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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft hydraulische schwingungsdämpfende Lager im Allgemeinen und abstimmbare hydraulische schwingungsdämpfende Lager zur Montage eines Fahrzeugaufbaus an einen Fahrzeugrahmen im Besonderen.
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Hintergrund der Erfindung
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Hydraulische schwingungsdämpfende Lager oder sogenannte „Hydrolager“ sind in der Technik bekannt. Eine Verwendungsmöglichkeit eines Hydrolagers ist das Dämpfen von Schwingungen von einem Fahrzeugrahmen, die zu einem Fahrzeugaufbau übertragen werden. Ein derartiges Hydrolager kann eine Gummibuchse in Kombination mit einem sich zwischen zwei Fluidkammern bewegenden Fluid umfassen. Beispiele eines solchen Hydrolagers sind in den US-Patenten Nr. 8091871, 9038997 und 9765845, die gemäß ihrer Vorderseiten auf Cooper-Standard Automotive, Inc. übertragen wurden, und in der US-PatentPublikation Nr. 2018/0180135 gezeigt, die gemäß ihrer Vorderseite auf Nissan North America, Inc. übertragen wurde.
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Es ist wünschenswert, die Größe und das Gewicht von aktuellen Hydrolagern zu reduzieren.
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Es ist auch wünschenswert, das axiale und radiale Verhalten von aktuellen Hydrolagern zu verbessern.
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Es ist ferner wünschenswert, ein abstimmbares Hydrolager bereitzustellen, welches einen auswählbaren Bereich für das dynamische Verhalten innerhalb einer standardisierten oder universellen physikalischen oder körperlichen Hülle des Hydrolagers zur Verfügung stellt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein abstimmbares hydraulisches schwingungsdämpfendes Lager nach Anspruch 1 geschaffen und ein Verfahren zum Abstimmen eines hydraulischen schwingungsdämpfenden Lagers nach Anspruch 19 bereitgestellt. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben. Das Lager wird z.B. auch als dämpfendes Lager bezeichnet.
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Nach einem Aspekt betrifft die Erfindung ein abstimmbares hydraulisches schwingungsdämpfendes Lager umfassend: ein äußeres Gehäuse, eine innere Hülse, eine an einem oberen Ende des äußeren Gehäuses positionierte Haupt-Feder-Baugruppe zum Pumpen von Fluid durch das Lager, eine an einem unteren Ende des äußeren Gehäuses positionierte Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe zum Ermöglichen einer Expansion während einer Fluidströmung, wenn die Haupt-Feder-Baugruppe komprimiert ist oder wird, eine innere Buchse, die sich von der inneren Hülse radial nach außen erstreckt, und mehrere Fluid-Strömungskanalteile. Jedes der mehreren Strömungskanalteile umfasst einen Zylinder mit einem gemeinsamen Innendurchmesser, einem gemeinsamen Außendurchmesser und einem darin ausgebildeten Pfad mit einer Querschnittfläche und einer Länge, die ein Volumen des Pfads definieren. Jeder Pfad von jedem der mehreren Strömungskanalteile definiert ein unterschiedliches Volumen. Ein ausgewähltes der mehreren Strömungskanalteile ist zwischen der inneren Buchse und dem äußeren Gehäuse und zwischen der Haupt-Feder-Baugruppe und der Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe positioniert. Das ausgewählte Strömungskanalteil stellt ein ausgewähltes dynamisches Verhalten des dämpfenden Lagers bereit.
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Bevorzugt ist das äußere Gehäuse ein universelles äußeres Gehäuse, die innere Hülse eine universelle innere Hülse, die Haupt-Feder-Baugruppe eine universelle Haupt-Feder-Baugruppe, die Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe eine universelle Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe und die innere Buchse eine universelle innere Buchse. Vorzugsweise ist der Pfad oder jeder der Pfade schraubenförmig. Vorteilhaft basiert das ausgewählte dynamische Verhalten auf der oder einer dynamischen Steifigkeit und dem oder einem Verlustwinkel.
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Das ausgewählte dynamische Verhalten kann auf einer maximalen dynamischen Steifigkeit bei einer Maximale-dynamische-Steifigkeits-Frequenz und einem maximalen Verlustwinkel bei einer Maximale-Verlustwinkel-Frequenz basieren. Die maximale dynamische Steifigkeit kann von etwa 3000 N/mm bis etwa 3200N/mm bei einem Frequenzbereich von etwa 12 Hz bis etwa 18 Hz reichen, und der maximale Verlustwinkel kann von etwa 100 Grad bis etwa 110 Grad bei einem Frequenzbereich von etwa 12 Hz bis etwa 18 Hz reichen.
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Die innere Hülse kann aus Stahl hergestellt sein, und die innere Buchse kann aus Gummi hergestellt und an die innere Hülse angegossen und/oder angespritzt und/oder anvulkanisiert und/oder angeformt sein. Die innere Buchse kann ein oder mehrere dickere oder dünnere Abschnitte umfassen, wobei eine Gummi-Härte und eine Geometrie der dickeren oder dünneren Abschnitte ausgewählt werden oder sind, um ausgewählte radiale Steifigkeiten des dämpfenden Lagers nach vorne und nach hinten und von Seite zu Seite (d.h. insbesondere seitlich) bereitzustellen. Die innere Buchse kann eine äußere Plastikhülse umfassen, wobei die innere Buchse an die äußere Plastikhülse angegossen und/oder angespritzt und/oder anvulkanisiert und/oder angeformt ist, und wobei eine radial äußere Oberfläche der äußeren Plastikhülse an eine radial innere Oberfläche des ausgewählten Strömungskanalteils angrenzt.
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Das dämpfende Lager kann ferner eine an einem oberen Ende des ausgewählten Strömungskanalteils positionierte Gummidichtung zum Abdichten des ausgewählten Strömungskanalteils und zum Ermöglichen einer Fluidströmung von einem Reservoir der Haupt-Feder-Baugruppe zu dem, vorzugsweise schraubenförmigen, Pfad des ausgewählten Strömungskanalteils umfassen.
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Das dämpfende Lager kann ferner eine an einem oberen Ende der inneren Hülse positionierte obere Scheibe, die bevorzugt eine Ringscheibe ist, und eine an einem unteren Ende der inneren Hülse positionierte untere Scheibe, die bevorzugt eine Ringscheibe ist, umfassen. Die Scheiben können aus Stahl hergestellt sein.
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Die Haupt-Feder-Baugruppe kann ein inneres Teil, welches bevorzugt ein inneres druckgegossenes Aluminiumteil ist, eine Bodenplatte, die vorzugsweise aus Stahl besteht, und einen an das innere Teil oder Aluminiumteil und die Bodenplatte angegossenen und/oder angespritzten und/oder anvulkanisierten und/oder angeformten Gummikörper umfassen.
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Das äußere Gehäuse kann aus Stahl hergestellt sein und kann einen Zylinder mit einem an einem oberen Ende des Zylinders vorgesehenen Flansch umfassen. Die Bodenplatte der Haupt-Feder-Baugruppe kann an den Flansch angrenzen. Der Flansch und die Bodenplatte können ausgerichtete und/oder fluchtende, vorzugsweise durchgehende, Löcher umfassen, und Befestigungsmittel können in die Löcher gepresst und/oder eingebracht und zum Sichern des dämpfenden Lagers an einem Fahrzeugrahmen angepasst und/oder geeignet sein.
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Die mehreren Strömungskanalteile können aus Nylon hergestellt sein oder werden.
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Die Pfade sind bevorzugt in radial äußeren Oberflächen der Strömungskanalteile ausgebildet.
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Die Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe kann eine innere Plastikhülse, einen äußeren Flansch und einen an die innere Plastikhülse und den äußeren Flansch angegossenen und/oder angespritzten und/oder anvulkanisierten und/oder angeformten Gummibalg umfassen. Der äußere Flansch ist insbesondere ein äußerer Stahlflansch.
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Nach einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abstimmen eines hydraulischen schwingungsdämpfenden Lagers, umfassend: Bereitstellen eines äußeren Gehäuses, Bereitstellen einer inneren Hülse, Bereitstellen einer Haupt-Feder-Baugruppe, Bereitstellen einer Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe, Bereitstellen einer inneren Buchse und Bereitstellen mehrerer Fluid-Strömungskanalteile. Jedes der mehreren Strömungskanalteile umfasst einen Zylinder mit einem gemeinsamen Innendurchmesser, einem gemeinsamen Außendurchmesser und einem darin ausgebildeten Pfad mit einer Querschnittfläche und einer Länge, die ein Volumen des Pfads definieren, wobei jeder Pfad von jedem der mehreren Strömungskanalteile ein unterschiedliches Volumen definiert. Das Verfahren umfasst ferner: Auswählen eines Strömungskanalteils von den mehreren Strömungskanalteilen, welches ein ausgewähltes dynamisches Verhalten des dämpfenden Lagers bereitstellt, und Zusammenbauen des äußeren Gehäuses, der inneren Hülse, der Haupt-Feder-Baugruppe, der Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe, der innere Buchse und des ausgewählten Strömungskanalteils. Bei dem hydraulischen schwingungsdämpfenden Lager gemäß dem Verfahren handelt es sich bevorzugt um ein erfindungsgemäßes Lager.
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Bevorzugt ist das äußere Gehäuse ein universelles äußeres Gehäuse, die innere Hülse eine universelle innere Hülse, die Haupt-Feder-Baugruppe eine universelle Haupt-Feder-Baugruppe, die Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe eine universelle Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe und die innere Buchse eine universelle innere Buchse. Vorzugsweise ist der Pfad oder jeder der Pfade schraubenförmig. Vorteilhaft basiert das ausgewählte dynamische Verhalten auf der oder einer dynamischen Steifigkeit und dem oder einem Verlustwinkel.
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Der Schritt des Zusammenbauens des äußeren Gehäuses, der inneren Hülse, der Haupt-Feder-Baugruppe, der Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe, der inneren Buchse und des ausgewählten Strömungskanalteils kann umfassen: Angießen und/oder Anspritzen und/oder Anvulkanisieren und/oder Anformen der inneren Buchse an die innere Hülse, Pressen eines oberen Endes der inneren Hülse in die Haupt-Feder-Baugruppe, Befestigen der inneren Hülse und der Haupt-Feder-Baugruppe an dem äußeren Gehäuse, Drücken oder Pressen einer Dichtung in das äußere Gehäuse, Pressen des ausgewählten Strömungskanalteils in das äußere Gehäuse unterhalb der Dichtung, Pressen der Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe auf ein unteres Ende der inneren Hülse, Verstemmen eines unteren Endes des äußeren Gehäuses mit der Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe, Befüllen des dämpfenden Lagers durch eine Öffnung in der Haupt-Feder-Baugruppe mit Fluid, Pressen einer oberen Scheibe auf das obere Ende der inneren Hülse, Pressen einer unteren Scheibe auf das untere Ende der inneren Hülse, und Pressen und/oder Einbringen von Befestigungsmitteln in oder durch in einer Bodenplatte der Haupt-Feder-Baugruppe und in einem oberen Flansch des äußeren Gehäuses oder der inneren Hülse vorgesehene ausgerichtete und/oder fluchtende, vorzugsweise durchgehende, Löcher.
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Die beigefügten Zeichnungen, welche insbesondere in diese Beschreibung einbezogen sind und einen Teil derselben bilden, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der oben angegebenen Zusammenfassung der Erfindung und der unten angegebenen detaillierten Beschreibung der Zeichnungen zum Erläutern der Prinzipien der Erfindung.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht des hydraulischen schwingungsdämpfenden Lagers.
- 2 ist eine Schnittansicht entlang Linie 2-2 in 1.
- 3 ist eine Explosionsansicht des hydraulischen schwingungsdämpfenden Lagers der 1 und 2.
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie 4-4 in 2.
- 5 ist eine Querschnittsansicht der inneren Buchse entlang Linie 5-5 in 4.
- 6 ist eine Querschnittsansicht der inneren Buchse entlang Linie 6-6 in 4.
- 7 ist eine Kurve der dynamischen Steifigkeit als Funktion der Frequenz und des Verlustwinkels als Funktion der Frequenz.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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Unter Bezugnahme auf zunächst 1-3 ist ein hydraulisches schwingungsdämpfendes Lager 10 gezeigt, welches die Prinzipien der Erfindung verkörpert. Das Lager 10 umfasst ein äußeres Gehäuse 20 aus tiefgezogenem Stahl mit einem zylindrischen Abschnitt 22, einem Flanschabschnitt 24 an einem oberen Ende des zylindrischen Abschnitts 22 und einer Einbuchtung oder Schulter 26 an der Verbindungsstelle von dem zylindrischem Abschnitt 22 und dem Flanschabschnitt 24.
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Das Lager 10 umfasst ferner eine innere Hülse 30, welche ein zylindrisches Rohr aus Stahl ist. Die innere Hülse 30 kann auch aus Aluminium sowie auch aus Plastik hergestellt sein. Eine innere Buchse 32 aus Gummi ist an die innere Hülse 30 angegossen und/oder angespritzt und/oder anvulkanisiert und/oder angeformt. Die innere Buchse 32 ist auch an eine äußere Plastikhülse 34 angegossen und/oder angespritzt und/oder anvulkanisiert und/oder angeformt. Die Geometrie der inneren Buchse 32 und die Härte des für die innere Buchse 32 verwendeten Gummis kann ausgewählt werden oder sein, um ausgewählte radiale statische Steifigkeiten des dämpfenden Lagers 10 in Fahrzeuglängsrichtung (d.h. bezüglich des Fahrzeugs nach vorne und nach hinten) und von Fahrzeugseite zu Fahrzeugseite („Fahrzeugquerrichtung“) bereitzustellen. Unter Bezugnahme auf 4-6 kann die innere Buchse 32 zum Beispiel ein oder mehrere längere bogenförmige dünnere Abschnitte 36, die auf diametral gegenüberliegenden Seiten der Buchse 32 vorgesehen sind, und ein oder mehrere kürzere dickere Abschnitte 38 umfassen, die auf diametral gegenüberliegenden Seiten der Buchse 32 vorgesehen und 90 Grad relativ zu den Abschnitten 36 orientiert und/oder ausgerichtet sind. Eine derartige Anordnung stellt eine ausgewählte statische Steifigkeit von Fahrzeugseite zu Fahrzeugseite (d.h. insbesondere in Fahrzeugquerrichtung) und/bzw. eine unterschiedliche ausgewählte statische Steifigkeit in Fahrzeuglängsrichtung bereit.
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Eine Haupt-Feder-Baugruppe 40 ist an einem oberen Ende des äußeren Gehäuses 20 positioniert und umfasst ein inneres druckgegossenes Aluminiumteil 44 mit einer Fluid-Einfüllöffnung 46, eine Bodenplatte 48 aus Stahl und einen an das Aluminiumteil 44 und die Bodenplatte 48 angegossenen und/oder angespritzten und/oder anvulkanisierten und/oder angeformten Gummikörper 50. Das innere Teil 44 kann aus anderen Materialien als Aluminium hergestellt sein. Die Geometrie des Gummikörpers 50 und die Härte des für den Körper 50 verwendeten Gummis können ausgewählt werden oder sein, um eine ausgewählte axiale (vertikale) statische Steifigkeit des dämpfenden Lagers 10 bereitzustellen. Die Haupt-Feder-Baugruppe 40 definiert ein Fluid-Reservoir 52 und pumpt Fluid durch das Lager 10, wenn die Haupt-Feder-Baugruppe 40 komprimiert wird. Die Bodenplatte 48 der Haupt-Feder-Baugruppe 40 ist an dem Flansch 24 des äußeren Gehäuses 20 befestigt, beispielsweise durch Vernietung oder dergleichen. Eine obere Scheibe 54 aus Stahl, die bevorzugt eine Ringscheibe ist, umfasst einen, vorzugsweise inneren, Kragen 56, der in ein oberes Ende der inneren Hülse 30 gepresst ist oder wird. Die obere Scheibe 54 wird insbesondere in Kontakt zu dem oder einem Fahrzeugaufbau VB stehen oder gebracht und wird vorzugsweise Lasten zwischen dem Lager 10 und dem Fahrzeugaufbau VB verteilen und/oder übertragen. Befestigungsmittel 49 werden oder sind in ausgerichtete und/oder fluchtende Löcher, die in der Bodenplatte 48 und im Flansch 24 vorgesehen sind, eingebracht und/oder gepresst, um das Lager 10 an dem oder einem Fahrzeugrahmen VF zu sichern. Ein Befestigungsmittel 51 erstreckt sich durch die innere Hülse 30 hindurch, um das Lager 10 an dem Fahrzeugaufbau VB zu sichern. Alternativ können die Befestigungsmittel 49 das Lager 10 an dem Fahrzeugaufbau VB sichern und das Befestigungsmittel 51 kann das Lager 10 an dem Fahrzeugrahmen VF sichern.
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Eine Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe 60 ist an einem unteren Ende des äußeren Gehäuses 20 positioniert und ermöglicht eine balggleiche Expansion oder Balg-Expansion während einer Fluidströmung, wenn die Haupt-Feder-Baugruppe 40 komprimiert wird oder ist. Die Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe 60 umfasst eine innere Plastikhülse 62, einen äußeren Stahlflansch 64 und einen an die Plastikhülse 62 und den Stahlflansch 64 angegossenen und/oder angespritzten und/oder anvulkanisierten und/oder angeformten Gummibalg 66. Eine untere Scheibe 68 aus Stahl, die bevorzugt eine Ringscheibe ist, umfasst einen, vorzugsweise inneren, Kragen 69, der in ein unteres Ende der inneren Hülse 30 gepresst ist oder wird. Die untere Scheibe 68 aus Stahl wirkt als harter Anschlag gegen die Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe 60 während einer Aufwärtsbewegung der unteren Scheibe 68, um einen übermäßigen Hub zu verhindern.
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Mehrere Fluid-Strömungskanalteile 70, 72 und 74 sind oder werden bereitgestellt. Obwohl drei Strömungskanalteile 70, 72 und 74 gezeigt sind, können, insbesondere in der praktischen Umsetzung der Erfindung, mehr oder weniger Strömungskanalteile verwendet werden. Wie in 2 gezeigt, ist das Strömungskanalteil 70 zur Installation in das Lager 10 ausgewählt worden. Eine Dichtung 71 ist oder wird zwischen dem oberen Ende des Strömungskanalteils 70 und der Einbuchtung 26 des äußeren Gehäuses 20 positioniert, um das Strömungskanalteil 70 abzudichten und eine Fluidströmung von dem Reservoir 52 der Haupt-Feder-Baugruppe 40 zu dem und durch das ausgewählte Strömungskanalteil 70 zu ermöglichen.
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Jedes der mehreren Strömungskanalteile 70, 72 und 74 umfasst einen Zylinder mit einem gemeinsamen Innendurchmesser ID und einem gemeinsamen Außendurchmesser OD. Die Strömungskanalteile 70, 72 und 74 umfassen Pfade 76, 78 bzw. 80, die in den radial äußeren Oberflächen derselben ausgebildet sind. Die Pfade 76, 78 und 80 werden manchmal als „Trägheitspfade“ oder „Strömungskanäle“ bezeichnet. Wie gezeigt, sind die Pfade 76, 78 und 80 schraubenförmig, es können aber auch andere Geometrien verwendet werden. Die Pfade 76, 78 und 80 haben jeweils eine Querschnittsfläche und ein Länge, die ein unterschiedliches Volumen für jeden Pfad definieren. Ein größeres Pfadvolumen führt zu einem größeren Volumen und einer größeren Masse von in dem Pfad oszillierendem Fluid, während eine Schwingung während des Betriebs des Fahrzeugs von dem Fahrzeugrahmen VF zu dem Fahrzeugaufbau VB übertragen wird, und somit zu mehr Dämpfung. Ein geringeres Pfadvolumen führt zu einem geringeren Volumen und einer geringeren Masse von in dem Pfad oszillierendem Fluid, während eine Schwingung während des Betriebs des Fahrzeugs von dem Fahrzeugrahmen VF zu dem Fahrzeugaufbau VB übertragen wird, und somit zu weniger Dämpfung. Wie gezeigt, weisen die Pfade 76, 78 und 80 im Querschnitt eine gestutzte „V“-Form auf (insbesondere um das Entformen zu unterstützen), der in der Industrie dennoch als „quadratischer“ Querschnitt bezeichnet wird, wobei, insbesondere in der praktischen Umsetzung der Erfindung, aber auch andere Querschnitts-Geometrien für die Pfade verwendet werden können, wie z.B. rund etc.
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Durch Verwendung, insbesondere mehr oder weniger, standardisierter oder universeller Lagerkomponenten, wie zum Beispiel das äußere Gehäuse 20, die innere Hülse 30, die innere Buchse 32, die Haupt-Feder-Baugruppe 40 und die Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe 60, zusammen mit mehreren Strömungskanalteilen 70, 72 und 74, von denen jedes ein unterschiedliches Trägheitspfad- oder Strömungskanal-Volumen aufweist, kann das Lager 10 abgestimmt werden, um ein ausgewähltes dynamisches Verhalten des Lagers 10 bereitzustellen. Zwei Parameter, welche das dynamische Verhalten eines hydraulischen schwingungsdämpfenden Lagers beschreiben, sind die dynamische Steifigkeit und der Verlustwinkel, insbesondere wie in einer vertikalen Richtung (axialen Richtung des Lagers) gemessen.
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Die dynamische Steifigkeit eines schwingungsdämpfenden Lagers ist z.B. einfach Kraft pro Amplitude oder Kraft pro Einheits-Amplitude als Funktion der Schwingungsfrequenz.
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Der Verlustwinkel eines schwingungsdämpfenden Lagers, der manchmal als „tan delta“, „Tangens von Delta“ oder „Verlustfaktor“ bezeichnet wird, quantifiziert insbesondere die Art und Weise, wie das Lager Energie absorbiert und zerstreut oder verteilt. Er drückt die Phasenbeziehung oder phasenverschobene Beziehung zwischen einer auf das Lager einwirkenden Kraft und der resultierenden Kraft aus, die zu dem von dem Lager getragenen Objekt übertragen wird. Somit ist der Verlustwinkel ein Indikator für die Effektivität der Dämpfungsfähigkeiten des Lagers. Je größer der Verlustwinkel desto größer der Dämpfungskoeffizient und desto effizienter ist somit das Lager insbesondere in der effektiven Durchführung von Energie-Absorption und -Zerstreuung oder -Verteilung.
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Eine Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Lagers ist in Personen-Pick-ups oder Personen-Pritschenwagen gegeben. Die bevorzugte vertikale Eigenfrequenz des Fahrzeugrahmens und des Fahrzeugaufbaus eines typischen Personen-Pick-up oder Personen-Pritschenwagens reicht von etwa 12 Hz bis etwa 18 Hz. Das abstimmbare Lager 10 ermöglicht das Variieren der dynamischen Steifigkeit und des Verlustwinkels über diesen Frequenzbereich einfach durch Auswählen eines unterschiedlichen oder anderen Strömungskanalteils mit einem unterschiedlichen oder anderen Trägheitspfad- oder Strömungskanal-Volumen. Für diese besondere Anwendung reicht die maximale dynamische Steifigkeit bevorzugt von etwa 3000 N/mm bis etwa 3200 N/mm über den Frequenzbereich von etwa 12 Hz bis etwa 18 Hz, und der maximale Verlustwinkel reicht bevorzugt von etwa 100 Grad bis etwa 110 Grad über den Frequenzbereich von etwa 12 Hz bis etwa 18 Hz.
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Die Strömungskanalteile können gegossen und/oder spritzgegossen und/oder geformt sein. Unterschiedliche Strömungskanalvolumina können einfach durch Verwendung einer Grundform in Verbindung mit unterschiedlichen Formeinsätzen erhalten werden, wobei jeder Einsatz z.B. eine unterschiedliche Tiefe des Trägheitspfads oder Strömungskanals und somit ein unterschiedliches Volumen für jedes gegossene Strömungskanalteil bereitstellt. Somit kann ein ökonomisches abstimmbares hydraulisches schwingungsdämpfendes Lager mit standardisierten oder universellen Lagerkomponenten zusammen mit mehreren Strömungskanalteilen hergestellt werden, von denen ein ausgewähltes mit den standardisierten oder universellen Lagerkomponenten in Abhängigkeit von dem gewünschten dynamischen Verhalten des Lagers zusammengebaut werden kann. Die Strömungskanalteile können auch durch 3D-Druck hergestellt werden oder sein.
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Bezugnehmend auf 7 ist eine Kurve der dynamischen Steifigkeit als Funktion der Frequenz und eine Kurve des Verlustwinkels als Funktion der Frequenz gezeigt. Wie ersichtlich, tritt die maximale dynamische Steifigkeit bei einer Frequenz auf, die auch als Maximale-dynamische-Steifigkeits-Frequenz bezeichnet wird, und der maximale Verlustwinkel tritt bei einer Frequenz auf, die auch als Maximale-Verlustwinkel-Frequenz bezeichnet wird. Durch Zusammenbauen unterschiedlicher der Strömungskanalteile mit den oben beschriebenen standardisierten oder universellen Lagerkomponenten kann die maximale dynamische Steifigkeit, wie gewünscht, nach oben oder nach unten und/oder nach rechts oder nach links verschoben werden. Auf die gleiche Weise kann der maximale Verlustwinkel, wie gewünscht, nach oben oder nach unten und/oder nach rechts oder nach links verschoben werden.
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Zum Zusammenbauen des Lagers 10 wird das obere Ende der inneren Hülse 30 (zusammen mit der daran angegossenen und/oder angespritzten und/oder anvulkanisierten und/oder angeformten Buchse 32) in die Haupt-Feder-Baugruppe 40 gepresst. Die innere Hülse 30 und die Haupt-Feder-Baugruppe 40 werden an dem äußeren Gehäuse 20 befestigt, wie z.B. durch Vernieten der Bodenplatte 48 der Haupt-Feder-Baugruppe 40 mit dem Flansch 24 des äußeren Gehäuses 20. Die Dichtung 71 wird in das äußere Gehäuse 20 gedrückt oder gepresst, sodass ihr oberes Ende an der Einbuchtung 26 des äußeren Gehäuses 20 angrenzt. Das ausgewählte Strömungskanalteil 70, 72 oder 74 wird in das äußere Gehäuse 20 gepresst, bis sein oberes Ende an dem unteren Ende der Dichtung 71 angrenzt. Die Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe 60 wird auf das untere Ende der inneren Hülse 30 gepresst. Das untere Ende des äußeren Gehäuses 20 wird mit der Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe 60 verstemmt. Das Lager 10 wird durch die in der Haupt-Feder-Baugruppe 40 vorgesehene Öffnung 46 mit Glykol oder einem anderen geeigneten Fluid gefüllt. Die obere Scheibe 54 wird auf das obere Ende der inneren Hülse 30 gepresst, und die untere Scheibe 68 wird auf das untere Ende der inneren Hülse 30 gepresst.
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Das erfindungsgemäße schwingungsdämpfende Lager stellt mehrere Vorteile bereit. Erstens ist oder wird ein abstimmbares schwingungsdämpfendes Lager geschaffen, welches einen auswählbaren Bereich für das dynamische Verhalten innerhalb einer standardisierten oder universellen physikalischen oder körperlichen Hülle des Lagers zur Verfügung stellt. Dies wird durch Verwendung standardisierter oder universeller Komponenten, wie zum Beispiel das äußere Gehäuse, die innere Hülse, die Haupt-Feder-Baugruppe, die Boden-Nachgiebigkeits-Baugruppe und die innere Buchse, zusammen mit mehreren unterschiedlichen Strömungskanalteilen erreicht, von denen jedes einen Pfad, beispielswiese einen schraubenförmigen Pfad, aufweist, der ein unterschiedliches Volumen definiert. Zum Abstimmen des dämpfenden Lagers wählt man das Strömungskanalteil (mit dem korrespondierenden Pfadvolumen) aus, welches das gewünschte dynamische Verhalten des dämpfenden Lagers liefert, und baut es mit dem Rest der standardisierten oder universellen Komponenten zusammen.
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Zweitens kann das statische Verhalten des schwingungsdämpfenden Lagers auf gleicher Ebene nach vorne und nach hinten und von Seite zu Seite (d.h. insbesondere seitlich) über die Gummi-Geometrie und die Gummi-Härte der inneren Buchse abgestimmt werden.
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Drittens ist das erfindungsgemäße schwingungsdämpfende Lager einfacher zu installieren als die kommerziell verfügbaren Lager gemäß der
US-Patente Nr. 8091871, 9038997 und 9765845 . Dies liegt daran, dass das erfindungsgemäße Lager insbesondere eine einteilige Konstruktion ist, die es ermöglicht, es einfach von oben in ein in dem Fahrzeugrahmen vorgesehenes Loch nach unten abzusenken und an dem Rahmen mit Befestigungsmitteln zu sichern. Dies steht im Gegensatz zu der zweiteiligen Gestaltung der kommerziell verfügbaren Lager nach den US-Patenten Nr. 8091871, 9038997 und 9765845, die erfordern, dass das untere Lagerteil unterhalb des Rahmens positioniert wird, das obere Lagerteil oberhalb des Rahmens positioniert wird und die beiden Lagerteile aneinander und an dem Rahmen mit Befestigungsmitteln gesichert werden.
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Viertens zeigt das erfindungsgemäße schwingungsdämpfende Lager Größen- und Gewichtseinsparungen gegenüber den kommerziell verfügbaren Lagern gemäß der US-Patente Nr. 8091871, 9038997 und 9765845 für eine gleiche Anwendung. Beispielsweise hat das erfindungsgemäße Lager für eine bestimmte Anwendung eine Gesamthöhe von 127 mm, einen Hauptkörper-Durchmesser von 64 mm und eine Masse von 1376 g. Im Gegensatz dazu hat das kommerziell verfügbare Lager gemäß der US-Patente Nr. 8091871, 9038997 und 9765845 für dieselbe Anwendung eine Gesamthöhe von 134 mm, einen Hauptkörper-Durchmesser von 89 mm und eine Masse von 1633 g. Die Verwendung von vier erfindungsgemäßen Lagern zur Montage des Aufbaus an dem Rahmen führt insbesondere zu einer Gesamtgewichtseinsparung von 514 g (1,1 Ib) gegenüber dem kommerziell verfügbaren Lager gemäß der US-Patente Nr. 8091871, 9038997 und 9765845.
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Die gezeigten und beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung dienen lediglich erläuternden Zwecken. Insbesondere sind die Zeichnungen und die Beschreibung nicht dazu gedacht, den Schutzumfang der Ansprüche zu beschränken oder zu begrenzen. Fachleute werden verschiedene Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen erkennen, die an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne deren Geist oder Umfang zu verlassen. Die Erfindung ist hinsichtlich ihrer weiteren Aspekte daher nicht auf die gezeigten und beschriebenen spezifischen Details und repräsentativen Vorrichtungen und Verfahren begrenzt. Die Erfindung ist insbesondere in jedem hierin beschriebenen individuellen Merkmal verwirklicht, sowohl allein als auch in allen Kombination mit sämtlichen dieser Merkmale. Abweichungen von solchen Details können daher vorgenommen werden, ohne den Geist oder Umfang des allgemeinen erfinderischen Konzepts zu verlassen. Insbesondere kann der Bereich der Erfindung demnach lediglich durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente begrenzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8091871 B [0037]
- US 9038997 B [0037]
- US 9765845 B [0037]
