffnung 4, 4′ versehenen Trennkörpern 19, 19′ in jeweils zwei Kammern 20, 21, 20′, 21′ unterteilt. Diese werden einerseits von einem gemeinsamen Gummi ring 22 und andererseits von einer gemeinsamen Membran 23 um schlossen. Dabei trennt der Gummiring 22 jeweils eine Kammer 20, 20′ des äußeren und inneren Hohlraumes, während die Membran 23 dadurch, daß sie lediglich am äußeren Umfang mit dem Gummiring 22, bzw. einem am Umfang mit dem Gummiring 22 verbundenen Gehäuse 24 befestigt ist, die jeweils von der Membran 23 be grenzten Kammern 21, 21′ der beiden Hohlräume verbunden läßt. In dem Gehäuse 24 ist ein mit der Atmosphäre in Verbindung stehender Freiraum 25 ausgebildet, in den sich die Membran 23 ausdehen kann. Die Befestigung des Lagers an dem Antriebsmotor und an der Karosserie erfolgt wie in den vorhergehenden Aus führungsbeispielen über stirnseitig angeordnete Befestigungs schrauben 8, 8′.

Ein weiteres, neuntes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 9 abgebildet. Dieses Lager ist ähnlich wie das in Fig. 8 dargestellte Lager ausgebildet. Im Gegensatz zu dem Lager nach Fig. 8 ist jedoch die Membran 26 des Lagers nach Fig. 9 so ausgebildet, daß die von ihr abgegrenzten Kammern 21, 21′ des äußeren und inneren Hohl raumes voneinander getrennt sind. Weiterhin ist der Gummiring 22 nicht mit einem zentralen Stützkörper, sondern mit einem Stützring 27 verbunden, der mehrere über den Umfang angeordnete Befestigungs schrauben 8 zur Verbindung mit dem Antriebsmotor aufnimmt. Die Befestigung des Lagers an der Karosserie erfolgt wieder über eine zentral vom Boden des Gehäuses 24 abstehende Befestigungs schraube 8′.

Das zehnte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 sieht zwei nebeneinan der angeordnete Lagereinheiten vor, die im Aufbau den beiden in Fig. 1 beschriebenen Lagereinheiten entsprechen. Diese sind motorseitig über einen Waagebalken 28 verbunden, in dessen Mittelbereich sich der Antriebsmotor abstützt. Die Gehäuse 9, 9′ der beiden Lagereinheiten können direkt oder wie in dem Ausführungs beispiel dargestellt über einen gemeinsamen Aufnahmekörper 29, beispielsweise über eine Befestigungsschraube 30, mit der Karos serie verbunden sein.

Bei allen Ausführungsbeispielen, bei denen etwa gleiche Lager einheiten verwendet wurden, können selbstverständlich auch unterschiedliche Lagereinheiten verwendet werden. Wesentlich für die beschriebenen Lager ist, daß zwei Lagereinheiten etwa bei einer gemeinsamen Frequenz einerseits eine Tilgungsfrequenz und andererseits eine Resonanzfrequenz in ihrer dynamischen Federrate aufweisen und so verbunden werden, daß sich durch gegenseitige, weitgehende Auslöschung der Tilgungs- und Resonanzfrequenz für das gesamte Lager eine etwa gleichbleibende dynamische Federrate über einen größeren Frequenzbereich ergibt. Elastische und dämpfende Lager weisen grundsätzlich Tilgungs- und/oder Resonanz erscheingungen auf, wobei sich insbesondere die Resonanzer scheinungen im akustischen Frequenzbereich z.B. in unangenehmen Geräuschen auswirken. Durch die beschriebene Kombination von Lagereinheiten kann das dynamische und akustische Verhalten des gesamten Lagers wesentlich verbessert werden. Die dynamische Federrate ist durch das Zusammenwirken sämtlicher Elastizitäten, Dämpfungen und beweglichen Massen des jeweiligen Lagers festgelegt.

Claims

1. Elastisches und dämpfendes Lager, insbesondere für den Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs, das ein Motorbefesti gungselement und ein Karosserieanschlußteil aufweist, die beide über ein Federelement verbunden sind und mit diesem zwei getrennte Hohlräume einschließen, die jeweils von einem mit wenigstens einer Übertrittsöffnung versehenen Trenn körper in zwei veränderliche Kammern unterteilt sind, die ein etwa konstantes Volumen einschließen, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hohlräume mit Flüssigkeit gefüllt sind und daß zwischen dem Motorbefestigungselement (7, 9′′, 27) und dem Karosserieanschlußteil (7′, 9′, 24, 29) wenigstens zwei Federelemente (1, 1′) angeordnet sind, die je einen Hohlraum wenigstens teilweise umschließen und zwei schwingungsfähige Lagereinheiten bilden, die in ihrer dynamischen Federrate einerseits eine Tilgungsfrequenz und andererseits eine Resonanz frequenz aufweisen, wobei durch Überlagerung eine über einen größeren Frequenzbereich näherungsweise gleich bleibende dynamische Federrate des Lagers erreicht wird.

2. Elastisches und dämpfendes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (1, 1′) über ein Zwischenteil verbunden sind.

3. Elastisches und dämpfendes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (1, 1′) insgesamt einstückig ausgebildet sind.

4. Elastisches und dämpfendes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Federelement (1, 1′, 14, 22) mit einer Tilgermasse (15, 16) verbunden ist.

5. Elastisches und dämpfendes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinheiten durch miteinander verbindbare Einzellager gebildet sind.

6. Elastisches und dämpfendes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kammer (6, 6′, 17, 21, 21′) eines Hohlraumes wenigstens teilweise von einer Membran (2, 2′, 18, 23, 26) begrenzt ist.

7. Elastisches und dämpfendes Lager nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil, das Motorbe festigungselement (7, 9′′, 27) und/oder das Karosserie anschlußteil (7′, 9′, 24, 29) jeweils als Gehäuse (9, 9′, 24, 29) ausgebildet ist, das einen Freiraum (10, 10′, 25) aufweist, in den sich die Membran (2, 2′, 23, 26) ausdehnen kann.

8. Elastisches und dämpfendes Lager nach Anspruch 1, gekenn zeichnet durch wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Lagereinheiten.

9. Elastisches und dämpfendes Lager nach Ansprch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinheiten über einen Waagebalken (28) oder Rahmen verbunden sind.

10. Elastisches und dämpfendes Lager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kammern (5, 5′, 6, 6′) ver schiedener Hohlräume über eine Leitung (12) in Verbindung stehen.

11. Elastisches und dämpfendes Lager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (12) eine Drosselstelle (13) enthält.

12. Elastisches und dämpfendes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kammern unterschiedlicher Hohl räume zu einer gemeinsamen Ausgleichskammer (17) verbunden sind, die sich über eine Dehnmembran (18) vergrößern kann.