-
Die Erfindung betrifft ein hydraulisch dämpfendes
Elastomerlager, insbesondere als Radiallager zur Schwingungsdämpfung an
Kfz-Fahrwerken, mit einem metallenen Außenteil, einem metallenem
Innenteil als Lagerkern und wenigstens einen zwischen Innenteil
und Außenteil angeordneten Elastomerkörper, der mit dem
Außenteil wenigstens zwei mit Dämpfungsflüssigkeit befüllte
Arbeitskammern bildet, die über wenigstens einen Drosselkanal
miteinander verbunden sind.
-
Hydraulisch dämpfende Elastomerlager werden zur Verbesserung des
Fahrkomforts in KFZ eingesetzt. Diese sollen störende
Schwingungen im Fahrwerk eliminieren. Bekannte Lager dieser Art
bestehen aus einer metallenen Innenbuchse und einem metallenen
Außenteil, die über einen oder mehrere Elastomerkörper
miteinander verbunden sind. In dem Elastomerkörper sind
normalerweise mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Arbeitskammern
vorgesehen, die über einen Dämpfungskanal oder einen
Drosselkanal miteinander verbunden sind. Wird das Lager
(Radialbuchse) radial belastet, so erfährt eine der
Arbeitskammern eine Volumenverringerung, die andere Kammer eine
entsprechende Volumenvergrößerung. Durch den Transport der
Dämpfungsflüssigkeit von einer zur anderen Kammer wird
Dämpfungsarbeit geleistet.
-
Üblicherweise sind die Dämpfungskanäle bzw. Drosselkanäle als
Nuten am Umfang des Elastomerkörpers ausgebildet, die zusammen
mit der Außenhülse bzw. dem Außenteil die Kanäle bilden. Je nach
Art der zu bedämpfenden Schwingungen erstrecken sich die
Dämpfungs- bzw. Drosselkanäle über einen verhältnismäßig großen
Weg am Außenumfang des Elastomerkörpers.
-
Um die Frequenzlage des Dämpfungsmaximums relativ einfach
einstellen zu können, ist verschiedentlich vorgeschlagen worden,
in das Lager starre Bauteile austauschbar einzusetzen, in denen
Strömungskanäle oder Strömungsverbindungen als Dämpfungskanäle
vorgesehen sind. Aus der DE 196 16 638 C2 ist beispielsweise ein
hydraulisch dämpfendes Buchsenlager bekannt, in dessen Innenteil
stirnseitig umlaufende axial offene Ringnuten vorgesehen sind,
über die sich axial erstreckende Arbeitskammern des Lagers
kommunizieren. In die Ringnuten sind jeweils mehrteilige Ringe
eingeklipst, die Drosselkanäle ausbilden.
-
Die Konstruktion des bekannten Buchsenlagers ist relativ
aufwendig, es geht bei diesem Lager hauptsächlich darum,
zwischen den beiden Arbeitskammern einen möglichst langen
Drosselkanal vorsehen zu können.
-
Aus der DE 197 13 003 A1 ist ein hydraulisch dämpfendes Lager
der eingangs bekannten Art bekannt, das aus einer inneren
Lagerhülse besteht, einer diese mit radialem Abstand umgebenden
äußeren Lagerhülse, einem zwischen beiden Lagerhülsen an
wenigstens einer Lagerhülse festhaftend angeordneten
Elastomerkörper, der wenigstens eine mit hydraulischem Dämpfungsmittel
befüllte Kammer bildet, einer Kappe, die die Hülsengummifeder
bzw. das hydraulische Lager unter Bildung einer zweiten Kammer
dichtend verschließt und einer Kanalplatte, die einen die
Kammern verbindenden Drosselkanal enthält, wobei die äußere
Lagerhülse wenigstens zwei unterschiedliche Außendurchmesser
aufweist, von denen der hauptsächlich radial belastete Bereich
kleineren Durchmessers in das Kraftfahrzeugbauteil eingesetzt
ist, auf dem korrespondierenden Bereich der inneren Lagerhülse
wenigstens zwei über den Umfang verteilt angeordnete
Anschlagpuffer vorgesehen sind und der Bereich größeren
Durchmessers die durch die Kanalplatte getrennten, mit
Dämpfungsmittel gefüllten Kammern enthält. Die zweiteilige
Kanalplatte ist in etwa ringförmig ausgebildet, ist stirnseitig
in das Lager eingesetzt und bildet eine axiale Trennung der
Arbeitskammern bzw. Arbeitskammern. Eine einfache
Austauschbarkeit der Kanalplatte zwecks Veränderung der
Dämpfungseigenschaften des Lagers ist bei dieser Anordnung nicht
möglich.
-
Ein hydraulisch dämpfendes Gummilager der eingangs genannten Art
ist beispielsweise auch aus der DE 43 32 480 bekannt. Dort ist
ein Elastomerlager bzw. hydraulisch dämpfendes Lager
beschrieben, bei der die Strömungsverbindung der Arbeitskammern
durch ein starres Element bewirkt wird, das einen Drosselkanal
enthält. Dieses starre Element bildet zusammen mit der
Innenwandung des Außenteils einen Drosselkanal, wobei das starre
Element formschlüssig und nicht austauschbar in dem
Elastomerkörper verankert ist. Der Strömungsquerschnitt des
Drosselkanals soll unabhängig von der Verformung des Gummiteils
konstant bleiben.
-
Aus der DE 197 29 290 ist ein Elastomerlager bekannt, bei dem
die dämpfungsmittelgefüllten Kammern über ein eine
Strömungsverbindung aufweisendes starres Element miteinander
verbunden sind, welches zwischen dem Elastomerkörper und der
Außenhülse am Außenumfang des Elastomerkörpers verlaufend
angeordnet ist. Auch diese Konstruktion wird als verhältnismäßig
aufwendig und wenig kompakt angesehen.
-
Gleiches gilt für ein aus der DE 199 19 863 bekanntes
Elastomerlager, bei dem ein manschettenartig ausgebildeter Kanalträger
vorgesehen ist, der ebenfalls den Elastomerkörper auf seinen
Außenumfang umgibt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisch
dämpfendes Lager der eingangs genannten Art hinsichtlich der
Frequenzlage des Dämpfungsmaximums verhältnismäßig einfach
einstellbar zu gestalten, und zwar mit möglichst geringem
Konstruktionsaufwand. Insbesondere soll das Lager
fertigungstechnisch so vereinfacht werden, dass bei der Fertigung mit
möglichst einfachen Mitteln der Strömungsquerschnitt und der
Strömungsweg für das Dämpfungsmedium eingestellt werden kann.
-
Die Aufgabe wird durch ein hydraulisch dämpfendes Elastomerlager
der eingangs genannten Art gelöst, das sich dadurch auszeichnet,
dass sich der Drosselkanal geradlinig durch das Innenteil
erstreckt und dass in wenigstens einer Arbeitskammer eine
Kanalplatte eingesetzt ist, die mit einem Dämpfungskanal
durchzogen ist, der der betreffenden Arbeitskammer vorgeschaltet
an den Drosselkanal angeschlossen ist.
-
Dabei bildet der in der Kanalplatte vorgesehene Dämpfungskanal
in vorteilhafter Art und Weise eine Verlängerung des
Drosselkanals. Die Kanalplatte mit dem darin verlaufenden
Dämpfungskanal ist vorzugsweise austauschbar ausgebildet.
-
Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Elastomerlagers erstreckt sich der Dämpfungskanal über den
größten Teil seiner Länge quer zu dem Drosselkanal.
-
Der Dämpfungskanal kann beispielsweise in der Kanalplatte
mäanderförmig verlaufend ausgebildet sein.
-
Zweckmäßigerweise ist die Kanalplatte zweiteilig ausgebildet.
Diese kann beispielsweise aus Metallteilen zusammengesetzt sein.
-
Bei einer besonders bevorzugten Variante des Elastomerlagers ist
die Kanalplatte in den Lagerkern eingelassen, so dass diese kein
Volumen der Arbeitskammern beansprucht.
-
Zweckmäßigerweise ist die Kanalplatte lösbar mit dem Lagerkern
verbunden. Diese kann beispielsweise eingeklipst oder
eingeschraubt sein.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kanalplatte unter
Zwischenlage des Elastomerkörpers mit dem Lagerkern lösbar
verbunden ist.
-
Bei dem vorzugsweise zwei Arbeitskammern aufweisenden
Elastomerlager ist zweckmäßigerweise in jeder Arbeitskammer eine
Kanalplatte austauschbar eingesetzt. Die Kanalplatte bildet das
Tiefste der betreffenden Arbeitskammer.
-
Der Lagerkern kann im Bereich der Arbeitskammern jeweils an
seinem Außenumfang abgeflacht sein, wobei die Kanalplatte im
Bereich der Abflachungen des Lagerkerns in die dort befindlichen
Arbeitskammern eingesetzt ist.
-
Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip kann dergestalt
zusammengefasst werden, dass in vorteilhafter Art und Weise
wenigstens eine Kanalplatte mit einem sich in dieser
erstreckenden Dämpfungskanal in wenigstens eine Arbeitskammer
des Elastomerlagers eingesetzt ist, wobei die Arbeitskammer sich
zwischen dem auf das Innenteil aufvulkanisierten Elastomerkörper
und dem metallenen Außenteil erstreckt und durch entsprechende
Abflachungen des Innenkörpers vertieft ist. In die Abflachung
ist die Kanalplatte unter Zwischenlage des Elastomerkörpers in
diesem Bereich so eingesetzt, dass sie kein Volumen der
Arbeitskammer beansprucht. Der in der Kanalplatte jeweils
vorgesehene Dämpfungskanal bildet eine endseitige Verlängerung
des geradlinig durch den Lagerkern gebohrten Drosselkanals. Das
Lager ist ohne Kanalplatte grundsätzlich funktionsfähig. Durch
Einsetzen der entsprechenden Kanalplatte lässt sich der
Strömungsweg als auch der Strömungsquerschnitt für das
Dämpfungsmedium beeinflussen.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
-
Es zeigen:
-
Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße
Elastomerlager im Bereich der Arbeitskammer,
-
Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Elastomerlager entlang
der Linien II-II in Fig. 1,
-
Fig. 3 eine Ansicht der Kanalplatte,
-
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linien IV-IV in Fig. 3
und
-
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linien V-V in Fig. 1.
-
Das in den Figuren dargestellte Elastomerlager 1 umfasst einen
metallenen Lagerkern 2 als Innenteil, einen Elastomerkörper 3
und eine metallene Hülse 4 als Außenteil. Der Lagerkern 2 des
Elastomerlagers 1 bildet eine hohlzylindrische Lagerbuchse zur
Aufnahme eines Befestigungsbolzens oder einer
Befestigungsschraube zur Montage an einem Kfz-Fahrwerk.
-
Zwischen dem Elastomerkörper 3 und der Hülse 4 sind zwei
Arbeitskammer 5a und 5b freigehalten, die mit Dämpfungsflüssigkeit
befüllt sind. Als Dämpfungsflüssigkeit oder Dämpfungsmedium
kommt beispielsweise Silikonöl oder Glykol in Betracht.
-
In der mit 5a bezeichneten Arbeitskammer bildet der
Elastomerkörper 3 einen Anschlagpuffer 6 aus, der bei Radialbelastung
des Lagers, für die dieses ausgelegt ist, gegen die Hülse 4
anschlägt.
-
Quer durch den Lagerkern 2 ist geradlinig ein Drosselkanal 7 als
Bohrung hindurchgeführt. Der Drosselkanal 7 stellt die
Strömungsverbindung der Arbeitskammern 5a, 5b untereinander her.
-
Bei radialer Belastung des Elastomerlagers 1 wird eine der
Arbeitskammern 5a, 5b komprimiert, deren Volumenverringerung
geht mit einer Volumenzunahme in der anderen Arbeitskammer 5a,
5b einher, die Dämpfungsflüssigkeit wird durch den Drosselkanal
7 auf an sich bekannte Art und Weise von einer Arbeitskammer 5a,
5b in die jeweils andere Arbeitskammer gepumpt. Hierbei wird
Dämpfungsarbeit verrichtet.
-
Wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist der Lagerkern 2
nicht rotationssymmetrisch ausgebildet, dieser ist vielmehr im
Bereich der Arbeitskammer 5b an seinem Außenumfang mit einer
Abflachung 8 versehen. In der betreffenden Arbeitskammer 5b ist
in die durch die Abflachung 8 gebildete Vertiefung eine
Kanalplatte 9 eingesetzt, die beispielsweise als
Kunststoffspritzgussteil oder als Aluminiumdruckgussteil ausgebildet sein
kann. Die Kanalplatte 9 fügt sich vollständig in die durch die
Abflachung 8 gebildete Vertiefung ein, so dass diese kein
Volumen in der betreffenden Arbeitskammer 5b beansprucht.
-
Die Kanalplatte ist einseitig mit einer mäanderförmig
verlaufenden Nut gefräst, die einen Dämpfungskanal 11 bildet, wenn
die Kanalplatte 9 gegen die Abflachung 8 des Lagerkerns 2 unter
Zwischenlage des Elastomerkörpers 3, der in diesem Bereich
verhältnismäßig dünn ist, dichtend befestigt ist.
-
Der Drosselkanal 7 mündet in eingebauter Lage der Kanalplatte 9
in den Einlaufanschluss 12 derselben. Der mit 13 bezeichnete
Auslauf des Dämpfungskanals 11 ist als Bohrung der Kanalplatte 9
ausgeführt, die in die Arbeitskammer 5b mündet. Die Kanalplatte
9 ist über die Schrauben 14 in dem Lagerkern 2 unter dichtender
Anlage gegen den auch in diesem Bereich aufvulkanisierten
Elastomerkörper 3 befestigt, so dass zwischen dem
Elastomerkörper 3 bzw. dem Lagerkern 2 und der Kanalplatte 9 ein
mäanderförmig verlaufender Dämpfungskanal 11 als Verlängerung
des Drosselkanals 7 gebildet wird.
-
Die Kanalplatte 9 kann auch zweiteilig ausgebildet sein, wobei
dann der Dämpfungskanal zwischen den beiden Plattenteilen
ausgebildet ist. Die Kanalplatte 9 ist austauschbar, so dass mit
verschiedenen Dämpfungskanalquerschnitten und -verläufen
unterschiedliche Dämpfungscharakteristika des Elastomerlagers 1
erzielbar sind.
Bezugszeichenliste
1 Elastomerlager
2 Lagerkern
3 Elastomerkörper
4 Hülse
5a, 5b Arbeitskammern
6 Anschlagpuffer
7 Drosselkanal
8 Abflachung
9 Kanalplatte
10 Nut
11 Dämpfungskanal
12 Einlaufanschluss
13 Auslauf
14 Schrauben