DE4337383C1 - Hydraulisch dämpfendes Lager - Google Patents
Hydraulisch dämpfendes LagerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisch dämpfendes Lager, insbesondere
Motorlager für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 oder
2.
Ein derartiges Motorlager ist aus der DE 38 24 878 C2 bekannt. Das bekannte
Hydrauliklager ist als Zweikammer-Motorlager ausgebildet. Hierbei wird eine
flüssigkeitsgefüllte Arbeitskammer zumindest teilweise von einer angenähert
hohlkegelförmigen, gummielastischen Wandung umrandet. Die Arbeitskammer ist
mittels einer Zwischenplatte, in der ein Überströmkanal vorgesehen ist, von einer
Überströmkammer getrennt. In der flüssigkeitsgefüllten Arbeitskammer ist eine
Panscherplatte angeordnet, die mittels eines Bolzens an einer Motorlagerplatte
festgelegt ist, die im Zentrum der gummielastischen Wandung vorgesehen ist.
Bei einer Ausführungsform ist die Panscherplatte mit einem hohlzylinderförmigen
Aufsatz versehen, der über ein umlaufendes Gummipolster an den Bolzen ange
lenkt ist. Weiterhin weist die Panscherplatte an ihrem Außenrand ein umlaufen
des Gummipolster auf.
In der DE 38 08 996 A1 wird ein Hydrauliklager beschrieben, das als Zweikam
mer-Motorlager ausgebildet ist. Die bei diesem Lager vorgesehene Panscherplatte
(Anschlagteller) besitzt an ihrem Außenrand eine aus elastischem Material herge
stellte Gummiumrandung. An ihrem Innenrand ist die Panscherplatte an einem
zylinderförmigen Ansatz festgelegt, der eine umlaufende Nut aufweist. Hierbei ist
die Innenkante der Panscherplatte mit gummielastischem Material ummantelt.
Bei derartigen Motorlagern ist es wünschenswert, bei Einleitung von Schwingun
gen das dynamische Verhalten des Lagers zu beeinflussen.
In diesem Zusammenhang wird in der DE 36 43 556 A1 eine Anordnung vorge
schlagen, bei der zwischen der synchron mit der Lagerplatte schwingenden Pan
scherplatte und der Innenwand der Arbeitskammer ein ringförmiger Überströmka
nal einstellbarer Größe gebildet ist, mit dem bei Einleitung von Schwingungen das
dynamische Verhalten des Lagers beeinflußt und insbesondere die dynamische
Steifigkeit über ein weites Frequenzband abgesenkt werden kann. Nachteilig bei
dieser Anordnung ist jedoch, daß die Steifigkeit des Lagers nach der Resonanz
frequenz der Flüssigkeit im Spalt wieder praktisch entlang einer Geraden ansteigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lager vorzu
schlagen, mit dem eine Absenkung der Steifigkeit auch in höheren Frequenzbe
reichen möglich ist, d. h. den Steifigkeitsanstieg bei einem bestimmten Wert ab
zuschneiden und anschließend wieder abfallen zu lassen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Resonanz
frequenz des Panschersystems und des aus dem Gummipolster gebildeten
Gummipolstersystems zur Absenkung der dynamischen Steifigkeit so abgestimmt
sind, daß die Resonanzfrequenz des Panschersystems im Bereich der kritischen
Drehzahl des Motors und die Resonanzfrequenz des Gummipolstersystems bei
einer darüberliegenden Frequenz liegt.
Mit einer solchen Anordnung eines zweiten Eigenresonanzsystems ist es auf ein
fache Weise möglich, den Wiederanstieg der Steifigkeit auf einen bestimmten
Wert zu begrenzen und anschließend wieder absinken zu lassen.
Bei einer Ausführungsform gemäß Patentanspruch 1 ist das Panschersystem
durch die Panscherplatte und die hiermit starr verbundenen Teile gebildet. Das
Gummipolstersystem ist als am Außenumfang der Panscherplatte verlaufendes
Gummipolster ausgebildet.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 weist die Panscherplatte einen hohlen
Aufsatz auf, der über ein umlaufendes Gummipolster an einen zentralen Bolzen
angelenkt ist.
Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Eigenresonanz des Panschersystems im Be
reich von 100 bis 250 Hz und die des Gummipolstersystems etwa 50 bis 100 Hz
darüber liegt.
In konstruktiver Ausgestaltung kann das Gummipolster den Rand der Panscher
platte wulstförmig umziehen, derart, daß die radiale Breite größer ist als die
axiale Höhe.
Es ist aber auch möglich, daß das Gummipolster nur als dünne Lippe ausgebildet
ist, die radial außen an den Rand der Panscherplatte anvulkanisiert ist.
Die Panscherplatte kann darüber hinaus mit kreisförmigen Ausnehmungen verse
hen sein, die vom Material des Gummipolsters membranartig ausgefüllt und
überdeckt sind, um damit den Gegenschwingereffekt noch zu verstärken.
Generell ist es dabei möglich, daß Panscher- und Gummipolstersystem in die Ar
beitskammer eines Zweikammer-Motorlagers einzubauen.
Anhand einer schema
tischen Zeichnung sind Aufbau und Funktionsweise von Ausführungsbeispielen
nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein hydraulisches Lager mit Panscher nach dem Stand der Tech
nik,
Fig. 2 den Steifigkeitsverlauf eines solchen bekannten
Lagers
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Lager mit einem
erfindungsgemäß ausgestalteten Panscher
Fig. 4 ein Diagramm über den zugehörigen Verlauf der
dynamischen Steifigkeit,
Fig. 5 einen Panscher mit einer umlaufenden
Gummilippe,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Variante einer
Panscherplatte,
Fig. 7 einen Querschnitt durch diese Panscherplatte
entsprechend der Schnittlinie VII-VII nach Fig. 6 und
Fig. 8 eine weitere Ausgestaltung einer solchen Pan
scherplatte.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein herkömmliches
hydraulisch gedämpftes Motorlager mit einer Panscher
platte, das eine angenähert kegelmantelförmige Wandung
1 aus einem gummielastischen Material aufweist, die an
ihrer Spitze von einer metallischen Lagerplatte 2 zur
Befestigung des nicht näher dargestellten Motors abge
schlossen ist. Die Wandung 1 ist an ihrem außenliegen
den Umfang an ein topfförmiges Gehäuse 3 anvulkanisiert
und umschließt somit die mit Flüssigkeit gefüllte Ar
beitskammer 4. Von der Lagerplatte 2 ragt nunmehr ein
Bolzen 5 axial in die Arbeitskammer 4, wobei der Bolzen
5 an seinem freien Ende ein kreisscheibenförmige Pan
scherplatte 6 trägt.
Durch diese Panscherplatte 6 wird die eigentliche Ar
beitskammer 4 in zwei Teilkammern 7 und 8 unterteilt,
die über einen zwischen dem Außenumfang der Platte 6
und der Innenseite des Gehäuses 3 gebildeten ringförmi
gen Überströmkanal 9 miteinander in Verbindung stehen.
Bei Einleitung von Schwingungen über die Lagerplatte 2
und einer Relativbewegung von Lagerplatte 2 und Pan
scherplatte 6 gegenüber dem Gehäuse 3 verändern sich
die beiden Teilkammern 7 und 8 in ihrem Volumen, so daß
ein Flüssigkeitsaustausch zwischen den beiden Teilkam
mern 7 und 8 über den ringförmigen Spalt 9 stattfindet.
Durch diese Flüssigkeitsbewegung werden im Lager zu
sätzliche Effekte hervorgerufen, die für das dynamische
Verhalten des Lagers verantwortlich sind.
Wesentlich wird durch eine solche Gestaltung die dyna
mische Steifigkeit des Lagers beeinflußt, wie aus dem
Diagramm nach Fig. 2 zu ersehen ist. Üblicherweise
fällt bei Anordnung und Wirkung einer solchen Panscher
platte die dynamische Steifigkeit des Lagers zunächst
praktisch auf Null ab, während anschließend diese Stei
figkeit nach Durchfahren der Resonanzfrequenz Flüssig
keit im Panscherspalt 9 wieder stark ansteigt.
Eine Möglichkeit zur Vermeidung eines solchen Steifig
keitsanstieges ist nunmehr mit der vorliegenden Erfin
dung gefunden worden.
Danach ist bei einem Motorlager, das im Prinzip einer
Gestaltung nach Fig. 1 entspricht, vorgesehen, daß die
Panscherplatte 6 an ihrem Außenumfang von einem sich
radial nach außen erstreckenden, elastischen Gummipol
ster 10 umrandet ist. Dieses Gummipolster 10 umschließt
den Rand 11 der Panscherplatte 6 ringförmig, wobei
zweckmäßigerweise die radiale Breite dieses wulstförmi
gen Gummipolsters 10 größer ist als seine axiale Höhe.
Da dieses Gummipolster 10 elastisch an die Panscher
platte 6 angekoppelt ist und auch aus einem anderen Ma
terial besteht, weist dieses Gummipolster 10 damit auch
eine gesonderte Eigenfrequenz auf.
Grundsätzlich ist es bekannt, daß die von der Panscher
platte erzeugte Resonanzfrequenz abhängig von ihrer geome
trischen Gestaltung, d. h. ihrem Durchmesser und ihrer
Dicke sowie der Breite des Spaltes zum Lagergehäuse,
ist, so daß bei einer entsprechenden Gestaltung auch
eine vorgegebene Resonanzfrequenz erreicht werden kann.
Mit dem neuen System ist es somit möglich, die Re
sonanzfrequenz, der Panscherplatte auf die kritische Drehzahl
des Motors abzustimmen und dann die Eigenfrequenz des
elastischen Gummipolsters an der Panscherplatte in der
Steifigkeit so abzustimmen, daß diese Eigenfrequenz die
auf steigende Steifigkeitskurve wieder abschneidet und
die Steifigkeit wiederum abfällt. Dabei kann die
Resonanzfrequenz des Gummipolstersystems zweckmäßigerweise etwa
50 bis 100 Hz über der des Panschersystems ausgelegt
sein.
Ein möglicher Steifigkeitsverlauf ist in dem Diagramm
nach Fig. 4 dargestellt. Durch Einstellung der Re
sonanzfrequenz des Panschersystems, beispielsweise auf eine
kritische Motordrehzahl von 200 Hz, sinkt die dynami
sche Steifigkeit von ihrem Ausgangswert entsprechend
dem Kurvenast a etwa auf Null ab, um dann stetig ent
sprechend dem Kurvenast b wieder anzusteigen. Durch
eine entsprechende Abstimmung der Resonanzfrequenz des
Gummipolstersystems wird dann die auf steigende Steifigkeitskurve
b etwa am Punkt c bei etwa 250 Hz abge
schnitten, um, dann entsprechend dem Kurvenast d auf die
Resonanzfrequenz des zweiten Systems im Bereich von etwa
300 Hz wieder bis gegen Null abzusinken. Erst anschlie
ßend steigt dann die Steifigkeitskurve entsprechend dem
Kurvenast e unbeeinflußt wieder an.
Damit kann also erreicht werden, daß die dynamische
Steifigkeit eines solchen hydraulischen Lagers über
einen weiten Frequenzbereich auf niedrigen Werten ge
halten werden kann, um damit insbesondere die Übertra
gung akustischer Schwingungen zu minimieren.
Eine andere Ausgestaltung des Gummipolsters ist in Fig.
5 gezeigt. Hierbei ist an den Rand 11 der Panscher
platte 6 nur eine dünne Gummilippe 12 anvulkanisiert,
die die gleiche Aufgabe erfüllt.
Grundsätzlich ist eine beliebige Gestaltung des Gummi
polsters möglich, wenn sie nur die Aufgabe einer zu
sätzlichen Masse mit einer gesonderten Eigenfrequenz
erfüllt.
Eine weitere Gestaltungsmöglichkeit einer solchen Pan
scherplatte ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Dabei
weist die Panscherplatte 15 beispielsweise vier kreis
förmige Durchbrechungen 16, 17, 18 und 19 auf und ist
praktisch auf ihrer gesamten Oberfläche mit einem
wulstförmigen Gummikörper 20 überzogen, der auch die
Ausnehmungen 16 bis 19 ausfüllt.
Durch eine solche Gestaltung ist die gesonderte
Resonanzfrequenz des Gummipolsters 20 besonders günstig einzu
stellen, da hier eine Gegenschwingung durch die in den
Ausnehmungen 16 bis 19 enthaltene Gummimasse erfolgt,
die somit praktisch als Membranen wirken.
Eine etwas abweichende Gestaltung ist in Fig. 8 ge
zeigt. Hierbei weist die Panscherplatte 22, die ring
förmig, quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein
kann, einen zentralen Aufsatz 23 auf, der über ein um
laufendes Gummipolster 24 an den zentralen Bolzen 5 an
gelenkt ist. Bei entsprechender Dimensionierung und
Härte des Gummipolsters 24 wird die Panscherplatte 22
zunächst im Takt mit dem zentralen Bolzen 5 schwingen,
um die erste Steifigkeitsabsenkung zu erreichen, wäh
rend dann bei höheren Frequenzen die Panscherplatte 22
phasen-verschoben oder im Gegentakt zum Bolzen 5 mit
einer gesonderten Eigenfrequenz schwingt.
Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist der Ein
fachheit halber von einem sog. Einkammerlager ausgegan
gen worden, bei dem die Panscherplatte in der Flüssig
keit schwingt. In gleicher Weise und ohne Abweichung
vom Grundprinzip der Erfindung ist es aber auch mög
lich, eine solche Anordnung in einem hydraulisch ge
dämpften Zweikammer-Motorlager vorzusehen, bei dem an
die dargestellte Arbeitskammer über eine Drosselöffnung
noch eine elastisch berandete Ausgleichskammer ange
schlossen ist.
Für beide Anwendungen ist damit ein Konstruktionsprin
zip gezeigt, mit dem die dynamische Steifigkeit
hydraulisch gedämpfter Lager über weite Frequenzberei
che abgesenkt bzw. niedrig gehalten werden kann.
Claims (7)
1. Hydraulisch dämpfendes Lager, insbesondere Motorlager für
Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer flüssigkeitsgefüllten Ar
beitskammer (4), die zumindest teilweise von einer angenähert
hohlkegelförmigen, gummielastischen Wandung (1) umrandet ist
und in ihrem Zentrum eine Motorlagerplatte (2) trägt, die über ei
nen axialen Bolzen (5) mit einer sich in der Arbeitskammer (4)
quer erstreckenden Panscherplatte (6; 15) in Verbindung steht,
die von einem sich radial nach außen erstreckenden elastischen
Gummipolster (10, 12; 20) umrandet ist und bei vertikalen
Schwingungseinleitungen von Flüssigkeit umströmt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des Panschersy
stems, das durch die Panscherplatte (6; 15) und die hiermit starr
verbundenen Teile (5, 2) gebildet ist, und des aus dem Gummi
polster (10, 12; 20) gebildeten Gummipolstersystems zur Ab
senkung der dynamischen Steifigkeit so abgestimmt sind, daß
die Resonanzfrequenz des Panschersystems im Bereich der kriti
schen Drehzahl des Motors und die Resonanzfrequenz des
Gummipolstersystems bei einer darüberliegenden Frequenz liegt.
2. Hydraulisch dämpfendes Lager, insbesondere Motorlager für
Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer flüssigkeitsgefüllten Ar
beitskammer (4), die zumindest teilweise von einer angenähert
hohlkegelförmigen, gummielastischen Wandung (1) umrandet ist
und in ihrem Zentrum eine Motorplatte (2) trägt, die über
einen axialen Bolzen (5) mit einer sich in der Arbeitskammer (4)
quer erstreckenden Panscherplatte (22) in Verbindung steht, wo
bei die Panscherplatte (22) einen zentralen, hohlen Aufsatz (23)
aufweist, der über ein umlaufendes Gummipolster (24) an den
axialen Bolzen (5) angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Resonanzfrequenz des Panschersystems, das durch die Pan
scherplatte (22) und den Aufsatz (23) gebildet ist, und des aus
dem Gummipolster (24) gebildeten Gummipolstersystems zur
Absenkung der dynamischen Steifigkeit so abgestimmt sind, daß
die Resonanzfrequenz des Panschersystems im Bereich der kriti
schen Drehzahl des Motors und die Resonanzfrequenz des
Gummipolstersystems bei einer darüberliegenden Frequenz liegt.
3. Hydraulisch dämpfendes Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des Panschersystems
im Bereich von 100 bis 250 Hz und die des Gummipolstersy
stems 50 bis 100 Hz darüber liegt.
4. Hydraulisch dämpfendes Lager nach Anspruch 1 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gummipolster (10) den Rand (11) der
Panscherplatte (6) wulstförmig umzieht derart, daß die radiale
Breite größer ist als die axiale Höhe.
5. Hydraulisch dämpfendes Lager nach Anspruch 1 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gummipolster als dünne Lippe (12)
ausgebildet ist, die radial nach außen an den Rand (11) der Pan
scherplatte anvulkanisiert ist.
6. Hydraulisch dämpfendes Lager nach Anspruch 1 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Panscherplatte (15) mit kreisförmigen
Ausnehmungen (16, 17, 18, 19) versehen ist, die vom Material
des Gummipolsters (20) membranartig ausgefüllt und überdeckt
sind.
7. Hydraulisch dämpfendes Lager nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Panscher-
und Gummipolstersystem in die Arbeitskammer eines Zweikam
mer-Motorlagers eingebaut ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |