DE3128340C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein schwingungsdämpfendes Verbin­ dungsstück gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Verbindungsstück wird vornehmlich zur Verbindung von Bauteilen eines Kraftfahrzeuges und hier insbesondere zur Befestigung eines Trägers für einen Luftfilter einer Brennkraftmaschine an einem Karosserie­ teil des Kraftfahrzeugs verwendet.

Schwingungsdämpfende Verbindungsstücke der obengenannten Gattung umfassen herkömmlicherweise einen zylindrischen schwingungsdämpfenden Block aus elastischem Material, der mit einer umlaufenden Nut in einer Bohrung in einer Wand eines der zu verbindenden Bauteile befestigt ist. Der schwingungsdämpfende Block ist mit Hilfe starrer Befestigungselemente in der Weise an dem anderen der zu verbindenden Bauteile befestigt, daß Teile der starren Befestigungselemente an einer Stirnfläche des zylindrischen Blockes anliegen und diesen mit seiner anderen Stirnfläche gegen eine Wand des anderen Bauteils andrücken.

Ein derartiges herkömmliches Verbindungsstück ist in Fig. 2 und 3 der Zeichnung dargestellt. Dieses Verbin­ dungsstück hat den Nachteil, daß das elastische Material des schwingungsdämpfenden Blockes einen verhältnismäßig großen Elastizitätsmodul besitzen muß, also verhältnis­ mäßig steif sein muß, damit es fest in der Bohrung des ersten der zu verbindenden Bauteile sitzt. Durch die ver­ hältnismäßig große Steifheit des schwingungsdämpfenden Blockes sind jedoch seine schwingungsdämpfenden Eigen­ schaften beeinträchtigt.

Aus der DE-PS 22 32 102 und der CH-PS 4 65 336 sind schwin­ gungsdämpfende Verbindungsstücke bekannt, die sandwichartig zwischen den zu verbindenden Bauteilen angeordnet sind und die durch mehrere hintereinanderliegende, durch Metallplat­ ten voneinander getrennte gummielastische Blöcke mit unter­ schiedlichen Elastizitätsmoduln gebildet werden. Bei diesen Verbindungsstücken weist jeweils der gummielastische Block mit dem kleineren Elastizitätsmodul einen größeren Quer­ schnitt auf, so daß der auf diesen Block einwirkende Zug oder Druck entsprechend dem kleineren Elastizitätsmodul vermindert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die schwingungs­ dämpfenden Eigenschaften eines Verbindungsstückes der ein­ gangs genannten Gattung zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in Patentan­ spruch 1 angegeben.

Erfindungsgemäß wird der gummielastische Block durch zwei elastische Körper mit verschiedenen Elastizitätsmoduln gebildet. Die umlaufende Nut zur Befestigung des gummi­ elastischen Blockes an einem der zu verbindenden Bauteile ist in dem Körper mit dem größeren Elastizitätsmodul ausgebildet, so daß ein fester Sitz des Verbindungsstückes in der Bohrung des betreffenden Bauteils gewährleistet ist. Die beiden elastischen Körper weisen auf ihrer gesamten Länge den gleichen Querschnitt auf und arbeiten daher auf­ grund des Unterschieds der Elastizitätsmoduln auf ver­ schiedenen Bereichen ihrer progressiven Arbeitscharakteristik. Hierdurch wird trotz des verhältnismäßig einfachen Aufbaus des Verbindungsstücks eine Verbesserung der schwingungs­ dämpfenden Eigenschaften erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Er­ findung und ihre Vorteile gegenüber herkömmlichen schwingungsdämpfenden Verbindungsstücken anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Explosionsdarstellung der Befestigung eines Luftfilters in einem Kraftfahrzeug mit herkömm­ lichen schwingungsdämpfenden Ver­ bindungsstücken.

Fig. 2 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines schwingungs­ dämpfenden Blocks eines der in Fig. 1 dargestellten Verbindungs­ stücke.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eines der in Fig. 1 dargestellten her­ kömmlichen Verbindungsstücke.

Fig. 4 ist einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines geschichteten Schwingungs­ dämpfers des in Fig. 4 darge­ stellten Verbindungsstücks.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung eines geschichteten Schwingungs­ dämpfers des in Fig. 6 darge­ stellten Verbindungsstücks.

Der Motorraum eines Fahrzeugs mit vorn liegendem Motor, beispielsweise eines frontgetriebenen Kraftfahrzeugs, ist zu beiden Seiten durch je ein Karosserieteil begrenzt, das eine Falzleiste für die Motorhaube trägt. Ein derartiges Karosserieteil ist in Fig. 1 teilweise dargestellt und mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Zwei mit Bohrungen 3 ver­ sehene Haltebleche 2 ragen von einer Innenfläche des Karosserieteils 1 aus in den Motorraum.

Ein Luftfilter 4 einer in dem Motorraum angebrachten Brenn­ kraftmaschine ist auf einem Träger 5 befestigt, der seiner­ seits den Bohrungen 3 der Haltebleche 2 entsprechende Bohrungen 6 aufweist. Der Träger 5 für den Luftfilter 4 ist mit einer geeigneten Anzahl herkömmlicher schwingungs­ dämpfender Verbindungsstücke 7 an den Halteblechen 2 be­ festigt. Jedes der schwingungsdämpfenden Verbindungsstücke 7 umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen einheitlichen schwingungsdämpfenden Block 8, der in vergrößertem Maßstab in Fig. 2 dargestellt ist.

Wie in Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, weist der schwingungs­ dämpfende Block 8 eine Axialbohrung 9 auf, die mit einer zylindrischen Hülse 11 ausgekleidet ist. Ferner besitzt der Block 8 auf seinem Umfang eine umlaufende Nut 10.

Der schwingungsdämpfende Block 8 mit der Hülse 11 ist der­ art in einer der Bohrungen 3 eines der an dem Karosserieteil 1 befestigten Haltebleche 2 befestigt, daß der Rand der Bohrung 3 in die umlaufende Nut 10 eingreift. Des weiteren ist der schwingungsdämpfende Block 8 mit Hilfe eines Bolzens 12 und eines Gewinderinges 13 an dem Träger 5 für den Luft­ filter 4 befestigt. Der Bolzen 12 ist von der äußeren oder oberen Seite des Trägers 5 her axial durch die Hülse 11 ge­ steckt und weist ein mit Gewinde versehenes unteres Ende auf, das axial über das untere Ende der Hülse 11 vorsteht. Der Gewindering 13 ist auf das vorstehende Ende des Bolzens 12 aufgeschraubt und drückt gegen eine Stirnfläche des schwingungsdämpfenden Blocks 8. Die andere Stirnfläche des schwingungsdämpfenden Blocks 8 liegt an der unteren oder inneren Seite des Trägers 5 an, und der schwingungsdämpfende Block 8 ist damit fest zwischen dem Gewindering 13 und der Unterseite des Trägers 5 eingespannt. Zwischen der Ober­ fläche des Trägers 5 für den Luftfilter und einem Kopf des Bolzens 12 ist eine Unterlegscheibe 14 eingefügt. Mit Hilfe schwingungsdämpfender Verbindungsstücke der oben be­ schriebenen Art ist der Träger 5 für den Luftfilter 4 elastisch mit den Halteblechen 2 an dem Karosserieteil 1 verbunden.

Bei der zuvor beschriebenen Befestigungsvorrichtung für den Luftfilter 4 kommt es wesentlich darauf an, daß die Blöcke 8 eines jeden schwingungsdämpfenden Verbindungsstücks 7 sicher in den Bohrungen 3 der Haltebleche 2 sitzen. Daher wird für die schwingungsdämpfenden Blöcke 8 ein elastisches Material gewählt, das einen verhältnismäßig großen Elastizitätsmodul besitzt, damit sich die Blöcke 8 nicht zu leicht aus den Bohrungen 3 lösen. Dies hat jedoch zur Folge, daß die Motor­ vibrationen durch die Blöcke 8 nicht in ausreichender Weise gedämpft werden. Bei der in Fig. 1 dargestellten Halterung für den Luftfilter werden daher die von der Brennkraftmaschine erzeugten Vibrationen zu einem nicht unwesentlichen Anteil über das Karosserieteil 1, die Haltebleche 2, die schwingungs­ dämpfenden Verbindungsstücke 7 und den Träger 5 auf den Luft­ filter 4 übertragen und in diesem verstärkt. Die verstärkten Schwingungen werden durch die obengenannten Bauteile in um­ gekehrter Reihenfolge auf das Karosserieteil 1 und weiter auf ein nicht gezeigtes Armaturenbrett des Fahrzeugs übertragen.

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Steigerung der schwingungsdämpfenden Wirkung von Verbindungsstücken gerichtet, die beispielsweise zur Befestigung eines Luftfilters einer Brennkraftmaschine an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs dienen.

In Fig. 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines schwingungsdämpfenden Verbindungsstücks gemäß der vor­ liegenden Erfindung dargestellt, das zwei starre, wenigstens mit Teilen parallel zueinander angeordnete Bauteile mitein­ ander verbindet. Das erste der starren Bauteile ist mit der Bezugsziffer 20 bezeichnet und weist eine kreisförmige Öffnung 21 auf. Das zweite der starren Bauteile ist mit der Bezugsziffer 22 bezeichnet und besitzt eine kreisförmige Öffnung 23, deren Durchmesser geringer als der Durchmesser der Öffnung 21 ist und deren Mittelachse mit der Mittel­ achse der Öffnung 21 übereinstimmt. Die einander zuge­ wandten Oberflächen der Bauteile 20, 22 werden im folgenden als Innenflächen und die voneinander abgewandten Oberflächen als Außenflächen der Bauteile 20 bzw. 22 bezeichnet. Das erste starre Bauteil 20 kann als Entsprechung zu einem der Haltebleche 2 und das zweite starre Bauteil 22 als Ent­ sprechung zu dem Träger 5 der in Fig. 1 dargestellten Vor­ richtung zur Befestigung des Luftfilters 4 betrachtet werden.

Das erfindungsgemäße schwingungsdämpfende Verbindungsstück, durch das das erste und das zweite Bauteil 20, 22 miteinander verbunden sind, umfaßt einen geschichteten Schwingungsdämpfer 24, der deutlicher in Fig. 5 dargestellt ist.

Wie sowohl in Fig. 5 als auch in Fig. 4 zu erkennen ist, ist der Schwingungsdämpfer 24, der insgesamt eine im wesentlichen zylindrische Form besitzt, aus einem im wesentlichen zylindrischen ersten elastischen Körper 25, einem scheiben­ förmigen zweiten elastischen Körper 26 und einem ebenfalls scheibenförmigen dritten elastischen Körper 27 aufgebaut. Der erste elastische Körper 25 weist eine axiale Bohrung und eine umlaufende Nut 28 in seiner Außenwand auf. Der zweite und der dritte elastische Körper 26, 27 sind beispielsweise mit Hilfe eines Klebers an den gegenüberliegenden Stirn­ flächen des ersten elastischen Körpers 25 befestigt und weisen je eine mit der Bohrung des ersten der elastischen Körper 25 fluchtende axiale Bohrung auf. Die miteinander fluchtenden Bohrungen in den elastischen Körpern 25, 26, 27 bilden zusammen eine durchgehende Axialbohrung 29 in dem Schwingungsdämpfer 24. Der erste elastische Körper 25 ist beispielsweise aus Gummi gefertigt und besitzt einen ver­ hältnismäßig großen Elastizitätsmodul und eine entsprechend große Steifheit oder Formstabilität. Der zweite und der dritte elastische Körper 26, 27 sind beispielsweise aus schwammförmigem Material gefertigt und besitzen geringere Elastizitätsmoduln als der erste elastische Körper 25.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist der geschichtete Schwingungs­ dämpfer 24 mit der umlaufenden Nut 28 des ersten elastischen Körpers 25 in die Öffnung 21 des ersten starren Bauteils 20 eingepaßt. Der verhältnismäßig große Elastizitätsmodul bzw. die ent­ sprechende Steifheit des ersten elastischen Körpers 25 ge­ währleistet, daß der Schwingungsdämpfer 24 hinreichend fest an dem ersten starren Bauteil 20 befestigt ist.

In die Axialbohrung 20 des Schwingungsdämpfers 24 ist eine starre rohrförmige Hülse 30 eingeführt und dort beispiels­ weise durch Verkleben mit der Innenfläche des Schwingungs­ dämpfers 24 befestigt. Die gegenüberliegenden Enden der Hülse 30 schließen bündig mit den jeweiligen Außenflächen des zweiten bzw. dritten elastischen Körpers 26, 27 ab.

Das erfindungsgemäße schwingungsdämpfende Verbindungsstück umfaßt ferner starre Befestigungselemente, die an einer Stirn­ fläche des Schwingungsdämpfers 24 bzw. an der Außenfläche des zweiten starren Bauteils 22 anliegen und den Schwingungs­ dämpfer 24 mit seiner anderen Stirnfläche gegen die Innen­ fläche des starren Bauteils 22 anpressen.

Gemäß Fig. 4 handelt es sich bei diesen Befestigungselementen um einen Bolzen 31, einen Gewindering 32 und eine Unterleg­ scheibe 33. Der Bolzen 31 besitzt einen Kopf, der die Unter­ legscheibe 33 gegen die Außenfläche des starren Bauteils 22 andrückt, und einen axial durch die Hülse 30 verlaufenden Gewindeschaft, dessen freies Ende aus der Hülse 30 vorsteht. Der Gewindering 32 ist mit seinem Innengewinde auf das vor­ stehende Ende des Bolzens 31 aufgeschraubt und drückt gegen die äußere Stirnfläche des dritten elastischen Körpers 27. Hierdurch wird der zweite elastische Körper 26 fest gegen die Innenfläche des zweiten starren Bauteils 22 angedrückt. Be­ vorzugt ist der elastische Körper 26 mit seiner Stirnfläche an die Innenfläche des starren Bauteils 22 angeklebt. In entsprechender Weise ist der Gewindering 32 an die äußere Stirnfläche des dritten elastischen Körpers 27 angeklebt. In der oben beschriebenen Weise wird durch das erfindungsgemäße schwingungsdämpfende Verbindungsstück eine Verbindung zwischen dem ersten starren Bauteil 20 und dem zweiten starren Bauteil 22 hergestellt.

Eine typische Anwendung des oben beschriebenen schwingungs­ dämpfenden Verbindungsstücks ist die Befestigung eines Luft­ filters einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug. Da­ bei wird das erste starre Bauteil 20 beispielsweise durch eines der gemäß Fig. 1 an dem Karosserieteil 1 befestigten Haltebleche 2 gebildet, während das zweite starre Bauteil 22 durch den Träger 5 für den Luftfilter 4 gebildet wird. In diesem Fall verursachen die beim Betrieb der Brennkraft­ maschine durch das Karosserieteil 1 auf das erste starre Bau­ teil 20 übertragenen Schwingungen eine Verformung des ersten elastischen Körpers 25. Hierdurch werden die Schwingungen teilweise gedämpft. Soweit die Schwingungen nicht durch den ersten elastischen Körper 25 gedämpft werden, werden sie auf den zweiten und auf den dritten elastischen Körper 26, 27 des Schwingungsdämpfers übertragen. Die elastischen Körper 26, 27 sind aufgrund ihrer geringeren Elastizitätsmoduln und ihrer ent­ sprechend geringeren Formstabilität leichter verformbar als der erste elastische Körper 25 und bewirken daher eine weit­ gehende Dämpfung der auf sie übertragenen Schwingungen. Auf diese Weise wird eine Übertragung der Schwingung von dem ersten starren Bauteil 20 auf das durch den Träger 5 für den Luftfilter gebildete zweite starre Bauteil 22 nahezu voll­ ständig verhindert.

In Fig. 6 und 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen schwingungsdämpfenden Verbindungsstücks dargestellt, das gegenüber dem in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel dahingehend vereinfacht ist, daß der hier mit 24′ bezeichnete Schwingungsdämpfer lediglich aus dem ersten elastischen Körper 25 und dem zweiten elastischen Körper 26 besteht, während der dritte elastische Körper 27 fehlt. Daher schließt die starre, in der Axialbohrung 29 des Schwingungsdämpfers 24 verlaufende Hülse 30 an einem Ende bündig mit der Stirnfläche des ersten elastischen Körpers 25 ab. Der Gewindering 32 liegt an dieser äußeren Stirnfläche des ersten elastischen Körpers 25 an und ist bevorzugt mit dem elastischen Körper 25 verklebt.

Wenn bei dem in dieser Weise aufgebauten schwingungsdämpfenden Verbindungsstück das erste starre Bauteil 20 beispielsweise durch eine Brennkraftmaschine zu Schwingungen angeregt wird, so werden diese Schwingungen wie bei dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel zunächst auf den elastischen Körper 25 übertragen und durch dessen elastische Verformung teilweise gedämpft. Die Schwingungen werden daher in abge­ schwächter Form auf den zweiten elastischen Körper 26 des Schwingungsdämpfers 24′ übertragen und aufgrund des geringeren Elastizitätsmoduls des elastischen Körpers 26 durch elastische Ver­ formung desselben weitgehend gedämpft. Gegenüber dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Schwingungsdämpfers 24 ist der in Fig. 6 und 7 dargestellte Schwingungsdämpfer 24′ eher zur Dämpfung von Schwingungen kleiner Frequenz geeignet.

Claims (3)

1. Schwingungsdämpfendes Verbindungsstück zur Verbindung eines ersten starren Bauteils, das einen Wandabschnitt mit einer Bohrung aufweist, mit einem Wandabschnitt eines zweiten starren Bauteils, das mit einer zu der Bohrung des ersten Bauteils koaxialen Bohrung versehen ist, welches Verbindungsstück ein schwingungsdämpfendes Element in Form eines gummielastischen Blockes, der mit einer in seiner äußeren Umfangsfläche umlaufenden Nut in der Bohrung des ersten starren Bauteils befestigt ist, sowie durch die Bohrung des zweiten starren Bauteils ver­ laufende starre Befestigungselemente umfaßt, die das zweite starre Bauteil und die von diesem abgewandte Stirnfläche des gummielastischen Blockes erfassen und die gegenüberliegende Stirnfläche des Blockes gegen die Wand des zweiten Bauteils andrücken, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gummielastische Block (24) durch zwei unmittelbar miteinander verbundene elastische Körper (25, 26) gebildet ist, die auf ihrer gesamten Länge einen übereinstimmenden Querschnitt aufweisen und sich in ihrem Elastizitätsmodul unterscheiden, daß die umlaufende Nut (28) in einem ersten der elastischen Körper (25) mit größerem Elastizitätsmodul gebildet ist und daß der zweite elastische Körper (26) zwischen dem zweiten Bauteil (22) und dem ersten elastischen Körper (25) angeordnet ist.

2. Schwingungsdämpfendes Verbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gummielastische Block (24) einen dritten elastischen Körper (27) aufweist, der auf der von dem zweiten elastischen Körper (26) ab­ gewandten Seite des ersten elastischen Körpers (25) liegt und dessen Elastizitätsmodul kleiner als der des ersten elastischen Körpers (25) ist.

3. Schwingungsdämpfendes Verbindungsstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elastische Körper (25) aus Gummi und der oder die weiteren elastischen Körper (26, 27) aus einem schwammförmigen Mate­ rial bestehen.