DE4040065C2

DE4040065C2 - Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung

Info

Publication number: DE4040065C2
Application number: DE4040065A
Authority: DE
Inventors: Akihiro Mayama; Masaru Takeda
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-12-15
Filing date: 1990-12-14
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-12-15
Also published as: GB2240606B; JP2584569Y2; GB9027277D0; US5076550A; GB2240606A; FR2656053A1; DE4040065A1; JPH0385736U

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, die insbesondere zur Lagerung eines Motors an einem Fahrzeugkörper ver wendet wird.

Eine derartige Lagerung einer Antriebseinheit, ist beispielsweise aus der JP 62-91037 U bekannt und umfaßt zwei Fluidkammern, eine Durchlaßöffnung zur Verbindung der Fluidkammern, eine Trennwand, die eine der Fluidkammern teilweise definiert, und einen Trennwand-Dämpfungsmecha nismus, der wahlweise die Bewegung der Trennwand ein schränken oder freigeben kann, um dadurch für die Lage rung der Antriebseinheit zwei verschiedene Resonanzfre quenzen oder Betriebscharakteristiken zu schaffen. In diesem Beispiel besitzt die Lagerung der Antriebseinheit ein Dämpfungs- oder Schwingungssystem, dessen Masse und dessen "Federkonstante" (Elastizität) durch das Fluid in der Durchlaßöffnung bzw. durch die elastischen Wände der Fluidkammern, d. h. durch die Elastizität bezüglich der Expansion und Kontraktion der Fluidkammern, bestimmt wird. Die Resonanzfrequenz kann dadurch verändert werden, daß die Masse und/oder die Elastizität variiert werden. Im Falle der oben genannten herkömmlichen Lagerung werden die verschiedenen Resonanzfrequenzen oder Betriebscharak teristiken durch eine Veränderung der Elastizität bezüg lich der Expansion und der Kontraktion der Fluidkammern erzielt.

Ein Problem der herkömmlichen Lagerung einer Antriebsein heit liegt darin, daß die Trennwand im Zustand einge schränkter Bewegung dazu neigt, sich entsprechend einer Druckänderung in der zugehörigen Fluidkammer zu bewegen, wodurch es unmöglich ist, eine erwünschte Dämpfungswirkung in diesem Zustand eingeschränkter Bewegung der Trennwand zu erzielen.

Die DE-36 36 14 162 A1 beschreibt ein Zweikammerlager mit hydraulischer Dämpfung, wobei hier zusätzlich zu der Arbeitskammer eine Ausgleichskammer vorgesehen ist, in welcher eine Membran angeordnet ist. Die Verformungscharakteristik der Membran kann durch zwei Druckringe geändert werden, die diese Membran einspannen. Dadurch wird zwar die Charakteristik der Membran verändert, diese bleibt jedoch weiterhin in Funktion.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lager mit hydraulischer Dämpfung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart weiterzubilden, daß verschiedene Arten von Schwingungen sicher und wirksam dämpfen kann und die die Dämpfung auch dann sicherstellt, wenn die eine Arbeitskammer umschließende Trennwand in ihrer Bewegung eingeschränkt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.

Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1A einen Schnitt einer mit einem Fluid gefüllten elastomeren Dämpfungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Trennwand sich frei bewegen kann;

Fig. 1B einen Schnitt entlang der Linie 1B-1B in Fig. 1A;

Fig. 1C einen Schnitt entlang der Linie 1C-1C in Fig. 1A;

Fig. 2 einen Schnitt, ähnlich dem von Fig. 1A, wobei die Trennwand in ihrer Bewegung eingeschränkt ist;

Fig. 3 einen Graph einer "dynamische Elastizitäts konstante gegen Vibrationsfrequenz"-Kennlinie und einer "Verlustfaktor gegen Vibrati onsfrequenz"-Kennlinie des Lagers mit hydraulischer Dämp fungseinrichtung in Fig. 1A;

Fig. 4 eine Abwandlung eines Lagers mit hydraulischer Dämpfungs einrichtung von Fig. 1A in einem Zustand, in dem ihre Trennwand in der Bewegung nicht ein geschränkt ist;

Fig. 5 eine Ansicht, ähnlich der von Fig. 4, wobei die Trennwand in ihrer Bewegung eingeschränkt ist;

Fig. 6 einen Schnitt eines mit einem Fluid gefüllten Lagers mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Er findung;

Fig. 7 einen Graph einer "dynamische Elastizitäts konstante gegen Vibrationsfrequenz"-Kennlinie und einer "Verlustfaktor gegen Vibrationsfre quenz"-Kennlinie des Lagers von Fig. 5, wobei die Trennwand in ihrer Bewegung eingeschränkt ist; und

Fig. 8 einen Graph einer "dynamische Elastizitäts konstante gegen Vibrationsfrequenz"-Kennlinie und einer "Verlustfaktor gegen Vibrationsfre quenz"-Kennlinie des Lagers von Fig. 6, wobei die Trennwand frei beweglich ist.

In den Fig. 1A-1C, 2 und 3 wird ein Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß einer ersten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung im allgemeinen durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet und umfaßt konzentri sche, starre innere und äußere Buchsen 12, 14 und ein elastomer oder elastisch verformbares Bauteil 16, das sich zwischen der inneren und der äußeren Buchse 12 bzw. 14 befindet und mittels einer Vulkanisierungsverbindung an diesen befestigt ist.

Das elastisch verformbare Bauteil 16 begrenzt mit seiner einen Seite, in der Zeichnung mit der oberen Seite, eine mit Hydraulikflüssigkeit "L" gefüllte erste Arbeitskammer 18 und mit seiner anderen Seite, in der Zeichnung mit der unteren Seite, eine zweite mit Hydraulikflüssigkeit "L" gefüllte Arbeitskammer 20.

Ein starres Ringbauteil 22 mit einem U-förmigen Quer schnitt ist zwischen der äußeren Buchse 14 und dem ela stisch verformbaren Bauteil 16 so eingesetzt, daß es eine bogenförmige Durchlaßöffnung oder einen eingeschränkten Fluiddurchlaß (Drosseldurchgang) 24 entlang der Innenseite der äußeren Buchse 14 festlegt, um eine Verbindung zwischen der er sten und der zweiten Arbeitskammer zu schaffen.

Die äußere Buchse 14 ist in ein hohles, im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 26, das an seiner Außenseite eine ebene Auflagefläche 26a besitzt, eingepaßt. Am Gehäuse 26 ist eine kreisförmige Trennwand 28 angebracht und dient als Wand, die die erste Arbeitskammer 18 abschließt. Ge nauer ist die Trennwand 28 an ihrem äußeren Rand dicht mit der Auflagefläche 26a des Gehäuses 26 verbunden, um dazwischen eine Ausgleichskammer 30 zu definieren, die mit der ersten Arbeitskammer 18 über eine Ausgleichsöffnung 32, die sich radial entlang des Gehäuses 26 und der äuße ren Buchse 14 erstreckt, in Verbindung steht. Die Trenn wand 28 besitzt einen dickwandigen Mittel- oder Sperrbe reich 28a, der so auf der Auflagefläche 26a des Gehäuses 26 aufliegen kann, daß dadurch die Ausgleichsöffnung 32 dicht verschlossen wird. In diesem Beispiel kann der Sperrbereich 28a der Trennwand 28 die Ausgleichsöffnung 32 fest verschließen, da er zwischen der Auflagefläche 26a des Gehäuses 26 und dem Preßblech 36 eingespannt ist und außerdem der Sperrbereich 28a der Trennwand 28 im wesent lichen an seiner gesamten Außenseite vom Preßblech 36 un terstützt wird.

Ein Trennwand-Dämpfungsmechanismus 34 ist vorgesehen, um den Sperrbereich 28a der Trennwand 28 gegen die Auflage fläche 26a des Gehäuses 26 zu pressen und dadurch die Be wegung der Trennwand 28 einzuschränken. Der Trennwand- Dämpfungsmechanismus 34 umfaßt das außerhalb der Trenn wand angebrachte kreisförmige Preßblech 36 mit einer mit tigen Öffnung 36a, ein Bauteil 38 zur Erzeugung der Sperrkraft, das zwischen dem Preßblech 36 und dem Gehäuse 26 angebracht ist, um das Preßblech 36 und damit die Trennwand 28 auf die Auflagefläche 26a des Gehäuses 26 zu pressen, einen Spulenhalter 40, der außerhalb des Preß bleches 36 am Gehäuse 26 mittels Schrauben 41 angebracht ist, eine auf dem Spulenhalter 40 angebrachte Zylinder spule 42, die im angeregten Zustand das Preßblech 36 an zieht, indem sie die vom Sperrkrafterzeugungsbauteil auf gebrachte Sperrkraft überwindet, und eine Zylinderspulen schaltung 44 zur Steuerung der Zylinderspule 42 in der Weise, daß diese beim Anhalten des Fahrzeuges angeregt und während der Fahrt nicht mit Energie versorgt wird.

Genauer besitzt das Sperrkrafterzeugungsbauteil 38 die Gestalt eines elastisch verformbaren im wesentlichen zy lindrischen Elementes, das an einem axialen Ende am äuße ren Umfang des Preßbleches 36 und am anderen Ende an ei nem Bereich des Gehäuses 26 in der Umgebung der Auflage fläche 26a sicher befestigt ist. Das zylindrische Bauteil 38 ist in einem gespannten Zustand montiert, so daß es stets dazu neigt, in axialer Richtung zu kontrahieren und somit bei abgeschalteter Zylinderspule 42 den Sperrbe reich 28a der Trennwand 28 über das Preßblech 36 gegen die Auflagefläche 26a des Gehäuses 26 zu pressen. Das Preßblech 36 hat die Gestalt eines flachen Tellers mit einem äußeren, flachen, ringförmigen Flanschbereich und einem Mittelstück, das in Richtung des Sperrbereiches 28a der Trennwand 28 ausgebaucht ist. Die mittige Öffnung 36a des Preßbleches 36 dient als Entlüftungskappe zur Entlüf tung einer durch die Trennwand 28, das Sperrkrafterzeu gungsbauteil 38 und das Preßblech 36 festgelegten Kammer.

Durch die oben beschriebene Konstruktion werden zwei Schwingungssysteme für das Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrich tung 10 geschaffen. Ein erstes Schwingungssystem wird durch die erste Arbeitskammer 18, die Ausgleichskammer 30 und die Ausgleichsöffnung 32 gebildet. D. h., daß die Masse und die "Federkonstante" des ersten Schwingungssystems durch das Fluid in der Ausgleichsöffnung 32 und in den die erste Arbeitskammer 18 und die Ausgleichskammer 30 defi nierenden elastischen Wänden, d. h. durch die Elastizität bezüglich Expansion und Kontraktion der ersten Arbeits kammer 18 bzw. der Ausgleichskammer 30, festgelegt sind. Die Ausgleichsöffnung 32 ist kürzer als der eingeschränkte Fluiddurchlaß 24 und dient als eine enge Öffnung oder einschränkende Durchlaßöffnung, wenn die Trennwand 28 be wegt wird. In dieser Ausführungsform besitzt das erste Schwingungssystem eine Resonanzfrequenz f_F zwischen 30 Hz und 40 Hz, um wirkungsvoll Leerlaufvibration zu dämpfen. In diesem Zusammenhang wird die dynamische Elastizitäts konstante des ersten Schwingungssystems, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, so angepaßt, daß sie auf einen Mini malwert reduziert wird, wenn das Lager mit hydraulischer Dämpfungsein richtung 10 eine Leerlaufvibration dämpfen muß, die klei ner als die Resonanzfrequenz f_F ist. Das erste Schwin gungssystem beginnt zu arbeiten, wenn die Trennwand 28 sich wie in Fig. 1A gezeigt frei bewegen kann.

Ein zweites Schwingungssystem ist aus der ersten und der zweiten Arbeitskammer 18 bzw. 20 und aus dem einge schränkten Fluiddurchlaß 24 zusammengesetzt, wenn die Trennwand 28 wie in Fig. 2 gezeigt in ihrer Bewegung ein geschränkt ist. Damit wird die Masse und Elastizität des zweiten Schwingungssystems durch das Fluid innerhalb des eingeschränkten Fluiddurchlasses 24 und innerhalb der die erste und die zweite Arbeitskammer 18 bzw. 20 festlegen den elastischen Wände, d. h. durch die Elastizität bezüg lich Expansion und Kontraktion der ersten bzw. der zwei ten Arbeitskammer 18 bzw. 20, festgelegt. In dieser Aus führungsform besitzt das zweite Schwingungssystem eine Resonanzfrequenz f_R von ungefähr 10 Hz zur wirkungsvollen Dämpfung von Motorschütteln. In diesem Zusammenhang be wirkt der eingeschränkte Fluiddurchlaß 24 einen Strö mungswiderstand- oder Verlustfaktor, wie er durch die punktierte Linie des Diagramms in Fig. 3 gezeigt ist, wenn die elastomere Dämpfungseinheit 10 einer Vibration von ungefähr 10 Hz ausgesetzt wird. Das zweite Schwin gungssystem wird dann aktiviert, wenn die Trennwand 28 wie in Fig. 2 gezeigt in ihrer Bewegung eingeschränkt ist.

Das Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung arbeitet auf folgende Weise:

(a) Bei Fahrzeugstillstand:

Während das Fahrzeug stillsteht, wird die Zylinderspule 42 von der Zylinderspulenschaltung 44 angeregt, so daß das Preßblech 36 elektromagnetisch angezogen wird und da durch die Trennwand 28 wie in Fig. 1A gezeigt in ihrer Bewegung frei ist.

Wenn das Fahrzeug stillsteht und der Motor im Leerlauf betrieben wird, wird das Lager 10 einer Leerlaufvibration von 30 Hz oder weniger ausge setzt. In diesem Fall wird das Lager mit hydraulischer Dämpfungsein richtung 10 bei einer Frequenz f_F zwischen 30 Hz und 40 Hz in Resonanz versetzt, da die Trennwand 28 frei beweg lich oder von der Einspannung durch das Preßblech 36 be freit ist. Ihre dynamische Elastizitätskonstanten-Kennli nie ist als durchgehende Linie im Diagramm von Fig. 3 ge zeigt. Dadurch wird die Motor-Leerlaufvibration der Fre quenz von 30 Hz oder darunter hauptsächlich durch die elastische Verformung der ersten Arbeitksammer 18 und der Ausgleichskammer 30, aber auch durch die Auswirkung des Strömungswiderstandes, der durch die Ausgleichsöffnung 32 verursacht wird, wirkungsvoll reduziert. In diesem Bei spiel wird ein Strömungswiderstand- oder Verlustfaktor, wie er durch die durchgehende Linie im Diagramm von Fig. 3 gezeigt ist, von der Ausgleichsöffnung 32 verursacht.

(b) Während der Fahrt des Fahrzeuges

Während der Fahrt des Fahrzeuges wird die Zylinderspule 42 von der Zylinderspulenschaltung 44 nicht mit Energie versorgt, so daß das Preßblech 36 den Sperrbereich 28a der Trennwand 28 unter der Vorspannung des Sperrkrafter zeugungsbauteils 38 gegen die Auflagefläche 26a des Ge häuses 26 drücken kann. Dadurch wird die Ausgleichsöffnung 32 blockiert oder dicht verschlossen, d. h. die Trennwand 28 wird durch das Preßblech 36 in ihrer Bewegung einge schränkt.

Während der Fahrt des Fahrzeuges wird die elastomere Dämpfungsvorrichtung einem Motorschütteln mit einer Fre quenz von ungefähr 10 Hz ausgesetzt. Da die Trennwand 28 in ihrer Bewegung eingeschränkt ist, beträgt in diesem Fall die Resonanzfrequenz f_R des Lagers 10 ungefähr 10 Hz. Ein Motorschütteln mit einer Frequenz von ungefähr 10 Hz läßt das Fluid innerhalb des eingeschränkten Fluiddurchlasses 24 intensiv vor und zu rück oder hin und her fließen, wie durch den Pfeil in Fig. 1A und 2 gezeigt ist. Das Schütteln wird hauptsäch lich durch die Wirkung des durch den eingeschränkten Fluiddurchlaß 24 erzeugten Strömungswiderstandes oder Verlustfaktors, aber auch durch die Wirkung der elasti schen Verformung der ersten und der zweiten Arbeitskammer 18 bzw. 20 gedämpft oder unterdrückt. In diesem Fall be sitzt das Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung 10 eine dynami sche Federkonstantenkennlinie, wie sie durch die punk tierte Linie in Fig. 3 gezeigt ist.

Aus den vorausgehenden Erläuterungen wird deutlich, daß das Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung 10 wirksam und nachweisbar sowohl Motor-Leerlaufvibrationen als auch ein Motorschütteln dämpfen kann, indem sie wahl weise die Bewegung der Trennwand 28 einschränkt oder freigibt.

Außerdem wird deutlich, daß die Trennwand 28, wenn sie mittels des Preßbleches 36 gegen die Auflagefläche 26a des Gehäuses 26 gepreßt wird, nachweisbar in der Bewegung eingeschränkt wird, selbst bei einer Druckänderung in den Arbeitskammern 18 bzw. 20, wodurch eine erwünschte Dämp fung bei in ihrer Bewegung eingeschränkter Trennwand 28 sichergestellt wird.

Außerdem wird deutlich, daß es möglich ist, den Energie verbrauch zu senken oder Energie einzusparen, da die Trennwand 28 so ausgebildet ist, daß sie in ihrer Bewe gung eingeschränkt ist, wenn die Zylinderspule 42 während der Fahrt des Fahrzeuges, die länger als der Fahr zeugstillstand dauert, nicht mit Energie versorgt wird, wobei die Fähigkeit, das Motorschütteln zu dämpfen, selbst dann erhalten bleibt, wenn die Zylinderspulen schaltung 44 aufgrund eines Durchbrennens oder derglei chen eine Fehlfunktion aufweist.

In den Fig. 4 und 5 ist eine Abwandlung der Ausführungs form von Fig. 1A-1C und 2-3 gezeigt. In den Fig. 4 und 5 werden die zu den Fig. 1A-1C und 2-3 ähnlichen oder entsprechenden Bauteile und Bereiche durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Diese Abwandlung unter scheidet sich von der in Fig. 1A-1C und 2-3 gezeigten dadurch, daß die Zylinderspule 42′ außerhalb des Spulen halters 40′ angebracht ist. An dem Preßblech 36 ist ein zapfenähnliches Bauteil 46 angebracht, das durch den Spu lenhalter 40′ reicht und ein flanschartiges äußeres Ende besitzt, so daß das zapfenähnliche Bauteil 46 bei ange regter Spule 42′ angezogen und die Vorspannung des Sperr krafterzeugungsbauteils 38 überwunden wird (siehe Fig. 5). Wenn die Zylinderspule 42′ nicht mehr mit Energie versorgt wird, kann das Preßblech 36 den Sperrbereich 28a der Trennwand 28 unter der Vor spannung des Sperrkrafterzeugungsbauteils gegen die Auf lagefläche 26a des Gehäuses 26 pressen und somit die Trennwand 28, wie in Fig. 4 gezeigt, in ihrer Bewegung einschränken. Mit Ausnahme der oben genannten Besonder heiten entspricht diese Abwandlung im wesentlichen der Ausführungsform von Fig. 1A-1C und 2-3 und hat im we sentlichen dieselben Auswirkungen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 8 wird nun ein Lager mit hydraulischer Dämpfung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung er läutert. Im allgemeinen wird das Lager mit dem Bezugszeichen 110 gekennzeichnet und umfaßt eine feste innere und eine feste äußere Buchse 112 bzw. 114 und ein elastomer oder elastisch verformba res Bauteil 116, das sich zwischen der inneren und der äußeren Buchse 112 bzw. 114 befindet und an diesen mit tels einer Vulkanisierungsverbindung befestigt ist.

Das elastisch verformbare Bauteil 116 definiert an seiner einen Seite, d. h. in den Zeichnungen an seiner oberen Seite, eine mit einem Fluid "L" gefüllte Arbeitskammer 118 und an seiner anderen Seite, d. h. in den Zeichnungen an seiner unteren Seite, zweite und dritte mit dem Hydraulikfluid "L" gefüllte Arbeitskammern 120, 122.

Das elastisch verformbare Element 116 wirkt mit der äuße ren Buchse 114 so zusammen, daß dazwischen erste und zweite Öffnungen oder beschränkte Fluiddurchlässe 124, 126 festgelegt werden, die sich bogenförmig entlang des inneren Umfanges der äußeren Buchse 114 erstrecken und eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Ar beitskammer 118 und 120 bzw. zwischen der ersten und der dritten Arbeitskammer 118 und 122 schaffen. Hierbei be sitzt das elastisch verformbare Element 116 eine enge Öffnung 116a, die sich entlang der zweiten und dritten Arbeitskammer 120 bzw. 122 erstreckt und auf diese Weise eine Art Trennwand 116b bildet, welche die zweite und dritte Arbeitskammer 120 und 122 definiert.

Die äußere Buchse 114 umfaßt eine Ausgleichsöffnung 132, die mit der ersten Arbeitskammer 118 in Verbindung steht, und in einem Bereich des äußeren Umfangs um die Aus gleichsöffnung 132 eine ebene Auflagefläche 114a. Eine Trennwand 128 ist an ihrem äußeren Umfang dicht mit der Auflagefläche 114a der äußeren Buchse 114 verbunden, um die Ausgleichsöffnung 132 dicht zu schließen und dadurch eine die erste Arbeitskammer 118 abschließende Wand dar zustellen. Die Trennwand 128 besitzt einen mittig dick wandigen Bereich oder Sperrbereich 128a, der auf die Auf lagefläche 114a der äußeren Buchse 114 gepreßt werden kann.

Ein Trennwand-Dämpfungsmechanismus 134 ist dafür vorgese hen, den Sperrbereich 128a der Trennwand 128 gegen die Auflagefläche 114a der äußeren Buchse 114 zu pressen und dadurch die Bewegung der Trennwand 128 einzuschränken. Der Trennwand-Dämpfungsmechanismus 134 umfaßt ein kreis förmiges, außerhalb der Trennwand 128 angeordnetes Preß blech 136, eine am äußeren Umfang des Preßbleches 136 be festigte flexible Auflage 137 zur elastischen Unterstüt zung derselben auf der äußeren Buchse 114, einen außer halb der Trennwand 128 angeordneten und mit Bolzen 141 an der äußeren Buchse 114 befestigten Spulenhalter 140, ein zwischen dem Spulenhalter 140 und dem Preßblech 136 ange brachtes Sperrkrafterzeugungsbauteil 138 in Gestalt einer Schraubenfeder, das die Aufgabe besitzt, das Preßblech 136 und die Trennwand 128 gegen die Auflagefläche 114a der äußeren Buchse 114 zu drücken, eine im Spulenhalter 140 befestigte Zylinderspule 142, die im angeregten Zu stand das Preßblech 136 anzieht, wodurch die vom Sperr krafterzeugungsbauteil 138 erzeugte Kraft überwunden wird, und eine Zylinderspulenschaltung 144 zum Betrieb der Zylinderspule 142 in der Art, daß die normalerweise nicht mit Energie versorgte Zylinderspule 142 bei einer bestimmten Drehzahl des Motors oder bei einem bestimmten Fahrzustand des Fahrzeuges, bei dem das Lager 110 einer Vibration von vergleichsweise ho her Frequenz ausgesetzt ist und ein Brummgeräusch verur sacht, angeregt wird. Wenn sie mittels des Preßbleches 136 gegen die Auflagefläche 114a der äußeren Buchse 114 gepreßt wird, ist sichergestellt, daß die Trennwand 128 nicht bewegt werden kann, und somit nicht von einer Druckän derung in der ersten Arbeitskammer 118 beeinflußt wird, da der Sperrbereich 128a der Trennwand 128 fest zwischen der Auflagefläche 114a der äußeren Buchse 114 und dem Preßblech 136 eingeklemmt ist, während sie gleichzeitig an ihrer im wesentlichen gesamten Außenseite vom Preß blech 136 unterstützt wird. Das Sperrkrafterzeugungsbau teil 138 hat die Gestalt einer Schraubenfeder und wird in vorgespanntem Zustand montiert, so daß es stets dazu neigt, sich axial auszudehnen.

Unter der Annahme, daß in dem oben beschriebenen Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung 110 das Fluid in den einge schränkten Fluiddurchlässen 124, 126 eine Masse M eines Dämpfungs- oder Schwingungssystems darstellt und daß die die Arbeitskammern 118, 120 und 122 definierenden elastischen Wände, d. h. die Elastizität bezüglich Expan sion und Kontraktion der Arbeitskammern 118, 120 und 122, eine Elastizität des Schwingungssystems mit der Federkon stanten K ausmachen, bestimmt sich die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems zu:

Wenn die Trennwand 128 in ihrer Bewegung eingeschränkt ist, kann die elastomere Dämpfungsvorrichtung zwei Schwingungssysteme unterschiedlicher Resonanzfrequenzen haben. D. h., daß ein erstes Schwingungssystem durch die erste und die zweite Arbeitskammer 118 bzw. 120 und den ersten eingeschränkten Fluiddurchlaß 124 gebildet wird. Ein zweites Schwingungssystem wird durch die erste und dritte Arbeitskammer 118 bzw. 122 und den zweiten einge schränkten Fluiddurchlaß 126 gebildet. Da der erste ein geschränkte Fluiddurchlaß 124 kürzer als der zweite ein geschränkte Fluiddurchlaß 126 ist, wird die Masse M des ersten Schwingungssystems in diesem Beispiel kleiner, wo durch das erste Schwingungssystem eine höhere Resonanz frequenz hat. In dieser Ausführungsform besitzt das erste Schwingungssystem eine Resonanzfrequenz f_R1 zwischen 30 Hz und 40 Hz, um die Leerlaufvibration des Motors wirksam zu dämpfen. Hierbei ist die dynamische Elastizitätskon stante des ersten Schwingungssystems, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, so angepaßt, daß sie minimal wird, wenn das Lager 110 einer Motor-Leerlaufvi bration ausgesetzt wird, deren Frequenz kleiner als die Resonanzfrequenz f_R1 ist.

Da der zweite eingeschränkte Fluiddurchlaß 126 länger als der erste ist, wird andererseits die Masse M des zweiten Schwingungssystems größer, wodurch das zweite Schwin gungssystem eine niedrigere Resonanzfrequenz besitzt. In dieser Ausführungsform, beträgt die Resonanzfrequenz f_R2 des zweiten Schwingungssystems ungefähr 10 Hz, um ein Mo torschütteln wirksam zu dämpfen. Dabei wird das Lager 110 so angepaßt, daß die Ver lustfaktor-Kennlinie derjenigen in Fig. 7 entspricht, wenn die Vorrichtung einem Motorschütteln von ungefähr 10 Hz ausgesetzt wird.

Wenn sich die Trennwand 128 frei bewegen kann, stellt sich das Lager 110 so ein, daß es bei einer Frequenz f_F von ungefähr 200 Hz in Resonanz tritt und eine Kennlinie der dynamischen Elastizitätskon stante besitzt, wie sie durch die durchgehende Linie in Fig. 8 dargestellt ist. Das bedeutet, daß die erste Ar beitskammer 118 aufgrund einer Vibration von sehr hoher Frequenz elastischer verformbar wird und ein dumpfes Ge räusch wirksam dämpft oder abschwächt.

Das Lager mit hydraulischer Dämpfungsvorrichtung 110 arbeitet auf fol gende Weise:

(a) Während normaler Fahrt

Während das Fahrzeug stillsteht oder normal fährt, wird die Zylinderspule 142 von der Zylinderspulenschaltung 144 nicht mit Energie versorgt, so daß das Preßblech 136 und dadurch der Sperrbereich 128a der Trennwand 128 unter der Vorspannung des Sperrkrafterzeugungsbauteils 138 gegen die Auflagefläche 114a der äußeren Buchse 114 gepreßt werden, wodurch die Trennwand 128 in ihrer Bewegung ein geschränkt wird.

Das Lager 110 ist unter diesen Be dingungen und einem im Leerlauf betriebenem Motor einer Motor-Leerlaufvibration von 30 Hz oder weniger ausge setzt. In diesem Fall tritt das Lager 110 bei einer Frequenz f_R1 zwischen 30 Hz und 40 Hz in Resonanz und weist die in Fig. 7 gezeigte dynamische Elastizitätskonstantenkennlinie auf. Somit wird eine Mo tor-Leerlaufvibration der Frequenz von 30 Hz oder weniger hauptsächlich durch die elastische Verformung der ersten und der zweiten Arbeitskammer 118 bzw. 120 wirksam redu ziert.

Das Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung 110 dieser Erfindung ist demnach in der Lage, eine Motor-Leerlaufvibration mit einer Frequenz von 30 Hz oder tiefer durch Reduktion der dynamischen Elastizitätskonstante wirksam zu dämpfen.

Außerdem wird das Lager 110 während der Fahrt des Fahrzeuges einem Motorschütteln mit einer Frequenz von ungefähr 10 Hz ausgesetzt. Da das Lager 110 in diesem Fall bei einer Frequenz f_R2 von ungefähr 10 Hz in Resonanz tritt, fließt das Fluid innerhalb des zweiten Fluiddurchlasses 126 durch den zweiten Fluiddurchlaß 126 intensiv vor und zu rück oder hin und her, wie durch den Pfeil in Fig. 6 ge zeigt, wobei die Dämpfungswirkung für das Motorschütteln hauptsächlich durch den Strömungswiderstand oder Verlust faktor bestimmt wird, der von dem zweiten Fluiddurchlaß 126 hervorgerufen wird.

Das Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung 110 ist somit in der Lage, ein Motorschütteln mit einer Frequenz von ungefähr 10 Hz im wesentlichen aufgrund des von dem Fluiddurchlaß 126 erzeugten Strömungswiderstandes oder Verlustfaktors zu dämpfen.

(b) Während besonderer Fahrzustände des Fahrzeugs

Bei bestimmten Drehzahlen des Motors oder in bestimmten Fahrzuständen, bei denen das Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrich tung 110 einer Vibration eines bestimmten hohen Frequenz bereiches ausgesetzt ist, der ein dumpfes Geräusch verur sacht, wird die Zylinderspule 142 mittels der Zylinder spulenschaltung 144 angeregt. Somit kann das Preßblech 136 von der Zylinderspule 142 elektromagnetisch angezogen werden, so daß die Trennwand 128 in ihrer Bewegung nicht eingeschränkt wird.

Während dieses bestimmten Fahrzustandes ist das Lager 110 einer Vibration von unge fähr 140 Hz ausgesetzt. Da in diesem Fall die Trennwand 128 frei beweglich ist und das Lager 110 eine dynamische Elastizitätskonstante, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, annimmt, wird eine Vibration mit einer Frequenz von ungefähr 140 Hz, also ein dumpfer Ton, im wesentlichen durch die Wirkung der elastischen Verformung der ersten Arbeitskammer 118, also der Trenn wand 128, wirksam gedämpft.

Aus den vorausgehenden Ausführungen wird deutlich, daß das Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung 110 entsprechend ei ner anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowohl eine Motor-Leerlaufvibration als auch ein Motor schütteln wirksam dämpfen kann, wenn die Trennwand 128 in ihrer Bewegung eingeschränkt ist.

Da die Trennwand 128 so gestaltet ist, daß sie mit ihrem Sperrbereich 128a fest gegen die Auflagefläche 114a der äußeren Buchse 114 gepreßt werden kann, ist es außerdem einsichtig, daß sichergestellt ist, daß sie sich nicht bewegen kann und auch nicht von Druckänderungen in der Arbeitskammer 118 beeinflußt wird. Falls erforderlich, wird dadurch die Bewegung der Trennwand 128 in hohem Maß eingeschränkt und damit eine wirksame Dämpfung der Vibra tion möglich.

Außerdem wird deutlich, daß das Lager mit hydraulischer Dämpfungsein richtung 110 ein dumpfes Geräusch dämpfen kann, wenn die Trennwand 128 in ihrer Bewegung frei ist.

Ferner wird deutlich, daß es möglich ist, den Energiever brauch zu reduzieren und zugleich die Möglichkeit beste hen zu lassen, eine Motor-Leerlaufvibration und ein Mo torschütteln selbst dann zu dämpfen, wenn in der Zylin derspulenschaltung 144 eine Fehlfunktion aufgrund ei nes Durchbrennens oder dergleichen auftritt, da die Trenn wand 128 in ihrer Bewegung eingeschränkt ist, wenn die Zylinderspule 142 während des normalen Fahrzustandes, nicht mit Energie versorgt wird.

Obwohl das Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung in der be schriebenen und gezeigten Form eine innere und eine äu ßere Buchse umfaßt, stellt dieser Umstand keine Beschrän kung dar, vielmehr können die Buchsen auf verschiedene Art und Weise ausgebildet sein.

Claims

1. Lager mit hydraulischer Dämpfungsvorrichtung, insbesondere zur Lagerung eines Motors an einem Fahrzeugkörper, mit:
festen inneren und äußeren Gehäuseelementen (12, 14; 112, 114), zwischen denen sich ein Freiraum befindet;
einem elastisch verformbaren Bauteil (16; 116), das sich innerhalb des Freiraumes befindet und das innere und das äußere Gehäuseelement (12, 14; 26; 112, 114) verbindet und den Freiraum in mindestens eine erste und eine zweite fluidgefüllte Arbeitskammer (18, 20; 118, 120) unterteilt;
einem Drosseldurchgang (24; 124) zwischen der ersten und der zweiten Arbeitskammer (18, 20; 118, 120);
einer beweglichen Trennwand (28; 128), die an ihrem äußeren Umfang dicht schließend an dem äußeren Gehäuseelement (14; 26; 114) angebracht ist und eine Wand der ersten Arbeitskammer (18; 118) bildet; und
einem Trennwand-Dämpfungsmechanismus (34, 134), der ein Preßblech (36, 136) umfaßt, das an der Trennwand (28; 128) angreift und wahlweise deren Auslenkbewegung steuert;
dadurch gekennzeichnet, daß
das äußere Gehäuseelement (14; 26; 114) eine Ausgleichsöffnung (32; 132) besitzt, die einenends in die erste Arbeitskammer (18; 118) mündet und andernends von der Trennwand (28; 128) begrenzt ist;
daß das äußere Gehäuseelement (14; 26; 114) eine Auflagefläche (26a, 114a) aufweist, die die Ausgleichsöffnung (32; 132) im Bereich ihrer zur Trennwand (28; 128) hin gerichteten Mündungsseite umgibt; und
daß das Preßblech (36; 136) in bezug auf die Ausgleichsöffnung (32; 132) jenseits der Trennwand (28, 128) angebracht ist, um einen dickwandigen Sperrbereich (28a; 128a) der Trennwand (28; 128) gegen die Auflagefläche (26a, 114a) des äußeren Gehäuseelementes (14; 26; 114) zu drücken und dadurch die Bewegung der Trennwand (28; 128) einzuschränken bzw. zu verhindern.

2. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrbereich (28a; 128a) der Trennwand (28; 128) im wesentlichen an seinem gesamten äußeren Bereich durch das Preßblech (36; 136) unterstützt wird.

3. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgleichskammer (30) zwischen der Trennwand (28) und der Auflagefläche (26a) vorgesehen ist, die über die Ausgleichsöffnung (32) mit der ersten Arbeitskammer (18) in Verbindung steht.

4. Lager mit hydraulicher Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennwand-Dämpfungsmechanismus (34) ein Sperrkrafterzeugungsbauteil (38) umfaßt, das zwischen dem Preßblech (36) und einem äußeren Umfangsbereich des äußeren Gehäuseelements (14, 26) um die Auflagefläche (26a) angebracht ist, um das Preßblech (36) zusammen mit der Trennwand (28) gegen die Auflagefläche (26a) des äußeren Gehäuseelementes (14, 26) zu drücken.

5. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrkrafterzeugungsbauteil (38) die Form eines im wesentlichen zylindrischen flexiblen Elements besitzt, das mit einem axialen Ende an den Umfangsbereich des äußeren Gehäuseelementes (14, 26) um die Auflagefläche (26a) und mit dem anderen axialen Ende an das Preßblech (36) anschließt, wobei das Sperrkrafterzeugungsbauteil (38) derart unter Spannung montiert ist, daß es dazu neigt, sich axial zusammenzuziehen.

6. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennwand-Dämpfungsmechanismus (34) weiterhin einen Spulenhalter (40) aufweist, der sich außerhalb des Preßbleches (36) befindet und an dem äußeren Gehäuseelement (14, 26) befestigt ist, und weiterhin eine auf diesem Spulenhalter (40) montierte Zylinderspule (42) und einen Zylinderspulenschalter (44) zum Schalten der Zylinderspule (42) aufweist, wobei die Zylinderspule (42) entweder angeregt wird, um das Preßblech (36) gegen die Vorspannung des Sperrkrafterzeugungsbauteils (38) anzuziehen, oder nicht mit Energie versorgt wird, damit das Preßblech (36) den Sperrbereich (28a) der Trennwand (28) gegen die Auflagefläche (26a) des äußeren Gehäuseelementes (14, 26) drückt.

7. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwingungssystem, dessen Masse und Elastizität jeweils durch das Fluid innerhalb des Drosseldurchgangs (24) bzw. durch die Flexibilität der Arbeitskammern (18, 20) festgelegt ist, eine Resonanzfrequenz zwischen ungefähr 30 Hz und 40 Hz besitzt, wenn die Trennwand (28) frei beweglich ist, und eine Resonanzfrequenz von ungefähr 10 Hz besitzt, wenn die Trennwand (28) in ihrer Bewegung eingeschränkt ist.

8. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuseelement (12; 112) entweder an einer Motorlagerung oder an einem Fahrzeugkörper und das äußere Gehäuseelement (14; 114) am jeweils anderen Teil angebracht ist, wobei die Zylinderspule (42) beim Anhalten des zugehörigen Fahrzeuges angeregt und während der Fahrt nicht mit Energie versorgt wird.

9. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennwand-Dämpfungsmechanismus (34) zusätzlich einen Spulenhalter (40′), der sich außerhalb des Preßbleches (36) befindet und an dem äußeren Gehäuseelement (14, 26) befestigt ist, eine sich außerhalb dieses Spulenhalters (40′) befindende Zylinderspule (42′), ein am Preßblech (36) befestigtes elektromagnetisch anziehbares, zapfenähnliches Element (46), das in den Spulenhalter (40′) hineinreicht und einen äußeren Flanschteil besitzt, und eine Zylinderspulenschaltung (44) zum Betrieb der Zylinderspule (42′) aufweist, wobei die Zylinderspule (42′) entweder angeregt wird, um das zapfenähnliche Element (46) zusammen mit dem Preßblech (36) gegen eine Vorspannung des Sperrkrafterzeugungsbauteils (38) anzuziehen, oder nicht mit Energie versorgt wird, damit das Preßblech (36) den Sperrbereich (28a) der Trennwand (28) gegen die Auflagefläche (26a) des äußeren Gehäuseelementes (14, 26) unter der Vorspannung des Sperrkrafterzeugungsbauteils (38) drückt.

10. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Arbeitskammer (122) in den Zwischenräumen zwischen dem elastisch verformbaren Bauteil (116) und dem äußeren Gehäuseelement (114) vorgesehen ist, wobei auch die dritte Arbeitskammer (122) das Fluid enthält, und ein zweiter Drosseldurchgang (126) zwischen dem äußeren Gehäuseelement (114) und dem elastisch verformbaren Bauteil (116) vorgesehen ist, um eine Verbindung zwischen der ersten und der dritten Arbeitskammer (118, 122) zu schaffen, wobei der zweite Drosseldurchgang (126) länger als der erste Drosseldurchgang (124) ist.

11. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch verformbare Bauteil (116) eine enge Öffnung (116a) besitzt, die sich entlang der zweiten und dritten Arbeitskammer (120, 122) erstreckt und im wesentlichen eine Trennwand (116b) bildet, die die zweite und die dritte Arbeitskammer (120, 122) begrenzt.

12. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennwand-Dämpfungsmechanismus (134) einen an dem äußeren Gehäuseelement (114) befestigten Spulenhalter (140), eine flexible Auflage (137) zur elastischen Abstützung des Preßbleches (136) auf dem Spulenhalter (140) und ein Sperrkrafterzeugungsbauteil (138), das zwischen dem Preßblech (136) und dem Spulenhalter (140) angeordnet ist, um das Preßblech (136) zusammen mit der Trennwand (128) gegen die Auflagefläche (114a) des äußeren Gehäuses (114) zu drücken, aufweist.

13. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrkrafterzeugungsbauteil (138) durch eine in vorgespanntem Zustand montierte Schraubenfeder gebildet ist, derart, daß das Bauteil (138) stets dazu neigt, sich axial auszudehnen.

14. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennwand-Dämpfungsmechanismus (134) eine auf dem Spulenhalter (140) montierte Zylinderspule (142) und eine Zylinderspulenschaltung (144) zum Betrieb der Zylinderspule (142) aufweist, wobei die Zylinderspule (142) entweder angeregt wird, um das Preßblech (136) gegen die Vorspannung des Sperrkrafterzeugungsbauteils (138) anzuziehen, oder nicht mit Energie versorgt wird, damit das Preßblech (136) den Sperrbereich (128a) der Trennwand (128) gegen die Auflagefläche (114a) des äußeren Gehäuseelementes (114) drückt.

15. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwingungssystem, dessen Masse und Elastizität jeweils durch ein Fluid innerhalb eines ersten Drosseldurchgangs (124) bzw. durch die Elastizität bezüglich Expansion und Kontraktion der ersten und der zweiten Arbeitskammer (118, 120) festgelegt ist, eine Resonanzfrequenz zwischen im wesentlichen 30 Hz und 40 Hz besitzt, wenn die Trennwand (128) in ihrer Bewegung eingeschränkt ist.

16. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwingungssystem, dessen Masse und Elastizität jeweils durch ein Fluid innerhalb eines zweiten Drosseldurchgangs (126) bzw. eine Elastizität bezüglich Expansion und Kontraktion der ersten und der dritten Arbeitskammern (118, 122) definiert ist, eine Resonanzfrequenz von ungefähr 10 Hz besitzt, wenn die Trennwand (128) in ihrer Bewegung eingeschränkt ist.

17. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung zusätzlich eine Resonanzfrequenz von ungefähr 200 Hz besitzt, wenn sich die Trennwand (128) frei bewegen kann.

18. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuseelement (112) entweder an einer Motorlagerung oder an einem Fahrzeugkörper und das äußere Gehäuseelement (114) am jeweils anderen Teil angebracht ist, wobei die Zylinderspule (142) beim Anhalten und während der Fahrt des Fahrzeuges außer bei bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeiten, bei denen die Dämpfungseinrichtung einer Motorvibration ausgesetzt ist, die einen dumpfen Ton erzeugt, nicht mit Energie versorgt wird.

19. Lager mit hydraulischer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung ein Ringelement (22) von nutenförmigem Querschnitt umfaßt, das zwischen dem elastisch verformbaren Bauteil (16) und dem äußeren Gehäuseelement (14) eingesetzt ist, um dadurch den Drosseldurchgang (24) festzulegen, der eine bogenförmige Gestalt hat und sich entlang des inneren Umfanges des äußeren Gehäuseelementes (14) erstreckt.