DE3827124C2 - Strömungsmittelgefülltes elastisches Lager - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein strömungs­ mittelgefülltes, elastisches Lager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Elastische Lager, beispielsweise eine Motorlager­ einheit für ein Kraftfahrzeug, werden benötigt, um Vibrationen in einem breiten Frequenzbereich in wirksamer Weise zu dämpfen und zu isolieren, insbesondere Vibrationen mit niedrigen Frequenzen in wirksamer Weise zu dämpfen. Um diesen Erfordernissen gerecht zu werden, ist bereits eine sogenannte strömungsmittelgefüllte elastische Lagereinheit vorgeschlagen worden, die die folgenden Bestandteile umfaßt:

• (a) eine erste und eine zweite Lagereinrichtung, die in Last­ aufnahmerichtung, in der eine Vibrationslast an der elastischen Montageeinheit angreift, im Abstand voneinander angeordnet sind;
• (b) einen elastischen Körper, der zwischen der ersten und zweiten Lagereinrichtung angeordnet ist und die erste und zweite Lagereinrichtung elastisch miteinander verbindet;
• (c) ein an der zweiten Lagereinrichtung befestig­ tes Verschlußelement, das mit mindestens dem elastischen Körper zusammenwirkt und eine mit einem nicht komprimier­ baren Strömungsmittel gefüllte Strömungsmittelkammer bildet, wobei das Verschlußelement einen flexiblen Abschnitt auf­ weist;
• (d) eine Trenneinrichtung zum Unterteilen der Strömungsmittelkammer in eine auf der Seite der ersten Lagereinrichtung ausgebildete Druckaufnahmekammer und eine auf der Seite der zweiten Lagereinrichtung ausgebildete Gleichgewichtskammer und
• (e) eine Einrichtung zur Ausbildung eines gedrosselten Kanales für eine gedrosselte Strömungs­ mittelverbindung zwischen der Druckaufnahmekammer und der Gleichgewichtskammer.

Bei der in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildeten bekannten strömungsmittelgefüllten elastischen Lagerein­ heit bewirken auf die Lagereinheit ausgeübte Vibrationen, daß das nicht komprimierbare Strömungsmittel zwischen der Druckaufnahmekammer und der Gleichgewichtskammer durch den Drosselkanal strömt, so daß die elastische Lagereinheit in wirksamer Weise die auftretenden Vibrationen in einem speziellen Frequenzbereich dämpfen kann, der durch die Form und die Abmessungen des Drosselkanales festgelegt wird. Üblicherweise ist der Drosselkanal auf eine bestimmte Frequenz in einem niedrigen Frequenzbereich abgestimmt, so daß Vibrationen mit niedriger Frequenz aufgrund des gedros­ selten Strömungsmittelaustauschs über den Drosselkanal in wirksamer Weise gedämpft werden können.

Obwohl die bekannte strömungsmittelgefüllte elastische Lagereinheit in wirksamer Weise Vibrationen mit niedriger Frequenz durch den Drosselkanal dämpfen kann, kann sie nicht immer auftretende Vibrationen in anderen Frequenzbereichen, insbesondere in einem höheren Frequenzbereich als dem durch den Drosselkanal festgelegten Frequenzbereich, ausreichend dämpfen und isolieren. Genauer gesagt, wenn die bekannte elastische Montageeinheit Vibrationen mit höheren Frequenzen ausgesetzt ist, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, daß das Strömungsmittel durch den Drosselkanal fließt, was zu einer reduzierten Dämpfungs- oder Isolationsfähigkeit der elastischen Lagereinheit führt.

Angesichts der vorstehend erwähnten Unvollkommenheit der be­ kannten elastischen Lagereinheit hat man bereits eine in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildete strömungs­ mittelgefüllte elastische Lagereinheit ausgebildet, die desweiteren (g) ein bewegliches Element umfaßt, das in einer Richtung verformbar oder verschiebbar gelagert ist, um eine Druckdifferenz zwischen der Druckaufnahme- und der Gleich­ gewichtskammer zu absorbieren. Bei dieser elastischen Lager­ einheit können die Vibrationen in einem speziellen Frequenzbereich in wirksamer Weise isoliert werden, was auf die Verformung oder Verschiebung des beweglichen Elementes entsprechend der Größe der vorstehend erwähnten Druckdiffe­ renz zurückzuführen ist. Da der spezielle Frequenzbereich, der durch die Größe und Form des beweglichen Elementes fest­ gelegt wird, auf einen relativ hohen Frequenzbereich einge­ stellt ist, kann die elastische Lagereinheit ausgezeichne­ te Isolationseigenschaften für Vibrationen mit relativ hoher Frequenz aufweisen.

Die vorstehend beschriebene elastische Lagereinheit kann somit Vibrationen von zwei unterschiedlichen Frequenzbe­ reichen wirksam dämpfen und isolieren, nämlich einem rela­ tiv niedrigen Frequenzbereich, der durch den Drosselkanal bestimmt wird, und einen relativ hohen Frequenzbereich, der durch das bewegliche Element festgelegt wird. Die bekannte elastische Lagereinheit weist jedoch keine ausgezeichne­ ten Isolationseigenschaften für Vibrationen in einem Frequenzbereich auf, der höher liegt als der durch das be­ wegliche Element festgelegte spezielle Frequenzbereich. Genauer gesagt, die mit dem beweglichen Element versehene elastische Lagereinheit kann Vibrationen isolieren, deren Frequenzen höchstens 150-200 Hz betragen, besitzt jedoch kein ausreichendes lsolationsvermögen gegenüber Vibrationen in einem höheren Frequenzbereich als dem vorstehend wieder­ gegebenen Bereich von 150-200 Hz.

Ein anderes strömungsmittelgefülltes, elastisches Lager ist aus der DE 34 43 618 C2 bekannt. Diese Schrift zeigt ein fluidgefülltes Lager, das einen Fluidraum aufweist, der von einer ersten Trennein­ richtung in eine erste unten liegende und in eine zweite oben liegende Kammer unterteilt wird. Die Kammern sind über einen ringförmigen Kanal, der in der ersten Trenneinrich­ tung vorgesehen ist, verbunden. Im oberen Bereich des Lagers ist ein weiteres Element vorgesehen, das eine dritte Kammer in seinem Inneren aufweist. Diese Kammer ist nicht mit der ersten oder zweiten Kammer verbunden, sondern ist vollkommen abgeschlossen und mit Luft gefüllt. Über das eingeschlossene Luftvolumen sollen die Schwingungs-Dämpfungseigenschaften des Lagers beeinflußt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein strömungsmittelgefülltes elastisches Lager zur flexiblen Kopplung von zwei Elementen zu schaffen, das in der Lage ist, auftretende Vibrationen in einem breiten Frequenzbereich insbesondere in einem sehr hohen Frequenzbereich zu dämpfen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die vorteilhaften Dämpfungseigenschaften des Lagers werden im wesentlichen dadurch erzielt, daß in der oben liegenden Kammer des fluidgefüllten Lagerelements mittels einer Trenneinrichtung eine weitere Fluidkammer geschaffen wird, die über zwei Verbindungseinrichtungen sowohl mit einem ersten Abschnitt als auch mit einem zweiten Abschnitt der oben liegenden Fluidkammer verbunden ist.

In dem in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildeten strömungsmittelgefüllten elastischen Lager gemäß der Erfindung werden Vibrationen mit niedriger Frequenz in wirk­ samer Weise gedämpft, was auf den Strömungsmittelaustausch durch den Drosselkanal zurückzuführen ist, der auf einen bestimmten niedrigen Frequenzwert abgestimmt ist. Vibratio­ nen mit relativ hoher Frequenz werden auf der Basis einer Verformung oder Verschiebung des beweglichen Elementes in wirksamer Weise isoliert.

Das erfindungsgemäß ausgebildete elastische Lager besitzt einen ringförmigen Drosselabschnitt, der durch das becherförmige Element der Betätigungsvorrichtung und die Innenwandfläche des elastischen Körpers gebildet wird und mit dem ersten und zweiten Abschnitt der Druckaufnahmekam­ mer in Verbindung steht. Beim Einwirken einer Vibrations­ last auf das Lager werden die erste Lagerein­ richtung und die zweite Lagereinrichtung in Lastaufnahme­ richtung relativ zueinander bewegt, wodurch das nicht komprimierbare Strömungsmittel in der Druckaufnahmekammer zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt derselben durch den vorstehend beschriebenen ringförmigen Drosselabschnitt strömt. Daher kann das elastische Lager in wirk­ samer Weise auf der Basis der Resonanz der Strömungsmittel­ masse im Drosselabschnitt Vibrationen in einem speziellen Frequenzbereich wirksam isolieren, der durch die Form und Abmessungen des Drosselabschnitts bestimmt wird.

Wenn die Vibrationslast auf das elastische Lager einwirkt, wird das nicht komprimierbare Strömungsmittel in der Druckaufnahmekammer zwischen dem vom elastischen Element und Resonanzelement gebildeten Hohlraum und dem zweiten Abschnitt der Druckaufnahmekammer durch die im Resonanzelement ausgebildete erste Verbindungseinrichtung zum Strömen gebracht. Zur gleichen Zeit wird das von der Be­ tätigungsvorrichtung über das elastische Element gelagerte Resonanzelement zum Schwingen gebracht. Somit kann das elastische Lager in wirksamer Weise aufgrund des synergistischen Effektes der Resonanz der Strömungsmittel­ masse, die durch die erste Verbindungseinrichtung fließt, und der Resonanz des Resonanzelementes die einwirkenden Vibrationen in einem speziellen Frequenzbereich in wirksamer Weise isolieren.

Folglich kann das vorliegende elastische Lager die einwirkenden Vibrationen in vier unterschiedlichen Frequenz­ bereichen, einschließlich derer von zwei unterschiedlichen Frequenzbereichen, die durch das bekannte elastische Lager gedämpft werden können, in wirksamer Weise dämpfen und isolieren. Das erfindungsgemäß ausgebil­ dete elastische Lager besitzt somit ausgezeichnete Dämpfungs- und Isolationseigenschaften für Vibrationen in einem breiteren Frequenzbereich als die bekannten elastischen Lager.

Genauer gesagt, der spezielle Frequenzwert, auf den der ringförmige Drosselabschnitt abgestimmt ist und auf den die erste Verbindungseinrichtung und das Resonanzelement abge­ stimmt sind, kann höher eingestellt werden als der Frequenz­ wert, auf den das bewegliche Element abgestimmt ist. Daher besitzt das vorliegende elastische Lager ausge­ zeichnete Isolationseigenschaften für Vibrationen in einem weitaus höheren Frequenzbereich, insbesondere für Frequenzen von mehr als 150-200 Hz, für die die bekannte Lagerein­ heit mit dem beweglichen Element ein unzureichendes Iso­ lationsvermögen besitzt.

Das erfindungsgemäße Lager kann ein Halteelement umfassen, über das das elastische Element vom becherförmigen Element ge­ lagert wird.

Gemäß einem weiterbildenden vorteilhaften Merkmal der Erfindung schließt die Trenneinrichtung die Einrichtung zur Ausbildung eines Drosselkanales für die gedrosselte Strömungsmittelver­ bindung zwischen der Druckaufnahmekammer und der Gleichge­ wichtskammer ein. In diesem Fall kann die Trenneinrichtung zwei Trennelemente aufweisen, die zusammenwirken und den Drosselkanal bilden. Desweiteren kann die Trenneinrichtung zwei Trennelemente besitzen, die einen allgemein flachen Raum ausbilden, in dem das bewegliche Element in Lastauf­ nahmerichtung beweglich aufgenommen ist.

Gemäß einem weiterbildenden vorteilhaften Merkmal der Erfindung besitzt das becherförmige Element einen an der ersten Lagereinrichtung befestigten Befestigungsabschnitt, wobei von diesem Befestigungsabschnitt ein becherförmiger Ab­ schnitt gelagert wird. Der becherförmige Abschnitt weist eine Bodenwand auf, die mit dem Befestigungsabschnitt und dem elastischen Körper zusammenwirkt und den ersten Ab­ schnitt der Druckaufnahmekammer bildet. Die Bodenwand weist die zweite Verbindungseinrichtung auf.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht von einer Aus­ führungsform eines strömungsmittelge­ füllten elastischen Lagers der Erfindung in der Form einer Motor­ montageeinheit für ein Kraftfahrzeug;

Fig. 2 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der absoluten Federkonstanten der Motormontageeinheit der Fig. 1 und der Frequenz der auf das Lager einwirkenden Vibrationen verdeutlicht; und

Fig. 3 ein Diagramm, das dem Diagramm der Fig. 2 entspricht und die Verhältnisse bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wiedergibt.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines strömungsmittelge­ füllten elastischen Lagers nach dem Prinzip der Er­ findung dargestellt, die als Motormontageeinheit für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist. In der Figur sind mit 10 und 12 eine erste Lagereinrichtung in der Form einer ersten metallischen Lagereinheit und eine zweite Lagereinrichtung in der Form einer zweiten, ebenfalls aus Metall bestehenden Lagereinheit bezeichnet. Die erste metallische Lagereinheit 10 und die zweite Lagereinheit 12 sind in einer Lastauf­ nahmerichtung, in der Vibrationslasten auf das Lager einwirken, in einem geeigneten Abstand voneinander und gegeneinander gerichtet angeordnet.

Die erste metallische Lagereinheit 10 besitzt zwei Ab­ schnitte, die aus einer zylindrischen Basis und einem Kegelstumpf bestehen, der sich von der Basis in Richtung auf die zweite Lagereinheit 12 erstreckt. Die erste Lagerein­ heit 10 ist so angeordnet, daß eine Deckfläche des Kegel­ stumpfes in Richtung auf die zweite Lagereinheit 12 weist. Die zweite Lagereinheit 12 besteht aus einem zylindrischen Lagerelement 14 und einem tellerförmigen Schutzelement 16, die einen beträchtlich größeren Durchmesser aufweisen als die zylindrische Basis der ersten Lagereinheit 10. Das zylindrische Lagerelement 14 besitzt an einem seiner axialen Enden einen Flansch 15, während das tellerförmige Schutz­ element 16 einen Flansch 17 aufweist, der sich von einem offenen Ende desselben radial nach außen erstreckt. Der Flansch 15 des zylindrischen Lagerelementes 14 ist strö­ mungsmitteldicht gegen den Flansch 17 des tellerförmigen Schutzelementes 16 verstemmt, so daß die beiden Elemente 14, 16 zu einer becherförmigen Einheit zusammengebaut sind, die auf der Seite der ersten Lagereinheit 10 offen ist. Die becherför­ mige zweite Lagereinheit 12 wird koaxial zu der ersten La­ gereinheit 10 gehalten.

Das Lager umfaßt desweiteren einen elastischen Körper in der Form eines zylindrischen Gummiblocks 18, der zwischen der ersten Lagereinheit 10 und der zweiten Lager­ einheit 12 angeordnet ist. Der Gummiblock 18 besitzt eine obere Hälfte mit einer kegelstumpfförmigen Form im Quer­ schnitt sowie eine im wesentlichen zylindrische untere Hälfte, die einen konstanten Innendurchmesser aufweist. Die obere Hälfte des Gummiblocks 18 ist durch Vulkanisieren an ihrem Endabschnitt mit kleinem Durchmesser an der ersten Lagereinheit 10 befestigt, während die untere Hälfte eben­ falls durch Vulkanisieren an der Innenfläche des zylin­ drischen Lagerelementes 14 der zweiten Lagereinheit 12 be­ festigt ist. Somit sind die erste Lagereinheit 10 und die zweite Lagereinheit 12 über den Gummiblock 18 elastisch miteinander verbunden.

Die erste metallische Lagereinheit 10 ist mit einem Mon­ tagebolzen 20 versehen, der sich von der äußeren Endfläche der Lagereinheit 10 in einer Richtung vom Gummiblock 18 weg erstreckt, während das tellerförmige Schutzelement 16 der zweiten Lagereinheit 12 an seinem radial mittleren Teil mit einem anderen Montagebolzen 22 versehen ist, der sich vom Schutzelement 16 nach außen erstreckt. Die Motormontageein­ heit ist über den Montagebolzen 20 entweder an der Karosserie des Fahrzeuges oder der Krafteinheit des Fahr­ zeuges einschließlich eines Motors befestigt, während sie mit dem Montagebolzen 22 am anderen Teil befestigt ist. Somit kann das elastische Lager den Motor oder die Krafteinheit derart an der Karosserie des Fahrzeuges mon­ tieren, daß auf den Motor oder die Krafteinheit ausgeübte Vibrationen absorbiert und gedämpft werden. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Lager desweiteren mit einem Ver­ stärkungsmetall 24 versehen, das eine sich verjüngende Ringform besitzt und in einen axialen Zwischenabschnitt des Gummiblocks 18 eingebettet ist.

Die zweite Lagereinheit 12 dient zur Lagerung eines Ver­ schlußelementes in der Form einer flexiblen Gummimembran 26. Die Membran 26 besitzt einen äußeren Umfangsabschnitt, der von den Flanschen 15, 17 des zylindrischen Lagerelementes 14 und des tellerförmigen Schutzelementes 16 ergriffen wird, wie in Fig. 1 gezeigt. Somit wirkt die Membran 26 mit der ersten Lagereinheit 10 und dem Gummiblock 18 zusammen und bildet eine Strömungsmittelkammer, die in einem strömungs­ mitteldichten Zustand gehalten wird. Die Strömungsmittel­ kammer ist mit einem geeigneten nicht komprimierbaren Strö­ mungsmittel, wie beispielsweise Wasser, Polyalkylenglycol oder Siliconöl, gefüllt. Zwischen der Membran 26 und dem tellerförmigen Schutzelement 16 ist eine Luftkammer 27 vor­ gesehen, die ermöglicht, daß sich die Membran 26 in Richtung auf das tellerförmige Schutzelement 16 ausdehnen kann.

Die zweite Lagereinheit 12 wirkt desweiteren als Lagerein­ richtung zur Halterung einer Trenneinrichtung 32, die aus einem äußeren Trennelement 28 und einem inneren Trennele­ ment 30 besteht. Die äußeren Umfangsabschnitte des äußeren und inneren Trennelementes 28, 30 werden durch die Flansche 15, 17 des zylindrischen Lagerelementes 14 und tellerför­ migen Schutzelementes 16 über den äußeren Umfangsabschnitt der Gummimembran 26 und den unteren Endabschnitt des Gummi­ blocks 18 gehalten. Die vorstehend beschriebene Strömungs­ mittelkammer, die im wesentlichen durch die Gummimembran 26 und den Gummiblock 18 gebildet wird, wird durch die Trenn­ einrichtung 32 in eine Druckaufnahmekammer 34 und eine Ausgleichkammer 36 unterteilt. Genauer gesagt, das äußere Trennelement 28 wirkt mit dem Gummiblock 18 und der ersten metallischen Lagereinheit 10 zusammen und bildet die Druckaufnahmekammer 34, während das innere Trennelement 30 mit der Gummimembran 26 zusammenwirkt und die Ausgleichs­ kammer 36 bildet. In einem radial äußeren Abschnitt der Trenneinrichtung 32 ist ein ringförmiger Drosselkanal 38 ausgebildet, der zwischen dem äußeren und inneren Trennele­ ment 28, 30 vorgesehen ist und eine gedrosselte Strömungs­ mittelverbindung zwischen der Druckaufnahmekammer 34 und der Ausgleichkammer 36 vorsieht.

Wenn Vibrationen auf das Lager einwirken, wird das nicht komprimierbare Strömungsmittel über den ringför­ migen Drosselkanal 38 zwischen der Druckaufnahmekammer 34 und der Ausgleichkammer 36 zum Fließen gebracht. Ge­ nauer gesagt, auf der Basis einer Resonanz der Masse des Strömungsmittels im ringförmigen Drosselkanal 38 ist das Lager in der Lage, in wirksamer Weise Vibra­ tionen in einem Frequenzbereich zu dämpfen, der durch die Form und Abmessungen des Kanales 38 bestimmt wird.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Drosselkanal 38 auf einen vorgegebenen Frequenzwert f1 in einem niedrigen Frequenzbereich abgestimmt, um auf diese Weise wirksam Vibrationen mit niedrigen Frequenzen aufgrund einer Reso­ nanz der Masse des Strömungsmittels im Drosselkanal 38 dämpfen zu können. Somit besitzt das vorliegende Lager ausgezeichnete Dämpfungseigenschaften für Vibrationen mit niedriger Frequenz, beispielsweise ein Schütteln des Motors.

In einem radial inneren Abschnitt der Trenneinrichtung 32 ist ein allgemein flacher Raum 44 ausgebildet, der eine geeignete Dicke besitzt und ein bewegliches Element 46 in Form einer Platte aus Gummi aufnimmt. Das bewegliche Element 46 ist in Lastauf­ nahmerichtung verschiebbar gelagert. Der zwischen den Bodenwänden des äußeren und inneren Trennelementes 28, 30 der Trenneinrichtung 32 ausgebildete allgemein flache Raum nach 44 steht über entsprechende Sätze von Löchern 40, 42, die in den beiden Trennelementen 28, 30 ausgebildet sind, mit der Druckaufnahmekammer 34 und der Ausgleichkammer 36 in Verbindung. Das bewegliche Element 46 ist senkrecht zur Lastaufnahmerichtung angeordnet, um eine freie Strömungs­ mittelverbindung zwischen der Druckaufnahmekammer 34 und der Ausgleichkammer 36 über die Löcher 40, 42 zu ver­ hindern.

Wenn eine Vibrationslast auf das Lager aufge­ bracht wird, entsteht eine Druckdifferenz zwischen der Druckaufnahmekammer 34 und der Ausgleichkammer 36, wodurch das bewegliche Element 46 in einer Richtung zum Ausgleich der Druckdifferenz verschoben wird. Folglich fließt das nicht komprimierbare Strömungsmittel durch die im äußeren Trennelement 28 ausgebildeten Löcher 40. Auf diese Weise kann das vorliegende Lager in wirksamer Weise aufgrund der Resonanz der Masse des Strömungsmittels in den Löchern 40 Vibrationen in einem Frequenzbereich dämpfen, der durch die Form und Abmessungen der Löcher 40 und/oder die Größe des beweglichen Elements 46 bestimmt wird.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das bewegliche Element 46 (die Löcher 40) auf einen vorgegebenen Frequenz­ wert f2 in einem Zwischenfrequenzbereich abgestimmt, um in wirksamer Weise auf der Basis der Bewegung des beweglichen Elements 46 Vibrationen zu isolieren, die Zwischenfrequenzen aufweisen. Somit besitzt das vorliegende Lager ausgezeichnete Isolationseigenschaften für Vibrationen im mittleren Frequenzbereich, wie sie beispielsweise im Leerlauf des Motors verursacht werden.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Lager be­ sitzt desweiteren eine Betätigungsvorrichtung 48, die von der ersten metallischen Lagereinheit 10 fest gelagert wird. Die Betätigungsvorrichtung 48 erstreckt sich von der Ober­ fläche des Endes mit kleinem Durchmesser der ersten Lager­ einheit 10 derart in die Druckaufnahmekammer 34, daß diese durch die Betätigungsvorrichtung 48 in einen ersten Ab­ schnitt 34a, der auf der Seite der ersten Lagereinheit 10 ausgebildet ist, und in einen zweiten Abschnitt, der auf der Seite der Trenneinrichtung 32 ausgebildet ist, unterteilt wird. Zwischen der Betätigungsvorrichtung 48 und der Innen­ wand der Druckaufnahmekammer 34 (Innenwandfläche des Gummi­ blocks 18) ist ein ringförmiger Drosselabschnitt 50 vorge­ sehen.

Genauer gesagt, die Betätigungsvorrichtung 48 wird durch ein becherförmiges Element 54 gebildet, das eine Öffnung 52 aufweist, die in Richtung auf die Trenneinrichtung 32 offen ist. Das becherförmige Element 54 besteht aus einem Be­ festigungsabschnitt 56a, der an seinem einen Ende an der ersten Lagereinheit 10 befestigt ist, und einem becherförmi­ gen Abschnitt 56b, der einstückig mit dem Befestigungsab­ schnitt 56a ausgebildet ist. Der Befestigungsabschnitt 56a erstreckt sich von einem radial mittleren Teil einer Boden­ wand des becherförmigen Abschnittes 56b in einer Richtung von der Trenneinrichtung 32 weg. Somit ist die Betätigungs­ vorrichtung 48 koaxial an der ersten Lagereinheit 10 be­ festigt. Bei dieser Anordnung wird die Druckaufnahmekammer 34 durch das becherförmige Element 54 der Betätigungsvor­ richtung 48 in den auf der Seite der ersten Lagereinheit 10 ausgebildeten Abschnitt 34a und den auf der Seite der Trenneinrichtung 32 ausgebildeten zweiten Abschnitt 34b unterteilt. Der vorstehend beschriebene ringförmige Drossel­ abschnitt 50 ist von und zwischen einer äußeren Umfangs­ fläche der zylindrischen Wand des becherförmigen Abschnit­ tes 56a des becherförmigen Elementes 54 und einem Abschnitt der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Lagerelementes 14 der zweiten Lagereinheit 12 ausgebildet.

Bevor das Lager an der Fahrzeugkarosserie installiert wird, steht der becherförmige Abschnitt 56b des becherförmigen Elementes 54 mit der Innenfläche des Gummi­ blocks 18 in Kontakt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Wenn jedoch der Motor des Fahrzeuges über das Lager an der Fahrzeugkarosserie installiert worden ist, wird der becherförmige Abschnitt 56b des becherförmigen Elementes 54 von der Innenfläche der oberen Hälfte des Gummiblocks 18 wegbewegt, so daß der erste und zweite Abschnitt 34a, 34b der Druckaufnahmekammer 34 über den vorstehend beschriebenen Drosselabschnitt 50 miteinander in Verbindung treten. Wenn der Motor installiert worden ist, bewirken die (von der Fahrzeugkarosserie) auf das Lager einwirken­ den Vibrationen, daß das in der Druckaufnahmekammer 34 vorhandene nicht komprimierbare Strömungsmittel zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt 34a und 34b durch den Drossel­ abschnitt 50 fließt. Somit ist das Lager in der Lage, aufgrund der Resonanz der Masse des Strömungs­ mittels in und nahe dem Drosselabschnitt 50 die einwirken­ den Vibrationen in einem Frequenzbereich zu isolieren, der durch die Abmessung des Drosselabschnitts 50 festgelegt ist.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der ringförmige Drosselabschnitt 50 auf einen vorgegebenen Frequenzwert f3 im Bereich von 320 Hz abgestimmt. Daher besitzt das Lager aufgrund der Resonanz der Masse des Strö­ mungsmittels, das durch den Drosselabschnitt 50 fließt, ausgezeichnete Isolationseigenschaften in bezug auf die einwirkenden Vibrationen mit Frequenzen um 320 Hz, wie beispielsweise über den Motor des Fahrzeuges übertragene Geräusche.

Die Betätigungsvorrichtung 48 ist mit einem elastischen Element in der Form eines ringförmigen Gummielementes 58 versehen, wobei das Gummielement 58 vom becherförmigen Element 54 der Vorrichtung 48 gelagert wird. Genauer gesagt, das ringförmige Gummielement 58 ist mittels Preßpassung strömungsmitteldicht über einen Haltering 64, der durch Vulkanisation an der äußeren Umfangsfläche des Gummiele­ mentes 58 befestigt ist, strömungsmitteldicht im Öffnungsende des becherförmigen Elementes 54 angeordnet. An der inneren Umfangsfläche des Gummielementes 58 ist ein Metallring 62 als Resonanzelement durch Vulkanisation befestigt. Der Metallring 62, der somit elastisch vom Gummielement 58 gelagert wird, dient als Resonanzelement mit einer geeigneten Masse und besitzt ein rundes Loch 60 als Verbindungseinrichtung, das auf eine vorgegebene Vibra­ tionsfrequenz abgestimmt ist. Somit wirken das ringförmige Gummielement 58 und der Metallring 62 zusammen, um die vor­ stehend beschriebene Öffnung 52 des becherförmigen Elementes 54 zu schließen, und bilden einen Hohlraum 52a, der einen Teil des zweiten Abschnitts 34b der Druckaufnahmekammer 34 bildet.

In der Bodenwand des becherförmigen Elementes 54 der Betä­ tigungsvorrichtung 48 ist eine Vielzahl von Durchgangs­ löchern 57 ausgebildet (von denen nur eines in Fig. 1 gezeigt ist). Die Durchgangslöcher 57 sind auf eine be­ stimmte Frequenz abgestimmt, die der Frequenz entspricht, die durch das runde Loch 60 des Metallringes 62 festgelegt wird, oder höher als diese ist. Wenn Vibrationen auf das so ausgebildete Lager einwirken, fließt das in der Druckaufnahmekammer 34 vorhandene nicht komprimierbare Strömungsmittel zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt 34a, 34b der Kammer 34 durch die Durchgangslöcher 57, den Hohlraum 52a und das runde Loch 60 des Metallringes 62.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ruft der gedrosselte Strömungsmittelfluß durch das runde Loch 60 des Metallrings 62 ein Resonanzphänomen hervor, wobei der vom Gummielement 58 gelagerte Metallring 62 selbst als Resonanzelement dient. Mit anderen Worten, die Resonanz des Strömungsmittelflusses durch das runde Loch 60 als Verbindungseinrichtung und die Resonanz des Metallringes 62 ergeben einen synergistischen Effekt zur Isolation von einwirkenden Vibrationen, die Frequenzen in der Nähe einer Resonanzfrequenz f4 besitzen, die durch die Resonanzfrequenzen des runden Loches 60 und des Metallringes 62 bestimmt werden. Bei dieser Ausführungsform sind das runde Loch 60 und der Metallring 62 als Resonanzelement so abgestimmt, daß sie Vibrationen bei Frequenzen in der Nähe von 200 Hz, wie beispielsweise Brummgeräusche, isolieren.

Aus der vorstehenden Erläuterung geht hervor, daß das runde Loch 60 des Metallringes 62 als erste Verbindungseinrichtung für eine Strömungsmittelverbindung zwischen dem Hohlraum 52a und dem zweiten Abschnitt 34b der Druckaufnahmekammer 34 wirkt. Demgegenüber wirkt die Vielzahl der Durchgangslöcher 57 als zweite Verbindungseinrichtung für eine Strömungs­ mittelverbindung zwischen dem Hohlraum 52a und dem ersten Abschnitt 34a der Druckaufnahmekammer 34.

In Fig. 1 ist mit 66 eine Gummischicht bezeichnet, die durch Vulkanisation am becherförmigen Element 54 der Be­ tätigungsvorrichtung 48 befestigt ist. Genauer gesagt, die Gummischicht 66 weist einen L-förmigen Querschnitt auf und ist an der Endfläche des becherförmigen Elementes 54 und einem Teil der äußeren Umfangsfläche derselben benachbart zur Endfläche befestigt. Bei dem Lager der vorliegenden Ausführungsform kann die Betätigungsvorrichtung 48 ferner eine übermäßige Relativverschiebung der ersten La­ gereinheit 10 und der zweiten Lagereinheit 12 in Lastauf­ nahmerichtung aufgrund des Kontaktes zwischen der Betä­ tigungsvorrichtung 48 und dem Trennelement 32 über das Gummielement 66 verhindern.

Bei dem auf diese Weise ausgebildeten Lager werden einwirkende Vibrationen mit Frequenzen in der Nähe des durch den ringförmigen Drosselkanal 38 bestimmten Wertes f1, d.h. Vibrationen mit niedrigen Frequenzen, wie bei­ spielsweise Schüttelwirkungen des Motors, auf der Basis des gedrosselten Strömungsmittelflusses durch den Drosselkanal 38 in wirksamer Weise gedämpft. Gleichzeitig kann das Lager einwirkende Frequenzen in der Nähe des durch das bewegliche Element 46 festgelegten Wertes f2 wirksam iso­ lieren, d.h. Vibrationen mit mittleren Frequenzen, wie sie beispielsweise durch den Leerlauf des Motors verursacht werden, wobei dies auf Basis der Bewegung (Verschiebung) des beweglichen Elements 46 in Lastaufnahmerichtung geschieht. Somit kann das vorgeschlagene Lager Vibra­ tionsdämpfungs- und -isolationsfunktionen erfüllen, die denen der bekannten strömungsmittelgefüllten Motormontage­ einheiten entsprechen.

Desweiteren besitzt die vorliegende Ausführungsform der Er­ findung ausgezeichnete Isolationseigenschaften in bezug auf Vibrationen, wie beispielsweise Brummgeräusche, in einem Frequenzbereich in der Nähe der Resonanzfrequenz f4 um 200 Hz, welcher Wert höher liegt als der Frequenzwert f2, der durch die bewegliche Platte 46 bestimmt wird. Dieser Vibrationsisolationseffekt wird von dem Lager auf der Basis eines synergistischen Effektes der Resonanz der Masse des durch das runde Loch 60 erste Verbindungseinrichtung des Metallrings 62, der als Resonanzelement wirkt, fließenden Strömungsmittels und der Resonanz des Metall­ ringes 62 verwirklicht. Desweiteren kann das Lager in wirksamer Weise Vibrationen, wie beispielsweise vom Motor übertragene Geräusche, in einem Frequenzbereich in der Nähe des vorgegebenen Wertes f3 um 320 Hz auf der Basis des ge­ drosselten Strömungsmittelflusses durch den Drosselabschnitt 50, der zwischen dem becherförmigen Element 54 der Betäti­ gungsvorrichtung 48 und der Innenwand der Druckaufnahmekam­ mer 34 ausgebildet ist, isolieren. Dabei liegt der Frequenz­ wert f3 höher als die Resonanzfrequenz f4.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Lager besitzt somit ausgezeichnete Dämpfungs- und Isolationseigenschaften für einwirkende Vibrationen in vier unterschiedlichen Frequenzbereichen, wobei sie die durch das bekannte Lager vorgegebene Vibrationsdämpfungs- oder -iso­ lationseigenschaft voll erfüllt. Das erfindungsgemäße Lager besitzt insbesondere verbesserte Isolations­ eigenschaften in bezug auf Vibrationen, deren Frequenzen höher sind als der Frequenzwert f2, der durch das bewegliche Element 46 festgelegt wird. Somit weist das erfindungsgemäß ausgebildete Lager im Vergleich zu den bekannten Lagern weitaus bessere Vibrationsdämpfungs- und -isolationseigenschaften auf.

Fig. 2 stellt ein Diagramm dar, das die Beziehung zwischen der absoluten Federkonstanten (Absolutwert der komplexen Federkonstanten) des Lagers und der Frequenz der auf das Lager einwirkenden Vibrationen wieder­ gibt. Aus dem Diagramm der Fig. 2 geht hervor, daß das Lager der vorliegenden Ausführungsform in wirksamer Weise Vibrationen mit Frequenzen um den Wert f3, der durch den Drosselabschnitt 50 bestimmt wird, und Vibrationen von Frequenzen um die Resonanzfrequenz f4 herum, die durch den Metallring 62 und das runde Loch 60 des Ringes 62 bestimmt wird, isolieren kann.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Frequenzwert f3, auf den der Drosselabschnitt 50 abgestimmt ist, so eingestellt, daß er höher liegt als die Resonanzfrequenz f4, die auf der Basis der durch den Strömungsmittelfluß durch das runde Loch 60 des Metallrings 62 und des Metallrings 62 selbst festgelegt wird. Es ist jedoch auch möglich, die Resonanzfrequenz f4 höher als den Frequenzwert f3 festzu­ setzen. Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen der absoluten Federkonstanten des Lagers und der Frequenz der auf das Lager einwirkenden Vibrationen, wobei die Resonanzfrequenz f4 höher ist als der Frequenzwert f3. Aus dem Diagramm der Fig. 3 wird ohne wei­ teres deutlich, daß das vorstehend ausgebildete Lager selbst dann, wenn die Resonanzfrequenz f4 höher ist als der Frequenzwert f3, ausgezeichnete Isolationseigen­ schaften in bezug auf die einwirkenden Vibrationen mit Frequenzen in der Nähe der Frequenzwerte f3, f4 besitzt.

Bei dem Lager dieser Ausführungsform findet ein bewegliches Element 46 in Form einer Platte Verwendung, wobei die Platte um eine geeignete Strecke in Lastauf­ nahmerichtung verschiebbar (bewegbar) ist, um die Strömungsmitteldruckdifferenz zwischen der Druckaufnahme­ kammer 34 und der Ausgleichkammer 36 auszugleichen. Es ist jedoch auch möglich, hierzu ein flexibles Element, beispielsweise eine Membran, zu verwenden, die in einer solchen Richtung verformbar ist, um die vorstehend erwähnte Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern 34, 36 auszu­ gleichen.

Desweiteren ist die vorliegende Erfindung auch bei anderen Lagern als solchen für den Motor von Kraftfahr­ zeugen einsetzbar.

Claims (6)

1. Strömungsmittelgefülltes, elastisches Lager zur flexiblen Kopplung von zwei Elementen mit einer ersten Lagereinrichtung und einer zweiten Lagereinrichtung, die in einer Lastaufnahmerichtung, in der eine Vibrationslast auf das elastische Lager einwirkt, im Abstand voneinander angeordnet sind, mit einem elastischen Körper zwischen der ersten und zweiten Lagereinrichtung, einem einen beweglichen Abschnitt aufweisenden Verschlußelement, das an der zweiten Lagereinrichtung befestigt ist und mit dem elastischen Körper zusammenwirkt, um eine mit einem nicht komprimierbaren Strömungsmittel gefüllte Strömungsmittelkammer zu begrenzen, einer Trenneinrichtung zum Unterteilen der Strömungsmittelkammer in eine Druckaufnahmekammer, die auf der Seite der ersten Lagereinrichtung ausgebildet ist, und in eine Ausgleichskammer, die auf der Seite der zweiten Lagereinrichtung ausgebildet ist, einem Drosselkanal zwischen der Druckaufnahmekammer und der Ausgleichskammer und mit einem becherförmigen Element, das an der ersten Lagereinrichtung fest gelagert ist, mit seiner Öffnung in Richtung auf die Trenneinrichtung weist und die Druckaufnahmekammer in einen ersten und zweiten Abschnitt unterteilt, wobei der erste Abschnitt auf der ersten Lagereinrichtung zu gerichteten Seite und der zweite Abschnitt auf der der Trenneinrichtung zu gerichteten Seite ausgebildet ist und mit einer Innenwandfläche des elastischen Körpers zusammenwirkt, wobei der erste Abschnitt über einen ringförmigen Drosselabschnitt mit dem zweiten Abschnitt in Verbindung steht, wobei desweiteren an dem becherförmigen Element ein elastisches Element gelagert ist, das mit einem Resonanzelement verbunden ist und zusammen mit diesem unter Bildung eines Hohlraums die Öffnung verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß ein bewegliches Element (46) zum Ausgleich einer Druckdifferenz zwischen Druckaufnahmekammer (34) und Ausgleichkammer (36) verformbar oder verschiebbar an der Trenneinrichtung (32) gelagert vorgesehen ist und daß der Hohlraum (52a) über eine erste Verbindungseinrichtung (60) in dem Resonanzelement (62) mit dem zweiten Abschnitt (34b) der Druckaufnahmekammer (34) und über eine zweite Verbindungseinrichtung (57) in dem becherförmigen Element mit dem ersten Abschnitt (34a) der Druckaufnahmekammer (34) in Strömungsmittelverbindung steht.

2. Strömungsmittelgefülltes elastisches Lager nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Halteelement (64), über das das elastische Element (58) am becherförmigen Element (54) gelagert ist.

3. Strömungsmittelgefülltes elastisches Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (32) den Drosselkanal (38) für eine gedrosselte Strömungsmittelverbindung zwischen der Druckaufnahmekammer (34) und der Ausgleichkammer (36) enthält.

4. Strömungsmittelgefülltes elastisches Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (32) zwei Trennelemente (28, 30) aufweist, die zusammen den Drosselkanal (38) bilden.

5. Strömungsmittelgefülltes elastisches Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennelemente (28, 30) der Trenneinrichtung (32) einen allgemein flachen Raum (44) ausbilden, in dem das bewegliche Element (46) in der Lastaufnahmerichtung bewegbar aufgenommen ist.

6. Strömungsmittelgefülltes elastisches Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das becherförmige Element (54) einen Befestigungsabschnitt (56a), der an der ersten Lagereinrichtung (10) befestigt ist, und einen becherförmigen Abschnitt (56b), der vom Befestigungsabschnitt gelagert wird, aufweist und daß der becherförmige Abschnitt (56b) eine Bodenwand besitzt, die mit dem Befestigungsabschnitt (56a) und dem elastischen Element (58) zusammenwirkt und den ersten Abschnitt (34a) der Druckaufnahmekammer (34) begrenzt, wobei die Bodenwand die zweite Verbindungseinrichtung (57) enthält.