DE2802896C2

DE2802896C2 - Gummilager mit hydraulischer Dämpfung

Info

Publication number: DE2802896C2
Application number: DE2802896A
Authority: DE
Inventors: Johannes van den Dipl.-Ing. 8073 Kösching Boom; Hans-Peter 8071 Lenting Gassen; Wilfried 8078 Eichstätt Leitner; Gert Salewsky
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1978-01-24
Filing date: 1978-01-24
Publication date: 1982-09-23
Also published as: FR2415241A1; US4469316A; DE2802896A1; FR2415241B1

Description

Die Erfindung betrifft viin Gummilager mit hydraulischer Dämpfung gsmäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Insbesondere bei der Lagerung von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen stellt sich folgendes Problem:

Im niederfrequenten, durch Fahrbahnunebenheiten angeregten Schwingungsbereich sind gute Dämpfungseigenschaften der Lagerung der Brennkraftmaschine erforderlich, da in diesem Freqenzbereich große Anregungsamplituden auftreten und die Beweglichkeit der Brennkraftmaschine relativ zum Fahrzeug nur begrenzt sein darf. Andernfalls würden in den Antriebsstrang und die Bedienelemente unzulässig große Störeinflüsse hineinwirken. In neuerer Zeit versucht man, diese Problematik mit Gummilagern mit hydraulischer Dämpfung zu lösen.

Aus der DE-OS 27 27 244, insbesondere deren Fig. 3, ist ein gattungsgemäßes Gummilager bekannt. Die bewegliche Wand besteht dort aus einem starren Plättchen, welches an seinem Umfang in einem Wulst gehalten ist, welcher am inneren Rand eines elastischen Ringteils ausgebildet ist. Das elastische Ringteil ist unmittelbar zwischen gehäusefesten Auslenkungsbegrenzern eingespannt. Eine Eigenart des bekannten Gummilagers liegt darin, daß der Übergang vom wenig dämpfenden Zustand, bei dem sich das Plättchen zwischen den Auslenkungsbegrenzern mehr oder weniger frei bewegt, zum dämpfenden Zustand, in dem das Plättchen an einem der Auslenkungsbegrenzer anliegt, verhältnismäßig plötzlich geschieht. Die Abruptheit dieses Übergangs wird lediglich durch die Nachgiebigkeit des an dem elastischen Ringteil ausgebildeten Wulstes gemildert, welcher in unmittelbarer Anlage an die gehäusefesten Auslenkungsbegrcnzer kommt. Im dämpfenden Zustand, d. h. bei an einem der Auslenkungsbegrenzer anliegendem Wulst, wird über den Auslenkungsbegrenzer hochfrequenter Körperschall verhältnismäßig stark übertragen. Desweiteren können im Betrieb auftretende Druckspitzen nicht durch irgendwelche zusätzliche Beweglichkeiten der beweglichen Wand abgebaut werden. Diese Druckspitzen müssen bei der Dimensionierung des Lagers berücksichtigt werden und wirken sich nachteilig auf

ίο dessen Eigenschaften und die akustische Entkopplung der zu lagernden Gegenstände aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gummilager zu schaffen, welches für hochfrequente Schwingungen kleiner Amplitude weitgehend dämpfungsfrei ist und niederfrequente Schwingungen mit großer Amplitude gut dämpft, ohne daß es in dem Lager zu Druckspitzen kommt, welche sowohl die Stabilität des Lagers als auch dessen Übertragungsverhalten ungünstig beeinflussen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst

Bei dem erfindungsgemäßen Lager weist die bewegliche Wand somit insgesamt drei Bereiche auf, nämlich den inneren, durch das steife Mittelteil gebildeten Bereich, den an das steife Mittelteil anschließenden und diesen haltenden verhältnismäßig weichen, durch den Ringteil gebildeten Bereich und die wiederum verformungssteifer als d*-T Ringteil ausgebildeten, äußeren Ringteil. Hochfrequente Schwingungen mit kleiner Amplitude werden durch die Beweglichkeit des von dem inneren Ringteil gehaltenen starren Mittelteils zwischen den Auslenkungsbegrenzern aufgenommen, so daß das Lager für solche Schwingungen weich ist und beispielsweise einen Motor akustisch von der Karosserie trennt.

Bei Schwingungen größerer Amplitude, die im allgemeinen niederfrequenter sind, gelangt der steife Mittelteil in Anlage an einen der Auslenkungsbegrenzer, woraufhin Dämpfungsflüssigkeit durch die Drosselöffnung hindurch strömt und diese Schwingungen gedämpft

■to werden. Der starre Mittelteil bzw. far innere elastische Ringteil der beweglichen Wand gelangen verhältnismäßig plötzlich in Anlage an einen der Auslenkungsbegrenzer, wodurch der Druck innerhalb des Lagers, insbesondere wenn verhältnismäßig hochfrequente Schwingungen mit der Beweglichkeit des steifen Mittelteils deutlich überschreitender Amplitude vorliegen, rasch ansteigen würde, wenn ein solcher rascher Druckanstieg nicht durch die Beweglichkeit des äußeren Ringteils aufgefangen würde. Über dieses äußere Ringteil ist nämlicn der gesamte innere Bereich der beweglichen Wand verschiebbar, wodurch Druckspitzen abgebaut werden. Auf diese Weise wird mit dem erfindungsgemäßen Lager ein weitgehend kontinuierlicher Übergang zwischen den Zuständen mit guten Dämpfungseigenschaften im Bereich der niederfrequenten Schwingungen mit großen Amplituden, in denen das Lager realtiv hart ist, und den Zuständen mit geringerer Dämpfung im Bereich hochfrequenter Schwingungen mit kleinen Amplituden, in denen das Lager relativ weich ist, erzielt. Das Fehlen von Druckspitzen erhöht zusätzlich die Funktionssicherheit des Lagers und trägt zur akustischen Entkopplung der zu lagernden Teile bei. Die Größe der Steifigkeit des äußeren Ringteils stellt einen weiteren Parameter dar, der eine Anpassung des Lagers an gegebene Lagerprobleme ermöglicht.

Bei der Ausführungsfornn des Lagers gemäß dem Anspruch 2 bewegen sich die Auslenkungsbegrenzer insgesamt mit der beweglichen Wand mit, so daß die

beidseitig möglichen Amplituden des steifen Ringteils unabhängig von der jeweiligen Gesamtverformung der beweglichen Wand sind. Zusätzlich ist insbesondere bei dieser Ausführungsform die Körperschallübertragung von den Auslenkungsbegrenzern her durch den zwischen diesen und einem Gehäuse des Lagers befindlichen äußeren Ringteil vermindert.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 wird eine besonders große Verformbarkeit der beweglichen Wand erzielt.

Das erfindungsgemäße Gummilager eignet sich für zahlreiche Anwendungsfälle, bei denen es insbesondere auf frequenzabhängige Dämpfungseigenschaften ankommt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert Es stellt dar

F i g. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines Gummilagers und

F i g. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Gummilagers.

Der Arbeitsraum des in F i g. 1 dargestellten Lagers wird durch ein oberes Gummielement 2 mi. eineiTi einvulkanisierten Lagerkern 1 und durch ein unteres Gummiteil 2a begrenzt, wobei die Gummiteile 2, 2a, sowie eine bewegliche Wand 5, die den Arbeitsraum in zwei Kammern teilt, mit einem Flansch 3 verbunden sind. Die bewegliche Wand 5 besteht aus einem äußeren Ringteil 8, einem starren Mittelteil 9 mit Drosselbohrungen 6 und einem den äußeren Ringteil 8 und den starren Mittelteil 9 verbindenden, elastischen Ringteil 10. Der starre Mittelteil 9 ist zwischen zwei, mit dem Ringteil 8 verbundenen Auslenkungsbegrenzern 11, 12 angeordnet.

Beim Einfedern des Lagers gibt ein leicht beweglicher bzw. mit kleiner Eigensteifigkeit ausgebildeter Teil der Trennwand zwischen den beiden Kammern, bestehend aus dem elastischen Ringteil 10 und dem starren Mittelteil 9, dem sich aufbauenden Differenzdruck zwischen den beiden Kammern nach. Erst wenn der starre Mittelteil 9 an einem der Auslenkungsbegrenzer 11 oder 12 anliegt, setzt durch starkes Überströmen von Dämpfungsflüssigkeit starke Dämpfung ein. Daraus folgt, daß das Lager bei Schwingungen mit kleinen Amplituden, wie sie hochfrequent von der Brennkraftmaschine angeregt werden, nur sehr wenig dämpft, da durch das Ausweichen des Mittelteils 9 und des Ringteils 10 nur wenig Dämpfungsflüssigkeit überströmen muß. Bei niederfrequenten Schwingungen mit großen Amplituden liegt der Differenzdruck an der beweglichen Wand länger an, so daß si«_h das starre Mittelteil 9 an einen Ausienkungsbegrenzer 11 oder 12 anlegt, daher dem wirkenden Druck nichi weiter ausweichen kann und zum Abbau des Druckunterschiedes zwischen den Kammern viel Dämpfungsflüssigkeit überströmen muß. Die Dämpfung ist somit für Schwingungen mit großen Amplituden, wie sie z. B. niederfrequent durch Fahrbahnunebenheiten angeregt werden, groß. Bei großen Druckunterschieden gibt jedoch der äußere Ringteil 8 und damit die bewegliche Wand 5 insgesamt nach.

In dem in Fig.2 gezeigten Gummilager ist der Arbeitsraum durch ein Gummielement 22, in das ein Lagerkern 21 einvulkanisiert ist, und einen starren Deckel 35 begrenzt. Eine bewegliche Wand 25 ist durch ein starres Verbindungsteil 27 mit einem in das Gummielement 22 eingelassenen Block 24 verbunden, ίο Das starre Verbindungsteil 27 hat große Durchströmungsöffnungen 28 und einen ringförmigen Ansatz als Anschlagbegrenzer 31. Ein starrer Mittelteil 29 mit Drosselbohrungen 26 und ein elastischer Ringteil 30 mit geringer Eigensteifigkeit sind zwischen dem Auslenkungsbegrenzer 31 und einem zweiten Ausienkungsbegrenzer 32 angeordnet. Ein Rollbalg 33 bildet den weiteren Teil der beweglichen Wand und die Verbindung zu einem Flansch 23. Der Rollbalg 33, der elastische Ringteil 30 und ein elastischer Anschlagring 34 bestehen aus einem einzigen Gummiteil.

Beim Einfedern des Lagerkerns 21 üh* die bewegliche Wand 25 durch die bewegungsübenn>gende Verbindung mit dem Lagerkern 21 einen Druck auf die untere Kammer aus. Diesem Druck kann der starre Mittelteil 29 durch Dehnung des elastischen Ringteils 30 ausweichen, ohne daß viel Dämpfungsflüssigkeit überströmt, bts es an einem der Anschlagbegrenzer 31 oder 32 anliegt. Ein noch weiter anstehender Druckunterschied kann nur durch Überströmen von Dämpfungsflüssigkeit durch die Drosselbohrungen 26 abgebaut werden. Bei Schwingungen mit kleiner Amplitude schwingt somit nur der starre Mittelteil 29 und der Ringteil 30 zwischen den Anschlagbegrenzern 31, 32 in der Anregungsfrequenz des Lagerkerns 21 mit, ohne daß viel Dämpfungsflüssigkeit durch die Drosselbohrungen 26 strömt. Das Lager ist durch sehr geringe Dämpfung weich und überträgt nur wenig Schwingungsenergie von der mit dem Lagerkern 21 zum Beispiel verbundenen Brennkraftmaschine auf die mit dem Flansch 23 verbundene Karosserie. Bei Schwingungen mit großen Amplituden ergeben sich große Voluirenänderungen der Kammern. Für diese großen Volumenänderungen reicht eine Verschiebung des Flüssigkeitsvolumens zwischen den Anschlzgbegren-•*5 zern 31, 32 nicht mehr aus. Der starre Mittelteil 29 legt sich an den Anschlagbegrenzer, der in der Kammei· mit dem kleineren Flüssigkeitsdruck liegt, an und zum Abbau des Differenzdruckes zwischen den Kammern und zur Veränderung der Kammervolumina muß viel Dämpfungsflüssigkeit durch die Drosselbohrungen 26 strömen.

Das Lager zeigt somit gute Dämpfungseigenschaften für Schwingungen mit großen Amplituden, die z. B. niederfrequent von Fahrbahnunebenheiten angeregt werden. Druckspitzen können durch die Beweglichkeit des Rollbalges 33 ίη besonders großem Umfang abgebaut werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gummilager mit hydraulischer Dämpfung, vorzugsweise zur Lagerung von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, mit einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Arbeitsraum, der zumindest einseitig von einem zumindest teilweise tragenden, mit einem Lagerkern verbundenen Gummielement begrenzt ist und durch eine bewegliche, mit mindestens einer Drosselöffnung versehene Wand in zwei Kammern unterteilt ist, welche bewegliche Wand einen steifen Mittelteil und einen den Mittelteil umschließenden und dessen Halterung bildenden elastischen Ringteil aufweist, und mit Auslenkungsbegrenzern, die die Auslenkung des steifen Mittelteils und des Ringteils begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringteil (10; 30) an seinem Außenumfang in einem weiteren, zur beweglichen Wand (5; 25) gehörenden, elastisch verformbaren Ringteil (8; 33) gefaßt ist, welcher verformur.jcssteifer ist als der den steifen Mittelteil (9;29) umschließenden Ringteil (10:301

2. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkungsbegrenzer (11,12; 31, 32) an der beweglichen Wand (5; 25) in radialem Abstand von deren Außenumfang angebracht sind.

3. Gummilager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Ringteil durch einen Rollbalg (33) gebildet ist