DE2433185C2 - Stoß- bzw. Schwingungsdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoß- bzw. Schwingungsdämpfer mit einem ersten zentrisch angeordneten starren Teil mit einem zylindrischen Mittelabschnitt und zwei an dessen jeweiligen Enden angeordneten Flanschen mit gegenüber dem zylindrischen Mittelabschnitt jeweils größerem Durchmesser, mit einem koaxial um das erste starre Teil herum angeordneten zweiten starren Teil und einem zwischen den starren Teilen angeordneten Elastomerhohlkörper mit im wesentlichen kreisförmigem oder ellipsenförmigem Querschnitt und mit abschnitten, die mit dem zylindrischen Mittelabschnitt des ersten starren Teils in Reibungseingriff stehende Berührungsflächen aufweisen.

Bei einem bekannten Stoß- bzw. Schwingungsdämpfer dieser Art (US-PS 36 90 640) besteht der Elastomerhohlkörper aus zwei glockenförmigen Halbschalen, die an ihrem Umfang mit Hilfe des zweiten starren Teils miteinander verbunden sind und die an ihren Scheitelpunkten Öffnungen aufweisen, durch die hindurch sich das erste zylindrische starre Teil hindurcherstreckt Die Öffnungen sind durch in das Innere des Elastomerhohlkörpers hin vorspringerde Kragen verstärkt, deren Innenfläche an der zylindrischen Oberfläche des ersten starren Teils anliegt, wobei diese Kragen und damit die Scheitelpunkte entweder lose auf der zylindrischen Oberfläche aufliegen und gegenüber dieser verschiebbar sind oder durch ein Distanzstück in ihrer Lage gegenüber der zylindrischen Oberfläche festgelegt sind. Die Dämpfungseigenschaften des Stoß- bzw. Schwingungsdämpfers sind in gewissen Grenzen durch eine Änderung der Länge der zylindrischen Oberfläche durch Änderung des Abstandes zwischen den Anschlagflanschen einstellbar. Ein derartiger Stoß- und Schwingungsdämpfer in Form eines Elastomerhohlkörpers ist insbesondere zur Dämpfung von Schwingungen mit relativ niedriger Frequenz geeignet, wobei sich jedoch aufgrund der geringen Masse des Elastomerkörpers eine nur geringe Dämpfungskapazität ergibt.

Ein Stoß- bzw. Schwingungsdämpfer mit massiven Elastomerkörpern (DE-PS 9 06 527) v/eist andererseits eine relativ hohe Masse und damit eine hohe Dämpfungskapazität auf. Derartige Schwingungsdämpfer mit massiven Elastomerkörpern sind jedoch insbesondere zur Dämpfung von Schwingungen mit relativ hohen Frequenzen geeignet und wirken bei niedrigen Frequenzen lediglich als Federungselement, wobei es weiterhin bekannt ist, die Federsteifigkeit derartiger Federungselemente durch eine zusätzliche Reibung aufgrund einer Vergrößerung des Durchmessers des in dem massiven Elastomerkissen angeordneten 'ersten starren Teils zu vergrößern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ' Stoß- bzw. Schwingungsdämpfer der eingangs genann- ' ten Art zu schaffen, der trotz der Verwendung des Elastomerhohlkörpers zur -Erzielung einer Dämpfung bei niedrigen Frequenzen eine hohe Dämpfungskapazität aufweist. '

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Stoß- bzw. Schwingungsdämpfers wird trotz der Verwendung eines Elastomerhohlkörpers zur Erzielung einer Dämpfung von Schwingungen mit relativ niedrigen Frequenzen ein hohes Dämpfungsvermögen dadurch erzielt, daß eine erhebliche Reibungskomponente aufgrund der Reibung des Elastomerhohlkörpers mit seinem an dem zylindrischen Mittelabschnitt anliegenden Bereich erreicht wird. Die geringe Masse, die bei einem Elastomerhohlkörper zur Dämpfung der Schwingungen durch Deformation des Elastomerrnaterials zur Verfügung steht, wird damit durch die Reibungskraft ergänzt, so daß sich insgesamt eine hohe Dämpfungsleistung ergibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine teilweise im Axialschnitt dargestellte Seitenansicht einer Ausführungsform des Stoß- bzw. Schwingungsdämpfers,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Stoß- bzw. Schwingungsdämpfer nach F i g. 1,

Fig.3 eine graphische Darstellung der Dämpfung gegenüber der Frequenz.

Die in den Fig. 1 und2 dargestellte Ausiuhrungsform des Stoß- bzw. Schwingungsdämpfers weist ein erstes starres Metallteil 1 mit Befestigungsmitteln, wie beispielsweise eine Gewindeöffnung 2, einen koaxialen Gewindebolzen 3 und Abflachungen 4,5 auf.

Dieses erste starre Teil weist etwa die Form eines Spielkreisels mit zwei Flanschen 6 und 7, die die Befestigungsmittel tragen und einem zylindrischen Mittelabschnitt 8 auf, der mit einem gegenüber den Flanschen verringerten Durchmesser ausgebildet ist.

Die Flansche 6 und 7 sind mit dem zylindrischen

Mitielabschniti über Übergangsflächen 9 und 10 verbunden, die bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel einen konkav gekrümmten Querschnitt haben, jedoch alternativ auch kegelstumpfförmig ausgebildet sein können. Die Länge bzw. Höhe des zylindrischen Mittelabschnitts 8 kann unterschiedlich bemessen sein.

Der Stoß- bzw. Schwingungsdämpfer weist ein zweites starres Teil 11 aus zwei übereinandergülegten Platten auf, deren Form aus F i g. 2 zu erkennen ist. Die beiden Platten sind miteinander mit Hilfe von Nietösen 12 verbunden, die durch ausgerichtete öffnungen 13 in den beiden Platten hindurchragen.

Wie aus F i g. 1 zu erkennen ist, weisen die beiden Platten in ihrem Mittelteil eine Öffnung mit großem Durchmesser auf, so daß die Platten einen Ring bilden, dessen Innendurchmesser wesentlich größer als der Durchmesser des zylindrischen Mittelabschnitts 8 des ersten starren Teils 1 ist.

Zwischen den beiden starren Teilen 1 und 11 erstreckt ijsich ein Elastomerhohlkörper 14, der im wesentiichen frorusform um die den starren Teilen 1 und 11 ^gemeinsame Achse aufweist. Dieser Elastomerhohlkörs per, der einen einstückigen ringförmigen Querschnitt '•aufweist, ist am Umfang seiner zur gemeinsamen Achse ' 'senkrechten Mittelebene festhaftend mit den beiden das •starre Teil 11 bildenden Platten verbunden. Im Inneren !des Elastomerhohlkörpers ist ein torusförmiger Innen- |raum 15 eingeschlossen, der entweder hermetisch '"abgeschlossen ist oder durch einen Kanal oder durch ^mehrere Kanäle 16 mit der Umgebung verbunden sein Jkann. Der mit dem festen starren Teil 1 in Berührung 'stehende Abschnitt 17 des Elastomerhohlkörpers besteht aus einem im wesentiichen geradlinigen Teil, der in Berührung mit der Oberfläche des zylindrischen Mittelabschnitts 8 steht, und aus zwei gekrümmten Bereichen, deren jeder mit einem Teil der Übergangsflächen 9 und 10 am ersten starren Teil 1 in Berührung steht.

Zur Montage des Elastomerhohlkörpers auf den ersten starren Teil kann vorzugsweise einer der Flansche, beispielsweise der Flansch 7, und die diesem zugeordnete Übergangsfläche nach der Montage des Elastomerhohlkörpers auf den einstückig mit dem zweiten Flansch 6 ausgebildeten zylindrischen Mittelabschnitt 8 aufsetzbar ausgebildet sein.

Bei einer Relativbewegung des einen starren Teils, beispielsweise des Teils 1, gegenüber dem anderen starren Teil 11, werden drei Dämpfungsursachen wirksam.

Die erste Dämpfungsursache besteht in de/· Verformung des Elastomermaterials des Elastomerhohlkörpers, welcher eine dem Elastomermaterial eigene Dämpfungswirkung zur Folge hat.

Die zweite Dämpfungsursache ist die Kompression bzw. Zusammendrückung rfp.s Jnnenraums 15. falis kein Verbindungskanal 16 zur Außenatmosphäre vorhanden ist, wobei dieser Innenraum 15 zur weiteren Erhöhung der Dämpfung noch ein verformbaris Material enthalten kann.

Die dritte Dämpfungsursache beruht auf der Reibung der Oberfläche des Elastomerhohlkörpers 14 auf der Berührungsfläche des ersten starren Teils 1, wobei diese Berührungsfläche die Oberfläche des zylindrischen Mittelabschnitts 8 und die Übergangsflächen 9 und 10 umfaßt, von welchen für eine vorgegebene Verschiebung des starren Teils 1 in einer bestimmten Richtung die eine Berührungsfläche zu- und die andere abnimmt. Die Dämpfung infolge dieser Reibung ist beträchtlich und kann ohne weiteres 40 bis 50% der gesamten Dämpfung ausmachen. Dieser Dämpfungsanteil wird ferner durch besondere Oberflächenzustände, die man dem Elastomerhohlkörper und dem starren Teil geben kam, sowie auch durch eine zu Anfang aufgebrachte Vorspannungskompression, welche ein mehr oder weniger festes Anpressen des Elastomerhohlkörpers auf dem starren Teil 1 zur Folge hat, bestimmt

Diese Reibung tritt unabhängig von der Richtung der Relativbewegung des starren Teils 1 gegenüber dem starren Teil 11 auf.

Beispielsweise läßt sich mit einem Stoß- bzw. Schwingungsdämpfer der in der Zeichnung dargestellten Art mit einem Außendurchmesser des Elastomerhohlkörpers von 28 mm, einem Durchmesser des zylindrischen Mittelabschnitts 8 von 6 mm und einer Höhe bzw. Länge des Elastomerhohlkörpers von 17 mm eine Schwingungscharakteristik gemäß F i g. 3 erzielen, in welcher auf der Abszisse die Frequenz von 0 bis 100 Hz und auf der Ordinate der Betrag der Dämpfung aufgetragen ist, wobei die erzielte Dämpfung durch die mit voll ausgezogenen Linien dargestellte Kurve wiedergegeben ist, während die Schwingungserregung durch die gestrichelte Kurve dargestellt ist. Die erzielte Dämpfung beträgt 22% der kritischen Dämpfung.

Zur Begrenzung des möglichen Durchfederungsweges des starren Teils 1 gegenüber dem starren Teil 11, und zwar sowohl in axialer wie in transversaler Richtung, kann ein Anschlag vorgesehen sein, der vorzugsweise aus einer dritten Ringplatte zwischen den beiden das starre Teil 11 bildenden Platten bestehen kann, wobei diese dritte Platte eine Mittelöffnung mit kleinerem Durchmesser als die Mittelöffnung der beiden das Teil 11 bildenden Platten besitzt. In diesem Fall erstreckt sich dann diese zwischengelegte Anschlagplatte in den Innenraum 15, ohne jedoch bis zur Berührung an den Mittelstrich des Elastomerhohlkörpr ·, zu gelangen. Dieser in das Innere 15 hineinragende Teil kann seinerseits mit einem Elastomerüberzug versehen sein, um einen direkten Kontakt zwischen dem Teil dieser Anschlagplatte und den Wandungen des Elastomerhohlkörpers 14 zu vermeiden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Stoß- bzw. Schwingungsdämpfer mit einem ersten zentrisch angeordneten starren Teil mit einem zylindrischen Mittelabschnitt und zwei an dessen jeweiligen Enden angeordneten Flanschen mit gegenOber dem zylindrischen Mittelabschnitt jeweils größerem Durchmesser, mit einem koaxial um das erste starre Teil herum angeordneten zweiten starren Teil und mit einem zwischen den starren Teilen angeordneten Elastomerhohlkörper mit im wesentlichen kreisförmigem oder ellipsenförmigem Querschnitt und mit Abschnitten, die mit dem zylindrischen Mittelabschnitt des ersten starren Teils in Reibungseingriff stehende Berührungsflächen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerhohlkörper (14) einstückig und etwa torusförmig ausgebildet ist* der erste starre Teil (1) sich stetig erweiternde Übergangsflächen (9 und 10) zwischen dem zylindrischen Mittelabschnitt (8) und den Flanschen (6 und 7) aufweist, und daß der Elastomerhohlkörper (14) zwischen den trichterförmigen, mit den Übergangsflächen zusammenwirkenden Bereichen einen zylindrischen Bereich aufweist, der mit dem zylindrischen Mittelabschnitt (8) des ersten starren Teils (1) in Berührung steht.

2. Stoß- bzw. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsflächen (9 und 10) eine kegelstumpfförmige Form aufweisen.

3. Stoß- bzw. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsflächen (9 und 10) eine sich konkav erweiternde Form aufweisen.

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