DE102008009097A1

DE102008009097A1 - Mehrschichtiger Aufbau eines Lager-Außengehäuses

Info

Publication number: DE102008009097A1
Application number: DE200810009097
Authority: DE
Inventors: Alexander Dipl.-Ing. Beutel; Stephan Kulenkampff-Boedecker; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Roess; Philip Dr.-Ing. Werner; Ulrich Ing. grad Zech
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2009-08-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dämpfungselement, bestehend aus einem Innenteil (7) und einem Außengehäuse (1), wobei der Innenteil (7) einen hohlen Kern (8) aufweist, wobei zwischen dem Kern (8) und dem Außengehäuse (1) wenigstens zwei Kammern (13, 14) ausgebildet sind, wobei die benachbarten Kammern (13, 14) über Stege (12) voneinander getrennt sind, wobei die Kammern (13, 14) mit einem zur Dämpfung geeigneten Medium beaufschlagt sind und wobei der Innenteil (7) mindestens einen Ringkanal (15) aufweist, durch den ein Austausch des Mediums zwischen den Kammern (13, 14) erfolgt und die Kammern (13, 14) miteinander kommunizieren. Das Außengehäuse (1) weist zur Reduzierung von Geräuschen einen mehrschichtigen Aufbau auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämpfungselement, bestehend aus einem Innenteil und einem Außengehäuse, wobei der Innenteil einen nachgiebigen, hohlen Kern aufweist, wobei zwischen dem Kern und dem Außengehäuse wenigstens zwei Kammern ausgebildet sind, wobei die benachbarten Kammern über Stege voneinander getrennt sind, wobei die Kammern mit einem zur Dämpfung geeigneten Medium beaufschlagt sind, und wobei der Innenteil mindestens einen Ringkanal aufweist, durch den ein Austausch des Mediums zwischen den Kammern erfolgt und diese miteinander kommunizieren.
Eine derartige Vorrichtung, bei der das dynamische Verhalten bei einer entsprechenden Anregung verbessert wird, ist aus der DE 10 2004 059 681 B4 bekannt.
Die offenbarte hydraulische Lagerung setzt sich aus einem Außengehäuse und einem Innenteil zusammen. Hierbei ist der Innenteil, im Wesentlichen bestehend aus einem elastomeren Tragkörper, der in axialer Richtung ein speziell ausgearbeitetes, radiales Trennelement aufweist, so ausgeformt, dass der Innenteil in Verbindung mit dem Außengehäuse Kammern bildet, die durch die flüssigkeitsdichte Verbindung von Außengehäuse und Trennelement voneinander getrennt und mit einer Hydraulikflüssigkeit befüllt sind.
Das dynamische Verhalten einer derartigen Vorrichtung lässt sich beispielsweise durch die bestimmte Anordnung von Kanälen und Klappen bestimmen, durch die eine Hydraulikflüssigkeit von einer Kammer zur anderen Kammer geleitet werden kann.
Dessen ungeachtet können bei dynamisch auftretenden Kräften, insbesondere in Radführungen von Fahrzeugachsen, Geräusche entstehen, die von den Insassen im Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges negativ wahrgenommen werden.
Ausgehend hiervon ist es die Aufgabe der Erfindung die durch das Dämpfungselement verursachten Geräusche zu reduzieren beziehungsweise zu verhindern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Außengehäuse einen mehrschichtigen Aufbau aufweist. Auf diese Weise kann über das Außengehäuse eine Schwingungsdämpfung und insbesondere Geräuschreduzierung erreicht werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Es ist vorteilhaft, wenn der mehrschichtige Aufbau eine erste und eine zweite umgebenden Schicht und eine, die erste und zweite umgebende Schicht verbindende, dazwischen liegenden Mittelschicht aufweist. Auf diese Weise kann eine ausreichende Geräuschminderung im Fahrzeuginnenraum erzielt werden. Ferner kann der mehrschichtige Aufbau mindestens eine erste und eine zweite umgebenden Schicht und mehrere dazwischen liegenden Mittelschichten aufweisen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die erste und/oder die zweite umgebende Schicht mehrere Schichtlagen aufweisen, wodurch eine erhöhte Gehäusefestigkeit erzielt wird.
Zweckmäßigerweise ist die Ausführung der Werkstoffe der umgebenden Schichten fest und die Werkstoffe der mindestens einen Mittelschicht weniger fest, insbesondere elastisch. Dabei ist es von Vorteil, wenn die umgebenden Schichten aus einem metallischen Werkstoff, wie Stahl oder Aluminium und/oder einem Verbundwerkstoff, und die mindestens eine Mittelschicht aus einem dämmenden Werkstoff, wie Silikon oder PTFE, bestehen. Dadurch kann für das Dämpfungselement eine notwendige Gehäusefestigkeit und eine ausreichend hohe Geräuschminderung im Fahrzeuginnenraum erzielt werden.
Im Folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein Dämpfungselement gemäß Schnittlinie A-A in 2,
2 einen Querschnitt durch ein Dämpfungselement gemäß Schnittlinie B-B in 1,
3 drei mögliche Aufbauvarianten eines mehrschichtigen Außengehäuses eines Dämpfungselements.
1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Dämpfungselement, das beispielsweise von einem Hydrolager 20 mit einem mehrschichtigen Außengehäuse 1 gebildet ist. Das Hydrolager 20 setzt sich aus einem Außengehäuse 1 und einen Innenteil 7 zusammen, wobei der Innenteil 7 einen, in axialer Richtung, hohlen Kern 8 aufweist. Zur flüssigkeitsdichten Anbindung des Außengehäuses 1 an den Kern 8, weist dieser an seinen axialen Enden Verschlussstücke 9 auf.
Der Kern 8 weist in Axialrichtung, mittig zum Außengehäuse 1, zwei diametral gegenüberliegend angeordnete radiale Elemente 10 auf, wobei das Außengehäuse 1 und eines der radialen Elemente 10 in Anlage stehen können, während auf der gegenüberliegenden Seite ein radialer Abstand 11 zwischen Außengehäuse 1 und dem jeweils anderen radialen Element 10 vorliegt.
2 zeigt das eingangs genannte Hydrolager 20 in einem Querschnitt. Mit Hilfe der Verschlussstücke 9 erfolgt, an den axialen Endpunkten des Kerns 8, eine flüssigkeitsdichte Anbindung des Innenteils 7 an das Außengehäuse 1. Das dadurch entstehende Volumen wird zeichnungsgemäß durch zwei in radialer Richtung ausgeprägte Stege 12 geteilt. Die durch die Teilung entstandenen Kammern 13, 14 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Ringkanal 15 miteinander verbunden und mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt.
Wirken auf das vom Hydrolager 20 gebildete Dämpfungselement in dessen Einbaulage – beispielsweise in einem Fahrzeug – Kräfte ein, entstehen Bewegungen des Kerns 8 relativ zum Außengehäuse 1, insbesondere in der Radialrichtung, in der die beiden radialen Elemente 10 angeordnet sind. Dadurch wird über den Ringkanal 15 die Hydraulikflüssigkeit von einer Kammer 13 oder 14 in die jeweils andere Kammer 14 oder 13 verschoben. Die durch das Verschieben der Hydraulikflüssigkeit entstehende Dämpfungswirkung dämpft die Bewegung des Kerns 8 relativ zum Außengehäuse 1 und mithin auch Anregungen oder Schwingungen, die auf das Hydrolager 20 einwirken.
3 zeigt drei mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schichtaufbaus eines Außengehäuses 1. Die Variante I zeigt einen dreischichtigen Aufbau. Dabei setzt sich das Außengehäuse 1 aus einer ersten umgebenden Schicht 2, einer zweiten umgebenden Schicht 3 und einer die beiden Schichten 2, 3 verbindenden Mittelschicht 4 zusammen. Im Sinne einer ausreichenden Gehäusesteifigkeit ist es zweckdienlich die umgebenden Schichten 2, 3 aus einem metallischen Werkstoff wie Stahl, Aluminium oder einem Verbundwerkstoff zu fertigen. Andere Werkstoffe mit einer ausreichenden Festigkeit sind ebenfalls möglich. Dämmende Werkstoffe mit einer geringeren Festigkeit, insbesondere weiche Werkstoffe, wie Elastomere, Silikone oder PTFE, eignen sich zur Ausbildung der Mittelschicht 4. Die Verbindung der umgebenden Schichten 2, 3 mit der Mittelschicht 4 kann, wie in der Zeichnung dargestellt, vollflächig ausgeführt oder auf einzelne Verbindungsstellen beschränkt sein, wobei die Verbindung beispielsweise durch verkleben, verschweißen oder eines sonstigen zur dauerhaften Verbindung des Schichtaufbaus geeigneten Verfahrens erfolgt. Die im Querschnitt als homogene Struktur dargestellten Schichten 2, 3, 4, können ebenfalls in Form von speziellen Geometrien, wie beispielsweise eine Kugel-, Waben- und/oder eine Bogenform, ausgebildet werden. Die jeweiligen Schichtdicken d1, d2, d3 richten sich nach den jeweiligen Anforderungen an das Außengehäuse 1 und variieren gegebenenfalls, untereinander, in ihren Dicken.
Variante II zeigt eine erweiterte Form der erfindungsgemäßen Ausführung I, wobei die Ausführung I um eine weitere Mittelschicht 5 und um eine dritte umgebenden Schicht 6 ergänzt ist. Eine Fortsetzung des dargestellten Aufbaus um weitere Schichten ist denkbar –
– und führt zu einer erhöhten Gehäusefestigkeit bei gleichzeitig ausreichend hoher Geräuschminderung und geringem Bauraum.
Variante III zeigt insbesondere den Aufbau einer umgebenden Schicht 3, die sich aus mehreren Lagen 31 desselben Werkstoffes und/oder aus unterschiedlichen Werkstoffen zusammensetzt. In Anlehnung an diese Ausführung, sind ebenfalls Aufbauten mit mehreren gleich und/oder unterschiedlich dämmenden Mittelschichten 4 denkbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004059681 B4 [0002]

Claims

Dämpfungselement, bestehend aus einem Innenteil (7) und einem Außengehäuse (1), wobei der Innenteil (7) einen hohlen Kern (8) aufweist, wobei zwischen dem Kern (8) und dem Außengehäuse (1) wenigstens zwei Kammern (13, 14) ausgebildet sind, wobei die benachbarten Kammern (13, 14) über Stege (12) voneinander getrennt sind, wobei die Kammern (13, 14) mit einem zur Dämpfung geeigneten Medium beaufschlagt sind, und wobei der Innenteil (7) mindestens einen Ringkanal (15) aufweist, durch den ein Austausch des Mediums zwischen den Kammern (13, 14) erfolgt und die Kammern (13, 14) miteinander kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengehäuse (1) einen mehrschichtigen Aufbau aufweist.
Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrschichtige Aufbau eine erste (2) und eine zweite (3) umgebenden Schicht und eine, die erste und zweite umgebende Schicht verbindende, dazwischen liegenden Mittelschicht (4) aufweist.
Dämpfungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrschichtige Aufbau mindestens eine erste (2) und eine zweite (3) umgebenden Schicht und mehrere dazwischen liegenden Mittelschichten (4, 5) aufweist.
Dämpfungselement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (2) und/oder die zweite (3) umgebende Schicht mehrere Schichtlagen (31) aufweist.
Dämpfungselement nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffe der umgebenden Schichten (2, 3, 6) fest und die Werkstoffe der mindestens einen Mittelschicht (4) weniger fest, insbesondere elastisch sind.
Dämpfungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die umgebenden Schichten (2, 3, 6) aus einem metallischen und/oder einem Verbundwerkstoff bestehen.
Dämpfungselement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Mittelschicht (4) aus einem dämmenden Werkstoff, wie Silikon oder PTFE besteht.