Hydraulic-damping mounting

Abstract: In a hydraulic-damping mounting (10), having an operating chamber (28) at least partially surrounded by an elastomer wall (18) and a balancing chamber (30), which are filled with a hydraulic fluid and between which there is arranged an intermediate plate (22), which has an arc-shaped overflow channel (32) for the hydraulic connection of the two chambers (28,30) and a central decoupling membrane (34), to simplify the manufacture and to optimise the operation and life, it is proposed according to the invention that the intermediate plate (22) have a single-piece, elastomer basic body (36) with a radially external thicker region (34) having a slot-shaped cut-out (56) forming the overflow channel (32), and having a central region (42) drawn into the thickness of the integral membrane (54), and that the intermediate plate (22) be covered, at least in the radially external region (44,46), by disc-shaped reinforcements (38,38'), to prevent the overflow channel region (44) bending. <IMAGE>

Description: <U>Hydraulisch dämpfendes Lager</U> Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisch dämpfendes Lager mit einer zumindest teilweise von einer gummielasti schen Wandung umgebenen Arbeitskammer und einer Ausgleichs kammer, die mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt sind und zwischen denen eine Zwischenplatte angeordnet ist, die einen kreisbogenförmigen Uberströmkanal zur hydrau lischen Verbindung der beiden Kammern sowie eine zentrale Entkopplungsmembran aufweist. Ein derartiges Lager, wie es insbesondere zur Abstützung und Schwingungsdämpfung von Kraftfahrzeugmotoren Anwendung findet, ist beispielsweise aus der DEOS 30 19 337 bekannt. Die Zwischenplatte dieses Lagers weist einen schmalen, langgezogenen Uberströmkanal auf, wobei in das Lager einge leitete Schwingungen, die sich auf die Flüssigkeit in die sem Kanal übertragen, Trägheitseffekte erzeugen, die dem Lager bei bestimmten Erregerfrequenzen eine spezielle Be triebscharakteristik geben, wie etwa eine niedrige, dyna mische Steifigkeit und/oder eine hohe Dämpfung. Mit der zentral in der Zwischenplatte angeordneten Entkopplungsvor- richtung, die aus einer elastischen Membran besteht, oder aber auch als vertikal geringfügig frei bewegliche Scheibe ausgebildet sein kann, wird eine unzweckmässig hohe Verstei fung des Lagers vermieden, insbesondere wenn die Anregungs schwingungen eine so kleine Amplitude und eine so hohe Fre quenz aufweisen, dass nur ein kleiner oder gar kein Flüssig- keitsaustausch zwischen den Kammern des Lagers über den Uberströmkanal hin stattfindet. Die eigentliche' Zwischenplatte ist - bis auf die Entkopp- lungsmembran - aus Metall oder einem anderen starren Werk stoff, wie Kunststoff, ausgebildet und fest mit dem Lager gehäuse verbunden. Dadurch wird eine Durchbiegung oder Ver formung der Zwischenplatte und des Uberströmkanals vermie den, da sonst die Betriebscharakteristik des Lagers uner wünscht verändert würde. Nachteilig ist dabei, dass die be weglichen Teile der Entkopplungsvorrichtung gesondert von der eigentlichen Zwischenplatte hergestellt und an schliessend mit dieser verbunden werden müssen. Dabei ist bei Verwendung einer Membran zur Montage am starren Teil der Zwischenplatte eine Klemm- oder eine Haftverbindung er forderlich, die einen erheblichen Herstellungsaufwand bein halten. Dabei hat sich aber auch herausgestellt, dass bei Zwischenplatten mit haftend verbundenen Membranen durch die Hydraulikflüssigkeit, im allgemeinem einem Gemisch aus Wasser und Glykol, die Haftverbindung abgebaut werden kann und damit die Funktionsfähigkeit stark eingeschränkt ist. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun de, ein Lager zu schaffen, dessen Zwischenplatte mit Ent- kopplungsvorrichtung einfacher herzustellen ist und dabei keinerlei Beschränkungen an Lebensdauer oder Funktionsfä higkeit unterworfen ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Zwischenplatte einstückig aus elastomerem Material besteht und einen radial aussenliegenden, dickeren Bereich mit einer den Uberströmkanal bildenden nutförmigen Ausneh- mung sowie einen zentralen, bis auf die Dicke der integra len Membran eingezogenen Bereich aufweist und zumindest im radial aussenliegenden Bereich von scheibenförmigen, eine Durchbiegung des Uberströmkanalbereichs verhindernden Ver stärkungen überdeckt ist. Mit einer derartigen einstöckigen Ausbildung der Zwischen platte mit integraler Membran ist eine sehr einfache Her stellung bei optimaler Funktionstüchtigkeit gegeben. Zweckmässigerweise bestehen dabei die Verstärkungen aus ringscheibenförmigen Platten mit einer zentralen Ausnehmung von mindestens dem Durchmesser der Membran, wobei die eine Platte die nutförmige Ausnehmung derart überdeckt, dass da mit der kreisbogenförmige Uberströmkanal begrenzt ist, dessen Uberströmöffnungen zur Arbeitskammer durch eine ent sprechende Öffnung in der Platte und dessen Uberströmöff- nung zur Ausgleichskammer durch eine entsprechende Öffnung in der anderen Platte und einen entsprechenden Durchbruch zwischen der Platte und dem am Grund der Ausnehmung liegen den Elastomermaterial gebildet sind. Dabei können in die Uberströmöffnungen schräg geneigte und bis zum Boden des Uberströmkanals reichende Leitvorrichtun- gen eingesetzt sein. Diese Leitvorrichtungen können auf einfache Weise durch das auf drei Seiten freigeschnittene und schräg nach innen gebogene Material der jeweiligen Plattenöffnung gebildet sein. Die nutförmige Ausnehmung kann sich kreisringförmig über 360 erstrecken, wobei die in die Ausnehmung ragenden Leit- vorrichtungen zwischen sich die Länge des Uberströmkanals begrenzen. Die Länge des Uberströmkanals kann darüber hinaus durch die relative Lage der Platten in Umfangsrichtung zueinander be stimmt werden. Zweckmässigerweise weist die elastomere Zwischenplatte ra dial von innen nach aussen einen zentralen, dünnen Membran bereich, einen verdickten Bereich mit der nutförmigen Aus- nehmung und mit je einem ringförmigen, wulstförmigen Dich tungsvorsprung im an die Membran angrenzenden Bereich, einen Einspannbereich verminderter Dicke und einen radial aussenliegenden, wulstförmigen Dichtungsbereich auf. Die entsprechend abgestuft profilierten ringscheibenförmi gen Platten überdecken zweckmässigerweise radial den Ein spannbereich und den verdickten Bereich bis einschliesslich den wulstf örmigen Dichtungsvorsprüngen, wobei die Platten dann am Aussenumfang zwischen zwei umgebörtelten Kanten des Lagergehäuses einspannbar sind. Zur exakten Beabstandung der beiden Platten kann radial innenliegend zum Uberströmkanal in den Elastomerkörper ein umlaufender, metallischer Versteifungsring mit über seinen Umfang verteilten, radialen Durchbrüchen und mit gleicher Höhe wie der Elastomerkörper einvulkanisiert sein. Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wir kungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Lager; Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch das Lager ent sprechend der Schnittlinie 2-2 nach Fig. 1 mit teilweise weggebrochenen Komponenten; Fig. 3 einen vergrösserten Teilschnitt entsprechend der Schnittlinie 3-3 nach Fig. 2 im Bereich der Ein- und Austrittsöffnungen; Fig. 4 eine Aufsicht auf den elastomeren Grundkörper der Zwischenplatte; Fig. 5 einen Teillängsschnitt durch die elastomere Zwischenplatte entsprechend der Schnittlinie 5-5 nach Fig. 4 und Fig. 6 einen Teilschnitt durch eine andere Ausführungs form der Entkopplungsvorrichtung. Nach Fig. 1 weist das Lager 10 innerhalb eines topförmigen Gehäuses 12 mit zylindrischen Wandungsteilen 16 und einer Bodenplatte 14 in herkömmlicher Weise eine Arbeitskammer 28 und eine Ausgleichskammer 30 auf, die hydraulisch über einen in einer Zwischenplatte 22 angeordneten Uberströmka- nal 32 miteinander in Verbindung stehen. Die Arbeitskammer 28 ist dabei auf der Oberseite von einer Wandung 18 mit einem gummielastischen Elastomerkörper 18' und einer Lager platte 1811 mit dem Anschlussbolzen 24 zur Halterung des nicht näher dargestellten Motors abgeschlossen. Die Aus gleichskammer 30 ist auf der Unterseite von einer balgarti- gen flexiblen Wandung 20 begrenzt und durch die äussere starre Wandung 16 und 14 mit weiteren Montagebolzen 26 ge gen mechanische Beschädigungen geschützt. Beide Kammern sind mit einer geeigneten Hydraulikflüssig- keit, wie etwa einer Wasser-Glykol-Gemisch, gefüllt und stehen über den Uberströmkanal 32 miteinander in Verbin dung. Darüber hinaus weist die Zwischenplatte 22 eine zen trale Entkopplungsmembran 34 auf, auf die im einzelnen noch später eingegangen wird. Wie aus Fig. 1 und den Fig. 2 bis 5 der Zeichnung zu er sehen ist, weist die Zwischenplatte 22 einen einstückig ge formten, elastomeren Grundkörper 36 auf, der auf seinen Aussenseiten zwischen zwei ringscheibenförmigen Platten 38 und<B>381</B> als Verstärkung eingespannt ist. Dieser kreisschei benförmige, elastomere Grundkörper weist einen zentralen Entkopplungsabschnitt 42, einen relativ dicken Zwischenab schnitt bzw. Uberströmkanalabschnitt 44, einen relativ dünnen äusseren Montageabschnitt 46 und einen aussenliegenden wulstf örmigen Dichtungsabschnitt 48 auf und ist am an den Entkopplungsabschnitt 42 angrenzenden Bereich mit zwei wei teren, nach oben und unten abragenden wulstförmigen Dich tungsabschnitten 50 und 50' versehen. Wie man insbesondere aus Fig. 5 ersieht, ist im Entkopp- lungsbereich 42 durch zwei gegenüberliegende, gleichtiefe Ausnehmungen 52 im Grundkörper 36 eine relativ dünne Ent- kopplungsmembran 54 gebildet, die damit einen integralen Bestandteil des Grundkörpers 36 bildet. Im verdickten Zwischenabschnitt 44 ist - nach dem dargestellten Ausfüh rungsbeispiel - von oben eine kreisringförmige Nut 56 rechteckigen Querschnitts eingeformt, die Volumen und Ver lauf des eigentlichen Uberströmkanals 32, der im einzelnen noch später beschrieben wird, bestimmt. Wie man insbesondere aus Fig. 1 und 2 ersieht, sind die beiden Verstärkungsplatten 38 und<B>381</B> einander gegenüber liegend auf der Ober- und Unterseite des Grundkörpers 36 angeordnet und praktisch identisch. Die Platten 38 und 38' sind ringscheibenförmig mit jeweils einer zentralen Öffnung im Bereich der Entkopplungsmembran 54 ausgebildet und wei sen im Ubergangsbereich der Abschnitte 44 und 46 eine Ab stufung oder Schulter auf. Ihr Durchmesser ist etwas klei ner als der Durchmesser des Grundkörpers 36, so dass die Platten 38 und 381 den wulstförmigen Dichtungsabschnitt 48 von innen zwar berühren, aber nicht überdecken. Wie man aus Fig. 2 und 3 ersieht, sind die Platten 38 und 38' im Bereich oberhalb bzw. unterhalb der Ausnehmung 56 mit rechteckigen Durchtrittsöffnungen 60 und 601 versehen, von denen sich schräge Leitvorrichtungen 62 und 621 ins Innere der Ausnehmung 56 erstrecken. Diese Leitvorrichtun- gen 62 und 62' werden zweckmässigerweise gleichzeitig mit den Platten 38 und 381 in einem Arbeitsgang hergestellt, indem die Öffnungen 60 und 601 auf drei Seiten freige schnitten und die stehendbleibenden Materialstege 62 bzw. 62' schräg abgewinkelt werden. Dabei bildet die Öffnung 60 die Uberströmöffnung zur Arbeitskammer 28 und die Öffnung 60' die Uberströmöffnung zur Ausgleichskammer 30. Bezüglich der Bildung der Uberströmöffnung 60' ist - wie insbesondere aus Fig. 3 zu ersehen ist - ein entsprechender Materialab schnitt 58 am Grund der Nut 56 herausgeschnitten, um somit die eigentliche Durchtrittsöffnung zu bilden. Strömungsturbulenzen in der Öffnung 60' zur Kammer 30 wer den durch das Leitelement 62', das sich durch die Ausneh- mung 56 hindurch im Winkel nach oben erstreckt und dessen freier Endabschnitt an der unteren Oberfläche der oberen Platte 38 anliegt, auf einem Minimum gehalten. Mit Ausnahme der Stelle, an der sich die Öffnung befindet, die eine Flüssigkeitsströmung zwischen der Arbeitskammer 28 und der Ausnehmung 56 ermöglicht, schliesst somit die obere Platte 38 die offene Seite der Ausnehmung 56 ab und definiert da mit den Uberströmkanal 32 in der Zwischenplatte 22. Das Leitelement 62 in der Öffnung 60 erstreckt sich von der oberen Platte 38 im Winkel nach unten durch die Ausnehmung 56, wobei sein freies Ende fest am Boden der Ausnehmung 56 anliegt. Durch diesen festen Sitz und enge Toleranzen zwischen den vertikalen Seiten der Ausnehmung 56 und des Leitelements 62 kann nur wenig oder gar keine Flüssigkeit seitlich am Leitelement 62 vorbeifliessen. Damit erfüllt das Leitelement 62 nicht nur die Funktion einer Verminderung von Strömungsturbulenzen, sondern es definiert auch das eine Ende des Uberströmkanals 32. Die in Fig. 3 gezeigte unterschiedliche Neigung der Leit- elemente 62 und 62' ist darauf zurückzuführen, dass das Leitelement 62 wegen seiner Auflage auf dem Elastomermate- rial der Grundfläche der Ausnehmung 56 einen geringeren vertikalen Raum zur Verfügung hat als das Leitelement 62' und daher auch flacher geneigt ist. Eine bekannte Methode der Abstimmung derartiger hydraulisch dämpfener Lager zum Erreichen bestimmter Betriebscharakte ristika besteht in der Veränderung der effektiven Länge des Überströmkanals. Das beschriebene Lager 10 lässt sich sehr einfach vor der endgültigen Montage der Zwischenplatte 22 abstimmen, indem einfach die relative Winkelstellung der oberen Platte 38 in Bezug auf den Grundkörper 36 justiert wird. Wenn z.B. eine kürzere effektive Länge des Uberström- kanals 32, als in Fig. 2 gezeigt, gewünscht ist, wo die Bo genlänge mehr als 270 beträgt, so lässt sich dies einfach dadurch erreichen, dass die Platte 38 um den gewünschten Be trag im Uhrzeigersinn relativ zum Grundkörper 36 gedreht wird. Damit verändert sich auch entsprechend Fig. 3 die re lative Lage der Leitkörper 62 und 62' zueinander, die mass gebend für die effektive Länge des Uberströmkanals 32 sind. Die gestufte Ausbildung der Platten 38 und 38' bewirkt, dass die auf die Zwischenplatte 22 ausgeübten Klemmkräfte nur an den Dichtungsabschnitten 48, 50 und 52 und am Montageab schnitt 46 des Grundkörpers 36 eine wesentliche Verformung hervorrufen. Der Montageabschnitt 46 wird dabei durch die auf ihn ausgeübten Druckkräfte radial nach aussen gestaucht. Dies bewirkt, das die Dichtungswulst 48 des Grundkörpers 36 entsprechend der Darstellung in Fig. 1 gegen die Innen fläche des Seitenwandabschnittes 16' des Lagers einerseits und mit den peripheren Rändern der Platten 38 und 38' sicher abdichtend gegeneinander verpresst ist. Die Dich tungswülste 50 und 50', die entsprechend Fig. 5 im nicht zusammengedrückten Zustand vertikal aus dem Grundkörper 36 hervorstehen, werden durch den Montagedruck so verformt, wie das in Fig. 1 gezeigt ist, so dass sie dicht mit den an liegenden Oberflächen der zentralen Bereiche der Platten 38 und 38' abschliessen. Die übrigen Bereiche des Grundkörpers 36, insbesondere auch der Bereich 44 mit der nutförmigen Ausnehmung 56 für den Uberströmkanal 32, werden bei der Montage nicht wesentlich zusammengepresst. Dies ist auch sehr wünschenswert, da ein Zusammenpressen oder eine andere Verformung des Uberströmkanals <B>32</B> die Betriebscharakteri stik des Lagers ungünstig beeinflussen kann. Zur zusätzlichen Versteifung kann wahlweise - wie in Fig. 4 und 5 dargestellt - noch ein Ring 40 im Übergangsbereich zwischen dem Entkopplungsbereich 42 und dem Uberströmkanal- bereich 44 in den Grundkörper 36 einvulkanisiert sein, um eine Übertragung von Spannungen, die beim Betrieb des La gers durch senkrechte Schwingungen der Entkopplungsmembran 54 entstehen, auf den Bereich 44 des Grundkörpers 36 zu verhindern oder zumindest auf ein Minimum zu reduzieren. Darüber hinaus kann der Ring 40 auch als Abstandshalter be züglich der Platten 38 und 38' dienen, um ein zusätzliches Zusammendrücken des Bereichs 44 zu verhindern. Dieser Ring 40 ist zweckmässigerweise mit einer Vielzahl von radialen Öffnungen 40' versehen, um damit einen ungehinderten Mate- rialfluss bei der Ausformung des Grundkörpers 36 zu ermög lichen. Neben den dargestellten konstruktiven Ausgestaltungen ist es zur Begrenzung der effektiven Länge des Uberströmkanals 32 wahlweise auch möglich, in der nutförmigen Ausnehmung 56 einen Elastomer-Materialabschnitt stehen zu lassen, wie das durch die gestrichelten Linien 44' in Fig. 3 und 4 darge- stellt ist. Die Stirnflächen verlaufen dabei ebenfalls schräg geneigt, um Strömungswirbel zu vermeiden. Anderer seits können dafür dann die gesonderten Leitvorrichtungen 62 und 62' der Platten 38 und 38' entfallen. In einer weiteren Variante kann entsprechend Fig. 6 die vorstehend beschriebene Entkopplungsmembran 54 durch ein schwebend gelagertes scheibenförmiges Entkopplungselement 66 ersetzt werden, wobei die entsprechenden Platten 38 A und 38' A eine kleinere zentrale Öffnung aufweisen. Bei Schwingungen kleinerer Amplitude schwingt die Scheibe 66 frei zwischen den zentralen Öffnungen der Platten 38 A und 38' A, wobei die Flüssigkeit um die Ränder der Scheibe 66 herumströmen kann. Bei Schwingungungen grober Amplitude legt sich die Scheibe gegen eine der zentralen Öffnungen der Platten 38 A oder 38# A an, wodurch dann die Strömung durch den Entkopplerhohlraum abgesperrt ist.

Claims: 1. A hydraulic damping bearing (10) comprising a working chamber (28) which is at least partially surrounded by a rubber-elastic wall (18), and a compensating chamber (30), which are filled with a hydraulic fluid and between which an intermediate plate (22) comprising an integral, elastomeric main body (36) with a radially outer, thicker zone (44) and a central zone (42) drawn in to the thickness of an integral membrane (54), is clamped to the outer periphery, and a circular-arc-shaped overflow channel (32) which hydraulically connects the two chambers (28, 30), characterised in that in the outer, thickened and disc-shaped zone (44) of the elastomeric main body (36), a groove-like recess (56) which forms the overflow channel (32) is inlet into one of its parallel surfaces, and that this outer, thickened zone (44) is covered by two ring-shaped plates (38, 38′) in such manner that one of the plates (38) also covers the groove-like recess (56) and thus delimits the overflow channel (32), where the two plates (38, 38′) contain a central recess whose diameter at least corresponds to that of the membrane (54), and in the thickened zone (44) form a reinforcement which prevents the deflection of the overflow channel zone (32), and that an overflow opening (60) to the working chamber (28) is inlet into one of the plates (38) in the region of the recess (56), and an overflow opening (60′) to the compensating chamber (30) is inlet into the other plate (38′), where the latter overflow opening (60′) adjoins an opening (58) in the elastomeric zone (44) located between the plate (38′) and the base of the recess (56). 2. A bearing as claimed in claim 1, characterised in that obliquely inclined guide devices (62, 62′) which extend to the base of the overflow channel (32) are inserted into the overflow openings (60, 60′). 3. A bearing as claimed in claim 2, characterised in that the guide devices (62, 62′) are formed by the material of the respective plate openings (60, 60′), which material is cut away on three sides and curves obliquely inwards. 4. A bearing as claimed in claims 1 to 3, characterised in that the groove-like recess (56) extends in the form of a circular ring over 360°, and the guide devices (62, 62′) which project into the recess (56) delimit, between them, the length of the overflow channel (32). 5. A bearing as claimed in claim 4, characterised in that the relative position of the plates (38, 38′) to one another in the peripheral direction determines the length of the overflow channel (32). 6. A bearing as claimed in claims 1 to 4, characterised in that the elastomeric intermediate plate (36) comprises, considered radially outwards, a central thin membrane zone (54), a thickened zone (44) with the groove-like recess (56) for the overflow channel (32) and with a respective ring-shaped, bead-like sealing projection (50, 50′) in the zone which adjoins the membrane (54), a clamping zone (46) of reduced thickness and a radially outer, bead-like sealing zone (48). 7. A bearing as claimed in claims 1 and 6, characterised in that the ring-shaped plates (38, 38′) which are provided with an appropriately stepped profile radially cover the clamping zone (46) and the thickened zone (44) up to and including the bead-like sealing projections (50, 50′). 8. A bearing as claimed in claim 7, characterised in that the plates (38, 38′) are clamped at the outer periphery between two flanged edges (16') of the bearing housing (16). 9. A bearing as claimed in claim 6, characterised in that radially inwards in relation to the overflow channel (32) a circumferential, metallic stiffening ring (40) which has radial openings (40′) distributed over its circumference and which is of the same height as the elastomeric body (36) is vulcanised into the elastomeric body (36).

Inventors: MARJORAM, ROBERT H.
Applicants: LORD CORPORATION
Application year: 1987
Main classification: F16F13
IPC codes: B60K5, F16F13