DE102018221375A1 - Bearings, especially elastomer bearings - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lager (1), insbesondere Elastomerlager (1), mit einem Außenteil (10), mit einem Innenteil (15) und mit wenigstens einem Tragkörper (12), welcher zwischen dem Außenteil (10) und dem Innenteil (15) angeordnet ist. Das Lager (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (12) wenigstens eine Zusatzmasse (13) aufweist, welche sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zum Tragkörper (12) erstreckt und zumindest abschnittsweise parallel zum Tragkörper (12) beweglich ausgebildet ist.The invention relates to a bearing (1), in particular an elastomer bearing (1), with an outer part (10), with an inner part (15) and with at least one support body (12) which is located between the outer part (10) and the inner part (15 ) is arranged. The bearing (1) is characterized in that the support body (12) has at least one additional mass (13) which extends at least substantially perpendicular to the support body (12) and is at least partially movable parallel to the support body (12).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lager, insbesondere ein Elastomerlager, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit einem derartigen Lager gemäß dem Patentanspruch 11.The present invention relates to a bearing, in particular an elastomer bearing, according to the preamble of patent claim 1 and a vehicle with such a bearing according to
Auf vielen technischen Gebieten werden seit langem Elastomerelemente eingesetzt, um Schwingungen zwischen zwei starren Körpern zu dämpfen. Hierzu gehören auch die Landfahrzeuge wie Personenkraftwagen (Pkw) und Lastkraftwagen (Lkw), bei denen derartige Dämpfungselemente z.B. als Motorlager, als Getriebelager oder als Wellenlager eingesetzt werden. In jedem Fall wird dabei üblicherweise das Elastomerelement zwischen dem Motor, dem Getriebe bzw. der Wellen auf der einen Seite und dem Chassis des Fahrzeugs auf der anderen Seite angeordnet, so dass Schwingungen von der entsprechenden Komponente des Antriebsstrangs wie vom Motor, vom Getriebe bzw. von der Welle gegenüber dem Chassis des Fahrzeugs gedämpft oder sogar getilgt werden können.In many technical fields, elastomer elements have long been used to dampen vibrations between two rigid bodies. This also includes land vehicles such as passenger cars (cars) and trucks (trucks), in which such damping elements e.g. can be used as motor bearings, gearbox bearings or shaft bearings. In any case, the elastomer element is usually arranged between the engine, the transmission or the shafts on one side and the chassis of the vehicle on the other side, so that vibrations from the corresponding component of the drive train, such as from the engine, from the transmission or can be dampened or even repaid by the shaft against the chassis of the vehicle.
Derartige Lager werden üblicherweise nach statischen sowie niederfrequenten Vorgaben ausgelegt, da zum einen eine gewisse statische Last der zu bedämpfenden Komponente sicher und dauerhaft aufzunehmen ist sowie die zu bedämpfenden bzw. zu tilgenden Schwingungen üblicherweise in einem niederfrequenten Bereich bis ca. 25 Hz liegen.Such bearings are usually designed according to static and low-frequency specifications, since on the one hand a certain static load of the component to be damped is to be absorbed safely and permanently, and the vibrations to be damped or to be eliminated are usually in a low-frequency range up to approx. 25 Hz.
Im Betrieb treten stets auch höherfrequente Schwingungen auf, welche durch die statische bzw. niederfrequente Auslegung beeinflusst werden. Jedoch kann das hochfrequente Verhalten des Lagers nicht beeinflusst werden, ohne das statische bzw. niederfrequente Verhalten zu verändern. Daher werden derartige Lager üblicherweise nach ihren statischen sowie niederfrequenten Vorgaben ausgelegt und das hochfrequente Verhalten des Lagers wird in Kauf genommen.High-frequency vibrations always occur during operation, which are influenced by the static or low-frequency design. However, the high-frequency behavior of the bearing cannot be influenced without changing the static or low-frequency behavior. Therefore, such bearings are usually designed according to their static and low-frequency specifications and the high-frequency behavior of the bearing is accepted.
Nachteilig ist hierbei jedoch, dass durch die hochfrequenten Anregungen z.B. des Chassis eines Fahrzeugs akustische Phänomene erzeugt werden können, welche den Fahrer stören bzw. irritieren können. Dies kann den Fahrkomfort für den Fahrer reduzieren.However, it is disadvantageous that the high-frequency excitations e.g. acoustic phenomena can be generated in the chassis of a vehicle, which can disturb or irritate the driver. This can reduce driving comfort for the driver.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lager der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, so dass dessen hochfrequentes Schwingungsverhalten beeinflusst, insbesondere reduziert, werden kann. Insbesondere soll die Frequenz einer ersten Resonanzstelle, insbesondere einer ersten und zweiten Resonanzstelle, reduziert werden. Zusätzlich oder alternativ soll das hochfrequente Schwingungsverhalten eines derartigen Lagers stärker beeinflusst werden als dessen niederfrequentes Schwingungsverhalten. Dies soll insbesondere für eine Lagerbuchse ermöglicht werden. Dies soll insbesondere für ein Motorlager und bzw. oder für ein Getriebelager, insbesondere für eine Motorlagerbuchse und bzw. oder für eine Getriebelagerbuchse, erreicht werden. Dies soll insbesondere für die Anwendung bei einem elektrisch betreibbaren Fahrzeug ermöglicht werden. Insbesondere soll die dynamische Steifigkeit eines derartigen Lagers verbessert werden.An object of the present invention is to provide a bearing of the type described in the introduction, so that its high-frequency vibration behavior can be influenced, in particular reduced. In particular, the frequency of a first resonance point, in particular a first and second resonance point, is to be reduced. Additionally or alternatively, the high-frequency vibration behavior of such a bearing is to be influenced more than its low-frequency vibration behavior. This should be made possible in particular for a bearing bush. This is to be achieved in particular for an engine mount and / or for a gearbox mount, in particular for an engine mount bushing and / or for a gearbox mount bushing. This should be made possible in particular for use in an electrically operated vehicle. In particular, the dynamic stiffness of such a bearing is to be improved.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Lager mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by a bearing with the features according to claim 1 and by a vehicle with the features according to
Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Lager, insbesondere ein Elastomerlager, mit einem Außenteil, mit einem Innenteil und mit wenigstens einem Tragkörper, welcher zwischen dem Außenteil und dem Innenteil angeordnet ist. Das Lager kann insbesondere ein Motorlager, ein Getriebelager oder ein Wellenlager sein. Das Lager kann insbesondere als Buchse ausgebildet sein.The present invention thus relates to a bearing, in particular an elastomer bearing, with an outer part, with an inner part and with at least one support body which is arranged between the outer part and the inner part. The bearing can in particular be an engine bearing, a gearbox bearing or a shaft bearing. The bearing can in particular be designed as a bush.
Das erfindungsgemäße Lager ist dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper wenigstens eine Zusatzmasse aufweist, welche sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zum Tragkörper erstreckt und zumindest abschnittsweise parallel zum Tragkörper beweglich ausgebildet ist. Mit anderen Worten weist wenigstens ein Tragkörper des erfindungsgemäßen Lagers wenigstens einen Körper auf, welcher eine Zusatzmasse darstellt, welche zumindest abschnittsweise parallel zu dem Tragkörper beweglich ausgebildet ist. Insbesondere kann diese Zusatzmasse in einen Zwischenraum, welche z.B. von dem Außenteil, dem Innenteil und bzw. oder dem Tragkörper gebildet werden kann, hineinragen und dort wie zuvor beschrieben zumindest abschnittsweise beweglich sein. Die Zusatzmasse ist dabei vorzugsweise im Volumen und bzw. oder im Gewicht geringer und insbesondere deutlich geringer ausgebildet als der Tragkörper selbst.The bearing according to the invention is characterized in that the support body has at least one additional mass which extends at least substantially perpendicular to the support body and is at least partially movable parallel to the support body. In other words, at least one support body of the bearing according to the invention has at least one body which represents an additional mass which is at least partially movable parallel to the support body. In particular, this additional mass can be placed in a space which e.g. can be formed by the outer part, the inner part and / or the support body, protrude and be movable there at least in sections, as previously described. The additional mass is preferably made smaller in volume and / or weight and in particular significantly less than the support body itself.
Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass es durch ein weiteres bewegliches Element des Tragkörpers, welches relativ zu diesem beweglich ist, zu einer Tilgung bzw. Dämpfung von anderen Schwingungsfrequenzen kommen kann als von den Schwingungsfrequenzen, zu deren Tilgung bzw. Dämpfung der Tragkörper an sich ausgelegt ist. Hierdurch können insbesondere höherfrequente Schwingungen gedämpft bzw. getilgt werden als dies durch den Tragkörper selbst erfolgen kann. Dabei kann die Schwingungsfrequenz, welche durch die Zusatzmasse gedämpft bzw. getilgt werden soll, durch die Ausbildung der Zusatzmasse hinsichtlich Form, Gewicht und bzw. oder Anordnung an dem Tragkörper beeinflusst und so je nach Anwendungsfall auf eine bestimmte Frequenz ausgelegt werden. Dies kann insbesondere gezielt auf eine Resonanzfrequenz hin erfolgen.The present invention is based on the knowledge that a further movable element of the support body, which is movable relative to this, can result in the eradication or damping of different vibration frequencies than the vibration frequencies, the eradication or damping of the support body is designed in itself. As a result, in particular higher-frequency vibrations can be damped or canceled out than can be done by the support body itself. The oscillation frequency, which is to be dampened or erased by the additional mass, can be formed by the formation of the additional mass in terms of shape, weight and / or arrangement on the Supported body influenced and so be designed for a specific frequency depending on the application. This can be done specifically in response to a resonance frequency.
Die Tilgungs- bzw. Dämpfungswirkung des Tragkörpers kann somit verbessert bzw. erweitert werden, um die eingangs beschriebenen Nachteile zu überwinden oder zumindest zu reduzieren bzw. um die zuvor genannte Aufgabe teilweise oder vollständig zu lösen. Insbesondere kann die höherfrequente Steifigkeit des Lagers gezielt beeinflusst und abgestimmt werden. Es kann die Frequenzlage insgesamt und insbesondere von höherfrequenten Schwingungen, ganz besonders von höherfrequenten Resonanzfrequenzen, verschoben werden. Dies kann durch die Verwendung der Zusatzmassen sehr einfach und kostengünstig über rein passive Maßnahmen erfolgen. Auch kann eine Beeinflussung von anderen Eigenschaften des Lagers vermieden oder zumindest geringgehalten werden.The eradication or damping effect of the support body can thus be improved or expanded in order to overcome or at least reduce the disadvantages described at the outset, or to partially or completely solve the aforementioned task. In particular, the higher-frequency stiffness of the bearing can be specifically influenced and coordinated. The overall frequency position and in particular of higher-frequency vibrations, in particular of higher-frequency resonance frequencies, can be shifted. This can be done very simply and inexpensively using purely passive measures by using the additional masses. Influencing other properties of the bearing can also be avoided or at least kept to a minimum.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Zusatzmasse ausgebildet, eine Gegenschwingung zum Tragkörper auszuführen. Dies kann die Umsetzung der zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile begünstigen und insbesondere deren Wirkung verstärken. Durch die Gegenschwingungen kann das Schwingverhalten des Lagers bzw. des Tragkörpers verändert werden, so dass dessen Steifigkeiten abgesenkt oder überhöht werden können.According to one aspect of the present invention, the additional mass is designed to counter-oscillate the supporting body. This can promote the implementation of the properties and advantages described above, and in particular can increase their effectiveness. The oscillation behavior of the bearing or of the support body can be changed by the counter-vibrations, so that its stiffness can be lowered or increased.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Zusatzmasse eine von dem Tragkörper wegzeigende Verdickung auf. Dies kann zu einer besonders ausgeprägten Amplitude der Bewegung der Zusatzmasse bei gleichzeitig vergleichsweise geringem Gewicht und bzw. oder bei gleichzeitig vergleichsweise geringem Volumen führen, so dass die zuvor beschriebenen Eigenschaften mit möglichst geringem Aufwand bzw. geringem beweglichen Gewicht bzw. geringem erforderlichen Bauraum umgesetzt werden können.According to a further aspect of the present invention, the additional mass has a thickening pointing away from the supporting body. This can lead to a particularly pronounced amplitude of the movement of the additional mass while at the same time being comparatively low in weight and / or at the same time being comparatively low in volume, so that the properties described above can be implemented with as little effort as possible or with a small movable weight or with little installation space required .
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die von dem Tragkörper wegzeigende Verdickung an dem von dem Tragkörper wegzeigenden Ende der Zusatzmasse angeordnet. Dies kann eine besonders kompakte Umsetzung der zuvor beschriebenen Eigenschaften ermöglichen. Auch kann diese eine möglichst wirkungsvolle Beweglichkeit bzw. Schwingungsfähigkeit der Zusatzmasse gegenüber dem Tragkörper ermöglichen.According to a further aspect of the present invention, the thickening pointing away from the supporting body is arranged at the end of the additional mass facing away from the supporting body. This can enable a particularly compact implementation of the properties described above. This can also enable the additional mass to move and vibrate as effectively as possible with respect to the supporting body.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Zusatzmasse eine stegartige Erstreckung auf, welche den Tragkörper mit der Verdickung verbindet. Dies kann die relative Beweglich der Verdickung der Zusatzmasse gegenüber dem Tragkörper erhöhen, so dass auch die Wirkung dieser Bewegung erhöht werden kann, ohne für denselben Zweck das Gewicht der Zusatzmasse zu erhöhen. Dies kann auch die hierdurch ggfs. bedingte Vergrößerung des Bauraums der Zusatzmasse vermeiden.According to a further aspect of the present invention, the additional mass has a web-like extension which connects the supporting body to the thickening. This can increase the relative mobility of the thickening of the additional mass relative to the supporting body, so that the effect of this movement can also be increased without increasing the weight of the additional mass for the same purpose. This can also avoid the resulting increase in the installation space of the additional mass.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Zusatzmasse ausgebildet, durch ihre Beweglichkeit parallel zum Tragkörper eine vorbestimmte Frequenz des Lagers, insbesondere eine Resonanzfrequenz, zu beeinflussen. Eine derartige Auslegung kann je nach Anwendungsfall erfolgen und z.B. durch Berechnung, durch Simulation sowie durch iterative Versuche umgesetzt werden. Die Veränderung einer Resonanzfrequenz kann das Schwingungsverhalten des Lagers besonders wirkungsvoll beeinflussen.According to a further aspect of the present invention, the additional mass is designed to influence a predetermined frequency of the bearing, in particular a resonance frequency, by its mobility parallel to the supporting body. Such a design can take place depending on the application and e.g. be implemented through calculation, simulation and iterative tests. The change in a resonance frequency can influence the vibration behavior of the bearing particularly effectively.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Zusatzmasse einstückig mit dem Tragkörper ausgebildet. Dies kann eine sichere Anbindung und bzw. oder eine einfachere Herstellung als bei einer einteiligen Ausbildung mit zwei getrennt hergestellten und anschließend verbundenen Elementen ermöglichen.According to a further aspect of the present invention, the additional mass is formed in one piece with the supporting body. This can allow a secure connection and / or a simpler manufacture than in the case of a one-piece design with two separately manufactured and subsequently connected elements.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Tragkörper und bzw. oder die Zusatzmasse aus einem elastomeren Material ausgebildet. Dies kann eine schwingungsdämpfende bzw. schwingungstilgende Wirkung mit einfachen, robusten und bzw. kostengünstigen Mitteln ermöglichen.According to a further aspect of the present invention, the support body and / or the additional mass is formed from an elastomeric material. This can enable a vibration-damping or vibration-damping effect with simple, robust and / or inexpensive means.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Lager eine Mehrzahl von Tragkörpern auf, welche jeweils zwischen dem Außenteil und dem Innenteil angeordnet sind, wobei mehrere Tragkörper, insbesondere alle Tragkörper, wenigstens eine Zusatzmasse aufweisen, welche sich jeweils zumindest im Wesentlichen senkrecht zu dem jeweiligen Tragkörper erstreckt und zumindest abschnittsweise parallel zu dem jeweiligen Tragkörper beweglich ausgebildet ist. Durch die Mehrzahl von Tragkörpern kann deren Wirkung an sich mehrfach genutzt werden. Mehrere und insbesondere alle Tragkörper mit einer Zusatzmasse wie zuvor beschrieben zu versehen kann die entsprechende mehrfache Nutzung dieser Wirkung ermöglichen.According to a further aspect of the present invention, the bearing has a plurality of support bodies, which are each arranged between the outer part and the inner part, wherein a plurality of support bodies, in particular all support bodies, have at least one additional mass, each of which is at least substantially perpendicular to the respective one Carrying body extends and is at least partially movable parallel to the respective supporting body. Due to the plurality of supporting bodies, their effect can be used several times per se. Providing several and in particular all supporting bodies with an additional mass as described above can enable the corresponding multiple use of this effect.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind wenigstens zwei Zusatzmassen unterschiedlich ausgebildet. Hierdurch können unterschiedliche Bewegungen bzw. Schwingungen der beiden Zusatzmassen umgesetzt werden, so dass jeweils unterschiedliche Frequenzen gedämpft bzw. getilgt werden können. Dies kann die Vielfältigkeit der Wirkung der vorliegenden Erfindung erhöhen.According to a further aspect of the present invention, at least two additional masses are designed differently. As a result, different movements or vibrations of the two additional masses can be implemented, so that different frequencies can be damped or canceled out. This can increase the variety of effects of the present invention.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, insbesondere ein Landfahrzeug, mit wenigstens einem Lager wie zuvor beschrieben, wobei das Lager zwischen einer schwingungserzeugenden Komponente und einer weiteren Komponente des Fahrzeugs angeordnet ist. Hierdurch können die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile bei einem Fahrzeug und insbesondere bei einem Landfahrzeug wie z.B. einem Pkw und bzw. oder einem Lkw umgesetzt und genutzt werden. The present invention also relates to a vehicle, in particular a land vehicle, with at least one bearing as described above, the bearing being arranged between a vibration-generating component and a further component of the vehicle. As a result, the properties and advantages described above can be implemented and used in a vehicle and in particular in a land vehicle such as a car and / or a truck.
Zwei Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:
-
1 einen schematischen Querschnitt eines bekannten Lagers in Form einer Lagerbuchse; -
2 einen schematischen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Lagers in Form einer Lagerbuchse gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels; -
3 eine Detailansicht der2 ; -
4 eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Lagers in Form einer Lagerbuchse gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels; -
5 einen schematischen Querschnitt der4 ; und -
6 eine Detailansicht der5 .
-
1 a schematic cross section of a known bearing in the form of a bearing bush; -
2nd a schematic cross section of a bearing according to the invention in the form of a bearing bush according to a first embodiment; -
3rd a detailed view of the2nd ; -
4th is a schematic perspective view of a bearing according to the invention in the form of a bearing bush according to a second embodiment; -
5 a schematic cross section of the4th ; and -
6 a detailed view of the5 .
Die Beschreibung der o.g. Figuren erfolgt in zylindrischen Koordinaten mit einer Längsachse
Radial zwischen dem Außenring
Die Tragkörper
Dabei sind die elastomeren Tragkörper
Die Lagerbuchse
Die beiden Zusatzmassen
Dabei können die endseitigen Verdickungen
In diesem Fall sind an jedem elastomeren Tragkörper
Die vier Zwischenräume
Der Außenring
BezugszeichenlisteReference symbol list
- RR
- radiale Richtungradial direction
- UU
- UmfangsrichtungCircumferential direction
- XX
- Längsachse Longitudinal axis
- 11
- Lager; Elastomerlager; Lagerbuchse; GetriebelagerbuchseCamp; Elastomeric bearings; Bearing bush; Gearbox bearing bush
- 1010th
- Außenteil; AußenringOuter part; Outer ring
- 1111
- Verbindungselemente; Rastelemente; RastnasenFasteners; Locking elements; Latches
- 1212
- (elastomerer) Tragkörper; Elastomerteil; (elastomere) Federbeine(elastomeric) support body; Elastomer part; (elastomeric) struts
- 1313
-
Zusatzmassen der Tragkörper 12Additional dimensions of the
support body 12 - 13a13a
-
stegartige Erstreckung der Zusatzmasse 13web-like extension of the
additional mass 13 - 13b13b
-
(endseitige) Verdickung der Zusatzmasse 13(End) thickening of the
additional mass 13 - 1414
- ZwischenraumSpace
- 1515
- Innenteil; InnenteilInner part; inner part
- 1616
- Aufnahmeadmission
- 1717th
- elastomere Anschlagelementeelastomeric stop elements
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONTITECH VIBRATION CONTROL GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTITECH VIBRATION CONTROL GMBH, 30165 HANNOVER, DE |