EP1064473A1 - Elastisches lager, insbesondere motorlager für kraftfahrzeuge - Google Patents

Elastisches lager, insbesondere motorlager für kraftfahrzeuge

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Publication number
EP1064473A1
EP1064473A1 EP99915686A EP99915686A EP1064473A1 EP 1064473 A1 EP1064473 A1 EP 1064473A1 EP 99915686 A EP99915686 A EP 99915686A EP 99915686 A EP99915686 A EP 99915686A EP 1064473 A1 EP1064473 A1 EP 1064473A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coupling element
spring
bearing according
elastic bearing
force introduction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP99915686A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mathias Gugsch
Edison Fatehpour
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trelleborg Automotive Germany GmbH
Original Assignee
BTR AVS Technical Centre GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BTR AVS Technical Centre GmbH filed Critical BTR AVS Technical Centre GmbH
Publication of EP1064473A1 publication Critical patent/EP1064473A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/08—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber
    • F16F3/087—Units comprising several springs made of plastics or the like material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/26—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions
    • F16F13/264—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions comprising means for acting dynamically on the walls bounding a working chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/38—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type
    • F16F1/387—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type comprising means for modifying the rigidity in particular directions

Definitions

  • Elastic bearing in particular motor bearings for motor vehicles
  • the invention relates to an elastic bearing, in particular engine mounts for motor vehicles, with at least two spring elements connected in parallel with one another, with force introduction means that connect a vibration source to the at least two spring elements, a switchable coupling device being provided with which the force introduction means can be connected to at least one spring element is.
  • Such an elastic bearing is known from DE-A 41 28761 .4.
  • two spring elements are connected in parallel, each having a spring body made of an elastomeric material.
  • One of the spring bodies is designed as a hollow cylinder and accommodates the second spring body in its interior.
  • the internal spring element has force introduction means which can be switched by means of a coupling device.
  • the coupling device has a coupling element fixed to the spring element, which can be non-positively connected to a second coupling element.
  • the switching movement is achieved by a hydraulically actuated membrane.
  • In the known engine mount there are relatively large switching paths and relatively high peeling forces for engaging the coupling elements necessary. Furthermore, there is no axial decoupling of the second spring element in the uncoupled state.
  • Another engine mount is known from DE-A 41 39046, in which the spring element is designed as a hollow cylinder made of elastomeric material, which is arranged on the one hand between an engine-side mounting plate and on the other hand between a body-side mounting plate.
  • a hydraulically damping bearing is provided below the body-side bearing plate, which is designed as a two-chamber bearing. While the hollow cylindrical spring block provides a high level of structure-borne sound insulation, the hydraulic bearing connected in parallel serves to dampen low-frequency vibrations. Switchability of the stiffness is not provided for in this engine mount.
  • the invention has for its object to propose an engine mount in which the coupling device has only small switching paths and only low switching forces are required and in which there is an axial decoupling of the non-acting spring element in the uncoupled state.
  • the coupling device has a first coupling element and a second coupling element which can be connected by means of an actuator, that the second coupling element can be connected in a coupled state to the force introduction means of the second spring element and that the second coupling element is designed as a rotating body which is pivotally mounted in the coupled state.
  • the bearing according to the invention can in principle be realized with different types of spring elements.
  • at least two conventional spring elements with spring bodies made of elastomeric material or a combination of a conventional spring element with such a spring body made of elastomeric material and a hydraulically damping bearing can be used.
  • the spring body of the spring element can be designed as a hollow cylinder.
  • the spring element can have at least two spring bodies arranged opposite one another, each of which is wedge-shaped.
  • the spring element extends primarily in one spatial direction.
  • different stiffnesses can be set in the transverse and longitudinal directions.
  • the force-displacement characteristic is easily adjustable.
  • the coupling device according to the invention is characterized by short activation paths and low switching forces.
  • the second coupling element of the coupling device used ensures an axial decoupling of the second spring element in the uncoupled state.
  • the delivery of the first coupling element to the second coupling element brings about a non-positive connection between the second coupling element and the force introduction means.
  • the second coupling element is designed as a rotating body which is pivotally mounted in the uncoupled state, the second spring element can perform a tilting movement under radial loads. This leads, in particular in the case of a spring element designed as a hydraulically damping bearing, to the fact that in the case of radial loads essentially no hydraulic effects occur. This reduces the radial rigidity in the uncoupled state.
  • the second coupling element is advantageously designed as a spherical body which is received in a bearing socket.
  • the second coupling element has a receptacle for the second force introduction element, the opening cross section of which can be changed for the non-positive fixing of the second force introduction element.
  • the second coupling element has at least one slot which is closed by the first coupling element in the coupled state.
  • the coupling element is advantageously made of brass or another bearing material.
  • the first coupling element advantageously has a receiving opening which is adapted to the outer contour of the second coupling element.
  • the second coupling element In the coupled state, the second coupling element then lies at least partially in this receiving opening.
  • the clamping mechanism can alternatively be designed with a clamp, in which an actuator changes the diameter of the clamp via an adjusting screw. Due to a conical seat of the bearing shells in the clamp, the radial force of the set screw can be axially Force be diverted to the bearing shells. The angle of the conical seat enables a force transmission.
  • the actuator can be designed as an electrical, piezoelectric, pneumatic or hydraulic actuator. It is advantageous in all of the embodiment variants that only small switching paths and switching forces occur due to the design of the coupling device according to the invention.
  • a first spring element has a spring body made of elastomeric material and a second spring element is designed as a hydraulically damping bearing.
  • the hydraulically damping bearing is expediently designed such that it can be activated.
  • the spring body is designed as a hollow cylinder and accommodates the hydraulically damping bearing in its inner opening.
  • the elastic bearing has only small dimensions.
  • the at least two spring elements can each have a spring body made of an elastomeric material.
  • at least one of the two spring elements can be activated by the coupling device according to the invention to change the rigidity.
  • the first spring element has a bearing plate, on which a bearing socket is designed for pivotally accommodating the second coupling element. This will achieved an articulated arrangement of the force introduction element of the hydraulically damping bearing in the uncoupled state.
  • the bearing plate is provided with a hollow cylindrical extension in which the first coupling element is guided.
  • the second force introduction means is designed as a round bolt which projects from a bearing core of the second spring element.
  • the second coupling element can advantageously be designed as a spherical body which has a bore running in the axial direction for receiving the second force introduction means.
  • the spherical body can have at least one slot in such a way that, in the uncoupled state, the bore has a cross section that allows axial decoupling of the hydraulically damping bearing. Furthermore, a tilting movement of the force introduction means of the hydraulically damping bearing is made possible in the event of radial loads. As a result, however, there are essentially no hydraulic damping effects.
  • the force introduction means is designed as a clamp arm connected to the spring element, in which a bearing socket is arranged for pivotally accommodating the second coupling element.
  • the clamp arm can be arranged on the motor side, while a bearing plate arranged between the spring element and the hydraulically damping bearing is fixed on the body side.
  • the second coupling element is designed as a rotating body on which the second force introduction means is fixed, the rotating body having an opening for the first coupling element.
  • the second coupling element can be non-positively fixed by means of the first coupling element, whereby the second force introduction element is also fixed on the first force introduction element.
  • the first coupling element is fixed to the bracket arm and has a spring arm which penetrates the opening of the second coupling element and which can be actuated by means of an actuator in such a way that the two force introduction means are non-positively connected to one another.
  • FIG. 1 shows a vertical section through a first invention
  • Figure 2 is a perspective view of the second spherical
  • FIG. 3 shows the embodiment of Figure 1 in the uncoupled
  • FIG 4 shows the embodiment of Figure 1 in the uncoupled
  • Figure 5 shows the embodiment of Figure 1 in the coupled state with axial loading
  • Figure 6 shows the embodiment of Figure 1 in the coupled state with axial and radial loading
  • Figure 7 is a vertical section through a second invention
  • FIG. 8 shows a partial representation of the coupling device of the embodiment according to FIG. 7 in the coupled state
  • FIG. 9 shows a partial representation of the coupling device of the embodiment according to FIG. 7 in the uncoupled state.
  • Figure 1 shows a vertical section of an engine mount 10 according to the invention, which on the one hand has a first conventional spring element 11 and on the other hand a second spring element 30 which is designed as a hydraulically damping bearing.
  • the two spring elements 1 1, 30 are connected in parallel.
  • the first force introduction means 18, 20 on the engine side can be connected to the second force introduction means 38 of the hydraulically damping bearing 30 via a coupling device 21.
  • the spring element 1 1 has a hollow cylindrical spring body 1 2 made of an elastomeric material. At the end regions of the spring body 1 2, a bearing plate 1 3, 1 4 is arranged in each case.
  • the bearing plate 1 3 is bell-shaped and has an opening 1 6, in which a bearing pan 1 7 is formed.
  • a cup-shaped housing 1 5 which fixes the bearing plate 14 on its outer circumference.
  • the hydraulically damping bearing 30 is accommodated, which has a structure which is known in principle.
  • the bearing 30 is designed as a two-chamber bearing with a working chamber 31 and an equalizing chamber 32, which are separated from one another by an intermediate plate 33.
  • the liquid-filled chambers 31, 32 are connected to one another via an overflow channel 34.
  • the compensation chamber 32 is delimited on the bottom side by a rubber-elastic membrane 35.
  • the working chamber 31 has a rubber-elastic suspension spring 36, in which a bearing core 37 is received.
  • a round bolt 38 protrudes from the bearing core 37 and penetrates the opening 1 6 of the bearing plate 1 3 of the spring element 1 1.
  • the first force introduction means which is arranged on the motor side, is formed by the support arm 20 and the hollow-cylindrical extension 18 attached to it. As can be seen from the drawing, the support arm 20 is welded to the neck 1 8.
  • a coupling device 21 is received, which has a first coupling element 22, which is slidably guided on the inner wall of the extension 1 8.
  • the first coupling element 22 is connected to an actuator 19, which can be present, for example, as an electromagnetic actuator.
  • the actuator 19 is connected to the first coupling element 22 via an adjusting screw 26.
  • the first coupling element 22 has a receiving opening 24, the outer contour of which is adapted to the spherical second coupling element 23.
  • the receiving opening has a bore 27 that a axial penetration of the round bolt 38 allowed.
  • the coupling element 23 consists of a suitable bearing material.
  • FIG. 2 shows an enlarged representation of the second spherical coupling element 23.
  • the coupling element 23 has a receptacle 28 for the round bolt 38, which is designed as a bore that extends in the axial direction. Furthermore, the coupling element 23 is provided with a slot 29 which penetrates the coupling element 23 in the axial direction. Through the slot 29, the cross section of the receptacle 28 is expanded such that the round bolt 38 is freely movable in the axial direction as well as in the radial direction in the uncoupled state. Decoupling of the hydraulically damping bearing 30 in the uncoupled state is hereby achieved.
  • the first coupling element 22 is brought into coupled engagement with the second coupling element 23 by the adjusting screw 26.
  • the spherical receptacle 24 comes into engagement with the second coupling element 23, whereby the slot 29 is closed.
  • the round pin 38 is non-positively fixed by reducing the cross section of the receptacle 28. The engine-side vibrations are thus transmitted to the hydraulically damping bearing 30 via the coupling device 21.
  • Figure 3 shows the engine mount 1 0 in the uncoupled state, the support arm 20 being acted upon only in the axial direction. Since the coupling device 21 is in the uncoupled state, the coupling elements 22 and 23 are not in engagement with one another.
  • the engine-side vibrations are thus absorbed only by the conventional spring element 1 1.
  • the hydraulic bearing 30 is decoupled in the axial direction.
  • the round pin 38 of the bearing 30 can move freely in the axial direction.
  • the coupling element permits a tilting movement of the round bolt 38 in the case of radial forces, but this has no hydraulic effects. This reduces the radial rigidity in the uncoupled state.
  • FIG. 4 shows how, in the uncoupled state of the coupling device 21, a radial loading of the support arm 20 acts.
  • the spring element 1 1 is deflected to avoid the forces introduced and is supported on the inner wall of the housing 1 5.
  • the radial decoupling of the hydraulically damping bearing 30 is achieved by the articulated arrangement of the round bolt 38 by means of the spherical second coupling element 33.
  • FIG. 7 shows a further motor mount 40 according to the invention, for the description of which the reference symbols already introduced are to be used for identical or functionally identical parts.
  • the motor bearing 40 is built up from a spring element 11 with a spring body 12 made of elastomeric material and a hydraulically damping bearing 30 connected in parallel therewith.
  • a plate-shaped body holder 41 is arranged between the spring element 11 and the bearing 30.
  • the spring element 11 is assigned a first bracket arm 42, which has a fastening area 42a fixed on the end face of the spring body 12.
  • a bearing pan 44 is introduced in a subsequent inclined region 42b.
  • a region 42c for fastening on the motor side adjoins the inclined region 42b.
  • the coupling device 21 In the area 42b of the first bracket arm 42 there is a bearing socket 44 for the spherical coupling element 23 of the coupling device. device 21 introduced. Furthermore, the coupling device 21 has a further coupling element 22.
  • the coupling element 22 is formed with a spring arm 22a, which is fixed at the end to the first bracket arm 42.
  • the spring arm 22a penetrates an opening 45 provided in the second coupling element 23.
  • the end region of the spring arm 22a is connected to the clamp arm 42 via an actuator 19, which is designed, for example, as a piezo element.
  • a second clamp arm 43 is attached to the second coupling element 23 and bears against the hydraulically damping bearing 30.
  • FIG 8 shows the coupling device 21 in the coupled state.
  • the actuator 1 9 spreads the spring arm 22a of the first coupling element 22 such that the second coupling element 23 is fixed.
  • the clamp arm 43 is thus also fixed.
  • the coupling device 21, as shown in FIG. 9, allows a pivotable deflection of the clamp arm 43 in the uncoupled state.
  • the spring element 11 acts in the uncoupled state.

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Abstract

Elastisches Lager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit mindestens zwei zueinander parallel geschalteten Federelementen (11, 30). Über Krafteinleitungsmittel (18, 20, 38) sind die zwei Federelemente (11, 30) mit einer Schwingungsquelle verbunden. Durch eine schaltbare Kupplungseinrichtung (21) ist das Krafteinleitungsmittel (38) mindestens eines Federelementes (30) mit diesen verbindbar. Damit nur kleine Schaltwege und nur geringe Schaltkräfte erforderlich sind und im ungekuppelten Zustand eine axiale Entkopplung des nicht wirkenden Federelementes vorliegt, weist die Kupplungseinrichtung (21) ein erstes Kupplungselement (22) und ein zweites Kupplungselement (23) auf, die mittels eines Aktors (19) verbindbar sind. Das zweite Kupplungselement (23) ist im gekuppelten Zustand mit dem Krafteinleitungsmittel (38) des zweiten Federelementes verbindbar und als Drehkörper ausgebildet, der im ungekuppelten Zustand schwenkbeweglich gelagert ist.

Description

Elastisches Lager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft ein elastisches Lager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit mindestens zwei zueinander parallel geschalteten Federelementen, mit Krafteinleitungsmitteln, die eine Schwingungsquelle mit den mindestens zwei Federelementen verbinden, wobei eine schaltbare Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, mit der das Krafteinleitungsmittel mindestens eines Federelementes mit diesem verbindbar ist.
Ein derartiges elastisches Lager ist aus der DE-A 41 28761 .4 bekannt. Hierbei sind zwei Federelemente parallel geschaltet, die jeweils einen Federkörper aus einem elastomeren Material aufweisen. Einer der Federkörper ist hohlzylinderförmig ausgebildet und nimmt in seinem Innenraum den zweiten Federkörper auf. Das innenliegende Federelement weist Krafteinleitungsmittel auf, die mittels einer Kupplungseinrichtung schaltbar sind. Hierdurch kann die Steifigkeit des elastischen Lagers abhängig vom Fahrzustand variiert werden. Die Kupplungseinrichtung weist ein am Federelement festgelegtes Kupplungselement auf, das kraftschlüssig mit einem zweiten Kupplungselement verbindbar ist. Die Schaltbewegung wird durch eine hydraulisch beaufschlagte Membran erzielt. Bei dem bekannten Motorlager sind relativ große Schaltwege und relativ hohe Schältkräfte zum Einkuppeln der Kupplungselemente nötig. Weiterhin liegt im ungekuppelten Zustand keine axiale Entkopplung des zweiten Federelementes vor.
Aus der DE-A 41 39046 ist ein weiteres Motorlager bekannt, bei dem das Federelement als Hohlzylinder aus elastomerem Material ausgebildet ist, der einerseits zwischen einer motorseitigen Lagerplatte und andererseits zwischen einer karosserieseitigen Lagerplatte angeordnet ist. Unterhalb der karosserieseitigen Lagerplatte ist ein hydraulisch dämpfendes Lager vorgesehen, das als Zweikammerlager ausgebildet ist. Während der hohizylindrische Federblock eine hohe Dämmung von Körperschall bewirkt, dient das parallelgeschaltete hydraulische Lager zur Dämpfung niederfrequenter Schwingungen. Eine Schaltbarkeit der Steifigkeit ist bei diesem Motorlager nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorlager vorzuschlagen, bei dem die Kupplungseinrichtung nur kleine Schaltwege aufweist und nur geringe Schaltkräfte erforderlich sind und bei dem im ungekuppelten Zustand eine axiale Entkopplung des nicht wirkenden Federelementes vorliegt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Motorlager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Kupplungseinrichtung ein erstes Kupplungselement und ein zweites Kupplungselement aufweist, die mittels eines Aktors verbindbar sind, daß das zweite Kupplungselement mit dem Krafteinleitungsmittel des zweiten Federelementes in gekuppeltem Zustand verbindbar ist und daß das zweite Kupplungselement als Drehkörper ausgebildet ist, der im umgekuppelten Zustand schwenkbeweglich gelagert ist. Das erfindungsgemäße Lager kann prinzipiell mit verschiedenartigen Federelementen verwirklicht werden. Insbesondere können mindestens zwei konventionelle Federelemente mit Federkörpern aus elastomerem Material oder eine Kombination eines konventionellen Federelementes mit einem derartigen Federkörper aus einem elastomeren Material und einem hydraulisch dämpfenden Lager zum Einsatz kommen. Der Federkörper des Federelements kann hohlzylinderförmig ausgebildet sein. Weiterhin kann das Federelement mindestens zwei gegenüberliegend angeordnete Federkörper aufweisen, die jeweils keilförmig ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform ist vorteilhaft, daß sich das Federelement primär in einer Raumrichtung erstreckt. Weiterhin können in Quer- und Längsrichtung unterschiedliche Steifigkeiten eingestellt werden. Schließlich ist die Kraft-Weg-Kennlinie leicht abstimmbar.
Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß zur Steuerung der Steifigkeit mindestens eines der Federelemente schaltbar ist. Hierbei zeichnet sich die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung durch geringe Wege zur Aktivierung und geringe Schaltkräfte aus. Weiterhin gewährleistet das zum Einsatz kommende zweite Kupplungselement der Kupplungseinrichtung eine axiale Entkopplung des zweiten Federelementes im ungekuppelten Zustand. Im gekuppelten Zustand bewirkt die Zustellung des ersten Kupplungselementes zu dem zweiten Kupplungselement eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Kupplungselement und dem Krafteinleitungsmittel. Da das zweite Kupplungseiement als Drehkörper ausgebildet ist, der im ungekuppelten Zustand schwenkbeweglich gelagert ist, kann das zweite Federelement bei radialen Belastungen eine Kippbewegung ausführen. Dies führt insbesondere bei einem als hydraulisch dämpfenden Lager ausgeführten Federelement dazu, daß bei radialen Beaufschlagungen im wesentli- chen keine hydraulischen Auswirkungen auftreten. Somit wird die radiale Steifigkeit im ungekuppelten Zustand herabgesetzt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorteilhaft ist das zweite Kupplungselement als Kugelkörper ausgebildet, der in einer Lagerpfanne aufgenommen ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist das zweite Kupplungselement eine Aufnahme für das zweite Krafteinleitungselement auf, deren Öffnungsquerschnitt zur kraftschlüssigen Festlegung des zweiten Krafteinleitungselementes veränderbar ist.
Hierbei kann in vorteilhafter Weiterbildung vorgesehen sein, daß das zweite Kupplungselement mindestens einen Schlitz aufweist, der im gekuppelten Zustand durch das erste Kupplungselement geschlossen wird. Vorteilhaft ist das Kupplungselement aus Messing oder einem anderen Lagerwerkstoff hergestellt.
Vorteilhaft weist das erste Kupplungselement eine der Außenkontur des zweiten Kupplungselementes angepaßte Aufnahmeöffnung auf. Im gekuppelten Zustand liegt dann das zweite Kupplungselement zumindest teilweise in dieser Aufnahmeöffnung ein. Der Klemmechanismus kann alternativ mit einer Klemmschelle ausgebildet sein, bei der ein Stellmotor über eine Stellschraube den Durchmesser der Klemmschelle verändert. Durch einen konusförmigen Sitz der Lagerschalen in der Klemmschelle kann die radiale Kraft der Stellschraube in eine axiale Kraft auf die Lagerschalen umgelenkt werden. Der Winkel des konusförmigen Sitzes ermöglicht hierbei eine Kraftübersetzung.
Der Aktor kann als elektrischer, piezoelektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Aktor ausgebildet sein. Bei allen Ausführungsvarianten ist von Vorteil, daß durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung nur geringe Schaltwege und Schaltkräfte auftreten.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist ein erstes Federelement einen Federkörper aus elastomerem Material auf und ein zweites Federelement ist als hydraulisch dämpfendes Lager ausgebildet. Zweckmäßig ist hierbei das hydraulisch dämpfende Lager zuschaltbar ausgebildet.
In vorteilhafter Weiterbildung ist der Federkörper hohlzylinderförmig ausgebildet und nimmt in seiner Innenöffnung das hydraulisch dämpfende Lager auf. Hierdurch weist das elastische Lager nur geringe Abmessungen auf.
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform können die mindestens zwei Federelemente jeweils einen Federkörper aus einem elastomeren Material aufweisen. Auch hierbei ist mindestens eines der beiden Federelemente durch die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung zur Veränderung der Steifigkeit zuschaltbar.
In weiteren Ausgestaltung weist das erste Federelement eine Lagerplatte auf, an der eine Lagerpfanne zur schwenkbeweglichen Aufnahme des zweiten Kupplungselementes ausgebildet ist. Hierdurch wird eine gelenkige Anordnung des Krafteinleitungselementes des hydraulisch dämpfenden Lagers im ungekuppelten Zustand erreicht.
In vorteilhafter Weiterbildung ist die Lagerplatte mit einem hohlzylindri- schen Ansatz versehen, in dem das erste Kupplungselement geführt ist.
Vorteil ist das zweite Krafteinleitungsmittel als Rundbolzen ausgebildet, der von einem Lagerkern des zweiten Federelementes abragt.
Hierbei kann das zweite Kupplungselement vorteilhaft als Kugelkörper ausgebildet sein, der eine in Axialrichtung verlaufende Bohrung zur Aufnahme des zweiten Krafteinleitungsmittels aufweist.
Der Kugelkörper kann hierbei mindestens einen Schlitz derart aufweisen, daß im ungekuppelten Zustand die Bohrung einen Querschnitt aufweist, die eine axiale Entkopplung des hydraulisch dämpfenden Lagers gestattet. Weiterhin wird bei radialen Beaufschlagungen eine Kippbewegung des Krafteinleitungsmittels des hydraulisch dämpfenden Lagers ermöglicht. Hierdurch treten im wesentlichen jedoch keine hydraulisch dämpfenden Auswirkungen auf.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Krafteinleitungsmittel als mit dem Federelement verbundener Klammerarm ausgebildet, in dem eine Lagerpfanne zur schwenkbeweglichen Aufnahme des zweiten Kupplungselementes angeordnet ist. Hierbei kann beispielsweise der Klammerarm motorseitig angeordnet sein, während ein zwischen dem Federelement und dem hydraulisch dämpfenden Lager angeordnete Lagerplatte karosserieseitig festgelegt ist. In vorteilhafter Ausgestaltung ist das zweite Kupplungselement als Drehkörper ausgebildet, an dem das zweite Krafteinleitungsmittel festgelegt ist, wobei der Drehkörper eine Öffnung für das erste Kupplungselement aufweist. Mittels des ersten Kupplungselementes kann das zweite Kupplungselement kraftschlüssig festgelegt werden, wodurch auch das zweite Krafteinleitungselement an dem ersten Krafteinleitungselement festgelegt ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist das erste Kupplungselement an dem Klammerarm festgelegt und weist einen die Öffnung des zweiten Kupplungselementes durchdringenden Federarm auf, der mittels eines Aktors derart betätigbar ist, daß die beiden Krafteinleitungsmittel kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei zeigen:
Figur 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste erfindungsgemäße
Ausführungsform;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht des zweiten kugelförmigen
Kupplungselements der Ausführungsform gemäß Figur 1 ;
Figur 3 die Ausführungsform gemäß Figur 1 im ungekuppelten
Zustand bei axialer Beaufschlagung;
Figur 4 die Ausführungsform gemäß Figur 1 im ungekuppelten
Zustand bei kombinierter axialer und radialer Beaufschlagung; Figur 5 die Ausführungsform gemäß Figur 1 im gekuppelten Zustand bei axialer Beaufschlagung;
Figur 6 die Ausführungsform gemäß Figur 1 im gekuppelten Zustand bei axialer und radialer Beaufschlagung;
Figur 7 einen Vertikalschnitt durch eine zweite erfindungsgemäße
Ausführungsform;
Figur 8 eine Teildarstellung der Kupplungseinrichtung der Ausführungsform gemäß Figur 7 im gekuppelten Zustand; und
Figur 9 eine Teildarstellung der Kupplungseinrichtung der Ausführungsform gemäß Figur 7 im ungekuppelten Zustand.
Figur 1 zeigt im Vertikalschnitt ein erfindungsgemäßes Motorlager 1 0, das zum einen ein erstes konventionelles Federelement 1 1 und zum anderen ein zweites Federelement 30 aufweist, das als hydraulisch dämpfendes Lager ausgebildet ist. Die beiden Federelemente 1 1 , 30 sind parallelgeschaltet. Über eine Kupplungseinrichtung 21 ist das mo- torseitige erste Krafteinleitungsmittel 1 8, 20 mit dem zweiten Krafteinleitungsmittel 38 des hydraulisch dämpfenden Lagers 30 verbindbar.
Das Federelement 1 1 weist einen hohlzylindrischen Federkörper 1 2 aus einem elastomeren Material auf. An den Endbereichen des Federkörpers 1 2 ist jeweils eine Lagerplatte 1 3, 1 4 angeordnet. Die Lagerplatte 1 3 ist glockenförmig ausgebildet und weist eine Öffnung 1 6 auf, in der eine Lagerpfanne 1 7 ausgebildet ist.
Am Außenumfang des Federkörpers 1 2 ist ein topfförmiges Gehäuse 1 5 angeordnet, das die Lagerplatte 14 an deren Außenumfang festlegt. In dem von dem hohlzylindrischen Federkörper 1 2 gebildeten Innenraum 25 ist das hydraulisch dämpfende Lager 30 aufgenommen, das einen prinzipiell bekannten Aufbau besitzt. Das Lager 30 ist als Zweikammerlager mit einer Arbeitskammer 31 und einer Ausgleichskammer 32 ausgebildet, die durch eine Zwischenplatte 33 voneinander getrennt sind. Die flüssigkeitsgefüllten Kammern 31 , 32 stehen über einen Überströmkanal 34 miteinander in Verbindung. Die Ausgleichskammer 32 ist bodenseitig von einer gummielastischen Membran 35 begrenzt. Die Arbeitskammer 31 weist eine gummielastische Tragfeder 36 auf, in der ein Lagerkern 37 aufgenommen ist. Von dem Lagerkern 37 ragt ein Rundbolzen 38 ab, der die Öffnung 1 6 der Lagerplatte 1 3 des Federelements 1 1 durchdringt.
Das erste Krafteinleitungsmittel, das motorseitig angeordnet ist, wird durch den Stützarm 20 und den hieran festgelegten hohlzylindrischen Ansatz 1 8 gebildet. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist der Stützarm 20 mit dem Ansatz 1 8 verschweißt.
In dem hohlzylindrischen Ansatz 1 8 ist eine Kupplungseinrichtung 21 aufgenommen, die ein erstes Kupplungselement 22 aufweist, das gleitbeweglich an der Innenwand des Ansatzes 1 8 geführt ist. Das erste Kupplungselement 22 ist mit einem Aktor 1 9 verbunden, der beispielsweise als elektromagnetisches Stellglied vorliegen kann. Über eine Stellschraube 26 ist der Aktor 1 9 mit dem ersten Kupplungselement 22 verbunden.
Das erste Kupplungselement 22 weist eine Aufnahmeöffnung 24 auf, deren Außenkontur dem kugelförmigen zweiten Kupplungselement 23 angepaßt ist. Die Aufnahmeöffnung besitzt eine Bohrung 27, die ein axiales Eindringen des Rundbolzens 38 gestattet. Das Kupplungselement 23 besteht aus einem geeigneten Lagerwerkstoff.
Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des zweiten kugelförmigen Kupplungselements 23. Das Kupplungselement 23 weist eine Aufnahme 28 für den Rundbolzen 38 auf, die als sich in Axialrichtung erstrek- kende Bohrung ausgeführt ist. Weiterhin ist das Kupplungselement 23 mit einem Schlitz 29 versehen, der das Kupplungselement 23 in Axialrichtung durchdringt. Durch den Schlitz 29 wird der Querschnitt der Aufnahme 28 derart erweitert, daß der Rundbolzen 38 im ungekuppelten Zustand sowohl in Axialrichtung als auch in Radialrichtung frei beweglich ist. Hierdurch wird eine Entkopplung des hydraulisch dämpfenden Lagers 30 im ungekuppelten Zustand erreicht.
Bei Betätigung des Aktors 1 9 wird das erste Kupplungselement 22 durch die Stellschraube 26 im gekuppelten Eingriff mit dem zweiten Kupplungselement 23 gebracht. Hierbei kommt die kalottenförmige Aufnahme 24 in Eingriff mit dem zweiten Kupplungselement 23, wodurch der Schlitz 29 geschlossen wird. Im gekuppelten Zustand wird der Rundbolzen 38 durch die Verringerung des Querschnitts der Aufnahme 28 kraftschlüssig festgelegt. Über die Kupplungseinrichtung 21 werden somit die motorseitigen Schwingungen auf das hydraulisch dämpfende Lager 30 übertragen.
Anhand der Figuren 3 bis 6 soll nachfolgend die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Motorlagers im ungekuppelten und im gekuppelten Zustand näher erläutert werden. Figur 3 zeigt das Motorlager 1 0 im ungekuppelten Zustand, wobei der Stützarm 20 nur in Axialrichtung beaufschlagt ist. Da sich die Kupplungseinrichtung 21 im ungekuppelten Zustand befindet, sind die Kupplungselemente 22 und 23 nicht miteinander im Eingriff.
Die motorseitigen Schwingungen werden somit nur von dem konventionellen Federelement 1 1 aufgenommen. Das hydraulische Lager 30 ist in axialer Richtung entkoppelt. Der Rundbolzen 38 des Lagers 30 kann sich in axialer Richtung ungehindert bewegen. Weiterhin läßt das Kupplungselement bei Radialkräften eine Kippbewegung des Rundbolzens 38 zu, die jedoch keine hydraulischen Auswirkungen hat. Die radiale Steifigkeit wird hierdurch im ungekuppelten Zustand herabgesetzt.
Figur 4 zeigt, wie im ungekuppelten Zustand der Kupplungseinrichtung 21 eine radiale Beaufschlagung des Stützarms 20 auswirkt. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird das Federelement 1 1 den eingeleiteten Kräften ausweichend ausgelenkt und stützt sich an der Innenwand des Gehäuses 1 5 ab. Durch die gelenkige Anordnung des Rundbolzens 38 mittels des kugelförmigen zweiten Kupplungselements 33 wird die radiale Entkopplung des hydraulisch dämpfenden Lagers 30 erreicht.
In den Figuren 5 und 6 ist das Motorlager 1 0 im gekuppelten Zustand dargestellt. Demgemäß ist das erste Kupplungselement 22 der Kupplungseinrichtung 21 mit dem zweiten Kupplungselement 23 in Eingriff. Somit liegt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem motorseitigen Stützarm 20 und dem Rundbolzen 38 des hydraulisch dämpfenden Lagers 30 vor. Motorseitige Axialschwingungen werden wirksam durch Parallelschaltung des Federelements 1 1 und des hydraulisch dämpfenden Lagers 30 gedämpft.
Bei dem in Figur 6 gezeigten Betriebszustand werden über den Stützarm 20 auch in Radialrichtung wirkende Kräfte eingeleitet. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, kann im gekuppelten Zustand der Kupplungseinrichtung 21 in Radialrichtung ausweichen und liegt an der Innenwand des Gehäuses 1 5 an. Hierbei kommt das Gehäuse des hydraulisch dämpfenden Lagers 30 in Anlage mit der Innenwand des hohlzylindrischen Federkörpers 1 2.
Figur 7 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Motorlager 40, zu dessen Beschreibung die bereits eingeführten Bezugszeichen für gleiche oder funktionsgleiche Teile verwendet werden sollen.
Das Motorlager 40 baut sich aus einem Federelement 1 1 mit einem Federkörper 1 2 aus elastomerem Material und einem hierzu parallel geschalteten hydraulisch dämpfenden Lager 30 auf. Zwischen dem Federelement 1 1 und dem Lager 30 ist ein plattenförmiger Karosseriehalter 41 angeordnet. Dem Federelement 1 1 ist zur motorseitigen Verbindung ein erster Klammerarm 42 zugeordnet, der eine an der Stirnseite des Federkörpers 1 2 festgelegten Befestigungsbereich 42a aufweist. In einem sich anschließenden schräg verlaufenden Bereich 42b ist eine Lagerpfanne 44 eingebracht. An dem schräg verlaufenden Bereich 42b schließt sich ein Bereich 42c zu motorseitigen Befestigung an.
In dem Bereich 42b des ersten Klammerarms 42 ist eine Lagerpfanne 44 für das kugelförmige Kupplungselement 23 der Kupplungseinrich- tung 21 eingebracht. Weiterhin weist die Kupplungseinrichtung 21 ein weiteres Kupplungselement 22 auf. Das Kupplungselement 22 ist mit einem Federarm 22a ausgebildet, der endseitig an dem ersten Klammerarm 42 festgelegt ist. Der Federarm 22a durchdringt eine in dem zweiten Kupplungselement 23 vorgesehene Öffnung 45. Der Endbereich des Federarms 22a ist mit dem Klammerarm 42 über einen Aktor 1 9 verbunden, der beispielsweise als Piezoelement ausgebildet ist.
An dem zweiten Kupplungselement 23 ist ein zweiter Klammerarm 43 festgelegt, der an dem hydraulisch dämpfenden Lager 30 anliegt.
Die Funktionsweise der Kupplungseinrichtung 21 soll anhand der Figuren 8 und 9 erläutert werden.
Figur 8 zeigt die Kupplungseinrichtung 21 im gekuppelten Zustand. In diesem Zustand spreizt der Aktor 1 9 den Federarm 22a des ersten Kupplungselements 22 derart, daß das zweite Kupplungselement 23 fixiert ist. Somit ist auch der Klammerarm 43 fixiert.
Demgegenüber gestattet die Kupplungseinrichtung 21 , wie dies in Figur 9 dargestellt ist, im ungekuppelten Zustand eine schwenkbewegliche Auslenkung des Klammerarms 43. Somit wirkt im ungekuppelten Zustand nur das Federelement 1 1 .

Claims

Patentansprüche
Elastisches Lager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit mindestens zwei zueinander parallel geschalteten Federelementen ( 1 1 , 30), mit Krafteinleitungsmitteln ( 1 8, 20, 38), die eine Schwingungsquelle mit den mindestens zwei Federelementen ( 1 1 , 30) verbinden, wobei eine schaltbare Kupplungseinrichtung (21 ) vorgesehen ist, mit der das Krafteinleitungsmittel (38) mindestens eines Federelementes (30) mit diesem verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (21 ) ein erstes Kupplungselement (22) und ein zweites Kupplungselement (23) aufweist, die mittels eines Aktors ( 1 9) verbindbar sind, daß das zweite Kupplungseiement (23) mit den Krafteinleitungsmitteln (38) des zweiten Federelementes (30) im gekuppelten Zustand verbindbar ist und daß das zweite Kupplungselement (23) als Drehkörper ausgebildet ist, der im ungekuppelten Zustand schwenkbeweglich gelagert ist.
Elastisches Lager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungselement (23) als Kugelkörper ausgebildet ist, der in einer Lagerpfanne (1 7) aufgenommen ist.
Elastisches Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungselement (23) eine Aufnahme (28) für das zweite Krafteinleitungselement (38) aufweist, deren Öffnungsquerschnitt zur kraftschlüssigen Festlegung des zweiten Krafteinleitungselements (38) veränderbar ist.
4. Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungselement (23) mindestens einen Schlitz (29) aufweist, der im gekuppelten Zustand durch das erste Kupplungselement (22) geschlossen wird.
5. Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungselement (22) eine der Außenkontur des zweiten Kupplungselementes (23) angepaßte Aufnahmeöffnung (24) aufweist.
6. Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktor ( 1 9) als elektrischer, piezoelektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Aktor ausgebildet ist.
7. Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Federelement ( 1 1 ) einen Federkörper ( 1 2) aus elastomerem Material aufweist und ein zweites Federelement (30) ein hydraulisch dämpfendes Lager ist.
8. Elastisches Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkörper (1 2) hohlzylinderförmig ausgebildet ist und in seiner Innenöffnung (25) das hydraulisch dämpfende Lager (30) aufnimmt.
9. Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Federelemente jeweils einen Federkörper aus einem elastomeren Material aufweisen.
0. Elastisches Lager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Federelement ( 1 1 ) eine Lagerplatte (1 3) aufweist, an der eine Lagerpfanne ( 1 7) zur schwenkbeweglichen Aufnahme des zweiten Kupplungselements (23) ausgebildet ist.
1 . Elastisches Lager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerplatte (1 3) mit einem hohlzylindrischen Ansatz (1 8) versehen ist, in dem das erste Kupplungselement (22) geführt ist.
2. Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Krafteinleitungsmittel (38) als Rundbolzen ausgebildet ist, der von einem Lagerkern (37) des zweiten Federelementes (30) abragt.
3. Elastisches Lager nach Anspruch 1 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungselement (23) als Kugelkörper ausgebildet ist, der eine in Axialrichtung verlaufende Bohrung (28) zur Aufnahme des zweiten Krafteinleitungsmittels (38) aufweist.
4. Elastisches Lager nach Anspruch 1 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkörper mindestens einen Schlitz (29) derart aufweist, daß im ungekuppelten Zustand die Bohrung (28) einen Querschnitt aufweist, die eine axiale und radiale Entkopplung des hydraulisch dämpfenden Lagers (30) gestattet.
5. Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Krafteinleitungsmittel (42) als mit dem ersten Federelement ( 1 1 ) verbundener Klammerarm ausgebildet ist, in dem eine Lagerpfanne (44) zur schwenkbeweglichen Aufnahme des zweiten Kupplungselements (23) angeordnet ist.
6. Elastisches Lager nach Anspruch 1 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungselement (23) als Drehkörper ausgebildet ist, an dem das zweite Krafteinleitungsmittel (43) festgelegt ist, wobei der Drehkörper eine Öffnung (45) für das erste Kupplungselement (22) aufweist.
7. Elastisches Lager nach Anspruch 1 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungselement (22) an dem Klammerarm (42) festgelegt ist und eine die Öffnung (45) des zweiten Kupplungselements (23) durchdringenden Federarms (22a) aufweist, der mittels eines Aktors ( 1 9) derart betätigbar ist, daß die beiden Krafteinleitungsmittel kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
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