DE69718236T2

DE69718236T2 - Flüssigkeitsgefülltes,elastisches Lager mit Öffnungsdurchlässen die so eingestellt sind,dass Empfangs-Schwingungen von jeweiligen verschiedenen Frequenzfeldern gedämpft werden

Info

Publication number: DE69718236T2
Application number: DE69718236T
Authority: DE
Inventors: Akiyoshi Ide; Katsuhiko Katagiri
Original assignee: Tokai Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2017-05-24
Also published as: EP0809040A2; EP0809040A3; CA2207015C; DE69718236D1; JPH09310732A; US5769402A; EP0809040B1; CA2207015A1; JP3539067B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager, welches auf Grund von Strömungen einer darin enthaltenen Flüssigkeit Schwingungsdämpfungs- und Isoliereigenschaften zeigt, und wobei das elastische Lager in geeigneter Weise als ein Lager für eine Brennkraftmaschine verwendet wird, das angepaßt ist, eine Antriebseinheit eines Motorfahrzeugs auf einem geeigneten Tragelement des Fahrzeugs schwingungsdämpfend zu lagern. In mehr besonderer Weise betrifft die Erfindung ein solches flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager, welches in der Lage ist, unterschiedliche Schwingungsdämpfungs- und Isoliereigenschaften durch Ändern Von Betriebszuständen von drei Öffnungen bereitzustellen, die auf jeweilige Frequenzbereiche abgestimmt sind.

Bemerkungen zum Stand der Technik

Als eine Art einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die zwischen zwei Elementen eines Schwingungsdämpfungssystems angeordnet ist, ist ein flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager bekannt, welches ein erstes und ein zweites Lagerelement aufweist, die durch einen elastischen Körper verbunden sind, eine Druckaufnahmekammer, welche durch den elastischen Körper teilweise definiert wird, und welche Schwingungen aufnimmt, die an dem elastischen Lager anliegen, eine Gleichgewichtskammer mit veränderbarem Volumen, welche durch eine flexible Membran teilweise definiert wird und deren Volumen durch Verlagerung der flexiblen Membran veränderbar ist. Die Druckaufnahme- und Gleichgewichtskammern sind mit einer geeigneten, nichtkomprimierbaren Flüssigkeit gefüllt und stehen durch einen ersten Öffnungsdurchlaß miteinander in Verbindung. Das elastische Lager weist ferner ein bewegliches Element auf, das zwischen den Druckaufnahme- und Gleichgewichtskammern so angeordnet ist, daß das bewegliche Element in einer vorbestimmten Menge verlagerbar oder verformbar ist. Das elastische Lager ermöglicht die relativen Volumenänderungen der Druckaufnahme- und Gleichgewichtskammern auf der Grundlage der Verlagerung oder Verformung des beweglichen Elements. Diese Art des flüssigkeitsgefüllten, elastischen Lagers ist in der Lage zur Ausbildung einer hohen Dämpfungs- und Isolierwirkung in bezug auf Schwingungen, die zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerelement einwirken, auf der Grundlage von Strömungen oder der Resonanz der Flüssigkeit, welche veranlaßt wird, durch den ersten Öffnungsdurchlaß zu strömen, während die Verringerung oder der Ausschluß auf der Grundlage der Verlagerung oder der Verformung des beweglichen Elements erfolgt, wobei eine beträchtliche Vergrößerung der dynamischen Federkonstanten beim Einwirken der Schwingung in einem Hochfrequenzbereich erfolgt, wenn der erste Öffnungsdurchlaß im wesentlichen geschlossen ist. Daher wird das flüssigkeitsgefüllte, elastische Lager, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, in geeigneter Weise z. B. als ein Brennkraftmaschinenlager für ein Motorfahrzeug verwendet.
Im allgemeinen wird verlangt, daß das elastische Lager, wie z. B. das Brennkraftmaschinenlager, unterschiedliche Dämpfungs- und Isoliereigenschaften in Abhängigkeit von der Art der Eingangsschwingungen mit unterschiedlichen Frequenzwerten und Amplituden zeigt. Z. B. ist bei dem Brennkraftmaschinenlager für das Motorfahrzeug gefordert, daß es Dämpfungswirkungen in bezug auf die mittelfrequenten Schwingungen von mehreren zehn Hz zeigt, wie z. B. Leerlaufschwingungen, die an dem Brennkraftmaschinenlager während des Leerlaufs des Fahrzeugs anliegen, während das Fahrzeug in einem Halt ist, wenn die Brennkraftmaschine in einem Leerlaufzustand ist. Gleichzeitig wird verlangt, daß das Brennkraftmaschinenlager Dämpfungswirkungen in bezug auf die niederfrequenten Schwingungen, wie z. B. Brennkraftmaschinenerschütterungen, und die hochfrequenten Schwingungen, wie z. B. Hochfahrgeräusche, aufweist, welche niederfrequente und hochfrequente Schwingungen an das Brennkraftmaschinenlager während der Fahrt des Fahrzeugs anlegen.
Um den vorstehend beschriebenen Anforderungen zu entsprechen, beschreibt eine Veröffentlichung Nr. 5-40638 des japanischen Gebrauchsmusters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein elastisches Lager mit einem zweiten Öffnungsdurchlaß, welcher eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den Druckaufnahme- und Gleichgewichtskammern ermöglicht, und welcher parallel zu dem ersten Öffnungsdurchlaß ausgebildet ist, und einem dritten Öffnungsdurchlaß, der zwischen dem beweglichen Element und der Gleichgewichtskammer erzeugt ist. In diesem elastischen Lager ist der zweite Öffnungsdurchlaß auf den Frequenzbereich abgestimmt, welcher höher als der Frequenzbereich ist, auf welchen der erste Öffnungsdurchlaß abgestimmt ist, während der dritte Öffnungsdurchlaß auf den Frequenzbereich abgestimmt ist, welcher höher als der Frequenzbereich ist, auf welchen der zweite Öffnungsdurchlaß abgestimmt ist. Der zweite und der dritte Öffnungsdurchlaß werden mittels eines Schaltventils selektiv gesteuert, um für die Flüssigkeitsverbindung zwischen den zwei Kammern wirksam zu sein. D. h., wenn der zweite Öffnungsdurchlaß durch das Schaltventil geschlossen ist, um die Flüssigkeitsverbindung durch diesen zu unterbinden, wird der dritte Öffnungsdurchlaß durch das Schaltventil aktiviert, um durch diesen die Flüssigkeitsverbindung zu ermöglichen, um die Dämpfungswirkung in bezug auf die Erschütterungen der Brennkraftmaschine auf der Grundlage der Flüssigkeitsströmungen durch den ersten Öffnungsdurchlaß als auch die Dämpfungswirkung in bezug auf die Hochfahrgeräusche der Brennkraftmaschine auf der Grundlage der Flüssigkeitsströmungen durch den dritten Öffnungsdurchlaß vorzusehen. Wenn der dritte Öffnungsdurchlaß durch das Schaltventil geschlossen ist, um die Flüssigkeitsverbindung durch diesen zu unterbinden, wird der zweite Öffnungsdurchlaß durch das Schaltventil wirksam, um die Flüssigkeitsverbindung durch diesen zuzulassen, um die Dämpfungswirkung in bezug auf die Schwingungen der Brennkraftmaschine im Leerlauf auf der Grundlage der Flüssigkeitsströme durch den zweiten Öffnungsdurchlaß zu gewährleisten. In anderen Worten, dieses elastische Lager weist den zweiten Öffnungsdurchlaß und den dritten Öffnungsdurchlaß auf, wobei der dritte Öffnungsdurchlaß ausschließlich mit einem Raum oder einer Kammer verbunden ist, die durch ein bewegliches Element definiert wird, wogegen der zweite Öffnungsdurchlaß mit der Druckaufnahmekammer verbunden ist. Das Schaltventil äls eine Steuervorrichtung wird verwendet, um einen der Öffnungsdurchlässe, den zweiten und den dritten Öffnungsdurchlaß, gleichzeitig mit der Gleichgewichtskammer zu verbinden. Demgemäß können nur Flüssigkeitsströme zwischen der Drucckammer und der Gleichgewichtskammer den weiten Öffnungsdurchlaß durchströmen, wogegen Flüssigkeitsströme zwischen dem Raum, der durch das bewegliche Element und der Gleichgewichtskammer definiert ist, ausschließlich den dritten Öffnungsdurchlaß durchströmen können. Somit ist abhängig von der Position des Schaltventils entweder der zweite oder der dritte Öffnungsdurchlaß zum Zweck der Dämpfung aktiv. Wenn, wie vorstehend zum Stand der Technik beschrieben, der dritte Öffnungsdurchlaß betrieben ist, wird hauptsächlich ein Hochfahrgeräusch gedämpft, wogegen hauptsächlich die Schwingungen der Brennkraftmaschine beim Leerlauf durch den zweiten Öffnungsdurchlaß gedämpft werden, wenn letzterer betrieben wird.
Im Hinblick auf den vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager zu schaffen, welches die Dämpfung in bezug auf die Schwingungen der leerlaufenden Brennkraftmaschine erhöht, um die Erzeugung von Schwingungen und Geräuschen zu minimieren, wenn das Fahrzeug im Standbetrieb ist und die Brennkraftmaschine im Leerlaufzustand läuft.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird mit einem flüssigkeitsgefüllten, elastischen Lager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird insbesondere eine Vorrichtung aufgezeigt, die einen zweiten Öffnungsdurchlaß und eine dritten Öffnungsdurchlaß definiert, ausgebildet zwischen dem beweglichen Element und einer der Kammern, der. Druckaufnahmekammer und der Gleichgewichtskammer, um Flüssigkeitsströmungen durch diese auf der Grundlage der Verlagerung oder Verformung des beweglichen Elements zu gestatten.
Demgemäß können dieser zweite und dritte Öffnungsdurchlaß unter geeigneter Steuerung beide zu der Dämpfungswirkung durch Durchlassen von Flüssigkeitsströme durch diese beitragen, wobei die Flüssigkeitsströme auf der Verlagerung oder Verformung des beweglichen Elements beruhen.
Vorteilhafte Abwandlungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert und werden nachstehend entsprechend ihrer Funktion ausführlich beschrieben.
In einer ersten Abwandlung der Erfindung weist das flüssigkeitsgefüllte, elastische Lager ferner eine zweite Steuervorrichtung zum Unterbinden von Flüssigkeitsströmen durch den zweiten Öffnungsdurchlaß auf, wenn die erste Steuervorrichtung die Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß gestattet, während die zweite Steuervorrichtung die Flüssigkeitsströme durch den zweiten Öffnungsdurchlaß gestattet, wenn die erste Steuervorrichtung die Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß unterbindet.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird der zweite Öffnungsdurchlaß durch die zweite Steuervorrichtung inaktiv gesteuert, während der dritte Öffnungsdurchlaß offen ist, um die Flüssigkeitsverbindung durch diesen zu gestatten, um dadurch ausreichende Mengen von Flüssigkeitsströmen durch den dritten und den ersten Öffnungsdurchlaß zuverlässig zu gewährleisten. Daher zeigt das vorliegende elastische Lager hervorragende Dämpfungs- und Isoliereigenschaften auf der Grundlage von Flüssigkeitsströmen durch den ersten und den dritten Öffnungsdurchlaß, wenn der zweite Öffnungsdurchlaß geschlossen ist.
In einer zweiten Abwandlung der Erfindung wird das flüssigkeitsgefüllte, elastische Lager als ein Brennkraftmaschinenlager für ein Motorfahrzeug verwendet, welches zwischen einer Antriebseinheit des Fahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung und einem Tragelement des Fahrzeugs so angeordnet ist, daß die Antriebseinheit über das Brennkraftmaschinenlager durch das Tragelement vibrationsdämpfend gelagert wird, wobei der zweite und der erste Öffnungsdurchlaß abgestimmt sind, jeweils unterschiedliche Komponenten der Schwingungen der leerlaufenden Brennkraftmaschine der Antriebseinheit so zu dämpfen, daß eine Komponente der Schwingungen der leerlaufenden Brennkraftmaschine, deren Schwingungspegel am höchsten ist, durch die Flüssigkeitsströme durch den zweiten Öffnungsdurchlaß gedämpft wird, und so, daß eine andere Komponente der Schwingungen der leerlaufenden Brennkraftmaschine, deren Schwingungspegel kleiner als jener der Komponente der Schwingungen der leerlaufenden Brennkraftmaschine ist, die durch die Flüssigkeitsströme durch den zweiten Öffnungsdurchlaß gedämpft ist, durch die Flüssigkeitsströme durch den ersten Öffnungsdurchlaß gedämpft wird.
In dem herkömmlichen Brennkraftmaschinenlager ist der Öffnungsdurchlaß so abgestimmt, daß das Brennkraftmaschinenlager eine gewünschte Dämpfungseigenschaft in bezug auf die Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine in einem spezifischen Frequenzbereich zeigt, in welchem der Schwingungspegel am höchsten ist. In anderen Worten, das herkömmliche Brennkraftmaschinenlager ist ausgelegt, ausschließlich die Komponente der Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine einzustellen oder zu dämpfen, deren Schwingungspegel am höchsten ist. Eine Untersuchung, die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung vorgenommen wurde, offenbarte, daß das herkömmliche Brennkraftmaschinenlager, das wie vorstehend beschrieben ausgelegt ist, nicht zufriedenstellend ist, um den Anforderungen nach wesentlich höheren Dämpfungseigenschaften in bezug auf die Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine zu entsprechen, um die Anforderungen nach höherer Fahrstabilität des Fahrzeugs zu erfüllen. Ferner wurde festgestellt, daß das elastische Lager Schwingungsdämpfungsverhalten gegenüber unterschiedlichen Komponenten der Eingangsschwingungen aufweisen muß, als auch der Komponente der Eingangsschwingungen, deren Schwingungspegel am höchsten ist.
Im Hinblick auf die vorstehende Beschreibung ist das elastische Lager, das gemäß der vorhergehend beschriebenen zweiten Abwandlung der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, in der Lage, nicht nur die Komponente der Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine, deren Schwingungspegel am höchsten ist, einzustellen oder zu dämpfen, sondern auch die andere Komponente oder die anderen Komponenten, um dadurch eine beträchtlich höhere Dämpfungs- oder Isolierwirkung über einen breiten Frequenzbereich der Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine auf der Grundlage der Flüssigkeitsströme durch den ersten und den zweiten Öffnungsdurchlaß zu erbringen.
Die unterschiedlichen Komponenten der Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine entsprechen den unterschiedlichen Verhältnissen der Schwingungsfrequenz in bezug auf die Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Vorzugsweise werden der erste und der zweite Öffnungsdurchlaß abgestimmt, um die jeweils unterschiedlichen Komponenten der Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine einzustellen, deren Schwingungspegel am höchsten und am zweithöchsten sind. In mehr spezifischer Weise werden der erste und der zweite Öffnungsdurchlaß auf wünschenswerte Weise abgestimmt, um die Komponente zweiter Ordnung und die Komponente erster oder vierter Ordnung der durch einen 4-Zylinder-Reihenmotor erzeugten Leerlaufschwingungen einzustellen, oder die Komponente dritter Ordnung und der Komponente der 1,5ten oder sechsten Ordnung der Leerlaufschwingungen, die durch einen 6-Zylinder-V-Motor erzeugt sind. Die Abstimmung der Öffnungsdurchlässe kann auf vorteilhafte Weise durch Einstellen der Länge und der Querschnittsfläche jedes Öffnungsdurchlasses bewirkt werden, um zu gestatten, daß das elastische Lager eine kleine dynamische Federkonstante in den beabsichtigten Frequenzbereichen der Eingangsschwingungen zeigt, die auf der Grundlage der Flüssigkeit gedämpft werden, die durch die Öffnungsdurchlässe strömt, während die Federsteifigkeit der Wand des elastischen Körpers, welche die Druckaufnahmekammer teilweise definiert, und die Dichte der in den Flüssigkeitskammern enthaltenen Flüssigkeit.
In dem vorliegenden elastischen Lager gemäß der vorstehend beschriebenen zweiten Abwandlung der Erfindung wird der erste Öffnungsdurchlaß so abgestimmt, daß er eine ausreichend niedrige dynamische Federkonstante in bezug auf die Komponente der Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine zeigt, welche kleiner als die Komponente der Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine ist, auf welche der zweite Öffnungsdurchlaß abgestimmt ist. Dieser Aufbau ermöglicht, daß das elastische Lager ein wirksames Dämpfungsvermögen in bezug auf die niederfrequenten Schwingungen zeigt, wie z. B. Erschütterungen der Brennkraftmaschine während der Fahrt des Fahrzeugs auf der Grundlage der Flüssigkeitsströme durch den ersten Öffnungsdurchlaß.
In einer dritten Abwandlung der Erfindung weist der Öffnungsdurchlaß ein Offenende auf, das zu der Gleichgewichtskammer offen ist, und die erste Steuervorrichtung weist eine Drückvorrichtung zum selektiven Anordnen der flexiblen Membran in einer Offenposition auf, in welcher die flexible Membran von dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses beabstandet ist, um zuzulassen, daß die Flüssigkeit durch den dritten Öffnungsdurchlaß strömt, und eine Schließposition, in welcher die flexible Membran das Offenende schließt, um das Strömen der Flüssigkeit durch den dritten Öffnungsdurchlaß zu unterbinden.
Gemäß diesem Aufbau kann die erste Steuervorrichtung auf einfache Weise aufgebaut werden ohne Komponenten zu erfordern, die in die Gleichgewichtskammer integriert sind, um dadurch einen einfachen Aufbau und eine höhere Produktivität des elastischen Lagers zu gewährleisten.
Die Drückvorrichtung kann einen motorangetriebenen Mechanismus zum Bewegen der flexiblen Membran zu dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses hin und von diesem weg einschließen. In einem vorteilhaften Aufbau der vorstehend beschriebenen dritten Abwandlung der Erfindung weist jedoch die Drückvorrichtung auf: ein Anlageelement, welches auf einer der entgegengesetzten Seiten der flexiblen Membran fern der Gleichgewichtskammer so angeordnet ist, daß das Anlageelement zu dem Offenende des dritten Öffnungedurchlasses hin und von diesem weg verlagerbar ist, eine Vorspannvorrichtung zum Vorspannen des Anlageelements zu dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses hin, auf eine Weise, daß das Anlageelement die flexible Membran in die Schließposition drängt, um die Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß zu unterbinden, und eine Vorrichtung zum Definieren einer Luftkammer, welche auf einer der entgegengesetzten Seiten des Anlageelements fern von der flexiblen Membran ausgebildet ist, und welche einen Unterdruck aufnimmt, um das Anlageelement gegen eine Vorspannkraft der Vorspannvorrichtung von dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses weg zurückzuziehen, um die flexible Membran in der Offenposition anzuordnen, um die Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß zu gestatten.
In dem flüssigkeitsgefüllten, elastischen Lager, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, besteht kein Erfordernis, innerhalb des Lagerkörpers eine Antriebsvorrichtung oder einen Kraftübertragungsmechanismus, wie z. B. einen Motor, zu integrieren, um das Anlageelement zu dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses hin und von diesem weg zu bewegen. Daher kann die Drückvorrichtung auf einfache Weise aufgebaut werden und ist mit relativ niedrigen Kosten verfügbar, was zu einem geringeren Gewicht und kleineren Abmessungen des elastischen Lagers führt. Wenn das vorliegende flüssigkeitsgefüllte, elastische Lager als ein Brennkraftmaschinenlager verwendet wird, das in die Antriebseinheit des Fahrzeugs integriert ist, welches die Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung aufweist, kann der Unterdruck, der an die Luftkammer anzulegen ist, um das Anlageelement von dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses zurückzuziehen, in dem Ansaugluftsystem der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gewonnen werden, was zu einem vereinfachten Aufbau des Brennkraftmaschinenlagers führt.
In dem flüssigkeitsgefüllten, elastischen Lager mit der vorstehend beschriebenen Drückvorrichtung wird das Anlageelement auf deren Außenumfangsabschnitt durch einen Dichttraggummi so elastisch getragen, daß das Anlageelement bei der elastischen Verformung des Dichttraggummis verlagerbar ist. Ferner ist auf einer der entgegengesetzten Seiten des Anlageelements (d. h. auf der Seite der flexiblen Membran) eine Luftkammer ausgebildet, welche die Verlagerung der flexiblen Membran zuläßt, während auf der anderen Seite des Anlageelements fern von der flexiblen Membran die Luftkammer erzeugt ist, welche den Unterdruck von einer externen Unterdruckquelle aufnimmt. Wenn das vorliegende elastische Element als das Brennkraftmaschinenlager für das Fahrzeug verwendet wird, nimmt die Luftkammer auf vorteilhafte Weise einen Unterdruck auf, der in dem Ansaugluftsystem der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung des Fahrzeugs erzeugt ist. In diesem Fall ist der Dichttraggummi wünschenswert aus einem Material ausgebildet, welches eine hohe Benzinbeständigkeit aufweist, um eine ausreichend lange Haltbarkeit des Dichttraggummis zu gewährleisten.
In dem flüssigkeitsgefüllten, elastischen Lager, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, kann bevorzugt ein elastisches Element z. B. in der Form einer Spiralfeder verwendet werden, als die Vorspannvorrichtung zum Vorspannen des Anlageelements zu dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses hin. Um zu ermöglichen, daß das elastische Lager wirkungsvolle Dämpfungseigenschaften zeigt, die auf den jeweiligen Flüssigkeitsströmen sowohl in dem zweiten Öffnungsdurchlaß als auch in dem dritten Öffnungsdurchlaß durch selektives Öffnen und Schließen des dritten Öffnungsdurchlasses beruhen, bei hoher Stabilität durch die Drückvorrichtung, wird ein Produkt Pa des Innendrucks P der Druckaufnahmekammer, welcher bei Anlage der Schwingungsbelastung des Lagers auftritt, und einer Querschnittsfläche a des Offenendes des dritten Öffnungsdurchlasses bestimmt, kleiner als die Vorspannkraft der Vorspannvorrichtung zu sein, welche auf das Anlageelement einwirkt. (Wenn z. B. die Spiralfeder als die Vorspannvorrichtung verwendet ist, wird die vorstehend beschriebene Vorspannkraft als ein Produkt kx einer Federkonstante k und einer Verdichtungsmenge x der Spiralfeder dargestellt, dann gemessen, wenn die Spiralfeder in dem Lager angeordnet ist.) Außerdem wird ein Produkt pA eines Unterdrucks p, der an der Luftkammer anliegt, und einer wirksamen Oberfläche A des Anlageelement s, welche den Unterdruck aufnimmt, bestimmt, größer als eine Kraft zu sein, welche unter einer Vorspannkraft der Vorspannvorrichtung bei Verlagerung des Anlageelements auf das Anlageelement wirkt. (Wenn z. B. die Spiralfeder als die Vorspannvorrichtung verwendet ist, wird die vorstehend beschriebene Kraft als ein Produkt k(x + x') der Federkonstante k und einer Gesamtverdichtungsmenge x + x' der Spiralfeder dargestellt, wenn der dritte Öffnungsdurchlaß offen ist, um die Flüssigkeitsströme durch diesen zu gestatten (wobei x' eine Verlagerungsmenge des Anlageelements ist).
In einer vierten Abwandlung der Erfindung ist der dritte Öffnungsdurchlaß zwischen dem beweglichen Element und der Gleichgewichtskammer ausgebildet, und die erste Steuervorrichtung weist eine Vorrichtung zum Definieren einer anderen Gleichgewichtskammer auf, zu welcher der dritte Öffnungsdurchlaß offen ist, und welcher unabhängig von der Gleichgewichtskammer erzeugt ist, zu welchem der erste und der zweite Öffnungsdurchlaß offen sind, eine andere flexible Membran, welche die vorstehend beschriebene andere Gleichgewichtskammer definiert, zu welcher der dritte Öffnungsdurchlaß offen ist, eine Luftkammer, die auf einer der entgegengesetzten Seiten der vorstehend beschriebenen anderen flexiblen Membran fern von der anderen Gleichgewichtskammer erzeugt ist, um die Verlagerung der anderen flexiblen Membran zu gestatten, und eine Vorrichtung zum Definieren eines ersten Luftkanals, welcher die Luftkammer mit einer Unterdruckquelle zum Zurückziehen der anderen flexiblen. Membran, um eine Volumenänderung der anderen Gleichgewichtskammer zu unterbinden, um dadurch im wesentlichen den dritten Öffnungsdurchlaß zu schließen.
In dem flüssigkeitsgefüllten, elastischen Lager, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, erfordert die erste Steuervorrichtung zum selektiven Zulassen und Unterbinden der Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß keine Elemente oder Komponenten zum Bereitstellen von Antriebskraft oder Vorspannkraft, die innerhalb des Lagerkörpers zu integrieren sind, so daß das elastische Lager einfach im Aufbau und kompakt in den Abmessungen ist, während die erhöhte Produktivität gewährleistet wird. Wenn das vorliegende elastische Lager als das Brennkraftmaschinenlager für das Motorfahrzeug verwendet wird, nutzt es auf wirksame Weise einen Unterdruck, der in dem Luftansaugsystem während des Leerlaufs des Fahrzeugs erzeugt wird, als den Unterdruck, der an die Luftkammer angelegt wird, um den dritten Öffnungsdurchlaß zu schließen und demgemäß den zweiten Öffnungsdurchlaß zu öffnen, um die Flüssigkeitsströme hindurchzulassen. Daher zeigt das vorliegende elastische Lager, das als das Brennkraftmaschinenlager verwendet wird, stabil hervorragende Dämpfungs- und Isoliereigenschaften in bezug auf die Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine auf der Grundlage der Flüssigkeitsströme durch den zweiten Öffnungsdurchlaß.
In der vorstehend beschriebenen vierten Abwandlung der Erfindung ist es möglich, die Verlagerung der flexiblen Membran zu gestatten, zu welcher der dritte Öffnungsdurchlaß offen ist, indem die Luftkammer mit einem ausreichend großen Volumen ausgebildet wird oder die Luftkammer mit der Unterdruckquelle oder der Atmosphäre selektiv verbunden wird. In einem vorteilhaften Aufbau der vierten Abwandlung der Erfindung weist jedoch das elastische Lager ferner eine Vorrichtung zum Definieren eines zweiten Luftkanals auf, um im wesentlichen die Luftkammer mit der Atmosphäre zu verbinden, und eine Strömungsdrosselvorrichtung zum Drosseln der Luftströmungsmenge in die Luftkammer, wobei der zweite Luftkanal Luftströmungen in und aus der Luftkammer gestattet, um die Verlagerung der anderen flexiblen Membran zu erlauben, wenn der erste Luftkanal nicht mit der Unterdruckquelle verbunden ist.
Selbst wenn in dem vorstehend beschriebenen flüssigkeitsgefüllten, elastischen Lager der erste Luftkanal über eine Leitung mit einem relativ großen Luftströmungswiderstand, infolge deren kleinen Querschnittsfläche, mit der Unterdruckquelle verbunden ist, ermöglicht der zweite Luftkanal, daß die Luft in die Luftkammer und aus der Luftkammer strömt, um die Volumenänderung der Luftkammer zu gestatten und demgemäß die Verlagerung der anderen flexiblen Membran zu gestatten, wodurch das elastische Lager in der Lage ist, wirksame Dämpfungseigenschaften auf der Grundlage von Flüssigkeitsströmen durch den dritten Öffnungsdurchlaß zu erbringen.
Während die Luftkammer mit der Unterdruckquelle verbunden ist, wird die Luftströmung in die Luftkammer durch die Strömungsdrosselvorrichtung gedrosselt. In diesem Aufbau wird die flexible Membran auf wirkungsvolle Weise unter Vakuum gezogen und deren Verformung wird unterbunden. Die Strömungsdrosselvorrichtung kann in der Form eines beweglichen Elements sein, welches in dem zweiten Luftkanal so angeordnet ist, daß es in einer vorbestimmten Menge verlagerbar oder verformbar ist, wodurch auf der Grundlage der Verlagerung oder der Verformung des beweglichen Elements gestattet wird, daß eine vorbestimmte Menge von im wesentlichen Luft zwischen dem zweiten Luftkanal und der Luftkammer strömt.
Wenn das vorstehend beschriebene flüssigkeitsgefüllte, elastische Lager als das Brennkraftmaschinenlager für das Motorfahrzeug verwendet wird, wobei der erste Luftkanal z. B. durch eine Leitung mit einem dazwischen angeordneten Vakuumventil mit der Unterdruckquelle verbunden ist, kann die Leitung einen großen Luftströmungswiderstand infolge des Vorliegens des Vakuumventils aufweisen. Wenn jedoch in dem vorliegenden elastischen Lager die Luftkammer nicht mit der Unterdruckquelle verbunden ist, ermöglicht der zweite Luftkanal die Luftströmung in die Luftkammer und aus der Luftkammer, um die Verlagerung der vorstehend beschriebenen flexiblen Membran zu gestatten, wodurch das vorliegende elastische Lager in der Lage ist, wirksame Dämpfungs- und Isoliereigenschaften auf der Grundlage der Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß zu erbringen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden ausführlichen Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht im Längs- oder Axialquerschnitt eines Brennkraftmaschinenlagers, das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist,
Fig. 2 zeigt eine Ausbruchansicht im Längsschnitt zur Darstellung eines Hauptteils des Brennkraftmaschinenlagers der Fig. 1 in einem Betriebszustand, der sich von dem der Fig. 1 unterscheidet,
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht des Brennkraftmaschinenlagers der Fig. 1,
Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht im Längs- oder Axialquerschnitt eines Brennkraftmaschinenlagers, das gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist, und
Fig. 5 zeigt eine Ausbruchansicht im Längsquerschnitt zur Darstellung eines Hauptteils des Brennkraftmaschinenlagers der Fig. 4.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines flüssigkeitsgefüllten, elastischen Lagers in der Form eines Brennkraftmaschinenlagers zur Verwendung in einem Motorfahrzeug gezeigt, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Das Brennkraftmaschinenlager, das allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, weist ein erstes Lagerelement 12 auf, das aus Metall hergestellt ist, ein zweites Lagerelement 14 und einen elastischen Körper 16, welcher zwischen dem ersten Lagerelement 10 und dem zweiten Lagerelement 12 angeordnet ist, um diese zwei Lagerelemente elastisch zu verbinden. Das vorliegende Brennkraftmaschinenlager 10 ist so auf dem Motorfahrzeug angeordnet, daß das erste Lagerelement 10 an einem der Elemente, eine Antriebseinheit und ein Aufbau des Fahrzeugs, angeordnet ist, während das zweite Lagerelement 12 an dem anderen der Antriebseinheit und dem Fahrzeugkörper so angeordnet ist, daß die Antriebseinheit über das Brennkraftmaschinenlager 10 schwingungsdämpfend oder isolierend auf dem Fahrzeug montiert ist.
Wenn das Brennkraftmaschinenlager 10 auf dem Fahrzeug montiert ist, wie vorstehend beschrieben, wirkt eine Belastung oder ein Gewicht der Antriebseinheit auf den elastischen Körper 16 ein, und der elastische Körper 16 wird elastisch verformt, wodurch das erste Lagerelement 10 und das zweite Lagerelement 12 in einer geeigneten Menge zueinander verlagert werden. Das Brennkraftmaschinenlager 10 nimmt eine Schwingungsbelastung vorrangig in einer Richtung auf, in welcher das erste Lagerelement 10 und das zweite Lagerelement 12 einander in Gegenüberlage sind, d. h. in im wesentlichen senkrechter Richtung, wie in Fig. 1 gesehen. Diese Richtung wird nachstehend als "Lastaufnahmerichtung" bezeichnet, wenn zweckmäßig.
Das erste Lagerelement 12 ist im allgemeinen kreisförmig. Ein Lagerbolzen 18 ist an dem ersten Lagerelement 12 fest angeordnet, um von dessen Mittelabschnitt in der Richtung axial nach oben des Brennkraftmaschinenlagers 10 vorzustehen. Der elastische Körper 16 weist im allgemeinen eine Kegelstumpfform auf und ist mit einer Vertiefung 20 ausgebildet, welche in deren Endfläche mit großem Durchmesser offen ist. Wenn der elastische Körper 16 in einem Vulkanisationsprozeß erzeugt wird, erfolgt die Verbindung der Endfläche des elastischen Körpers 16 mit kleinem Durchmesser mit der unteren oder inneren Oberfläche des ersten Lagerelements 12. Während des Vulkanisationsprozesses wird eine Zwischenhülse 22 mit der Außenumfangsfläche des Abschnitts des elastischen Körpers 16 mit großem Durchmesser verbunden.
Das zweite Lagerelement 14 ist ein im allgemeinen zylinderförmiges Element mit einer kleinen Dicke. Das zweite Lagerelement 14 weist eine Schulter 24 in dessen einem axialen Mittelabschnitt auf und schließt einen zylinderförmigen Abschnitt 26 mit großem Durchmesser auf der oberen Seite der Schulter 26 ein, und einen zylinderförmige Ab schnitt 28 mit kleinem Durchmesser auf der unteren Seite der Schulter 24. An dem unteren Offenende des zweiten Lagerelements 14 auf der Seite des zylinderförmigen Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser ist eine Membran 30 angeordnet, welche im allgemeinen eine dünnwandige, flexible Gummischicht ist. Der Umfangsabschnitt der Membran 30 ist durch Vulkanisation mit dem Offenende des zylinderförmigen Abschnitts 28 des zweiten Lagerelements 14 verbunden, wodurch das untere Offenende des zweiten Lagerelements 14 auf der Seite des zylinderförmigen Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser durch die Membran 30 flüssigkeitsdicht verschlossen wird. Der radiale Innen- oder Mittelabschnitt der Membran 30 weist eine größere Wanddicke als deren radialer Außenabschnitt auf, um einen scheibenförmigen Ventilabschnitt 32 anzuordnen. An den Innenumfangsflächen des zylinderförmigen Abschnitts 26 mit großem Durchmesser und des zylinderförmigen Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser sind dünne Dichtgummischichten 34 jeweils durch Vulkanisation verbunden.
Das auf diese Weise aufgebaute zweite Lagerelement 14 ist an dessen zylinderförmigen Abschnitt 26 auf der Zwischenhülse 22 angeordnet, mit welcher der elastische Körper 16 so verbünden ist, daß der zylinderförmige Abschnitt 26 mit großem Durchmesser des zweiten Lagerelements 14 über die Dichtgummischicht 34 z. B. durch eine geeignete Zugoperation mit der Außenumfangsfläche der Zwischenhülse 22 verbunden. Daher wird das obere Offenende des zweiten Lagerelement 14 auf der Seite des zylinderförmigen Abschnitts 26 mit großem Durchmesser durch den elastischen Körper 16 flüssigkeitsdicht verschlossen. Gemäß diesem Aufbau werden die axial entgegengesetzten Offenenden des zweiten Lagerelements 14 jeweils durch die Membran 30 und den elastischen Körper 16 so verschlossen, daß das zweite Lagerelement 14 mit der Membran 30 und dem elastischen Körper 16 zusammenwirkt, um einen flüssigkeitsdichten Raum 36 zu definieren, der mit einer geeigneten nichtkomprimierbaren Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, Alkylenglykol, Polyalkylenglykol oder Silikonöl, gefüllt ist. Zum wirkungsvollen Dämpfen der Eingangsschwingungen auf der Grundlage der Resonanz der Flüssigkeit ist es wünschenswert, den flüssigkeitsdichten Raum 36 mit einer niedrigviskosen Flüssigkeit zu füllen, deren Viskosität nicht höher als 0,1 Pa·s ist.
Innerhalb des flüssigkeitsdichten Raums 36, wie vorstehend beschrieben, ist eine Trennstruktur 38 angeordnet, welche im allgemeinen ein Scheibenelement mit einer großen Dicke ist (Höhenabmessung in der Axialrichtung des Brennkraftmaschinenlagers 10). Diese Trennstruktur 38 ist in bezug auf das zweite Lagerelement 14 so fest angeordnet, daß es in einem axialen Mittelabschnitt des flüssigkeitsdichten Raums 36 ist, um den Raum 36 in zwei Abschnitte der axial entgegengesetzten Seiten zu unterteilen. Die Trennstruktur 38 besteht aus einem im allgemeinen zylinderförmigen ersten Trennelement 40, einem im allgemeinen runden zweiten Trennelement 42, welches auf der oberen Endfläche des ersten Trennelements 40 angeordnet ist, und einem im allgemeinen runden dritten Trennelement 44, welches in einem unteren Endabschnitt des ersten Trennelements 40 angeordnet ist. Die auf diese Weise aufgebaute Trennstruktur 38 ist an dem zweiten Lagerelement 14 so fest angeordnet, daß das erste Trennelement 40 in dem Abschnitt 28 mit kleinem Durchmesser des zweiten Lagerelements 14 angeordnet ist, um über die Dichtschicht 34 in Anlagekontakt mit der Innenumfangsfläche des Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser gehalten zu werden, und so, daß der Außenumfangsabschnitt des zweiten Trennelements 42 auf der Schulter 24 des zweiten Lagerelements 14 überdeckend ist und durch die Schulter 24 und zwischen der Schulter 24 und dem unteren Ende der Zwischenhülse 22 gehalten wird.
Die Trennstruktur 38 unterteilt den flüssigkeitsdichten Raum 36 in die zwei Abschnitte, wie vorstehend beschrieben, d. h. eine Druckaufnahmekammer 46, die auf dessen oberer Seite erzeugt ist, wie Fig. 1 zeigt, und teilweise durch den elastischen Körper 16 definiert wird, und eine Gleichgewichtskammer 48, die auf der unteren Seite erzeugt ist, wie in Fig. 1 gezeigt, und teilweise durch die Membran 30 definiert wird.
Die Trennstruktur 38 weist eine Spiralnut 50 auf, die in der Außenumfangsfläche des ersten Trennelements 40 spiralförmig erzeugt ist. Diese Spiralnut 50 wird durch den zylinderförmigen Abschnitt 28 mit kleinem Durchmesser des zweiten Lagerelements 14 geschlossen, um einen ersten Öffnungskanal 52 vorzusehen, um die Flüssigkeitsverbindung durch diesen zwischen der Druckaufnahmekammer 46 und der Gleichgewichtskammer 48 auf der Grundlage eines Druckunterschieds zwischen diesen bei Einwirkung der Schwingungsbelastung auf das Brennkraftmaschinenlager 10 zu gestatten.
Das erste Trennelement 40 der Trennstruktur 38 weist eine Mittelbohrung auf, die im wesentlichen durch das zweite Trennelement 42 und das dritte Trennelement verschlossen ist, um dadurch einen Innenhohlraum 54 zu definieren. Innerhalb dieses Innenhohlraums 54 ist ein bewegliches Element in der Form einer Gummiplatte 56 angeordnet. Der Außenumfangsabschnitt der Gummiplatte 56 ist durch das zweite Trennelement 42 und das dritte Trennelement 44 und zwischen diesen so erfaßt, daß die Gummiplatte 56 den Innenhohlraum 54 in einen oberen Raum 58 auf der Seite des zweiten Trennelements 42 und einen unteren Raum 60 auf der Seite des dritten Trennelements 44 unterteilt. Der Mittelabschnitt der Gummiplatte 56 ist in der Belastungsaufnahmerichtung des Brennkraftmaschinenlagers 10 elastisch verformbar oder verlagerbar. Die maximale Verformungs- oder Verlagerungsmenge der Gummiplatte 56 ist durch die Anlagekontakte der oberen und der unteren Oberfläche der Gummiplatte 56 mit dem jeweiligen zweiten Trennelement 42 und dem dritten Trennelement 44 bestimmt. Das zweite Trennelement 42, welches mit der Gummiplatte 56 zusammenwirkt, um den oberen Raum 58 zu definieren, weist Verbindungslöcher 62 zur Flüssigkeitsverbindung zwischen dem oberen Raum 58 und der Druckaufnahmekammer 46 auf. Der Flüssigkeitsdruck in der Druckaufnahmekammer 46 wirkt durch die Verbindungslöcher 62 auf die obere Oberfläche der beweglichen Gummiplatte 56. Das dritte Trennelement 44, welches mit der Gummiplatte 56 zusammenwirkt, um den unteren Raum 60 zu definieren, ist mit einem zweiten Öffnungskanal 64 erzeugt, welcher sich in dessen Außenumfangsfläche erstreckt, um die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem unteren Raum 60 des Innenhohlraums 54 und der Gleichgewichtskammer 48 durch diesen zu gestatten. Das dritte Trennelement 44 weist ferner einen dritten Öffnungskanal 44 auf, welcher durch dessen Mittelabschnitt erzeugt ist, um die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem unteren Raum 60 des Innenhohlraums 54 und der Gleichgewichtskammer 48 zu gestatten. Der zweite Öffnungskanal 64 und der dritte Öffnungskanal 66 sind parallel zueinander erzeugt. Die Druckänderung, die in der Druckaufnahmekammer 46 beim Einwirken der Schwingungsbelastung auf das Brennkraftmaschinenlager 10 erzeugt ist, wird durch die Verbindungslöcher 62 in den oberen Raum 58 übertragen, so daß die Gummiplatte 56 elastisch verformt wird, wodurch die Flüssigkeit veranlaßt wird, durch den zweiten Öffnungskanal 64 oder den dritten Öffnungskanal in einer Menge entsprechend der elastischen Verformungsmenge der Gummiplatte 56 zwischen den unteren Raum 60 und die Gleichgewichtskammer 48 zu strömen.
In der vorliegenden Ausführungsform weist der zweite Öffnungskanal 64 ein größeres Verhältnis A/L auf als der erste Öffnungskanal 52, wobei "A" und "L" jeweils eine Querschnittsfläche und eine Länge jeder Öffnung 52, 64 darstellen. D. h., der zweite Öffnungskanal 64 ist auf einen Frequenzbereich abgestimmt, der höher als ein Frequenzbereich ist, auf welchen der erste Öffnungskanal 54 abgestimmt ist. Ferner weist der dritte Öffnungskanal 66 ein größeres Verhältnis A/L auf als der zweite Öffnungskanal 52, so daß der dritte Öffnungskanal 66 auf einen Frequenzbereich abgestimmt ist, der höher als der Frequenzbereich ist, auf welchen der zweite Öffnungskanal 52 abgestimmt ist. Genauer gesagt, der dritte Öffnungskanal 66 ist so abgestimmt, daß das Brennkraftmaschinenlager 10 eine niedrige dynamische Federkonstante in bezug auf hochfrequente Schwingungen zeigt, wie z. B. Hochlaufgeräusche, auf der Grundlage der Resonanz der Flüssigkeit, welche veranlaßt wird, durch den dritten Öffnungskanal 66 zu strömen. Der zweite Öffnungskanal 64 ist so abgestimmt, daß das Brennkraftmaschinenlager 10 eine niedrige dynamische Federkonstante in bezug auf eine Komponente zweiter Ordnung der Leerlaufschwingungen (mittelfrequente Schwingungen) der Brennkraftmaschine zeigt, deren Schwingungspegel der höchste unter unterschiedlichen Komponenten der Leerlaufschwingungen ist, auf der Grundlage der Resonanz der Flüssigkeit, welche veranlaßt ist, durch den zweiten Öffnungskanal 64 zu strömen. Der erste Öffnungskanal 52 ist so abgestimmt, daß das Brennkraftmaschinenlager 10 eine niedrige dynamische Federkonstante in bezug auf eine Komponente erster Ordnung der Leerlaufschwingungen (relativ niederfrequente Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine) der Brennkraftmaschine zeigt, deren Schwingungspegel der zweithöchste ist, als auch Dämpfungswirkungen in bezug auf niederfrequente Schwingungen, wie z. B. Erschütterungen der Brennkraftmaschine.
Auf der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerelements 14 ist eine Konsole 68 angeordnet, durch welche das zweite Lagerelement 14 an dem Fahrzeugkörper (nicht gezeigt) über eine Montagestütze (nicht gezeigt), die auf der Konsole 68 ausgebildet ist, angeordnet ist.
Die Konsole 68 ist ein im allgemeinen zylinderförmiges Element, welches an dessen oberen axialen Ende offen ist, und welches an dessen unteren axialen Ende geschlossen ist. Die Konsole 68 weist zwei Schultern auf, d. h. eine obere Schulter 70 und eine untere Schulter 72. Die zwei Schultern unterteilen den zylinderförmigen Abschnitt der Konsole 68 in drei Abschnitte, d. h. einen oberen zylinderförmigen Abschnitt 74 mit dem größten Durchmesser, einen zwischenliegenden zylinderförmigen Abschnitt 76 mit dem zweitgrößten Durchmesser und einen unteren zylinderförmigen Abschnitt 78 mit dem kleinsten Durchmesser. Die Konsole 68 weist ferner einen Stollenteil 80 auf, der an einem Offenende des oberen zylinderförmigen Abschnitts 74 erzeugt ist. Die Konsole 68 ist auf dem zweiten Lagerelement 14 in der Axialrichtung von dem Abschnitt 28 mit kleinem Durchmesser des zweiten Lagerelements 14 zu dem Abschnitt 26 mit großem Durchmesser so angeordnet, daß der obere zylinderförmige Abschnitt 74 und der zwischenliegende zylinderförmige Abschnitt 76 der Konsole 68 jeweils auf dem Abschnitt 26 mit großem Durchmesser und dem Abschnitt 28 mit kleinem Durchmesser angeordnet sind. In diesem Aufbau sind der Abschnitt 26 mit großem Durchmesser des zweiten Lagerelements 14 und die Zwischenhülse 22 in dem oberen zylinderförmigen Abschnitt 74 der Konsole 68 aufgenommen und sind axial durch und zwischen dem Stollenteil 80 und der oberen Schulter 70 der Konsole 68 gefaßt, wodurch die Konsole 68 an dem zweiten Lagerelement 14 fest angeordnet ist, um deren Außenumfangsfläche zu umgeben.
Die Konsole 68 weist eine untere Wand 82 auf, welche mit der Membran 30 zusammenwirkt, um einen umschlossenen Raum zu definieren, der ein geeignetes Volumen an dem Boden der Konsole 68 aufweist. Innerhalb dieses Raums ist eine Anlageplatte in der Form eines Anlagemetallelements 84 aufgenommen. Das Anlageelement 84 ist im allgemeinen ein Element 84 in der Form eines Gegengewölbes mit einer flachen, runden, oberen Wand und einem zylinderförmigen Wandabschnitt, dessen Durchmesser zu dessen Offenende hin zunimmt. Der Umfangsabschnitt an dem Offenende des Anlageelements 84 ist durch einen Befestigungsring 86 verbunden und wird durch diesen getragen, welcher radial außerhalb des Anlageelements 84 angeordnet ist, wobei ein ringförmiger Dichttraggummi 88 dazwischen angeordnet ist. Der Befestigungsring 86 ist luftdicht preßpassend in dem Außenumfangsabschnitt der unteren Schulter 72 der Konsole 68. Demgemäß ist das Anlageelement in dem Raum angeordnet, der durch die Membran 30 definiert und zwischen der Membran 30 und der unteren Wand 82 der Konsole 68 so ausgebildet wird, daß das Anlageelement 84 unter der elastischen Verformung des Dichttraggummis 88 in den axialen Richtungen zu der Trennstruktur 38 hin und von der Trennstruktur 38 weg verlagerbar ist. Der umschlossene Raum, der durch die Membran 30 und zwischen der Membran 30 sowie der unteren Wand 82 der Konsole 68 definiert ist, ist durch das Anlageelement 84 in eine atmosphärische Kammer 92 und eine Luftkammer 94 luftdicht unterteilt, welche auf den entgegengesetzten Seiten des Anlageelements 84 angeordnet sind. D. h., die atmosphärische Kammer 92, die auf der Seite der Membran 30 erzeugt ist, wird mit der Atmosphäre durch ein Verbindungsloch 90, das durch die Dicke des Zwischenzylinderabschnitts 76 der Konsole erzeugt ist, verbunden, um die Verlagerung oder die Verformung der Membran 30 zu gestatten. Die Luftkammer 94, die auf der Seite der unteren Wand 82 der Konsole ausgebildet wird, ist von der Verbindung mit der Atmosphäre ausgeschlossen.
Innerhalb der Luftkammer 94 ist eine Vorspannvorrichtung in der Form einer Spiralfeder 96 angeordnet. Die Spiralfeder 96 ist in einem zusammengedrückten Zustand zwischen dem Anlageelement 84 und der unteren Wand 82 der Konsole 68 angeordnet. In diesem Aufbau spannt die Spiralfeder 96 dass Anlageelement 84 so nach oben vor, daß das Anlageelement. 84 den Ventilabschnitt 32 der Membran 30 auf den Mittelabschnitt der unteren Oberfläche der Trennstruktur 38 drängt. Demgemäß wird das Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses 66 auf der Seite der Gleichgewichtskammer 48 durch den Ventilabschnitt 32 der Membran 30 flüssigkeitsdicht verschlossen, wodurch die Flüssigkeitsverbindung durch den dritten Öffnungsdurchlaß unterbunden wird.
An dem unteren zylinderförmigen Abschnitt 78 der Konsole 68 ist ein Verbindungsrohr 98 fest angeordnet, welches sich durch die Dicke des unteren zylinderförmigen Abschnitts 78 erstreckt. Das Verbindungsrohr 98 ist mit einer Luftleitung verbunden, welche andererseits mit einer geeigneten Unterdruckquelle (nicht gezeigt) verbunden ist. Gemäß diesem Aufbau wird die Luftkammer 94 mit der Unterdruckquelle selektiv verbunden und von dieser getrennt. Wenn der Unterdruck durch das Verbindungsrohr 98 an der Luftkammer 94 anliegt, wird das Anlageelement 84 durch Saugkraft des Unterdrucks gegenüber der Vorspannkraft der Spiralfeder 96 unter der elastischen Verformung des Dichttraggummis 88 nach unten zurückgezogen, um dadurch den Ventilabschnitt 32 der Membran 30 von dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses 66 freizugeben, der in der Trennstruktur 38 ausgebildet ist. Somit ist das Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses 66 zu der Gleichgewichtskammer 48 offen, um dadurch die Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß 66 zu gestatten. In der vorliegenden Ausführungsform wirken das Anlageelement 84, die Spiralfeder 96 und die Luftkammer 94 miteinander, um eine Drückvorrichtung auszubilden, welche den Betriebszustand des dritten Öffnungsdurchlasses 66 durch Drücken oder Zurückziehen der Membran 30 zu dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses 66 hin und von diesem weg steuert.
Wie in Fig. 3 schematisch gezeigt ist, wird in dem Brennkraftmaschinenlager 10, das gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufgebaut ist, der dritte Öffnungsdurchlaß 66 selektiv geöffnet und geschlossen, indem die Unterdruckguelle mit der Luftkammer 94 verbunden und von dieser getrennt wird. Wenn der dritte Öffnungsdurchlaß 66 offen ist, wird die Flüssigkeit veranlaßt, durch den dritten Öffnungsdurchlaß 66 in einer Menge zu strömen, welche im wesentlichen der elastischen Verformungsmenge der Gummiplatte 56 entspricht, auf der Grundlage des Druckunterschieds zwischen der Druckaufnahmekammer 46 und der Gleichgewichtskammer 48, bewirkt durch Anlage der Schwingungsbelastung auf dem Brennkraftmaschinenlager 10, da der dritte Öffnungsdurchlaß 66 einen niedrigeren Flüssigkeitsströmungswiderstand als der zweite Öffnungsdurchlaß 64 aufweist. Gleichzeitig wird die durch den dritten Öffnungsdurchlaß 66 strömende Flüssigkeitsmenge durch die Elastizität der Gummiplatte 56 oder die Anlage der Gummiplatte 56 an dem zweiten Trennelement 42 und dem dritten Trennelement 44 der Trennstruktur 38, welche den Innenhohlraum 54 definieren. Demgemäß wird die Flüssigkeit auf der Grundlage des Druckunterschieds zwischen der Druckaufnahmekammer 46 und der Gleichgewichtskammer 48 veranlaßt, durch den ersten Öffnungsdurchlaß 52 zu strömen, wobei der Druckunterschied durch die elastische Verformung der Gummiplatte 56 nicht ausgeglichen werden kann.
Wenn gemäß der vorliegenden Ausführungsform der dritte Öffnungsdurchlaß 66 offen ist, um die Flüssigkeitsverbindung durch diesen zu gestatten, zeigt das Brennkraftmaschinenlager 10 Dämpfungswirkungen in bezug auf die niederfrequenten Schwingungen, wie z. B. Erschütterungen der Brennkraftmaschine auf Grund der Flüssigkeitsströme durch den ersten Öffnungsdurchlaß 52, während dieses Isolierwirkungen in bezug auf die hochfrequenten Schwingungen zeigt, wie z. B. Hochfahrgeräusche, auf Grund der Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß 66.
Wenn andererseits der dritte Öffnungsdurchlaß 66 geschlossen ist, um die Flüssigkeitsverbindung durch diesen zu unterbinden, wird die Flüssigkeit veranlaßt, durch den zweiten Öffnungsdurchlaß 64 zu strömen, in einer Menge, die im wesentlichen der elastischen Verformungsmenge der Gummiplatte 56 entspricht, auf der Grundlage des Druckunterschieds zwischen der Druckaufnahmekammer 46 und der Gleichgewichtskammer 48, wobei der Druckunterschied bei Anlage der Schwingungsbelastung an dem Brennkraftmaschinenlager 10 verursacht ist, während gleichzeitig die Flüssigkeit veranlaßt wird, durch den ersten Öffnungsdurchlaß 52 zu strömen, auf der Grundlage des Druckunterschieds zwischen den zwei Kammern 46, 48, wobei der Druckunterschied durch die elastische Verformung der Gummiplatte 56 nicht ausgeglichen werden kann.
Wenn demgemäß der dritte Öffnungsdurchlaß 66 geschlossen ist, um die Flüssigkeitsverbindung durch diesen zu unterbinden, zeigt das Brennkraftmaschinenlager 10 Dämpfungs- und Isolierwirkungen in bezug auf die Leerlaufschwingungskomponenten zweiter Ordnung (mittelfrequente Schwingungen) auf der Grundlage der Flüssigkeitsströme durch den zweiten Öffnungsdurchlaß 64, während dieses wirkungsvolle Dämpfungs- und Isolierwirkungen in bezug auf die Leerlaufschwingungskomponenten erster Ordnung (niederfrequente Schwingungen) auf der Grundlage der Flüssigkeitsströme durch den ersten Öffnung durchlaß 52 zeigt. Daher ist das vorliegende Brennkraftmaschinenlager 10 in der Lage, hervorragende Dämpfungs- und Isoliereigenschaften in bezug auf die Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine zu erbringen.
In dem erfindungsgemäßen Brennkraftmaschinenlager 10, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, wird die Flüssigkeit veranlaßt, durch den ausgewählten einen der Öffnungsdurchlässe, der zweite Öffnungsdurchlaß 64 und der dritte Öffnungsdurchlaß 66, zu strömen, während der erste Öffnungsdurchlaß 52 immer betriebsfähig gehalten wird, um die Flüssigkeitsströme durch diesen zu gestatten. Somit ist durch Steuerung des dritten Öffnungsdurchlasses 66 in den Betriebszustand während der Fahrt des Fahrzeugs das vorliegende Brennkraftmaschinenlager 10 in der Lage, effektive Dämpfungs- und Isolierwirkungen in bezug auf die niederfrequenten Schwingungen, wie z. B. Erschütterungen der Brennkraftmaschine, und die hochfrequenten Schwingungen, wie z. B. Hochlaufgeräusche, die während der Fahrt des Fahrzeugs erzeugt werden, zu erbringen. Ferner ist das Brennkraftmaschinenlager 10 durch Sperren des dritten Öffnungsdurchlasses 66 zum Unterbinden der Flüssigkeitsverbindung durch dieses, während das Fahrzeug in einem Haltzustand ist, wobei die Brennkraftmaschine in deren Leerlaufzustand versetzt ist, in der Lage, hervorragende Dämpfungs- und Isolierwirkungen in bezug auf die Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine, die während des Leerlaufs des Fahrzeugs darauf einwirken, zu erbringen.
In dem vorliegenden Brennkraftmaschinenlager 10 wird der dritte Öffnungsdurchlaß 66 verschlossen, um die Flüssigkeitsverbindung durch diesen durch Drücken der Membran 30 auf das Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses 66 zu unterbinden. Daher ist es nicht erforderlich, innerhalb der Druckaufnahmekammer 46 oder der Gleichgewichtskammer 48 ein Schaltelement oder eine Ansteuervorrichtung zum selektiven Steuern des dritten Öffnungsdurchlasses 66 in den aktiven und den inaktiven Zustand anzuordnen, wodurch der einfache Aufbau und die hervorragende Produktivität des Brennkraftmaschinenlagers 10 ermöglicht werden. Ferner wird die Membran 30 durch die Vorspannkraft der Spiralfeder 96 auf das Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses 66 gedrückt und von dem Offenende durch die Saugkraft auf der Grundlage des Unterdrucks zurückgezogen, der von der externen Unterdruckquelle angelegt ist. Demgemäß gewährleistet das vorliegende Brennkraftmaschinenlager 10 einen wesentlich vereinfachten Aufbau und erhöhte Produktivität ohne Einbringung einer Antriebsvorrichtung oder eines Antriebskraft-Übertragungsmechanismus, wie z. B. ein Elektromotor, innerhalb des Körpers des Brennkraftmaschinenlagers 10.
In Fig. 4 ist ein Brennkraftmaschinenlager 100 gezeigt, das gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Das Brennkraftmaschinenlager 100 weist eine Steuervorrichtung zum selektiven Zulassen oder Unterbinden der Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß 66 auf, wobei sich die Vorrichtung von jener des Brennkraftmaschinenlagers 10 der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform unterscheidet. In dieser zweiten Ausführungsform werden die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform verwendet, um die entsprechenden Komponenten zu bezeichnen, und deren ausführliche Beschreibung wird ausgelassen. In dem Brennkraftmaschinenlager 100 gemäß der zweiten Ausführungsform sind die Membran 30 und die Gleichgewichtskammer 48 jeweils als "erste Membran 30" und als "erste Gleichgewichtskammer 48" bezeichnet.
In dem Brennkraftmaschinenlager 100 der zweiten Ausführungsform weist die Trennstruktur 38 einen runden Mittelraum 102 auf, der im wesentlichen in deren Mittelabschnitt erzeugt ist. In diesem Mittelraum 102 ist eine zweite Membran 104 angeordnet, welche eine runde, dünnwandige, flexible Schicht ist. Die zweite Membran 104 ist innerhalb des Mittelraums 102 so angeordnet, daß ein Befestigungsring 105, der durch Vulkanisation an dem Außenumfangsabschnitt der zweiten Membran 104 fest angeordnet ist, flüssigkeitsdicht in dem Mittelraum 102 angeordnet ist. Daher ist der Mittelraum 102 durch die zweite Membran 104 flüssigkeitsdicht in zwei Abschnitte unterteilt, welche an den axial entgegengesetzten Seiten der zweiten Membran 104 angeordnet sind.
Genauer ausgedrückt, auf der oberen Seite der zweiten Membran 104 ist eine zweite Gleichgewichtskammer 106 erzeugt, zu welcher der dritte Öffnungsdurchlaß 66 offen ist und dessen Volumen infolge der elastischen Verformung der zweiten Membran 104 veränderbar ist, um eine wesentliche Flüssigkeitsströmung zwischen der Druckaufnahmekammer 46 und der Gleichgewichtskammer 106 durch den dritten. Öffnungsdurchlaß 66 zu gestatten, auf der Grundlage der elastischen Verformung der Gummiplatte 56. Die zweite Membran 104, welche teilweise die zweite Gleichgewichtskammer 106 definiert, ist getrennt von oder unabhängig von der ersten Membran 30 erzeugt, welche teilweise die erste Gleichgewichtskammer 48 definiert, zu welcher der erste Öffnungsdurchlaß 52 und der zweite Öffnungsdurchlaß 64 offen sind.
Auf der unteren Seite der zweiten Membran 104 in dem Mittelraum 102 ist eine Luftkammer 108 erzeugt, welche die elastische Verformung der zweiten Membran 104 gestattet. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Trennstruktur 38 ferner mit einem ersten Luftkanal 110 und einem zweiten Luftkanal 112 ausgebildet, von denen jeder mit der Luftkammer 108 an deren radialem Innenende in Verbindung gebracht wird. Der zweite Luftkanal 112 ist durch die zylindrischen Wände des zweiten Lagerelements 14 und der Konsole 68 ausgebildet, um mit dem Außenraum an deren radialen Außenende in Verbindung zu gelangen. An dem radialen äußeren Offenende des ersten Luftkanals 110 ist ein Verbindungsrohr 114 fest angeordnet, welches andererseits mit einer äußeren Luftleitung verbunden ist.
In dem Mittelabschnitt des zweiten Luftkanals 112 ist ein runder Hohlraum 116 erzeugt, in welchem eine runde, dünnwandige, flexible Gummischicht 118 angeordnet ist. Diese flexible Gummischicht 118 ist so innerhalb des Hohlraums 116 angeordnet, daß ein Befestigungsring 120, der durch Vulkanisieren an dem Außenumfangsabschnitt der Gummischicht 118 fest angeordnet ist, in dem Hohlraum 116 luftdicht angeordnet. Gemäß diesem Aufbau ist der zweite Luftkanal 112 durch die flexible Gummischicht 118, die in dem Hohlraum 116 angeordnet ist, luftdicht in zwei Abschnitte unterteilt, d. h. einen oberen Abschnitt, welcher mit der Luftkammer 108 in Verbindung gehalten ist, und einen unteren Abschnitt, welcher mit der Atmosphäre in Verbindung gehalten ist.
Wenn in dem Brennkraftmaschinenlager 100, das gemäß der zweiten Ausführungsform aufgebaut ist, der erste Luftkanal 110 nicht mit der Unterdruckquelle verbunden ist, wie in Fig. 4 gezeigt, gestattet der zweite Luftkanal 112 die Luftströmungen in die Luftkammer 108 und aus dieser gemäß der elastischen Verformung der flexiblen Gummischicht 118, um die Verlagerung oder die Verformung der zweiten Membran 104 zu gestatten, und demgemäß eine Volumenänderung der zweiten Gleichgewichtskammer 106 zu gestatten. Beim Anlegen der Schwingungsbelastung an das Brennkraftmaschinenlager 100 wird daher die Flüssigkeit veranlaßt, zwischen dem unteren Raum 60 des Innenhohlraums 54 und der zweiten Gleichgewichtskammer 106 durch den dritten Öffnungsdurchlaß 66 zu strömen, auf der Grundlage der elastischen Verformung der Gummiplatte 56, wodurch das vorliegende Brennkraftmaschinenlager 100 wirkungsvolle Dämpfungs- und Isolierwirkungen erbringt, wie in der ersten Ausführungsform, auf der Grundlage der Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß 66.
Wenn andererseits der erste Luftkanal 110 mit der Unterdruckquelle verbunden wird, wie in Fig. 5 gezeigt, wird die zweite Membran 104 durch den Unterdruck, der durch den ersten Luftkanal 110 angelegt ist, auf die Trennstruktur 38 gezogen. Somit wird verhindert, daß die zweite Membran 104, welche weiterhin gezogen wird, verformt wird, um die Volumenänderung der zweiten Gleichgewichtskammer 106 zu unterbinden. In diesem Zustand wird die Flüssigkeitsströmung weder in der zweiten Gleichgewichtskammer 106 noch in dem dritten Öffnungsdurchlaß 66 bewirkt, um dadurch im wesentlichen den dritten Öffnungsdurchlaß 66 zu verschließen. Wenn die Schwingungsbelastung an das Brennkraftmaschinenlager 100 angelegt ist, wobei der dritte Öffnungsdurchlaß 66 in dem geschlossenen Zustand angeordnet ist, wie vorstehend beschrieben, wird die Flüssigkeit veranlaßt, durch den zweiten Öffnungsdurchlaß 64 zur Flüssigkeitsverbindung zwischen dem unteren Raum 50 des Innenhohlraums 54 und der Gleichgewichtskammer 48 zu strömen, auf der Grundlage der elastischen Verformung der Gummiplatte 56. Demgemäß ist das Brennkraftmaschinenlager 100 in der Lage, wirkungsvolle Dämpfungs- und Isoliereigenschaften zu erbringen, wie in bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben ist.
Wenn der erste Luftkanal 110 mit der Unterdruckquelle verbunden ist, wird der zweite Luftkanal 112 mit Unterdruck beaufschlagt, der durch den ersten Luftkanal 110 über die Luftkammer 108 so angelegt ist, daß die flexible Gummischicht 118 durch den angelegten Unterdruck auf die Trennstruktur 38 gezogen wird. Somit wird unterbunden, daß die flexible Gummischicht 118, welche weiterhin gezogen wird, verformt wird, um den Luftstrom in die Luftkammer 108 zu unterbinden, welcher andererseits durch die elastische Verformung der flexiblen Gummischicht 118 bewirkt würde. Gemäß diesem Aufbau wird die zweite Membran 104 durch den Unterdruck weiterhin wirkungsvoll gezogen, solange der erste Luftkanal 110 mit der Unterdruckquelle verbunden ist.
In dem Brennkraftmaschinenlager 100, das gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wird der dritte Öffnungsdurchlaß 66 wirkungsvoll gesteuert, um betriebsmäßig inaktiv oder aktiv zu sein, um im wesentlichen die Flüssigkeitsströme durch diesen zu unterbinden und zu gestatten, indem die Luftkammer 108 über den ersten Luftkanal 110 mit der Unterdruckquelle verbunden wird oder von dieser getrennt wird. Somit ist wie in dem Brennkraftmaschinenlager 10 der ersten Ausführungsform das vorliegende Brennkraftmaschinenlager 100 in der Lage, wirkungsvolle Dämpfungs- und Isoliereigenschaften in bezug auf die Schwingungen zu erbringen, die während der Fahrt des Fahrzeugs angelegt sind, auf der Grundlage der Flüssigkeitsströme durch den ersten Öffnungsdurchlaß 52 und den dritten Öffnungsdurchlaß 66, als auch die effektiven Dämpfungs- oder Isolierwirkungen in bezug auf die Schwingungen, die daran angelegt sind, während das Fahrzeug in einem Haltezustand mit der Brennkraftmaschine in dem Leerlaufzustand ist, auf der Grundlage der Flüssigkeitsströme durch den ersten Öffnungsdurchlaß 52 und den zweiten Öffnungsdurchlaß 64.
Das vorliegende Brennkraftmaschinenlager 100 zeigt hervorragende Dämpfungs- und Isoliereigenschaften in bezug auf die daran angelegten Schwingungen, während das Fahrzeug in einem Haltzustand mit der Brennkraftmaschine im Leerlauf ist, auf der Grundlage der Flüssigkeitsströme durch den ersten Öffnungsdurchlaß 52 und den zweiten Öffnungsdurchlaß 64, bei Anlage des Unterdrucks an der Luftkammer 108, wie vorstehend beschrieben. Demgemäß können unter Ausnutzung eines Unterdrucks, der mit hoher Stabilität in dem Ansaugluftsystem der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung des Fahrzeugs erhalten ist, während das Fahrzeug in einem Haltzustand ist, wobei die Brennkraftmaschine in deren Leerlaufzustand ist, die Dämpfungs- und Isoliereigenschaften des Brennkraftmaschinenlagers 100 wunschgemäß verändert werden, ohne daß irgendeine Sondervorrichtung, wie z. B. ein Vakuumbehälter zum Anlegen des Unterdrucks an das Brennkraftmaschinenlager 100, erforderlich ist.
Das Brennkraftmaschinenlager 100 der zweiten Ausführungsform weist den zweiten Luftkanal 112 auf, welcher zuläßt, daß die Luft in die Luftkammer 108 und aus dieser strömt, auf der Grundlage der elastischen Verformung der flexiblen Gummischicht 118. Selbst wenn in diesem Aufbau der erste Luftkanal 110 mit dem Ansaugluftsystem des Fahrzeugs verbunden ist, das z. B. einen großen Luftströmungswiderstand infolge der Anordnung eines Vakuumschaltventils darin aufweist, gestattet der zweite Luftkanal 112 ohne weiteres das Strömen der Luft in die Luftkammer 108 und aus dieser, während der erste Luftkanal 110 von der Unterdruckguelle getrennt ist, um dadurch auf leichte Weise die zweite Membran 104 zu verformen, um zu ermöglichen, daß der dritte Öffnungsdurchlaß 66 mit hoher Stabilität funktionswirksam ist. Daher ist das Brennkraftmaschinenlager 100 in der Lage, stabil und wirkungsvoll hervorragende Dämpfungs- und Isoliereigenschaften auf der Grundlage der Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß 66 zu erbringen.
Wenngleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, so sollte klar sein, daß die Erfindung nicht auf die Einzelheiten der gezeigten Ausführungsformen begrenzt ist, sondern Abwandlungen und Abänderungen möglich sind.
Z. B. sind die Ausbildungen und Strukturen des ersten, zweiten und dritten Öffnungsdurchlasses nicht auf jene der aufgezeigten Ausführungsformen begrenzt, sondern können in geeigneter Weise abgewandelt werden, abhängig von den erforderlichen Dämpfungseigenschaften des flüssigkeitsgefüllten, elastischen Lagers.
In der beschriebenen ersten Ausführungsform sind der zweite Öffnungsdurchlaß 64 und der dritte Öffnungsdurchlaß 66 zwischen der Gummiplatte 56 als das bewegliche Element und die Gleichgewichtskammer 48 erzeugt, während in der zweiten Ausführungsform der zweite Öffnungsdurchlaß 64 und der dritte Öffnungsdurchlaß 66 zwischen der Gummiplatte 56 und den Gleichgewichtskammern 48, 106 erzeugt. Dieser zweite und dritte Öffnungsdurchlaß kann zwischen der Gummiplatte 56 und der Druckaufnahmekammer 46 erzeugt werden, um die Flüssigkeitsverbindung durch diese zwischen dem oberen Raum 58, der durch die Gummiplatte 56 teilweise definiert wird, und der Druckaufnahmekammer 46 zuzulassen.
Die Ausbildung und die Struktur der ersten Steuervorrichtung sind nicht auf jene der gezeigten Ausführungsformen begrenzt, sondern können abgewandelt und abgeändert werden, solange diese in der Lage ist, den dritten Öffnungsdurchlaß im wesentlichen betriebsmäßig aktiv und inaktiv zu steuern, und die Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß zu gestatten und zu unterbinden. Z. B. kann die erste Steuervorrichtung mit einem geeigneten Ventil versehen werden, welches durch eine geeignete Ansteuervorrichtung gesteuert wird, um den dritten Öffnungsdurchlaß zu öffnen oder zu schließen.
Zusätzlich zu der ersten Steuervorrichtung, wie in den gezeigten Ausführungsformen beschrieben, kann das flüssigkeitsgefüllte, elastische Lager eine zweite Steuervorrichtung aufweisen, die angepaßt ist, um die Flüssigkeitsströme durch den zweiten Öffnungsdurchlaß zu unterbinden, während der dritte Öffnungsdurchlaß offen ist, und die Flüssigkeitsströme durch den zweiten Öffnungsdurchlaß zu gestatten, während der dritte Öffnungsdurchlaß geschlossen ist.
Die Ausbildungen und die Strukturen des ersten und des zweiten Lagerelements sind nicht auf jene der gezeigten Ausführungsformen begrenzt, sondern können in geeigneter Weise abhängig von den Komponenten bestimmt werden, an welchen das erste und das zweite Lagerelement fest angeordnet sind.
Wenngleich die beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in der Form eines flüssigkeitsgefüllten Brennkraftmaschinenlagers für ein Kraftfahrzeug sind, ist das Prinzip der Erfindung auch auf andere Arten des flüssigkeitsgefüllten, elastischen Lagers anwendbar, wie z. B. ein Aufbaulager oder Differentiallager für ein Kraftfahrzeug, oder auf verschiedene Lager, die für Ausrüstungen oder Vorrichtungen anders als ein Kraftfahrzeug verwendet werden.
Es sollte klar sein, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen am Erfindungsgegenstand vorgenommen werden können, die dem Fachmann bei Kenntnis der durch die Erfindung vermittelten Lehre nahegelegt sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager, das aufweist:

- ein erstes und ein zweites Lagerelement (12, 14), welche voneinander beabstandet sind,

- einen elastischen Körper (16), der mit dem ersten Lagerelement und dem zweiten Lagerelement elastisch verbunden ist und teilweise eine Druckaufnahmekammer (46) definiert, welche eine Eingangsschwingungsbelastung aufnimmt, und welche mit einer nichtkomprimierbaren Flüssigkeit gefüllt ist,

- eine flexible Membran (30), welche teilweise eine Gleichgewichtskammer (48) definiert, die mit der Flüssigkeit gefüllt ist, wobei die flexible Membran verlagerbar ist, um eine Volumenänderung der Gleichgewichtskammer zu gestatten,

- eine Vorrichtung (28, 38), die einen ersten Öffnungsdurchlaß (52), einen zweiten Öffnungsdurchlaß (64) und einen dritten Öffnungsdurchlaß (66) definiert, um die Flüssigkeitsverbindung zwischen der Druckaufnahmekammer und der Gleichgewichtskammer zu bewirken, wobei der erste Öffnungsdurchlaß auf einen ersten Frequenzbereich abgestimmt ist und der zweite Öffnungsdurchlaß auf einen zweiten Frequenzbereich abgestimmt ist, welcher höher als der erste Frequenzbereich ist, während der dritte Öffnungsdurchlaß auf einen dritten Frequenzbereich abgestimmt ist, welcher höher als der zweite Frequenzbereich ist,

- eine erste Steuervorrichtung (84, 94, 96, 98; 104, 106, 108, 110, 114) um Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß (64) zu gestatten oder zu unterbinden, und

- ein bewegliches Element (56), das zwischen der Druckaufnahmekammer und der Gleichgewichtskammer angeordnet ist, wobei das bewegliche Element verlagerbar oder verformbar ist, um relative Volumenänderungen der Druckaufnahmekammer und der Gleichgewichtskammer zu gestatten,

dadurch gekennzeichnet, daß:

die Vorrichtung (38, 62), welche den zweiten Öffnungsdurchlaß (64) und den dritten Öffnungsdurchlaß (66) definiert, zwischen dem beweglichen Element (56) und einer der Kammern, die Druckaufnahmekammer (46) und die Gleichgewichtskammer (48), ausgebildet ist, um Flüssigkeitsströme durch diese auf der Grundlage der Verlagerung oder Verformung des beweglichen Elements zu gestatten.

2. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß Anspruch 1, das ferner eine zweite Steuervorrichtung (84, 94, 96, 98; 104, 106, 108, 110, 114) aufweist, um Flüssigkeitsströme durch den zweiten Öffnungsdurchlaß zu unterbinden, wenn die erste Steuervorrichtung die Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß gestattet, während die zweite Steuervorrichtung die Flüssigkeitsströme durch den zweiten Öffnungsdurchlaß gestattet, wenn die erste Steuervorrichtung die Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß unterbindet.

3. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das erste und das zweite Lagerelement jeweils an der einen Einheit und dem anderen Element, d. h. eine Antriebseinheit eines Motorfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung und ein Tragelement des Fahrzeugs, fest angeordnet sind, daß die Antriebseinheit über das elastische Lager durch das Tragelement schwingungsdämpfend gelagert ist, wobei der zweite und der erste Öffnungsdurchlaß abgestimmt sind, jeweils unterschiedliche Komponenten der Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine der Antriebseinheit so zu dämpfen, daß eine Komponente der Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine, deren Schwingungspegel der höchste ist, durch die Flüssigkeitsströme durch den zweiten Öffnungsdurchlaß gedämpft wird, und so, daß eine andere Komponente der Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine, deren Schwingungspegel niedriger als der Schwingungspegel der Komponente der Leerlaufschwingungen der Brennkraftmaschine ist, die durch die Flüssigkeitsströme durch den zweiten Öffnungsdurchlaß gedämpft wird, durch die Flüssigkeitsströme durch den ersten Öffnungsdurchlaß gedämpft ist.

4. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß einem der Ansprüche 1-3, wobei die flexible Membran teilweise eine atmosphärische Kammer (92) definiert, die mit einer Atmosphäre verbunden ist, um die Verlagerung der flexiblen Membran (30) zu gestatten.

5. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei die Vorrichtung zum Definieren des ersten, zweiten und dritten Öffnungsdurchlasses eine Trennstruktur (38) aufweist, welche mindestens teilweise den ersten, zweiten und dritten Öffnungsdurchlaß definiert.

6. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei die Trennstruktur (38) mit einem Innenhohlraum (54) erzeugt ist, in welchem das bewegliche Element angeordnet ist.

7. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß einem der Ansprüche 1-6, wobei der dritte Öffnungsdurchlaß ein Offenende aufweist, das zu der Gleichgewichtskammer offen ist, und die erste Steuervorrichtung eine Drückvorrichtung (84, 94, 96) zum selektiven Anordnen der flexiblen Membran in einer Offenlage aufweist, in welcher die flexible Membran von dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses beabstandet ist, um die Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß zu gestatten, und eine Schließlage, in welcher die flexible Membran das Offenende verschließt, um die Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß zu unterbinden.

8. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß Anspruch 7, wobei die Drückvorrichtung aufweist.

- ein Anlageelement (84), welches auf einer der entgegengesetzten Seiten der flexiblen Membran entfernt von der Gleichgewichtskammer so angeordnet ist, daß das Anlageelement zu dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses und von diesem weg verlagerbar ist,

- eine Vorspannvorrichtung (96) zum Vorspannen des Anlageelements zu dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses, so daß das Anlageelement die flexible Membran in die Schließlage drängt, um die Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß zu unterbinden, und

- eine Vorrichtung zum Definieren einer Luftkammer (94), welche auf einer der entgegengesetzten Seiten des Anlageelements abseitig der flexiblen Membran ausgebildet ist, und welche einen Unterdruck zum Zurückziehen des Anlageelement von dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses aufnimmt, gegen eine Vorspannkraft der Vorspannvorrichtung, um die flexible Membran in der Offenlage anzuordnen, um die Flüssigkeitsströme durch den dritten Öffnungsdurchlaß zu gestatten.

9. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Drückvorrichtung ferner ein Verbindungsrohr (98) aufweist, durch welches der Unterdruck an die Luftkammer (94) angelegt wird.

10. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei das Anlageelement (84) mit einem Dichttraggunmi (88) an dessen einem Außenumfangsabschnitt elastisch verbunden ist und durch diesen so getragen wird, daß das Anlageelement auf der Grundlage der elastischen Verformung des Dichttraggummis zu dem Offenende des dritten Öffnungsdurchlasses (66) hin und von diesem weg verlagerbar ist.

11. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß einem der Ansprüche 1-6, wobei der dritte Öffnungsdurchlaß (66) zwischen dem beweglichen Element (56) und der Gleichgewichtskammer (48) erzeugt ist, wobei die erste Steuervorrichtung aufweist:

- eine Vorrichtung zum Definieren einer anderen Gleichgewichtskammer (106), zu welcher der dritte Öffnungsdurchlaß offen ist, und welcher unabhängig von der Gleichgewichtskammer (48) ausgebildet ist, zu welcher der erste und der zweite Öffnungsdurchlaß offen sind,

- eine andere flexible Membran (104), welche teilweise die andere Gleichgewichtskammer (106) definiert, zu welcher der dritte Öffnungsdurchlaß offen ist,

- eine Luftkammer (108), die auf einer der entgegengesetzten Seiten der anderen flexiblen Membran (104) fern der anderen Gleichgewichtskammer (106) erzeugt ist, um die Verlagerung der anderen flexiblen Membran zu gestatten, und

- eine Vorrichtung zum Definieren eines ersten Luftkanals (110), welcher die Luftkammer (108) mit einer Unterdruckquelle verbindet, um die andere flexible Membran zu ziehen, um eine Volumenänderung der anderen Gleichgewichtskammer zu unterbinden, um dadurch den dritten Öffnungsdurchlaß im wesentlichen zu schließen.

12. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß Anspruch 11, wobei die erste Steuervorrichtung ferner ein Verbindungsrohr (114) aufweist, durch welches die Luftkammer (108) über den ersten Luftkanal mit der Unterdruckquelle verbunden ist.

13. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei die Vorrichtung zum Definieren des ersten, zweiten und dritten Öffnungsdurchlasses eine Trennstruktur (38) aufweist, welche mindestens den ersten, zweiten und dritten Öffnungsdurchlaß definiert, wobei die Trennstruktur mit einem Mittelraum (102) erzeugt ist, in welchem die andere Membran (104) angeordnet ist, um den Mittelraum in die andere Gleichgewichtskammer (106) und die Luftkammer (108) zu unterteilen.

14. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß einem der Ansprüche 11-13, das ferner aufweist:

- eine Vorrichtung zum Definieren eines zweiten Luftkanals (112), um im wesentlichen die Luftkammer (108) mit einer Atmosphäre zu verbinden, und

- eine Strömungsdrosselvorrichtung (118) zum Drosseln einer Luftströmungsmenge in die Luftkammer, wobei der zweite Luftkanal Luftströmungen in die Luftkammer und aus dieser zuläßt, um die Verlagerung der anderen flexiblen Membran zu gestatten, wenn der erste Luftkanal nicht mit der Unterdruckquelle verbunden ist.

15. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß einem der Ansprüche 11-14, wobei der zweite Luftkanal (112) einen Hohlraum (116) aufweist, in welchem die Strömungsdrosselvorrichtung (118) angeordnet ist.

16. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß einem der Ansprüche 1-15, wobei das bewegliche Element teilweise einen oberen Raum (58) und einen unteren Raum (60) auf dessen entgegengesetzten Seiten definiert, wobei beide der Öffnungsdurchlässe, der zweite Öffnungsdurchlaß (64) und der dritte Öffnungsdurchlaß (66), die an dessen einem Ende mit dem anderen Ende der Druckaufnahmekammer (46) und der Gleichgewichtskammer (48) verbunden sind, und an dessen anderen Ende mit einem der Räume, der obere Raum und der untere Raum, welcher auf der gleichen Seite des beweglichen Elements angeordnet ist wie die eine der Kammern, die Druckaufnahmekammer und die Gleichgewichtskammer.

17. Flüssigkeitsgefülltes, elastisches Lager gemäß Anspruch 16, wobei beide der Öffnungsdurchlässe, der zweite und der dritte Öffnungsdurchlaß, an deren anderen Ende mit einem der Räume, der obere Raum und der untere Raum (60), welcher auf der gleichen Seite des beweglichen Elements angeordnet ist wie die Gleichgewichtskammer, verbunden sind.