WO2004031608A1 - Pneumatisch dämpfendes lager - Google Patents

Pneumatisch dämpfendes lager Download PDF

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Manfred Hofmann
Arndt Graeve
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Trelleborg Automotive Technical Centre Gmbh
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    • F16F9/32—Details
    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • F16F9/3415—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages characterised by comprising plastics, elastomeric or porous elements

Definitions

  • the invention relates to a pneumatically damping bearing, in particular motor bearings for motor vehicles.
  • hydraulically damping bearings are known for mounting the engine.
  • the known bearings usually have a working chamber which is delimited by a suspension spring made of an elastic material and separated from an equalizing chamber by an intermediate plate.
  • the working chamber and compensation chamber are filled with a hydraulic fluid and connected to one another via an overflow channel arranged in the intermediate plate.
  • the hydraulic damping is brought about by the liquid column vibrating in the overflow channel.
  • Such hydraulically damping bearings have a rather complicated structure and thus have a relatively high cost.
  • the invention has for its object to propose a damping bearing that has a simple structure and is therefore inexpensive to manufacture.
  • a pneumatically damping bearing with a working chamber which is delimited by a suspension spring made of an elastic material and is filled with a gas, in particular air. Furthermore, a nozzle channel is provided, which is connected to the working chamber.
  • the damping in the bearing is generated by friction damping, since the air in the working chamber is forced under pressure through the relatively thin and long nozzle channel.
  • the damping bearing has a relatively simple structure, which makes it inexpensive to manufacture.
  • the nozzle channel is advantageously provided in a base plate which delimits the working chamber.
  • the nozzle channel can also be arranged in other areas of the working chamber, in particular in the bearing core supported by the suspension spring.
  • a compensation chamber is provided, which is separated from the working chamber by an intermediate plate.
  • the nozzle channel is advantageously arranged in the intermediate plate.
  • the nozzle channel can advantageously be designed in a spiral shape, which results in a long channel length.
  • the opening cross section of the nozzle channel can be changed.
  • a throttle valve can be used for this.
  • the working chamber and / or the compensation chamber is advantageously assigned at least one valve, by means of which the pressure present in the respective chamber can be changed.
  • the rigidity of the bearing can be adjusted in this way.
  • the nozzle channel has an air-permeable, foamed insert, in particular made of metal foam.
  • the working chamber has an air inlet valve, via which the working chamber is filled when the suspension spring is excited dynamically.
  • the air inlet valve is advantageously provided on a bearing core which is supported by the suspension spring.
  • At least one pressure relief valve is provided on the working chamber and / or the compensation chamber. This limits the static pressure of the respective chamber. This compensates for temperature-related changes in the internal pressure.
  • FIG. 1 shows a vertical section through a first embodiment of the bearing according to the invention
  • FIG. 3 shows a vertical section through a third embodiment according to the invention with adjustable valves
  • Fig. 4 is a partial section through a further embodiment of the invention with a spiral nozzle channel
  • FIG. 5 shows a partial section through another embodiment according to the invention with an air-permeable, foamed insert.
  • Fig. 1 shows a vertical section through a pneumatically damping bearing (10) which is used as an engine mount in a motor vehicle.
  • the bearing (10) has a working chamber (11) which is delimited by a suspension spring (13) made of a rubber-elastic, vulcanizable material.
  • the frustoconical support spring (13) is supported on a housing (14) made of metal.
  • a bearing core (15) is arranged in the center of the suspension spring (13) and has a fastening bolt (16) protruding from its upper side.
  • the fastening bolt (16) is fixed in the assembly position on the motor of the motor vehicle, not shown.
  • a fastening bolt (17) protrudes from the underside of the housing (14) and is connected to the body in the mounting position of the bearing (10).
  • the working chamber (11) is separated from an equalizing chamber (12) by an intermediate plate (18) formed in one piece with the housing (14).
  • a nozzle channel (19) is introduced in the intermediate plate (18) and has a small opening cross section.
  • the bearing core (15) has a spring-loaded air inlet valve (20).
  • the working chamber (1) is filled via the spring-loaded air inlet valve - (20) with dynamic excitation of the suspension spring (13).
  • a pressure relief valve (21) is provided on the working chamber (11), via which air can flow out of the working chamber (11) to the outside.
  • FIG. 2 shows a pneumatically damping bearing (10) which differs from the bearing (10) according to FIG. 1 only with regard to the arrangement of the pressure relief valve (21).
  • the pressure relief valve (21) is assigned to the compensation chamber (12) here.
  • the pneumatically damping bearing (10, 10 ') is arranged between the engine and the vehicle body. Damping of the vibrations that occur is caused by the fact that the air in the working chamber (11) is displaced via the nozzle channel (19) into the compensation chamber (12) when the suspension spring (13) is deflected.
  • the relatively thin long channel creates friction damping that dampens the vibrations that occur.
  • FIG 3 shows a pneumatically damping bearing (10 ") in which the valves (20, 21) can be adjusted.
  • the rigidity of the bearing (10") can be changed as a result.
  • a nozzle valve is assigned to the nozzle channel (19), with which the opening cross section of the nozzle channel (19) can be adjusted.
  • the valves (20, 21, 22) are each assigned an actuator, not shown, via which the valves (20, 21, 22) can be controlled.
  • Fig. 4 shows a further embodiment in which the nozzle channel (19) is designed spirally. As a result, a large channel length is achieved with a small space requirement.
  • FIG 5 shows a partial section through another pneumatically damping bearing, in which the nozzle channel (19) has an air-permeable, foamed insert (23).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Pneumatisch dämpfendes Lager (10), insbesondere ein Motorlager für Kraftfahrzeuge, bei dem eine Arbeitskammer (11) vorgesehen ist, die von einer Tragfeder (13) aus einem elastischen Material begrenzt. Die Arbeitskammer (11) ist mit einem Gas, insbesondere Luft, gefüllt und mit einem Düsenkanal (19) verbunden. Die Dämpfung im Lager wird durch Reibungsdämpfung erzeugt, da die in der Arbeitskammer (11) befindliche Luft unter Überdruck durch den Düsenkanal (19) gedrückt wird.

Description

Pneumatisch dämpfendes Lager
Die Erfindung betrifft ein pneumatisch dämpfendes Lager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge.
Bei Kraftfahrzeugen sind zur Lagerung des Motors hydraulisch dämpfende Lager bekannt. Die bekannten Lager weisen üblicherweise eine Arbeitskammer auf, die von einer Tragfeder aus einem elastischen Material begrenzt ist und über eine Zwischenplatte von einer Ausgleichskammer getrennt sind. Die Arbeitskammer und Ausgleichskammer sind mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt und über einen in der Zwischenplatte angeordneten Über- strömkanal miteinander verbunden. Die hydraulische Dämpfung wird durch die in dem Überströmkanal schwingende Flüssigkeitssäule bewirkt. Derartige hydraulisch dämpfende Lager weisen einen recht komplizierten Aufbau und somit relativ hohe Kosten auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein dämpfendes Lager vorzuschlagen, das einen einfachen Aufbau aufweist und somit kostengünstig herstellbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein pneumatisch dämpfendes Lager mit ei- ner Arbeitskammer vorgeschlagen, die von einer Tragfeder aus einem elastischen Material begrenzt ist und mit einem Gas, insbesondere Luft, gefüllt ist. Weiterhin ist ein Düsenkanal vorgesehen, der mit der Arbeitskammer verbunden ist. Bei dem erfindungsgemäßen Lager wird die Dämpfung im Lager durch eine Reibungsdämpfung erzeugt, da die in der Arbeitskammer befindliche Luft unter Überdruck durch den relativ dünnen und langen Düsenkanal gedrückt wird. Das Dämpfungslager weist einen relativ einfachen Aufbau auf, wodurch dieses kostengünstig herstellbar ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorteilhaft ist der Düsenkanal in einer Bodenplatte vorgesehen, die die Arbeitskammer begrenzt. Der Düsenkanal kann jedoch auch in anderen Bereichen der Arbeitskammer, insbesondere in dem durch die Tragfeder abgestützten Lagerkern, angeordnet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Ausgleichskammer vorgesehen, die von der Arbeitskammer durch eine Zwischenplatte getrennt ist. Vorteilhaft ist der Düsenkanal in der Zwischenplatte angeordnet.
Um eine hohe Reibungsdämpfung zu erhalten, kann der Düsenkanal vorteil- haft spiralförmig ausgebildet sein, wodurch sich eine große Kanallänge ergibt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß der Öffnungsquerschnitt des Düsenkanals veränderbar ist. Hierzu kann beispiels- weise ein Drosselventil eingesetzt werden.
Vorteilhaft ist der Arbeitskammer und/oder der Ausgleichskammer mindestens ein Ventil zugeordnet, durch das der in der jeweiligen Kammer vorliegende Druck veränderbar ist. Hierdurch kann die Steifigkeit des Lagers ein- gestellt werden. Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung weist der Düsenkanal einen luftdurchlässigen, geschäumten Einsatz, insbesondere aus Metallschaum, auf.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Arbeitskammer ein Lufteinlaßventil auf, über das bei dynamischer Anregung der Tragfeder die Arbeitskammer gefüllt wird. Vorteilhaft ist das Lufteinlaßventil an einem Lagerkern vorgesehen, der von der Tragfeder abgestützt wird.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist an der Arbeitskammer und/oder der Ausgleichskammer mindestens ein Überdruckventil vorgesehen. Hierdurch wird der statische Druck der jeweiligen Kammer begrenzt. Temperaturbedingte Veränderungen des Innendrucks werden dadurch kompensiert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt sind. Hierbei zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Lagers, und
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagers,
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform mit verstellbaren Ventilen,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch ein weitere erfindungsgemäße Ausführungsform mit einem spiralförmigen Düsenkanal und
Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform mit einem luftdurchlässigen, geschäumten Einsatz. Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein pneumatisch dämpfendes Lager (10), das als Motorlager bei einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommt. Das Lager (10) weist eine Arbeitskammer (11) auf, die durch eine Tragfeder (13) aus einem gummielastischen, vulkanisierbarem Material begrenzt ist. Die kegelstumpfförmige Tragfeder (13) stützt sich an einem aus Metall hergestellten Gehäuse (14) ab. Im Zentrum der Tragfeder (13) ist ein Lagerkern (15) angeordnet, der einen von seiner Oberseite abragenden Befestigungsbolzen (16) aufweist. Der Befestigungsbolzen (16) ist in der Montageposition an dem nicht dargestellten Motor des Kraftfahrzeugs festgelegt. Von der Unterseite des Gehäuses (14) ragt ein Befestigungsbolzen (17) ab, der in der Montageposition des Lagers (10) mit der Karosserie verbunden ist.
Die Arbeitskammer (11) ist über eine einteilig mit dem Gehäuse (14) ausge- bildete Zwischenplatte (18) von einer Ausgleichskammer (12) getrennt. In der Zwischenplatte (18) ist ein Düsenkanal (19) eingebracht, der einen geringen Öffnungsquerschnitt aufweist.
Der Lagerkern (15) weist ein federbelastetes Lufteinlaßventil (20) auf. Über das federbelastete Lufteinlaßventil -(20) wird bei dynamischer Anregung der Tragfeder (13) die Arbeitskammer (1 ) gefüllt.
Weiterhin ist an der Arbeitskammer (11) ein Überdruckventil (21) vorgesehen, über das Luft aus der Arbeitskammer (11) nach außen strömen kann.
Fig. 2 zeigt ein pneumatisch dämpfendes Lager (10), das sich lediglich hinsichtlich der Anordnung des Überdruckventils (21) von dem Lager (10) gemäß Fig. 1 unterscheidet. Das Überdruckventil (21) ist hier der Ausgleichskammer (12) zugeordnet.
Nachfolgend soll die Funktionsweise der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Lagern (10, 10') beschrieben werden. In der Montageposition ist das pneumatisch dämpfendes Lager (10, 10') zwischen dem Motor und der Fahrzeugkarosserie angeordnet. Eine Dämpfung der auftretenden Schwingungen wird dadurch bewirkt, daß die in der Arbeits- kammer (11) befindliche Luft bei der Einfederung der Tragfeder (13) über den Düsenkanal (19) in die Ausgleichskammer (12) verdrängt wird. Hierbei wird durch den relativ dünnen langen Kanal eine Reibungsdämpfung erzeugt, die die auftretenden Schwingungen dämpft.
Bei dynamischer Anregung der Tragfeder strömt über das Lufteinlaßventil (20) Luft in die Arbeitskammer (11). Hierdurch wird ein statischer Überdruck erzeugt. Durch das Überdruckventil (21) kann der Überdruck abgelassen werden.
Fig. 3 zeigt ein pneumatisch dämpfendes Lager (10"), bei dem die Ventile (20, 21) einstellbar sind. Hierdurch kann die Steifigkeit des Lagers (10") verändert werden. Dem Düsenkanal (19) ist ein Drawelventil zugeordnet, mit dem der Öffnungsquerschnitt des Düsenkanals (19) einstellbar ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß den Ventilen (20, 21, 22) jeweils ein nicht darge- stelltes Stellglied zugeordnet ist, über das die Ventile (20, 21 , 22) ansteuerbar sind.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der Düsenkanal (19) spiralförmig ausgebildet ist. Hierdurch wird bei kleinem Platzbedarf eine große Kanallänge erzielt.
Fig 5. zeigt einen Teilschnitt durch ein anderes pneumatisch dämpfendes Lager, bei dem der Düsenkanal (19) einen luftdurchlässigen, geschäumten Einsatz (23) aufweist.
Allen vorstehend beschriebenen Lagern ist gemein, daß diese einen einfachen und damit kostengünstigen Aufbau aufweisen. Bezugszeichenliste
Luftfederlager
Arbeitskammer
Ausgleichskammer
Tragfeder
Gehäuse
Lagerkern
Befestigungsbolzen
Befestigungsbolzen
Zwischenplatte
Düsenkanal
Lufteinlaßventil
Überdruckventil
Drosselventil luftdurchlässiger Einsatz

Claims

Patentansprüche
1. Pneumatisch dämpfendes Lager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit einer Arbeitskammer (11), die von einer Tragfeder (13) aus einem elastischen Material begrenzt ist und mit einem Gas, insbesondere Luft, gefüllt ist und mit einem Düsenkanal (19), der mit der Arbeitskammer (11) verbunden ist.
2. Pneumatisch dämpfendes Lager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal (19) in einer Bodenplatte (18) vorgesehen ist, die die Arbeitskammer (11) begrenzt.
Pneumatisch dämpfendes Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgleichskammer (12) vorgesehen ist, die von der Arbeitskammer (11) durch eine Zwischenplatte (18) getrennt ist.
Pneumatisch dämpfendes Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal (19) in der Zwischenplatte (18) angeordnet ist.
5. Pneumatisch dämpfendes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal (19) spiralförmig ausgebildet ist.
6. Pneumatisch dämpfendes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsquerschnitt des Düsenkanals (19) veränderbar ist.
7. Pneumatisch dämpfendes Lager, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal (19) einen luftdurchlässig, geschäumten Einsatz (23), insbesondere aus Metallschaum, aufweist.
8. Pneumatisch dämpfendes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskammer (11) und/oder der Ausgleichskammer (12) mindestens ein Ventil (20, 21) zugeordnet ist, durch das der in der jeweiligen Kammer (11 , 12) vorliegende Druck veränderbar ist.
9. Pneumatisch dämpfendes Lager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskammer (11) ein Lufteinlaßventil (20) aufweist, über das bei dynamischer Anregung der Tragfeder (13) die Arbeitskammer (11) gefüllt wird.
10. Pneumatisch dämpfendes Lager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Lufteinlaßventil (20) an einem Lagerkern (15) vorgesehen ist, der von der Tragfeder (13) abgestützt wird.
11. Pneumatisch dämpfendes Lager nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Arbeitskammer (11) und/oder der Ausgleichskammer (12) mindestens ein Überdruckventil (21) vorgesehen ist.
12. Pneumatisch dämpfendes Lager nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ventil (20, 21) verstellbar und/oder steu rbar ausgebildet ist.
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