DE102020119793A1

DE102020119793A1 - Vibration damping element to reduce structure-borne noise

Info

Publication number: DE102020119793A1
Application number: DE102020119793.4A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Steber; Kai-Uwe Störk; Hans-Joerg Kolbinger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-07-28
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2022-02-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schwingungsdämpfungselement zur Reduzierung von Körperschall in einem Fahrzeug, umfassend:• Ein erstes rohrförmiges Element• Ein zweites rohrförmiges Element wobei die beiden rohrförmigen Elemente ohne eine Zwischenschaltung eines weiteren Elements derart ineinandergesteckt sind, dass diese eine Rohr-in-Rohr Verbindung bilden.The invention relates to a vibration damping element for reducing structure-borne noise in a vehicle, comprising: • A first tubular element • A second tubular element, the two tubular elements being plugged into one another without the interposition of a further element in such a way that they form a pipe-in-pipe connection .

Description

Die Erfindung betrifft Schwingungsdämpfungselement zur Schwingungsdämpfung zur Reduzierung von Körperschall in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Lenksystem eines Fahrzeuges nach dem nebengeordneten Anspruch 5, ein Fahrzeugstrukturbauteil nach dem nebengeordnetem Anspruch 9 sowie ein Elastisches Lager für ein Fahrzeugfahrwerk nach dem nebengeordneten Anspruch 10. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die DE 10 2015 203 128 A1 verwiesen.The invention relates to a vibration damping element for vibration damping to reduce structure-borne noise in a vehicle according to the preamble of claim 1, a steering system of a vehicle according to the independent claim 5, a vehicle structural component according to the independent claim 9 and an elastic mount for a vehicle chassis according to the independent claim 10. The prior art is an example of the DE 10 2015 203 128 A1 referred.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Lösungen zur Dämpfung von hörbaren Schwingungen, also zur Dämpfung bzw. Isolation von Körperschall in Fahrzeugen bekannt.Various solutions for damping audible vibrations, ie for damping or isolating structure-borne noise in vehicles, are known from the prior art.

Insbesondere aufgrund einer vermehrten Elektrifizierung von Fahrzeugen und durch neue Reifentechnologien werden zunehmend hochfrequente Schwingungen über die Antriebseinheit, also insbesondere über den Elektromotor oder die Straßenanregungen in die Karosserie bzw. den Fahrgastraum eingeleitet. Um diese zunehmend hochfrequenten Schwingungen zu unterdrücken müssen die Impedanzsprünge zwischen den Strukturbauteilen und den Elastomeren steigen. Dies bedeutet zum einen, dass die Strukturbauteile steifer und zum anderen dass die Elastomere weicher werden müssen. Weichere Elastomere stehen jedoch im Widerspruch mit einer qualitativ hochwertig ausgeprägten Fahrdynamik. Ebenso stehen die höheren Steifigkeiten der Strukturbauteile im Widerspruch mit einer Gewichts- und Kostenreduzierung. Aus der DE 10 2015 203 128 A1 ist eine Fahrwerkkomponente bekannt, welche zur Körperschallisolation mindestens ein erstes Bauteil aus einem körperschalldämpfenden Verbundmaterial mit einer ersten Metalllage, mindestens einer zweiten Metalllage und mindestens einer Dämpfungsschicht, welche partiell oder vollflächig zwischen den Metalllagen angeordnet ist, umfasst. Die Dämpfungsschicht des Bauteils ist eine Klebstoffschicht aus einem silikonhaltigen Material. Mit dieser Maßnahme wird versucht den wachsenden Ansprüchen an Fahrkomfort und Akustikkomfort ohne Einbringung zusätzlicher Massen gerecht zu werden. Jedoch ist zur Ausführung eines solchen Dämpfungselements ein erhöhter Herstellungs- und Materialaufwand, insbesondere aufgrund der Verwendung von zusätzlichen Materialen, wie beispielsweise die Klebstoffschicht, erforderlich.In particular due to increased electrification of vehicles and new tire technologies, high-frequency vibrations are increasingly being introduced into the body or the passenger compartment via the drive unit, i.e. in particular via the electric motor or the road excitations. In order to suppress these increasingly high-frequency vibrations, the impedance jumps between the structural components and the elastomers must increase. On the one hand, this means that the structural components have to be stiffer and, on the other hand, that the elastomers have to be softer. However, softer elastomers are at odds with high-quality driving dynamics. The higher rigidity of the structural components is also at odds with a reduction in weight and costs. From the DE 10 2015 203 128 A1 a chassis component is known which, for structure-borne noise insulation, comprises at least a first component made of a structure-borne noise-damping composite material with a first metal layer, at least one second metal layer and at least one damping layer, which is arranged partially or over the entire surface between the metal layers. The damping layer of the component is an adhesive layer made of a material containing silicone. With this measure, an attempt is made to meet the growing demands for driving comfort and acoustic comfort without introducing additional masses. However, the implementation of such a damping element requires increased manufacturing and material costs, in particular due to the use of additional materials, such as the adhesive layer.

Auch im Bereich des Lenksystems eines Fahrzeuges ist die Verwendung von Körperschalldämpfungselementen bekannt. Beim Bremsen werden (insbesondere hörbare) Schwingungen über die Fahrwerkslenker, das Lenkgetriebe, die Lenksäule und das Lenkrad in die Fahrgastzelle übertragen. Um derartige Störgeräusche zu unterdrücken ist es bekannt, sogenannte Hardyscheiben oder ein Elastomer (mit richtungsabhängigen Steifigkeiten) in die Lenksäule zu integrieren, um so einen hohen Impedanzsprung zu realisieren. Der technische und wirtschaftliche Aufwand für diese zusätzlichen Bauteile ist vergleichsweise hoch.The use of structure-borne noise damping elements is also known in the area of the steering system of a vehicle. When braking, vibrations (particularly audible) are transmitted to the passenger compartment via the chassis links, the steering gear, the steering column and the steering wheel. In order to suppress such interfering noises, it is known to integrate so-called Hardy discs or an elastomer (with direction-dependent rigidity) into the steering column in order to achieve a high impedance jump. The technical and economic effort for these additional components is comparatively high.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen Dämpfungselement zur Körperschalldämpfung bzw. -Isolation für ein Fahrwerk bzw. eines Fahrzeugstrukturbauteils eines Fahrzeuges aufzuzeigen, welches den Zielkonflikt zwischen den akustischen Komfortanforderungen und den fahrdynamischen Steifigkeitsanforderungen gerecht wird und gleichzeitig aufwandsarm und kostengünstig herstellbar und verwendbar ist.It is therefore an object of the invention to provide a damping element for structure-borne noise damping or insulation for a chassis or a vehicle structural component of a vehicle, which meets the conflicting objectives between the acoustic comfort requirements and the driving dynamics rigidity requirements and at the same time can be produced and used with little effort and cost.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch ein Schwingungsdämpfungselement zur Schwingungsdämpfung von hochfrequente Schwingungen für ein Fahrzeug nach den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Lenksystem eines Fahrzeuges nach den Merkmalen des nebengeordneten Anspruch 5, durch ein Fahrzeugstrukturbauteil nach dem nebengeordnetem Anspruch 9 sowie durch ein elastisches Lager für ein Fahrzeugfahrwerk nach dem nebengeordneten Anspruch 10. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.The object is achieved by a vibration damping element for damping high-frequency vibrations for a vehicle according to the features of claim 1, by a steering system of a vehicle according to the features of independent claim 5, by a vehicle structural component according to independent claim 9 and by an elastic bearing for a vehicle chassis according to the independent claim 10. Advantageous training and further developments are the content of the dependent claims.

Es wird ein Schwingungsdämpfungselement zur Körperschallisolation bzw. zur Körperschalldämpfung für ein Fahrzeug, insbesondere für Komponenten des Fahrzeugfahrwerks vorgeschlagen. Dabei soll insbesondere jener Körperschall gedämpft bzw. isoliert werden, welcher im hochfrequenten Schwingungsbereich für einen Fahrzeuginsassen akustische Komforteinbußen bewirkt. Beispielsweise sind dabei Schwingungen angesprochen, welche Abrollgeräusche des Fahrzeugräder, motorerregte Geräusche oder bremsenerregte Geräusche verursachen, die über unterschiedliche Fahrwerkskomponenten, wie beispielsweise den Fahrzeugaufbau bzw. den Lenkstrang (insbesondere die Lenksäule) an die Fahrgastzelle weitergeleitet werden.A vibration damping element for structure-borne noise insulation or structure-borne noise damping for a vehicle, in particular for components of the vehicle chassis, is proposed. In particular, that structure-borne noise should be dampened or isolated, which causes acoustic comfort losses for a vehicle occupant in the high-frequency vibration range. For example, vibrations are addressed which cause rolling noises of the vehicle wheels, engine-excited noises or brake-excited noises, which are passed on to the passenger cell via different chassis components, such as the vehicle body or the steering train (especially the steering column).

Das Schwingungsdämpfungselement umfasst dabei ein erstes und ein zweites rohrförmiges Element bzw. ein hohles Element. Die rohrförmigen bzw. hohlen Elemente müssen dabei nicht unbedingt symmetrisch oder (kreis)zylindrisch ausgebildet sein. Dabei muss es sich auch nicht gezwungenermaßen um ein beidseitig geöffnetes rohrförmiges bzw. hohles Element handeln. Vielmehr ist auch ein geschlossenes, teilweisegeschlossenes oder auch offenes rohrförmiges Profil bzw. Element denkbar.The vibration damping element comprises a first and a second tubular element or a hollow element. The tubular or hollow elements do not necessarily have to be symmetrical or (circular) cylindrical. It does not necessarily have to be a tubular or hollow element that is open on both sides. Rather, a closed, partially closed or open tubular profile or element is also conceivable.

Bevorzugt sind die rohrförmigen Elemente aus einem metallischen Material, wie Stahl oder Aluminium ausgebildet. Alternativ sind jedoch auch andere Materialien, wie Kunststoff oder eine Mischung aus Kunststoff und Metallen denkbar.The tubular elements are preferably made of a metallic material such as steel or aluminum minimally trained. Alternatively, however, other materials such as plastic or a mixture of plastic and metals are also conceivable.

Es ist ferner vorgesehen, dass die beiden rohrförmigen Elemente ohne die Zwischenschaltung eines weiteren Elements bzw. Materials derart ineinandergesteckt sind, dass diese eine Rohr-in-Rohr-Verbindung bilden. „Ohne Zwischenschaltung eines weiteren Elements“ bedeutet im Sinne dieser Erfindung, dass in dem Kontaktbereich der beiden rohrförmigen Elemente kein weiteres Material, wie beispielsweise ein Klebstoff oder ein elastisches Material oder dergleichen, angeordnet ist.
Dass die beiden rohrförmigen Elemente „ineinander gesteckt“ sind bedeutet im Sinne dieser Erfindung, dass diese gezielt nicht stoffschlüssig, beispielsweise über eine Klebverbindung oder über eine Schweißverbindung oder dergleichen und auch nicht über eine kraftschlüssige Schraub- oder Bolzenverbindung miteinander verbunden sind.
Vielmehr ist bevorzugt eine formschlüssige Verbindung bzw. eine Presspassung nach Art einer Rohr-in-Rohr-Verbindung vorgesehen. Hierzu kann beispielsweise der Durchmesser bzw. der Außenumfang des ersten rohrförmigen Elements im Kontaktbereich bzw. im Verbindungsbereich etwas kleiner ausgebildet sein, als der Innenumfang bzw. Innendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements im Verbindungsbereich bzw. im Kontaktbereich. Besonders bevorzugt sind die beiden rohrförmigen Elemente dabei zueinander verpresst (in Form einer Presspassung) angeordnet.Provision is also made for the two tubular elements to be plugged into one another without the interposition of a further element or material in such a way that they form a pipe-in-pipe connection. In the context of this invention, “without the interposition of a further element” means that no further material, such as an adhesive or an elastic material or the like, is arranged in the contact area of the two tubular elements.
For the purposes of this invention, the fact that the two tubular elements are “inserted into one another” means that they are deliberately not connected to one another with a material connection, for example via an adhesive connection or a welded connection or the like, and also not via a non-positive screw or bolt connection.
Rather, a positive connection or a press fit in the manner of a pipe-in-pipe connection is preferably provided. For this purpose, for example, the diameter or the outer circumference of the first tubular element in the contact area or in the connection area can be made somewhat smaller than the inner circumference or inner diameter of the second tubular element in the connection area or in the contact area. Particularly preferably, the two tubular elements are arranged pressed together (in the form of a press fit).

Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Kontaktbereich zwischen den beiden rohrförmigen Elementen der Rohr-in-Rohr-Verbindung eine Trennebene umfasst, welche derart ausgebildet ist, dass sich die Eigendämpfung der Struktur erhöht.
Beispielsweise kann eine solche Erhöhung der Eigendämmung durch Mikrobewegungen zwischen den beiden Elementen in der Trennebene entstehen, welche Mikrobewegungen eine Dämpfungswirkung von Schwingungen bzw. eine Isolationswirkung von Körperschall umfassen.
Somit ist es bevorzugt vorgesehen, dass die beiden rohrförmigen Elemente derart zu einer Rohr-in-Rohr-Verbindung ineinander gesteckt sind, dass während der Verbindung der beiden Elemente gennannte Dämpfungs- bzw. Dämmungsphänomäne in der Trennebene entstehen.Furthermore, it is preferably provided that the contact area between the two tubular elements of the pipe-in-pipe connection comprises a parting plane, which is designed in such a way that the inherent damping of the structure is increased.
For example, such an increase in self-insulation can result from micro-movements between the two elements in the parting plane, which micro-movements include a damping effect on vibrations or an insulating effect on structure-borne noise.
It is thus preferably provided that the two tubular elements are plugged into one another to form a pipe-in-pipe connection in such a way that during the connection of the two elements, so-called damping or damping phenomena occur in the parting plane.

Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Schwingungsdämpfungselement in einem Innenhochdruckverfahren (kurz IHU-Verfahren) hergestellt ist. Das „Ineinanderstecken“ bzw. das Fügen der beiden rohrförmigen Elemente erfolgt demnach bevorzugt in einem IHU-Verfahren.
Das IHU-Verfahren ist aus dem Stand der Technik bekannt. Es ist dem Hydroforming (meist synonym verwandt) zuzurechnen und bedeutet das Umformen metallischer Rohre oder Hohlkörper im geschlossenen Formwerkzeug mittels Innendruck. Es ähnelt dem Tiefziehen mit Wirkmedien.
Von anderen wirkmedienbasierten Verfahren zur Umformung von metallischen Blechen, z. B. der Außenhochdruckumformung, dem Hydraulischen Tiefziehen oder dem Hydromechanischen Tiefziehen, unterscheidet sich das Verfahren insbesondere dadurch, dass das Werkstück selbst weitestgehend die Dichthülle des Druckes bildet. Der Druck kann beispielsweise durch eine Wasser-ÖI-Emulsion in einen Hohlkörper eingebracht werden. Die Öffnungen können während des Umformprozesses durch Dichtstempel, die durch Hydraulikzylinder angetrieben werden, abgedichtet werden. Wesentliche Prozessparameter sind dabei beispielsweise der Innendruck sowie im Falle von Rohren das Nachschieben von Material bzw. Stauchen von den Bauteilenden her mit Hilfe der Dichtstempel. Es gibt eine Vielzahl von Verfahrensvariationen (zum Beispiel Vorform-Operationen) und -ergänzungen (zum Beispiel integrierte Lochoperationen). Die Prozesse laufen üblicherweise und bevorzugt bei Raumtemperatur ab.Provision is particularly preferably made for the vibration damping element to be produced using an internal high-pressure process (HIP process for short). The "interlocking" or the joining of the two tubular elements is therefore preferably carried out in an hydroforming process.
The hydroforming process is known from the prior art. It can be attributed to hydroforming (usually synonymously related) and means the forming of metallic tubes or hollow bodies in a closed mold using internal pressure. It is similar to deep drawing with active media.
From other active media-based processes for forming metal sheets, e.g. B. external high-pressure forming, hydraulic deep drawing or hydromechanical deep drawing, the process differs in particular in that the workpiece itself largely forms the sealing envelope of the pressure. The pressure can be introduced into a hollow body, for example, by means of a water-oil emulsion. The openings can be sealed during the forming process by sealing dies driven by hydraulic cylinders. Important process parameters are, for example, the internal pressure and, in the case of pipes, the pushing in of material or upsetting from the component ends with the help of the sealing die. There are a multitude of process variations (e.g. preform operations) and additions (e.g. integrated hole operations). The processes usually and preferably take place at room temperature.

Bevorzugt ist es vorgesehen mit dem Schwingungsdämpfungselement Schwingungen im Bereich zwischen 20 und 4000 Hz zu isolieren bzw. zu dämpfen. Somit können beispielsweise genannte Achsschwingungen bzw. Schwingungen des Fahrzeugaufbaus mit ca. 100 bis 400 Hz oder Motorschwingungen mit 100 bis 2000 Hz durch das Schwingungsdämpfungselement gedämpft bzw. isoliert werden.Provision is preferably made for isolating or dampening vibrations in the range between 20 and 4000 Hz with the vibration damping element. Thus, for example, the mentioned axle vibrations or vibrations of the vehicle body with about 100 to 400 Hz or engine vibrations with 100 to 2000 Hz can be damped or isolated by the vibration damping element.

In einem solchen IHU-Verfahren beispielsweise können derartig genannte Dämpfungs- oder Dämmungsphänomene in der Trennebene der beiden rohrförmigen Elemente entstehen.In such an hydroforming process, for example, such damping or insulation phenomena can occur in the parting plane of the two tubular elements.

Somit bewirkt ein derart hergestelltes bzw. ausgebildetes Schwingungsdämpfungselement bzw. eine derartig hergestellte Rohr-in-Rohr-Verbindung eine aufwandsarme, materialarme und damit kostengünstige Körperschallisolierung bzw. Schwingungsdämpfung. Auf weitere schwingungsdämpfende Materialen, wie beispielsweise Elastomere oder Klebstoffe kann auf vorteilhafter Weise verzichtet werden.Thus, a vibration damping element produced or designed in this way or a pipe-in-pipe connection produced in this way brings about low-effort, low-material and therefore cost-effective structure-borne noise insulation or vibration damping. Advantageously, further vibration-damping materials such as elastomers or adhesives can be dispensed with.

Es wird ferner ein Lenksystem eines Fahrzeuges vorgeschlagen, welches ein solches Schwingungsdämpfungselement umfasst.
Wie bereits genannt, ist es bekannt, dass beim Bremsen Schwingungen über die Fahrwerkslenker und dann über das Lenkgetriebe, die Lenksäule und letzten Endes über das Lenkrad bzw. die Lenkhandhabe selbst in die Fahrgastzelle gelangen. Derart Schwingungen sind in Form von Körperschall für einen Fahrzeuginsassen akustisch wahrnehmbar und werden als störend empfunden.
Es wird daher vorgeschlagen das Schwingungsdämpfungselement in den Lenkstrang des Fahrzeuges zu integrieren.
Das Lenksystem bzw. der Lenkstrang umfasst dabei vorzugsweise eine Lenkhandhabe zur Eingabe eines Lenkungswunsches durch einen Fahrzeuginsassen, eine Lenksäule zur Übertragung der Lenkbewegung auf ein Lenkgestänge und ein Lenkgetriebe zur Wandlung der Drehbewegung an der Lenkhandhabe in eine Linearbewegung einer Zahnstange. Über eine Spurstange kann dann ein Drehwinkel auf die Fahrzeugräder übertragen werden.A steering system of a vehicle is also proposed, which includes such a vibration damping element.
As already mentioned, it is known that when braking, vibrations reach the passenger compartment via the suspension links and then via the steering gear, the steering column and finally via the steering wheel or the steering handle itself. Such vibrations are acoustically perceptible to a vehicle occupant in the form of structure-borne noise and are perceived as annoying.
It is therefore proposed to integrate the vibration damping element into the steering train of the vehicle.
The steering system or the steering train preferably includes a steering handle for inputting a steering request by a vehicle occupant, a steering column for transmitting the steering movement to a steering linkage and a steering gear for converting the rotary movement on the steering handle into a linear movement of a rack. An angle of rotation can then be transmitted to the vehicle wheels via a tie rod.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst eine Lenkspindel des Lenksystems das genannte Schwingungsdämpfungselement. Die Lenkspindel ist dabei bevorzugt nicht längenverstellbar ausgebildet. Dabei ist es weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass das Schwingungsdämpfungselement den rohrförmigen Teil der Lenkspindel ausbildet.In a preferred exemplary embodiment of the invention, a steering shaft of the steering system comprises said vibration damping element. The steering spindle is preferably not designed to be adjustable in length. It is furthermore preferably provided that the vibration damping element forms the tubular part of the steering spindle.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Anmeldegegenstandes umfasst die Lenksäule das Schwingungsdämpfungselement. Besonders bevorzugt wird die rohrförmige Lenksäule durch das Schwingungsdämpfungselement gebildet.In a further preferred exemplary embodiment of the subject matter of the application, the steering column includes the vibration damping element. The tubular steering column is particularly preferably formed by the vibration damping element.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung dient das Schwingungsdämpfungselement (als Rohr-in-Rohr-Verbindung) als Energieaufnahme-Element im Falle einer Frontalkollision (Frontcrash) des Fahrzeuges. Hierzu ist das Schwingungsdämpfungselement derart im Lenksystem (insbesondere in der Lenkspindel bzw. der Lenksäule) angeordnet, dass es bei einem Frontalcrash des Fahrzeugs teleskopartig eingedrückt wird und damit eine Energie-Aufnahme bzw. Dämpfungsfunktion realisiert wird. Das Schwingungsdämpfungselement ist dabei derart ausgebildet und angeordnet, dass sich im Falle eines Frontalcrashs des Fahrzeuges die (insbesondere durch das genannte IHU - Verfahren hergestellte) Rohr-in-Rohr-Verbindung verformt und sich die beiden rohrförmigen Elemente gegeneinander verschieben. Durch diese teleskopartige Verformung kann Energie, welche beim Crash entstanden ist abgebaut werden.In a further preferred embodiment, the vibration damping element (as a pipe-in-pipe connection) serves as an energy absorbing element in the event of a frontal collision (front crash) of the vehicle. For this purpose, the vibration damping element is arranged in the steering system (in particular in the steering spindle or the steering column) in such a way that it is pushed in telescopically in the event of a frontal crash of the vehicle, thus realizing an energy absorption or damping function. The vibration damping element is designed and arranged in such a way that in the event of a frontal crash of the vehicle, the pipe-in-pipe connection (produced in particular by the hydroforming process mentioned) deforms and the two tubular elements move against one another. This telescopic deformation allows energy generated during the crash to be dissipated.

Ein Lenksystem mit einem solchen Schwingungsdämpfungselement hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Dämpfungs- bzw. Isolationselemente, wie eine aus dem Stand der Technik bekannte Hardyscheibe oder ein elastisches Material verwendet werden muss. Ferner bietet ein derartiges Schwingungsdämpfungselement im Lenksystem eine ausreichende Schwingungsdämpfung- oder Dämmung bei gleichzeitig unverändertem oder sogar verbessertem Lenkgefühl.A steering system with such a vibration damping element has the advantage that no additional damping or isolation elements, such as a Hardy disk known from the prior art or an elastic material, have to be used. Furthermore, such a vibration damping element in the steering system offers sufficient vibration damping or insulation while at the same time the steering feel is unchanged or even improved.

Ferner wird ein Fahrzeugstrukturbauteil vorgeschlagen, welches ein genanntes Schwingungsdämpfungselement umfasst.
Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass jene Strukturbauteile des Fahrzeugfahrwerks, welche sich in der Akustikwirkkette befinden, ein solches Schwingungsdämpfungselement, insbesondere eines, welches in dem genannten IHU-Verfahren hergestellt ist, umfassen.
Beispielsweise kann ein Fahrzeugachsträger oder ein Fahrwerkslenker oder dergleichen ein oder mehrere Schwingungsdämpfungselement/e umfassen.
Besonders bevorzugt ist ein Träger (beispielsweise ein Achsträger oder ein Träger eines Karosserie-Strukturbauteils), wie beispielsweise ein Längsträgerrohr eines Fahrzeugachsträgers an einer Krafteinleitungsstelle als Schwingungsdämpfungselement ausgebildet.
In häufigen Fällen werden derartige Achsträgerbauteile bereits in einem IHU-Verfahren hergestellt, weshalb eine Rohr-in-Rohr-Verbindung mit dem IHU-Verfahren, im Gegensatz zur Herstellung eines separaten Lagers zur Schwingungsdämpfung, nur einen geringen Aufwand und damit geringere Kosten bedeutet.Furthermore, a vehicle structural component is proposed which comprises a vibration damping element.
It is provided in particular that those structural components of the vehicle chassis which are located in the acoustic effect chain include such a vibration damping element, in particular one which is produced using the hydroforming process mentioned.
For example, a vehicle axle support or a chassis arm or the like can comprise one or more vibration damping element(s).
A carrier (for example an axle carrier or a carrier of a body structural component), such as a longitudinal carrier tube of a vehicle axle carrier, is particularly preferably designed as a vibration damping element at a force introduction point.
In many cases, such axle carrier components are already manufactured in an hydroforming process, which is why a tube-in-tube connection using the hydroforming process, in contrast to the production of a separate bearing for vibration damping, means only little effort and therefore lower costs.

Ferner steht das Schwingungsdämpfungselement im Gegensatz zu bekannten elastischen Lagerungen aus dem Stand der Technik nicht im Zielkonflikt zwischen den akustischen und den fahrdynamischen Anforderungen. So kann mit dem Schwingungsdämpfungselement (insbesondere ausgebildet als Fahrzeugstrukturbauteil) eine akustische Isolierung gewährleistet werden und gleichzeitig den Steifigkeitsanforderungen gewichtseffizient gerecht werden.Furthermore, in contrast to known elastic mountings from the prior art, the vibration damping element is not in a conflict of objectives between the acoustic requirements and the driving dynamics requirements. With the vibration damping element (in particular designed as a vehicle structural component), acoustic insulation can be guaranteed and at the same time the rigidity requirements can be met in a weight-efficient manner.

Es wird ferner ein elastisches Lager für ein Fahrzeugfahrwerk vorgeschlagen. Das Lager umfasst einen Lagerkern und einen Lagermantel. Dabei ist zwischen dem Lagerkern und dem Lagermantel ein elastisches Material angeordnet. Ein derartiges Lager ist aus dem Stand der Technik als Gummilager bekannt. Insbesondere bei Fahrwerks-Struktur-Bauteilen, wie beispielsweise Lenkeranbindungen, Achsträgerlagerungen usw. kommen solche Gummilager zum Einsatz. Üblicherweise ist der Lagermantel als harter (einstückiger) Zylinderring ausgebildet.
Es ist nun vorgesehen, dass der Lagermantel des Lagers ein genanntes Schwingungsdämpfungselement, welches vorteilhaft mit einer Presspassung oder in dem genannten IHU-Verfahren hergestellt ist, umfasst. Besonders bevorzugt bildet die Rohr-in-Rohr-Verbindung bzw. das Schwingungsdämpfungselement den Lagermantel. Somit ist der Lagermantel bevorzugt als Rohr-in-Rohr-Verbindung ausgebildet.
Ein Lagermantel, welcher als Schwingungsdämpfungselement ausgebildet ist, ermöglicht eine zusätzliche Schwingungsdämpfung (neben den bereits vorhandenen elastischen Materialien im Lager), weshalb eine härtere Auslegung des elastischen Lagers realisiert werden kann. Durch eine härtere Auslegung des elastischen Lagers kann eine höhere Steifigkeit und damit eine den Anforderungen entsprechende Fahrdynamik gewährleistet werden.An elastic mount for a vehicle chassis is also proposed. The bearing includes a bearing core and a bearing shell. An elastic material is arranged between the bearing core and the bearing shell. Such a bearing is known from the prior art as a rubber bearing. Such rubber mounts are used in particular for chassis structural components, such as link connections, axle carrier bearings, etc. The bearing jacket is usually designed as a hard (one-piece) cylinder ring.
It is now provided that the bearing casing of the bearing comprises a vibration damping element, which is advantageously produced with a press fit or in the hydroforming process mentioned. The pipe-in-pipe connection or the vibration-damping element particularly preferably forms the bearing shell. Thus, the bearing shell is preferably designed as a tube-in-tube connection.
A bearing jacket, which is designed as a vibration damping element, allows a additional vibration damping (in addition to the already existing elastic materials in the bearing), which is why a harder design of the elastic bearing can be implemented. A harder design of the elastic bearing can ensure greater rigidity and thus driving dynamics that meet the requirements.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich genommen schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features emerge not only from the claims and from the description but also from the drawings, with the individual features being implemented individually or in combination in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and representing advantageous and individually protectable versions for which protection is claimed here.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel weiter erläutert. Erfindungswesentlich können dabei sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein.
In der einzigen Figur ist dabei ein Querschnitt durch ein beispielhaftes Schwingungsdämpfungselement in einer schematischen Ansicht zu erkennen. Dabei ist insbesondere ein Querschnitt durch den Kontaktbereich der in einer Rohr-in-Rohr-Verbindung gefügten rohrförmigen Elemente 1, 2 aufgezeigt. Das Schwingungsdämpfungselement umfasst dabei ein erstes rohrförmiges Element 1 und ein zweites rohrförmiges Element 2.
Die beiden rohrförmigen Elemente 1, 2 sind dabei in einem IHU-Verfahren miteinander verbunden bzw. ineinander gesteckt bzw. verpresst. Der Innendurchmesser des ersten rohrförmigen Elements 1 ist dabei geringfügig größer ausgebildet als der Außendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements 2, sodass diese ineinander gesteckt werden. Zwischen dem ersten und dem zweiten rohrförmigen Element 1, 2 ist eine akustische Trennebene 3 angeordnet. Insbesondere aufgrund der Gegebenheiten bei dem IHU-Verfahren oder einer genannten Presspassung entstandenen Dämpfungs- bzw. Dämmungsphänomäne in der Trennebene 3 kann eine Schwingungsdämpfung bzw. Dämmung realisiert werden.In the following, the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. All of the features described in more detail can be essential to the invention.
In the single figure, a cross section through an exemplary vibration damping element can be seen in a schematic view. In particular, a cross section through the contact area of the tubular elements 1, 2 joined in a tube-in-tube connection is shown. The vibration damping element comprises a first tubular element 1 and a second tubular element 2.
The two tubular elements 1, 2 are connected to one another or inserted or pressed into one another in an hydroforming process. The inner diameter of the first tubular element 1 is designed to be slightly larger than the outer diameter of the second tubular element 2, so that they can be plugged into one another. An acoustic separation plane 3 is arranged between the first and the second tubular element 1, 2. Vibration damping or damping can be implemented in particular due to the damping or damping phenomena in the parting plane 3 that occurred during the hydroforming process or a mentioned press fit.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102015203128 A1 [0001, 0003]

Claims

Vibration damping element for reducing structure-borne noise in a vehicle, comprising: • A first tubular element (1), • A second tubular element (2), characterized in that the two tubular elements (1, 2) are inserted into one another without the interposition of a further element are that they form a pipe-in-pipe connection.

Vibration damping element after claim 1 , wherein the two tubular elements (1, 2) plugged into one another are pressed together.

Vibration damping element after claim 1 or 2 , wherein the vibration damping element is produced in an internal high-pressure process.

Vibration damping element according to one of the preceding claims, in which the two tubular elements (1, 2) each comprise a metallic material.

Steering system of a vehicle comprising a vibration damping element, which according to one of Claims 1 until 4 is trained.

steering system claim 5 , wherein a steering shaft and / or a steering column of the steering system comprises the vibration damping element.

steering system claim 5 or 6 , wherein the vibration damping element is designed and arranged such that it is deformed in the event of a frontal collision of the vehicle and serves as an energy absorbing element.

Vehicle structural component comprising a vibration damping element, which according to one of Claims 1 until 4 is trained.

Vehicle structural component claim 8 , wherein a vehicle axle and / or a chassis arm and / or a vehicle body comprises the vibration damping element.

Elastic bearing for a vehicle chassis comprising: - a bearing core - a bearing shell, - wherein an elastic material is arranged between the bearing core and the bearing shell, characterized in that the bearing shell comprises a vibration damping element, which according to one of Claims 1 until 4 is trained.