DE2937052A1 - DAMPING BEARING FOR SUSPENDING A VIBRATING BODY FROM A CARRIER STRUCTURE, ESPECIALLY FOR SUSPENDING THE ENGINE UNDER A MOTOR VEHICLE - Google Patents
DAMPING BEARING FOR SUSPENDING A VIBRATING BODY FROM A CARRIER STRUCTURE, ESPECIALLY FOR SUSPENDING THE ENGINE UNDER A MOTOR VEHICLEInfo
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Description
DIPL-PHYS. 79 Ulm/Donau E«inge«»r.21,T.I.6494Ä 2937052DIPL-PHYS. 79 Ulm / Danube E «inge« »r.21, T.I.6494Ä 2937052
S.A.G.A.SAGA.
SOCIETA1 APPLICAZTONI GOMMA ANTIVIBRANTI S.p. A.SOCIETA 1 APPLICAZTONI GOMMA ANTIVIBRANTI SpA
Via Ripamonti 88Via Ripamonti 88
20141 Mailand 7900 Ulm, h. Sept. 197920141 Milan 7900 Ulm, h. Sept 1979
Akte PG/5132 höFile PG / 5132 Hö
Dämpfungslager zur Aufhängung eines schwingenden Körpers an einer Trägerstruktur, insbesondere zur Aufhängung des Motors im Rahmen eines Kraftfahrzeuges. Damping mount for suspending a vibrating body on a support structure, in particular for suspending the engine in the frame of a motor vehicle.
Die Erfindung betrifft ein Dämpfungslager zur Aufhängung eines schwingenden Körpers an einer Trägerstruktur, insbesondere zur Aufhängung des Motors am Rahmen eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einem röhrenförmigen Stiltzkörper zur Befestigung an der Träger struktur, einem Befestigungselement, das einerseits zur Befestigung am schwingenden Körper dient und andererseits mit Hilfe eines Ringelementes aus elastomerem Material, insbesondere aus Gummi, konzentrisch mit dem röhrenförmigen Stützkörper verbunden ist, wobei das Ringelement mit der Außenfläche am röhrenförmigen Körper und mit der Innenfläche am Befestigungselement befestigt ist, und aus einem hydraulischen Schwingungsdämpfer zur Dämpfung der Schwingungen zwischen dem Befestigungselement und demThe invention relates to a damping bearing for suspending a vibrating body on a support structure, in particular for suspending the engine on the frame of a motor vehicle, consisting of a tubular Stiltzkörper for attachment to the support structure, a fastener that is on the one hand for attachment serves on the vibrating body and on the other hand with the help of a ring element made of elastomeric material, in particular made of rubber, concentrically connected to the tubular support body, the ring element with the Outer surface is attached to the tubular body and with the inner surface on the fastener, and from a hydraulic vibration damper to dampen the vibrations between the fastening element and the
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röhrenförmigen Stützkörper.tubular support body.
Dämpfungslager dieser Art ermöglichen die Dissipation eines Teiles der vom schwingenden Körper abgegebenen Energie und folglich eine ausreichende Dämpfung der Vibration zur Vermeidung von zu großen Schwingungsamplituden, die beispielsweise dann auftreten könnten, wenn die Vibrationsfrequenz der schwingenden Masse nahe ihrer Eigenfrequenz liegen würde. In einigen Fällen ist einerseits bei Schwingungen mit großer Amplitude - also bei niedrigen Schwingungsfrequenzen - eine starke Dämpfung und andererseits bei Schwingungen kleiner Amplitude also bei hohen Schwingungsfrequenzen - eine äußerst geringe Dämpfung wünschenswert. Insbesondere sind bei der Motoraufhängung eines Kraftfahrzeuges entsprechende Dämpfungslager vorzusehen, die einerseits bei niedrigen Tourenzahlen des Fahrzeugmotors oder bei plötzlicher Anregung des Fahrzeuges durch Straßenunebenheiten eine entsprechend wirksame Dämpfung der auftretenden Motorschwingungen erzielen müssen, wohingegen bei hohen Motordrehzahlen diese Lager eine möglichst geringe Dämpfungscharakteristik aufweisen müssen, um so eine Isolierung zwischen Fahrzeugmotor und -rahmen herzustellen und einen guten Fahrkomfort zu gewährleisten.Damping bearings of this type make it possible to dissipate part of the energy released by the vibrating body Energy and consequently sufficient damping of the vibration to avoid excessive vibration amplitudes, which could occur, for example, when the vibration frequency of the vibrating mass is close their natural frequency would lie. In some cases there is, on the one hand, vibrations with a large amplitude - that is at low oscillation frequencies - strong damping and, on the other hand, with oscillations of small amplitude at high oscillation frequencies - extremely low damping is desirable. In particular, the Provide engine suspension of a motor vehicle corresponding damping bearings, on the one hand at low Number of revolutions of the vehicle engine or if the vehicle is suddenly stimulated by uneven road surfaces must achieve correspondingly effective damping of the occurring engine vibrations, whereas with high Motor speeds these bearings must have the lowest possible damping characteristics in order to achieve such a Establish insulation between the vehicle engine and frame and ensure good driving comfort.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Ausführung eines Dämpfungslagers, dessen hydrodynamisches Dämpfungselement nur dann in Wirkung tritt, wenn die Schwingungsamplituden des sich bewegenden Körpers einen gewissen Wert überschreiten, und das besonders robust, zuverlässig sowie leistungsfähig ist.The object of the present invention is to design a damping bearing, the hydrodynamic damping element of which only comes into effect when the vibration amplitudes of the moving body are certain Exceed value, and that is particularly robust, reliable and efficient.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgercäß ein Dämpfungslager der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement aus dem Ringelement aus elastomerem Material auf einer Seite des Ringelementes in Axialrichtung herausragt, daß der röhrenförmige Stützkörper eine quer angeordnete Wandung in Form einer elastischen Membran aufweist, welche sich auf derjenigen Seite des Ringelementes befindet, die seiner Seite mit dem hereusragenden Befestigungselement gegenüber liegt, wobei die elastische Membran und das Ringelement zwischen sich im Inneren des röhrenförmigen Stützkörpers eine Kammer bilden, die mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist, daß eine in Querrichtung angeordnete Scheidewand die Kammer in zwei Teilkammern unterteilt und einen starren und an der Innenfläche des röhrenförmigen Stützkörpers befestigten Randbereich sowie einen verformbaren Zentralbereich aus elastomerem Material aufweist, der eine zentrale öffnung besitzt, über welche die beiden Teilkammern miteinander in Verbindung stehen, und daß der röhrenförmige Stützkörper Anschlagelemente trägt, die die Verformung des Zentralbereiches der quer angeordneten Scheidewand aus einer Ruhestellung axial in beiden Richtungen begrenzen.To solve this problem, according to the invention, a damping bearing of the type mentioned is characterized in that that the fastening element from the ring element made of elastomeric material on one side of the Ring element protrudes in the axial direction that the tubular support body has a transversely arranged wall in the form of an elastic membrane which is located on that side of the ring element which its side with the protruding fastening element is opposite, the elastic membrane and the Ring element between them in the interior of the tubular support body form a chamber which is filled with a damping fluid is filled that a septum arranged in the transverse direction divides the chamber into two sub-chambers and a rigid rim portion secured to the inner surface of the tubular support body and a having deformable central region made of elastomeric material, which has a central opening through which the two sub-chambers are in communication with one another, and that the tubular support body has stop elements carries which the deformation of the central region of the transversely arranged septum from a rest position axially limit in both directions.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Further features of the invention emerge from the claims.
Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die einzige Figur zeigt im Axialschnitt ein Dämpfungslager zur Aufhängung des Motors im Rahmen eines Kraftfahrzeuges. Darin kennzeichnet die Ziffer 10 einen röhrenförmigen Stützkörper aus Metall, der am einen End-The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing. the single figure shows in axial section a damping bearing for suspending the engine in the frame of a motor vehicle. Therein, the number 10 denotes a tubular support body made of metal, which at one end
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bereich einen Ringflansch 12 aufweist, welcher mit Hilfe axial angeordneter Schraubenbolzen 16 zur Befestigung des Stützkörpers am Fahrzeugrahmen dient, von dem ein Teil bei 14 angedeutet ist. Die Ziffer 18 kennzeichnet ein Befestigungselement aus Metall, das zur Befestigung am nicht dargestellten Fahrzeugmotor dient und vom röhrenförmigen Stützkörper 10 an Jenem Ende getragen wird, das sich gegenüber dem mit dem Ringflansch 12 bestückten Ende des Stützkörpers 10 befindet. Das Befestigungselement 18 besteht aus einer Hülse, die eine im wesentlichen stumpfkegelige Profilform aufweist und deren Außenfläche koaxial mit der Innenseite eines Ringelementes 20 aus elastomerem Material verschweißt ist, an dessen Außenfläche ein Bundring 22 aus Metall befestigt ist, welcher starr in einer innenliegenden Ringnut 24 im Endbereich des röhrenförmigen Stützkörpers 10 eingespannt ist. Das Ringelement 20 besteht aus einem Elastomer mit sehr niedriger Eigendämpfungscharakteristik, d.h. mit einer Elastizitätshysteresis von sehr niedrigem Wert, und weist eine konkave Oberwandung 26 sowie eine konkavkonvexe Unterwandung 28 auf. area has an annular flange 12, which with the aid of axially arranged screw bolts 16 for fastening of the support body on the vehicle frame, a part of which is indicated at 14. The number 18 indicates a fastening element made of metal, which is used for fastening to the vehicle engine, not shown, and from tubular support body 10 is carried at that end that is opposite to that equipped with the annular flange 12 End of the support body 10 is located. The fastening element 18 consists of a sleeve, which is a substantially Has a frustoconical profile shape and the outer surface of which is coaxial with the inside of a ring element 20 is welded from elastomeric material, attached to the outer surface of a collar 22 made of metal which is rigidly clamped in an internal annular groove 24 in the end region of the tubular support body 10 is. The ring element 20 is made of an elastomer with very low self-damping characteristics, i. with a hysteresis of elasticity of very low value, and has a concave upper wall 26 and a concave-convex lower wall 28.
Das Befestigungselement 18 ist einerseits an die Unterwandung 28 des Ringelementes 20 angeschlossen, während es mit seinem anderen Ende aus dem röhrenförmigen Stützkörper 10 herausragt. Das Befestigungselement 18 weist eine Axialbohrung 30 auf, die im außenliegenden Endbereich ein Gewinde besitzt und mit ihrem innenliegenden Endbereich in einen Gewindedurchgang 32 mündet, in welchen eine Verschlußschraube 34 eingreift.The fastening element 18 is connected on the one hand to the lower wall 28 of the ring element 20, while its other end protrudes from the tubular support body 10. The fastening element 18 has an axial bore 30 which has a thread in the outer end area and opens with its inner end area into a threaded passage 32 in which a screw plug 34 engages.
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Die Ziffer 38 kennzeichnet eine quer angeordnete, elastische Membrane aus elastomerem Material, deren periphere Oberfläche mit der Innenfläche einer Metallhülse 40 verschweißt ist, die mit Hilfe einer Rundgummidichtung 42 koaxial dichtend auf der dem Ringelement gegenüberliegenden Seite im Inneren des röhrenförmigen Stutzkörpers 10 eingespannt ist. Die Membrane 38 weist einen zylinderförmigen Zentralbereich 44 auf, dessen Stirnflächen einerseits zu einer oberen konkaven Ringfläche 46 und andererseits zu einer unteren konkaven Ringfläche 48 auslaufen. In seiner Unterseite enthält der zylindrische Zentralbereich 44 eine Versteifungsscheibe 50 aus Metall. The number 38 denotes a transversely arranged, elastic membrane made of elastomeric material, whose peripheral surface is welded to the inner surface of a metal sleeve 40, which with the help of a round rubber seal 42 coaxially sealing on the side opposite the ring element inside the tubular Support body 10 is clamped. The membrane 38 has a cylindrical central region 44, the End faces on the one hand to an upper concave annular surface 46 and on the other hand to a lower concave Annular surface 48 run out. In its underside, the cylindrical central region 44 contains a stiffening disk 50 made of metal.
Die Ziffer 52 kennzeichnet eine quer verlaufende Scheidewand, die im röhrenförmigen Stützkörper 10 zwischen dem Ringelement 20 und der Membrane 38 angeordnet ist. Diese Scheidewand 52 weist einen starren Flachring 54 auf, der an seiner inneren Umfangsfläche eine ringförmige Rippe 56 besitzt, welche ihrerseits konzentrisch einen Elastomer-Ring 58 trägt. Die innere Umfangsfläche des Elastomer-Ringes 58 weist eine Ringnut 60 auf, in die ein ringförmiger Endflansch 62 einer starren Buchse 64 eingreift. Der Hohlraum der Buchse 64 besteht aus einem koaxial zum röhrenförmigen Stützkörper 10 verlaufenden Durchgangsloch 66. Die Scheidewand 52 weist außerdem ein Paar starre Ringe 68, 70 auf, die jeweils auf sich gegenüber liegenden Seiten des Flachringes 54 koaxial angeordnet sind. Die peripheren Bereiche des Flachringes 54 und der Ringe 68 und 70 sind an der Innenfläche des röhrenförmigen Stützkörpers 10 zwischen den einander gegenüber liegenden Flächen des Bundringes 22 und der Metallhülse 40 axial eingespannt. The number 52 denotes a transverse partition which is arranged in the tubular support body 10 between the ring element 20 and the membrane 38. This partition wall 52 has a rigid flat ring 54, which has an annular rib 56 on its inner circumferential surface, which in turn carries an elastomer ring 58 concentrically. The inner circumferential surface of the elastomer ring 58 has an annular groove 60 into which an annular end flange 62 of a rigid bush 64 engages. The cavity of the bushing 64 consists of a through hole 66 running coaxially with the tubular support body 10. The partition wall 52 also has a pair of rigid rings 68, 70 which are each arranged coaxially on opposite sides of the flat ring 54. The peripheral areas of the flat ring 54 and the rings 68 and 70 are axially clamped on the inner surface of the tubular support body 10 between the opposing surfaces of the collar 22 and the metal sleeve 40.
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Der Elastomer-Ring 58 besitzt eine kleinere Axialabmessung als der starre Flachring 54, so daß der Elastomer-Ring sich elastisch verformen kann und dadurch in Axialrichtung eine Abfederung von Buchse 64 ermöglicht. Die elastische Verformung des Elastomer-Ringes 58 wird in beiden Axialrichtungen durch die starren Ringe 68, 70 begrenzt, deren Innenränder sich koaxial auf etwa gleichem Durchmesser wie der Innenrand des Elastomer-Ringes 58 befinden.The elastomer ring 58 has a smaller axial dimension than the rigid flat ring 54, so that the elastomer ring can be elastically deformed and thereby in the axial direction a cushioning of socket 64 allows. The elastic deformation of the elastomer ring 58 is in both axial directions limited by the rigid rings 68, 70, the inner edges of which are coaxially on approximately the same diameter like the inner edge of the elastomer ring 58 are located.
Außerdem weisen die starren Ringe 68, 70 eine Reihe von konzentrisch angeordneten Axialbohrungen 72, 74 auf, die zueinander in einem gewissen Winkelabstand und in der Nähe des Außenrandes des Elastomer-Ringes 58 angeordnet sind.In addition, the rigid rings 68, 70 have a series of concentrically arranged axial bores 72, 74, the are arranged at a certain angular distance from one another and in the vicinity of the outer edge of the elastomer ring 58 are.
Im Ergebnis bildet im inneren des röhrenförmigen Stützkörpers 10 die quer angeordnete Scheidewand 52 mit dem Ringelement 20 einerseits und mit der elastischen Membrane 38 andererseits je eine Teilkammer 76 bzw. 78 von variablem Volumen, wobei die Teilkammern über das Durchgangsloch 66 miteinander in Verbindung stehen. Die beiden Teilkammern 76, 78 werden über den Einlauf 32 im Befestigungselement 18 mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt.As a result, in the interior of the tubular support body 10, the transversely arranged partition 52 forms with the Ring element 20 on the one hand and with the elastic membrane 38 on the other hand each have a sub-chamber 76 or 78 of variable volume, the sub-chambers being in communication with one another via the through hole 66. The two Partial chambers 76, 78 are via the inlet 32 in the fastening element 18 filled with damping fluid.
Zum Gebrauch wird das Dämpfungslager in der beschriebenen Weise im Fahrzeugrahmen montiert. Der mit dem Gewinde bestückte Teil der Bohrung 30 des Befestigungselementes 18 dient zur Aufnahme eines entsprechenden, in der Zeichnung nicht dargestellten Gewindeteiles, das festFor use, the damping bearing is described in the Way mounted in the vehicle frame. The part of the bore 30 of the fastening element fitted with the thread 18 serves to accommodate a corresponding threaded part, not shown in the drawing, which is fixed
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mit dem Fahrzeugmotor verbunden ist. Während des Betriebes des Fahrzeugmotors und/oder der Fahrt des Kraftfahrzeuges ermöglicht das Lager eine elastische Dämpfung sowohl der längs der Achse des röhrenförmigen Stutzelementes, 10 als auch senkrecht dazu gerichteten Motorschwingungen. Außerdem bewirkt das Dämpfungslager einerseits eine starke Dämpfung im Falle von Motorschwingungen mit großer Schwingungsamplitude - etwa bei niedriger Tourenzahl des Fahrzeugmotors oder wenn das Fahrzeug plätzlichen Stoßen aufgrund von Unebenheiten des Bodens unterliegt - und andererseits eine minimale Dämpfung im Falle von Schwingungen mit kleiner Schwingungsamplitude - etwa bei hohen Tourenzahlen des Fahrzeugmotors. Denn im ersten Fall bewirkt die elastische Verformung des Ringelementes 20 eine deutliche Volumenänderung der Teilkammer 76, wodurch zunächst eine elastische Verformung des Elastomer-Ringes 58 der Scheidewand 52 bis zum Anschlag am Ring 70 entsteht. Danach verhält sich der Elastomer-Ring 58 wie ein starres Element und eine weitere Volumenänderung der Teilkammer 76 bewirkt ein Abfließen von Dämpfungsflüssigkeit über die Bohrung 66 aus der Teilkammer 76 in die Teilkammer 78. Die elastische Verformung der Membrane 38 ermöglicht während dieses Abfließens von Flüssigkeit in die Teilkammer 78 eine entsprechende Ausdehnung dieser Teilkammer 78. In umgekehrter Richtung ist der Funktionsablauf entsprechend, so daß die Flüssigkeit über die Bohrung 66 zwischen den Teilkammern 76, 78 hin- und herfließt und im Ergebnis eine Flüssigkeitsdämpfung bewirkt wird.is connected to the vehicle engine. While the vehicle engine is running and / or the Motor vehicle allows the camp an elastic Attenuation both along the axis of the tubular support element 10 and perpendicular thereto Engine vibrations. In addition, the damping bearing causes, on the one hand, strong damping in the event of engine vibrations with a large oscillation amplitude - for example when the vehicle engine is doing a low number of revolutions or when the vehicle is subject to sudden bumps due to unevenness in the floor - and on the other hand a Minimal damping in the case of vibrations with a small vibration amplitude - for example with high numbers of revolutions of the Vehicle engine. Because in the first case, the elastic deformation of the ring element 20 causes a significant change in volume the sub-chamber 76, which initially results in an elastic deformation of the elastomer ring 58 of the partition 52 arises up to the stop on the ring 70. Thereafter, the elastomer ring 58 behaves like a rigid element and a further change in the volume of the sub-chamber 76 causes damping fluid to flow out via the bore 66 from the sub-chamber 76 into the sub-chamber 78. The elastic deformation of the membrane 38 allows during this outflow of liquid into the sub-chamber 78 a corresponding expansion of this sub-chamber 78. In in the opposite direction, the functional sequence is the same, so that the liquid flows back and forth between the sub-chambers 76, 78 via the bore 66 and as a result a liquid damping is effected.
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Im Falle geringer Schwingungsamplituden - bei denen eine Volumenänderung der Teilkammer 76 durch in beiden Richtungen stattfindende elastische Verformungen des Elastomer-Ringes 58 vollständig aufgefangen wird - findet dagegen kein wesentliches überströmen von Flüssigkeit zwischen den beiden Teilkammern 76, 78 und damit keine nennenswerte Flüssigkeitsdämpfung statt.In the case of low oscillation amplitudes - in which a change in volume of the sub-chamber 76 is completely absorbed by elastic deformations of the elastomer ring 58 taking place in both directions - there is, however, no substantial overflow of liquid between the two sub-chambers 76, 78 and thus no significant liquid damping.
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