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Patent Searching and Data


Title:
HYDRAULICALLY DAMPING BEARING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/071156
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hydraulically damping bearing (10) comprising a working chamber (13) and a compensation chamber (14) which are filled with a hydraulically damping liquid and are separated by an intermediate plate (15). Said working chamber (13) and compensation chamber (14) are interconnected by an overflow channel (18) and a bypass channel (19) which can be opened and closed by an actuator (20) which can be electromagnetically actuated in the axial direction. According to the invention, said actuator is embodied as a sliding sleeve in the form of a hollow cylinder defining the bypass channel (19), and comprises a radially protruding armature on its outer side, said armature being received in the compensation chamber (40). The armature co-operates with an electromagnetic coil (24) received in the intermediate plate (15), and with a baffle plate (26) for opening or closing the bypass channel (19). In this way, small regulating forces and a compact structure are produced.

Inventors:
Graeve, Arndt (Bismarckstrasse 1 Koblenz, 56068, DE)
Gries, Jürgen (Rathausstrasse 31 Höhr-Grenzhausen, 56203, DE)
Application Number:
PCT/EP2003/001250
Publication Date:
August 28, 2003
Filing Date:
February 07, 2003
Export Citation:
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Assignee:
TRELLEBORG AUTOMOTIVE TECHNICAL CENTRE GMBH (Bergstrasse 63a Höhr-Grenzhausen, 56203, DE)
Graeve, Arndt (Bismarckstrasse 1 Koblenz, 56068, DE)
Gries, Jürgen (Rathausstrasse 31 Höhr-Grenzhausen, 56203, DE)
International Classes:
F16F13/26; (IPC1-7): F16F13/26
Foreign References:
US5911412A1999-06-15
US5601280A1997-02-11
DE19652502C22000-02-17
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 07 31 July 1996 (1996-07-31)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 05 31 May 1999 (1999-05-31)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 12 25 December 1997 (1997-12-25)
Attorney, Agent or Firm:
Preissner, Nicolaus (Flügel Preissner Kastel Haimhauserstrasse 1 München, 80802, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Hydraulisch dämpfendes Lager mit einer Arbeitskammer (13) und einer Ausgleichskammer (14), die mit einer hydraulisch dämpfendes Flüssigkeit gefüllt und durch eine Zwischenplatte (15) voneinander getrennt sind, wobei die Arbeitskammer (13) und die Ausgleichs kammer (14) durch einen Überströmkanal (18) und einen Bypaßka nal (19) miteinander verbunden sind, der durch ein elektromagne tisch in Axialrichtung betätigbares Stellglied (20) freigebbar und ver schließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (20) als hohlzylinderförmige Schiebehülse ausgebildet ist, die den Bypaßka nal (19) begrenzt und an ihrer Außenseite einen radial abragenden, in der Ausgleichskammer (14) aufgenommenen Anker (21) aufweist, der einerseits mit einer in der Zwischenplatte (15) aufgenommen e lektromagnetischen Spule (24) und andererseits mit einer den By paßkanal (19) freigebenden oder verschließenden Prallplatte (26) zusammenwirkt.
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stell glied (20) eine Rückstellfeder (23) zugeordnet ist.
3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rück stellfeder (23) spiralförmig ausgebildet ist und am Innenumfang des Stellglieds festgelegt ist.
4. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (21) des Stellglieds (20) einen Steuerkonus (21b) aufweist.
5. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (20) eine hohlzylinderförmige Gleithülse (22) aus einem nicht magnetisierbarem Material, vorzugsweise aus Kunst stoff, aufweist.
6. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (26) in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Stege (27) aufweist, die an der Zwischenplatte (15) festgelegt sind.
7. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischenplatte (15) eine Entkopplungsmembran (28) an geordnet ist, die von der hydraulischen Flüssigkeit der Arbeitskam mer (13) beaufschlagt ist.
8. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischenplatte eine Entkopplungsmembran (28) ange ordnet ist, deren Freiweg durch die elektromagnetische Spule (24) steuerbar ist.
9. Hydrolager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsmembran (28) aus einem elastomeren Material besteht und ein Einlegteil (31) aus einem magnetisierbarem Material auf weist.
10. Hydrolager nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Entkopplungsmembran (28) ringförmig ausgebildet ist.
Description:
Hydraulisch dämpfendes Lager Die Erfindung betrifft eine hydraulisch dämpfendes Lager mit einer Ar- beitskammer und einer Ausgleichskammer, die mit einer hydraulisch dämpfenden Flüssigkeit gefüllt und durch eine Zwischenplatte voneinan- der getrennt sind, wobei die Arbeitskammer und die Ausgleichskammer durch einen Überströmkanal und einen Bypaßkanal miteinander verbun- den sind, der durch ein elektromagnetisch in Axialrichtung betätigbares Stellglied freigebbar und verschließbar.

Ein derartiges Lager, das als Motorlager bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommt, ist aus der US 5,601, 280 bekannt. Das Lager weist eine von einer Tragfeder aus elastomerem Material begrenzte Arbeitskammer auf, die durch eine Zwischenplatte von einer Ausgleichskammer getrennt ist, in der ein Überströmkanal und ein Bypaßkanal eingebracht sind, die jeweils in Axialrichtung verlaufen. Die Arbeitskammer und die Ausgleichskammer sind mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt. Dem Bypaßkanal ist ein ansteuerbares Stellglied zugeordnet, das ein in der Arbeitskammer ange- ordnetes Schaltventil aufweist. Über einen Stößel ist das Schaltventil mit einer elektromagnetischen Steuereinrichtung verbunden, die außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, das die flüssigkeitsgefüllten Kammern um- gibt. Durch die Anordnung des Schaltventils in der Arbeitskammer arbeitet das Stellglied gegen den hydraulischen Druck der Arbeitskammer. Hier- durch sind relativ hohe Stellkräfte erforderlich. Weiterhin macht die Anord- nung der elektromagnetischen Steuereinrichtung außerhalb des Gehäu-

ses eine Abdichtung des Ventilstößels erforderlich und führt weiterhin zu einem erhöhten Raumbedarf.

Aus der DE 196 52 502 C2 ist ein weiteres hydraulisch dämpfendes Lager bekannt, bei dem der Bypaßkanal mit einem stempelförmigen Stellglied freigebbar und verschließbar ist. Das Stellglied ist pneumatisch ansteuer- bar, wofür ein eine die Ausgleichskammer umgebende Luftkammer vorge- sehen ist. Auch hier arbeitet das Stellglied gegen den hydraulischen Druck in der Arbeitskammer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein hydraulisch dämpfendes Lager der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß bei kompak- ter Bauweise nur geringe Stellkräfte erforderlich sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem hydraulisch dämpfenden Lager der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß das Stellglied als hohlzy- linderförmige Schiebehülse ausgebildet ist, die den Bypaßkanal begrenzt und an ihrer Außenseite einen radial abragenden, in der Ausgleichskam- mer aufgenommenen Anker aufweist, der einerseits mit einer in der Zwi- schenplatte aufgenommenen elektromagnetischen Spule und andererseits mit einer den Bypaßkanal freigebenden oder verschließenden Prallplatte zusammenwirkt.

Bei dem erfindungsgemäßen Lager sind nur geringe Stellkräfte erforder- lich, da das in der Zwischenplatte aufgenommene Stellglied einen in der Ausgleichskammer aufgenommenen als Schaltventil wirkenden Anker aufweist, wodurch dieser nicht gegen den Druck der Arbeitskammer arbei- ten muß. Weiterhin zeichnet sich das erfindungsgemäße Lager durch eine sehr kompakte Bauweise aus, da das gesamte elektromagnetische Sys- tem innerhalb des Lagergehäuses untergebracht ist. Hierbei ist die elekt- romagnetische Spule, die das Stellglied betätigt, in der Zwischenplatte aufgenommen. Durch diese Bauweise ist auch eine Abdichtung des Stell-

glieds gegenüber dem Gehäuse entbehrlich. Weiterhin kann die auftreten- de Verlustwärme an die hydraulische Flüssigkeit abgegeben werden.

Im eingebauten Zustand ermöglicht das dem Bypaßkanal zugeordnete ansteuerbare Stellglied eine vom Betriebszustand abhängige Steuerung der Steifigkeit. So wird der Bypaßkanal vorteilhaft im Leerlauf des abzu- stützenden Motors geöffnet, wodurch eine Absenkung der Steifigkeit be- wirkt wird. Im Fahrbetrieb ist demgegenüber der Bypaßkanal geschlossen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unter- ansprüchen.

Vorteilhaft ist dem Stellglied eine Rückstellfeder zugeordnet. Hierdurch wird erreicht, daß das Stellglied bei einem Spannungsabfall in die Aus- gangslage zurückgesetzt wird.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Rückstellfeder spiralförmig ausgebildet und am Innenumfang der Stellglieds festgelegt. Dies wird vor- teilhaft dadurch erreicht, daß am Innenumfang des hohlzylinderförmigen Stellglieds eine die Rückstellfeder abstützender Absatz eingebracht ist.

Stirnseitig stützt sich die Rückstellfeder an der Zwischenplatte ab.

In vorteilhafter Ausgestaltung weist der Anker des Stellglieds einer Steuerkonus auf, der am Hubanfang die Stellkraft wesentlich erhöht.

Um die auftretenden Reibkräfte zu reduzieren weist das Stellglied eine hohizylinderförmige Gleithülse aus einem nicht magnetischen Material, vorzugsweise aus Kunststoff, auf.

Vorteilhaft weist die Prallplatte in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Stege auf, die an der Zwischenplatte festgelegt sind. Im angesteuerten Zustand des Stellglieds wird der Anker von der Prallplatte entfernt, wo- durch der Bypaßkanal mit der Ausgleichskammer flüssigkeitsleitend ver- bunden wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist in der Zwischenplatte eine Entkopp- lungsmembran angeordnet, die von der hydraulischen Flüssigkeit der Ar- beitskammer beaufschlagt ist. Eine derartige Entkopplungsmembran, die prinzipiell bei hydraulisch dämpfenden Lagern bekannt ist, verhindert bei hohen Frequenzen und kleinen Amplituden ein Überströmen der Flüssig- keit durch den Überströmkanal und somit eine hydraulische Dämpfung.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Freiweg der Entkopplungs- membran durch die elektromagnetische Spule steuerbar.

In vorteilhafter Weiterbildung besteht die Entkopplungsmembran aus ei- nem elastomeren Material und weist ein Einlegeteil aus einem magneti- sierbaren Material auf. Bei einer Ansteuerung der elektromagnetischen Spule kann hierdurch der Freiweg der Entkopplungsmembran beschränkt werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Entkopplungsmembran ringförmig ausgebildet.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen nä- her erläutert, die in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellt sind. Hierbei zeigen : Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform eines er- findungsgemäßen Lagers, und Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagers.

Fig. 1 zeigt ein hydraulisch dämpfendes Lager 10, das als Motorlager bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommt. Das Lager 10 weist eine Tragfeder 11 aus elastomerem Material auf, die einen motorseitigen Lagerkern 12 abstützt. Die Tragfeder 11 stützt sich randseitig an einem Gehäuse 17 ab, das das Lager am Außenumfang begrenzt.

Die Tragfeder 11 begrenzt eine Arbeitskammer 13, die von einer Aus- gleichskammer 14 durch eine Zwischenplatte 15 getrennt ist. Die Aus- gleichskammer 14 wird von einer nachgiebigen Ausgleichskappe 16 aus einem elastomerem Material begrenzt.

Die Arbeitskammer 13 und die Ausgleichskammer 14 sind mit einer hyd- raulischen Flüssigkeit gefüllt. In der Zwischenplatte 15 ist ein die Arbeits- kammer 13 und die Ausgleichskammer 14 verbindender Überströmkanal 18 vorgesehen, der spiralförmig verläuft. Weiterhin ist die Arbeitskammer 13 und die Ausgleichskammer 14 durch einen in Axialrichtung verlaufen- den im Zentrum der Zwischenplatte 15 angeordneten Bypaßkanal 19 ver- bunden.

Dem Bypaßkanal 19 ist ein ansteuerbares Stellglied 20 zugeordnet, wo- durch der Bypaßkanal 19 freigebbar und verschließbar ist. Das Stellglied 20 ist hohlzylinderförmig ausgebildet und begrenzt den Bypaßkanal 19 randseitig. Das Stellglied 20 wirkt stirnseitig mit einer Prallplatte 26 zu- sammen, die in der Arbeitskammer 14 angeordnet ist und über am Au- ßenumfang der Prallplatte 26 versetzt angeordnete Stege 27 an der Un- terseite der Zwischenplatte 15 festgelegt ist.

Das Stellglied 20 weist einen Anker 21 aus magnetisierbarem Material auf, der mit einem ringförmigen horizontal ausgerichteten Bereich 21 a ausge- bildet ist. In der Schließstellung des Stellglieds 20 liegt der Bereich 21a des Ankers 21 an der Innenseite der Prallplatte 26 an und verschließt den Bypaßkanal. Um am Hubanfang die Stellkraft zu erhöhen weist der Anker 21 weiterhin einen Steuerkonus 21 b auf. An dem Steuerkonus 21 b ist formschlüssig eine Gleithülse 22 aus nicht magnetisierbarem Kunststoff festgelegt. Hierdurch wird eine reibungsfreie Führung des Stellglieds am Innenumfang des Bypaßkanals 19 erreicht. An einem Absatz 22a der Gleithülse 22 stützt sich eine spiralförmige Rückstellfeder 23 ab, die stirn- seitig an der Zwischenplatte 15 anliegt.

In der Zwischenplatte 15 ist eine elektromagnetische Spule 24 aufgenom- men, die von einen näherungsweise U-förmigen Joch 25 umgeben ist. Die elektromagnetische Spule 24 wirkt mit dem Anker 21 des Stellglieds 20 zusammen.

Im Bereich der Arbeitskammer 13 ist an der Zwischenplatte 15 eine Ent- kopplungsmembran 28 angeordnet, die ringförmig ausgebildet ist und von der Flüssigkeit der Arbeitskammer beaufschlagt ist.

Nachfolgend soll die Funktionsweise des Lagers 10 erläutert werden.

Im dargestellten Schließzustand des Stellglieds 20, der durch die Rück- stellfeder 23 bewirkt wird, liegt der Anker 21 des Stellglieds 20 an der Prallplatte an und verschließt den Bypaßkanal 19. In der Schließstellung des Bypaßkanals 19 liegt eine höhere Steifigkeit vor, wie dies beispiels- weise im Fahrbetrieb gewünscht wird.

Eine Reduzierung der Steifigkeit, wie sie beispielsweise im Leerlaufbetrieb gewünscht wird, wird durch Öffnung des Bypaßkanals 19 erzielt. Hierzu wird die elektromagnetische Spule 24 angesteuert, wodurch das Stellglied 20 in Axialrichtung gegen die Rückstellfeder 23 versetzt wird. Da der An- ker 21 in der Ausgleichskammer 14 angeordnet ist, sind nur relativ geringe Stellkräfte erforderlich. Weiterhin reduziert die am Stellglied 20 vorgese- hene Gleithülse 22 die auftretenden Reibkräfte. Der Steuerkonus 21 b, der am Anker 21 vorgesehen ist, bewirkt eine Erhöhung der Stellkraft am Hu- banfang.

Da das gesamte elektromagnetische System, das heißt der Anker 21 und die elektromagnetische Spule 24 innerhalb des Lagergehäuses 17 ange- ordnet sind, zeichnet sich das Lager 10 durch eine sehr kompakte Bau- weise aus. Darüber hinaus kann eine Abdichtung des Stellglieds 20 ge- genüber dem Lagergehäuse 17 entfallen, da das Stellglied 20 innerhalb des Lagergehäuses 17 angeordnet ist. Des weiteren kann entstehende

Verlustwärme des Aktors 21 an die hydraulische Flüssigkeit abgegeben werden.

Das in Figur 2 dargestellte hydraulisch dämpfende Lager 30, zu dessen nachfolgender Beschreibung die eingeführten Bezugszeichen für gleiche oder funktionsgleiche Teile verwendet werden, zeichnet sich durch einen prinzipiell ähnlichen Aufbau wie das Lager 10 gemäß Figur 1 aus.

Das Lager 30 besitzt eine Arbeitskammer 13 und eine Ausgleichskammer 14, die durch eine Zwischenplatte 15 voneinander getrennt sind. Die Ar- beitskammer 13 und die Ausgleichskammer 14 sind durch einen Über- strömkanal 18 und einen Bypaßkanal 19 miteinander verbunden. Im By- paßkanal 19 ist ein steuerbares Stellglied 20 zugeordnet, das mit einer in der Ausgleichskammer angeordneten Prallplatte 26 zusammenwirkt.

Das Stellglied 20 weist einen Anker 21 auf, der mit einer in der Zwischen- platte 15 angeordneten elektromagnetischen Spule 24 zusammenwirkt. In der Zwischenplatte 15 ist ein Käfig 32 ausgebildet, in dem eine ringförmige Entkopplungsmembran 28 aus einem elastomeren Material aufgenommen ist. Die Entkopplungsmembran 28 weist ein Einlegeteil 31 aus einem mag- netisierbarem Material, beispielsweise Metall, auf. Das Einlegeteil 31 wirkt mit der Spule 24 zusammen, wodurch der Freiweg der Entkopplungs- membran 28 steuerbar ist.

Bei Ansteuerung der Spule 24 wird somit einerseits der Bypaßkanal 19 freigegeben und andererseits die Entkopplungsfunktion der Entkopp- lungsmembran 28 abgeschaltet. Diese Schaltposition wird im Leerlaufbe- trieb eingenommen. Hierdurch wird bei geringer Steifigkeit eine maximale Pumpwirkung des Lagers 30 erzielt. Demgegenüber ist im Fahrbetrieb der Bypaßkanal 19 geschlossen und die Entkopplungsmembran 28 freigege- ben.

Bezugszeichenliste 10 = Lager 11 = Tragfeder 12 = Lagerkern 13 = Arbeitskammer 14 = Ausgleichskammer 15 = Zwischenplatte 16 = Ausgleichskappe 17 = Lagergehäuse 18 = Überströmkanal 19 Bypaßkanal <BR> <BR> 20 = Stellglied<BR> 21 = Anker 22 Gleithülse 23 Rückstellfeder 24 = elektromagnetische Spule 25 = Joch 26 Prallplatte 27 = Steg 28 = Entkopplungsmembran 30 = Lager 31 = Einlegteil 32 = Käfig