DE2139875A1

DE2139875A1 - Schwingungsdaempfer

Info

Publication number: DE2139875A1
Application number: DE19712139875
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: ARFINA ANSTALT FINANZ
Current assignee: ARFINA ANSTALT FINANZ
Priority date: 1971-08-09
Filing date: 1971-08-09
Publication date: 1973-02-22
Also published as: FR2149977A5; IT963952B; SE386492B; NL7214346A; ES405630A1

Description

S chwingungsdämpfer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer* der zwischen zwei in bezug aufeinander schwingenden oder vibrierenden Teilen, wie z<B. zwischen dem Rahmen eines Fahrzeuges und einem Schwingungen ausgesetztem Teil dieses Fahrzeuges, insbesondere dem Motor, dem Getriebe usw. einzufügen ist*

Es sind bereits verschiedene Arten von Schwingüngsclisipf@rn für diese Zwecke bekannt, die Elemente oder Kissen aus einem Elastomer aufweisen« Diese Schwingungsdämpfer weisen jedoch eine Vielzahl von Nachteilen auf* wobei insbesondere der Nachteil zu nennen ist, daß sie nur eine geringe Verbesserung bei tiefen Frequenzen ergeben»

Es sind weiterhin Schwingungsdämpfer bekannt, die aus Kissen aus gewebtem Metalldraht bestehen, doch weisen diese

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Schwingungsdämpfer in gleicher V/eise Machteile, wie z»B, eine Niehtlinearität der Beanspruchungs/Verformungskurve und ©ine ungünstige Sohallausbreitungsgeschwindigkeit auf, derart, daS di© Oer&uscihe in dem Fahrzeug sehr schlecht gedämpft werden *

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgab« zugrunde* einen extrem kompakten Schwingungsdämpfer Mit -oinei· tiefen Resonanzfrequenz und einer erhöhten zulMseigsn Bel -is bung mit veränderlicher Dämpfung zu schaff an, so daS sich ©ine maximale Annehmlichkeit und Verbesserung bei niedrigen Frequenzen und eine optimale akustische Isolation bei sehr hohen Frequenzen ergibt»

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Schwingungsdämpfer der eingangs genannten Art» insbesondere für Fahrzeuge, dadurch gelöst, daß der Schwingungsdämpfer ein erstes, starres, zur Befestigung an einem der zu dämpfenden Teile bestimmtes Element, ein zweites, zur Befestigung an dem anderen Teil bestimmtes starres Element, zumindest ein sich an dem einen der starren Elemente abstützendes Kissen aus gewebtem Metalldraht, zumindest ein erstes, sich einerseits an dem anderen der Elemente und andererseits an dem Kissen aus gewebtem Metalldraht abstutzendes Kissen aus Elastomer und zumindest ein zweites, zwischen den beiden Elementen eingefügtes Kissen aus Elastomer zur Aufnahme einer Scherarbeit zwischen den beiden Elementen aufweist.

Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen AusfUhrungsform erfolgt die Berührung zwischen dem ersten Elastomerkissen und dem Kissen aus gewebtem Metalldraht vorzugsweise über ein starres Zwischenelement, das unabhängig von den ersten und zweiten starren Elementen ist.

c/.

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Bei einer derartigen bevoraugtsss Ausführungsforsi umgibt das ein© der starren Elemente vorzugsweise öas Element, das sweite Itisgen mim El&sfcoiKsr erstreckt quer zur Sohwingungsaülis© in dem freien Raum tischen beiden starren Elementen und dia Umfang&fläofoe ct@s swai=» t©n Kissens ist mit d@r Innenoberf Hch® des umgebendes, starren Elementes verbunden# v?Mhresid «file Innencberflach® des zweiten Kissens fest mit der-äußeren Oberfläche ß@s inneren starren Elementes, das von a®m uisg©b©nden umgeben ist, verbunden ist.

Der Schwingungsdämpfer kann in vorteilhafter Weise weiterhin eine Kompressionsfeöer aufweiseiij die sieh einerseits gegen das starre innere Element und aaö@rors©lts-gegen das erste .Kissen aus Elastomer abstützen kannj, wobei die Feder sich beispielsweise an dem eisten Kissen Über das starre Zvfischenelement abstützen kann., öa«s zwischen diestai Kissen und dem Kissen aus gewebtem Metalldraht angeordnet. ist.

Bei dieser -bevorzugten AusfUhrungsform, bei öer als umgebendes-Element bezeichnete Element das aadlere starre,als inneres Element bezeichnete Element umgibt* kann der Schwingungsdämpfer in vorteilhafter Meise eine Drehachse aufweisen,, die mit der Hauptschwingungsachse übereinstiismt« In di©s©m Fall weist das starr®- umgebende Element einen unteren, im wesentlichen zu dieser Achse senkrechten Teil zur Halterung üer unteren Stirnfläche des zweiten Kissen auf, deren obere Stirnfläche das starr® Zwischenelement trEgt, auf dem die untere- Stirnfläche äes Kissens aus gewebtem Metalldraht angeordnet istj, dessen obere Stirnfläche andererseits in Berührung mit dem Inneren starren Element steht. Dieses inner® starre Element weist

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eine im wesentlichen zur Sohwingungsachse parallele äußere Oberfläche auf« an der die innere Oberfläche des zweiten Kissens aus Elastomer anliegt» das die Schererbeit aufnimmt« wobei die äußere Umfangsflache dieses zweiten Kissens an einer Inneren, im wesentlichen zur Schwingungeachse parallelen Oberfläche des starren umgebenden Elementes befestigt 1st»

Das innere starre Element kann eine Schulter aufweisen, an deren Innerem sich ein Ende der Kompressionsfeder abstutzt« deren anderes Ende gegen die obere Fläche des starren Zwisehenelementes anliegt, das vorteilhafterweise die Form einer Schale mit einem Hand aufweisen kann« gegen den sich diese Feder abstützt«

Die Erfindung wird im folgenden anhand von In der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispielen noch weiter erläutert*

In der Zeichnung zeigen:

Fig« 1 einen Axialschnitt eines erfindungsgemäßen

Schwingungsdämpfers« der drehsymmetrisch ist j

Flg. 2 eine schematische Darstellung der Bean-

spruehungs/Verformungskurven dieses Schwingungsdämpfers sowie anderer bekannter Schwingungsdämpfer.

Der in der Zeichnung dargestellte Schwingungsdämpfer« der um eine Hauptsohwingungsachse AA angeordnet ist, umfaßt ein erstes starres Element 1« das um diese Achse eine Drehsymmetrie aufweist« und ein zweites starres Element 2, das

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das starre Element 1 umgibt. Das innere starre Element 1 kann beispielsweise fest mit dem Motor des Fahrzeuges verbunden sein, während das umgebende Element 2 an dem Rahmen dieses Fahrzeuges mit Hilfe von öffnungen 3 verbunden ist· Der untere Teil des starren Elementes 2 weist die Form einer Schale mit einem ebenen Boden 4, einer Wand 5 und einem die öffnungen 3 tragenden Rand 6 auf« Der obere Teil des Elementes 2 weist in gleicher Weise die Form einer umgekehrten Schale mit einer Wand 7 und einem Boden mit einer öffnung 8, durch die der obere Teil 9 des starren Elementes 1 mit erheblichem Spiel hindurchragt. Das starre Element 1 weist die Form einer umgekehrten Schale mit einer Schulter 10 auf, die in einer Seitenwand 11 endet. Hieraus ist verständlich, daß das starre Element 1 entlang der Achse AA in bezug auf das konzentrische, das innere Element -1 umgebende Element 2 schwingen oder vibrieren kann*

Ein erstes, ringförmiges Kissen 12 aus einem Elastomer ist mit seiner äußeren Unsfangsfläehe 13 an der Innenfläche der senkrechten Wand 7 des umgebenden starren Elementes 2 befestigt« Andererseits 1st die Innenfläche dieses ringförmigen Kissens 12 mit der Äußsnfläehe der Wand 11 des Elementes 1 verbunden· Andererseits erstreckt SlCh_x, wie es aus der Zeichnung zu erkennen ist* ein Teil dieses Kissens 12 entlang der Außenfläche dar Schulter 11, wodurch sich eine bessere Befestigung des Kissens 12 an dem starren inneren Element 1 ergibt. Es ist somit zu- erkean@n₅ daß das Kissen 12 bei Axialschwisigungen·= oder Vibrationen des Elementes 1 auf Abscherung beansprucht ist«

liegt ©in zweites Kissen 14 aus einem Elastomer gegen den Boden 4 des Elementes 2 mi_s so daß es durch ein starres Zwisehenelemeiat 15 zusammengedruckt

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werden kann, das die Form einer nach unten geöffneten Schale mit einer im wesentlichen vertikalen Wand 16 und einem waagerechten, im wesentlichen zur Achse AA senkrechten Rand 17 aufweist. Dieses zweite Elastomerkissen 14 kann in vorteilhafter Weise einen Teil 18 aufweisen, der sich nach oben konzentrisch zur Wand ΐβ des Elementes 15 erstreckt«

Die obere Fläche der Schale 15 trägt ein Kissen 19 aus gewebtem Metalldraht (coussin en fll metallique trlcote), dessen obere Fläche ihrerseits in Berührung mit dem oberen Boden des starren Elementes 1 beispielsweise über einen Ring 20 stehtj der gegen diesen Boden anliegt»

Unter diesen Bedingungen ist es verständlich, daß sich bei Ausübung eines Druckes auf das starre Element 1 eine gleichzeitige Zusammendrückung des Kissens 19 aus gewebtem Metalldraht und des Kissens 14 aus Elastomer in der Richtung AA ergibt»

Bei einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform 1st eine schraubenförmige Kompressionsfeder 21 so eingefügt, daß sie sich mit ihrem unteren Ende gegen die obere Fläche des Randes 17 des Zwischenelementes 15 und gegen die untere Oberfläche der Schulter 10 des starren Elementes 1 abstützen kann»

Die folgenden Ausführungen über den beschriebenen Schwingungsdämpfer zeigen, daß dieser Schwingungsdämpfer eine große Anzahl von Eigenschaften aufweist, die bisher nicht gleichzeitig erzielt werden konnten. So ist z.B. in bezug auf bekannte Schwingungsdämpfer eine bedeutende Verbesserung in dem Bereich von 0 bis 80 Hz und insbesondere von 2 bis 25 Hz aufgrund einer tiefen Resonanzfrequenz und einer verbesserten Dämpfung festzustellen.

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Wenn 50 Hz überschritten werden« ist eine bedeutende Geräuschdämpfung mit einer schwachen Dämpfung bei höheren Frequenzen und eine Linearität der Beanspruohungs/Verforraungskurve in diesem normalen Arbeitsbereich sowie eine gunstige Schallausbreitungsgeschwindigkeit festzustellen«

Im Gegensatz hierzu ist» was in gleicher Weise vorteilhaft ist* die Beanspruohungs/Verformungskurve außerhalb des normalen Arbeitsbereiches nicht linear_s d.h. für die beschränkten Relbungß- und Beschleunigungsfälle·

Schließlich ist zu erkennen« daß alle diese Eigenschaften durch eine sehr kompakte und wenig Raum beanspruchende Ausführungsform des Schwingungsdämpfers erzielt werden«

B¹Ig. 2 zeigt (Verformung auf der Abszisse und Beanspruchung auf der Ordinate) die Kurven der dynamischen Veränderungen des Elastizitätsmodul und der Dämpfung des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers (Kurven A) verglichen mit den. entsprechenden Veränderungen eines üblichen Schwingungsdämpfers« wie z.B. eines Schwingungsäämpfers aus einem Elastomer (Kurven B) und die Veränderung dieser Eigenschaft ten für einen Schwingungsdämpfer mit einem Kissen aus gewebtem Metalldraht (Kurven C)«

Es ist aus den drei Kurven C zu erkennen₅ daß« wenn die Frequenz ansteigt* die Steifigkeit (cLh. die Steigung der drei Geraden K i« K2 und KjS) ansteigt« was sich in ungünstiger Welse auf die Isolationswirkung auswirkt« weil sich diese im gleichen Maß verringert» Im Gegensatz hierzu verringert sich die Dämpfung, die durch durchlaufende Fläche des Hysteresediagrasams gemessen wird« in einem relativen Wert, wenn sich die Frequenz erhöht*

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PUr ein Kissen aus einem Elastomer 1st aus den Kurven B !zu erkennen» daß sich unabhängig von der Frequenzänderung eine konstante Steifigkeit ergibt, Dies ist zur Erzielung einer guten Isolationswirkung günstig* Im Gegensatz hierzu kann die relative Dämpfung als konstant betrachtet werden, derart, daß die Isolationswirkung sich nicht mit steigender Frequenz verbessert»

Schließlich zeigen die dem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer entsprechenden Kurven A, daß dieser Schwingungsdämpfer über einen Frequenzbereich eine konstante Steifigkeit und eine in Abhängigkeit von der Erhöhung der Frequenz und der Erregung abnehmende Dämpfung aufweisen« Erfindungsgemäß 1st es somit möglich » einen Schwingungsdämpfer zu schaffen* der die günstigen Eigenschaften der verschiedenen Arten von bereits bekannten Schwingungsdämpfern beibehält, jedoch die Nachtelle dieser bekannten Schwingungsdämpfer vermeidet*

Obwohl die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels eines Schwingungsdämpfers beschrieben wurde, ist es verständlich» daß die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist und daß verschiedene Abänderungen In bezug auf die Form oder das Material durchgeführt werden können» ohne den Rahmen und den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

Patentansprücheι

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Claims

2139375

Patentansprüche

Schwingungsdämpfer, insbesondere für Fahrzeuge, ^kennzeichnet durch ein erstes starres, zur Befestigung an einem der zu dämpfenden Teile bestimmtes Element (I)* ein zweites zur Befestigung an dem anderen Teil bestimmtes starres Element (2), zumindest ein sich an dem einen der starren Elemente (l) abstützendes Kissen (19) aus gewebtem Metalldraht, zumindest ein erstes, sich einerseits an dem anderen der Elemente (2) und andererseits an dem Kissen (19) aus gewebtem Hetalldraht abstützendes Kissen (14) aus Elastomer und zumindest ein zweites, zwischen den beiden Elementen (l, 2) eingefügtes Kissen (12) aus Elastomer zur Aufnahme einer S eher arbeit zwischen den beiden Elementen (1, 2),
2. Schwingungsdämpfer naeh Anspruch 1, g e kennzeich net duroh ein starres Swischenelement (15), das unabhSnglg von dan ersten und zweiten starren Elementen (1, 2) und zwisshen den benachbarten Flächen des Kissens- (19) aus gewebtem Metalldraht und dem ersten Kissen (l4) aus Elastomer eingsfiigt ist»
3. Schwingungsdämpfer nach AiISPi¹UoIi 1 oder 2, -dadurch g@'k€nnz@iGhnet, daB ein© Kompressionsfader (21) vorg©s#hea ist, ale zwischen dem ®rmt®n- Kissen (14) sas Elastomer υηά dem sfear^ea Element (1) WiM₅ gegen ü&a sieh die Fliehe d©s Kisa©ng

Bf S

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gewebtem Metalldraht abstützt, die nloht mit dem zweiten Kissen (14) aus Elastomer zusammenwirkt.
4» Schwingungsdämpfer nach einem c&r vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet« daß er eine Drehsymmetrie um die Hauptschwingungsachse (AA) aufweist* und daß die starren Elemente (1, 2) aus einem äußeren umgebenden Element (2) und einem inneren Element (l) bestehen, das von dem äußeren Element (2) umgeben ist.
5* Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er in axialer Ausrichtung das innere Element (l), das mit einer Fläche gegen das innere Element (l) anliegende Kissen (19) aus gewebtem Metalldraht, ein starres, sich an. der anderen Fläche des Kissens (19) aus gewebtem Metalldraht abstützendes Zwischenelement (15), das erste, gegen das starre Zwischenelement (15) auf der dem Kissen (19) aus gewebtem Metalldraht gegenüberliegenden Seite anliegende Kissen (l4) aus Elastomer und das äußere starre, gegen die andere Stirnfläche des ersten Kissens aus Elastomer anliegende Element (2) aufweist, wobei das äußere Element (2) eine innere, im ) wesentlichen parallel zur Schwingungsachse verlaufende Wand (7) aufweist, die im wesentlichen in bezug auf und mit einem gewissen Abstand zur äußeren, im wesentlichen zur Schwingungsachse parallelen Wand (ll) des inneren Elementes (1) angeordnet ist und wobei das zweite Kissen (12) aus Elastomer eine ringförmige Form aufweist und mit seinem Umfang an der Innenfläche dieser Wand (7) des umgebenden Elementes (2) und mit seinem inneren Teil an der äußersn Fläche der äußeren Viand (II) des inneren Elementes (l) befestigt ist.

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6. ' Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der starren Elemente (1) eine im wesentlichen senkrecht zur Schwingungsachse (AA) verlaufende Schulter (10) aufweist, an der sich das Ende der Kompressionsfeder (21) abstützen kann, deren anderes Ende auf dem starren Zwischenelement (15) ruht*
7» Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Zwischenelement (l6) die Form einer Schale mit einem Rand (17) aufweist, auf dessen freier Fläche sich die Kompresslonsfeder (21) abstützen kann und dessen andere Stirnfläche sich gegen das erste Kissen (I¹O aus Elastomer abstützt, das weiterhin einen ringförmigen, gegen die Innenwand (l6) der durch das Zwischenelement (15) gebildeten Schale anliegenden Teil ^: aufweist« '
8. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 4- bis 7, dadurch gekennzeichne t , daß das äußere Element (2) einen ersten schalenförmigen Teil aufweist, gegen dessen Boden (k) sich das erste Kissen (l4) aus Elastomer abstützt und an dem an einem Rand (6)-ein zweiter schalenförmiger Teil ohne Boden befestigt ist, der gegenüber dem ersten schalenförmigen Teil umgedreht ist und eine Innenwand (7) aufweist, an der der Außenumfang des zweiten Kissens (12)·aus Elastomer befestigt ist* das die Scherarbeit aufnimmt»

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ORIGINAL INSPECTS)