DE3125907A1

DE3125907A1 - Daempfungselement fuer die aufhaengung eines schwingenden koerpers an einer tragkonstruktion

Info

Publication number: DE3125907A1
Application number: DE19813125907
Authority: DE
Inventors: Emilio Gragnano Piacenza Bossi; Gustavo Trezzano sul Naviglio Mailand Brizzolesi; Andrea Mailand Cucelli
Original assignee: Saga Applicazioni Gomma Antivibranti-Spa Soc; SAGA Applicazioni Gomma Antivibranti SpA 20141 Milano Soc; Societa Applicazioni Gomma Antivibranti SAGA SpA
Current assignee: Pirelli Sistemi Antivibranti SpA Mailand/milan
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1981-07-01
Publication date: 1982-06-16
Also published as: JPS5740139A; DE3125907C2; FR2486183A1; FR2486183B1; IT1131678B; IT8023275A0; ES259297Y; GB2079894A; ES259297U; JPS62380B2; GB2079894B; US4399987A

Description

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. DR. HERMANN FAY

S.A.G.A. SOCIETA¹ APPLICAZIONI
GOMMA ANTIVIBRANTI-S.p.A.

Via Ripamonti 88

1-20141 Mailand *^"

7900 Ulm, 29.06.1981 Akte PG/5534 sr

Dämpfungselement für die Aufhängung eines schwingenden Körpers an einer Tragkonstruktion.

Die Erfindung betrifft ein Dämpfungselement für die Aufhängung eines schwingenden Körpers an einer Tragkonstruktion, bestehend aus einem rohrförmigen Stützkörper, der zur Befestigung an der Tragkonstruktion eingerichtet ist,^ einem Anschlußteil, das zur Befestigung an dem schwingenden Körper eingerichtet und koaxial an ein Ende des rohrförmigen Stützkörpers mittels eines ringförmigen Elementes aus synthetischem Kautschuk angeschlossen ist, dessen Außenfläche am rohrförmigen Stützkörper und dessen Innenfläche am Anschlußteil befestigt ist, und aus einem strömungsdynamischen Dämpfer für die Schwingungen des Anschlußteils gegenüber dem rohrförmigen Stützkörper.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Dämpfungselement der vorgenannten Art zu schaffen, das nur in Funktion tritt, wenn die Amplitude des schwingenden Körpers einen vorgegebenen Wert überschreitet, so daß gleichzeitig eine größere Flexibilität und ein höherer Dämpfungsgrad im Falle niederfrequenter Schwingungen und ein geringerer Dämpfungsgrad verbunden mit einer beträchtlich reduzierten Schwingungsübertra- , gung im Falle hochfrequenter Schwingungen erreicht wird.

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Das diese Aufgabe lösende Dämpfungselement ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) der rohrförmige Stützkörper ist an seinem dem Anschlußteil gegenüberliegenden Ende mit einer starren Querwand versehen,

b) das Anschlußteil ist mit einem Schaft .versehen, der koaxial im rohrförmigen Stützkörper angeordnet und an seinem unteren Ende mit einem querliegenden Teller versehen ist,

c) zwischen dem Anschlußteil und dem querliegenden Teller ist koaxial zum rohrförmigen Stutzkörper und axial im Abstand zum ringförmigen Element aus synthetischem Kautschuk eine ringförmige Membran aus synthetischem Kautschuk angeordnet, deren Innenfläche am Schaft des Anschlußteils und deren Außenfläche am rohrförmigen Stützkörper befestigt ist und die zusammen mit der Querwand des rohrförmigen Stützkörpers eine in dessen Innenraum liegende Kammer bildet, die mit einer dämpfenden Flüssigkeit gefüllt ist, in welche der querliegende Teller eintaucht.

Infolge dieser Merkmale führt das Dämpfungselement bei Schwingungen mit kleiner Amplitude nur eine begrenzte Bewegung mit dämpfender Wirkung aus, da die Schwingungen vollständig durch die elastischen Verformungen des ringförmigen Elements aus synthetischem Kautschuk aufgenommen werden, mittels welchem das Anschlußteil mit dem Stützkörper verbunden ist, während die Schwingungen mit niedriger Frequenz oder großer Amplitude eine Verschiebung des am Anschlußteil befindlichen querliegenden Tellers im Innern der mit Flüssigkeit gefüllten Kammer

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mit entsprechender starker Viskositätsdämpfung zur Folge haben. Die Dämpfungsflüssigkeit nicht in Berührung steht mit dem ringförmigen Element aus synthetischem Kautschuk, « ·, welches das Anschlußteil mit dem rohrförmigen Stützkörper verbindet, wird das Verhalten des ringförmigen Elementes durch Druckschwankungen im Innern der Kammer nicht verändert. Das dynamische Verhalten des ringförmigen Elements aus synthetischem Kautschuk ist somit unabhängig von Druckschwankungen der Dämpfungsflüssigkeit und reduziert so die dynamische Reaktion und damit die Schwingungsübertragbarkeit, insbesondere bei Schwingungen mit hoher Frequenz. Außerdem braucht das ringförmige Element aus synthetischem Kautschuk wegen des Kammerabschlusses durch die ringförmige Membran aus synthetischem Kautschuk keine Abdichtung der Druckflüssigkeit zu gewährleisten. Es kann daher in weitgehend beliebiger Form ausgebildet und je nach den Erfordernissen des Einsatzes des Dämpfungselements mit öffnungen versehen sein.

Daneben ist der strömungsdynamische Dämpfer des Dämpfungselements unter statischer Belastung keinem Innendruck der Flüssigkeit infolge Verformung des den Anschlußteil mit dem rohrförmigen Stützkörper verbindenden ringförmigen Elements aus synthetischem Kautschuk ausgesetzt, so daß die die Kammer abschließende ringförmige Membran aus synthetischem Kautschuk nur bei dynamischen Belastungen in Funktion tritt.

Entsprechend der Erfindung bietet diese Membran aus synthetischem Kautschuk in ihrer unverformten Ruhestellung einen der Kammer zugekehrten umlaufenden Hohlraum dar.

Infolge seiner besonderen Dämpfungseigenschaften kann das Dämpfungselement nach der Erfindung vorteilhaft für die Aufhängung des Motors am Rahmen eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. In der Tat ermöglicht das Element eine wirksame Dämpfung der Motorschwingungen während des Betriebs mit niedriger Drehzahl, oder bei heftigen Stoßen des Fahrzeugs durch Unebenheiten des Geländes, während bei Betrieb des Motors mit hoher Drehzahl die Dämpfung sehr reduziert wird, so daß der Motor gegenüber dem Rahmen isoliert und ein guter Fahrkomfort gewährleistet ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles; es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Dämpfungselement entsprechend der Erfindung in der Ruhelage, das heißt vor dem Einbau, und

Fig. 2 eine Ansicht analog der Fig. 1 des Dämpfungselementes in eingebautem Zustand unter statischer Belastung.

In der Zeichnung ist mit 10 ein rohrförmiger metallischer Stützkörper bezeichnet, der mit einer Vielzahl seitlicher durchbohrter Lappen, einer davon mit 12 bezeichnet, versehen ist, um den Stützkörper 10 an einer Tragkonstruktion befestigen zu können. Der Stützkörper 10 ist an einem Ende mit einer starren Querwand 14 als Bodenplatte versehen, die durch einen umgebördelten Rand am Ende des Stützkörpers 10 gegen eine an der Innenwand des Stützkörpers 10 anliegende Büchse 16 gepreßt ist·

Am anderen Ende des rohrförmigen Stützkörpers 10 ist an einer nach innen abgeschrägten ringförmigen Fläche 18 die Außenfläche eines ringförmigen Elementes 20 aus synthetischem Kautschuk befestigt, das im wesentlichen die Form einer Glocke hat. Die innere Fläche des ringförmigen Elements 20 ist an einem kegelstumpfförmigen Mittelteil 22 eines metallischen Anschlußteiles 24 befestigt, das koaxial zum Stützkörper 10 angeordnet ist. . Das Anschlußteil 24 ist mit einer axialen Bohrung 26 versehen, welche einen mit 28 bezeichneten metallischen Schaft aufnimmt. Der Schaft 28 hat an einem Ende ein Gewinde 30, das eine Mutter 32 trägt, die in einer Aus- _ς sparung 34 am Ende des Anschlußteiles 24 sitzt, und das aus dem Anschlußteil 24 nach außen vorsteht, um die Befestigung des Anschlußteiles 24 an einem nicht dargestellten schwingenden Körper zu ermöglichen. Der Schaft 28 erstreckt sich mit seinem gegenüberliegenden Ende ins Innere des Stützkörpers 10 und hat an diesem Ende einen Kopf 36, der in einer axialen Aus- · sparung 38 eines querliegenden Tellers 40 liegt. Der querliegende Teller 40 hat auf der dem Anschlußteil 24 zugekehrten Seite die Form eines Kgelstumpfs 42, an dessen kleinerer Querschnittsfläche die größere Querschnittsfläche eines auf dem Schaft 28 befestigten rohrförmigen Distanzstücks 44 mit kegelstumpfähnlicher Außenfläche anliegt. Die kleinere Querschnittsfläche des Distanzstückes 44 liegt am unteren Ende des Anschlußteiles 24 an.

An der Außenfläche des Distanzstückes 44 ist eine ringförmige Membran 46 aus synthetischem Kautschuk koaxial mit dem rohrförmigen Stützkörper 10 und in axialem Abstand vom ringförmigen Element 20 aus synthetischem

Kautschuk befestigt. Die Außenfläche der ringförmigen Membran 46 ist an einem Metallring 48 befestigt, der an der Innenwand des Stützkörpers 10 anliegt und axial zwischen der Büchse 16 und einer ringförmigen Innenschulter 50 des Stützkörpers 10 gehalten ist. Die ringförmige Membran 46 bildet zusammen mit der Bodenplatte 14 im Innern des rohrförmigen Stützkörpers 10 eine geschlossene Kammer 52, die vollständig mit einer Dämpfungsflüssigkeit hoher Viskosität gefüllt ist und in die der querliegende Teller 40 eintaucht.

Die in Fig..1 gezeigte Form des Dämpfungselements entspricht seiner Ruhelage ohne Verformung, d. h. dem Zustand vor dem Einbau des Elements. In diesem Zustand bildet die ringförmige Membran 46 einen dem Innern der Kammer 52 zugekehrten umlaufenden Hohlraum 46a. Die in Fig. 2 gezeigte Form des Elements entspricht seinem Betrieb in einem Fall, bei dem der Stützkörper 10 an einer Tragkonstruktion und das Anschlußteil 24 an einem schwingenden Körper befestigt ist. Durch das elastische Nachgeben des ringförmigen Elements 20 und das axiale Absenken des Schafts 28 wird die Membran 46 veranlaßt, eine im wesentlichen abgeflachte Form anzunehmen.

Bei der Montage des Dämpfungselements ist zuerst eine Verformung des ringförmigen Elements 20 aus der in Fig. gezeigten Ruhestellung in die in Fig. 2 gezeigte unter statischer Belastung verformte Stellung vorgesehen, wozu eine externe, in der Zeichnung nicht dargestellte Montagevorrichtung verwendet wird und das Anschlußteil 24, das Distanzstück 44 und/der querliegende Teller 40 mittels des Gewindes 30 und der Mutter 32 axial verspannt werden.

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Anschließend wird die Kammer 52 vollständig mit der Dämpfungsflüssigkeit gefüllt und durch Aufsetzen und Befestigung der Querwand 14 mittels Bördelung dicht verschlossen. Wird die Montagevorrichtung gelöst, nimmt das ringförmige Element 20 seine nicht verformte Ausgangsstellung wieder ein und zieht den inneren Teil der ringförmigen Membran 46 mit sich. Nach erfolgter Freigabe hat das Element die in Fig. 1 gezeigte Form. Sobald das Element unter Einsatzbedingungen belastet wird, nimmt es wieder die Form entsprechend Fig. 2 an, die auch mit der Montagevorrichtung erreicht wurde.

Im Einsatz ist das Dämpfungselement in der Lage, eine starke dämpfende Wirkung bei Schwingungen größerer Amplitude und eine stark reduzierte dämpfende Wirkung bei Schwingungen kleiner Amplitude auszuüben..Im ersten Fall bewirkt nämlich die elastische Verformung des ringförmigen Elements 20 eine Volumenänderung der Kammer 52, die anfänglich durch die elastische Verformung der ringförmigen Membran 46 aufgenommen wird. Anschließend verhält sich die Membran 46 wie ein starres Element, und eine weitere Belastung bewirkt nur ein Überfließen der Dämpfungsflüssigkeit vom einen zum anderen Teil der Kammer 52 beidseits des Tellers 40 durch die ringförmige Passage zwischen der Randfläche des Tellers 40 und der Innenwand des Stützkörpers 10, wodurch eine Viskositätsdämpfung erreicht wird.

Andererseits tritt bei kleineren Schwingungsamplituden, bei welchen die Volumenänderungen der Kammer 52 vollständig von den elastischen Verformungen der ringförmigen Membran 46 aufgenommen werden, kein nennenswertes überfließen der Dämpfungsflüssigkeit zwischen den beiden Teilen der Kammer 52 auf, so daß auch keine Viskositätsdämpfung stattfindet.

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- fr-Natürlich ist es möglich, den erreichbaren Wert der Viskositätsdämpfung zu variieren, indem das Größenverhältnis des querliegenden Tellers 40 bezüglich der Kammer 52 geändert wird.

Aus der Tatsache, daß die Dämpfungsflüssigkeit nicht in Berührung steht mit dem ringförmigen Element 20 und somit dessen Festigkeit nicht infolge des sich im Innern der Kammer 52 aufbauenden Drucks erhöht, ergibt sich ein von den dynamischen Druckschwankungen im Innern der Kammer 52 unabhängiges dynamisches Verhalten des ringförmigen Elements 20, so daß die dynamische Reaktion und damit die Übertragbarkeit der Schwingungen durch das ringförmige Element 20, insbesondere bei höheren Frequenzen, reduziert wird. Da es außerdem nicht erforderlich ist, daß das ringförmige Element 20 flüssigkeitsdicht ist, kann es in beliebiger Form ausgeführt und außerdem mit Öffnungen je nach den Erfordernissen der Verwendung des Dämpfungselements versehen sein.

Claims

Ansprüche:

1.)Dämpfungselement für die Aufhängung eines schwingen- ^ den Körpers an einer Tragkonstruktion, bestehend aus einem rohrförmigen Stützkörper (10), der zur Befestigung an der Tragkonstruktion eingerichtet ist, einem Anschlußteil (24), das zur Befestigung an dem schwingenden Körper eingerichtet und koaxial an ein Ende des rohrförmigen Stützkörpers (10) mittels eines ringförmigen Elementes (20) aus synthetischem Kautschuk angeschlossen ist, dessen Außenfläche am rohrförmigen Stützkörper (10) und dessen Innenfläche am Anschlußteil (24) befestigt ist, und aus einem strömungsdynamischen Dämpfer für die Schwingungen des Anschlußteiles (24) gegenüber dem rohrförmigen Stützkörper (10), gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) der rohrförmige Stützkörper (10) ist an seinem dem Anschlußteil (24) gegenüberliegenden Ende mit einer starren Querwand (14) versehen,

b) das Anschlußteil (24) ist mit einem Schaft (28) versehen, der koaxial im rohrförmigen Stützkörper (20) angeordnet und an seinem unteren Ende (36) mit einem querliegenden Teller (40) versehen ist,

c) zwischen dem Anschlußteil (24) und dem querliegenden Teller (40) ist koaxial zum rohrförmigen Stützkörper (10) und axial im Abstand von dem ringförmigen Element (20) eine ringförmige Membran (46) aus synthetischem Kautschuk angeordnet, deren Innenfläche am Schaft (28) des Anschlußteiles (24) und deren Außenfläche am rohrförmigen Stützkörper (10) befestigt ist und die zusammen mit der Querwand (14) des rohrförmigen Stützkörpers (10) eine in dessen Innenraum liegende

Kammer (52) bildet, die mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist, in die der querliegende Teller (40) eintaucht.

2. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (46) in ihrer nicht verformten Ruhestellung einen der Kammer (52) zugekehrten umlaufenden Hohlraum (46a) bildet.

3. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (28) ein Gewinde (30) aufweist, das aus dem Dämpfungselement herausragt und zur Be-^V festigung des Anschlußteiles (24) an einem schwingenden Körper verwendbar ist.

4. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-' net, daß am Schaft (28) ein rohrförmiges Distanzstück (44) mit eitler kegelstumpf förmigen Außenfläche angebracht, ist, an welcher die Innenfläche der ringförmigen Membran (46) befestigt ist, wobei die größere Querschnittsfläche des Distanzstückes (44) an dem querliegenden Teller C40) und die kleinere"Querschnittsfläche des Distanzstückes (44) an dem Anschlußteil (24)

anliegt. /