Lager, insbesondere Gummilager, werden in der Automobilindustrie im großen Umfang eingesetzt. Die Automobilhersteller sind um eine ständige Erhöhung des Komforts der Fahrzeuge bemüht. Neben der Erweiterung und Verbesserung der Bedienfunktionen kommt in diesem Zusammenhang vor allem Dämpfung- maßnahmen eine große Bedeutung zu, deren Ziel darin besteht, dass von den Schwingungsquellen des Fahrzeugs bzw. durch Fahrbahnunebenheiten verursachte Geräusche und Vibrationen weitgehend von der Fahrgastzelle ferngehalten werden.

Dabei kommen in der Regel Gummilager und-buchsen zum Einsatz. Ihre Feder- und Dämpfungseigenschaften werden zum Beispiel zur Lagerung des Motors oder des Hilfsrahmens genutzt. Abhängig vom speziellen Einsatzfall des jeweiligen Lagers werden unterschiedliche Anforderungen an dessen Feder-und Dämpfungseigenschaften gestellt. Eine Anpassung an diese unterschiedlichen Anforderungen wird im Allgemeinen durch die Variation der Lagergeometrie und/oder der Härte sowie der Elastizität des Gummis erreicht. Allerdings sind die hierdurch gegebenen Möglichkeiten begrenzt. Hohe Schwingungsamplituden bestimmter Frequenzen, wie sie zum Beispiel beim Leerlauf des Motors oder aufgrund periodischer Krafteinwirkungen auf das Fahrwerk auftreten, können mit Gummilager herkömmlicher Bauart nur unzureichend gedämpft werden oder bedingen unerwünscht große Lagerrnassen. Immer häufiger kommen daher

Hydrolager zum Einsatz, welche auch bei einer geringen Eigenmasse eine wirkungsvolle Dämpfung hoher Schwingungsamplituden ermöglichen.

Die Hydrolager bestehen aus einem von Gummilager herkömmlicher Bauart bekannten elastomeren Tragkörper und einem schwingungsfähigen System. Das schwingungsfähige System wird ausgebildet durch in den Tragkörper eingeordnete Kammern zur Aufnahme eines fluiden Dämpfungsmittels, deren Wände und einem oder mehreren, die Kammern miteinander verbindenden Überströmkanälen. Als Dämpfungsmittel kommt in der Regel ein Gemisch aus vorzugsweise Glykol und Wasser zum Einsatz. Beim Eintragen von Schwingungen in derartige Lager ändert sich aufgrund des Einfederns das Volumen der Kammern. Diese Volumenänderung wird durch die flexiblen Kammerwände aufgenommen. Jedoch setzen die Kammerwände der Formänderung einen Widerstand entgegen, der zu einer Druckänderung in den Kammern führt. Ein Maß für die Druckänderung durch Volumenverdrängung wird als Beulfederrate bezeichnet. Durch den die Kammern miteinander verbindenden Kanal erfolgt, in Folge eines Überströmens des Dämpfungsmittels von einer Kammer in die andere, ein Druckausgleich. Bei niedrigen Frequenzen der Schwingungen erfolgt der Druckausgleich unmittelbar zwischen den Kammern, so dass lediglich der elastomere Tragkörper zur Federung und Dämpfung des Lagers beiträgt. Mit steigender Schwingungsfrequenz wird allerdings die Dämpfung zunehmend durch das schwingungsfähige System, nämlich durch die Masse der im Kanal hin und her schwingenden Flüssigkeit bewirkt. Oberhalb einer bestimmten Frequenz (Resonanzfrequenz) kann jedoch die sich hin und her bewegende Flüssigkeit, aufgrund ihrer Trägheit, den eingetragenen Schwingungen nicht mehr folgen. Das Dämpfungsverhalten des Lagers bricht zusammen und über den von der Flüssigkeit auf die Kammerwände ausgeübten Druck entsteht eine sich zur Steifigkeit des Tragkörpers addierende Steifigkeit. Die Resonanzfrequenz des jeweiligen Lagers hängt dabei von der Lagergeometrie, insbesondere der Geometrie des Kanals und der Flüssigkeitsmenge ab. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit und Konstruktion der zu verbindenden Komponenten und Module ist es erforderlich die Lager hinsichtlich ihrer Resonanzfrequenz unterschiedlich abzustimmen. Selbst geringe Änderungen der Konstruktion, wie sie bei der Fahrzeugentwicklung häufiger erforderlich sind, wirken sich unmittelbar auf die für die Lager vorzunehmende Abstimmung aus. Insoweit ist es wünschenswert die Lager so auszubilden, dass deren Dämpfungsverhalten an die veränderten Bedingungen einfach

angepasst werden kann. Eine hierzu bekannte Möglichkeit besteht zum Beispiel in der Veränderung der Eigenschaften des Tragkörpers, indem parallel oder in Reihe zum eigentlichen Hydrolager eine zusätzliche Feder-bzw. Gummianordnung positioniert wird.

Darüber hinaus sind zu diesem Zweck auch bereits Lager mit veränderlicher Kanallänge oder variablem Kanalquerschnitt bekannt geworden. Entsprechend den bisherigen Lösungen werden hierfür elektrische, hydraulische oder pneumatische Antriebe benutzt.

Mittels dieser werden Aktuatoren im Lager betätigt und so dessen Lagergeometrie bzw. die Eigenschaften seines Tragkörpers verändert. Dies erfordert jedoch bewegte Teile innerhalb des Lagers und Durchführungen zum Bewegen der entsprechenden Teile. In der Folge steigen die Anforderungen an die Abdichtung der vom Dämpfungsmittel durchflossenen Bereiche des Lagers.

Aus der DE 199 59 391 A 1 ist ein hydraulisch dämpfendes Lager bekannt, dessen Steifigkeitseigenschaften gezielt verändert werden können. Das Lager weist neben einem Überströmkanal zwei kurze Entkopplungskanäle auf. Mittels dieser Entkopplungskanäle wird das schwingungsfähige System des Lagers bei kleinen Amplituden entkoppelt. Im Lager auftretende Druckunterschiede werden dabei nicht über den Überströmkanal, sondern über die Entkopplungskanäle ausgeglichen. Das schwingungsfähige System ist also beim Auftreten von Schwingungen niedriger Amplitude kurzgeschlossen. Nach der in der Druckschrift offenbarten Lösung ist in die Entkopplungskanäle jeweils ein Schwingkörper eingeordnet. Dieser Schwingkörper bremst den Flüssigkeitsstrom durch die Entkopplungskanäle. In Abhängigkeit von der Stärke dieser Bremswirkung kann die Amplitude beeinflusst werden, ab welcher der Überströmkanal zum Druckausgleich beiträgt, d. h. es kann der Grad der Entkopplung eingestellt werden. Gemäß der Schrift wird eine Veränderung der Bremswirkung mittels eines Stiftes erreicht, der mit veränderlicher Kraft seitlich auf den Schwingungskörper drückt. Die veränderliche Kraft wird bei einer durch die Schrift offenbarten Ausführungsform des Lagers berührungslos auf den Stift übertragen und dabei senkrecht bzw. quer zur Längsrichtung der Entkopplungskanäle eingetragen. Sie wird beispielsweise von einem Magneten generiert.

Das beschriebene Lager wirkt also übertragen auf die Elektrotechnik, vergleichbar einem Schwellwertschalter. In Abhängigkeit der senkrecht auf den Schwingungskörper einwirkenden Kraft wird dabei der Schwellwert festgelegt (Schwingungsamplitude), bis zu

dessen Erreichen, das schwingungsfähige System aus dem Gesamtsystem entkoppelt wird.

Eine gezielte Beeinflussung der nach dem Überschreiten dieses Schwellwertes einsetzenden, durch das schwingungsfähige System hervorgerufenen Dämpfung ist jedoch mit dieser Anordnung nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren anzugeben, welches eine unmittelbare Beeinflussung des komplexwertigen Übertragungsverhaltens eines Hydrolagers ermöglicht. Weiterhin besteht die Aufgabe in der Schaffung eines zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Lagers.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Das zur Durchführung des Verfahrens geeignete Lager ist durch die Merkmale des ersten vorrichtungsbezogenen Anspruchs charakterisiert. Vorteilhafte Aus-bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind durch die jeweiligen Unteransprüche gegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf das Betreiben eines Hydrolagers, welches aus einem elastomeren Tragkörper und einem schwingungsfähigen System gebildet ist. Dabei umfasst das schwingungsfähige System zumindest in den Tragkörper eingeordnete Kammern zur Aufnahme eines fluiden Dämpfungsmittels, deren als Beulfedern wirkende Wände und einen oder mehrere die Kammern miteinander verbindende Überströmkanäle. Mittels des Verfahrens wird das komplexwertige Übertragungsverhalten bzw. das Dämpfungsverhalten des Lagers in vorgegebener Weise dadurch beeinflusst, dass unmittelbar in das schwingungsfähige System, nämlich im Bereich des Überströmkanals oder der Überströmkanäle, eine definierte Kraft berührungslos in das Lager eingetragen wird. In erfindungsgemäßer Weise wird der Richtungsvektor dieser Kraft dem Richtungsvektor des sich bei einer Beanspruchung des Lagers durch den Überströmkanal oder die Überströmkanäle bewegenden Dämpfungsmittels parallel, gleich-oder gegenphasig überlagert.

Unter"komplexwertig"ist dabei zu verstehen, dass sowohl der Betrag der Steifigkeit als auch die Phase zwischen der Anregung und der übertragenen Kraftwirkung durch die Erfindung beeinflußt wird, wobei der phasenverschobene Anteil dem Dämpfungsverhalten des Lagers entspricht.

Im Sinne der Erfindung handelt es sich bei der in das schwingungsfähige System eingetragenen Kraft um eine statische Kraft zur Festlegung des komplexwertigen Übertragungsverhaltens bzw. der Dämpfungscharakteristik des Lagers, entsprechend seines vorgesehenen Einsatzzwecks oder um eine dynamisch veränderliche Kraft, deren Betrag und/oder Richtungsvektor sich korrespondierend mit der jeweiligen Beanspruchung des Lagers bei dessen Einsatz verändert.

Entsprechend einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die in das schwingungsfähige System eingetragene Kraft von einem Magnetfeld verursacht, wobei das schwingungsfähige System dann zumindest ein durch die Kraft des Magnetfeldes verschiebbares Masseelement umfasst, auf welches diese Kraft wirkt. Bei einer praxisgerechten Ausführungsform wird die einwirkende Kraft von einem Elektromagneten erzeugt. Dabei ist abhängig vom jeweiligen Einsatzfall auch ein Verfahrensregime vorgesehen, bei dem die Richtung des von dem Elektromagneten erzeugten elektromagnetischen Feldes während des Lagerbetriebes durch Beaufschlagung mit einer Wechselspannung veränderlich ist, so dass im Ergebnis das komplexwertige Übertragungsverhalten des Lagers in Reaktion auf seine jeweilige Beanspruchung beeinflussbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet, statische und/oder dynamische Kräfte berührungslos an die Masse der sich im Kanal befindenden Flüssigkeitssäule anzukoppeln.

Dies kommt einer unmittelbaren, aber berührungslosen Beeinflussung des schwingungsfähigen Systems gleich, welches durch die Kanalmasse (Flüssigkeitssäule) und die Federrate der von den Wänden der Kammern ausgebildeten Beulfedern geprägt wird. Hierdurch lässt sich das Komplexwertige Übertragungsverhalten des Lagers im Sinne einer Vorabstimmung vor seinem Einbau oder im Hinblick auf eine variable Reaktion auf auftretende Belastungen sehr genau und flexibel einstellen. Dies geht deutlich über eine bedarfsweise bloße Entkopplung des schwingungsfähigen Systems vom Gesamtsystem hinaus. Durch das unmittelbare Angreifen an dem schwingungsfähigen System und die parallele Überlagerung des die Bewegung der schwingenden Flüssigkeit beschreibenden Richtungsvektors mit dem Vektor der angreifenden Kraft ist es dabei möglich, der Bewegung der Flüssigkeitssäule entgegenzuwirken (gegenphasige Überlagerung) oder diese zu unterstützen (gleichphasige Überlagerung). Durch die

gleichzeitige Variation des Betrages der einwirkenden Kraft ist somit die Dämpfungswirkung des Lagers innerhalb bestimmter Grenzen völlig frei einstellbar.

Das zur Durchführung des Verfahrens geeignete Hydrolager ist wahlweise als Motor-bzw.

Fahrwerkslager oder als Buchsenlager ausgebildet. In an sich bekannter Weise umfasst es einen elastomeren Tragkörper und ein schwingungsfähiges System, welches von in den Tragkörper eingeordneten Kammern zur Aufnahme eines fluiden Dämpfungsmittels, deren als Beulfeder wirkenden Wänden sowie einem oder mehreren die Kammern miteinander verbindenden Überströmkanälen gebildet wird. In erfindungswesentlicher Weise wird dabei wenigstens von einem Überströmkanal ein Masseelement aufgenommen, welches von einer mittels eines Magnetfeldes erzeugten Kraft in dem Überströmkanal verschiebbar und damit hinsichtlich seiner in Addition zur Rückstellkraft der Beulfedern des schwingungsfähigen Systems wirksam werdenden Kraft beeinflussbar ist. Der Begriff Addition bezieht sich dabei auf eine vektororientierte Betrachtung der einander überlagernden Kräfte und kann insoweit natürlich auch eine betragsmäßige Subtraktion bedeuten.

Entsprechend einer praxisgerechten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagers handelt es sich bei dem Masseelement um einen kolbenförmigen Festkörper. Für die Erzeugung der aus einem Magnetfeld resultierenden Kraft sind unterschiedliche Möglichkeiten gegeben. Eine besteht darin, dass das Masseelement als ein weichmagnetischer Festkörper ausgebildet ist, auf den ein Magnetfeld einwirkt, welches von einem außerhalb des Überströmkanals, in dessen Nähe angeordneten Dauermagneten oder Elektromagneten erzeugt bzw. generiert wird. Gemäß einer anderen Ausbildungsform ist das Masseelement ein Permanentmagnet, auf den das Magnetfeld eines anderen Dauermagneten oder einer stromdurchflossenen Spule einwirkt. Schließlich kann das Masseelement selbst eine kurzgeschlossene Spule aufnehmen oder als eine solche ausgebildet sein, wobei vermittels eines veränderlichen äußeren Magnetfeldes eine Spannung in dieser Spule induziert wird. Durch die Spannung werden in der Spule Wirbelströme erzeugt, welche ein der jeweiligen Ursache entgegengerichtetes Magnetfeld um die Spule und damit das Masseelement aufbauen. Das veränderliche äußere Magnetfeld kann dabei zum Beispiel von einem in den Tragkörper eingelegten und sich bei der

Beanspruchung des Lagers in seiner Lage zur Spule verändernden Permanentmagneten generiert werden.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels nochmals näher erläutert werden. Die zugehörige Fig. 1 zeigt, vergleichbar einem Ersatzschaltbild, die schematische Darstellung eines Lagers, wobei es zur Erläuterung des Wirkprinzips der Erfindung nicht von Bedeutung ist, ob es sich dabei beispielsweise um ein Motorlager mit axial übereinander angeordneten Dämpfungsmittelkammern oder um ein Buchsenlager mit zumeist radial gegenüberliegenden Kammern handelt.

Das Lager stellt, in dieser Weise betrachtet, eine Art Parallelschaltung zwischen dem elastomeren Tragkörper 1-verdeutlicht durch symbolisierte Tragfedern-und dem schwingungsfähigen System 2, 2', 3,7, 7'dar, welches zumindest Kammern 2, 2'zur Aufnahme eines fluiden Dämpfungsmittels, die als Beulfedern 7, 7'wirkenden Wände der Kammern 2, 2'und einen oder mehrere-im Beispiel einen-die Kammern 2, 2' verbindenden Überströmkanal 3 umfasst. Auf das Lager einsatzbedingt einwirkende Kräfte werden in dieses über die Wirkflächen 6, 6'eingetragen. Soweit es sich dabei um niederfrequente Schwingungen handelt, führen diese in den Kammern 2, 2'zu einer Volumenänderung, welche eine Veränderung des auf das in den Kammern enthaltene fluide Dämpfungsmittel wirkenden Drucks nach sich zieht. Allerdings erfolgt bei derart niedrigen Schwingungsfrequenzen ein sofortiger Druckausgleich zwischen den Kammern 2, 2', da das Dämpfungsmittel unmittelbar über den Überströmkanal von der sich in ihrem Volumen verringernden Kammer 2 oder 2'in die jeweils andere Kammer 2' oder 2 strömt. Das aus den Kammern 2, 2'mit den Beulfedern 7, 7', dem (nicht erkennbaren) fluiden Dämpfungsmittel und dem Kanal 3 gebildete schwingungsfähige System 2, 2', 3,7, 7'trägt dadurch bei auftretenden niederfrequenten Schwingungen im Grunde nicht zur Dämpfung bei. Die Federung bzw. Dämpfung des Lagers wird bei derartigen Betriebsbedingungen vielmehr nur durch dessen elastomeren Tragkörper 1 beeinflusst.

Mit steigender Frequenz der auf das Lager im Betriebszustand einwirkenden Schwingungen kommt jedoch dem Beitrag des schwingungsfähigen Systems zur Dämpfung eine zunehmende Bedeutung zu. Dieser Beitrag resultiert aus der von der Verformbarkeit der Kammerwände bestimmten Federrate der Beulfedern 7, 7', der inneren

Reibung des Dämpfungsmittels bei seiner Bewegung durch den Kanal und aus Staudruckverlusten, welche beim Hin-und Herschwingen der Flüssigkeit entstehen. Das komplexwertige Übertragungsverhalten, die Dämpfungscharakteristik und folglich auch die Resonanzfrequenz wird dabei sehr wesentlich von der sogenannten Kanalmasse bestimmt. Genau hier setzt die Erfindung an. Bei dem erfindungsgemäßen Lager ist, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ein Masseelement 4 in den Überströmkanal 3 eingebracht. In dem dargestellten Beispiel handelt es sich dabei um einen kolbenartigen Dauermagneten.

Mittels eines weiteren in seiner Nähe außerhalb des Überströmkanals angeordneten Magneten 5 (Dauermagnet oder stromdurchflossene Spule bzw. Elektromagnet) ist der Kolben aufgrund der magnetischen Anziehungs-oder Abstoßungskräfte im Kanal 3 berührungslos bewegbar. Dies entspricht dem unmittelbaren Eintrag einer auf das schwin- gungsfähige System wirkenden Kraft in den Kanal 3. Der Richtungsvektor dieser Kraft überlagert sich parallel dem Richtungsvektor der sich im Kanal 3 bewegenden Flüssigkeit bzw. der dieser Bewegung entsprechenden Kraft. Je nach dem, ob diese Überlagerung zu einem bestimmten, jeweils betrachteten Zeitpunkt gleich-oder gegenphasig erfolgt, wird dabei die Wirkung der Beulfeder 7 bzw. 7'verringert (gleichphasige Überlagerung) oder erhöht (gegenphasige Überlagerung). Sofern der Krafteintrag durch zeitlich veränderliche, beispielsweise von einem mit einer Wechselspannung beaufschlagten Elektromagneten generierte Magnetfelder in Richtung und Betrag wechselt, ist dabei das komplexwertige Übertragungsverhalten des Lagers nicht nur im Hinblick auf eine Vorabstimmung, sondern auch dynamisch veränderbar. Der Arbeitspunkt des Lagers kann somit ohne Veränderung der Kanalgeometrie statisch oder dynamisch, also auch in Reaktion auf die jeweilige Beanspruchung innerhalb gewisser Grenzen eingestellt werden.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die dynamische Steifigkeit weit oberhalb der Resonanzfrequenz des Hydrolagers-bzw. der Hydrobuchse von der in das schwingungsfähige System eingetragenen Kraft völlig unbeeinflusst bleibt. Zudem ist ein weiterer Vorteil darin zu sehen, dass sich bei einem Ausfall der Erregung, also beispielsweise des Elektromagneten, dessen Magnetfeld auf den Kolben wirkt, dennoch ein definierter Arbeitszustand einstellt, welcher sich aus der Kanalmasse entsprechend dem üblichen Aufbau des Lagers zuzüglich der Masse des unbeeinflussten Masseelements ergibt. Ferner ergeben sich beim Einsatz von Spulen durch den hinsichtlich seines zeit- lichen Verlaufs nahezu beliebig gestaltbaren Spulenstrom vielfältige Möglichkeiten der

Beeinflussung des schwingungsfähigen Systems. Etwaige Führungen oder Gelenke sind wegen des Fehlens komplizierter bewegter Teile nicht erforderlich. Der Lageraufbau bleibt dadurch vergleichsweise einfach, was sich in günstigen Gestehungskosten niederschlägt.

Ebenso sind zusätzliche Dichtungen entbehrlich, da besondere Dichtungsmaßnahmen nicht erforderlich werden. Dies wirkt sich ebenfalls günstig auf die Herstellungskosten aus und erhöht die Zuverlässigkeit des Lagers.

Bezugszeichenliste 1 elastomerer Tragkörper 2, 2'Kammer 2 Masseelement 3 Kanal 4 Masseelement 5 Magnet (als Permanentmagnet oder Elektromagnet bzw. stromdurchflossene Spule 6, 6'Wirkfläche 7, 7'Beulfeder