DE3822739A1 - Daempfungslager fuer die aufhaengung eines schwingenden koerpers an einer stuetzkonstruktion, insbesondere fuer die aufhaengung des motors am fahrgestell eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dämpfungslager für die Aufhängung eines schwingenden Körpers an einer Stützkonstruktion, und ist insbesondere für Kolbenmoto­ ren von Kraftfahrzeugen vorgesehen.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Dämpfungslager der Ausführung mit einem rohrförmigen Lagerkörper, der zur Befestigung an der Stützkonstruktion vorgesehen und an einem Ende zur Begrenzung einer eine Dämpfungsflüs­ sigkeit enthaltenden Kammer geschlossen ist, mit einem Verbindungselement, das zur Befestigung am schwingenden Element vorgesehen und koaxial mit dem anderen Ende des rohrförmigen Lagerkörpers mittels eines ringförmigen Elementes verbunden ist, das aus elastomerem Material besteht und dessen Außenfläche am rohrförmigen Lagerkör­ per und dessen Innenfläche am Verbindungselement be­ festigt sind, und mit einer fluid-dynamischen Einrich­ tung zum Dämpfen der Schwingungen des Verbindungselemen­ tes relativ zum rohrförmigen Körper mit einem querver­ laufenden Plattenelement, das mit dem Verbindungselement verbunden und in die Dämpfungsflüssigkeit eingetaucht ist.

Dämpfungslager der vorbeschriebenen Ausführung sind zum Dämpfen von Niederfrequenz-Schwingungen großer Amplitude geeignet, wie beispielsweise von Schwingungen eines Kraftfahrzeugmotors bei niedriger Drehzahl oder für den Fall von jähen Stößen auf das Fahrzeug, die durch unebe­ ne Fahrbahn hervorgerufen werden. Im Fall von hochfre­ quenten Schwingungen geringer Amplitude, wie bei­ spielsweise solchen, die auftreten, wenn der Motor mit hoher Drehzahl läuft, ist diese Lagerausführung jedoch nachteilig, da sie eine hohe dynamische Starrheit auf­ weist, die sich mit zunehmender Schwingungsfrequenz wei­ ter erhöht, wodurch große Druckänderungen als Schwingun­ gen auf das Fahrgestell des Kraftfahrzeuges zum Nachteil des Fahrkomforts übertragen werden.

Weiterhin ist ein Dämpfungslager der vorbeschriebenen Art bekannt, welches eine querverlaufende Wandung auf­ weist, die die innere Kammer in zwei Kammern aufteilt, welche über einen eingeschränkten Durchtrittskanal für die Dämpfungsflüssigkeit miteinander verbunden sind.

In diesem Fall ermöglicht das Dämpfungslager bei Hoch­ frequenzstörungen die Erzielung eines niedrigen dyna­ mischen Starrheitswertes; insbesondere erreicht die Kurve der dynamischen Starrheit als Funktion der Schwin­ gungsfrequenz ihr Minimum in einem bestimmten Frequenz­ bereich, in welchem die dynamische Starrheit kleiner als die statische Starrheit ist.

Es ist Ziel der Erfindung, ein verbessertes Dämpfungsla­ ger zu schaffen, mit welchem in einem weiten Frequenzbe­ reich, insbesondere im Hochfrequenzbereich, eine dynami­ sche Starrheit erzielt werden kann, die geringer als die statische Starrheit ist, um auf diese Weise die auf die Stützkonstruktion übertragenen hochfrequenten Schwingun­ gen zu reduzieren.

Dieses Ziel wird mittels eines Dämpfungslagers der eingangs erwähnten Art erreicht, dessen Hauptmerkmal darin liegt, daß das Plattenelement wenigstens eine Öffnung für den Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit aufweist und eine dem Plattenelement zugeordnete be­ wegliche Verschlußeinrichtung zur Veränderung der Größe der Durchtrittsöffnung für die Dämpfungsflüssigkeit durch die Öffnung vorgesehen ist.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die als nicht-beschränkendes Bei­ spiel beigefügte Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt eines Dämpfungsla­ gers, insbesondere für ein abgestütztes Triebwerk,

Fig. 2 einen Teilschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Axialschnitt eines Ausführungsbei­ spiels eines für ein aufgehängtes Triebwerk geeigneten Dämpfungslagers,

Fig. 4 einen Teilschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3, und

Fig. 5 eine graphische Darstellung, die die Kurve der dynamischen Starrheit als Funktion der Frequenz für ein erfindungsgemäßes Dämpfungslager zeigt.

In den Fig. 1 und 2 ist ein rohrförmiger metallischer Lagerkörper mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet und an einem Ende mit einem ringförmigen Flansch 4 versehen, der zur Befestigung des Lagerkörpers am Fahrgestell des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Der rohrförmige Körper 2 ist an einem Ende mittels einer schützenden Metallab­ deckung 6 verschlossen, die als Halterung für eine flexible Membrane 8 aus elastomerem Material dient, deren Umfangsrand einen ringförmigen Flansch 10 mit einer Rippe aufweist, die im Eingriff ist mit einer komplementären Rille in der Abdeckung 6.

Am anderen Ende des rohrförmigen Körpers 2 ist ein im wesentlichen glockenförmiges ringförmiges Element aus elastomerem Material 14 befestigt, dessen radial äußere Fläche an der Innenfläche des rohrförmigen Körpers 2 be­ festigt ist. Die radial innere Fläche des ringförmigen Elementes 14 ist an einem metallischen Verbindungsele­ ment 16 befestigt, das von einer Hülse mit im wesentli­ chen kegelstumpfförmigen Profil gebildet ist. Das Ver­ bindungselement 16 ist an seinem äußeren Ende mit einem Schaft 18 versehen, der ein Loch mit Innengewinde für den Eingriff eines entsprechenden, mit Schraubgewinde versehenen Verbindungselementes 20 aufweist, welches am Fahrzeugmotor befestigt ist.

Der rohrförmige Körper 2, die Membrane 8 und das ring­ förmige Element 14 begrenzen innerhalb des Dämpfungsla­ gers eine Kammer 22, die zur Füllung mit einer Dämpfungsflüssigkeit vorgesehen ist, die durch ein im Verbindungselement 16 ausgebildetes Durchgangsloch 24 mit einem Kugelventil 26 eingeführt wird.

Eine querverlaufende Platte 28 ist starr mit dem Verbin­ dungselement 16 verbunden und weist eine ebene Grundflä­ che und bogenförmige Umfangsränder auf. Die Platte 28 erstreckt sich quer in der Kammer 22, um einen ringför­ migen Durchgang 30 zwischen ihrer radial äußeren Fläche und der radial inneren Fläche des rohrförmigen Körpers zu begrenzen. Durch den Durchgang kann die Dämpfungs­ flüssigkeit hindurchströmen. Die Platte 28 weist zwei schlitzförmige Öffnungen 32 auf, die in Umfangsrichtung verlaufen und bezüglich einer Diametralachse im wesent­ lichen symmetrisch sind.

Erfindungsgemäß ist die Platte 28 mit einem zugeordneten Verschlußteller 34 mit ebenen Flächen versehen, der in Berührung mit der axial inneren Fläche der Platte 28 befestigt ist und die Durchtrittsfläche durch die Öffnungen 32 überlagern kann. Der Verschlußteller 34 wird von einem Schaft 36 gehalten und gedreht. Der Schaft 36 ist drehbar in einer axialen Öffnung im Verbindungselement 16 angeordnet.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 und 4 weist der Verschlußteller 34 eine im wesentlichen kreisrunde Form auf und umfaßt zwei radiale Vorsprünge 40 zur Ver­ änderung der Durchtrittsfläche für die Flüssigkeit durch die Öffnungen 32 als Ergebnis der Drehung des Tellers von einer Position, in der beide Öffnungen vollständig geschlossen sind, in eine Position, in der beide völlig offen sind.

Der an dem Verschlußteller 34 befestigte Schaft 36 ist dazu bestimmt, mittels eines flexiblen Schaftes 42 ge­ dreht zu werden, der eine axiale Öffnung des mit Schraubgewinde versehenen Verbindungselementes 20 durch­ setzt und ein mit dem Schaft 36 verbundenes Ende 44 auf­ weist.

Das Dämpfungslager umfaßt ferner eine allgemein mit dem Bezugszeichen 46 bezeichnete Teilereinrichtung, die von einem eine Scheibe 50 aus elastomerem Material haltenden starren ringförmigen Element 48 aus Kunststoffmaterial oder Aluminium gebildet ist. Das ringförmige Element 48 ist an der Innenfläche des rohrförmigen Körpers be­ festigt, wobei sein Umfangsrand zwischen der Umfangskan­ te der Abdeckung 6 und einer Schulter 52 des rohrförmi­ gen Körpers angeordnet ist. Die Teilereinrichtung 46 teilt die Kammer 22 in zwei Kammern 22 a und 22 b auf, die über einen allgemein spiraligen eingeschränkten Durch­ trittskanal 54, der im ringförmigen Element 48 ausgebil­ det ist, in Flüssigkeitsverbindung stehen. Die Flüssig­ keitsströmung zwischen den Kammern 22 a und 22 b über den eingeschränkten Kanal 54 hat eine weitere Dämpfungswir­ kung auf die Schwingungen. Die für das Einfüllen in die Kammer 22 vorgesehene Flüssigkeit weist typischerweise einen geringen Viskositätswert auf und besteht vorzugs­ weise aus einer Mischung aus Wasser und Glykol.

Das erfindungsgemäße Dämpfungslager ermöglicht es, die dynamische Starrheit Kd in Abhängigkeit von der Schwin­ gungsfrequenz des Motors zu regulieren. Zu diesem Zweck verarbeitet eine Steuer- und Prozeßeinheit ein Signal, welches beispielsweise von der Geschwindigkeit oder Drehzahl des Motors abhängt, und erzeugt einen Befehl zur Drehung des Verschlußtellers 34 mittels des flexiblen Antriebsschaftes 42 und des Schaftes 36, um die Verschlußeinrichtung in eine Winkelposition zu bringen, in der die Durchtrittsfläche für die Dämpfungsflüssigkeit einen vorbestimmten Wert aufweist, der dem erforderlichen Wert der dynamischen Starrheit entspricht.

Auf diese Weise ist es möglich, für einen weiten Bereich hochfrequenter Schwingungen eine dynamische Starrheit zu erzielen, die kleiner als die statische Starrheit ist. Dies ermöglicht die Tilgung von Schwingungen mit Stö­ rungsfrequenzen, die auf die Konstruktion des Kraft­ fahrzeuges übertragen werden.

In Fig. 5 sind die Kurven der dynamischen Starrheit für verschiedene Werte der Fläche A des Durchtritts der Däm­ pfungsflüssigkeit durch die Öffnungen in der Platte mit gestrichelten Linien dargestellt. Mit zunehmender Größe de Durchtrittsfläche durch die Öffnungen wird das Mini­ mum jeder Kurve in Richtung der höheren Frequenzen ver­ schoben. Die durchgezogene Linie in Fig. 5 zeigt die Kurve der dynamischen Starrheit, die mit Hilfe des er­ findungsgemäßen Dämpfungslagers erreicht werden kann. Diese Kurve ergibt sich aus der Einhüllenden der Kurven der dynamischen Starrheit für die einzelnen Werte der Durchtrittsfläche A. Die in Form einer Kette dargestell­ te Linie zeigt als Beispiel die Kurve der statischen Starrheit Ks.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Motorenlagers für aufgehängte Triebwerke. Die Konstruktionsmerkmale dieses Ausführungsbeispiels unterscheiden sich von dem in Fig. 1 dargestellten lediglich in Einzelheiten, die die Form betreffen und die Funktion des Dämpfungslagers nicht beeinflussen; deshalb sind die Elemente in Fig. 3, die mit denjenigen nach Fig. 2 übereinstimmen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Selbstverständlich können unter Aufrechterhaltung des Erfindungsprinzips die Formen der Ausführungsbeispiele und Einzelheiten der Konstruktion in hohem Maße gegen­ über denjenigen variiert werden, die lediglich als nicht-beschränkendes Beispiel beschrieben und darge­ stellt sind. Folglich könnte das Dämpfungslager bei­ spielsweise mit einem in dem Verbindungselement ange­ ordneten Motor zur Drehung der Verschlußeinrichtung ver­ sehen sein.

Claims (5)

1. Dämpfungslager für die Aufhängung eines schwingenden Körpers an einer Stützkonstruktion, mit einem rohrförmi­ gen Lagerkörper, der zur Befestigung an der Stützkon­ struktion vorgesehen und an einem Ende zur Begrenzung einer Kammer für die Aufnahme einer Dämpfungsflüssigkeit geschlossen ist, mit einem Verbindungselement, das zur Befestigung am schwingenden Element vorgesehen und ko­ axial mit dem anderen Ende des rohrförmigen Lagerkörpers mittels eines ringförmigen Elements verbunden ist, das aus elastomerem Material besteht und dessen Außenfläche am rohrförmigen Lagerkörper und dessen Innenfläche am Verbindungselement befestigt ist, und mit einer fluid-dynamischen Einrichtung zum Dämpfen der Schwingun­ gen des Verbindungselementes relativ zum rohrförmigen Lagerkörper mit einem querverlaufenden Plattenelement, das mit dem Verbindungselement verbunden und zum Eintau­ chen in die Dämpfungsflüssigkeit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenelement (28) wenigstens eine Öffnung (32) für den Durchtritt der Dämpfungsflüs­ sigkeit aufweist und eine dem Plattenelement zugeordnete Verschlußeinrichtung (34) zur Veränderung der Durch­ trittsfläche der Dämpfungsflüssigkeit durch die Öffnung (32) vorgesehen ist.

2. Dämpfungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verschlußeinrichtung (34) einen in Kontakt mit der Fläche des Plattenelementes (28) angeordneten Drehteller (34) umfaßt, der mittels eines vom Verbin­ dungselement (16) gehaltenen Schaftes (36) drehbar ist und Flächenabschnitte (40) aufweist, die die Durch­ trittsfläche der Öffnung (32) als Ergebnis seiner Win­ kelrotation überlagern können.

3. Dämpfungslager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der rohrförmige Lagerkörper (2) mit­ tels einer eine Wandung der Kammer (22) darstellenden flexiblen Membrane (8) an dem Ende geschlossen ist, das demjenigen , dem das Verbindungselement (16) zugeordnet ist, gegenüberliegt.

4. Dämpfungslager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Teilereinrichtung (50, 54) in Form einer Querwand, die abdichtend von den Wan­ dungen des rohrförmigen Lagerkörpers (2) gehalten ist und innerhalb der Kammer (22) eine erste und eine zweite Kammer (22 a, 22 b) festlegt, die beide über einen einge­ schränkten Durchtrittskanal (54) in Flüssigkeitsverbin­ dung stehen.

5. Dämpfungslager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Teilereinrichtung (50, 54) ein starres Ringelement (54) aufweist, das mit dem eingeschränkten Durchtrittskanal (54) für die Dämpfungsflüssigkeit ver­ sehen ist und dessen radial innere Wand ein Scheiben­ element (50) aus elastomerem Material abstützt.