DE3723135C2 - Hülsenfeder mit Flüssigkeitsfüllung - Google Patents
Hülsenfeder mit FlüssigkeitsfüllungInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
- F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
- F16F13/06—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper
- F16F13/08—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the plastics spring forming at least a part of the wall of the fluid chamber of the damper
- F16F13/14—Units of the bushing type, i.e. loaded predominantly radially
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hülsenfeder
mit Flüssigkeitsfüllung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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 3 642 268 und die US-PS
3 698 703 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.
Gemäß der JP 60-139 940 A (in Patent Abstracts of Japan, Sect.
M, Vol. 9, (1985), Nr. 303 (M434)) ist eine Hülsenfeder mit
Flüssigkeitsfüllung zur Dämpfung von Vibrationen bekannt, die
aus einer Innenhülse und einer radial auswärts dazu
beabstandeten Außenhülse besteht; dazwischen ist ein die beiden
Bauteile federnd verbindendes elastisches Bauteil eingesetzt,
dessen axialer Mittelabschnitt eine allgemein ringförmige, nach
außen hin offene Auskehlung aufweist. Diese Auskehlung ist in
einem ersten Paar einander diametral gegenüberliegender
Teilabschnitte ausgebildet, welche diametral zur Achse der
Hülsenfeder gegenüberliegend angeordnet sind, und ist dort
durch die Außenhülse flüssigkeitsdicht abgeschlossen, so daß sie
zusammen mit der Außenhülse zwei Flüssigkeitskammern abgrenzen.
Die Flüssigkeitskammern sind mit einer Flüssigkeit befüllt,
welche Eingangsvibrationen aufgrund ihrer Trägheit und Resonanz
dämpft, wenn sie durch Drosselkanäle, die die beiden
Flüssigkeitskammern miteinander verbinden, strömt.
Diese Art der Dämpfung kann jedoch nur in einem sehr begrenzten
Frequenzbereich optimal arbeiten, der durch die geometrischen
Gegebenheiten in der Flüssigkeitskammer, insbesondere durch die
Bemessung der die Flüssigkeitskammern verbindenden
Drosselkanäle, maßgeblich bestimmt und festgelegt ist.
Somit ist es mit einer solchen Hülsenfeder nicht möglich,
Eingangsvibration, die sich über einen großen Frequenzbereich
erstrecken, wirksam zu dämpfen.
Eine ähnliche Dämpfungseinrichtung ist ferner aus der DE 28 41
505 C2 bekannt.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Hülsenfeder zu
schaffen, die Eingangsvibrationen bzw. -schwingungen, die sich
über einen großen Frequenzbereich erstrecken, wirksam dämpfen
kann.
Diese Aufgabe wird mit einer Hülsenfeder gelöst, die die
Merkmale des neuen Patentanspruchs 1 aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind
Gegenstand der Unteransprüche.
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 konstant, 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 jeder der beiden Scherspalte in einer
zur Achse der Hülsenfeder und quer zur Diametralrichtung (P)
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 Scherspalte - gemessen in der Diame
tralrichtung quer zur Diametralrichtung (P) - 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 Scherspalte 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
Spalten als zwei diametral zur Innenhülse in der zwei
ten Diametralrichtung entgegengesetzt zueinander ange
ordnete Teile der allgemein ringförmigen Flüssigkeitskammer
abzugrenzen. Jede dieser zweiten Spalten kann
im wesentlichen in einer zur Achse der Hülsenfeder rechtwink
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 Scherspalte
teilweise von einem Paar von einander entgegengesetzten lan
gen Seiten des im wesentlichen rechteckigen Querschnitts be
grenzt sind.
Die Erfindung wird 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 Metall
mit einer relativ großen Wandstärke, eine Außen
hülse 4, die ebenfalls aus einem Metall besteht und
radial außerhalb 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 Scherspalten 22 als zwei einander entgegengesetzt ange
ordnete Teile der ringförmigen Auskehlung 16 zu begrenzen,
wobei diese Scherspalte mit Bezug zur Innenhülse 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 Scherspalte 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 Scherspalte 22 im wesentlichen einen U-förmigen
Querschnitt. Wie die Fig. 4 zeigt, ist die U-Form der Scher
spalte 22 zur Innenhülse 2 hin offen. Die Größe eines jeden
Scherspalts 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
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 Scherspalte 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 Scherspalte 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:
µ der kinematische Viskositätskoeffizient der Flüssigkeit,
A die Querschnittsfläche einer jeden Scherspalte bei Betrach tung in der Ebene von Fig. 1;
h die Abmessung eines jeden Scherspaltes 22 bei Betrachtung in der Ebene von Fig. 1 und
v die Geschwindigkeit der Schwingungen.
µ der kinematische Viskositätskoeffizient der Flüssigkeit,
A die Querschnittsfläche einer jeden Scherspalte bei Betrach tung in der Ebene von Fig. 1;
h die Abmessung eines jeden Scherspaltes 22 bei Betrachtung in der Ebene von Fig. 1 und
v die 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 Scherspalte
22, auf welchem die Flüssigkeitsmassen 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 Scherspalten 22
darzubieten.
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 Spalten
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
Spalten bei Aufbringen von Scherspannungen auf die
Massen, wenn die Hülsenfeder eine Vibrationsbelastung auf
nimmt einen gewünschten Viskositätswiderstand liefern. Die
Spalten 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, bestehend aus einer
Innenhülse (2), einer radial auswärts dazu beabstandeten
Außenhülse (4), sowie einem, zwischen die Innenhülse (2) und
die Außenhülse (4) eingesetzten und die beiden Hülsen federnd
verbindenden elastischen Bauteil (6), dessen axialer
Mittelabschnitt eine allgemein ringförmige Auskehlung (16)
aufweist, die in einem ersten Paar einander diametral
gegenüberliegender Teilabschnitte, welche in einer quer zur
Achse der Hülsenfeder orientierten Diametralrichtung (P), in
der die Hülsenfeder eine Vibrationsbelastung aufnimmt,
angeordnet sind, nach außen hin offen ist und dort durch die
Außenhülse (4) flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist und zusammen
mit der Außenhülse (4) eine mit einer viskosen Flüssigkeit
gefüllte Flüssigkeitskammer (26) abgrenzt, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Auskehlung (16) und damit die Flüssigkeitskammer (26) sich
über den gesamten Umfang erstrecken und rechtwinklig zum ersten
Paar Teilabschnitte im Bereich der Auskehlung (16) ein zweites
Paar einander diametral gegenüberliegender Teilabschnitte
angeordnet ist, die von Wandungen begrenzt sind, die ein Paar
von Scherspalten (22) für die Flüssigkeit bilden, die im
wesentlichen geradlinig und parallel zu der Diametralrichtung
(P) verlaufen und in der quer zur Diametralrichtung (P)
gemessenen Breite so dimensioniert sind, daß in der viskosen
Flüssigkeit, die sich in den Scherspalten (22) befindet, ein
Viskositätswiderstand aufgrund der Scherspannungen erzeugt
wird, welche aus der Relativbewegung zwischen der Außen- und
Innenhülse (2; 4) aufgrund der aufgenommenen
Vibrationsbelastung resultieren.
2. Hülsenfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder der beiden Scherspalte (22) in einer zur Achse der
Hülsenfeder und quer zur Diametralrichtung (P) parallelen Ebene
einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt hat, wobei die von
den U-Schenkeln bestimmte Öffnung der Innenhülse (2) zugewandt
ist.
3. Hülsenfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Größe der beiden Scherspalte (22) - gemessen in der
Diametralrichtung quer zur Diametralrichtung (P) - 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 kinematischen
Viskositätskoeffizienten von wenigstens 10 000 mm²/s hat.
7. Hülsenfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die viskose Flüssigkeit einen kinematischen
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 Scherspalte (22) bildenden
Einrichtungen die Außenhülse (4) sowie einen radial von der
Innenhülse (2) in die allgemein ringförmige Flüssigkeitskammer
(26) hineinragenden radialen Vorsprung (18) umfassen, wobei
wenigstens ein der Innenumfangsfläche der Außenhülse (4)
unmittelbar gegenüberliegender Teil dieses radialen
Vorsprungs aus einem Elastomermaterial gebildet ist.
9. Hülsenfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Außenhülse (4) und der radiale Vorsprung (18) zusammen ein Paar
von zweiten Spalten (28) als zwei diametral zur Innenhülse (2) in
der Diametralrichtung (P) entgegengesetzt zueinander
angeordnete Teile der allgemein ringförmigen
Flüssigkeitskammer (26) bilden.
10. Hülsenfeder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
jede der zweiten Spalten (28) in einer zur Achse der
Hülsenfeder rechtwinkligen Ebene einen im wesentlichen
bogenförmigen Querschnitt hat.
11. Hülsenfeder nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Größe einer jeden der zweiten Spalten
(28) - gemessen in der 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 abdeckenden
Gummischicht (20) gebildet ist.
13. Hülsenfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der radiale Vorsprung (18) in einer zur Achse der Hülsenfeder
rechtwinkligen Ebene einen im wesentlichen rechteckigen
Querschnitt hat und die beiden Scherspalte (22) teilweise von
einem Paar von einander entgegengesetzten langen Seiten des im
wesentlichen rechteckigen Querschnitts begrenzt sind.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4009275A1 (de) * | 1989-03-23 | 1990-09-27 | Tokai Rubber Ind Ltd | Zylindrisches, elastisches verbindungselement mit einer fluidfuellung |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6474335A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-20 | Tokai Rubber Ind Ltd | Viscous fluid enclosure type vibration proof bush |
FR2626640B1 (fr) * | 1988-01-28 | 1993-05-14 | Hutchinson | Perfectionnements apportes aux manchons de support antivibratoires hydrauliques |
JPH022552U (de) * | 1988-06-17 | 1990-01-09 | ||
JPH0253543U (de) * | 1988-10-08 | 1990-04-18 | ||
JPH0749098Y2 (ja) * | 1989-07-25 | 1995-11-13 | 東海ゴム工業株式会社 | サスペンション用アッパサポート |
JPH0326849U (de) * | 1989-07-27 | 1991-03-19 | ||
US5310168A (en) * | 1989-07-27 | 1994-05-10 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Fluid-filled cylindrical elastic mount having annular fluid chamber with constant cross sectional area over the entire circumference |
JPH0724674Y2 (ja) * | 1989-08-24 | 1995-06-05 | 東海ゴム工業株式会社 | サスペンション用アッパサポート |
JPH03125047A (ja) * | 1989-10-05 | 1991-05-28 | Tokai Rubber Ind Ltd | 液体封入マウントの製造方法 |
JPH03249441A (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-07 | Tokai Rubber Ind Ltd | 流体入り筒型マウント装置 |
DE4015524C1 (de) * | 1990-05-15 | 1991-11-14 | Boge Ag, 5208 Eitorf, De | |
DE4015523C1 (de) * | 1990-05-15 | 1991-11-14 | Boge Ag, 5208 Eitorf, De | |
JPH0417535U (de) * | 1990-06-04 | 1992-02-13 | ||
JPH0442937U (de) * | 1990-08-09 | 1992-04-13 | ||
DE4140854C2 (de) * | 1990-12-13 | 1995-12-07 | Tokai Rubber Ind Ltd | Zylindrische, elastische Lagerung mit einer Fluidfüllung |
JP2883742B2 (ja) * | 1990-12-28 | 1999-04-19 | 東海ゴム工業 株式会社 | 流体封入式筒型マウント |
US5413319A (en) * | 1994-08-10 | 1995-05-09 | Gencorp Inc. | Fluid damped bushing |
US5496018A (en) * | 1994-08-10 | 1996-03-05 | Gencorp Inc. | Fluid damped bushing with encapsulated window metal |
GB2298019B (en) * | 1995-02-18 | 1997-05-07 | Acg France | A bushing |
US6276671B1 (en) | 1998-10-29 | 2001-08-21 | Avon Vibration Management Systems Limited | Hydraulically damped mounting device |
US6430774B1 (en) | 1999-07-02 | 2002-08-13 | The Pullman Company | Crimped bushing |
US6755403B2 (en) | 1999-09-29 | 2004-06-29 | The Pullman Company | Non-slip sta-bar bushing |
FR2817312B1 (fr) * | 2000-11-29 | 2003-08-08 | Sagem | Dispositif de suspension elastique, amortisseur de vibrations |
DE10315645B4 (de) * | 2003-04-04 | 2005-07-14 | Zf Boge Elastmetall Gmbh | Hydraulisch dämpfendes Gummibuchsenlager für vertikale Montage |
US7204479B2 (en) * | 2003-06-10 | 2007-04-17 | Cooper-Standard Automotive Inc. | Vibration isolator assembly having altered stress characteristics, and method of altering stress characteristics of same |
US20060131801A1 (en) * | 2004-11-29 | 2006-06-22 | Barickman James R | Vehicle cab suspension damping bushing and method of making |
GB0600320D0 (en) | 2006-01-09 | 2006-02-15 | Avon Vibration Man Syst Ltd | Hydraulically damped mounting device |
US20110064340A1 (en) * | 2009-09-17 | 2011-03-17 | Loc Quang Duong | Method and apparatus for stabilizing a squeeze film damper for a rotating machine |
GB201805838D0 (en) * | 2018-04-09 | 2018-05-23 | Dtr Vms Ltd | Bush |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3642268A (en) * | 1968-08-26 | 1972-02-15 | Gen Tire & Rubber Co | High-damping resilient bushing |
US3698703A (en) * | 1970-11-23 | 1972-10-17 | Gen Tire & Rubber Co | Dual rate fluid damped elastomeric bushing |
JPS5539866Y2 (de) * | 1975-03-19 | 1980-09-18 | ||
FR2394715A1 (fr) * | 1977-06-13 | 1979-01-12 | Chrysler France | Dispositif de suspension pour organes sollicites dynamiquement |
DE2841505C2 (de) * | 1978-09-23 | 1983-04-07 | Boge Gmbh, 5208 Eitorf | Hydraulisch dämpfendes Gummilager |
JPS58170611A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-07 | Toyota Motor Corp | サスペンシヨンブツシユ構造 |
JPS59164428A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-17 | Tokai Rubber Ind Ltd | 流体入りブツシユ |
JPS6034541A (ja) * | 1983-08-04 | 1985-02-22 | Bridgestone Corp | 弾性ブツシユ |
AU555483B2 (en) * | 1984-04-05 | 1986-09-25 | Bridgestone Corporation | Liquid filled elastomeric bushings |
JPH10138A (ja) * | 1996-06-14 | 1998-01-06 | Okamoto Ind Inc | ウォーターバッグ |
-
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- 1986-07-16 JP JP61167440A patent/JPS6326441A/ja active Pending
-
1987
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4009275A1 (de) * | 1989-03-23 | 1990-09-27 | Tokai Rubber Ind Ltd | Zylindrisches, elastisches verbindungselement mit einer fluidfuellung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3723135A1 (de) | 1988-01-21 |
US4786036A (en) | 1988-11-22 |
FR2601740A1 (fr) | 1988-01-22 |
FR2601740B1 (fr) | 1990-03-09 |
JPS6326441A (ja) | 1988-02-04 |
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Representative=s name: TIEDTKE, H., DIPL.-ING. BUEHLING, G., DIPL.-CHEM. |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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