DE69101626T2 - Hydroelastisches Lager. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein hydroelastisches Lager zum Einfügen zwischen zwei gegeneinander abzustützende Abordnungen.
• Die Erfindung betrifft insbesondere eine Abstützung für die Aufhängung eines Motors in einem Kraftfahrzeug.
• Die FR-A-2 364 373 beschreibt und zeigt ein hydroelastisches Lager mit zwei Beschlagteilen, die jeweils mit den beiden aufzuhängenden Anordnungen verbunden sind, welche Beschlagteile durch eine Masse eines elastomeren Materials verbunden sind, welches Lager wenigstens eine Arbeitskammer und eine Ausdehnungskammer umfaßt, welche beiden Kammern wenigstens teilweise mit Flüssigkeit gefüllt und untereinander durch einen Verbindungkanal verbunden sind, wobei die Arbeitskammer teilweise durch eine bewegliche Wand aus elastomerem Material begrenzt ist, dessen äußere Oberfläche ein Stößel auiweist, mit dem ein Nocken einer Antriebseinrichtung des beweglichen Verschlusses zusammenwirkt zur Aufbringung von Verschiebungsbefehlen auf die bewegliche Wand, derart, daß in der Arbeitskammer Druckkräfte synchron mit den Harmonischen der Schwingungen einer der beiden Anordnungen, etwa eine sich drehende Maschine oder eine Brennkraftmaschine, erzeugt werden. Die Verschiebungen, denen das Stößel ausgesetzt ist, sind beispielsweise die hin- und hergehenden Bewegungen mit der Frequenz und der Phase der zu filternden Unwucht.
• Die in diesem Dokument beschriebene und gezeigte Einrichtung ist in ihrer Konzeption besonders kompliziert. Das Dokument schlägt im übrigen keine industriell verwertbare Lösung vor, die eine einfache Montage eines hydroelastischen Lagers der beschriebenen Art zwischen der Karosserie eines Kraftfahrzeugs und der Antriebsgruppe gestattet, die den Drehantrieb des Erregungsnocken des beweglichen Verschlusses gewährleistet.
• Zur Überwindung dieser Nachteile schlägt die Erfindung ein Lager der oben erwähnten Art vor, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Drehantriebsachse des Nocken drehbar in einem Lager angeordnet ist, das an einem der beiden Beschlagteile des Motor-Lagers befestigt ist.
• Gemäß anderen kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung
• - ist dieses Beschlagteil ein Beschlagteil mit etwa zylindrischer Form, dessen eines axiales Ende mit der Masse aus elastomerem Material verbunden ist und deren zweites axlales Ende einen Verschlußdeckel aufnimmt, in dem das Lager angeordnet ist;
• - umfaßt das zweite axiale Ende des zylindrischen Beschlagteils einen Befestigungsflansch zum Befestigen des Lagers an der Abordnung, und der Deckel umfaßt einen radialen Flansch gegenüber dem Flansch des Beschlagteils, gegen den der Flansch axial unter Einfügung des entsprechenden Bereichs der Anordnung, die das hydroelastische Lager aufnimmt, geschraubt ist;
• - umfaßt das Stößel eine Rolle, die drehbar auf einer Achse angebracht ist, die senkrecht zur Richtung der Einwirkung des Stößels auf der beweglichen Wand liegt und mit der der Nocken zusammenwirkt, dessen Drehachse parallel zu derJenigen dieser Rolle ist.
• Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der genaueren Beschreibung, die sich anschließt, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen
• Fig. 1 ein Axialschnitt entlang der Linie 1-1 in Fig. 2 ist und ein hydroelastisches Lager mit den Merkmalen der Erfindung zeigt,
• Fig. 2 ein Axialschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 ist;
• Fig. 3 ein äquivalentes Schema ist, das es gestattet, die Arbeitweise des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Lagers zu erläutern.
• Das Lager 10, das in den Figuren gezeigt ist, wird gebildet durch ein erstes Beschlagteil 12 mit im wesentlichen zylindrischer Form und ein zweites Beschlagteil 14, die miteinander über eine Masse 15 aus elastomeren Material verbunden sind.
• Das Beschlagtell 12 dient zur Verbindung mit einem Teil 16 einer Antriebsgruppe eines Kraftfahrzeugs, während das zweite Beschlagteil 14 vorgesehen ist zur Verbindung mit einem Teil der Konstruktion des Fahrzeugs über eine Schraubverbindung 18.
• Das erste Beschlagteil 12 weist eine im wesentlichen zylindrische Form mit der Achse X-X auf.
• Das erste axiale Ende 20 des Beschlagteils 12 ist in die Masse 15 aus elastomerem Material eingeformt.
• Das zweite axiale Ende 22 des Beschlagteils 12 auf der gegenüberliegenden Seite ist ein Flansch, der sich in einer radialen Ebene erstreckt und der es gestattet, das Beschlagteil 12 an dem Bereich 16 der Antriebsgruppe, beispielsweise mit Hilfe einer Schraubverbindung 24, zu befestigen.
• Die Masse 15 aus elastomerem Material begrenzt zum Teil eine Arbeitskammer 26 an ihrer unteren Seite, bezogen auf die Zeichnung.
• Die Kammer 26 wird ebenfalls begrenzt durch eine starre Mittelplatte 28 mit im wesentlichen ringförmlger Gestalt, und durch eine bewegliche, elastisch verformbare Wand 30, die leicht in Richtung X-X verschoben werden kann.
• Die bewegliche Wand 30 verlängert sich an ihrem Umfang durch einen Verbindungsbereich, der an einer zyllndrischen Verstärkung 34 befestigt ist, deren axialer innerer Rand 36 in eine mittlere kreisförmige Öffnung der Platte 28 eingefügt ist.
• Die Platte 28 wirkt mit einer symmetrischen Platte 38 zur Begrenzung eines Kanals 40 zusammen, der in bekannter Weise die Arbeitskammer mit einer Expansionskammer 42 verbindet.
• Die Kammern 26 und 42 sind mit Flüssigkeit gefüllt.
• Die Expansionskammer 42 ist teilweise begrenzt durch die obere Oberfläche der ringförmigen Platte 38 und andererseits durch einen Bereich einer elastischen, verformbaren Membran 44, die aus dem Material der beweglichen Wand und des Verbindungsbereichs 32 besteht und ihrerseits an einer äußeren zylindrischen Verstärkung 46 anhaftet.
• Die Verstärkung 46 ist axial unter Druck in das zylindrische Beschlagteil 12 eingefügt und stellt sicher, daß die Platten 28 und 38 in ihrer Position gehalten werden, in der sie axial gegen die innere radiale Schulter 50 des zylindrischen Beschlagteils 12 anliegen, die teilweise in die Masse 15 aus elastomerem Material eingeformt ist.
• Die obere Fläche 53 der beweglichen Wand 30 außerhalb der Arbeitskammer 26 umfaßt ein Betätigungsstößel 52, auf das Kräfte in Richtung X-X ausgeübt werden können.
• Das Stößel 52 umfaßt eine Platte 54, die sich im wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur Achse X-X erstreckt und die an die obere Oberfläche 53 der beweglichen Wand 30 angeheftet ist.
• Das Stößel 52 umfaßt eine Betätigungsrolle 56, die drehbar auf dem Stößel 52 um eine geometrische Achse Y-Y gelagert ist, die im wesentlichen senkrecht zur Achse X-X des Lagers verläuft. Die Rolle ist in einer gabelförmigen Anordnung gelagert, die zwei Platten 58 umfaßt, zwischen denen die Rolle 56, die auf einer Achse 60 drehbar gelagert ist, aufgenommen ist.
• Die Kammer 42 ist im wesentlichen kreisringförmig und erstreckt sich um die zylindrische Verstärkung 34 herum. Die Kammer 42 begrenzt auf diese Weise einen inneren Raum 51 mit zylindrischer Form, in dem sich das Stößel 52 und seine Rolle 56 befinden. Das Stößel und seine Rolle weisen eine Höhe auf, die geringer als diejenige der Kammer 51 ist, so daß eine sehr kompakte Anordnung mit verringerter Gesamthöhe entsteht.
• Die Betätigung des Stößels 52 über die Rolle 52 erfolgt mit Hilfe eines Nocken 62, der seinerseits drehbar und drehend angetrieben auf einer geometrischen Achse Z-Z parallel zur Achse Y-Y der Rolle 56 und damit senkrecht zur Achse X-X gelagert ist.
• Der Nocken 62 umfaßt eine Antriebswelle 64 für den Drehantrieb, die drehbar mit Hilfe von zwei Kugel lagern 66 auf beiden Seiten des Nocken gelagert ist und das Rollenlager bildet. Die Lager 66 sind in einem Element 68 gelagert, das sie abdeckt und das in dem zylindrischen Beschlagteil 12 angeordnet, in dem es mit einem zylindrischen Zentrierbereich 70 zentriert ist und das auf seiner oberen Seite durch eine Abdeckung 72 verschlossen ist.
• Die Abdeckung 72 ist radial durch eine Verlängerung 74 in Form eines Flansches begrenzt. der sich im wesentlichen gegenüber dem Flansch 22 des Beschlagteils 12 erstreckt.
• Der Bereich 16 der Antriebsgruppe liegt zwischen den Flanschen 22 und 74.
• Die axiale Festlegung des Deckels 68 in seiner Position wird mit Hilfe von Befestigungsschrauben 76 erreicht, die im Winkel versetzt zur Schraubenanordnung 24 vorgesehen sind.
• Der Deckel 68 ist beispielsweise ein geformtes Kunststoffteil und umfaßt eine mittlere Ausnehmung 80 auf der unteren Fläche der Abdeckung 72, in der der Nocken 62 angeordnet ist.
• Die Ausnehmung 80 wird in Querrichtung einerseits begrenzt durch eine senkrechte Wand 82, die eines der Lager 66 aufnimmt und andererseits durch das Ende 84 einer rohrförmigen Verlängerung 86 des Deckels 68, in den hinein sich das Antriebsende 88 der Antriebswelle 64 des Nocken 62 erstreckt.
• Nunmehr soll die Arbeitsweise des hydroelastischen Lagers gemäß Fig. 1 unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert werden.
• Die Schwingungen der Antriebsgruppe 16 werden auf die Karosserie des Fahrzeugs über das Beschlagteil 12, die Masse 15 aus elastomerem Material und das Beschlagteil 14 übertragen.
• Die auf das Lager ausgeübte Kraft kann in zwei einzelne Kräfte unterteilt werden.
• Die erste Kraft F1, die auch als direkte Kraft bezeichnet wird, deren Wert von der Steifigkeit K der Masse 15 aus elastomerem Material abhängt.
• Die zweite Kraft F2, die sich aus der Wirkung der Flüssigkeit ergibt, die in der Arbeitskammer 26 enthalten ist und deren Wert abhängt von der Steifigkeit der Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Druck KP1.
• Der Nocken 62 wird synchron zu der Drehung der Antriebsgruppe angetrieben und insbesondere synchron zu der Drehung der Kurbelwelle der Antriebsgruppe. Der Nocken überträgt eine Kraft F3, die vollständig synchron ist und deren Wert gleich F3 = F1 + F2 ist. Die Wirkung des Nocken 62 hat zur Folge, daß alle auf die Konstruktion 17 übertragenen Kräfte annulliert werden.
• Die Masse 15 aus elastomerem Material verhält sich wie eine Pumpe, und sie wird in komprimlertem Zustand bei der Montage des hydroelastischen Lagers montiert.
• Die beschriebene Anordnung ist besonders wirksam zum Aufheben oder Abschwächen von Schwingungen der Karosserie des Fahrzeugs sowie zur Unterbindung der Übertragung der Schwingungen, die vom Motor kommen, und somit zur Sicherung eines besseren Komforts des Fahrzeugs. Die bekannte Verwendung des Kanals 40, die zwischen der Arbeitskammer 26 und der Expansionskammer 42 angeordnet ist, sorgt für eine verstärkte Unterdrückung der Schwingungsfrequenz.
• Die Wirkung des Nocken 62 gestattet es, auf das hydroelastische Lager von außen Druckkräfte auszuüben. Diese Druckkräfte sind mit den Harmonischen der zweiten Ordnung der Erregerschwingungen der Antriebsgruppe synchronlsiert.
• Die Druckkräfte werden so in die Arbeitskammer eines hydroelastischen Lagers zum Abbauen in Reihe durch aufeinanderfolgende Wellen übertragen.
• Wie zuvor unter Bezugnahme auf das Schema der Fig. 3 erwähnt wurde, ist die verbleibende Steifigkeit Null.
• Der Nocken 62, der drehbar synchron mit der Antriebsgruppe angetrieben wird, ist beispielsweise über seine Welle 88 mit einer Scheibe verbunden, die direkt durch den Verteilerriemen der Antriebsgruppe angetrieben wird, oder über jeden anderen Mechanismus, der einen Antrieb des Nocken ermöglicht.

Claims (5)

1. Hydroelastisches Lager (10) zum Einfügen zwischen zwei gegeneinander abzustützende Anordnungen, insbesondere zum Abstützen eines Motors in einem Kraftfahrzeug, mit zwei Beschlagteilen (12,14), die Jeweils mit den beiden Anordnungen verbunden sind, welche Beschlagteile durch eine Masse aus einem elastomeren Material (15) verbunden sind, weiches Lager (10) wenigstens eine Arbeitskammer (26), die wenigstens teilweise durch die Masse aus elastomerem Material (15) begrenzt ist, und eine Ausdehnungskammer (42) umfaßt, welche beiden Kammern wenigstens teilweise mit Flüssigkeit gefüllt und miteinander durch einen Verbindungskanal (40) verbunden sind, wobei die Arbeitskammer (26) ebenfalls teilweise durch einen beweglichen Verschluß (30) aus elastischem Material begrenzt ist, dessen äußere Fläche ein Stößel (52) auiweist, mit dem ein Nocken (42) einer Antriebseinrichtung des beweglichen Verschlusses zur Abgabe von Verschiebebefehlen an den Verschluß zur Bildung von Druckkräften in der Arbeitskammer (26) zusammenwirkt, die mit den Harmonischen der Schwingungen einer (16) der beiden Anordnungen synchronisiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (64) des Drehantriebs des Nocken (62) drehend in einem Lager (66) gelagert ist, das an einem (12) der beiden Beschlagteile befestigt ist.

2. Hydroelastisches Lager gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschlagteil (12) ein Beschlagteil mit generell zylindrischer Form ist, dessen eines axiales Ende mit der Masse aus elastomerem Material (15) verbunden ist und dessen zweites axiales Ende (22) einen Verschlußdeckel (68) aufnimmt, in dem das Lager (66) der Antriebswelle (64) des Nocken (62) angetrieben wird.

3. Hydroelastisches Lager gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite axiale Ende (22) des zylindrischen Beschlagteils (12) einen Befestigungsflansch zur Befestigung des Lagers (10) an der Anordnung (16) aufweist und daß der Deckel (68) einen radialen Flansch (74) auiweist, der gegenüber dem Flansch (229 des Beschlagteils (12) angeordnet ist, gegen den der Flansch axial unter Einfügung des entsprechenden Bereichs der Anordnung (16), die das hydroelasusche Lager aufnimmt, vorgespannt ist.

4. Hydroelastisches Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stößel (52) eine Rolle (56) umfaßt, die drehbar in der Achse (Y',Y) senkrecht zu der Richtung (X',X) der Wirkung des Stößels auf den beweglichen Verschluß (32) montiert ist und mit der der Nocken (62) zusammenwirkt, dessen Drehachse (Z',Z) parallel zu derjenigen (Y',Y) der Rolle (56) verläuft.

5. Hydroelastisches Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnungskammer (42) im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und einen inneren Raum (51) begrenzt, in dem das Stößel (52) angeordnet ist.