DE3743555C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweikammerlager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-PS 34 21 119 ist ein Zweikammerlager bekannt, bei dem ein Dämpfungskörper eine Arbeitskammer von einer Aus­ gleichskammer abgrenzt. In dem Dämpfungskörper ist dabei ein, die beiden Kammern miteinander verbindender Drosselka­ nal vorgesehen, so daß Hydraulikflüssigkeit aus der Arbeits­ kammer in die Ausgleichskammer und umgekehrt strömen kann.

Derartige Zweikammerlager werden insbesondere in Kraftfahr­ zeugen zur Aufhängung des Motors verwendet, um weitgehend zu verhindern, daß Schwingungen des Motors in das Chassis oder die Karosserie des Fahrzeugs eingeleitet werden. Dabei dämpft die aus der Arbeitskammer durch den Drosselkanal des Dämpfungskörpers in die Ausgleichskammer strömende Hydraulikflüssigkeit, die vom Motor in das Lager eingeleite­ te Schwingung. Bei bekannten Zweikammerlagern kann über die Drosselwirkung des Drosselkanals das Dämpfungsmaximum nur auf eine bestimmte, meist in Fahrversuchen ermittelte Fre­ quenz eingestellt werden, so daß also nur eine Anregungsfre­ quenz der Schwingungen optimal gedämpft werden kann.

Bei dem Betrieb eines Kraftfahrzeugs treten aber verschiede­ ne Schwingungen des Motors mit recht unterschiedlichen Anre­ gungsfrequenzen auf, die entsprechend bei einer bestimmten Frequenz ein Dämpfungsmaximum erfordern. So muß z. B. für das Leerlaufschütteln des Motors das Dämpfungsmaximum bei 28 Hz liegen. Für das beim Starten bzw. Abstellen des Motors auf­ tretende Motorschütteln ist ferner keine Dämpfung erwünscht, während für das Vorderbauhüpfen im Fahrbetrieb das Dämpfungs­ maximum in einem Bereich von 8 Hz bis 14 Hz liegen muß.

In der DE-37 01 264 A1 ist ferner ein Zweikammerlager beschrieben, bei dem der die Arbeitskam­ mer von der Ausgleichskammer trennende Dämpfungskörper aus einer unteren und einer oberen Stützplatte gebildet ist, zwi­ schen denen ein Drosselkanal vorgesehen ist, dessen die Dros­ selwirkung festlegende Länge beim Zusammenbau des Zweikammer­ lagers durch Verdrehen der beiden Stützplatten eingestellt werden kann, so daß sich ein Dämpfungsmaximum für eine be­ stimmte, für das jeweilige Zweikammerlager fest vorgegebene Frequenz einstellen läßt.

Auch mit diesem bekannten Zweikammerlager lassen sich nur Schwingungen mit einem einzigen Anregungsfrequenzbereich op­ timal dämpfen.

Ferner beschreibt die nicht veröffentlichte DE-36 29 807 A1 ein Zweikammerlager mit einem die Arbeitskammer von der Aus­ gleichskammer trennenden Dämpfungskörper, wobei die Arbeits­ kammer durch eine Tilgerscheibe und einen mit dieser zusam­ menwirkenden Anschlagring in ein erstes und ein zweites Kam­ mervolumen getrennt ist. Die Strömung der Hydraulikflüssig­ keit vom ersten in das zweite Kammervolumen der Arbeitskam­ mer erfolgt dabei über einen zwischen der Tilgerscheibe und dem Anschlagring vorgesehenen Ringspalt sowie über Durchlaß­ bohrungen in der Tilgerscheibe und dem Anschlagring.

Wirken auf dieses bekannte Zweikammerlager Schwingungen mit großer Auslenkung, so legt sich die nach oben verschobene Tilgerscheibe an den Anschlagring an und verschließt damit den Ringspalt, so daß nur noch die Durchlaßöffnungen für eine Flüssigkeitsströmung zwischen dem zweiten und dem ersten Kammervolumen zur Verfügung stehen.

Hierdurch läßt sich zwar die Dämpfungswirkung des Zweikammer­ lagers beeinflussen, wobei jedoch die Dämpfungswirkung in Ab­ hängigkeit von der Größe der Auslenkung und nicht von der Frequenz der Schwingung beeinflußt wird. Die für die Dämpfung von Schwingungen mit kleinen Auslenkungen maßgebli­ che Dämpfung wird auch bei diesem Zweikammerlager im wesent­ lichen von der fest vorgegebenen Drosselwirkung eines im Dämpfungskörper vorgesehenen Drosselkanals festgelegt, so daß auch bei diesem Zweikammerlager im wesentlichen nur eine Anregungsfrequenz gedämpft werden kann.

Aus der DE-PS 32 25 701 ist ein Zweikammerlager bekannt, bei dem ein Dämpfungskörper zwischen einer Arbeitskammer und einer Ausgleichskammer angeordnet ist. Der Dämpfungskörper weist eine untere und eine obere Stützplatte auf, die in ihrem Mittelbereich zwischen Gitterstäben angeordnete Düsenöffnungen aufweisen. Eine zwischen den Stützplatten angeordnete Gummitrennwand ist in jeder dieser Düsen- oder Gitteröffnungen durch einen Schnitt durchtrennt. Außerdem ist in dem Dämpfungskörper eine den mittleren, die Gitteröffnungen aufweisenden Bereich spiralig umschließende, als Ringkanal ausgebildete Drosselöffnung vorgesehen.

Bei diesem bekannten Zweikammerlager bewirken die in der Trennwand vorgesehenen Schnitte eine Verminderung der durch die Drosselöffnung bewirkten Dämpfung. Dabei werden die Dämpfungsverluste umso größer, je größer die Pumpwirkung des vom Zweikammerlager getragenen Motors wird.

Eine Änderung der Lage und Höhe des Dämpfungsmaximums zur Anpassung an bestimmte Fahrzustände während des Betriebes ist bei diesem bekannten Zweikammerlager nicht möglich.

Aus der DE-OS 37 03 188 ist ein weiteres Zweikammerlager bekannt, bei dem eine Dämpfungsplatte zwischen einer Arbeitskammer und einer Ausgleichskammer eingesetzt ist. Die Dämpfungsplatte besteht aus einer feststehenden Platte, an der eine ringförmige und eine scheibenförmige Platte beweglich angeordnet sind. Dabei weist die feststehende Platte in ihrem der scheibenförmigen Platte gegenüberliegenden Bereich Öffnungen auf, während die scheibenförmige Platte entsprechende Öffnungen besitzt. Durch ein Verdrehen der beiden Platten gegeneinander, lassen sich unterschiedlich große Durchlaßbereiche für die aus der Arbeitskammer in die Ausgleichskammer oder umgekehrt strömende Flüssigkeit schaffen. Radial außerhalb des Mittelbereiches ist zwischen der festen und der ringförmigen Platte ein Ringkanal vorgesehen, der die Arbeitskammer mit der Ausgleichskammer verbindet und dessen wirksame Länge einstellbar ist.

Bei einem weiteren bekannten Zweikammerlager (DE-OS 37 19 677) ist in der zwischen der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer vorgesehenen Dämpfungsplatte ein die beiden Kammern miteinander verbindender Ringkanal mit variabler Länge bekannt. Im Mittenbereich der Dämpfungsplatte sind Durchlaßöffnungen mit variablem Durchlaßquerschnitt vorgesehen. Zusätzlich ist ein zweiter, die Kammern miteinander verbindender Ringkanal im Gehäuse des Zweikammerlagers vorgesehen.

Mit diesen bekannten Zweikammerlagern soll eine Möglichkeit zur Steuerung der dynamischen Federkonstante der Motoraufhängung als Funktion von Vibrationsänderungen im gesamten Motordrehzahlbereich geschaffen werden, um Vibrationen in einem entsprechend weiten Bereich absorbieren zu können.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei einem Pkw auch bei hoher Motordrehzahl ein hohes Maß an Dämpfung gefordert wird, wobei gleichzeitig eine niedrige dynamische Federkonstante vorliegen soll. Dies ist beispielsweise für Fahrten auf unebenen, z. B. aus Betonplatten aufgebauten Autobahnen erforderlich.

Ein hohes Maß an Dämpfung bei gleichzeitig niedrigster dynamischer Federkonstante läßt sich mit den bekannten Zweikammerlagern nach der DE-OS 37 03 188 bzw. der DE-OS 37 19 677 jedoch nicht erzielen.

Aus der DE-OS 36 19 687 ist ferner ein Zweikammerlager mit einem zwischen die Kammern eingesetzten Dämpfungskörper bekannt. In diesem Dämpfungskörper ist ein Ringkanal mit fester Länge angeordnet, der über einen Einlaß mit der Arbeitskammer und einen Auslaß mit der Ausgleichskammer verbunden ist. Über die Länge des Ringkanals verteilt sind Querpässe vorgesehen, die mittels eines elektromagnetisch betätigbaren Schieberventils freigegeben bzw. gesperrt werden können. Im Mittenbereich des Dämpfungskörpers, also radial innerhalb des Ringkanals sind mit Flüssigkeitsdurchlässen versehene Anschlagplatten angeordnet, zwischen denen eine bewegliche Scheibe eingesetzt ist.

Bei diesem bekannten Zweikammerlager muß die Kanallänge, also die Wirklänge des Drosselkanals bei geschlossenen Querpässen so gewählt werden, daß die größte Drosselwirkung in einem Frequenzbereich von 6 bis 9 Hz vorliegt. Bei geöffneten Querpässen bricht die Drosselwirkung im wesentlichen zusammen, so daß in Zusammenwirkung mit der beweglichen Scheibe hochfrequente Schwingungen größer als 80 Hz von der Karosserie ferngehalten werden können. Eine Verschiebung des Dämpfungsmaximums von z. B. 8 Hz auf 18 Hz, also in den Frequenzbereich, der im Leerlauf auftretenden Schwingungen kann hier nur durch Verlängerung des Dämpfungskanals erfolgen und ist daher im Betrieb nicht möglich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zweikammerlager der eingangs genannten Art zu schaffen, das Schwingungen mit hohen Frequenzen dämpft, wobei sich gleichzeitig die Dämpfungswirkung des Zweikammerlagers bei niedrigeren Frequenzen an die jeweiligen Betriebsbedingungen eines Kraftfahrzeuges auf einfache Weise anpassen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene, dicht angeordnete Entkoppelungsmembran, die im Hohlraum zwischen den beiden Stützplatten angeordnet ist, und die bewirkt, daß die Ausgleichskammer nur über den Ringkanal mit der Arbeitskammer in Verbindung steht, der infolge der Verdrehbarkeit der Stützplatten gegeneinander eine während des Betriebs gezielt verstellbare Länge und damit eine über weite Bereiche einstellbare Drosselwirkung aufweist, wird erreicht, daß sich nicht nur die verschiedenen Dämpfungswirkungen beim Starten oder Abstellen des Motors, beim Vorderbauhüpfen oder beim Leerlaufschütteln einstellen lassen, sondern daß auch die Übertragung von Schwingungen mit wesentlich höheren Frequenzen auf die Karosserie des Fahrzeugs weitgehend verhindert wird. Hierbei ist insbesondere eine hohe Dämpfung bei gleichzeitig niedrigster dynamischer Federkonstante nur durch die erfindungsgemäß vorgesehene Entkoppelungsmembran zu erreichen. Dabei verhindert der auf eine minimale Drosselungswirkung einstellbare Ringkanal ein Anschlagen der Entkoppelungsmembran an die Stützplatten, wenn niederfrequente Schwingungen mit großer Amplitude auf das Zweikammerlager übertragen werden.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er­ findung ist vorgesehen, daß zum Verstellen des Strömungswi­ derstandes des Drosselkanals ein Stellmotor vorgesehen ist, wobei der Stellmotor von einer Steuervorrichtung beaufschlag­ bar ist, die ein Stellsignal in Abhängigkeit von der Dreh­ zahl eines Fahrzeugmotors liefert.

Durch diese Maßnahmen läßt sich der Strömungswiderstand des Drosselkanals auf besonders einfache Weise einstellen, wobei zur Erfassung des Betriebszustandes des Fahrzeugs die Motor­ drehzahl verwendet wird. Da der Motor bei unterschiedlichen Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs im wesentlichen inner­ halb bestimmter charakteristischer Drehzahlbereiche arbei­ tet, läßt sich das Dämpfungsmaximum für die im jeweiligen Be­ triebszustand des Kraftfahrzeugs vorliegende Anregungsfre­ quenz von Schwingungen des Motors einstellen, so daß sich je­ weils eine optimale vibrationsarme Motorlagerung ergibt.

Um die Länge des Ringkanals bei einem praktischen Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung möglichst präzise einstellen zu können, ist vorgesehen, daß der Ringkanal durch eine erste, in der Unterseite der oberen Stützplatte vorgesehene Ringnut und eine zweite, in der Oberseite der unteren Stützplatte vorgesehene Ringnut gebildet ist, die der ersten Ringnut ge­ genüber liegt, wobei die erste und die zweite Ringnut durch in der oberen bzw. der unteren Stützplatte vorgesehene Durch­ laßöffnungen mit der Arbeitskammer bzw. der Ausgleichskammer verbunden ist.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsform eines erfin­ dungsgemäßen Zweikammerlagers besteht darin, daß es aus be­ kannten, nur wenig modifizierten Bauteilen aufgebaut werden kann, so daß sich gegenüber einem bekannten Zweikammerlager nur äußerst geringe Mehrkosten ergeben.

Um die Drossellänge und damit den Strömungswiderstand des Ringkanals möglichst genau an die für den jeweiligen Be­ triebszustand des Fahrzeugs erforderliche Größe anpassen zu können, ist vorgesehen, daß die Durchlaßöffnungen jeweils an einem Ende der zugehörigen Ringnut angeordnet sind, wobei sich die Durchlaßöffnungen in bezug auf den Ringkanal an ent­ gegengesetzten Enden befinden, wobei sich jede Ringnut win­ kelmäßig nahezu über den gesamten Umfang des Dämpfungskör­ pers erstreckt. Dabei ergibt sich gleichzeitig ein sehr weiter Verstellbereich für den Strömungswiderstand, so daß das gleiche Zweikammerlager für die Motorlagerung bei ver­ schiedenen Fahrzeugen verwendet werden kann.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß die obere Stützplatte zwischen dem Tragring und der unteren Stützplatte drehbar gelagert ist. Hierdurch wird die Verstellbarkeit der Drossellänge des Ring­ kanals weiter verbessert, ohne daß die Lagereigenschaften des Zweikammerlagers insbesondere für die statische Last we­ sentlich beeinflußt werden.

Um die Übertragung der Stellkraft vom Stellmotor auf die drehbar gelagerte obere Stützplatte auf einfache Weise zu er­ möglichen, ist bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Er­ findung vorgesehen, daß der Stellmotor ein an einer Antriebs­ welle angeordnetes Antriebszahnrad aufweist, das mit einem im Bereich des Außenumfangs der oberen Stützplatte an dieser vorgesehenen Zahnkranz kämmt.

Um einen möglichst kompakten Aufbau des erfindungsgemäßen Zweikammerlagers zu erzielen, sieht ein weiteres Ausführungs­ beispiel der Erfindung vor, daß der Stellmotor innerhalb der Ausgleichskammer angeordnet ist und daß die Antriebswelle sich durch eine Lageröffnung in der unteren Stützplatte hin­ durch erstreckt.

Durch die Anordnung des Stellmotors innerhalb des Ausgleichs­ raumes wird erreicht, daß das erfindungsgemäße Zweikammerla­ ger dieselben Abmessungen aufweist wie ein herkömmliches Zweikammerlager, so daß es ohne konstruktive Änderungen der Motorlagerung anstelle herkömmlicher Zweikammerlager verwen­ det werden kann. Außerdem läßt sich auf diese Weise errei­ chen, daß auch bei bereits in Betrieb befindlichen Kraftfahr­ zeugen durch einen einfachen Austausch der für die Motorlage­ rung vorgesehenen Zweikammerlager sich die nach der Erfin­ dung verbesserten Zweikammerlager nachrüsten lassen, um den Fahrtkomfort in bereits fertiggestellten Kraftfahrzeugen zu verbessern.

Um die Anzahl der für das erfindungsgemäße Zweikammerlager vorgesehenen Einzelbauteile möglichst gering zu halten, sieht ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Er­ findung vor, daß der Stellmotor an der unteren Stützplatte befestigt ist.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vor­ gesehen, daß der Stellmotor an einem den Dämpfungskörper und die Ausgleichskammer umschließenden Lagerdeckel befestigt ist. Auch hierdurch wird erreicht, daß die Anzahl der Einzel­ bauteile für das erfindungsgemäße Zweikammerlager nicht we­ sentlich vergrößert wird.

Um den Stellmotor für Wartungs- und Reperaturzwecke gut zu­ gänglich anzuordnen, sieht die Erfindung bei einem anderen Ausführungsbeispiel vor, daß der Stellmotor außen am Lager­ deckel angeordnet ist, wobei die Antriebswelle sich abgedich­ tet durch eine Bohrung im Lagerdeckel erstreckt. Hierdurch lassen sich insbesondere die Energieversorgungsleitungen für die Stellmotoren der Zweikammerlager auf besonders einfache und vom Lager unabhängige Weise im Kraftfahrzeug verlegen. Außerdem kann hierbei auf handelsübliche Stellmotoren zurück­ gegriffen werden, da die Größe des Stellmotors praktisch nicht an den im Zweikammerlager vorhandenen Platz angepaßt zu werden braucht.

Um bei einem Zweikammerlager mit außen angeordnetem Stellmo­ tor im wesentlichen die gleichen Stellmotoren wie bei Zwei­ kammerlagern mit innen angeordnetem Stellmotor verwenden zu können, ist bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung vorgesehen, daß das Antriebszahnrad mit einer an der oberen Stützplatte auf der von der unteren Stützplatte abge­ wandten Seite im Umfangsbereich vorgesehenen Stirnverzahnung kämmt.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Zweikammerlager und

Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein weiteres Zweikammerla­ ger entsprechend Fig. 1.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander ent­ sprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 1 zeigt ein Zweikammerlager mit einem Lagerkern 30, an dem ein Anschlußbolzen 31 zur Befestigung eines nicht darge­ stellten Kraftfahrzeugmotors angebracht ist. Ein ringförmi­ ger Tragkörper 32 aus gummielastischem Material umschließt den Lagerkern 30 und ist mit seinem vom Lagerkern 30 abge­ wandten Randbereich an einem starren Tragring 22 befestigt. Der Tragring 22 ist über ein Wälzlager 33 mit einer oberen Stützplatte 15, eines Dämpfungskörpers 17 so verbunden, daß die obere Stützplatte 15 gegenüber dem Tragring 22 verdreh­ bar ist.

Eine untere Stützplatte 16 des Dämpfungskörpers 17 ist mit ihrem Außenumfangsbereich 34 in einer ringnutförmigen Aus­ drückung 35 gehalten, die in einer sich axial erstreckenden Wand 41 eines im wesentlichen topfförmigen Lagerdeckels 27 vorgesehen ist. Auf der vom Lagerkern 30 abgewandten Seite des Dämpfungskörpers 17 besitzt der Lagerdeckel 27 einen Boden 40, in dessen Mitte ein zweiter Anschlußbolzen 36 ange­ bracht ist, um das Zweikammerlager an der Karosserie oder dem Chassis eines Kraftfahrzeugs zu befestigen.

An dem dem Lagerkern 30 zugewandten axialen Ende weist die Wand 41 des Lagerdeckels 27 einen sich radial nach innen erstreckenden Klemmflansch 42 auf, der mit einer am Tragring 22 vorgesehenen, sich nach außen erstreckenden Axialschulter 43 zusammenwirkt, so daß der Tragring 22, das Wälzlager 33 sowie der Dämpfungskörper 17 am Lagerdeckel 27 gehalten sind.

Der Lagerkern 30, der Tragkörper 32 sowie der Tragring 22 schließen mit der oberen Stützplatte 15 des Dämpfungskörpers 17 eine Arbeitskammer 13 ein, die mit Flüssigkeit, insbeson­ dere Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist. Über einen im Dämpfungskörper 17 vorgesehenen Drosselkanal 10 ist die Ar­ beitskammer 13 mit einer Ausgleichskammer 14 verbunden, die unterhalb der unteren Stützplatte 16 angeordnet und von einer zwischen der unteren Stützplatte 16 und dem Boden 40 des Lagerdeckels 27 vorgesehenen Rollmembran 37 abgeschlos­ sen ist. Um die Rollmembran 37 flüssigkeitsdicht mit der un­ teren Stützplatte 16 zu verbinden, ist ein an ihrem Umfang vorgesehener Ringwulst 38 in einer entsprechenden Ringnut 39 in der unteren Stützplatte 16 aufgenommen, in der sie durch die Ausdrückung 35 des Lagerdeckels 27 gehalten wird. Zwi­ schen der Rollmembran 37 und dem Boden 40 des Lagerdeckels 27 ist ein Luftraum 43a vorgesehen, der über eine Belüftungs­ öffnung 44 mit der Umgebung verbunden ist.

Der im Dämpfungskörper 17 angeordnete Drosselkanal 10 ist als Ringkanal ausgebildet, der zwischen der oberen und der unteren Stützplatte 15 bzw. 16 angeordnet ist. Der Ringkanal weist dabei eine erste, in der oberen Stützplatte 15 vorgese­ hene, nach unten offene Ringnut 18 auf, die an ihrem einen Ende mit der ersten Durchlaßöffnung 20 in Verbindung steht und sich umfangsmäßig ersteckend mit Abstand zur ersten Durchlaßöffnung 20 endet. Der ersten Ringnut 18 liegt eine zweite, nach oben offene, in der unteren Stützplatte 16 vor­ gesehene Ringnut 19 gegenüber, deren Enden ebenfalls einen kleinen umfangsmäßigen Abstand zueinander aufweisen. Dabei steht die zweite Ringnut 19 mit ihrem dem geschlossenen Ende der ersten Ringnut 18 zugeordneten Ende mit einer zweiten Durchlaßöffnung 21 in Verbindung.

Um ein Verdrehen der oberen Stützplatte 15 gegenüber der un­ teren Stützplatte 16 zu ermöglichen, ist radial außerhalb der Ringnuten 18, 19 ein zweites Wälzlager 45 zwischen den Stützplatten 15, 16 angeordnet.

Radial innerhalb der Ringnuten 18, 19 ist zwischen der oberen und der unteren Stützplatte 15 bzw. 16 ein Hohlraum 46 vorgesehen, der über Düsenöffnun­ gen 50 in der oberen Stützplatte 15 und der unteren Stützplatte 16 mit der Arbeitskammer 13, bzw. der Ausgleichskammer 14 verbunden ist. In dem Hohlraum 46 ist eine zumindest in ihrem Umfangsbereich zwischen den Stützplatten 15, 16 dicht eingeklemmte Entkoppelungsmembran 47 angeordnet, so daß die Ausgleichskammer 14 nur über den Drosselkanal 10 mit der Ar­ beitskammer 13 in Verbindung steht.

In der Ausgleichskammer 14 ist ein Stellmotor 11 angeordnet, der über ein Anschlußkabel 48, das abgedichtet durch die Rollmembran 37 und durch eine nicht näher dargestelle Axial­ bohrung im zweiten Anschlußbolzen 36 geführt ist, mit einer Steuervorrichtung 12 verbunden, die in nicht dargestellter Weise über die Motordrehzahl angesteuert werden kann. Der Stellmotor 11 ist an der starren unteren Stützplatte 16 befe­ stigt und weist eine Antriebswelle 23 auf, die sich durch eine Lageröffnung 26 in der unteren Stützplatte 16 hindurch erstreckt, in der sie mittels einer schematisch dargestell­ ten Dichtung 49 dicht gelagert ist. Am freien Ende trägt die Antriebswelle 23 ein Antriebszahnrad 24, das mit einem am Au­ ßenumfang der drehbar zwischen der unteren Stützplatte 16 und dem Tragring 22 gelagerten oberen Stützplatte 15 vorgese­ henen Zahnkranz 25 kämmt. Damit läßt sich die obere Stütz­ platte 15 winkelmäßig gegenüber der unteren Stützplatte 16 verdrehen, wodurch die Lage der Durchlaßöffnungen 20, 21 zu­ einander und damit die den Strömungswiderstand des Drosselka­ nals 10 bestimmende Länge des Ringkanals einstellen läßt.

Das beschriebene Zweikammerlager arbeitet wie folgt:

Wenn das Zweikammerlager zwischen der Karosserie und dem Motor eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, so nimmt zunächst der rotationssymmetrische, gummielastische Tragkörper 32 die statische und dynamische Motorlast auf. Liegt nur eine stati­ sche Motorlast vor, so stellen sich bestimmte Volumen der Ar­ beitskammer 13 und der Ausgleichskammer 14 ein, bei denen die Hydraulikflüssigkeit im Zweikammerlager unter Atmosphärendruck steht.

Wird nun infolge irgendwelcher Schwingungen des Kraftfahr­ zeugmotors eine dynamische Last über den Lagerkern 30 auf den Tragkörper 32 übertragen, so wird das Volumen der Ar­ beitskammer 13 abwechselnd vergrößert und verkleinert, wo­ durch über den Drosselkanal 10 Hydraulikflüssigkeit aus der Ausgleichskammer 14 in die Arbeitskammer 13 gesaugt bzw. aus der Arbeitskammer 13 in die Ausgleichskammer 14 verdrängt wird. Dabei dämpft die Strömung der Hydraulikflüssigkeit durch den Drosselkanal 10 in Abhängigkeit von dessen Drossel­ länge bzw. dessen Strömungswiderstand die auf das Zweikammer­ lager übertragene Schwingung. Die Lage des Dämpfungsmaximums in bezug auf die Frequenz der eingeleiteten Schwingung ist dabei von der Drossellänge des Drosselkanals 10 abhängig und kann im Versuch ohne weiteres ermittelt werden.

Treten z. B. beim Starten oder Abstellen des Motors Drehbewe­ gungen des Motors um dessen Torque-Roll-Achse auf, so ist eine sehr kleine Dämpfungswirkung erwünscht, um im Zweikam­ merlager Klopfgeräusche infolge Kavitation und Anschlagen der Entkoppelungsmembran 47 an die Stützplatten 15, 16 zu verhindern. Dazu kann die erste Durchlaßöffnung 20 mittels des Stellmotors 11 fluchtend über die zweite Durchlaßöffnung 21 gedreht werden, so daß eine nahezu ungedrosselte Verbin­ dung zwischen der Arbeitskammer 13 und der Ausgleichskammer 14 besteht.

Werden andererseits Schwingungen mit einer Frequenz im Be­ reich von 6 bis 12 Hz auf das Zweikammerlager übertragen, so ist eine mittlere Drosselwirkung des Drosselkanals 10 erfor­ derlich, um die durch die Drosselung bewirkte Dämpfung so einzustellen, daß das Dämpfungsmaximum im angegebenen Fre­ quenzbereich liegt. Dies kann nun dadurch erreicht werden, daß ein mittlerer, sich über circa 250° bis 300° erstrecken­ der Drosselkanal 10 eingestellt wird. Derartige Schwingungen treten infolge von Vorderbauhüpfen hauptsächlich während des normalen Fahrbetriebs auf.

Werden ferner Schwingungen mit einer Frequenz im Bereich von 28 Hz, wie sie infolge Leerlaufschüttelns des Kraftfahrzeugs­ motors auftreten, in das Zweikammerlager eingeleitet, so wird eine maximale Drosselwirkung des Drosselkanals 10 gefor­ dert, um das Dämpfungsmaximum in diesen Frequenzbereich zu legen. Hierzu kann nun durch den Stellmotor 11 die obere Stützplatte 15 so weit verdreht werden, bis die erste Durch­ laßöffnung 20 in der oberen Stützplatte 15 in Umfangsrich­ tung entlang der Ringnuten 18, 19 gesehen den maximalen Ab­ stand von der zweiten Druchlaßöffnung 21 in der unteren Stützplatte 16 aufweist. Damit ist die maximale Drosselkanal­ länge eingestellt und das Dämpfungsmaximum liegt bei der ge­ wünschten Frequenz.

Die in Versuchen ermittelte Drosselkanallänge kann nun in die Steuervorrichtung 12, die in Abhängigkeit von der Motor­ drehzahl arbeitet, einprogrammiert werden, so daß beim Star­ ten oder Abstellen des Motors, wobei die Motordrehzahlen un­ terhalb von z. B. 500 U/min liegen, die Durchlaßöffnungen 20, 21 durch Verdrehen der oberen Stützplatte 15 gegenüber der unteren Stützplatte 16 durch den Stellmotor 11 fluchtend miteinander ausgerichtet werden. Erreicht der Motor dann seine Leerlaufdrehzahl, bei der eine maximale Drosselung der Verbindung zwischen Arbeitskammer 13 und Ausgleichskammer 14 erwünscht ist, so stellt der Stellmotor 11 in Abhängigkeit von einem Stellsignal der Steuervorrichtung 12 die maximale Drosellänge des Drosselkanals 10 ein. Dreht der Kraftfahr­ zeugmotor dann während des normalen Fahrbetriebs bei Motor­ drehzahlen, die oberhalb von z. B. 2000 U/min liegen, so wird der Stellmotor 11 von der Steuervorrichtung 12 so beauf­ schlagt, daß er die obere Stützplatte 15 wieder zurückdreht, bis ein mittlerer, circa 250° bis 300° langer Drosselkanal 10 eingestellt ist. Hierdurch wird das Dämpfungsmaximum auf die Frequenzen der während des normalen Fahrbetriebs auftre­ tenden Schwingungen eingestellt.

Treten ferner Schwingungen mit wesentlich höheren Frequenzen auf, so werden diese durch eine Verschiebung der Entkoppe­ lungsmembran 47 in axialer Richtung innerhalb des Hohlraums 46 zwischen den Stützplatten 15 und 16 gedämpft, wodurch deren Übertragung auf die Karosserie des Fahrzeugs weitge­ hend verhindert wird.

Das in Fig. 2 dargestellte Zweikammerlager ist im wesentli­ chen gleich aufgebaut wie das in Fig. 1 gezeigte und unter­ scheidet sich nur durch die Anordnung des Stellmotors 11, die im folgenden beschrieben wird.

Auf der in Fig. 2 rechten Seite des Zweikammerlagers ist außen am Lagerdeckel 27 ein Stellmotors 11 befestigt, der von einer Motordrehzahl abhängig arbeitenden Steuervorrich­ tung 12 beaufschlagt wird. Der Stellmotor 11 weist wiederum eine Antriebswelle 23 auf, die sich durch eine im Lager­ deckel 27 vorgesehene Bohrung 28 hindurch erstreckt. Dabei ist die Antriebswelle 23 in Radialrichtung zur Symmetrie­ achse des Zweikammerlagers ausgerichtet. Außerdem ist die Antriebswelle 23 gegen die Bohrung 28 abgedichtet, um ein Austreten von Flüssigkeit aus dem Zweikammerlager zu verhin­ dern.

Am freien Ende der Antriebswelle 23 ist wiederum ein Zahnrad 24 vorgesehen, das mit einer Stirnverzahnung 29 kämmt, die an der Oberseite der oberen, drehbar gelagerten Stützplatte 15 und radial außerhalb der Wälzlager 33, 45 vorgesehen ist.

Die Funktionsweise dieses Zweikammerlagers ist mit der Funktionsweise des anhand von Fig. 1 beschriebenen Zweikam­ merlagers identisch.

Als Steuervorrichtung 12 für den Stellmotor 11 kann bei beiden beschriebenen Zweikammerlagern die Motorregelung ver­ wendet werden, in die die im Versuch ermittelte Drossellänge des Drosselkanals 10 für die verschiedenen Motordrehzahlen einprogrammiert werden kann.

Um bei Zweikammerlagern mit kleinen Druckmessern eine genü­ gend große Drosselkanallänge zu erhalten, können anstelle des durch den einfachen Ringkanal gebildeten Drosselkanals 10 auch zwei übereinanderliegende miteinander verbundene Kanäle (nicht dargestellt) vorgesehen werden, die entlang einer Schraubenlinie mit zwei Umgängen verlaufen.

Claims (14)

1. Zweikammerlager mit einem Dämpfungskörper, der zwischen einer von einem zwischen einem Lagerkern und einem dazu konzentrischen Tragring angeordneten Tragkörper aus ela­ stomeren Material abgeschlossenen, mit Flüssigkeit gefüllten Arbeitskammer und einer ebenfalls mit Flüssigkeit gefüllten Ausgleichskammer angeordnet ist, die von einer Rollmembran abgeschlossen ist, wobei der Dämpfungskörper einen die Arbeitskammer mit der Ausgleichskammer verbindenden, als Ringkanal ausgebildeten Drosselkanal mit variabler Wirklänge aufweist, der zwischen einer oberen, die Arbeitskammer begrenzenden und einer unteren, die Ausgleichskammer begrenzenden, Düsenöffnungen aufweisenden Stützplatte des Dämpfungskörpers angeordnet ist, wobei zwischen der oberen und der unteren Stützplatte ein über die Düsenöffnungen mit der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer verbundener Hohlraum vorgesehen ist, in dem eine Entkoppelungsmembran angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützplatten (15, 16) gegeneinander verdrehbar sind, um die Länge des Ringkanals (10) einzustellen, so daß der Strömungswiderstand des Ringkanals (10) in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand während des Betriebes verstellbar ist, und
daß die Entkoppelungsmembran (47) zumindest in ihrem Umfangsbereich an wenigstens einer der Stützplatten (15, 16) abdichtend angeordnet ist, so daß die Ausgleichskammer (14) nur über den Ringkanal (10) mit der Arbeitskammer (13) in Verbindung steht.

2. Zweikammerlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verstellen des Strömungswiderstandes des Drosselkanals (10) ein Stellmo­ tor (11) vorgesehen ist.

3. Zweikammerlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (11) von einer Steuervorrichtung (12) beaufschlagbar ist, die ein Stellsignal in Abhängigkeit von der Drehzahl eines Fahrzeugmotors liefert.

4. Zweikammerlager nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (10) durch eine erste, in der Unterseite der oberen Stützplat­ te (15) vorgesehene Ringnut (18) und eine zweite, in der Oberseite der unteren Stützplatte (16) vorgesehene Ring­ nut (19) gebildet ist, die der ersten Ringnut (18) gegen­ überliegt, wobei die erste und die zweite Ringnut (18 bzw. 19) durch in der oberen bzw. der unteren Stützplat­ te (15 bzw. 16) vorgesehene Durchlaßöffnungen (20 bzw. 21) mit der Arbeitskammer (13) bzw. der Ausgleichskammer (14) verbunden ist.

5. Zweikammerlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen (20, 21) jeweils an einem Ende der zugehörigen Ringnut (18) bzw. (19) angeordnet sind, wobei sich die Durch­ laßöffnungen (20, 21) in bezug auf den Ringkanal (10) an entgegengesetzten Enden befinden.

6. Zweikammerlager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede Ringnut (18, 19) winkelmäßig nahezu über den gesamten Umfang des Dämpfungskörpers (17) erstreckt.

7. Zweikammerlager nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Stützplatte (15) zwischen dem Tragring (22) und der unteren Stütz­ platte (16) drehbar gelagert ist.

8. Zweikammerlager nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (11) ein an einer Antriebswelle (23) angeordnetes Antriebs­ zahnrad (24) aufweist, das mit einem im Bereich des Außenumfangs der oberen Stützplatte (15) an dieser vorge­ sehenen Zahnkranz (15) kämmt.

9. Zweikammerlager nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (11) in­ nerhalb der Ausgleichskammer (14) angeordnet ist und daß die Antriebswelle (23) sich durch eine Lageröffnung (26) in der unteren Stützplatte (16) hindurch erstreckt.

10. Zweikammerlager nach Anspruch 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (11) an der unteren Stützplatte (16) befestigt ist.

11. Zweikammerlager nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (11) an einem den Dämpfungskörper (17) und die Ausgleichskammer (14) umschließenden Lagerdeckel (27) befestigt ist.

12. Zweikammerlager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (11) außen am Lagerdeckel (27) angeordnet ist.

13. Zweikammerlager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (23) sich abgedichtet durch eine Bohrung (28) im Lagerdeckel (27) erstreckt.

14. Zweikammerlager nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad (24) mit einer an der oberen Stützplatte (15) auf der von der unteren Stützplatte (16) abgewandten Seite im Um­ fangsbereich vorgesehenen Stirnverzahnung (29) kämmt.