DE3723135A1 - Huelsenfeder mit fluessigkeitsfuellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfüllung und insbesondere auf eine verbesser­ te, Vibrationen dämpfende und absondernde Hülsenfeder für Kraftfahrzeuge, die mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllt ist und einen Viskositätswiderstand der Flüssigkeit, der bei Aufbringen von Scher- oder Schubspannungen auf die Flüs­ sigkeitsmassen auftritt, ausnutzt.

Es sind verschiedene federnde, Vibrationen dämpfende und absondernde oder isolierende Lagerungskonstruktionen bekannt, wie Karosserie-Querstrebenlagerungen, Druckstabpuffer, Zug­ stab-, Tragarmlagerungen und ein Rollen eines Motors verhin­ dernde Anschläge für Fahrzeuge mit Frontantrieb und Frontmo­ tor. Diese federnden Lagerungs- oder Dämpfungskonstruktio­ nen müssen wirksam eine Schwingungsenergie, wobei die Ein­ gangsvibrationsbelastung eine große Amplitude hat, z.B. bei einem plötzlichen Start des Fahrzeugs, bei einem abrupten Bremsen des Fahrzeugs oder während Rüttelbewegungen des Fahr­ zeugmotors erzeugte Vibrationen, absorbieren oder dämpfen. Ferner ist es für diese Konstruktionen erforder­ lich, kontinuierliche Resonanzschwingungen zu dämpfen, um eine durch sie hindurch übertragene Kraft zu vermindern. Des weiteren wird für diese Konstruktionen gefordert, hoch­ frequente Schwingungen, die eine vergleichsweise niedrige Amplitude haben und während eines Normalbetriebs des Motors oder auf Grund von Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche erzeugt werden, zu isolieren. Mit kurzen Worten gesagt, ist es für diese federnden Lagerungs- oder Dämpfungskonstruk­ tionen im allgemeinen erforderlich, daß sie eine hohe Dämp­ fungsfähigkeit für niederfrequente Schwingungen mit einer großen Amplitude und eine relativ niedrige dynamische Feder­ konstante für hochfrequente Schwingungen mit einer kleinen Amplitude liefern.

Üblicherweise verwendet eine federnde Lagerungs- oder Dämp­ fungskonstruktion (Hülsenfeder) einen Festkörper aus einem Gummi- oder Elastomermaterial. Demzufolge neigt eine federn­ de Konstruktion, die imstande ist, hohe Dämpfungskennwerte zu bieten, dazu, eine hohe dynamische Federkonstante für hochfrequente Schwingungen mit einer kleinen Amplitude aufzu­ weisen. Wenn dagegen eine federnde Konstruktion imstande ist, eine niedrige Federkonstante für hochfrequente Schwin­ gungen ohne eine Änderung der statischen Federkonstanten zu liefern, dann zeigt diese federnde Konstruktion notwen­ digerweise niedrige Dämpfungskennwerte. Deshalb ermöglicht allein die Auswahl eines geeigneten Gummimaterials nicht, daß solche federnden Konstruktionen zwei unterschiedliche Charakteristika liefern, d.h. eine hohe Dämpfungsfähigkeit für niederfrequente Schwingungen und eine hohe Fähigkeit zur Isolierung von hochfrequenten Schwingungen.

Im Hinblick auf die obigen Feststellungen und Nachteile wurden in jüngerer Zeit Hülsenfeder- oder Lagerungskonstruk­ tionen vorgeschlagen, für die die US-PS 36 42 268 und die US-PS 36 98 703 Beispiele zeigen. Diese Hülsenfedern haben zwei Flüssigkeitskammern, die mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt sind und miteinander durch eine zwischen ihnen befindliche Drosselöffnung in Verbindung stehen. Bei Aufbringen einer Vibrationsbelastung auf diese Hülsenfederkonstruktionen wird das Volumen der einen der beiden Flüssig­ keitskammern vermindert und das Fluid zwangsläufig zum Fließen durch die Drosselöffnung von der einen Flüssigkeitskammer zur anderen hin ge­ bracht. Bei dieser Art einer Hülsenfederkonstruktion können die eingetra­ genen niederfrequenten Schwingungen wirksam gedämpft werden, was auf der Trägheit und Resonanz der Fluidmasse in der Drosselöffnung, wenn das Fluid unter Zwang durch diese hindurchfließt, beruht. Der Frequenzbereich der zu dämpfenden Schwingungen kann durch geeignete Bemessung der Dros­ selöffnung ausgewählt werden.

Wenn die die beiden Flüssigkeitskammern einer Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfüllung der oben skizzierten Art verbinden­ de Drosselöffnung in bezug auf ihre Länge sowie ihre Quer­ schnittsfläche oder ihren Durchmesser so bemessen wird, daß sie ausgezeichnete Dämpfungskennwerte für niederfrequente Schwingungen bietet, dann wird folglich die Fähigkeit der Konstruktion zur Isolierung von Schwingungen für solche, die vergleichsweise hohe Frequenzen und niedrige Amplituden haben, herabgesetzt. Das bedeutet, daß die elastische Hülsen­ federkonstruktion zu steif ist, um wirksam hochfrequente Schwingungen zu isolieren oder abzusondern.

Insofern be­ steht die Notwendigkeit, eine Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfül­ lung zu entwickeln, die in ihrer Fähigkeit oder ihren Kenn­ werten für eine umfassende Schwingungsdämpfung sowie -abson­ derung zufriedenstellende, den Anforderungen entsprechende Ergebnisse bietet.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Prinzip der Erfindung gelöst, wonach eine Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfüllung umfaßt: (a) eine Innenhülse, (b) eine radial außerhalb und mit Ab­ stand zur lnnenhülse angeordnete Außenhülse, (c) ein allge­ mein ringförmiges zwischen die Innenhülse und die Außenhül­ se eingesetztes, die beiden Hülsenfedern verbindendes elasti­ sches Bauteil, das ein axial mittig gelegenes Teil mit einer allgemein ringförmigen Auskehlung, die an ihrer Außenumfangs­ fläche offen ist, aufweist, wobei die Außenhülse die ring­ förmige Auskehlung flüssigkeitsdicht abschließt und zusammen mit dem elastischen Bauteil eine allgemein ringförmige, mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllte Flüssigkeitskammer ab­ grenzt, und (d) ein Paar von Schergassen als zwei diametral zur Innenhülse in einer ersten Diametralrichtung, die zu einer zweiten Diametralrichtung, in der die Hülsenfeder eine Vibrationsbelastung aufnimmt, rechtwinklig ist, entgegenge­ setzt zueinander angeordnete Teile der ringförmigen Flüs­ sigkeitskammer bildende Einrichtungen. Hierbei erstreckt sich das Paar von Schergassen im wesentlichen in der zweiten Diametralrichtung. Ferner hat jede der Schergassen eine in der ersten Diametralrichtung gemessene Größe, die ausreichend klein bestimmt ist, so daß Massen der viskosen Flüssigkeit in den Schergassen imstande sind, einen Viskositätswider­ stand bei Aufbringen von auf der von der Hülsenfeder aufge­ nommenen Vibrationsbelastung beruhenden Scherspannungen auf die Massen zu liefern.

Bei der Hülsenfeder mit der oben angegebenen erfindungsgemä­ ßen Konstruktion können auf der Grundlage eines Viskositäts­ widerstands der viskosen Flüssigkeitsmassen in den Schergas­ sen, der bei Aufbringen von Scherspannungen auf diese Flüs­ sigkeitsmassen auf Grund der relativen Verlagerung der Innen- sowie Außenhülse in Erscheinung tritt, wirksam ge­ dämpft werden. Der durch den Viskositätswiderstand der vis­ kosen Flüssigkeit erzeugte Dämpfungseffekt ist im wesent­ lichen über den gesamten Frequenzbereich der eingeführten Schwingungen konsistent, d.h., die durch die erfindungsgemä­ ße Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfüllung übertragene Kraft ist ohne Rücksicht auf die Frequenz der eingeführten Schwin­ gungen unverändert. Somit ist die erfindungsgemäße Hülsenfe­ der in der Lage, ausgezeichnete Dämpfungskennwerte auch für die hochfrequenten Schwingungen zu bieten, was zu den verschie­ denen Bauarten von herkömmlichen Feder- oder Lagerungskon­ struktionen mit Flüssigkeitsfüllung gegensätzlich ist. Das ist ein bedeutungsvolles und wichtiges industrielles Merkmal der vorliegenden Erfindung.

Erfindungsgemäß hat jede der beiden Schergassen in einer zur Achse der Hülsenfeder und zur ersten Diametralrichtung parallelen Ebene einen im wesentlichen U-förmigen Quer­ schnitt, wobei die von den U-Schenkeln bestimmte Öffnung der Innenhülse zugewandt ist. Es wird bevorzugt, daß die Größe der beiden Schergassen - gemessen in der ersten Diame­ tralrichtung - im Bereich von 1-6 mm liegt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die vis­ kose Flüssigkeit aus einem Silikonöl. Der kinematische Vis­ kositätskoeffizient der viskosen Flüssigkeit beträgt wenig­ stens 1000 mm²/s, vorzugsweise wenigstens 10 000 mm²/s, und er liegt in besonders bevorzugter Weise innerhalb eines Be­ reichs zwischen 100 000 und 1 000 000 mm²/s.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die die Schergassen bildenden Einrichtungen die Außen­ hülse sowie einen von der Innenhülse radial in die allgemein ringförmige Flüssigkeitskammer hineinragenden Vorsprung um­ fassen, wobei in diesem Fall wenigstens ein Teil des radia­ len Vorsprungs, der unmittelbar einer Innenumfangsfläche der Außenhülse gegenüberliegt, bevorzugterweise aus einem Elastomermaterial gebildet wird.

In einer Ausbildung des oben herausgestellten erfindungs­ gemäßen Merkmals wirken die Außenhülse und der radiale Vor­ sprung miteinander zusammen, um ein Paar von zweiten Gassen oder Spalten als zwei diametral zur Innenhülse in der zwei­ ten Diametralrichtung entgegengesetzt zueinander ange­ ordnete Teile der allgemein ringförmigen Flüssigkeitskammer abzugrenzen. Jede dieser zweiten Gassen oder Spalten kann im wesentlichen in einer zur Achse der Hülsenfederrechtwink­ ligen Ebene einen bogenförmigen Querschnitt aufweisen. Be­ vorzugterweise liegt die Größe einer jeden der zweiten Gas­ sen - gemessen in der zweiten Diametralrichtung - im Bereich von 1-6 mm.

Gemäß einer anderen Ausbildung des obigen Merkmals der Er­ findung ist der radiale Vorsprung aus einem auf die Innen­ hülse gepaßten Metallring sowie einer diesen Metallring ab­ deckenden Gummischicht gebildet.

In einer weiteren Ausführungsform des gleichen erfindungs­ gemäßen Merkmals hat der radiale Vorsprung in einer zur Achse der Hülsenfeder rechtwinkligen Ebene einen im wesentli­ chen rechteckigen Querschnitt, wobei die beiden Schergassen teilweise von einem Paar von einander entgegengesetzten lan­ gen Seiten des im wesentlichen rechteckigen Querschnitts be­ grenzt sind.

Die obigen und weitere Ziele sowie die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungs­ form deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfüllung;

Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in der Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Baugruppe der Hülsen­ feder mit einer Innenhülse sowie einem an dieser durch Vulkanisieren fest angebrachten Gummiblock;

Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV-IV in der Fig. 3;

Fig. 5 ein Kurvenbild zu Betriebskennwerten der erfindungs­ gemäßen Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfüllung im Ver­ gleich mit solchen einer herkömmlichen Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfüllung, die zwei Flüssigkeitskam­ mern, welche untereinander durch eine Drosselöffnung verbunden sind, aufweist.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Hülsenfederkonstruktion mit einer viskosen Flüssigkeitsfüllung in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung, und zwar als eine bei einem Kraftfahr­ zeug verwendete Zugstangenhalterung.

Die Hülsenfeder umfaßt eine Innenhülse 2 aus einem Metall­ material mit einer relativ großen Wandstärke, eine Außen­ hülse 4, die ebenfalls aus einem Metallmaterial besteht und radial außerhalb von der Innenhülse 2 angeordnet ist, sowie ein allgemein ringförmiges elastisches Bauteil in Form eines Gummiblocks 6, der aus einem geeigneten Gummimaterial gefertigt und zwischen die Innen- sowie Außenhülse 2, 4 eingesetzt ist, um diese beiden Hülsen federnd oder ela­ stisch zu verbinden. Die Hülsenfeder wird am Fahrzeug derart angebracht, daß eine geeignete zylindrische Halterung, die am Ende eines Zugstabs des Fahrzeugs befestigt ist, im Preß­ sitz an der Außenumfangsfläche der Außenhülse 4 gehalten wird, während eine geeignete Verbindungsstange, die an der Karosserie oder der Achse des Fahrzeugs befestigt ist, in die Innenhülse 2 eingesetzt wird.

Die Hülsenfeder weist im zusammengebauten Zustand des weite­ ren eine einstückige Baugruppe oder Funktionseinheit 8 auf, die den Gummiblock 6, der an der Außenumfangsfläche der Innenhülse 2 während des Formvorgangs des Gummiblocks durch Vulkanisation, wie die Fig. 3 und 4 zeigen, fest angebracht wird, umfaßt. Die Baugruppe 8 enthält ferner einen Metall­ ring 10, der an einem axial mittigen Teil der Innenhülse 2 befestigt ist, und eine Metall-Zwischenhülse 12, die im Preßsitz an der Außenumfangsfläche des Gummiblocks 6 gehalten ist. Der Metallring 10 hat eine vergleichsweise große Wand­ stärke, jedoch ist sein Außendurchmesser beträchtlich klei­ ner als der Durchmesser der Zwischenhülse 12, die, wie der Fig. 3 am besten zu entnehmen ist, ein Paar von diametral einander entgegengesetzten rechteckigen Ausnehmungen 14 hat. Bei der Herstellung der Baugruppe 8 werden die Innenhülse 2 mit dem an ihr im Preßsitz gehaltenen Metallring 10 und die Zwischenhülse 12 in geeigneter Weise relativ zueinander innerhalb einer Form angeordnet, worauf unvulkanisiertes Gummimaterial in die Form gegossen wird, so daß dann durch Vulkanisieren dieses Materials der Gummiblock 6 fest mit der Innenhülse 2 und dem Metallring 10 verbunden wird. Die so ausgebildete Baugruppe 8 wird unter Verwendung von rund um den Außenumfang der Metall-Zwischenhülse 12 angeordnete Ziehwerkzeuge radial einwärts vorkomprimiert.

Der allgemein ringförmige Gummiblock 6 weist in einem axial mittleren Teil eine allgemein ringförmige Auskehlung 16 auf, die eine geeignete axiale Abmessung hat, welche größer ist als diejenige des Metallrings 10, wie die Fig. 4 zeigt, und die an der Außenumfangsfläche der diametral einander ent­ gegengesetzten Teile des Gummiblocks 6, welche auf die dia­ metral einander entgegengesetzten Ausnehmungen 14 in der Zwischenhülse 12 ausgerichtet sind, wie die Fig. 3 deutlich zeigt, offen ist.

Im einzelnen ist der an der Innenhülse 2 im Preßsitz gehal­ tene Metallring 10 innerhalb der allgemein ringförmigen Aus­ kehlung 16 angeordnet und durch eine mit dem Gummiblock 6 einteilig ausgebildete Gummischicht 20 abgedeckt. Diese Gummischicht 20 ist so ausgebildet, daß sie im Zusammenwir­ ken mit dem Metallring 10 einen allgemein rechteckigen, ra­ dialen Vorsprung bildet, der von dem axial mittigen Teil der Innenhülse 2 radial auswärts ragt. Der Vorsprung 18 hat in einer zur Achslinie der Innenhülse 2, d.h. zur Achse der Federhülse, wie die Fig. 3 zeigt, rechtwinkligen Ebene eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsgestalt.

Die am Metallring 10 ausgebildete Gummischicht 20 hat folg­ lich an ihren einander entgegengesetzten kurzen Seiten des Rechtecks, die auf die Ausnehmungen 14 ausgerichtet sind, eine größere Dicke als an ihren einander entgegengesetzten langen Seiten. Wie der Fig. 3 am besten zu entnehmen ist, wirken die Flächen der einander entgegengesetzten langen Seiten des in der oben angegebenen Weise ausgebildeten radia­ len Vorsprungs 18 und die diametral entgegengesetzten Teile des Gummiblocks 6, die den langen Seiten des Vorsprungs 18 jeweils gegenüberliegen, miteinander zusammen, um ein Paar von Schergassen 22 als zwei einander entgegengesetzt ange­ ordnete Teile der ringförmigen Auskehlung 16 zu begrenzen, wobei diese Schergassen mit Bezug zur lnnenhülse 2 einander diametral entgegengesetzt sind, und zwar in einer zu den langen Seiten des Rechtecks des radialen Vorsprungs 18 rechtwinkligen Diametralrichtung. Diese Diametralrichtung (Horizontalrichtung in Fig. 3) wird im folgenden als die erste Diametralrichtung bezeichnet. Die Schergassen 22 er­ strecken sich im einzelnen im wesentlichen in der zweiten Diametralrichtung (Vertikalrichtung in Fig. 3), welche rechtwinklig zur ersten Diametralrichtung liegt, wie die Fig. 3 zeigt. Bei Betrachtung in einer zur Achse der Innen­ hülse 2 und zur ersten Diametralrichtung parallelen Ebene hat jede der Schergassen 22 im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt. Wie die Fig. 4 zeigt, ist die U-Form der Scher­ gasse 22 zur Innenhülse 2 hin offen. Die Größe einer jeden Schergasse wird - gemessen in der ersten Diametralrichtung - so gewählt, daß sie im Bereich von etwa 1-6 mm liegt.

Die Außenhülse 4 ist an ihrer Außenumfangsfläche mit einer Abdichtgummischicht 24 (s. Fig. 1 und 2) beschichtet und wird auf die Außenumfangsfläche der Baugruppe 8 im Preßsitz innerhalb eines Behälters aufgebracht, welcher eine geeigne­ te viskose Flüssigkeit, z.B. Silikonöl, die einen hohen ki­ nematischen Viskositätskoeffizienten von wenigstens 1000 mm²/s, vorzugsweise von wenigstens 10 000 mm²/s und in besonders bevorzugter Weise von wenigstens 100 000- 1 000 000 mm²/s hat, enthält. Auf diese Weise wird die er­ findungsgemäße Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfüllung so zusam­ mengebaut, daß eine allgemein ringförmige Flüssigkeitskam­ mer 26, die von der Außenhülse 4 (Abdichtgummischicht 24) flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist, mit einer solchen visko­ sen, in Fig. 1 und 2 angedeuteten Flüssigkeit gefüllt wird. Ferner wirken die Flächen der Gummischicht 20 an den kurzen Seiten des Rechtecks des radialen Vorsprungs 18 und die dia­ metral einander entgegengesetzten Teile der Außenhülse 4 (Abdichtgummischicht 24), die auf die Ausnehmungen 14 ausge­ richtet sind, miteinander zusammen, um ein Paar von zweiten Gassen oder Spalten 28 als zwei entgegengesetzt zueinander liegende Teile der ringförmigen Flüssigkeitskammer 26, welche diametral zur Innenhülse 2 in der zweiten Diametral­ richtung (Vertikalrichtung in Fig. 1), in welcher Richtung die Federhülse zur Aufnahme einer zur dämpfenden und zu iso­ lierenden Vibrationsbelastung imstande ist, liegen, abzugren­ zen. Diese zweite Diametral- oder Vibrationseingangsrich­ tung ist durch die Pfeile P in Fig. 1 angedeutet. Die zwei­ ten Spalten 28 sind im Querschnitt von Fig. 1 oder bei Betrachtung in einer zur Achse der Hülsenfeder rechtwinkli­ gen Ebene im wesentlichen bogenförmig ausgebildet. Die Größe eines jeden zweiten Spalts 28 - gemessen in der zweiten Diametralrichtung P - wird ebenfalls so gewählt, daß sie im Bereich von etwa 1-6 mm liegt.

Die aus der Baugruppe 8 und der an dieser im Preßsitz ange­ brachten Außenhülse 4 gebildete Hülsenkonstruktion wird einem geeigneten Ziehvorgang für eine radial einwärts gerich­ tete Vorkompression entweder innerhalb des Flüssigkeitsbe­ hälters, in dem die Außenhülse 4 auf die Baugruppe 8 aufge­ preßt worden ist, oder nach der Entnahme der zusammengebauten Konstruktion aus dem Behälter unterworfen. Dieser Ziehvor­ gang gewährleistet eine gesteigerte Flüssigkeitsdichtheit zwischen der Außenhülse 4 sowie der Metall-Zwischenhülse 12 mit Hilfe der Abdichtgummischicht 24. Anschließend werden die entgegengesetzten axialen Endabschnitte der Außenhülse 4 radial einwärts gegen die jeweiligen Endabschnitte der Zwi­ schenhülse 12 durch einen Rollvorgang verstemmt.

Wie bereits gesagt wurde, wird die auf diese Weise herge­ stellte Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfüllung am Fahrzeug so angebaut, daß die Vibrationen in der zweiten Diametralrich­ tung P (gestrichelte Pfeile in Fig. 1) aufgenommen werden. Bei Aufbringen einer Vibrationsbelastung auf die Hülsenfe­ derkonstruktion werden die Innen- sowie Außenhülse 2, 4 mit Bezug zueinander in der zweiten diametralen oder der vertika­ len Richtung von Fig. 1 verlagert. Als Ergebnis dessen werden die Flächen des radialen Vorsprungs 18 an dessen langen Sei­ ten und die gegenüberliegenden Flächen des Gummiblocks 6, die zusammen die beiden Schergassen 22 begrenzen, in zur Richtung des Aufbringens der Vibrationsbelastung entgegen­ gesetzten Richtungen verschoben, wie durch die als ausgezo­ gene Linie dargestellten Pfeile in Fig. 1 angegeben ist. Demzufolge werden die Massen der viskosen Flüssigkeit inner­ halb der Schergassen 22 Schub- oder Scherspannungen unter­ worfen. Hierbei bietet die relativ hohe kinematische Visko­ sität der Flüssigkeit einen Viskositätswiderstand gegenüber den Scherspannungen. Dieser bei Aufbringen der Scherspannun­ gen in Erscheinung tretende Widerstand wird durch die fol­ gende Gleichung ausgedrückt:

F = (µA/h) v

worin sind:

µder kinematische Viskositätskoeffizient der Flüssigkeit, Adie Querschnittsfläche einer jeden Schergasse bei Betrachtung in der Ebene von Fig. 1; hdie Abmessung einer jeden Schergasse 22 bei Betrachtung in der Ebene von Fig. 1 und vdie Geschwindigkeit der Schwingungen.

Somit wird der Viskositätswiderstand F der Flüssigkeit ohne einen wesentlichen, realen Einfluß durch die Frequenz der eingeführten Vibrationen erzeugt, und es wird durch diesen Widerstand F, der auf der Viskosität der viskosen Flüssig­ keit beruht, ein wirksamer Vibrationsdämpfungseffekt her­ vorgerufen, der der Querschnittsfläche A der Schergassen 22, auf welchem die Flüsigkeitsmassen den auf den eingebrach­ ten Schwingungen beruhenden Scherspannungen unterworfen wer­ den, proportional ist.

Die Dämpfungskennwerte der erfindungsgemäßen Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfüllung sind in Fig. 5 gezeigt, und zwar im Vergleich mit denjenigen einer herkömmlichen Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfüllung, die zwei miteinander durch Drossel­ einrichtungen in Verbindung stehende Flüssigkeitskammern umfaßt. Das Diagramm von Fig. 5 zeigt eine Beziehung zwi­ schen dem Phasenunterschied und der Frequenz der Schwingungen mit einer Amplitude von ± 0,05 mm sowie eine Beziehung zwi­ schen der Frequenz der Schwingungen und einer bei Aufbrin­ gen der Schwingungen durch die Hülsenfeder übertragenen Kraft. Wie der Fig. 5 zu entnehmen ist, ist die durch die zum Vergleich herangezogene herkömmliche Hülsenfeder über­ tragene Kraft bei einem oberhalb des Resonanzpunkts liegen­ den Frequenzbereich größer als diejenige der erfindungsgemä­ ßen Hülsenfeder. Ferner steigt gegensätzlich die durch die erfindungsgemäße Hülsenfeder übertragene Kraft mit einem Ansteigen der Vibrationsfrequenz nicht nennenswert an. Das heißt mit anderen Worten, daß die erfindungsgemäße Hülsen­ feder mit einer viskosen Flüssigkeitsfüllung eine vergleichs­ weise gesteigerte Dämpfungscharakteristik für hochfrequente Schwingungen zeigt.

Des weiteren wird das Aufbringen einer Schwingungsbelastung auf die erfindungsgemäße Hülsenfeder in der zweiten Diame­ tralrichtung P ebenfalls eine radiale Relativverlagerung zwischen der Außenhülse 4 und den Flächen der kurzen Seiten des Rechtecks des radialen Vorsprungs 18 hervorrufen, so daß die Flüssigkeitsmassen in den bogenförmigen zweiten Spalten 28 durch diese Spalten in den Umfangsrichtungen, wie durch ausgezogene Pfeile in Fig. 1 angedeutet ist, flie­ ßen müssen. Die Flüssigkeitsmassen in diesen bogenförmigen Spalten 28 liefern ebenfalls einen Viskositätswiderstand gegenüber einwirkenden Scherspannungen, so daß sie folglich dazu beitragen, die Hülsenfederkonstruktion in die Lage zu versetzen, einen total wirksamen Vibrationsdämpfungseffekt für die eingeführten Schwingungen in synergistischer Zusam­ menarbeit mit den Flüssigkeitsmassen in den Schergassen 22 darzubieten.

Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre bevorzug­ te Ausführungsform im einzelnen beschrieben worden ist, so ist klar, daß sie auf die genauen Einzelheiten der gezeigten und erläuterten Ausführungsform nicht beschränkt ist, son­ dern mit verschiedenen Änderungen, Abwandlungen und Verbes­ serungen, die dem Fachmann durch die mit der Erfindung ver­ mittelte Lehre an die Hand gegeben sind, verwirklicht werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Wenn beispielsweise die Innen- und Außenhülse 2, 4 der ge­ zeigten Hülsenfeder konzentrisch zueinander angeordnet sind, so kann die Anordnung dieser beiden Hülsen auch exzentrisch zueinander vorgesehen werden. Ferner können die bogenförmi­ gen zweiten Spalten 28 so abgewandelt werden, daß sie sich im wesentlichen linear und parallel zur ersten Diametralrich­ tung erstrecken. In diesem Fall sind der radiale Vorsprung 18 und der Gummiblock 6 in geeigneter Weise abzuändern. Jedoch sind die zweiten Spalten 28 nicht unbedingt notwendig, um das erfindungsgemäße Prinzip in die Praxis umzusetzen, da die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe auch ohne diese zweiten Spalten gelöst werden kann. Die Größe der Gassen 22 und Spalten 28 oder deren Querschnittsfläche - bei Betrachtung in der Ebene von Fig. 1 - werden in geeigneter Weise so bestimmt, daß die Flüssigkeitsmassen in diesen Gas­ sen und Spalten bei Aufbringen von Scherspannungen auf die Massen, wenn die Hülsenfeder eine Vibrationsbelastung auf­ nimmt, einen gewünschten Viskositätswiderstand liefern. Die Gassen 22 und Spalten 28 werden also in Abhängigkeit von den erwarteten Amplituden der aufgebrachten Scherspannungen und von einem gewünschten Dämpfungseffekt, der durch die Hülsen­ feder geliefert wird, bemessen.

Wenngleich die beschriebene Hülsenfederkonstruktion mit Flüssigkeitsfüllung als eine Zugstangenlagerung erläutert worden ist, so ist sie in gleicher, wirksamer Weise als eine andere gleichartige Vibrationsdämpfungs- und -absonderungs­ hülse bei einem Kraftfahrzeug verwendbar, z.B. als Karosse­ rie-Querstrebenlagerung, Tragarmlagerung und Anschlag zur Unterbindung eines Motorrollens bei Fahrzeugen mit Front­ motor und Frontantrieb.

Claims (13)

1. Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfüllung und mit einer In­ nenhülse sowie einer mit radialem Abstand außerhalb der Innenhülse angeordneten Außenhülse, gekennzeichnet

• - durch ein allgemein ringförmiges, zwischen die Innen­ hülse (2) und die Außenhülse (4) eingesetztes, die beiden Hülsen federnd verbindendes elastisches Bauteil (6), das ein axial mittig gelegenes Teil mit einer allgemein ringförmigen Auskehlung (16), die an ihrer Außenumfangsfläche offen ist, aufweist, wobei die Außenhülse die ringförmige Auskehlung flüssigkeits­ dicht abschließt und zusammen mit dem elastischen Bau­ teil eine allgemein ringförmige, mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllte Flüssigkeitskammer (26) abgrenzt, und
• - durch ein Paar von Schergassen (22) als zwei diametral zur Innenhülse in einer ersten Diametralrichtung, die zu einer zweiten Diametralrichtung (P), in der die Hülsenfeder eine Vibrationsbelastung aufnimmt, recht­ winklig ist, entgegengesetzt zueinander angeordnete Teile der ringförmigen Flüssigkeitskammer bildende Einrichtungen (4, 6, 18), wobei die beiden Schergas­ sen im wesentlichen in der zweiten Diametralrichtung verlaufen und jede eine in der ersten Diametralrich­ tung gemessene Größe hat, die ausreichend klein be­ stimmt ist, so daß Massen der viskosen Flüssigkeit in den Schergassen imstande sind, einen Viskositätswider­ stand bei Aufbringen von der von der Hülsenfeder aufge­ nommenen Vibrationsbelastung beruhenden Scherspannungen auf die Massen zu liefern.

2. Hülsenfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Schergassen (22) in einer zur Achse der Hülsenfeder und zur ersten Diametralrichtung parallelen Ebene einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt hat, wobei die von den U-Schenkeln bestimmte Öffnung der In­ nenhülse (2) zugewandt ist.

3. Hülsenfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Größe der beiden Schergassen (22) - gemessen in der ersten Diametralrichtung - im Bereich von 1-6 mm liegt.

4. Hülsenfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die viskose Flüssigkeit ein Silikonöl ist.

5. Hülsenfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit einen kinematischen Viskositätskoeffizienten von wenigstens 1000 mm²/s hat.

6. Hülsenfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die viskose Flüssigkeit einen kinema­ tischen Viskositätskoeffizienten von wenigstens 10 000 mm²/s hat.

7. Hülsenfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die viskose Flüssigkeit einen kine­ matischen Viskositätskoeffizienten im Bereich zwischen 100 000 und 1 000 000 mm²/s hat.

8. Hülsenfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schergassen (22) bildenden Einrichtungen die Außenhülse (4) sowie einen radial von der Innenhülse (2) in die allgemein ringförmige Flüssig­ keitskammer (26) hineinragenden radialen Vorsprung (18) umfassen, wobei wenigstens ein der Innenumfangsfläche der Außenhülse unmittelbar gegenüberliegender Teil (20) dieses radialen Vorsprungs aus einem Elastomermaterial gebildet ist.

9. Hülsenfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (4) und der radiale Vorsprung (18) zusam­ men ein Paar von zweiten Spalten (28) als zwei diametral zur Innenhülse in der zweiten Diametralrichtung (P) ent­ gegengesetzt zueinander angeordnete Teile der allgemein ringförmigen Flüssigkeitskammern bilden.

10. Hülsenfeder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede der zweiten Spalten (28) in einer zur Achse der Hül­ senfeder rechtwinkligen Ebene einen im wesentlichen bo­ genförmigen Querschnitt hat.

11. Hülsenfeder nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Größe einer jeden der zweiten Spalten (28) - gemessen in der zweiten Diametralrichtung (P) - im Bereich von 1-6 mm liegt.

12. Hülsenfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Vorsprung (18) aus einem auf die Innenhülse (2) gepaßten Metallring (10) mit einer diesen abdecken­ den Gummischicht (20) gebildet ist.

13. Hülsenfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Vorsprung (18) in einer zur Achse der Hülsen­ feder rechtwinkligen Ebene einen im wesentlichen recht­ eckigen Querschnitt hat und die beiden Schergassen (22) teilweise von einem Paar von einander entgegengesetzten langen Seiten des im wesentlichen rechteckigen Quer­ schnitts begrenzt sind.