DE3619850A1 - Schwingungsdaempfer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer zur elastischen Lagerung oder Aufhängung von Kraftfahrzeug-Motorteilen, Getrieben oder Maschinenteilen, bestehend aus einem Gummi-Metall-Element mit einem zwi­ schen ballig geformten Metallscheiben eingesetzten Gummiteil.

Bekannt ist ein solches Gummimetallbauteil aus der DE-OS 23 39 189. Hier­ bei sind zwei Metallteile mit einem dazwischen angeordneten pilzförmigen Gummikörper mit diesem festhaftend verbunden. Die an den Gummikörper an­ grenzenden Flächen der Metallteile sind ballig gestaltet. Es soll hier­ durch die Wechselfestigkeit an den Haftflächen zwischen Metall und Gummi erhöht werden. Es handelt sich bei diesem Bauteil um eine als Schwingme­ tall bekannte Gummifeder mit annähernd linearem Kennlinienverlauf des Fe­ derweges.

Bei bisher verwendeten Flachscheiben als Wegbegrenzung für Schwingungs­ dämpfer mit dazwischen eingesetztem Gummikörper steigt entsprechend der Federkennlinie des Gummikörpers die Kraftlinie an, bis die Scheibe zur Anlage kommt. Danach erfolgt ein sprunghafter Anstieg der Kraft über einen minimalen Verformungsweg. Trotz der Elastizität des Gummikörpers wird dieser sprunghafte Anstieg der Kraft als harter Anschlag empfunden. Dieser Effekt tritt bei stärkeren Schwingungen, etwa beim Fahren in un­ ebenem Gelände, auf und führt bei angrenzenden Bauteilen oft zu Dauer­ brüchen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsdämpfer der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß der lineare Anstieg der Federkennlinie verkürzt wird und eine früher beginnende Progression über einen längeren Verformungsweg bei gleicher Endbelastung und glei­ chem Gesamtverformungsweg erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die gewählte Formgebung der Anschlagscheiben wird insgesamt eine weichere Dämpfung erzielt, weil beim Einfedern des zu lagernden Teils zunächst die aus der Ebene der Formscheiben vorstehenden Auswölbungen sich in die obere Fläche des Gummiteils eindrücken, bevor die restliche Fläche des Gummiteils mit der Formscheibe in Berührung kommt. Der gleiche Effekt tritt auf der unteren Fläche des Gummiteils beim Entlasten oder Zurückfedern des zu lagernden Teils ein. Insofern kann die untere Form­ scheibe als Rückfederungsanschlag bezeichnet werden.

Weiterhin sind bei gleichen Schwingungsdämpfern und gleichen Endbe­ lastungswerten verschiedene Schwingungswege oder Verformungswege möglich, wobei die weiche Dämpfungscharakteristik erhalten bleibt.

Dadurch, daß das ringförmige Gummiteil an seinem äußeren Umfang von einem Auflagerflansch umfaßt ist, dessen radial nach außen abgebo­ gener oberer Rand auf einem fahrzeugfest oder stationär angeordneten Lagerhalter aufsitzt, wird das Gummiteil beim Durchfedern des ela­ stisch zu lagernden Teils zusätzlich auf Parallelschub beansprucht, was einen größeren Federweg als bei reiner Druckbeanspruchung mit sich bringt. Durch die Überlagerung von axial wirkenden Druckkräften beim Ein- und Zurückfedern und von Parallelschubkräften infolge der Relativbewegung des randseitig aufsitzenden Auflagerflansches zur ein- und zurückfedernden konusförmigen Hülse wird eine Federkenn­ linie des Schwingungsdämpfers erzielt, bei der im Vergleich zu reinen Gummifedern und Schwingmetallen der lineare Anstieg der Kraft in eine früher beginnende Progression übergeht, ohne daß es zu einem sprung­ haften Anstieg der Kraft bei einem bestimmten Grenz-Federweg führt.

Von besonderem Vorteil für eine kostengünstige Fertigung ist die Aus­ bildung der Formscheibe als Prägeteil mit konstanter Materialstärke, wobei die Auswölbungen an der einen Seite des Gummiteils konvex und an der gegenüberliegenden Seite konkav dem Gummiteil gegenüberliegen. Zweckmäßigerweise ist die obere als auch die untere Formscheibe je­ weils mit nach unten gerichteten Auswölbungen verspannt.

Eine zusätzliche Beeinflussung der Federkennlinie im Sinne früher be­ ginnender Progression läßt sich dadurch erreichen, daß in den Flächen­ bereichen des Gummiteils, die mit den Auswölbungen in Berührung kommen, stärkere Gummianhäufung vorhanden ist, so daß mehr Material und weniger Dehnbehinderung beim Einpressen der Auswölbungen in den Gummi bzw. des Gummis in die Auswölbungen vorhanden ist.

Eine Vergrößerung des Federwegs der Formscheibe bei gleichem Gummiteil und gleicher Endbelastung läßt sich dadurch erzielen, daß eine die sickenförmige Auswölbung radial außen umgebende, ebene Kreisringfläche der Formscheibe aus einer Ebene, die zu der von der Auswölbung ein­ geschlossenen Kreisfläche parallel abgesetzt verläuft, in die Ebene der eingeschlossenen Kreisfläche verlegt ausläuft.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 5 und 6.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; hierin zeigt

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine Anordnung eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers, abgestützt auf einem fahrzeugfesten oder stationären Lager­ halter;

Fig. 2 eine grafische Darstellung des Festigkeitsverlaufs (Federkennlinie) einer normalen Gummifeder bzw. eines Schwingmetalls;

Fig. 3 eine grafische Darstellung des Festigkeitsverlaufs (Federkennlinie) des erfindungsgemäßen Schwingungs­ dämpfers, abgestützt auf einem Lagerhalter.

Wie Fig. 1 zeigt, besteht der Schwingungsdämpfer im wesentlichen aus einem ringförmigen Gummiteil 2, zwei Formscheiben 1 aus Metall und einem Auflagerflansch 11. Die Formscheiben 1 sind durch eine konusförmige Hülse 9 auf Abstand gehalten und mittels einer Schraub­ bolzenverbindung 10 gegeneinander verspannt. Die Hülse 9 liegt hierbei mit ihrem unteren Ende am Umfang des Schraubbolzens an und erweitert sich in ihrem Innendurchmesser von unten nach oben. Mit der oberen Formscheibe 1 ist über eine Unterlegscheibe 5 und eine Schraubmutter 4 eine Platte 15 des elastisch zu lagernden oder auf­ zuhängenden Maschinenteils am Schraubbolzen 10 fest verbunden. Die Formscheiben 1, Hülse 9, Schraubbolzenverbindung 10 und Platte 15 bilden das Federsystem des Schwingungsdämpfers, dessen Schwingungen abgefangen werden sollen.

Um das Federungsverhalten weicher zu gestalten, weisen die am Gummi­ teil 2 angrenzenden Formscheiben 1 jeweils eine kreisringförmige, aus der Ebene der Formscheibe vorstehende sickenförmige Auswölbung 7 bzw. 8 auf, wobei die Auswölbung 7 der oberen Formscheibe sich beim Einfedern des zu lagernden Teils in die Oberseite des Gummiteils 2 einpreßt. Die untere Formscheibe ist in bezug auf die obere Formschei­ be so verspannt, daß auch ihre Auswölbung 8 wie die der oberen Form­ scheibe nach unten gerichtet ist. Dadurch preßt sich beim Entlasten oder Zurückfedern das Gummiteil 2 mit seiner Unterseite in die Auswölbung 8 der unteren Formscheibe ein.

An seinem äußeren Umfang wird das Gummiteil 2 von dem ringförmigen Auflagerflansch 11 umfaßt. Dieser hat im Querschnitt etwa die Form eines unten offenen Tellers. Mit seinem oberen radial nach außen abgebogenen Rand 12 sitzt er auf der oberen Fläche eines fahrzeug­ festen oder stationären Lagerhalters 6 auf, der zur Aufnahme des Schwingungsdämpfers eine entsprechend große Öffnung aufweist. Der obere Rand 12 des Auflagerflansches 11 geht dabei in eine etwa parallel zur Konusform der Hülse 9 schräg nach innen und unten verlaufende Fläche über, die am unteren Rand wieder radial nach außen abgebogen ist.

Um dem Schwingungsdämpfer im Zusammenwirken zwischen den Formschei­ ben und dem Gummiteil zusätzliche Elastizität zu verleihen, ist in Flächenbereichen 13, 14 des Gummiteils 2, die mit den Auswöl­ bungen 7, 8 wechselweise in Berührung kommen, eine stärkere Gummi­ anhäufung vorhanden, indem im oberen Flächenbereich 13 die Ober­ fläche des Gummiteils 2 zwischen der Hülse 9 und dem inneren Rand der Auswölbung 7 einlaufend geformt ist und im unteren Flä­ chenbereich 14 des Gummiteils oberhalb der Auswölbung 8 mehr Gummi nach unten vorsteht.

Durch das Aufsitzen des Auflagerflansches 11 am systemfesten La­ gerhalter 6 wird beim Auftreten von Schwingungen das Gummiteil 2 in wechselnder Richtung wirkenden Parallelschub- und Druckkräften ausgesetzt. Es stellt sich eine Federkennlinie nach Fig. 3 ein, wohin­ gegen Fig. 2 die Federkennlinie einer normalen Gummifeder bzw. eines Schwingmetalls darstellt.

Claims (9)

1. Schwingungsdämpfer zur elastischen Lagerung oder Aufhängung von Kraftfahrzeug-Motorteilen, Getrieben oder Maschinenteilen, be­ stehend aus einem Gummi-Metall-Element mit einem zwischen ballig geformten Metallscheiben eingesetzten Gummiteil, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die am Gummiteil (2) angrenzenden Formscheiben (1) aus Metall jeweils eine kreisringförmige, aus ihrer Ebene vorstehende sickenförmige Auswölbung (7, 8) aufweisen, die sich beim Einfedern des zu lagernden Teils in das Gummiteil (2) ein­ pressen und in die sich bei Entlastung oder Rückfederung das Gum­ miteil (2) einpreßt, und daß die Formscheiben (1) durch eine konusförmige Hülse (9) auf Abstand gehalten und mittels einer Schraubbolzenverbindung (10) gegeneinander verspannt sind.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Gummiteil (2) an seinem äußeren Umfang von einem Auflagerflansch (11) umfaßt ist, der im Querschnitt etwa die Form eines unten offenen Tellers hat und dessen radial nach außen abgebogener oberer Rand (12) auf der oberen Fläche eines fahrzeugfesten oder stationären Lagerhalters (6) aufsitzt.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere als auch die untere Formscheibe (1) jeweils mit nach unten gerichteten Auswölbungen (7, 8) verspannt ist.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Flächenbereichen (13, 14) des Gummiteils (2), die mit den Auswölbungen (7, 8) in Berührung kommen, stär­ kere Gummianhäufung vorhanden ist.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Flächenbereich (13) die 0berfläche des Gum­ miteils (2) zwischen der sich nach oben erweiternden konus­ förmigen Hülse (9) und dem inneren Rand der Auswölbung (7) einlaufend geformt ist.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radial nach außen abgebogene obere Rand (12) des Auflagerflansches (11) in eine etwa parallel zur Konusform der Hülse (9) schräg nach innen und unten verlaufende Flä­ che übergeht, die am unteren Rand radial nach außen abgebogen ist.

7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formscheiben (1) als Prägeteile mit konstanter Materialstärke ausgebildet sind.

8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummiteil (2) zwischen konusförmiger Hülse (9) und Auflagerflansch (11) einvulkanisiert ist.

9. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federweg der Formscheibe (1) bei gleicher End­ belastung umso größer wird, je mehr eine die sickenförmige Auswölbung (7, 8) radial außen umgebende, ebene Kreis­ ringfläche der Formscheibe aus einer Ebene, die zu der von der Auswölbung (7, 8) eingeschlossenen Kreisfläche pa­ rallel abgesetzt verläuft, in die Ebene der eingeschlosse­ nen Kreisfläche verlegt ausläuft.