DE3246205C2

DE3246205C2 - Hydraulisch dämpfendes Gummilager

Info

Publication number: DE3246205C2
Application number: DE3246205A
Authority: DE
Inventors: Horst Ing.(grad) 5307 Wachtberg Reuter
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1982-12-14
Filing date: 1982-12-14
Publication date: 1987-01-08
Also published as: DE3246205A1; BR8305545A; US4660813A; GB2132311B; JPS59117934A; IT8323882A1; IT8323882A0; SE452901B; JPS648218B2; FR2537681A1; CA1223283A; GB2132311A; SE8305152D0; SE8305152L; IT8323658V0; GB8332141D0; IT1169467B; FR2537681B1

Abstract

Hydraulisch dämpfendes Gummilager für Kraftfahrzeuge mit zwei in Axialrichtung einander gegenüberliegenden starren Stirnwänden und mindestens zwei axial hintereinander angeordneten, Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Kammern, wobei die Kammern miteinander durch eine Drosselstelle verbunden sind. Die die beiden Kammern abgrenzende Trennwand ist axial beweglich und wird über eine vorgespannte Gummifeder gegen eine Dichtungsfläche gepreßt, so daß bei großen Amplituden der die Kavitation verursachende Unterdruck in den Kammern über einen Bypass soweit vermieden wird, daß keine störenden Geräuscheffekte auftreten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisch dämpfendes Gummilager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit zwei in Axialrichtung einander gegenüberliegenden, starren Stirnwänden und wenigstens zwei axial hintereinander angeordneten, Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Kammern, von denen mindestens eine eine als gummielastisches Federelement ausgebildete Umfangswand aufweist, wobei die Kammern über mindestens eine in einer Trennwand angeordnete Drosselstelle miteinander in Verbindung stehen und die Trennwand im Einspannbereich im Bereich ihres Außenumfanges zur einen Seite hin eine Feder aufweist, die sich zwischen der Trennwand und einem ersten Widerlager abstützt und zur anderen Seite hin zwischen der Trennwand und einem zweiten Widerlager eine über den Umfang verlaufende, gegen eine Dichtungsfläche anliegende Dichtung angeordnet ist, die die eine Kammer gegenüber einem radial zwischen der Trennwand und der Umfangswand der anderen Kammer gelegenen Ringraum abdichtet, wobei die Feder Ausnehmungen aufweist, die eine hydraulische Verbindung zwischen dem Ringraum und der anderen Kammer bilden.
Derartige Gummilager dienen der Lagerung von Antriebsaggregaten in Fahrzeugen aller Art. Bei der Lagerung von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen ist einerseits zur Vermeidung der Geräuschübertragung eine möglichst weiche Lagerung mit geringer Eigendämpfung erforderlich, die jedoch die von der Fahrbahn angeregten Motorbewegungen sehr groß werden und fast ausschwingen läßt. Andererseits können die großen Motorbewegungen durch harte Lagerungen bzw. separate Schwingungsdämpfer verringert werden, was jedoch wieder zu erheblichen Geräuschübertragungen auf die Karosserie führt.
Gummilager dieser Art sind bekannt (z. B. DE-OS 27 27 244, DE-PS 29 05 090), bei denen im Bereich niedriger Frequenzen eine gute Dämpfung vorhanden ist. Nachteilig ist jedoch, daß oberhalb einer bestimmten Schwingungsamplitude oder einer bestimmten Frequenz Kavitation in der Kammer auftritt, die zu einer unerwünschten Geräuschbildung führt. Eine derartige Kavitation erfolgt immer dann, wenn bei großen Ausschlägen die Dämpfungsflüssigkeit von der einen Kammer in die andere Kammer strömt und sich vor der Drosselstelle ein Vakuum bildet, da der Flüssigkeitsausgleich nicht schnell genug erfolgen kann.
Bei bekannten Gummilagern (z. B. DE-PS 29 05 090) werden die beiden Kammern des Gummilagers durch eine Trennwand unterteilt, wobei die Trennwand Drosselstellen enthält und zusätzliche Überströmkanäle. Die Überströmkanäle werden je nach Druck in der jeweiligen Kammer verschlossen. Im unbelasteten Zustand befindet sich die Trennwand über eine elastische Aufhängung in einer Mittelstellung, in der dann die Überströmkanäle geöffnet sind.
Aus ähnlichen Gummilagern (z. B. DE-OS 27 27 244) sind in einer Ausnehmung eine Membran mit einer Drosselstelle mit Spiel aufgenommen, wobei bei einem entsprechenden Druckaufbau die Menbran in der Ausnehmung zur Anlage kommt. Anschließend erfolgt der Druckausgleich lediglich über die Drosselstelle.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und wirksames Gummilager zu schaffen, welches Kavitationserscheinungen, die mit störenden Geräuschen verbunden sind, im niederfrequenzten Bereich bei großen Amplituden, hervorgerufen durch Motorerregungen durch die Fahrbahn oder in der Anlaß- und Anstellphase, vermeidet und bei dem auch eine optimale Isolierung der Geräuschübertragung vom Motor auf die Karosserie im hochfrequenten Bereich mit kleinen Amplituden nicht beeinträchtig wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die hydraulische Verbindung zwischen dem Ringraum und der anderen Kammer ständig, also in jedem Betriebszustand des Lagers besteht, und daß die Feder eine derartige Vorspannung hat, daß die Dichtung zwischen der einen Kammer und dem Ringraum im normalen Arbeitsbereich des Lagers geschlossen ist, während sie bei auf das Lager einwirkenden Schwingungen mit großen Amplituden, bei denen Kavitation auftritt, öffnet.
Vorteilhaft ist hierbei, daß im normalen Arbeitsbereich des Lagers keine Beeinflussung der Funktionen, Geräuschisolation und Dämpfung auftritt, jedoch bei großen Amplituden, bei denen Kavitation auftritt, ein Flüssigkeitsaustausch über einen Bypaß zum Dämpfungskanal erzielt wird.
Derartige Situationen treten oftmals in der Anlaß- und Abstellphase eines Motors sowie bei starker Erregung durch die Straße auf. Der durch die Kavitation entstehende Unterdruck in der Kammer wirkt entgegengesetzt der Vorspannkraft der Feder, so daß die Trennwand mit ihrer Dichtung von der Dichtungsfläche abhebt und einen Flüssigkeitsaustausch vorbei an dieser Dichtung durch den Ringraum und die Ausnehmungen ermöglicht. Nach dem Abbau des Unterdruckes entspannt sich die Feder und schließt den Bypaß.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Trennwand radial von einem Stützring umgeben ist, und daß die Feder an den Stützring anvulkanisiert ist. Dabei ist die Feder mit Vorteil aus Gummi oder aus einem Elastomer hergestellt.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Feder einen L- oder T-förmigen Querschnitt aufweist und die Ausnehmungen in dem unter Vorspannung stehenden und sich am ersten Widerlager abstützenden Schenkel angeordnet sind.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung weist die Dichtung einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf und ist mit dem Stützring fest verbunden. Zur einwandfreien Funktion kann diese Dichtung der Trennwand zugeordnet und mit dieser fest verbunden werden. Es wäre jedoch auch denkbar, daß die Dichtung Bestandteil der gegenüberliegenden Seite und der Teil der Trennwand als Dichtungssitz ausgebildet wird.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Dichtung mindestens einen in Richtung der Dichtungsfläche verlaufenden als Dichtlippe ausgebildeten, über den gesamten Umfang verlaufenden Vorsprung aufweist. Hierbei können vorteilhaft und in einfacher Weise diese Dichtungslippen als zum Beispiel halbrunde Vorsprünge ausgebildet werden, so daß am Dichtungssitz eine Linienberührung erfolgt, die eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet, so daß durch die aufgebrachte Vorspannung im normalen Arbeitsbereich kein Flüssigkeitsaustausch durch den Ringraum stattfinden kann, der die Dämpfungseigenschaften des Gummilagers negativ beeinflussen kann.
Um eine einfache Fertigung und Herstellung des Systems zu gewährleisten, ist gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung vorgesehen, daß als erstes Widerlager ein im Einspannbereich fixierter starrer Ringkörper vorgesehen ist, und daß mit Vorteil als zweites, die Dichtungsfläche enthaltendes Widerlager ein im Einspannbereich aufgenommener Ringkörper angeordnet ist. Bei einer solchen Ausführung ist es ohne weiteres möglich, daß die Ringkörper zusammen mit der Trennwand als separates Bauteil hergestellt werden und als Einheit in das Lager eingesetzt werden können.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß das erste Widerlager Bestandteil des Ringkörpers ist oder daß das erste Widerlager Bestandteil des sich an das Federelement anschließenden Verbindungsflansches ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen axialen Längsschnitt eines Motorlagers,
Fig. 2 eine Draufsicht der Dichtung,
Fig. 3 eine Ansicht der als Gummifeder ausgebildete Feder.
Das Motorlager nach der Fig. 1 besitzt zwei in axialer Richtung einander gegenüberliegende Stirnwände 1 und 2. Die Stirnwand 1 ist zu ihrer Befestigung entweder mit einer Gewindebohrung 3 oder mit einem nicht gezeichneten Gewindestift versehen. Entsprechend trägt die als Deckplatte ausgebildete Stirnwand 2 einen Befestigungsstift 4.
An die kegelig ausgebildete Mantelfläche der Stirnwand 1 ist eine als gummielastisches Federelement 5 ausgebildete Umfangswand anvulkanisiert, die in ihrer der Stirnwand 1 abgewandten Anschlußfläche mit einem Verbindungsflansch 6 vereinigt ist. Der Verbindungsflansch 6 umfaßt ferner eine Bördelung 8, die die Trennwand 15, einen Faltenbalg 10 und die als Deckplatte ausgebildete Stirnwand 2 aufnimmt.
Das Motorlager besitzt somit zwei durch die Trennwand 15 voneinander getrennte, Dämpfungsflüssigkeit enthaltende Kammern 11 und 12, von denen die Kammern 11 als Druckkammer und die Kammer 12 als annähernd drucklos volumenaufnehmende Ausgleichskammer ausgebildet ist. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß in der Stirnwand 2 mindestens eine Entlüftungsöffnung 13 vorgesehen ist.
Als Drosselstelle in der Trennwand ist entweder ein ringförmiger Durchtrittskanal 14 und/oder eine oder mehrere Durchgangsbohrungen 9 vorgesehen. Diese Drosselstelle wirkt im normalen Arbeitsbereich des Lagers.
Die Trennwand 15 ist in der Einspannstelle 20 über den Stützring 19, die Gummifeder 18 und die Dichtung 21 aufgenommen. Der Ringkörper 16 dient dabei als erstes Widerlager 7 für die Gummifeder 18, wobei der Ringkörper 17 als Dichtungsfläche 17 a mit der Dichtung 21 zusammenarbeitet. Um eine einwandfreie Abdichtung zu gewährleisten, sind halbkreisförmige Vorsprünge 22 auf der Oberfläche der Dichtung 21 vorgesehen. Der Ringraum 23 dient zusammen mit den Ausnehmungen 24 der Gummifeder 18 als Durchflußkanal für die Dämpfungsflüssigkeit bei einem Flüssigkeitsaustausch von der Ausgleichskammer 12 zur Druckkammer 11. Dieser Flüssigkeitsaustausch findet immer dann statt, wenn in der Druckkammer 11 ein Unterdruck herrscht, der die Vorspannung der Gummifeder 18 aufhebt, so daß die Dichtung 21 von ihrer Dichtungsfläche 17 a abhebt. Nach dem auf diese Weise erfolgten Druckausgleich wird die Vorspannung der Gummifeder 18 wieder wirksam und nach Abdichten der Dichtung 21 an der Dichtfläche 17 a stellt sich der normale Arbeitsbereich des Lagers wieder ein.
In der Fig. 2 ist eine Dichtung 21 als Einzelteil gezeigt, auf deren Oberseite die Vorsprünge 22 als Dichtungslippen hervorstehen.
In der Fig. 3 ist in Ansicht eine Gummifeder 18 dargestellt, mit den über den Umfang verteilten Ausnehmungen 24 und der dadurch verbleibenden Abstützschenkel 25.

Bezugszeichenliste

1 - Stirnwand
2 - Stirnwand (Deckplatte)
3 - Gewindebohrung
4 - Befestigungsstift
5 - gummielastisches Federelement
6 - Verbindungsflansch
7 - erstes Widerlager
8 - Bördelung
9 - Durchgangsbohrung
10 - Faltenbalg
11 - Kammer (Druckkammer)
12 - Kammer (Ausgleichskammer)
13 - Entlüftungsöffnung
14 - ringförmiger Durchtrittskanal
15 - Trennwand
16 - Ringkörper
17 - Ringkörper
17 a - Dichtfläche
18 - Feder
19 - Stützring
20 - Einspannbereich
21 - Dichtung
22 - Vorsprung
23 - Ringraum
24 - Ausnehmungen
25 - Abstützschenkel

Claims

1. Hydraulisch dämpfendes Gummilager, insbesondere Motorlager für Kraftfahrzeuge, mit zwei in Axialrichtung einander gegenüberliegenden, starren Stirnwänden und wenigstens zwei axial hintereinander angeordneten, Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Kammern, von denen mindestens eine eine als gummielastisches Federelement ausgebildete Umfangswand aufweist, wobei die Kammern über mindestens eine in einer Trennwand angeordnete Drosselstelle miteinander in Verbindung stehen und die Trennwand im Einspannbereich im Bereich ihres Außenumfanges zur einen Seite hin eine Feder aufweist, die sich zwischen der Trennwand und einem ersten Widerlager abstützt und zur anderen Seite hin zwischen der Trennwand und einem zweiten Widerlager eine über den Umfang verlaufende, gegen eine Dichtungsfläche anliegende Dichtung angeordnet ist, die die eine Kammer gegenüber einem radial zwischen der Trennwand und der Umfangswand der anderen Kammer gelegenen Ringraum abdichtet, wobei die Feder Ausnehmungen aufweist, die eine hydraulische Verbindung zwischen dem Ringraum und der anderen Kammer bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Verbindung zwischen dem Ringraum (23) und der anderen Kammer (11) ständig, also in jedem Betriebszustand des Lagers besteht, und daß die Feder (18) eine derartige Vorspannung hat, daß die Dichtung (21) zwischen der einen Kammer (12) und dem Ringraum (23) im normalen Arbeitsbereich des Lagers geschlossen ist, während sie bei auf das Lager einwirkenden Schwingungen mit großen Amplituden, bei denen Kavitation auftritt, öffnet.

2. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (15) radial von einem Stützring (19) umgeben ist und daß die Feder (18) an den Stützring (19) anvulkanisiert ist.

3. Gummilager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder aus Gummi hergestellt ist.

4. Gummilager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder aus einem Elastomer besteht.

5. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder einen L- oder T-förmigen Querschnitt aufweist und die Ausnehmungen (24) in dem unter Vorspannung stehenden und sich am ersten Widerlager (7) abstützenden Schenkel angeordnet sind.

6. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (21) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und mit dem Stützring (19) verbunden ist.

7. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (21) mindestens einen in Richtung der Dichtungsfläche (17 a) verlaufenden als Dichtlippe ausgebildeten, über den gesamten Umfang verlaufenden Vorsprung (22) aufweist.

8. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Widerlager (7) ein im Einspannbereich (20) fixierter starrer Ringkörper (16) vorgesehen ist.

9. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites, die Dichtungsfläche (17 a) enthaltendes Widerlager ein im Einspannbereich (20) aufgenommener Ringkörper (17) angeordnet ist.

10. Gummilager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Widerlager (7) Bestandteil des Ringkörpers (16) ist.

11. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Widerlager (7) Bestandteil eines sich an das Federelement (5) anschließenden Verbindungsflansches (6) ist.