Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein axial dämpfendes Hydrolager. Sie bezieht sich auf elastomere Lager mit einer hydraulischen Dämpfung, wie sie beispielsweise im Automobilbau als Motor- beziehungsweise Aggregatlager zur Dämpfung der von dem Verbrennungsmotor auf die Karosserie übertragenen Schwingungen und zur akustischen Entkopplung eingesetzt werden .

Motorlager beziehungsweise Aggregatlager bestehen im Wesentlichen aus einem metallischen Lagerkern, über welchen das Lager im Allgemeinen auch an dem Motor beziehungsweise dem Aggregat befestigt wird, aus einer zumeist zweiteiligen Außenhülle und einer zwischen dem Lagerkern und einem oberen Teil der Außenhülle angeordneten, kegelstumpfförmigen elastomeren Tragfeder. Je nach Ausbildungsform sind die vorgenannten Teile noch durch ein Gehäuse aufgenommen, durch welches häufig auch die Teile der Außenhülle des Lagers zusammengehalten werden. Soweit die Lager mit einer hydraulischen Dämpfung ausgestattet sind, umgibt die vorgenannte elastomere Tragfeder eine Arbeitskammer zur Aufnahme eines fluiden Dämpfungsmittels. Diese Arbeitskammer ist durch ein sich quer zur Lagerachse erstreckendes Trennelement, nämlich eine Membran, eine so genannte Düsenplatte oder dergleichen, von einer Ausgleichskammer getrennt. Die Ausgleichskammer wird durch einen elastomeren Balg eingefasst, der wiederum im Allgemeinen durch einen unteren Teil der Außenhülle geschützt ist. Im Bereich des sie voneinander räumlich trennenden Trennelements sind die Arbeitskammer und die Ausgleichskammer durch einen Kanal miteinander verbunden, welcher den Übertritt von Dämpfungsmittel zwischen der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer ermöglicht. Hierdurch kann das Dämpfungsmittel im Falle axial auf das Lager einwirkender Schwingungen beim Einfedern aus der Arbeitskammer in die Ausgleichskammer entweichen und sich beim Ausfedern wieder aus der Ausgleichskammer in die Arbeitskammer bewegen. Durch das Hin-und-her- Schwingen des fluiden Dämpfungsmittels ist eine zusätzliche Dämpfung für axial einwirkende Schwingungen gegeben.

Eine besondere Schwierigkeit bei der Gestaltung der Motorlager besteht darin, diese so auszulegen, dass auch eine wirkungsvolle akustische Kopplung zwischen dem Motor und der Karosserie gegeben ist, so dass durch hochfrequente Schwingungen des Motors entstehende Geräusche nicht auf die Karosserie übertragen werden. Probleme entstehen dabei insbesondere dadurch, dass aufgrund der Mehrzahl der Teile, aus denen die Lager bestehen, an verschiedenen Stellen des Lagers Partialresonanzen entstehen, die sich teilweise sogar noch gegenseitig beeinflussen. Derartige Partialresonanzen führen vor allem bei höheren Frequenzen zu einer unerwünschten Überhöhung der dynamischen Federrate des Lagers und somit zu einer Verschlechterung der akustischen Entkopplung. Die Qualität der Geräuschisolation der Motorlager ist dabei frequenzabhängig. Es ist jedoch sehr schwierig, die einzelnen Partialresonanzen beziehungsweise die Stellen ihres Auftretens zu identifizieren und unter Beibehaltung aller sonstigen von dem Lager geforderten Eigenschaften, wie Dämpfung, Leerlaufentkopplung und Federratenverhältnisse in den verschiedenen Raumrichtungen, derartige Resonanzerscheinungen zu reduzieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen, durch welche bei einem gattungsgemäßen Lager, das heißt bei einem axial dämpfenden Hydrolager, die dynamische Überhöhung der Federrate weitgehend vermieden, zumindest aber deutlich reduziert wird. Dazu ist das Lager so zu gestalten, dass bei seinem Einsatz unter Beibehaltung seiner sonstigen geforderten Dämpfungseigenschaften eine bessere akustische Entkopplung durch eine Reduzierung von Partialresonanzen in dem Lager gegeben ist.

Die Aufgabe wird durch ein axial dämpfendes Hydrolager mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Aus- beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben. Das zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagene axial dämpfende Hydrolager besteht, wie grundsätzlich bekannt, aus einer zwischen einem Lagerkern und einem oberen Teil einer Außenhülle angeordneten kegelstumpfförmigen elastomeren Tragfeder und weist zwei Kammern, nämlich eine Arbeitskammer und eine Ausgleichskammer , zur Aufnahme eines fluiden Dämpfungsmittels auf. Die beiden Kammern sind in der Achsrichtung des Lagers übereinander angeordnet und durch ein sich quer zur Lagerachse erstreckendes Trennelement mit einer Kopplungsmembran voneinander getrennt. Dabei wird die Arbeitskammer durch die elastomere Tragfeder und das Trennelement eingefasst, während die auf der anderen Seite des Trennelements angeordnete Ausgleichskammer neben dem Trennelement von einem elastomeren Balg eingefasst ist, der durch einen unteren Teil der Außenhülle geschützt ist. An dem Trennelement ist ein von mindestens einem Kanalteil eingefasster Kanal ausgebildet, wobei das mindestens eine Kanalteil im Wesentlichen starr ist, jedoch eine geringe elastische Nachgiebigkeit besitzt. Durch diese Nachgiebigkeit und die Anordnung an der Entkopplungsmembran des Trennelements ist das mindestens eine Kanalteil schwingungsfähig, so dass an ihm und im Zusammenspiel mit den übrigen Lagerteilen sich bei Belastung des Lagers gegebenenfalls Bauteileigenresonanzen mit Frequenzen im hörbaren Bereich ergeben.

Um der hierdurch verursachten Überhöhung der dynamischen Federrate beim Auftreten entsprechender Frequenzen axial einwirkender Schwingungen entgegenzuwirken, ist das mindestens eine Kanalteil erfindungsgemäß mit einer zusätzlichen Masse belegt. Dazu ist das Kanalteil mit mindestens einem zusätzlich angeordneten Masseelement starr verbunden. Hierdurch wird eine Verstimmung der Bauteilresonanz erreicht, durch welche diese zu Frequenzen außerhalb des hörbaren Bereichs verschoben wird.

Durch die gewählte Vorgehensweise einer Massebelegung des oder der Kanalteile wird eine Verstimmung der Bauteileigenresonanz erreicht, ohne dass dabei sonstige Eigenschaften des Lagers, wie dessen Dämpfung und Leerlaufentkopplung, beeinflusst werden. Da sich insoweit mit verhältnismäßig kleinen zusätzlichen Massen eine große Wirkung erzielen lässt, führt die vorgeschlagene erfinderische Maßnahme nur zu einer sehr geringen Gewichtszunahme des vorzugsweise aus Leichtbauteilen bestehenden Lagers. Zudem ist das Resonanzverhalten im Zuge der Fertigung des Lagers durch eine variable Anordnung des oder der zusätzlichen Masseelemente und die Bemessung ihrer Masse individuell abstimmbar.

Bei einer praxisgerechten Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Hydrolagers ist der Kanal durch zwei ihn ausbildende Kanalteile eingefasst. Der Kanal besteht hierbei aus einer Kanalscheibe und einer Kanalabdeckscheibe und ist radial außen an der Entkopplungsmembran umlaufend ausgebildet. Dem Grundgedanken der Erfindung folgend, sind dabei an der Kanalscheibe und/oder an der Kanalabdeckscheibe ein oder mehrere Massenelemente angeordnet beziehungsweise mit diesen Kanalteilen verbunden. Entsprechend einer möglichen Ausbildungsform eines Lagers mit einem durch zwei Kanalteile ausgebildeten Kanal sind ein mit der Kanalscheibe starr verbundenes Masseelement unterhalb der Entkopplungsmembran und ein mit der Kanalabdeckscheibe starr verbundenes Masseelement oberhalb der Entkopplungsmembran angeordnet. Beide Masseelemente liegen bei dieser Ausführungsform vorzugsweise an der Entkopplungsmembran an. Hierdurch wird auch für kleine

Schwingungsamplituden eine Dämpfung durch das Lager erreicht, so dass zum Beispiel bei einem Einsatz als Motorlagern das so genannte Mikrostuckern (Microshake) unterbunden wird.

Das oder die zusätzlichen Masseelemente können in unterschiedlicher Weise in das erfindungsgemäße Lager eingebracht beziehungsweise mit dessen Teilen verbunden werden. Gemäß einer vorgesehenen Möglichkeit sind das oder die zusätzlich angeordneten Masseelemente auf das oder die Kanalteile aufgeclipt. Bei einer besonders bevorzugten Ausbildungsform, bei welcher die Kanalteile aus einem Kunststoff bestehen, sind das oder die zusätzlichen Masseelemente durch Einlegeteile aus unbehandeltem Stahl ausgebildet, welche mit dem Kunststoff des oder der Kanalteile umspritzt sind.

Je nach Einsatzfall kann das Lager zudem so ausgebildet sein, dass seine Dämpfung schaltbar ist. Dabei ist es mittels eines Schaltmagneten möglich, das ansonsten freie Spiel der Entkopplungsmembran und damit ihre Nachgiebigkeit einzuschränken. Ein in einem Kraftfahrzeug verbautes Lager kann hierdurch so betrieben werden, dass das zwischen den Kammern angeordnete Trennelement beziehungsweise die Entkopplungsmembran im Leerlauf des Motors freies Spiel hat und somit nicht zur Dämpfung beiträgt, aber im Fahrbetrieb eine Dämpfungswirkung hat. Bei einer solchen schaltbaren Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Hydrolagers bildet der Schaltmagnet ein zusätzliches Masseelement im Sinne der Erfindung aus .

Aspekte der Erfindung sollen nachfolgend nochmals anhand eines

Ausführungsbeispiels erläutert werden. Die zugehörige Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Lagers in einer teilweise geschnittenen Darstellung.

Das Lager besteht aus dem Lagerkern 1, einer zweiteiligen

Außenhülle 3, 3' und einer zwischen dem Lagerkern 1 und dem oberen Teil 3 der Außenhülle 3, 3' angeordneten elastomeren Tragfeder 2, welche, wie aus der Figur ersichtlich, eine kegelstumpfförmige Form aufweist. Über die Tragfeder 2 ist der Lagerkern 1, welcher gleichzeitig der Befestigung des Lagers am Einbauort dient, gegen den oberen Teil 3 der Außenhülle 3, 3' abgestützt. Dabei wird von der Tragfeder 2 die zur Aufnahme eines fluiden Dämpfungsmittels dienende Arbeitskammer 4 umgeben. Die Arbeitskammer 4 ist durch ein Trennelement 7, 8, 8' räumlich von der in axialer Richtung unterhalb gelegenen Ausgleichskammer 5 getrennt. Das die Kammern trennende Trennelement besteht aus einer

Entkopplungsmembran 7, welche in ihrem radial äußeren Bereich zwischen einer Kanalscheibe 8 und einer Kanalabdeckscheibe 8' quer zur Lagerachse 11 eingespannt ist. Durch die Kanalscheibe 8 und die Kanalabdeckscheibe 8' wird der auf dem Lagerumfang umlaufende Kanal 9 eingefasst. Der Kanal 9 ermöglicht den Übertritt von Dämpfungsmittel zwischen der Arbeitskammer 4 und der Ausgleichskammer 5. Die Ausgleichskammer ist an ihrer Unterseite von einem elastomeren Balg 6 eingefasst, der zum mechanischen Schutz von einem unteren Teil 3' der Außenhülle 3, 3' des Lagers umgeben ist.

Bei dem dargestellten Beispiel bestehen die den Kanal 9 ausbildenden Kanalteile (Kanalscheibe 8 und Kanalabdeckscheibe 8') aus Kunststoff. Mit ihnen starr verbunden sind die erfindungsgemäß vorgesehenen zusätzlichen Masseelemente 10, 10', welche aus unbehandeltem, mit dem Kunststoff der Kanalteile umspπtztem Stahl bestehen. Oberhalb und unterhalb der Entkopplungsmembran 7 liegen die Masselelemente 10, 10' an Wülsten 12, 12' der Entkopplungsmembran 7 an. Das gesamte Lager wird von einem Gehäuse aufgenommen, durch welches auch die Teile der Außenhülle 3, 3' miteinander verbunden und gegeneinander sowie mit den Kanalteilen verspannt sind. Bezugszeichenliste

Lagerkern (elastomere) Tragfeder oberer Teil der Außenhülle ' unterer Teil der Außenhülle Arbeitskammer Ausgleichskammer Balg Entkopplungsmembran Kanalteil, Kanalscheibe ' Kanalteil, Kanalabdeckscheibe Kanal 0 Masseelement 0' Masseelement 1 Lagerachse 2 Wulst 2' Wulst