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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulisch dämpfende
Lagerbuchse mit einem Innenteil, das in ein Buchsengehäuse einführbar ist,
wobei das Innenteil einen elastomeren Tragkörper zur Abstützung eines
Lagerkerns umfasst und der elastomere Tragkörper einen mit einer hydraulischen
Flüssigkeit
gefüllten
ersten Kammerbereich und einen mit diesem über einen Überströmkanal verbundenen zweiten
Kammerbereich aufweist, wobei ein sich im wesentlichen radial erstreckender
elastischer Trennsteg zur im wesentlichen flüssigkeitsdichten Trennung des
ersten Kammerbereichs von dem zweiten Kammerbereich vorgesehen ist.
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Durch
Einführen
des Innenteils in ein Buchsengehäuse
werden so eine erste und eine zweite Kammer geschaffen, die über den Überströmkanal miteinander
verbunden sind und zum anderen durch den Trennsteg voneinander getrennt
sind. Das dynamische Verhalten eines solchen Lagers, also die Steifigkeits-
und Dämpfungswerte,
ist hier durch die Kanalgeometrie des Überströmkanals bestimmt.
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Aus
der
DE 39 30 644 A1 ist
es bekannt, ventilgeregelte Hilfskanäle zwischen der ersten und
der zweiten Kammer vorzusehen, die bei stoßartiger Belastung, also bei
großen
Amplituden und hoher Bewegungsgeschwindig- keit öffnen, und so die Steifigkeit
der Buchse herabsetzen. Durch die zusätzlichen Hilfskanäle und die
vorzusehenden Ventile ist eine solche Lösung aber relativ aufwendig
herzustellen.
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Die
DE 40 39 228 C1 offenbart
eine überwiegend
senkrecht zu ihrer Achsrichtung belastbare hydraulisch dämpfende
Lagerbuchse mit einem in ein Buchsengehäuse einführbaren Federkörper aus Gummi
zur Abstützung
eines Lagerkerns. Der Federkörper
weist einen mit einer Flüssigkeit
füllbaren
ersten Kammerbereich und einen mit diesem über einen Überströmkanal verbindbaren zweiten
Kammerbereich auf. Dabei ist im Bereich der beiden stirnseitigen
Enden des Federkörpers
jeweils ein zumindest teilweise umlaufender Ringkanal vorhanden.
Diese stirnseitigen Ringkanäle
sind über
einen parallel zur Lagerbuchsenachse verlaufenden Verbindungskanal miteinander
verbunden, der durch sich radial erstreckende Trennwände seitlich
begrenzt wird. Zur Ausbildung des jeweiligen Ringkanals verläuft ein
sich radial erstreckender Trennsteg parallel zu der jeweiligen Stirnseite.
In dem Trennsteg kann ein selbst schaltendes Ventil vorgesehen sein,
das aus einem im Federkörper
eingebrachten Schlitz bestehen kann, der druckabhängig einen
variablen Öffnungsquerschnitt
freigibt und so die Dämpfungseigenschaften
der Buchse beeinflusst.
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Die
DE 195 26 750 C2 offenbart
eine axial dämpfende
Hydrobuchse mit einem in ein Buchsengehäuse einführbaren elastischen Tragkörper, der eine
in Axialrichtung verlaufende Zentralbohrung zur Aufnahme eines Lagerkerns
umfasst. Ferner weist der elastische Tragkörper zwei mit Hydraulikflüssigkeit
gefüllte
Flüssigkeitskammern
auf. Die beiden Kammern sind über
einen Überströmkanal miteinander
verbunden. Zudem sind die beiden Kammern durch eine Trennvorrichtung
in Form einer Doppellippendichtung voneinander getrennt. Dazu weist
die Doppellippendichtung zwei voneinander beabstandete Dichtlippen
auf, die mit einem stationären
Widerlagerteil zusammenwirken. Die Dichtlippen erstrecken sich in
radialer Richtung, bilden eine Aussparung zwischen sich und liegen
auf zueinander geneigten Auflagefläche des Widerlagerteils auf.
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Aus
der
DE 102 48 469
A1 sind Lagerbuchsen bekannt, die schmale Nuten in den
Trennstegen zwischen den Kammern aufweisen. Über diese schmalen Nuten wird
eine permanente Fluidverbindung zwischen den Kammern beziehungsweise Kammerbereichen
aufrechterhalten. Ein Ausführungsbeispiel
zeigt eine Lagerbuchse mit einem elastischen Innenteil, das einen
Lagerkern abstützt.
Das Innenteil ist mit Presssitz in einer Außenhülse aufgenommen. Dieses Innenteil
bildet ferner einen ersten Kammerbereich und einen zweiten Kammerbereich aus,
die mittels eines Überströmkanals
miteinander verbunden sind. Fernerhin sind zwei radial ausgebildete
und elastische Trennstege vorgesehen, die eine Trennung der beiden
Kammern bewirken. Die Trennstege weisen eine schmale Nut auf, welche
den betreffenden Steg in mindestens zwei Teile unterteilt. Bei Druckbeaufschlagung
werden die elastischen Trennungsstege verformt, wodurch die Durchlässigkeit
des Bypasskanals zwischen den Kammern verändert wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulisch dämpfende
Lagerbuchse anzugeben, bei der das dynamische Verhalten bei großen Amplituden
verbessert wird, die einfach herzustellen und an die jeweiligen
technischen Spezifikationen einfach anzupassen ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird eine Lagerbuchse mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch
1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der
abhängigen
Ansprüche.
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Unter
Bypassklappe wird hier eine Klappe verstanden, die den ersten Kammerbereich
unter Umgehung des Überströmkanals
direkt mit dem zweiten Kammerbereich verbinden kann. Diese Bypassklappe
wird bei hohen Amplituden geöffnet,
so dass Flüssigkeit
direkt von einem Kammerbereich in den anderen Kammerbereich fliessen
kann. Bei geöffneter
Bypassklappe findet der Flüssigkeitsaustausch
zwischen den beiden Kammerbereichen hauptsächlich durch die Bypassklappe
statt.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass durch die Anordnung eines relativ
zum Trennsteg schräg
ausgeführten
Schnitts auf sehr einfache Weise eine Bypassklappe hergestellt werden
kann, die einen Bypasskanal zwischen dem ersten Kammerbereich und dem
zweiten Kammerbereich freigibt. Es sind hier insbesondere keine
weiteren Kanäle
oder zusätzliche
Ventile vorzusehen. Das Verhalten der Bypassklappe kann dabei durch
unterschiedliche Ausgestaltungen der Anzahl der Schnitte sowie der
Ausbildung der Schnitte an unterschiedliche gewünschte Funktionsparameter,
wie beispielsweise den Öffnungsdruck
eingestellt werden. Durch die einfache Ausbildung der Bypassklappe
ist diese auch besonders betriebssicher. Durch das Öffnen der
Bypassklappe beim Auftreten hoher Flüssigkeitsdrücke beziehungsweise beim Auftreten
großer
Amplituden wird die Steifigkeit der Buchse herabgesetzt. Stoßartige Belastungen,
wie sie beispielsweise beim Überfahren
von Hindernissen auftreten, können
auf diese Weise besser von der Lagerbuchse aufgenommen werden. Bei
einem derartigen Schrägschnitt
ist die Schnittstelle bei geringen Drücken flüssigkeitsdicht, da immer eine
Kraftkomponente in Richtung „Schließen" wirkt. Erst bei
höheren
Drücken öffnet sich
die jeweilige Bypassklappe. Durch den Schrägschnitt vergrößert sich
weiterhin die Kontaktoberfläche
zwischen den jeweiligen Teilen des Trennstegs. Auch hierdurch wird
bei geschlossener Bypassklappe eine bessere Abdichtung zwischen
den einzelnen Teilen erreicht. Durch die schräge Ausführung des Schnitts wird daher
die Betriebssicherheit der Lagerbuchse wesentlich verbessert.
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Vorteilhaft
ist der Schnitt relativ zum Trennsteg in einem Winkel von 20 Grad
bis 70 Grad ausgeführt.
Weiter vorteilhaft ist der Schnitt relativ zur Buchsenachse in einem
Winkel von 20 Grad bis 70 Grad eingebracht.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist der Trennsteg von beiden
Seiten mit Flüssigkeit
beaufschlagt. Der Trennsteg kann dabei mit einem Buchsengehäuse im wesentlichen
flüssigkeitsdicht
abschließen.
Weiterhin können
der erste Kammerbereich und/oder der zweite Kammerbereich zusammen
mit einem Buchsengehäuse
jeweils eine erste Kammer und/oder eine zweite Kammer ausbilden.
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Zusammen
mit dem Innenteil wird so beim Einführen des Innenteils in ein
Buchsengehäuse
erreicht, dass zum einen die erste und die zweite Kammer voneinander
durch den Trennsteg im wesentlichen flüssigkeitsdicht abgetrennt sind,
die im Trennsteg eingebrachte Bypassklappe aber unmittelbar auf
das jeweilige dynamische Verhalten der Lagerbuchse reagieren kann.
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Vorteilhaft
liegt der Trennsteg in einer durch die Buchsenachse verlaufenden
Ebene.
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Die
Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Im
einzelnen zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Innenteils einer hydraulisch dämpfenden
Lagerbuchse,
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2 eine
Detaildarstellung eines Querschnitts durch das Innenteil der 1,
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3 eine
Draufsicht auf das Innenteil der 1 und 2,
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4 eine
Schnittdarstellung durch eine Lagerbuchse mit dem Innenteil der 1 bei
geschlossener Bypassklappe, und
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5 die
Schnittdarstellung der 4 bei geöffneter Bypassklappe.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Innenteils 1 einer hydraulisch
dämpfenden
Lagerbuchse. Das Innenteil 1 ist in ein hier nicht gezeigtes Buchsengehäuse 10 einführbar. Das
Innenteil 1 weist einen elastomeren Tragkörper 2 auf,
der einen Lagerkern 12 abstützt.
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Der
elastomere Tragkörper
weist einen ersten mit einer Flüssigkeit
füllbaren
Kammerbereich 20 und einen zweiten Kammerbereich 21 auf.
Die beiden Kammerbereiche 20, 21 sind über einen
hier nicht gezeigten Überströmkanal miteinander
verbunden. Ein sich im wesentlichen radial erstreckender elastischer
Trennsteg 5 ist zwischen dem ersten Kammerbreich 20 und
dem zweiten Kammerbereich 21 angeordnet. Der keilförmige Trennsteg 5 dient
zur flüssigkeitsdichten
Trennung des ersten Kammerbereichs 20 vom zweiten Kammerbreich 21.
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Zur
Ausbildung einer Bypassklappe 56 ist in dem Trennsteg 5 ein
Schnitt 50 angeordnet. Dieser Schnitt 50 teilt
den Trennsteg 5 in zwei Teile 51, 52 auf.
Der Schnitt 50 ist relativ zur Buchsenachse in einem Winkel
von 20 bis 50 Grad ausgeführt
und etwa in der Mitte des Trennsteges angeordnet.
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Da
der Trennsteg 5 elastisch ist, kann auf diese Weise der
eine Teil 51 oder der andere Teil 52 oder beide
Teile 51, 52 des Trennstegs 5 derart
elastisch verformt werden, dass bei geöffneter Bypassklappe 56 ein
Bypasskanal 55 freigegeben wird. Wenn sich das Innenteil 1 in
dem Buchsengehäuse 10 befindet,
kann ein Flüssigkeitsaustausch
zwischen dem ersten Kammerbereich 20 und dem zweiten Kammerbereich 21 über den
Bypasskanal 55 stattfinden.
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In 2 ist
der Bereich des Trennstegs in einer Detailansicht in Schnittdarstellung
dargestellt. Zusätzlich
zum Lagerkörper 12 ist
hier auch noch eine metallische Zwischenhülse 13 angedeutet,
die zur Stabilisierung des elastomeren Tragkörpers 2 dient. Das
Innenteil 1 ist in dem zylinderförmigen Buchsengehäuse 10 aufgenommen,
wobei der elastische Trennsteg 5 mit dem Innendruchmesser
des Buchsengehäuses 10 flüssigkeitsdicht
abschließt.
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Durch
das Einschieben des Innenteils 1 in das Buchsengehäuse 10 werden
weiterhin der erste und der zweite Kammerbereich 20, 21 abgeschlossen,
so dass sich hier Kammern 20, 21 bilden. Der Trennsteg 5 trennt
die beiden Kammern 20, 21 flüssigkeitsdicht voneinander
ab. Bei Überschreiten
eines bestimmten Flüssigkeitsdrucks
kann die im Trennsteg 5 durch den Schnitt vorgesehene Bypassklappe 56 dem
Flüssigkeitsdruck
nicht mehr standhalten und der entsprechende Teil des Trennstegs 5 wird
elastisch entgegen der Richtung des Flüssigkeitsdrucks verformt, so
dass der Bypasskanal 55 zwischen den Kammern 20, 21 freigegeben
wird.
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In 3 ist
eine Draufsicht des in 1 perspektivisch gezeigten Innenteils 1 gezeigt.
Gleiche Teile werden hier mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In 3 ist deutlich zu erkennen, dass der Schnitt 50 im
Trennsteg 5 schräg
relativ zum Trennsteg und entsprechend auch schräg relativ zur Buchsenachse 100 ausgeführt ist.
Durch die schräge
Ausführung
des Schnitts 50 wird erreicht, dass die Bypassklappe 56 unterhalb
einer bestimmten Druckschwelle im wesentlichen flüssigkeitsdicht
ist. Bei Überschreiten
eines bestimmten Flüssigkeitsdrucks öffnet dann
die Bypassklappe 56.
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In 3 sind
besonders gut die umlaufenden Dichtungen 11 zu erkennen,
mit denen die Innenseite des Innenteils und insbesondere die Kammerbereiche 20, 21 beim
Einführen
des Innenteils 1 in das Buchsengehäuse 10 abgedichtet
werden.
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In 4 ist
schematisch ein Schnitt durch das hydraulisch dämpfende Lagergehäuse gezeigt, wobei
das Innenteil 1 in eine Lagerbuchse 10 eingeführt ist.
Der elastomere Tragkörper 2 liegt
zwischen den beiden Kammern 20, 21. Die Kammern 20, 21 werden
durch den sich radial erstreckenden Trennsteg 5, der direkt
an das Buchsengehäuse 10 angrenzt,
flüssigkeitsdicht
voneinander getrennt. Weiterhin sind Kanalelemente 3 vorgesehen,
die einen Über strömkanal 30 zwischen
den Kanalelementen 3 und dem Buchsengehäuse 10 ausbilden.
Der Überströmkanal 30 verbindet
die erste Kammer 20 mit der zweiten Kammer 21.
Durch die in dem Überströmkanal 30 eingezeichneten
Pfeile 22 ist exemplarisch die Fließrichtung einer Flüssigkeit
zwischen den beiden Kammern 20, 21 angedeutet.
Die Flüssigkeit
fließt beispielsweise
von der ersten Kammer 20 in den Überströmkanal 30 in die zweite
Kammer 21. Dabei strömt
die Flüssigkeit
immer an dem Trennsteg 5 vorbei.
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In 5 ist
nun der gleiche Querschnitt wie in 4 gezeigt,
jedoch bei Auftreten hoher Amplituden. Tritt eine hohe Amplitude
auf, so steigt der Druck beispielsweise in der Kammer 20 sehr
schnell sehr stark an. Der Flüssigkeitsdruck
auf die in dem Trennsteg 5 vorgesehene Bypassklappe 56 ist
dann so hoch, dass die Bypassklappe 56 öffnet. Der Trennsteg 5 verformt
sich also Zumindest in einem Teilbereich so, dass eine Abdichtung
zwischen dem Trennsteg 5 und dem Buchsengehäuse 10 nicht
mehr gegeben ist, sondern ein Hypasskanal 55 zwischen der ersten
Kammer 20 und der zweiten Kammer 21 freigegeben
wird. Mit dem Pfeil 23 ist schematisch das Strömen der
Flüssigkeit
von der Kammer 20 in die Kammer 21 durch den Bypasskanal 55 gezeigt.
Ein Flüssigkeitsaustausch
durch den Überströmkanal 30 findet
beim Auftreten hoher Drücke
nur in geringem Masse statt, da die Reibung im Überströmkanal 30 wesentlich
höher ist,
als im Bypasskanal 55.
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Durch
die in den 4 und 5 beispielhaft
beschriebene Funktionalität
der hydraulisch dämpfenden
Lagerbuchse wird noch einmal die große Vereinfachung offenbart,
die durch das Anbringen einer Bypassklappe 56 durch einen
einfachen Schnitt in dem sich radial erstreckenden Trennsteg 5 gegeben
ist.
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- 1
- Innenteil
- 10
- Buchsengehäuse
- 11
- Dichtungen
- 12
- Lagerkern
- 13
- Tragskelett/Zwischenhülse
- 100
- Buchsenachse
- 2
- elastomerer
Tragkörper
- 20
- erster
Kammerbereich
- 20'
- erste
Kammer
- 21
- zweiter
Kammerbereich
- 21'
- zweite
Kammer
- 22
- Flüssigkeitsstrom
bei geschlossenem Bypasskanal
- 23
- Flüssigkeitsstrom
bei geöffnetem
Bypasskanal
- 3
- Kanalelemente
- 30
- Überströmkanal
- 5
- Trennsteg
- 50
- Schnitt
im Trennsteg
- 51
- Teil
des Trennstegs
- 52
- Teil
des Trennstegs
- 55
- Bypasskanal
- 56
- Bypassklappe