DE19618688C2

DE19618688C2 - Hydrobuchse

Info

Publication number: DE19618688C2
Application number: DE19618688A
Authority: DE
Inventors: Axel Dipl Ing Rudolph
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1996-05-09
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2016-05-10
Also published as: EP0806588B1; JPH1047418A; EP0806588A1; DE59605462D1; DE19618688A1; US6068247A; ES2147631T3

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Hydrobuchse mit zumindest zwei flüssigkeitsgefüllten Arbeitskammern, die durch einen Dämp fungskanal strömungsleitend verbunden sind, mit einen inneren Stützkörper, der von einem äußeren Stützkörper mit radialem Abstand unter Bildung eines Zwischenraums umschlossen ist, in welchem ein Federkörper aus elastomerem Werkstoff mit Feder stegen in winkliger Anordnung derart angeordnet ist, daß die Federstege eine im Querschnitt im wesentlichen dreieckförmi ge, erste Arbeitskammer begrenzen, in der ein separat erzeug tes Einlegeteil angeordnet ist, welches einen im wesentlichen Ω-förmigen Querschnitt hat.

Stand der Technik

Eine solche Hydrobuchse ist aus der US 5,344,126 bekannt.

Das funktionswesentliche Teil der Hydrobuchse aus der US 5,344,126 ist eine Membran, die sich teilweise an den Innen umfang des äußeren Stützkörpers anlegt und hierdurch Arbeits kammern begrenzt, die eine flexible Membran umfassen. Diese Membran arbeitet mit einem beweglichen, elastischen Einlege teil zusammen, das beispielsweise aus Kautschuk besteht. Schenkelförmige Stützteile des Einlegeteils greifen in ent sprechende Ausnehmungen am Federkörper und/oder der Membran ein. Der Federkörper hat insgesamt vier Schenkelteile, so daß im Zusammenwirken mit der Membran mindestens noch zwei zu sätzliche, weitere Hilfkammern gebildet werden. Die kopfför mig gerundete Oberseite des Einlegeteils liegt an einer be nachbarten Wand des Federkörpers an.

Bei einer aus der US 5,375,821 bekannten Hydrobuchse wird das Einlegeteil durch einen im Querschnitt betrachtet linsenförmigen An schlagpuffer gebildet, der mit dem inneren Stützkörper ver bunden und daher nur gemeinsam mit diesem relativ zum äußeren Stützkörper in radialer Richtung hin- und herbeweglich ist.

Eine weitere Hydrobuchse ist aus der DE 34 31 460 C2 bekannt. In zumindest einer der Arbeitskammern der vorbekannten Hydro buchse ist ein steifes Anschlagelement vorgesehen, um ein übermäßiges Versetzen des inneren und äußeren Stützkörpers relativ zueinander in radialer Richtung zu verhindern. Das Anschlagelement ist frei beweglich innerhalb der Arbeitskam mern angeordnet.

Eine weitere hydraulisch dämpfende Buchse ist aus der GB 2,291,691 A bekannt. Die Buchse umfaßt einen Arbeitsraum und einen Ausgleichsraum, die durch außenumfangsseitig umlau fende, lange Dämpfungskanäle flüssigkeitsleitend miteinander verbunden sind. Innerhalb des Arbeitsraums ist ein separat zum Federkörper und/oder zum inneren Stützkörper ausgebilde ter Anschlagpuffer angeordnet, der im Querschnitt betrachtet rechteckig ausgebildet ist und einer wulstförmigen Erhöhung gegenüberliegt, die der Federkörper im Bereich des inneren Stützkörpers aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hydrobuchse der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, welche ein günstige res Dämpfungsverhalten und eine geringere dynamische Federra te bei möglichst vereinfachter Herstellung, auch bei unter schiedlichen Gebrauchseigenschaften, hat.

Darstellung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hydrobuchse mit den Merkmalen von An spruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß das Einlegeteil die erste Arbeitskammer im Zusammenwirken mit den Federstegen des Federkörpers und dem inneren Stützkörper in drei Teilkam mern unterteilt, daß die erste und die zweite Teilkammer durch eine erste, von dem Einlegeteil und dem Federkörper be grenzte Drosselöffnung und die zweite und die dritte Teilkam mer durch eine zweite von dem Federkörper und dem Einlegeteil begrenzte Drosselöffnung hydraulisch miteinander in Verbin dung stehen, wobei über die Kontur des Einlegeteils der Quer schnitt der Drosselöffnungen und damit die Absenkung der dy namischen Federrate bestimmbar ist und daß die dritte Teil kammer durch einen vom Einlegeteil und dem äußeren Stützkör per begrenzten Flüssigkeitsdurchtritt flüssigkeitsleitend mit dem Dämpfungskanal verbunden ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Einlegeteils und des Federkörpers sowie de ren Zuordnung zueinander innerhalb der Hydrobuchse wird ei nerseits eine ausgezeichnete Dämpfung und andererseits eine Absenkung der dynamischen Federraten erreicht. Bei einer re lativen Radialverlagerung des inneren und äußeren Schutzkör pers zueinander werden Flüssigkeitsbestandteile von der er sten Arbeitskammer durch den Dämpfungskanal in die zweite Ar beitskammer verlagert. Außerdem findet eine Flüssigkeitsver lagerung innerhalb der drei Teilkammern durch die beiden Dros selöffnungen statt. Eine Absenkung der dynamischen Federrate wird dadurch bewirkt, daß anteilige Flüssigkeitsmassen mit Bereichen des Federkörpers in Resonanz geraten und gegenüber der Anregung phasenverschoben schwingen. Dieser beschriebene Effekt bildet sich in der X-, Y- und Z-Richtung aus. Die X- Richtung erstreckt sich parallel zur Achse der Hydrobuchse, während die Y- und Z-Richtung senkrecht zueinander angeordnet sind und eine Ebene beschreiben. Die Frequenzlagen dieser Ab senkungen hängen u. a. stark von den Quersschnitten der Dros selöffnungen ab, die wiederum im wesentlichen von der Kontur des Einlegeteils abhängig sind. Durch die Ausgestaltung des Einlegeteils ist es so möglich, die Absenkungen der dynami schen Federraten weitestgehend unabhängig voneinander in den verschiedenen Raumrichtungen einzustellen, ohne andere Ei genschaften der Hydrobuchse nachteilig zu beeinflussen. Das Anbringen von Bohrungen oder Durchbrüchen im Einlegeteil in X- und/oder Y- und/oder Z- Richtung ist eine weitere sehr gu te Möglichkeit zur Abstimmung. Weiterhin ist von Vorteil, daß das Einlegeteil mit nahezu allen bekannten Hydrobuchsen bauformen kombinierbar ist.

Das Einlegeteil und/oder der Federkörper können auf den ein ander zugewandten Seiten eine Oberflächenprofilierung aufwei sen. Hierbei ist von Vorteil, daß Anschlaggeräusche und/oder Kavitation bei extremen Relativverlagerungen der beiden Stützkörper zueinander und daraus resultierende Berührung des Einlegeteils und des vom Federkörper vollständig umschlosse nen inneren Stützkörpers vermieden werden.

Das Einlegeteil kann elastisch nachgiebig innerhalb der er sten Arbeitskammer angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Hy drobuchse bewirkt eine ausgezeichnete Dämpfung tieffrequen ter, großamplitudiger und eine ausgezeichnete Isolierung hö herfrequenter, kleinamplitudiger Schwingungen.

Das Einlegeteil ist als Multifunktionsteil ausgebildet, wobei eine seiner Funktionen darin besteht, einen wegbegrenzenden Anschlag zu bilden, um eine mechanische Überlastung des Fe derkörpers zu vermeiden. Die Hydrobuchse weist dadurch gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer lan gen Gebrauchsdauer auf.

Vorteilhaft besteht das Einlegeteil aus einem polymeren Werk stoff. Die Herstellung des Einlegeteils ist daher in ferti gungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht einfach und kostengünstig durchführbar.

Das Einlegeteil und der äußere Stützkörper begrenzen einen Flüssigkeitsdurchtritt von der ersten Arbeitskammer in den Dämpfungskanal. Hierbei ist von Vorteil, daß durch die Ausge staltung des Einlegeteils der Querschnitt des Flüssigkeits durchtritts besonders einfach an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles anzupassen ist. Des weiteren ist die Verwendung eines zweiten Einlegeteiles in der zweiten Ar beitskammer von Vorteil und erlaubt es, z. B. bei gleichblei benden dynamischen Federraten die Dämpfung in Z-Richtung wei ter zu erhöhen.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Hydrobuchse werden nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläu tert.

Es zeigen:

Fig. 1: einen Querschnitt durch das erste Ausführungsbei spiel entlang der Linie A-A aus Fig. 2.

Fig. 2: einen Längsschnitt durch die Hydrobuchse gemäß Fig. 1 entlang der Linie B-B aus Fig. 1.

Fig. 3: einen Querschnitt durch das zweite Ausführungsbei spiel entlang der Linie C-C aus Fig. 4.

Fig. 4: einen Längssschnitt durch die Hydrobuchse gemäß Fig. 3 entlang der Linie D-D.

Ausführung der Erfindung

In Fig. 1 ist die Hydrobuchse des ersten Ausführungsbei spiels in quergeschnittener Darstellung gezeigt. Der innere und der äußere Stützkörper 4, 5 bestehen aus einem metalli schen Werkstoff und sind durch den Federkörper 6 aus elasto merem Werkstoff aufeinander abgestützt. Die Hydrobuchse ist in den Fig. 1 und 2 unter statischer Last gezeigt, wobei der Federkörper 6 unter elastischer Vorspannung innerhalb des äußeren Stützkörpers 5 angeordnet ist. Der innere Stützkörper 4, der exzentrisch zum äußeren Stützkörper 5 angeordnet ist, ist vom elastomeren Werkstoff des Federkörpers vollständig umschlossen. Der äußere Stützkörper 5 umfaßt ein Fensterrohr, wobei der äußere Stützkörper 5 und das Fensterrohr ortsfest miteinander verbunden sind und gemeinsam einen Dämpfungskanal 3 begrenzen.

Die beiden Arbeitskammern 1, 2 sind mit einer inkompressiblen Dämpfungsflüssigkeit gefüllt und strömungsleitend durch den Dämpfungskanal 3 miteinander verbunden. Die Federstege 13, 14 sind in diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen rechtwink lig zueinander angeordnet und begrenzen eine im wesentlichen dreieckförmige erste Arbeitskammer 1. Innerhalb der ersten Arbeitskammer 1 ist das aus einem polymeren Werkstoff beste hende Einlegeteil 7 angeordnet, das einen im wesentlichen Ω- förmigen Querschnitt aufweist. Durch die Anordnung der beiden Federstege 13, 14, des inneren Stützkörpers und des inneren Einlegeteils 7 zueinander, werden innerhalb der ersten Ar beitskammer 1 drei Teilkammern 1.1, 1.2, 1.3 gebildet. Die erste und die zweite Teilkammer 1.1, 1.2 sind durch die erste Drosselöffnung 8, die zweite und die dritte Teilkammer 1.2, 1.3 durch die zweite Drosselöffnung 9 flüssigkeitsleitend miteinander verbunden. Die dritte Teilkammer 1.3 ist durch den Flüssigkeitsdurchtritt 12 mit dem Dämpfungskanal 3 ver bunden. Der Flüssigkeitsdurchtritt 12 ist durch den äußeren Stützkörper 5 und durch das Einlegeteil 7 begrenzt. Hierbei ist von Vorteil, daß bei ansonsten gleicher Ausgestaltung der Hydrobuchse durch die Verwendung voneinander abweichender Einlegeteile die Gebrauchseigenschaften der Hydrobuchse an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles problemlos angepaßt werden können. Dieses Baukastenprinzip ist im Hin blick auf eine einfache Herstellung von Hydrobuchsen mit un terschiedlichen Gebrauchseigenschaften von Vorteil.

In diesem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, daß das Ein legeteil 7 auf der dem Federteil zugewandten Seite 11 mit ei ner Oberflächenprofilierung versehen ist, um Anschlaggeräu sche bei Extremauslenkungen des inneren und äußeren Stützkör pers 4, 5 zueinander zu vermeiden.

Eine Absenkung der dynamischen Federrate wird dadurch be wirkt, daß anteilige Flüssigkeitsmassen mit Bereichen des Fe derkörpers 6 in Resonanz geraten und gegenüber der Anregung phasenverschoben schwingen. Dieser Effekt bildet sich in X-, Y- und Z-Richtung aus. Die unterschiedlichen Richtungen sind in den Zeichnungen durch Pfeile gekennzeichnet. Durch die Kontur des Einlegeteils werden die Querschnitte der Dros selöffnungen 8, 9 bestimmt, die für die Frequenzlage der Ab senkungen verantwortlich sind. Die wirksamen Querschnitte be finden sich jeweils zwischen Einlegeteil 7 und Federkörper 6 und im wesentlichen für eingeleitete hochfrequente Schwingun gen in Z-Richtung in der Ebene I, in X-Richtung in der Ebene II und in Y-Richtung in der Ebene III. Die gezeigte Hydrobuchse weist eine ausgezeichnete Dämpfung auf. Bei Einleitung von Schwingungen radial in Z-Richtung, verlagern sich Flüssigkeitsbestandteile aus der, zweiten Teil kammer 1.2 durch die angrenzenden Drosselöffnungen 8, 9 in die erste 1.1 und dritte Teilkammer 1.3, was zu einer Ausbauchung der beiden Federstege 13, 14 und einer Flüssigkeitsverlagerung aus der dritten Teilkammer 1.3 durch den Flüssig keitsdurchtritt 12 in den Dämpfungskanal 3 und somit in die zweite Arbeitskammer 2 führt.

In Fig. 2 ist ein Längsschnitt entlang der Linie B-B aus Fig. 1 gezeigt:

In den Fig. 3 und 4 ist das zweite Ausführungsbeispiel ge zeigt, das sich vom ersten Ausführungsbeispiel aus den Fig. 1 und 2 durch die Ausführung des Einlegeteils 7 unter scheidet. Das Einlegeteil 7 ist mit einer Bohrung 15 verse hen, die sich parallel zur Achse des inneren Stützkörpers 4 erstreckt. Dadurch ist eine sehr gute Möglichkeit zur Abstim mung der Gebrauchseigenschaften gegeben.

Claims

1. Hydrobuchse mit zumindest zwei flüssigkeitsgefüllten Ar beitskammern (1, 2), die durch einen Dämpfungskanal (3) strömungsleitend miteinander verbunden sind, mit einem inneren Stützkörper (4), der von einem äußeren Stützkör per (5) mit radialem Abstand unter Bildung eines Zwi schenraums umschlossen ist, in welchem ein Federkörper (6) aus elastomerem Werkstoff mit Federstegen (13, 14) in winkliger Anordnung derart angeordnet ist, daß die Federstege (13, 14) eine im Querschnitt im wesentlichen dreieckförmige, erste Arbeitskammer (1) begrenzen, in der ein separat erzeugtes Einlegeteil (7) angeordnet ist, welches einen im wesentlichen Ω-förmigen Quer schnitt hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlegeteil (7) die erste Arbeitskammer (1) im Zusammenwirken mit den Federstegen (13, 14) des Federkörpers (6) und dem inneren Stützkörper (4) in drei Teilkammern (1.1, 1.2, 1.3) unterteilt, daß die erste und die zweite Teilkammer (1.1, 1.2) durch eine erste, von dem Einlegeteil (7) und dem Federkörper (6) begrenzte Drosselöffnung (8) und die zweite und die dritte Teilkammer (1.2, 1.3) durch eine zweite von dem Federkörper (6) und dem Einlegeteil (7) begrenzte Drosselöffnung (9) hydraulisch miteinander in Verbindung stehen, wobei über die Kontur des Einlege teils (7) der Querschnitt der Drosselöffnungen (8, 9) und damit die Absenkung der dynamischen Federrate be stimmbar ist und daß die dritte Teilkammer (1.3) durch einen vom Einlegeteil (7) und dem äußeren Stützkörper (5) begrenzten Flüssigkeitsdurchtritt (12) flüssigkeits leitend mit dem Dämpfungskanal (3) verbunden ist.

2. Hydrolager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlegeteil (7) und/oder der Federkörper (6) auf den einander zugewandten Seiten (10, 11) eine Oberflächenpro filierung aufweisen.

3. Hydrolager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlegeteil (7) elastisch nach giebig innerhalb der ersten Arbeitskammer (1) angeordnet ist.

4. Hydrolager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Einlegeteil (7) mit Durchbrüchen beziehungsweise Bohrungen (15) in x- und/oder y- und/ oder z-Richtung versehen ist.

5. Hydrolager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß das Einlegeteil (7) aus einem polyme ren Werkstoff besteht.