DE19919863A1

DE19919863A1 - Gummilager mit radialer Wegbegrenzung und Dämpfungsmittelkanal

Info

Publication number: DE19919863A1
Application number: DE19919863A
Authority: DE
Inventors: Andreas Vossel; Frank Meyerink; Joachim Huenecke
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: Boge Elastmetall GmbH
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-11-09
Anticipated expiration: 2019-05-01
Also published as: DE19919863B4; ES2208340T3; EP1101044B1; US6364298B1; BR0006086A; JP2002543349A; EP1101044A1; JP4603169B2; WO2000066910A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gummilager mit radialer Wegbegrenzung und mindestens einem Dämpfungsmittelkanal, bei welchem zwischen dem das Innenteil umgebenden Elastomer und einem Kanalträger mit Dämpfungsmittelkanal beziehungsweise einer aufgeschobenen Hülse Kammern für ein Dämpfungsmittel ausgebildet sind. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Gummilager zu schaffen, bei dem die Länge des Dämpfungsmittelkanals in dem Kanalträger zur Realisierung unterschiedlicher Dämpfungseigenschaften, bei gleichzeitiger leichter Montierbarkeit des Kanalträgers, variabel gestaltet werden kann. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kanalträger im Bereich der Kammern Ausnehmungen zum Aus- oder Eintritt von Dämpfungsmittel aufweist, die durch den Dämpfungsmittelkanal miteinander verbunden, auf dem Umfang des Kanalträgers jeweils im Bereich der Abstützelemente und diesen gegenüberliegend angeordnet sind und daß auf der Innenkontur des Kanalträgers und/oder auf der Außenkontur des Elastomers im Bereich der Anschlagfläche für die radiale Wegbegrenzung Vertiefungen zum Einschluß von Dämpfungsmittel beim Anschlagen des Elastomers an die entsprechende Anschlagfläche ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gummilager mit radialer Wegbegrenzung und mindestens einem Dämpfungsmittelkanal, welches aus einem Innenteil mit rohrförmiger Innenkontur, einem das Innenteil umgebenden, mit ihm durch Vulkanisation verbundenen Elastomer und einem aus einem oder mehreren Kunststoffeilen gebildeten Kanalträger besteht. In das Elastomer ist zudem ein Käfig aus Guß oder Blech einvulkanisiert.

Insbesondere im Automobilbau werden Gummilager unterschiedlichster Ausführung vielfach eingesetzt. Je nach Einsatzzweck werden dabei an die Dämpfungseigenschaften der Lager sehr unterschiedliche Anforderungen gestellt. In einigen Fällen sind die Lager so ausgebildet, daß sie neben der Dämpfung durch die Materialeigenschaften des Elastomers eine hydraulische Dämpfung radial eingetragener Kräfte ermöglichen. Dies wird dadurch gewährleistet, daß das mit dem Innenteil vulkanisierte Elastomer von einem, im allgemeinen aus Kunststoff gebildeten, ringförmigen Element umgeben ist und durch die Formgebung der Außenkontur des Elastomers und der Innenkontur dieses Elementes beziehungsweise einer über das Elastomer bei der Montage übergeschobenen Hülse zwischen den Teilen Kammern zur Aufnahme eines flüssigen Dämpfungsmittels gebildet werden. Wie auch von anderen auf hydraulischer Dämpfung basierenden Systemen bekannt ist, wird die Dämpfung durch die Verdrängung des in den Kammern vorhandenen Dämpfungsmittels erreicht. Hierzu ist es erforderlich, daß die Kammern durch einen Kanal verbunden werden, welcher es ermöglicht, daß das Dämpfungsmittel sich je nach der Belastung des Lagers von einer Kammer zur anderen bewegen kann. Zur Realisierung der Dämpfungsmittelkanäle sind unterschiedliche Vorgehensweisen bekannt geworden. Eine Möglichkeit besteht darin, den Dämpfungsmittelkanal in dem Elastomer auszubilden. Vorteilhafter und gebräuchlicher ist es jedoch, das Elastomer mit einem Kunststoffelement zu umgeben, welches gleichzeitig Anschlagflächen für eine Wegbegrenzung ausbildet und außerdem als Kanalträger dient. Der Kanal wird dabei durch eine in den Kanalträger eingelassene Nut, im allgemeinen zwischen dem Kanalträger und einer Außenhülse des Lagers ausgebildet.

Aus der DE 36 17 787 ist ein solches Lager bekannt. Bei der in der Schrift dargestellten Lösung ist das Elastomer von einem zweiteiligen, als Kanalträger dienenden Element umgeben, wobei der Kanal in dessen äußerer Umfangsfläche ausgebildet ist. Ein anderes Beispiel ist durch die DE 197 29 290 gegeben. In der Schrift wird es bei der vorgenannten Lösung als nachteilig angesehen, daß das um das Elastomer angeordnete Element für den Kanal zweiteilig ausgebildet ist. Daher wird vorgeschlagen, den Kanalträger einteilig auszubilden. Damit das Element montiert werden kann, besitzt es eine Öffnung und umgibt das Elastomer nicht vollständig. Der Schrift ist zu entnehmen, daß die lichte Weite dieser Öffnung größer als der Durchmesser des mit dem Elastomer verbundenen Innenteils ist. Hierdurch ist die Kanallänge gegenüber der Lösung nach der DE 36 17 787 verkürzt, was insbesondere im Hinblick auf eine möglicherweise wünschenswerte Massedämpfung, wie sie durch den von der hin und her schwingenden Masse einer Dämpfungsflüssigkeit verursachten Tilgereffekt gegeben ist, nachteilig sein kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gummilager mit radialer Wegbegrenzung und einem Dämpfungsmittelkanal zu schaffen, bei welchem die Länge des mittels eines Kanalträgers realisierten Dämpfungsmittelkanals zur Realisierung unterschiedlicher Dämpfungseigenschaften, bei gleichzeitig leichter Montierbarkeit des Kanalträgers, variabel gestaltet werden kann.

Die Aufgabe wird durch ein Gummilager mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen beziehungsweise Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Lagers sind durch die Unteransprüche gegeben.

Das Lager weist in bekannter Weise ein Innenrohr auf, mit welchem ein Elastomer durch Vulkanisation verbunden ist. Das Elastomer ist von dem Kanalträger umschlossen, welcher aus einem oder mehreren Kunststoffteilen besteht und sich mittels Abstützelementen am Elastomer abstützt. Der in die Außenfläche des Kanalträgers eingeordnete Dämpfungsmittelkanal verbindet die zwischen dem Elastomer und dem Kanalträger ausgebildeten Kammern für das Dämpfungsmittel. Erfindungsgemäß weist der Kanalträger im Bereich der Kammern Ausnehmungen zum Aus- oder Eintritt von Dämpfungsmittel auf, welche durch den Dämpfungsmittelkanal miteinander verbunden, auf dem Umfang des Kanalträgers jeweils im Bereich der Abstützelemente und diesen gegenüberliegend angeordnet sind. Gleichzeitig weisen der Kanalträger auf seiner Innenkontur und/oder das Elastomer auf seiner Außenkontur im Bereich der Anschlagflächen für die radiale Wegbegrenzung eine Vertiefung zum Einschluß von Dämpfungsmittel beim Anschlagen des Elastomers an die entsprechende Anschlagfläche infolge eines durch eine radial eingetragene Kraft bewirkten Einfederns des Lagers auf.

Im Bereich der in den Anschlagflächen ausgebildeten Vertiefungen ist gemäß einer Ausbildung der Erfindung in dem Kanalträger ein Loch zum Entweichen von Dämpfungsmittel vorgesehen. Durch die Anordnung der Ausnehmungen und gegebenenfalls der Löcher ist die Zirkulation des Dämpfungsmittels zwischen den Kammern, aber auch jeweils innerhalb einer Kammer ermöglicht. Zudem ermöglichen die Löcher in den Vertiefungen der Anschlagflächen für die Radialwegbegrenzung ein Zirkulieren der dort bei entsprechender Krafteinwirkung eingeschlossenen Dämpfungsflüssigkeit.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der in die Außenfläche des Kanalträgers eingeordnete Dämpfungsmittelkanal über die im Bereich der Kammern vorgesehenen Ausnehmungen hinaus verlängert. Hierdurch wird neben der durch das Zirkulieren des Dämpfungsmittels zwischen den Kammern bewirkten viskosen Dämpfung eine Dämpfung durch den Tilgereffekt der Flüssigkeitsmasse (sogenannte Massedämpfung) erreicht. Die Löcher in den Vertiefungen der Anschlagflächen sind dabei in dieser Kanalverlängerung angeordnet. Durch ein solches Loch und die ihm benachbarte, an die Anschlagfläche angrenzende Ausnehmung im Kanalträger kann das Dämpfungsmittel auch innerhalb einer Kammer zirkulieren.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung betrifft die Ausbildung zusätzlicher Kanäle für das Dämpfungsmittel, welche quer zu dem die Ausnehmungen verbindenden, konzentrisch um die Lagerachse verlaufenden Dämpfungsmittelkanal verlaufen, wobei die Löcher in den Vertiefungen der Radialanschläge in diesen zusätzlichen Kanälen angeordnet sind. Ist, entsprechend der vorstehend erläuterten Ausgestaltung, außerdem der umlaufende Kanal über die Ausnehmungen im Kanalträger verlängert, so schneiden sich der umlaufende und die ihn kreuzenden, in axialer Richtung verlaufenden Kanäle jeweils in einem der in den Vertiefungen der Axialanschläge vorgesehenen Löcher.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lagers ist an dem Elastomer im Bereich der Abstützelemente eine Lippe ausgeformt oder eingebracht, welche als Ventil für das sich im Dämpfungsmittelkanal bewegende Dämpfungsmittel wirkt. Die Beweglichkeit der Lippe beziehungsweise das Öffnungsverhalten des Ventils und damit letztlich das Dämpfungsverhalten des Lagers werden dabei durch die geometrische Ausbildung der Abstützelemente bestimmt.

Der Kanalträger kann, wie bereits betont, einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Im Sinne der Erfindung ist dabei auch eine einteilige Ausbildung als vorteilhaft anzusehen, bei welcher der Kanalträger das Elastomer in einem Winkel von etwa 300° umschließt. In diesem Fall sind die gegenüber den Abstützelementen vorgesehenen Ausnehmungen in dem Kanalträger als Durchbrüche ausgebildet.

Eine andere Ausgestaltungsmöglichkeit besteht darin, daß der Kanalträger aus zwei Kunststoffteilen gebildet ist, die so ausgeformt sind, daß sie in ihrer Lage zueinander durch ihre Form fixiert sind. Es ist aber auch möglich, die Fixierung zweier den Kanalträger ausbildender Kunststoffteile durch einen Stift zu realisieren.

Bei einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit besteht der Kanalträger aus zwei Kunststoffteilen, welche mittels eines Scharniers miteinander verbunden sind.

Das erfindungsgemäße Lager zeichnet sich insbesondere im Hinblick auf die Gestaltung des Kanalträgers dadurch aus, daß der Kanalträger leicht zu montieren ist und die Kanallänge entsprechend dem geforderten Dämpfungsverhalten, bei Beibehaltung der grundsätzlichen Form des Kanalträgers leicht variiert werden kann.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Einen axialen Schnitt durch das erfindungsgemäße Lager,

Fig. 2 Das Lager gemäß Fig. 1 in einer Darstellung mit einem radial geführten Schnitt,

Fig. 3a Den Kanalträger in einer räumlichen Darstellung,

Fig. 3b Den Kanalträger nach Fig. 3a um 180° um die Lagerachse gedreht,

Fig. 4a Ein Kunststoffteil eines aus zwei Kunststoffeilen gebildeten Kanalträgers in räumlicher Darstellung,

Fig. 4b Das Kunststoffteil nach Fig. 4a in flächenprojizierter Darstellung,

Fig. 5 Das gesamte Lager in einer räumlichen Darstellung mit einem Ventil.

In der Fig. 1 wird der grundsätzliche Aufbau des Lagers in einer Schnittdarstellung verdeutlicht, bei welcher der Schnitt parallel zur Lagerachse geführt ist. Das rohrförmige Innenteil 1 wird von dem Elastomer 2 umgeben, welches durch Vulkanisation mit dem Innenteil 1 verbunden ist. Um das Elastomer 2 herum ist der Kanalträger 3 angeordnet. Der gesamte Aufbau wird in einer äußeren Hülse 14 aufgenommen. Wie zu erkennen ist, weist der Kanalträger 3 im Bereich der Anschlagfläche 4 eine Vertiefung 5 auf. Beim Einfedern des Lagers, infolge einer radial einwirkenden Kraft, kann zwischen dem Kanalträger 3 mit der Anschlagfläche 4 und der Anschlagfläche 4 des Elastomers 2 Dämpfungsmittel eingeschlossen werden. Hierdurch wird der Radialweg begrenzt und gleichzeitig eine dämpfende Wirkung erzielt. Im Bereich der mit der Vertiefung 5 versehenen Anschlagfläche 4 des Kanalträgers 3 ist ein Loch 6 vorgesehen, durch welches das Dämpfungsmittel bei weiterer Einfederung und damit ansteigenden Druck in den umlaufend um die Lagerachse angeordneten Dämpfungsmittelkanal 10 beziehungsweise in den im Ausführungsbeispiel ebenfalls vorhandenen Querkanal 11 austreten kann.

Durch die Fig. 2 wird der Aufbau des gleichen Lagers nochmals in der Darstellung eines radial durch das Lager geführten Schnittes verdeutlicht. Hierbei wird ersichtlich, daß der Kanalträger 3 außer den durch die Ausformung der Abstützelemente 8 gebildeten Ausnehmungen 9 weitere, gegenüber den Abstützelementen 8 angeordnete Ausnehmungen 9 aufweist, welche ebenfalls mit dem Dämpfungsmittelkanal 10 verbunden sind und das Zirkulieren des Dämpfungsmittels zwischen den Kammern 7 ermöglichen. Um die Abstützung des Kanalträgers 3 auf dem Elastomer 2 zu ermöglichen, ist in diesen im Bereich der Abstützelemente 8 ebenso, wie auf deren gegenüberliegender Seite, ein Käfig 13 einvulkanisiert. In bekannter Weise dient als Käfigmaterial beispielsweise Guß oder Blech. Gut zu erkennen sind auch die Anschlagflächen 4 zur Radialwegbegrenzung mit den darin eingeordneten Löchern 6 für das Entweichen des Dämpfungsmittels.

Durch die Fig. 3a und 3b wird der Aufbau des Kanalträgers 3 nochmals in Form einer räumlichen Darstellung verdeutlicht. In der Fig. 3a sind die Ausnehmungen 9, welche gegenüber den Abstützelementen 8 angeordnet und durch den Dämpfungsmittelkanal 10 miteinander verbunden sind, zu erkennen. Der Dämpfungsmittelkanal 10 ist in dem dargestellten Beispiel über die Ausnehmungen 9 hinaus verlängert. Hierdurch wird infolge des Tilgereffekts eine zusätzliche Massedämpfung durch die Masse des sich in entsprechender Weise im Kanal verteilenden Dämpfungsmittels erreicht. Außerdem wird eine zusätzliche Dämpfung im Bereich der Anschlagflächen 4 für die Radialwegbegrenzung erreicht. Hierzu sind die Anschlagflächen 4 des Kanalträgers 3 mit einer geringen Vertiefung 5 ausgestattet, in deren Mitte ein Loch 6 zum Austreten des Dämpfungsmittels in den über die Ausnehmungen 9 hinaus verlängerten Kanal oder in einen Querkanal 11 vorgesehen ist. Die Fig. 3b verdeutlicht die Ausbildung des Kanalträgers 3 nochmals in einer um 180° gedrehten Darstellung. In der Figur ist dabei der zusätzlich zu dem um die Lagerachse umlaufenden Kanal 10 vorgesehene und in axialer Richtung verlaufende Kanal 11 gut zu erkennen. Dieser querverlaufende Dämpfungsmittelkanal 11 schneidet den konzentrisch um die Lagerachse umlaufenden Kanal 10 genau an der Stelle, an der das Loch 6 in der Anschlagfläche 4 vorgesehen ist. Wie zu ersehen, ist der in der Figur dargestellte Kanalträger 3 einstückig ausgebildet. Seine Montage erfolgt durch geringfügiges Aufbiegen des Kunststoffteils, welches sich nach dem Aufschieben auf das Elastomer 2 in einem Winkel von etwa 300° um den Gummi legt.

Eine andere denkbare Ausgestaltungsform wird durch die Fig. 4 verdeutlicht. Dabei zeigt die Fig. 4a eine Hälfte eines aus zwei Kunststoffteilen ausgebildeten Kanalträgers 3. Die zweite Hälfte des Kanalträgers 3 ist in vergleichbarer Weise ausgebildet und kann gegen das erste Teil durch die Formgebung fixiert werden. Die Fig. 4b verdeutlicht das in der Fig. 4a dargestellte Teil in Form einer flächenprojizierten Darstellung in unterschiedlichen Ansichten. In allen Abbildungen ist das im Bereich der Anschlagflächen 4 vorgesehene Loch 6 erkennbar. Das Loch 6 ist vorteilhafterweise in dem Kreuzungspunkt zwischen dem umlaufenden Kanal 10 und dem hierzu zusätzlich vorgesehenen Querkanal 11 eingeordnet.

Die Fig. 5 zeigt die räumliche Darstellung eines gemäß dem erfinderischen Prinzip ausgebildeten Lagers, bei dem zur zusätzlichen Beeinflussung des Dämpfungsverhaltens an dem Elastomer 2 im Bereich der Abstützelemente 8 eine axial verlaufende Lippe 12 ausgeformt ist. Diese Gummilippe 12 wirkt als ein in den umlaufenden Kanal 10 eingeordnetes Ventil. Dabei wird die Beweglichkeit der Lippe 12 und damit das Öffnungsverhalten des von ihr gebildeten Ventils neben der Dicke der Lippe 12 durch die geometrische Ausbildung der Abstützelemente 8 und ihren Abstand zu der Lippe 12 bestimmt.

Bezugszeichenliste

1

Innenteil

2

Elastomer

3

Kanalträger

4

Anschlagfläche

5

Vertiefung

6

Loch

7

Kammer

8

Abstützelement

9

Ausnehmung

10

umlaufender Kanal, Dämpfungsmittelkanal

11

Querkanal, Dämpfungsmittelkanal

12

Lippe

13

Käfig

14

Hülse

Claims

1. Gummilager mit radialer Wegbegrenzung und Dämpfungsmittelkanal, bestehend aus einem Innenteil mit rohrförmiger Innenkontur, einem das Innenteil umgebenden, mit ihm durch Vulkanisation verbundenen Elastomer und einem aus einem oder mehreren Kunststoffeilen gebildeten, das Elastomer abschnittsweise umschließenden und sich am Elastomer mittels Abstützelementen abstützenden Kanalträger, wobei auf der Innenseite des Kanalträgers Anschlagflächen zur radialen Wegbegrenzung ausgebildet sind und in die Außenfläche des Kanalträgers mindestens ein Dämpfungsmittelkanal eingeordnet ist, welcher zwischen dem Elastomer und dem Kanalträger gebildete Kammern zur Aufnahme eines flüssigen Dämpfungsmittels miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalträger (3) im Bereich der Kammern (7) Ausnehmungen (9) zum Aus- oder Eintritt von Dämpfungsmittel aufweist, die durch den Dämpfungsmittelkanal (10) miteinander verbunden, auf dem Umfang des Kanalträgers (3) jeweils im Bereich der Abstützelemente (8) und diesen gegenüberliegend angeordnet sind und daß auf der Innenkontur des Kanalträgers (3) und/oder auf der Außenkontur des Elastomers (2) im Bereich der Anschlagflächen (4) Vertiefungen (5) zum Einschluß von Dämpfungsmittel beim Anschlagen des Elastomers (2) an die entsprechende Anschlagfläche (4) infolge eines durch eine radial eingetragene Kraft bewirkten Einfederns des Lagers ausgebildet sind.

2. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der in den Anschlagflächen (4) ausgebildeten Vertiefungen (5) in dem Kanalträger (3) ein Loch (6) zum Entweichen von Dämpfungsmittel vorgesehen ist.

3. Gummilager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Außenfläche des Kanalträgers (3) eingeordnete Dämpfungsmittelkanal (10) über die im Bereich der Kammern (7) vorgesehenen Ausnehmungen (9) hinaus verlängert ist, so daß neben der, durch das Zirkulieren des Dämpfungsmittels zwischen den Kammern (7) bewirkten viskosen Dämpfung eine Dämpfung durch den Tilgereffekt der Flüssigkeitsmasse (Massedämpfung) gegeben ist, wobei die gegebenenfalls in den Vertiefungen (5) der Anschlagflächen (4) vorgesehenen Löcher (6) in dem verlängerten Dämpfungsmittelkanal (10) angeordnet sind.

4. Gummilager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Außenfläche des Kanalträgers (3) zusätzliche Kanäle (11) eingeordnet sind, welche quer zu dem die Ausnehmungen (9) verbindenen, konzentrisch um die Lagerachse verlaufenden Dämpfungsmittelkanal (10) verlaufenden und die in den Vertiefungen (5) der Anschlagflächen (4) gegebenenfalls vorgesehenen Löcher (6) in dem quer verlaufenden Kanälen (11) angeordnet sind.

5. Gummilager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer (2) im Bereich der Abstützelemente (8) eine in axialer Richtung verlaufende, als Ventil für das sich im Dämpfungsmittelkanal (10) bewegende Dämpfungsmittel wirkende Lippe (12) aufweist, wobei die Beweglichkeit der Lippe (12) und damit das Öffnungsverhalten des Ventils durch die geometrische Ausbildung der Abstützelemente (8) bestimmt ist.

6. Gummilager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalträger (3) als ein einteiliges Kunststoffteil ausgebildet ist, welches das mit dem Innenteil (1) verbundene Elastomer (2) zu etwa 300° umschließt, wobei die gegenüber den Abstützelementen (8) vorgesehenen Ausnehmungen (9) in dem Kanalträger (3) als Durchbrüche realisiert sind.

7. Gummilager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalträger (3) aus zwei Kunststoffteilen gebildet ist, die durch ihre Form in ihrer Lage zueinander fixiert sind.

8. Gummilager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalträger (3) aus zwei Kunststoffteilen gebildet ist, die durch einen Stift in ihrer Lage zueinander fixiert sind.

9. Gummilager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalträger (3) aus zwei, mittels eines Scharniers miteinander verbundenen Kunststoffteilen gebildet ist.