DE3023544A1

DE3023544A1 - Stossdaempfende halterung

Info

Publication number: DE3023544A1
Application number: DE19803023544
Authority: DE
Inventors: Corrado Tavella
Original assignee: Societa Applicazioni Gomma Antivibranti SAGA SpA
Current assignee: Pirelli Sistemi Antivibranti SpA Mailand/milan
Priority date: 1979-06-29
Filing date: 1980-06-24
Publication date: 1981-01-22
Also published as: FR2461165B1; FR2461165A1; IT7923967A0; DE3023544C2; ES492728A0; ES8101739A1; GB2055172A; JPS6223178B2; IT1165137B; JPS566934A; GB2055172B

Description

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. DR. HERMANN FAY

S.A.G.A. SOCIETA' APPLICAZIONI
GOMMA ANTIVIBRANTI S.p.A.
Via Ripamonti 88
20 141 Mailand (Italien)

7900 Ulm, 23. Juni 1980 Akte PG/5340 sr

Stoßdämpfende Halterung

Die Erfindung betrifft eine stoßdämpfende Halterung zum Aufhängen eines schwingenden Körpers an einer tragenden Struktur, insbesondere Halterungen zum Aufhängen des Motors eines Kraftfahrzeuges im Fahrzeugrahmen.

Es sind stoßdämpfende Halterungen bekannt, bestehend aus einem rohrförmigen Tragkörper, der air Befestigung an der tragenden Struktur eingerichtet ist, ferner aus einem koaxial zum rohrförmigen Tragkörper angeordneten Anschlußglied, das der Verbindung mit dem schwingenden Körper dient, einem Ringelement aus elastomerem Werkstoff, das mit Bereichen seines äußeren bzw. inneren Umfangs am einen Ende des rohrförmigen Tragkörpers bzw. am Anschlußglied befestigt ist, und aus einem Flüssigkeits-Strömungsdämpfer zum Dämpfen von Schwingungen relativ zwischen dem Anschlußglied und dem rohrförmigen Tragkörper.

Stoßdämpfende Halterungen dieser Art dienen dazu, einen Teil der Energie des schwingenden Körpers zu

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dissipieren und dadurch die Schwingungen dieses Körpers soweit zu dämpfen, daß Schwingungen exzessiver Amplitude verhindert werden, wie sie andernfalls beispielsweise auftreten könnten, wenn sich die Schwingungsfrequenz des schwingenden Körpers seiner Resonanzfrequenz nähert. In gewissen Anwendungen ist es wünschenswert, eine starke Dämpfungswirkung zu erhalten, wenn die Schwingungen des schwingenden Körpers von großer Amplitude (also von niedriger Frequenz) sind, und eine besonders niedrige Dämfpungswirkung, wenn die Schwingungen von geringer Amplitude (also hoher Frequenz) sind. Insbesondere sollte die Halterung zur Aufhängung eines Motors am Fahrzeugrahmen eines Kraftfahrzeuges eine wirksame Dämpfung der Nbtor schwingungen bewirken, wenn der Motor auf niedrigen Touren läuft oder wenn das Fahrzeug harte Holperbewegungen über unebenem Boden ausführt, während bei großer Geschwindigkeit des Motors die durch die Halterung erzeugte Dämpfung so gering wie möglich sein sollte, damit der Motor vom Fahrzeugrahmen isoliert ist und bequeme Fahreigenschaften sichergestellt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine stoßdämpfende Halterung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei Einfachheit, Robustheit und Wirksamkeit so ausgebildet ist, daß der Flüssigkeitsdämpfer nur wirksam wird, wenn die Schwingungsamplitude des schwingenden Körpers einen gegebenen Wert übersteigt.

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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der rohrförmige Tragkörper an seinem vom Ringelement entfernten Ende mit einer Querwand versehen ist, die zusammen mit dem Ringelement innerhalb des rohrförmigen Tragkörpers eine Kammer begrenzt, die eine Dämpfungsflüssigkeit enthält, daß das Anschlußglied mit einem Schaft versehen ist, der sich koaxial in die Kammer erstreckt und ein querliegendes Plattenelement trägt, welches die Kammer in zwei Teilkammern unterteilt, die miteinander über einen ringförmigen Durchlaß zwischen der Innenwand des rohrförmigen Tragkörpers und dem Umfang des Plattenelementes in Verbindung stehen, und daß mindestens ein Teil der Wände der Kammer nachgiebig verformbar ist, um latente Volumenänderungen der Kammer infolge von Schwingungen des Anschlußgliedes gegenüber dem rohrförmigen Tragkörper bei Amplituden unterhalb einer vorgegebenen Größe aufzufangen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, die zur Motoraufhängung am Fahrzeugrahmen eines Kraftfahrzeuges geeignet sind; es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch die stoßdämpfende Halterung,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Halterung nach Fig. 1,

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Fig. 3 einen Schnitt in Richtung III - III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Halterung nach Fig. 1, und

Fig. 5 eine Ansicht des Gegenstandes nach Fig. 4 in Richtung des dort eingetragenen Pfeiles V.

Entsprechend Fig. 1 enthält die stoßdämpfende Halterung einen rohrförmigen Tragkörper 10 aus Metall, der zur Befestigung am Fahrzeugrahmen eines Kraftfahrzeuges bestimmt ist. Der rohrförmige Tragkörper 10 ist am einen Ende mit einem ringförmigen Flansch 12 versehen und trägt koaxial am entgegengesetzten Ende einen Metallring 14. Die Innenfläche dieses Ringes 14 besitzt die Form eines sich nach oben erweiternden Kegelstumpfes. An dieser Innenfläche des Ringes 14 ist ein entsprechend geformter Teil der Außenfläche 18 eines Ringelementes 16 befestigt. Das Ringelement 16 besteht aus einem elastomeren Werkstoff und ist im wesentlichen glockenförmig mit einer zentralen öffnung gestaltet, welche die Form eines sich in Richtung nach oben erweiternden Kegelstumpfes besitzt. Der obere Teil der Außenfläche 18 des Ringelementes 16 ist von konvexer Form und der untere Teil der Innenfläche 20 des Ringelementes 16 von konkav-konvexer Gestalt.

In der zentralen kegelstumpfförmigen öffnung des Ringelementes 16 ist ein aus Metall bestehendes Anschlußglied 22 eingesetzt und mit dem Ringelement durch Schweißen, Kleben oder Vulkanisieren verbun-

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den, wobei das Anschlußglied eine kegelstumpfförmige Außengestalt mit zwei freien Stirnflächen besitzt und mit dem im Durchmesser größeren Ende nach oben gerichtet ist. Das Anschlußglied 22 ist mit zwei axialen sackförmigen Gewindelöchern 24 und 30 versehen, deren Öffnungen in der oberen und unteren Stirnfläche des Anschlußgliedes 22 liegen. Das obere axiale Gewindeloch dient zur Aufnahme eines mit entsprechendem Gewinde ausgestatteten Anschlußelementes, das nicht dargestellt ist und am Motor des Fahrzeuges befestigt ist. Im unteren axialen Gewindeloch 30 des Anschlußgliedes 22 sitzt der Gewindezapfen 28 eines Schaftes 26, der sich koaxial in das Innere des ringförmigen Tragkörpers 10 erstreckt. Das dem Gewindezapfen 28 gegenüberliegende Ende des Schaftes 26 trägt ein querliegendes Plattenelement 32 in Form einer Zwischenscheibe.

An seinem von dem elastomeren Ringelement 16 entfernt liegenden Ende ist der rohrförmige Tragkörper 10 durch eine Querwand 34 geschlossen, welche die Form einer ringförmigen Membran aus elastomerem Werkstoff 36 besitzt, der an seiner äußeren Umfangsflache an einem Ringflansch 38 befestigt ist. Der Flansch 38 ist an den Ringflansch 12 des rohrförmigen Tragkörpers 10 angeschlossen. Im Querschnitt besitzt die Membran 36 ein gezahntes Profil infolge der Anordnung einer Anzahl konzentrischer Ringnuten 36a, 36b jeweils in der Innenfläche Und der Außenfläche der Membran 36.

Der rohrförmige Tragkörper 10 zusammen mit dem

elastomeren Ringelement 16 und der Querwand

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34 bilden eine Kammer 40, die eine Dämpfflüssigkeit enthält. Die Zwischenscheibe 32 unterteilt die Kammer 40 in eine erste Kammer 40a und eine zweite Kammer 40b von jeweils veränderlichem Volumen. Die Kammern stehen untereinander in Verbindung über einen ringförmigen Durchlaß 42, der zwischen der Innenwand des rohrförmigen Tragkörpers 10 und der äußeren Umfangsfläche der querliegenden Zwischenscheibe 32 gebildet ist.

In der Anwendung ist der rohrförmige Tragkörper 10 am Rahmen eines Kraftfahrzeuges befestigt und das Anschlußglied 22 an ein Teil des Fahrzeugmotors angeschlossen.

Während sich der Motor im Betrieb und/oder das Fahrzeug in Fahrt befindet, kann die stoßdämpfende Halterung sowohl Schwingungen des Motors, die längs der Achse des rohrförmigen Tragkörpers 10 gerichtet sind, als auch Schwingungen, die senkrecht zu dieser Achse gerichtet sind, dämpfen.

Die stoßdämpfende Halterung übt im Falle von Motorschwingungen mit großer Amplitude (wie sie beispielsweise entstehen, wenn der Motor im niedrigen Drehzahlbereich läuft oder das Fahrzeug über unebenen Boden fährt) eine starke Dämpfungswirkung aus, und eine sehr schwache Dämpfungswirkung im Falle von Schwingungen kleiner Amplitude (wie sie entstehen, wenn der Motor mit hoher Geschwindigkeit läuft). Im allgemeinen löst jede elastische Verformung des elastomeren Ringelementes

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16 eine Änderung des Volumens der Kammer 40 aus. Solange diese Änderung unter einer bestimmten Größe . bleibt, wird sie durch elastische Verformung der Membran 36 kompensiert. Ist aber die Membran 36 voll ausgelenkt, wirkt sie in der weiteren Folge als starres Element, so daß weitere Verformungen des elastomeren Ringelementes 16 dazu führen, daß Druckflüssigkeit durch den ringförmigen Durchlaß 42 zwischen den Kammern 40a und 40b strömt, was mit einer Dämpfungswirkung infolge der Viskosität der Flüssigkeit verbunden ist. Die Richtung der Strömung hängt davon ab, ob die Verformung des Ringelementes 16 im Sinne einer Verringerung oder Vergrößerung des Volumens der Kammer 40a erfolgt.

Man erkennt, daß Schwingungen von kleiner Amplitude latente Volumenänderungen in der Kammer 40 erzeugen, die vollständig durch elastische Verformung der Membran 36 aufgefangen werden. Daher tritt in diesem Fall keine nennenswerte Strömung der Dämpfflüssigkeit zwischen den Kammern 40a und 40b und damit auch keine Viskositätsdämpfung auf.

Die Varianten der stoßdämpfenden Halterung, wie sie in den Fig. 2 bis 5 dargestellt sind, sind im wesentlichen gleich der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, so daß im folgenden lediglich die bestehenden Unterschiede im einzelnen behandelt werden, wobei für gleiche oder entsprechende Teile dieselben Bezugsziffern Verwendung finden.

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In der in den Fig. 2 und 3 gezeigten ersten Variante ist die Querwand 34 durch eine Metallscheibe 44 gebildet. Die konkav-konvexe Innenfläche 20 des Ringelementes 16 ist mit einem Paar von Eindrückungen oder Aushöhlungen 46 gestaltet, die einander diametral gegenüberliegen. Das Ringelement 16 verfügt daher über zwei sich gegenüberliegende Flächenbereiche 16a verringerter axialer Dicke. Hierdurch wird in zwei zueinander senkrecht stehenden Achsen, die in Fig. mit A und B gekennzeichnet sind, eine unterschiedliche Nachgiebigkeit des Ringelementes 16 in radialer Richtung erzeugt.

In dieser Variante besitzt die Querscheibe 32 einen Puffer 48 aus elastomerem Werkstoff, der gegen die Scheibe 44 gewandt ist.

Die Flächen 16a des Ringelementes 16 verformen sich elastisch unter der Einwirkung von Schwingungen kleiner Amplitude des Anschlußgliedes 22 relativ gegenüber dem rohrförmigen Tragkörper 10, so daß die latenten Volumenänderungen der Kammer 40, die hierdurch erzeugt werden, ohne Jede Viskositätsdämpfung aufgefangen werden. Unter Schwingungen mit großer Amplitude dagegen werden die Bereiche 16a schnell vollständig gedehnt, so daß das Ringelement 16 sich über seinen größten Teil als starrer Körper verhält. Im Ergebnis fließt Dämpfflüssigkeit abwechselnd zwischen den beiden Kammern 40a und 40b durch den ringförmigen Durchlaß 42, was zur viskositätsbedingten Dämpfung Anlaß gibt. Der elastomere Puffer dient als Anschlag zur Begrenzung der axialen Auslenkung

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des Anschlußgliedes 22 in Richtung zur Scheibe 44 hin.

Die zweite Variante der stoßdämpfenden Halterung, wie sie in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 allein darm, daß die konvexe Außenfläche 18 des Ringelementes 16 mit einem Paar von Aushöhlungen oder EindrUckungen 50 versehen ist, die sich diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die Oberfläche der Aushöhlungen 50 entspricht in der Form einer Zylinderfläche mit horizontaler Achse. Wie die Aushöhlungen 46 der stoßdämpfenden Halterung nach den Fig. 2 und 3 verleihen auch die Aushöhlungen 50 dem Ringelement 16 eine in Radialrichtung unterschiedliche Nachgiebigkeit entlang der zwei zueinander senkrechten Achsen C und D (Fig. 5). Im Hinblick auf diese Aushöhlungen 50 verfügt das Ringelement 16 über zwei Flächenbereiche 16b verringerter axialer Dicke.

Im Betriebsfall dieser zweiten Variante verformen sich die Bereiche 16b verringerter Wanddicke elastisch. In Verbindung mit der Membran 36 werden latente Volumenänderungen in der Kammer 40 aufgefangen, soweit sie durch Schwingungen geringer Amplitude des Anschlußgliedes 22 relativ zum rohrförmigen Tragkörper 10 entstehen, und zwar ohne Erzeugung einer viskositätsbedingten Dämpfung.

Die Anzahl und Gestalt der Aushöhlungen 46 der stoßdämpfenden Halterung, wie sie in den Fig. 2 und 3 dargtstellt Bind, und der Aushöhlungen 50 der stoß-

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dämpfenden Halterung, wie sie in den Fig. 4 und 5 dargestellt sind, kann verändert werden. So können beispielsweise mehr als zwei Aushöhlungen vorgesehen werden, die entlang dem Umfang des Ringelementes 16 im Abstand voneinander angeordnet sind, oder die Aushöhlungen können die Form konzentrischer Ringnuten besitzen, die im radialen Abstand voneinander angeordnet sind.

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Claims

Ansprüche:

f 1.:' Stoßdämpfende Halterung zur Aufhängung eines schwingenden Körpers an einer tragenden Struktur, bestehend aus einem rohrförmigen Tragkörper, der zur Befestigung an der tragenden Struktur eingerichtet ist, einem koaxial zum rohrförmigen Tragkörper angeordneten Anschlußglied, das der Verbindung mit dem schwingenden Körper dient, einem Ringelement aus elastomerem Werkstoff, das mit Bereichen seines äußeren bzw. inneren Umfangs am einen Ende des rohrförmigen Tragkörpers bzw. am Anschlußglied befestigt ist, und aus einem Flüssigkeits-Strömungsdämpfer zur Dämfung von Schwingungen relativ zwischen dem Anschlußglied und dem rohrförmigen Tragkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Tragkörper (10) an seinem vom Ringelement (16) entfernten Ende mit einer Querwand (34, A4) versehen ist, die zusammen mit dem Ringelement (16) innerhalb des rohrförmigen Tragkörpers (1O) eine Kammer (40) begrenzt, die eine Dämpfungsflüssigkeit enthält, daß das Anschlußglied (22) mit einem Schaft (26) versehen ist, der sich koaxial in die Kammer (40) erstreckt und ein querliegendes Plattenelement (32) trägt, welches die Kammer (40) in zwei Teilkammern (40a, 40b) unterteilt, die miteinander über einen ringförmigen Durchlaß (42) zwischen der Innenwand des rohrförmigen Tragkörpers (10) und dem Umfang des Plattenelementes (32) in Verbindung stehen, und daß mindestens ein Teil der Wände der Kammer (40) nachgiebig verformbar ist, um latente Volumenänderungen der Kammer (40) infolge von Schwingungen des

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ORIGINAL INSPECTED

Anschlußglxedes (22) gegenüber dem rohrförmigen Tragkörper (10) bei Amplituden unterhalb einer vorgegebenen Größe aufzufangen.
2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand (34) des rohrförmigen Tragkörpers (10) als elastische Membran (36) ausgebildet ist und den nachgiebigen Kammerwandteil bildet.
3· Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (16) aus elastomerem Werkstoff Flächen (16b) verminderter axialer Dicke besitzt, die zusätzliche elastisch nachgiebige Wandteile der Kammer (40) bilden.
4. Halterung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen verminderter axialer Dicke des Ringelementes (16) durch entlang dem Umfang im Abstand voneinander angeordnete Eindrückungen (50) in der äußeren Oberfläche (18) des Ringelementes (16) gebildet sind.
5· Halterung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Eindrückungen (50) vorgesehen und einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
6. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, * daß die Querwand (44) des rohrförmigen Tragkörpers (10) starr ist, und daß das Ringelement (16) mit Flächen (16a) verringerter axialer Dicke versehen ist, welche den nachgiebigen Wandteil der Kammer (40) bilden.

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7. Halterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen verringerter axialer Dicke des Ringelementes (16) durch entlang dem Umfang im Abstand voneinander angeordnete Eindrückungen (46) auf der inneren Oberfläche (20) des Ringelementes (16) gebildet sind.
8. Halterung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Eindrückungen (46) vorgesehen und einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
9. Halterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das querliegende Plattenelement (32) mit einem Puffer (48) aus elastomerem Werkstoff versehen ist, der der Querwand (44) des rohrförmigen Tragkörpers (10) zugewandt ist.

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