DE3619687C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweikammermotorlager mit hydraulischer Dämpfung, mit einer Trennwand zwischen dem Arbeits- und dem Ausgleichsraum, die in einem ersten Teilbereich duch eine zwischen Anschlägen bewegliche Scheibe gebildet wird und in einem zweiten Teilbereich von einem Drosselkanal durchdrungen ist und mit einer dem Drosselkanal zugeordneten, motorbetätigbaren Drosselverstelleinrichtung zur bedarfsweisen Vergrößerung der Drosselwirkung.

Ein solches Zweikammermotorlager ist aus der JP-60-73 146 (A) bekannt. Dabei ist ein parallel zu dem ersten Drosselkanal geschalteter zweiter Drosselkanal und eine Einrichtung zur stufenlosen Veränderung der Wirklänge des ersten Drosselkanals vorgesehen. Die Dämpfungscharakteristik läßt sich hierdurch den verschiedenen Gegebenheiten des Fahrbetriebes anpassen, ist jedoch im wesentlichen nur wirksam in bezug auf fahrbahnerregte Schwingungen des Verbrennungsmotors. Von diesem selbst erregte Schwingungen und insbesondere solche im hochfrequenten Bereiche werden demgegenüber häufig in einer wenig befriedigenden Weise auf die Karosserie übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zweikammermo­ torlager der eingangs genannten Art derart weiterzuent­ wickeln, daß alle von dem Motor ausgehenden Schwingungen in optimaler Weise von der den Motor tragenden Karosserie ferngehalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Zweikammermotor­ lager der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das durch die Anschläge bestimmte Bewegungsspiel der Scheibe mittels eines Motorantriebes verstellbar ist und daß wenig­ stend ein Querpaß vorgesehen ist, über den der Drosselkanal in einer Entfernung von seinem Einlaß zur Veränderung seiner Wirklänge direkt mit dem Ausgleichsraum verbindbar ist. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Bei dem erfindungsgemäßen Zweikammermotorlager ist es vorgesehen, sowohl das Spiel der Scheibe als auch die Wirklänge des Drosselkanals im erforderlichen Maße motorisch zu verändern. Hierzu sind an dem gelagerten Verbrennungs­ motor Sensoren vorgesehen, die die unterschiedlichen Be­ triebszustände in einer repräsentativen Weise erfassen und an eine Rechnereinheit weitergeben. Eine besonders geeignete Führungsgröße für die Erfassung der unterschiedlichen Betriebszustände ist die Drehzahl des Verbrennungsmotors. Sie kann beispielsweise an der Kurbelwelle, am Zündverteiler oder der Einspritzanlage erfaßt werden. Weitere Sensoren können am Fahrgestell, den Achsen und/oder dem Aufbau die dort wirksamen Beschleunigungen messen und der Rechnerein­ heit zuführen.

Die auf diese Weise gewonnenen Signale werden in der Rechner­ einheit umgeformt und für eine optimale Veränderung des Spiels der Scheibe und der Drosselwirkung des Drosselkanals nutzbar gemacht. Beides erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Motorlager mit Hilfe von motorischen Antrieben, zweckmäßig von elektromotorischen Antrieben, wobei eine Zusammenfassung in einer in sich geschlossenen Antriebseinheit ebenfalls denkbar ist.

Einer Ausführung, bei der das Spiel der Scheibe und die Drosselwirkung des Drosselkanals unabhängig voneinander veränderbar sind, wird der Vorzug gegeben.

Das Spiel der Scheibe wird bei dem erfindungsgemäßen Motorlager zweckmäßig durch eine relative Veränderung der Zuordnung der Anschläge zu der Scheibe variiert. Mindestens einer der Anschläge kann zur Erreichung diesen Zweckes in einer sich senkrecht zur Erstreckung der Scheibe angeordneten Führung bewegbar sein, wobei die Antriebsmittel aus einer motorisch angetriebenen Gewinde- oder Zahnstange bestehen können. Die Verwendung eines elektromagnetischen, hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Antriebes ist ebenfalls möglich.

Durch den Drosselkanal des erfindungsgemäßen Motorlagers wird eine gute Dämpfungswirkung unter Ausnutzung von Tilgereffekten erzielt. Diese ist an sich nur in einem relativ schmalen Frequenzbereich wirksam, bei dem erfindungs­ gemäßen Motorlager jedoch durch die Möglichkeit der gezielten Veränderung der Wirklänge des Drosselkanals innerhalb eines beliebig breiten Frequenzbereiches nach Bedarf verlagerbar, wodurch letztlich eine gute Dämpfungswirkung in einem relativ erweiterten Frequenzbereich erzielt wird. Resonanzüberhöhungen des durch das Überfahren von Fahrbahnunebenheiten in eine schwingende Bewegung versetzten Motors lassen sich dadurch bei jeder beliebigen Geschwindigkeit ausgezeichnet unterdrücken. Zusätzlich werden die durch den Motor selbst erregten, hochfrequenten Schwingungen von der Karosserie ferngehalten durch eine an deren Frequenz angepaßte Veränderung des Spiels der Scheibe.

Zur Erreichung diesen Zweckes hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die verwendete Rechnereinheit in Abhängigkeit von den speziellen Erfordernissen des jeweiligen Betriebszu­ standes frei programmierbar und somit das Spiel der Scheibe und die Drosselwirkung der Drosselöffnung in dem erforderli­ chen Maße modifizierbar ist. Auch die Berücksichtigung von Brems-, Flieh- oder Beschleunigungskräften, der Fahrzeugbe­ lastung und der Fahrgeschwindigkeit ist in diesem Falle ohne weiteren Aufwand möglich und gestattet eine optimale Unterbin­ dung der Übertragung störender Schwingungen des Motors auf der Karosserie.

Eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Motorlagers ist in der Zeich­ nung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Zweikammermotorlager der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Art in längsgeschnittener Dar­ stellung,

Fig. 2 den Bereich des Drosselkanals eines Motorlagers nach Fig. 1 in einer Ansicht von oben,

Fig. 3 den Bereich des Drosselkanals eines Motorlagers nach Fig. 1 in vergrößerter Wiedergabe und längsgeschnittener Darstellung,

Fig. 4 und 5 andere Ausführungen und Zuordnungsmöglich­ keiten von Ventilen zu einem Drosselkanal, welcher mit mehreren Querpässen versehen ist.

Das in Fig. 1 gezeigte Motorlager umfaßt das Auflager 10 und das Traglager 11, die durch die hohlkegelig ausge­ bildete Tragfeder 12 aus Gummi verbunden sind. Das Traglager 11 umschließt in seinem unteren Teil die starr zugeordnete Trennwand 17, die zwischen dem Arbeitsraum 15 und dem Ausgleichsraum 16 des Motorlagers angeordnet ist. Der Ausgleichsraum 16 wird unterseits durch die Topfmem­ brane 18 begrenzt, welche bei zunehmender Einspeisung von aus dem Arbeitsraum 15 verdrängtem Flüssigkeits­ volumen in Richtung der Bodenplatte 14 auszuweichen vermag. Die Bodenplatte 14 ist ebenfalls relaitv unbe­ weglich an dem Traglager 11 festgelegt. Das Zweikammer­ motorlager ist insgesamt von rotationssymmetrischer Gestalt, wodurch eine leichte Unterbringung im Motorraum eines Kraftfahrzeuges möglich ist. Die Festlegung erfolgt durch gegenseitige Verschraubung des Auflagers 10 mit dem Motor und der Bodenplatte 14 mit der tragenden Karosserie.

Ein im Inneren des Arbeitsraumes 15 angeordneter Endanschlag 123 dient als Sicherung gegen unzulässig große Auseinander­ bewegungen des Auflagers 10 in bezug auf das Traglager 11. Der Endanschlag 13 hat nach dem Aufbringen des Verbrennungs­ motors infolge der sich ergebenden Einfederung des Auflagers 10, entgegen der Darstellung, unter normalen Betriebsbedingun­ gen stets einen Abstand von der Tragfeder 12.

Der Arbeitsraum 15 und der Ausgleichsraum 16 des zeigten Zweikammermotorlagers sind durch den Drosselkanal 3 verbun­ den, der durch die Einlaßöffnung 1 mit dem Arbeitsraum 15 und durch die Auslaßöffnung 2 mit dem Ausgleichsraum 16 verbunden ist. Der Arbeitsraum 15, der Drosselkanal 3 und der Ausgleichsraum 16 sind vollständig mit einer inkompres­ siblen Flüssigkeit gefüllt, im allgemeinen mit einer Mi­ schung aus Glykol und Wasser.

Der Drosselkanal 3 ist bei der gezeigten Ausführung eines Zweikammermotorlagers in dem dem Traglager 11 starr zugeordneten Teil der Trennwand 17 angeordnet. Er ist von rechteckigem Profil und umschließt den inneren Teil der Trennwand mit kreisförmigem Verlauf, wobei in einem Abstand von der Einlaßöffnung 1 und von der Auslaßöffnung 2 ein Querpaß 5 vorgesehen ist (Fig. 2). Der Querpaß 5 ist durch ein signalbetätigtes Ventil 9 verschließbar und steht in geöffnetem Zustand des Ventils 9 in einer direkten Verbindung mit dem Ausgleichsraum 16. Die über die Einlaßöffnung 1 in den Drosselkanal 3 eintretende Flüssigkeitsmenge durchströmt daher bei geöffnetem Ventil den Drosselkanal 3 nicht auf seiner gesamten Länge, sondern nur auf der Länge, die einerseits durch die Einlaßöffnung 1 und andererseits durch den Querpaß 5 begrenzt ist. Die Frequenz der durch Tilgerwirkungen bedämpften Schwingungen entspricht der Frequenz, bei der die in dem genannten Bereich enthaltene Flüssigkeitsmasse durch die Ausbauchungselastizität der Tragfeder 12 in eine Resonanzschwingung versetzbar ist. Es ist offensichtlich, daß die in dem gesamten Drosselkanal 3 hin- und herschwingende Flüssigkeitsmasse relativ größer ist, was eine Absenkung der sich ergebenden Resonanzfrequenz zur Folge hat. Die Dämpfungswirksamkeit ist entsprechend zu einer tieferen Frequenz verlagert und somit durch die Betätigung des Ventils leicht steuerbar. Das signalbetätigbare Ventil 9 ist bei der Ausführung nach Fig. 1 als Schieberventil ausgebildet, bei dem der hohlzylindrische, aus Weicheisen bestehende Steuerschieber 20 radial innerhalb einer Magnetspule 19 angeordnet ist. Der Steuerschieber 20 ist bei nicht erregter Magnetspule 19 durch die Kraft der Druckfeder 21 axial gegenüber derselben verlagert und bewirkt ein Verschließen der auf dem Umfang verteilten Mündung 5.1 des Querpasses 5. Die bei einer Einfederung des Auflagers 10 über die Einlaßöffnung 1 in den Drosselkanal 3 eintretende Flüssigkeit vermag dieselbe daher erst an deren Ende über die Auslaßöffnung 2 in Richtung des Ausgleichsraumes 16 zu verlassen und nimmt bei einer Ausfederung des Auflagers 10 denselben Weg in umgekehrter Richtung. Die insgesamt in dem Drosselkanal 3 enthaltene Flüssigkeitsmasse bestimmt dement­ sprechend in Verbindung mit der Ausbauchungselastizität der Tragfeder 13 die Frequenzlage der bedämpften Schwingung.

Eine Erregung der Magnetspule 19 bewirkt eine axiale Verschiebung des Steuerschiebers 20 gegen die Kraft der Druckfeder 21, wodurch die Mündung der Querpässe 5 in Richtung des Ausgleichsraumes freigegeben werden. Die bei der Einfederung des Auflagers 10 über die Einlaßöffnung in den Drosselkanal 3 eintretende Flüssigkeitsmenge ist dadurch nicht mehr gezwungen, den Drosselkanal zu durchströmen, sondern verläßt dieselbe in einem kurzen Abstand von der Einlaßöffnung 1 über den Querpaß 5, wobei sich bei einer Ausfederung des Auflagers 10 lediglich eine Richtungsumkehr ergibt. Die auf Tilgereffekten beruhende Dämpfungswirkung ist daher in einem entsprechend höher liegenden Frequenz­ bereich wirksam.

In Fig. 2 wird die Wirkungsweise des Ventils 9 verdeutlicht. Dieses besteht bei der dargestellten Ausführung aus zwei einander umschließenden Hohlzylindern, die durch eine Viel­ zahl von in Umfangsrichtung verteilten Bohrungen gemeinsam durchdrungen sind. Flüssigkeit vermag dieses Ventil solange zu durchdringen, wie sich die Bohrungen in Überdeckung befinden. Wird jedoch einer der Hohlzylinder relativ zu dem anderen verdreht oder in axialer Richtung verlagert, so resultiert eine Blockierung der Durchlässe. Die aus dem Querpaß 5 zugeführte Flüssigkeit kann folglich nicht passie­ ren.

Die Trennwand 17 des Motorlagers nach Fig. 1 umschließt in ihrem mittleren Bereich eine kreisringähnlich ausgebildete Scheibe 26 von ebener Gestalt. Diese ist zwischen den Anschlägen 22, 23 der Trennwand 17 angeordnet und kann relativ steif ausgebildet sein. Eine geringere Flexibilität, die ein Ausbauchen in die Öffnungen der Gitterplatten zuläßt, ist von Vorteil.

Der Anschlag 23 wird durch eine ebene Gitterplatte gebildet, welche relativ zu der Trennwand 17 in einer unverrückbaren Position festgelegt ist. Die Gitterplatte wird im mittleren Teil von einer Stange 24 durchdrungen, welche einen einstückigen Bestandteil des ebenfalls als Gitterplatte ausgebildeten, oberen Anschlages 22 bildet. Die Stange 24 ist an die Topfmembran 18 anvulkanisiert, durch die zentale Öffnung der Scheibe 26 hindurchgeführt und endet im unteren Teil in dem Linearschrittmotor 25. Bei einer signalbe­ tätigten Steuerung des Linearschrittmotors 25 ergibt sich eine axiale Verlagerung des Anschlages 22 in bezug auf den Anschlag 23 und damit die Möglichkeit, die relative Beweglichkeit der Scheibe 26 bedarfsweise zu verändern. Die von dem Motor erregten, hochfrequenten Schwingungen oberhalb von 30 Hz können daher nicht mehr zum Auftreten von Druckän­ derungen im Arbeitsraum 15 führen. Rückwirkungen auf das Traglager 11 und damit die abstützende Karosserie sind nicht mehr möglich.

Claims (4)

1. Zweikammermotorlager mit hydraulischer Dämpfung, mit einer Trennwand zwischen dem Arbeits- und dem Ausgleichs­ raum, die in einem ersten Teilbereich durch eine zwi­ schen Anschlägen bewegliche Scheibe gebildet wird und in einem zweiten Teilbereich von einem Drosselkanal durch­ drungen ist und mit einer dem Drosselkanal zugeordneten, motorbetätigbaren Drosselverstelleinrichtung zur bedarfs­ weisen Vergrößerung der Drosselwirkung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das durch die Anschläge (22, 23) bestimmte Bewegungsspiel der Scheibe (26) mittels eines Motoran­ triebes (25) verstellbar ist, und daß wenigstens ein Querpaß vorgesehen ist, über den der Drosselkanal (3) in einer Entfernung von seinem Einlaß (1) zur Veränderung seiner Wirklänge direkt mit dem Ausgleichsraum (16) verbindbar ist.

2. Zweikammermotorlager nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Querpässe (5 bis 8) vorgesehen sind, über die der Drosselkanal (3) in unterschiedlichen Entfernungen von seinem Einlaß (1) zur Veränderung seiner Wirklänge direkt mit dem Ausgleichsraum (16) verbindbar ist.

3. Zweikammermotorlager nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Querpaß in einer stufenlos variablen Entfernung von seinem Einlaß (1) zur Veränderung seiner Wirklänge direkt mit dem Ausgleichsraum (16) verbindbar ist.

4. Zweikammermotorlager nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel der Scheibe (26) stufenlos veränderbar ist.