DE3831284A1 - Elastische buchse mit einer mit einem hochviskosen stroemungsmittel gefuellten kammer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine elastische Buchse zum flexiblen Verbinden eines Schaftele­ mentes und eines rohrförmigen Lagerelementes, um in erster Linie in Axialrichtung auf diese einwirkende Vibrationen zu dämpfen oder aufzunehmen. Genauer gesagt betrifft die Er­ findung Verbesserungen bei einer strömungsmittelgefüllten elastischen Buchse, bei der eine Scherbeanspruchung eines viskosen Strömungsmittels stattfindet, das eine hohe kine­ matische Viskosität besitzt, um auf die Buchse einwirkende axiale Vibrationen zu dämpfen.

Es ist eine elastische Buchse zur Vibrationsdämpfung be­ kannt, die zwischen einem Schaftelement und einem rohrför­ migen Lagerelement angeordnet ist, um die beiden Elemente derart elastisch miteinander zu verbinden, daß in Axial­ richtung der Buchse aufgenommene Vibrationen in besonders geeigneter Weise gedämpft oder isoliert werden. Einige dieser Arten von elastischen Buchsen müssen ausgezeichnete Vibrationsdämpfungseigenschaften über einen breiten Fre­ quenzbereich der axial einwirkenden Vibrationen aufweisen. In Verbindung mit diesen elastischen Buchsen kann ferner gefordert werden, daß sie eine relativ niedrige statische Federkonstante für in Radialrichtung einwirkende Vibra­ tionen besitzen.

Beispielsweise muß eine in der hinteren Aufhängung vom Sattel­ aufliegertyp eines Kraftfahrzeuges verwendete Montage­ einheit für ein hinteres Teil einen hohen Dämpfungseffekt für axiale Vibrationen in einem Frequenzbereich von etwa 10 -15 Hz besitzen, um Klappergeräusche der Hinterradaufhän­ gung aufgrund sich aufschaukelnder Vibrationen beim Starten des Fahrzeuges herabzusetzen, und zur gleichen Zeit einen hohen Dämpfungseffekt für axiale Vibrationen mit höheren Frequenzen von etwa 30-40 Hz aufweisen, um das Klappern der Hinterradaufhängung während des Laufens des Fahrzeuges auf einer unebenen Straßenoberfläche einzuschränken. Die gleiche Montageeinheit muß ferner eine niedrige statische Federkonstante in ihrer Radialrichtung (die die Lauf­ richtung des Fahrzeuges einschließt) besitzen, um in wirk­ samer Weise den auf das Fahrzeug einwirkenden rauhen Stoß­ belastungen gerecht zu werden.

Diese bekannte elastische Buchse, wie beispielsweise die vorstehend erläuterte Montageeinheit für ein hinteres Teil, besitzt eine innere Buchse, in die ein Schaftelement fest eingesetzt ist, welches über die Buchse mit einem rohrför­ migen Lagerelement in flexibler Weise zu verbinden ist, eine äußere Buchse, die in das rohrförmige Lagerelement fest eingepaßt ist, und ein elastisches Gehäuse aus Gummi zum elastischen Verbinden der inneren und äußeren Buchse zum primären Dämpfen der axial einwirkenden Vibrationen auf der Basis einer elastischen Verformung des elastischen Gehäuses. Diese bekannte Ausführungsform einer elastischen Buchse ist jedoch in bezug auf die in Axialrichtung einwirkenden Vi­ brationen in ihrem Dämpfungsvermögen strukturell begrenzt.

Somit besteht ein Bedarf in bezug auf eine Verbesserung der elastischen Buchse des vorstehend beschriebenen Typs.

Angesichts eines derartigen Bedarfs nach einer elastischen Buchse, bei der ein zwischen einer inneren und einer äußeren Buchse angeordneter elastischer Körper Verwendung findet, wurde in neuerer Zeit eine sogenannte strömungsmittelge­ füllte elastische Buchse vorgeschlagen, die ein Paar Strö­ mungsmittelkammern aufweist, die derart im elastischen Kör­ per ausgebildet sind, daß die beiden Strömungsmittelkammern in Axialrichtung der Buchse im Abstand voneinander angeord­ net sind. Die Strömungsmittelkammern sind mit einem Strö­ mungsmittel gefüllt, das eine relativ niedrige Viskosität besitzt, und werden mit einer geeigneten Öffnung oder ent­ sprechenden Öffnungen oder Kanälen zur Strömungsdrosselung in Verbindung gehalten, so daß die axial aufgenommenen Vibrationen in wirksamer Weise aufgrund des Vorhandenseins der Strömungsmittelmassen in den Strömungsmittelkammern und den Drosselkanälen gedämpft werden können.

Bei einer solchen strömungsmittelgefüllten elastischen Buchse, bei der ein Strömungsmittel mit niedriger Viskosität Verwendung findet, bewirken in Axialrichtung auf die Buchse einwirkende Vibrationen, daß das Strömungsmittel durch die Drosselkanäle zwischen den beiden Strömungsmittelkammern fließt, so daß Vibrationen auf der Basis von Resonanzen der Massen des Strömungsmittels mit niedriger Viskosität, das durch die Drosselkanäle fließt, wirksam gedämpft werden können.

Da eine solche elastische Buchse, die mit Strömungsmittel­ kammern versehen ist, welche mit einem Strömungsmittel mit niedriger Viskosität gefüllt sind, axiale Vibrationen auf der Basis der Resonanz der Strömungsmittelmassen dämpft, hängt das Dämpfungsvermögen der Buchse in besonders starkem Maße von der Frequenz der einwirkenden Vibrationen ab. Mit anderen Worten, die in Rede stehende strömungsmittelgefüllte elastische Buchse kann keinen breiten Frequenzbereich der einwirkenden axialen Vibrationen abdecken. Vielmehr ist der Frequenzbereich, über den die elastische Buchse axiale Vi­ brationen in wirksamer Weise dämpfen kann, im Vergleich zu dem Frequenzbereich der tatsächlich einwirkenden Vibratio­ nen, die gedämpft werden sollen, stark eingeschränkt.

Genauer gesagt, wenn eine solche elastische Buchse, bei der ein Strömungsmittel mit niedriger Viskosität Verwendung findet, als Montageeinheit für ein hinteres Element eines Motorfahrzeuges verwendet wird und die Drosselkanäle sowie anderen Teile der Buchse so ausgebildet sind, daß der Reso­ nanzfrequenzbereich des Strömungsmittels einem Frequenzbe­ reich von etwa 10-15 Hz der einwirkenden Vibrationen ent­ spricht, ist die Montageeinheit sehr gut in der Lage, diese Vibrationen mit Frequenzen von etwa 10-15 Hz zu dämpfen, jedoch nicht in der Lage, einen ausreichenden Dämpfungs­ effekt für Vibrationen von etwa 30-40 Hz vorzusehen. Wenn andererseits eine derartige Montageeinheit für einen hohen Dämpfungseffekt in bezug auf Vibrationen mit 30-40 Hz aus­ gelegt ist, kann sie nicht in zufriedenstellender Weise Vibrationen von 10-15 Hz dämpfen. Somit besitzt die be­ kannte elastische Buchse, bei der ein Strömungsmittel mit niedriger Viskosität Verwendung findet, ein entsprechendes Problem, das gelöst werden sollte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte strömungsmittelgefüllte elastische Buchse, wie beispiels­ weise eine Montageeinheit für ein hinteres Element eines Motorfahrzeuges, zum flexiblen Verbinden eines Schaftele­ mentes mit einem rohrförmigen Lagerelement zu schaffen, mit der in erster Linie axial einwirkende Vibrationen gedämpft werden können und die in der Lage ist, einen ausgezeichne­ ten Dämpfungseffekt über einen breiten Frequenzbereich axialer Vibrationen vorzusehen, sowie eine relativ niedrige statische Federkonstante für in Radialrichtung einwirkende Vibrationen besitzt.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine strömungsmittelgefüllte elastische Buchse zum flexib­ len Verbinden eines Schaftelementes mit einem rohrförmigen Lagerelement gelöst, mit der in erster Linie in Axial­ richtung des Schaftelementes auf die Buchse einwirkende Vibrationen gedämpft werden können, die die folgenden Be­ standteile umfaßt: (a) Eine innere Buchse, in die das Schaftelement fest eingesetzt ist, (b) eine äußere Buchse, die radial außerhalb der inneren Buchse angeordnet und in das rohrförmige Lagerelement fest eingepaßt ist, (c) einen ringförmigen elastischen Körper, der zwischen der inneren und äußeren Buchse angeordnet ist, um die innere und äußere Buchse elastisch miteinander zu verbinden, und (d) ein Drosselelement. Der elastische Körper besitzt ein Paar von in Axialrichtung mittleren Verbindungsabschnitten, die ein Paar von diametral gegenüberliegenden Teilen des äußeren Umfangs des elastischen Körpers bilden. Die Verbindungsab­ schnitte besitzen ein Paar von sich durch diese erstrecken­ den Axiallöchern. Der elastische Körper weist eine durch einen axial mittleren Abschnitt desselben ausgebildete Öffnung in diametraler Richtung desselben auf, so daß die Öffnung teilweise durch die Verbindungsabschnitte begrenzt wird und in einem Paar von diametral gegenüberliegenden Teilen der äußeren Umfangsfläche des elastischen Körpers, die zwischen dem Paar der Verbindungsabschnitte in Umfangs­ richtung des elastischen Körpers angeordnet sind, offen ist. Die Öffnung wird durch die äußere Buchse an den diametral gegenüberliegenden Teilen der äußeren Umfangsfläche des elastischen Körpers geschlossen, so daß eine mit einem viskosen Strömungsmittel, das eine hohe kinematische Visko­ sität aufweist, gefüllte Strömungsmittelkammer um einen axial mittleren Abschnitt der inneren Buchse herum gebildet wird. Das Drosselelement wird daher durch die innere Buchse gelagert, so das es innerhalb der Strömungsmittelkammer ange­ ordnet ist und diese im wesentlichen in zwei Teile unter­ teilt, welche in Axialrichtung der inneren Buchse im Abstand voneinander angeordnet sind. Das Drosselelement wirkt mit mindestens einem aus dem Paar der axial mittleren Verbin­ dungsabschnitte des elastischen Körpers und der inneren Um­ fangsfläche der äußeren Buchse zusammen, um auf diese Weise mindestens einen Drosselabschnitt der Strömungsmittelkammer zu bilden. Die beiden Teile der Strömungsmittelkammer werden über den vorstehend erwähnten mindestens einen Drosselab­ schnitt miteinander in Verbindung gehalten.

Bei der auf diese Weise ausgebildeten strömungsmittelgefüll­ ten elastischen Buchse der vorliegenden Erfindung bewirken in Axialrichtung auf die Buchse einwirkende Vibrationen, daß das von der inneren Buchse gelagerte Drosselelement relativ zur äußeren Buchse in Axialrichtung verschoben wird. Diese axiale Verschiebung des Drosselelementes relativ zur äußeren Buchse bewirkt wiederum, daß Scherspannungen auf die Massen des hochviskosen Strömungsmittels einwirken, das im Drossel­ abschnitt oder den Drosselabschnitten der Strömungsmittel­ kammer vorhanden ist, welche zwischen dem Drosselelement und dem Paar der axial mittleren Verbindungsabschnitte des elastischen Körpers und/oder zwischen dem Drosselelement und der inneren Umfangsfläche der äußeren Buchse ausgebildet sind. Auf der Basis der auf diese Weise auf das hochviskose Strömungsmittel einwirkenden Scherspannungen können die einwirkenden axialen Vibrationen über einen vergleichsweise breiten Frequenzbereich der Vibrationen gedämpft werden.

Desweiteren besitzt die erfindungsgemäß ausgebildete elastische Buchse eine relativ niedrige statische Federkon­ stante in Radialrichtung, in der sich die axial mittleren Verbindungsabschnitte des elastischen Körpers diametral ge­ genüberliegen, da das Paar der Axiallöcher in Axialrichtung durch die entsprechenden Verbindungsabschnitte des elastischen Körpers ausgebildet ist.

Somit ist die erfindungsgemäß ausgebildete strömungsmittel­ gefüllte elastische Buchse in der Lage, einen ausgezeichne­ ten Dämpfungseffekt für einen breiten Frequenzbereich an axialen Vibrationen zur Verfügung zu stellen, und besitzt eine relativ niedrige statische Federkonstante für in Radialrichtung empfangene Vibrationen, in der die Verbin­ dungsabschnitte des elastischen Körpers diametral gegen­ überliegen. Wenn diese Buchse als Montageeinheit für ein hinteres Element einer hinteren Aufhängung vom Sattelauf­ liegerarmtyp bei einem Kraftfahrzeug verwendet wird, wird die Buchse so angeordnet, daß sich die Verbindungsab­ schnitte des elastischen Körpers in Fahrtrichtung des Fahr­ zeuges gegenüberliegen. Die Montageeinheit kann die axial aufgenommenen Vibrationen in einem Frequenzbereich von etwa 10-15 Hz und einem Frequenzbereich von etwa 30-40 Hz wirksam dämpfen und damit die Rattervibrationen der hinte­ ren Aufhängung beim Starten des Fahrzeuges und beim Laufen desselben auf einer unruhigen Straßenoberfläche reduzieren oder minimieren. Desweiteren kann durch die niedrige Fe­ derkonstante der Montageeinheit in Radialrichtung die Fahr­ zeugkarosserie gegenüber Stoßbelastungen geschützt werden, die auf die hintere Aufhängung einwirken.

Im Gegensatz zu der bekannten strömungsmittelgefüllten elastischen Buchse, bei der ein Strömungsmittel mit niedri­ ger Viskosität Verwendung findet, besitzt die erfindungs­ gemäß ausgebildete Buchse nicht den Nachteil einer hohen Federkonstanten in bezug auf einwirkende Vibrationen mit hoher Frequenz. Die erfindungsgemäße Buchse besitzt daher verbesserte Dämpfungseigenschaften für Vibrationen und Geräusche mit einem höheren Frequenzbereich als die bekannte elastische Buchse, bei der ein niedrigviskoses Strömungs­ mittel Verwendung findet.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten elastischen Buchse kann ein Silikonöl Verwendung finden, dessen kinematische Viskosität vorzugsweise mindestens 1000 cSt, bevorzugter mindestens 10 000 cSt beträgt und am bevorzugsten innerhalb eines Bereiches zwischen 100 000 cSt und 1 000 000 cSt liegt. Das bei der erfindungsgemäß ausgebildeten elastischen Buchse eingesetzte hochviskose Strömungsmittel ist jedoch nicht auf Silikonöl beschränkt; es können vielmehr auch andere geeignete Strömungsmittel Verwendung finden, die eine hohe kinematische Viskosität aufweisen, welche vorzugsweise höher ist als 1000 cSt.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten elastischen Buchse besteht der vorstehend erwähnte min­ destens eine Drosselabschnitt aus einem ersten Paar von Drosselabschnitten, die zwischen dem Drosselelement und dem Paar der axial mittleren Verbindungsabschnitte des elastischen Körpers ausgebildet sind, und einem zweiten Paar von Drosselabschnitten, die zwischen dem Drosselelement und einem Paar von diametral gegenüberliegenden Teilen der inne­ ren Umfangsfläche der äußeren Buchse ausgebildet sind, welche zwischen den Verbindungsabschnitten des elastischen Körpers in Umfangsrichtung angeordnet sind. In diesem Fall kann das Drosselelement ein Paar von bogenförmigen Flächen besitzen, die mit dem Paar der diametral gegenüberliegenden Teile der inneren Umfangsfläche der äußeren Buchse zusammen­ wirken, um das zweite Paar von Drosselabschnitten derart auszubilden, daß jeder des zweiten Paares von Drosselab­ schnitten eine bogenförmige Querschnittsform in einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung der inneren Buchse besitzt. Das Paar der bogenförmigen Flächen des Drosselelementes kann durch entsprechende Gummischichten abgedeckt sein, die ein­ stückig mit dem elastischen Körper ausgebildet sein können.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die elastische Buchse desweiteren eine Dichtungsbuchse, die zwischen dem elastischen Körper und der äußeren Buchse ange­ ordnet ist. Diese Dichtungsbuchse kann ein Paar von dia­ metral gegenüberliegenden Fenstern besitzt, die mit dem Paar der diametral gegenüberliegenden Teile der äußeren Umfangs­ fläche des elastischen Körpers ausgerichtet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt (entlang Linie I-I in Fig. 2) durch eine Ausführungsform einer strömungsmittelgefüllten elastischen Buchse in der Form einer Montageeinheit für ein hinteres Element eines Kraftfahrzeuges;

Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt (entlang Linie III- III in Fig. 4) durch ein Zwischenpro­ dukt, das durch Vulkanisation eines Gummimaterials während der Herstellung der Montageeinheit erhalten wird; und

Fig. 4 einen Schnitt entlang Linie IV-IV in Fig. 3.

Das nachfolgend zum besseren Verständnis der Erfindung er­ läuterte Ausführungsbeispiel ist eine Montageeinheit für das hintere Aufhängungssystem eines Sattelaufliegerarms eines Kraftfahrzeuges.

Wie man den Fig. 1 und 2 entnehmen kann, ist mit 10 eine relativ dickwandige innere Buchse aus metallischem Material bezeichnet, an der ein Schaftelement (nicht gezeigt), das mit der Karosserie des Fahrzeuges verbunden ist, so be­ festigt ist, daß es in die innere Buchse 10 eingesetzt ist. Mit 12 ist eine relativ dünnwandige äußere Buchse bezeich­ net, die ebenfalls aus metallischem Material besteht und fest in ein rohrförmiges Lagerelement (nicht gezeigt) des hinteren Aufhängungssystems des Fahrzeuges eingepaßt ist. Die äußere Buchse 12 ist koaxial zur inneren Buchse 10 und radial außerhalb derselben angeordnet, wobei sich ein ge­ eigneter radialer Abstand dazwischen befindet. Zwischen der inneren und äußeren Buchse 12, 12 ist ein elastischer Körper in der Form eines allgemein ringförmigen Gummikörpers 14 an­ geordnet, der aus einem geeigneten Gummimaterial besteht. Der Gummikörper 14 verbindet die innere und äußere Buchse 10, 12 in elastischer Weise.

Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, ist der Gummikörper 14 an seiner inneren Umfangsfläche durch Vulkanisation eines nicht vulkaniserten Gummimateriales in einer geeigneten Form mit der äußeren Umfangsfläche der inneren Buchse 10 verbunden. An die äußere Umfangsfläche des Gummikörpers 14 wird während des Vulkanisationsvorganges eine Dichtungsbuchse 18 gebun­ den. Somit wird das in den Fig. 3 und 4 dargestellte Zwischenprodukt hergestellt. Die Dichtungsbuchse 18 besitzt an ihrem oberen Ende (in Fig. 3) einen Außenflansch 16 und in ihrem axial mittleren Abschnitt ein Paar von Rechteck­ fenstern 20. Die Fenster 20 liegen in diametraler Richtung der Buchse 18 einander gegenüber. Der Gummikörper 14 besitzt ein Paar von axial mittleren Verbindungsabschnitten 22, 22, die ein Paar von diametral gegenüberliegenden Teilen des Außenumfangs des Gummikörpers 14 bilden. In Querschnitts­ richtung der Fig. 2 besitzen die Verbindungsabschnitte 22 eine allgemein trapezförmige Gestalt. Der Gummikörper 14 weist eine Öffnung 24 auf, die durch einen axial mittleren Abschnitt desselben in Radialrichtung so ausgebildet ist, daß die Öffnung 24 teilweise durch die Verbindungsabschnitte 22 begrenzt wird. Die Öffnung 24 ist in einem Paar von dia­ metral gegenüberliegenden Teilen der äußeren Umfangsfläche des Gummikörpers 14, die zwischen dem Paar der Verbindungs­ abschnitte 22 in Umfangsrichtung des Gummikörpers 14 ange­ ordnet sind, offen. Das Paar der Fenster 20, die durch die Dichtungsbuchse 18 ausgebildet sind, ist zu den bogenförmi­ gen offenen Enden der Öffnung 24 ausgerichtet, die wiederum zu den vorstehend erwähnten diametral gegenüberliegenden Teilen der äußeren Umfangsfläche des Gummikörpers 14 ausge­ richtet ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, weist die Öffnung 24 in einer Ebene senkrecht zur Achse der Buchse oder der Montage­ einheit eine allgemein rechteckförmige Gestalt auf, und die innere Buchse 10 ist so angeordnet, daß sich ihr axial mittlerer Abschnitt durch den mittleren Abschnitt der Öffnung 24 erstreckt.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist die äußere Buchse 12 in strömungsmitteldichter Weise an der Außenfläche der Dich­ tungsbuchse 18 befestigt, die am Gummikörper 14 haftet, welcher die vorstehend beschriebene Öffnung 24 aufweist. Somit wird eine Strömungsmittelkammer 26 gebildet, die durch die Verbindungsabschnitte 22 und die anderen Abschnitte des Gummikörpers 14, die innere Umfangsfläche der äußeren Buchse 12 und ein Drosselelement 46, das nachfolgend beschrieben wird, begrenzt wird. Die Strömungsmittelkammer 28 ist mit einem geeigneten hochviskosen Strömungsmittel, wie bei­ spielsweise Silikonöl, gefüllt, das eine ausreichend hohe kinematische Viskosität besitzt, vorzugweise mindestens 1000 cSt, bevorzugter mindestens 10 000 cSt und am bevor­ zugtesten in einem Bereich von 100 000 cSt und 1 000 000 cSt. Um die Haltbarkeit des Gummikörpers 14 zu verbessern, wird die Dichtungsbuchse 18 einem Ziehvorgang an acht in Umfangs­ richtung beabstandeten Stellen unterworfen, so daß der Gummikörper 14 radial einwärts vorkomprimiert wird, bevor die äußere Buchse 12 auf der Dichtungsbuchse 18 befestigt wird.

Im einzelnen besitzt die äußere Buchse 12 einen Verstemm­ abschnitt 28 mit großem Durchmesser an einem ihrer gegen­ überliegenden axialen Enden und einen einwärts gerichteten Flansch 30 am anderen axialen Ende, wie in Fig. 1 gezeigt. Eine Dichtungsgummischicht 32 mit einer geeigneten Dicke ist auf die innere Umfangsfläche der äußeren Buchse 12 aufvul­ kanisiert. Beim Zusammenbau der äußeren Buchse 12 und des Zwischenproduktes der Fig. 3 und 3 wird die äußere Buchse 12 mit der Dichtungsgummischicht 32 in Preßpassung auf der Dichtungsbuchse 18 angeordnet, wobei der Verstemmabschnitt 28 anfangs mit dem unteren Abschnitt der Dichtungsbuchse 18 in Eingriff steht (wie in Fig. 3 gezeigt). Im zusammenge­ bauten Zustand der Montageeinheit wird die Dichtungsgummi­ schicht 32 in Preßkontakt mit der äußeren Fläche der Dichtungsbuchse 18 gehalten, während der Verstemmabschnitt 28 der äußeren Buchse 12 gegen den auswärts gerichteten Flansch 16 der Dichtungsbuchse 18 verstemmt wird. Bevor der Verstemmabschnitt 28 verstemmt wird, wird auch die äußere Buchse 12 durch einen Ziehvorgang radial einwärts kompri­ miert.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Paar von Einlaßlöchern 34, 34 durch die äußere Buchse 12 ausgebil­ det, nachdem die äußere Buchse 12 mittels Preßpassung auf der Dichtungsbuchse 18 befestigt worden ist. Dann wird das hochviskose Strömungsmittel in die Strömungsmittelkammer 36 durch die Einlaßlöcher 34 gegossen, und die Löcher 34 werden durch entsprechende Nietstopfen 36 verschlossen. Auf diese Weise wird die Strömungsmittelkammer 26 mit dem hochviskosen Strömungsmittel, wie beispielsweise dem vorstehend erwähnten Silikonöl, versehen.

Die Einlaßlöcher 34 zum Füllen der Strömungsmittelkammer 36 mit dem Strömungsmittel liegen in bezug auf die innere Buchse 10 (äußere Buchse 12) diametral gegenüber und sind benachbart zu den entsprechenden Verbindungsabschnitten 22 des Gummikörpers 14 angeordnet. Genauer gesagt, die äußere Buchse 12 besitzt eine ringförmige Ausnehmung 38 in einem axial mittleren Abschnitt der äußeren Umfangsfläche, die einen axial mittleren Abschnitt 40 mit großem Durchmesser bildet, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Einlaßlöcher 34 sind durch diesen Abschnitt 40 mit großem Durchmesser der äußeren Buchse 12 ausgebildet, so daß die Köpfe der Nietstopfen 36 in der Ausnehmung 38 angeordnet sind, um zu verhindern, daß diese Köpfe einen Preßpassungsvorgang zum Einsetzen der elastischen Montageeinheit in das rohrförmige Lagerelement des hinteren Aufhängungssystems des Fahrzeuges behindern.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Strömungsmitteldichtigkeit der Strömungsmittelkammer 26 durch einen Preßkontakt der Dichtungsgummischicht 32 mit der Dichtungsbuchse 18 durch eine radial einwärts gerichtete Vorkomprimierung der äußeren Buchse 12 gegen die Dichtungs­ buchse 18 über die Gummischicht 32 erhalten wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Buchse mit ringförmigen Gummipufferschichten 42, 44 versehen, die einstückig mit dem Gummikörper 14 und der Dichtungsgummischicht 32 ausgebildet sind, wobei diese Pufferschichten 42, 44 vom auswärtsgerich­ teten Flansch 16 der Buchse 18 und vom einwärtsgerichteten Flansch 30 der äußeren Buchse 12 in Axialrichtung der Mon­ tageeinheit nach außen vorstehen. Wenn die Montageeinheit am Fahrzeug installiert wird, indem das Schaftelement der Fahr­ zeugkarosserie in die innere Buchse 10 eingesetzt wird, während das rohrförmige Lagerelement des hinteren Aufhän­ gungssystems an der äußeren Buchse 12 befestigt wird, werden die Pufferschichten 42, 44 in einem geeigneten Abstand von entsprechenden Anschlagelementen gehalten, die am Schaftele­ ment vorgesehen sind.

Wie vorstehend erläutert, ist das Drosselelement 46 derart fest am axial mittleren Abschnitt der inneren Buchse 10 gelagert, daß eine mittlere Bohrung 47 mit der äußeren Umfangsfläche der inneren Buchse 10 in Eingriff steht, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Dieses Drosselelement 46 be­ steht aus einem metallischen Material und besitzt eine all­ gemein längliche Gestalt, wobei sich an den gegenüberlie­ genden Längsenden zwei bogenförmige Flächen befinden, wie die Fig. 2 und 4 zeigen. Diese bogenförmigen Längsenden sind zu den Fenstern 20 ausgerichtet, die in der Dichtungs­ buchse 18 ausgebildet sind. Desweiteren weist das Drossel­ element 46 gegenüberliegende Flächen auf, die nahezu parallel zueinander verlaufen und auf die Verbindungsab­ schnitte 22 des Gummikörpers 14 weisen. Das Drosselelement 46 ist so angeordnet, daß seine Längsrichtung parallel zur diametralen Richtung der inneren Buchse 10, in der die Öffnung 24 durch den Gummikörper 14 ausgebildet ist, ver­ läuft. Wie in Fig. 1 gezeigt, unterteilt das Drosselelement 46 die Strömungsmittelkammer 26 im wesentlichen in zwei Teile, die in Axialrichtung der inneren Buchse 10 im Abstand voneinander angeordnet sind. Diese beiden Teile der Strö­ mungsmittelkammer 26 werden über ein erstes Paar von Dros­ selabschnitten 48 und ein zweites Paar von Drosselabschnit­ ten 50 der Strömungsmittelkammer in Verbindung miteinander gehalten. Genauer gesagt, das Drosselelement 46, die Ver­ bindungsabschnitte 22 des Gummikörpers 14 und die äußere Buchse 12 sind so dimensioniert und geformt, daß die ersten Drosselabschnitte 48 zwischen den Verbindungsabschnitten 22 und den nahezu parallelen gegenüberliegenden Flächen des Drosselelementes 46 gebildet werden, während die zweiten Drosselabschnitte 50 zwischen den diametral gegenüber­ liegenden Teilen der inneren Umfangsfläche der äußeren Buchse 12 und den bogenförmigen gegenüberliegenden Längs­ endflächen des Drosselelementes 46 gebildet werden. Die ersten Drosselabschnitte 48 der Strömungsmittelkammer 26 verlaufen gerade und parallel zueinander, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, während die zweiten Drosselabschnitte 50 im Querschnitt der Fig. 2 bogenförmig ausgebildet sind. Das Drosselelement 46 bildet das erste und zweite Paar der Drosselabschnitte 48, 50 der Strömungsmittelkammer 26, die einen gedrosselten Durchfluß an Strömungsmittel zwischen den beiden Teilen der Strömungsmittelkammer zulassen.

Die bogenförmigen Längsendflächen des Drosselelementes 46 sind mit bogenförmigen Gummischichten 52 beschichtet, die eine geeignete Dicke aufweisen. Die Gummischichten 52 sind einstückig mit dem Gummikörper 14 ausgebildet. Genauer gesagt, die bogenförmigen zweiten Drosselabschnitte 50 der Strömungsmittelkammer 26 sind zwischen den bogenförmigen Gummischichten 52 und den gegenüberliegenden Teilen der inneren Umfangsfläche der Dichtungsgummischicht 32, die mit der Innenfläche der äußeren Buchse 12 verbunden ist, ausge­ bildet.

Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Eckabschnitte des Drossel­ elementes 46, die den Einlaßlöchern 34 in Radialrichtung der inneren oder äußeren Buchse 10, 12 gegenüberliegen, ent­ fernt, um die Ausbildung der Löcher 34 zu erleichtern.

Die Abmessung der Drosselabschnitte 48, 50, in der Ebene der Fig. 2 gemessen, reicht allgemein von etwa 1 mm bis etwa 6 mm.

Wie ferner in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, besitzen die beiden axial mittleren Verbindungsabschnitte 22 des Gummi­ körpers entsprechende Axiallöcher 54, die in Axialrichtung durch die Montageeinheit ausgebildet sind. Diese Axiallöcher 54 sind bogenförmig ausgebildet, wobei sie dem Außenumfang des Gummikörpers 14 folgen, und liegen einander in bezug auf die innere Buchse 10 in der Ebene der Fig. 2 diametral gegenüber.

Bei der auf diese Weise ausgebildeten Montageeinheit für ein hinteres Element bewirken axiale Vibrationen, die zwischen der inneren und äußeren Buchse 10, 12 einwirken, daß diese Buchsen 10, 12 in Axialrichtung relativ zueinander ver­ schoben werden, wodurch eine relative Axialbewegung zwischen dem Drosselelement 46 und den Verbindungsabschnitten 22 des Gummikörpers 14 und eine relative Axialbewegung zwischen dem Drosselelement 46 und der äußeren Buchse 12 verursacht wird. Auf der Basis dieser Relativbewegungen werden Scherbe­ lastungen auf die Massen des hochviskosen Strömungsmittels ausgeübt, das sich in den Drosselabschnitten 48 und 50 der Strömungsmittelkammer 26 befindet, so daß axiale Vibrationen eines relativ breiten Frequenzbereiches auf der Basis dieser auf die Strömungsmittelmassen einwirkenden Scherbelastungen wirksam gedämpft werden können.

Desweiteren verleihen die Axiallöcher 54, die durch die Ver­ bindungsabschnitte 22 des Gummikörpers 14 ausgebildet sind, der Montageeinheit eine relativ niedrige statische Feder­ konstante in Radialrichtung.

Wenn die Montageeinheit so installiert ist, daß die Verbin­ dungsabschnitte 22 des Gummikörpers 14 sich in Fahrtrichtung des Fahrzeuges gegenüberliegen, können auf das hintere Auf­ hängungssystem ausgeübte Stoßbelastungen in geeigneter Weise isoliert sowie axiale Vibrationen mit Frequenzen in der Nachbarschaft von 10-15 Hz und Frequenzen in der Nachbar­ schaft von 30-40 Hz wirksam gedämpft werden, so daß Rat­ tergeräusche des hinteren Aufhängungssystems beim Starten des Fahrzeuges und während der Fahrt desselben auf einer unruhigen Straßenoberfläche minimiert werden können.

Die vorstehend beschriebene Montageeinheit besitzt im wesentlichen flache oder übereinstimmende Vibrations­ dämpfungseigenschaften für Vibrationen in einem relativ breiten Frequenzbereich. Das bedeutet, daß im Gegensatz zu der bekannten strömungsmittelgefüllten elastischen Mon­ tageeinheit, bei der ein Strömungsmittel mit einer relativ niedrigen Viskosität Verwendung findet, die vorliegende Montageeinheit selbst dann keine übermäßig hohe Feder­ konstante besitzt, wenn sie Vibrationen in einem höheren Frequenzbereich ausgesetzt ist. Auch in dieser Hinsicht stellt die vorliegende elastische Buchse eine Verbesserung gegenüber der bekannten elastischen Buchse, die mit einem Strömungsmittel mit niedriger Viskosität arbeitet, in bezug auf ihre Vibrations- und Geräuschdämpfungseigenschaften dar.

Bei der gezeigten Montageeinheit ist das hochviskose Strö­ mungsmittel in den Drosselabschnitten 48, 50 der Strömungs­ mittelkammer 26 auch Scherbeanspruchungen aufgrund von Rela­ tivbewegungen der inneren und äußeren Buchse 10, 12 in Radialrichtung parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges (Vertikalrichtung in Fig. 2) und aufgrund von Relativbe­ wegungen der inneren und äußeren Buchse 10, 12 in Radial­ richtung parallel zur Querrichtung des Fahrzeuges (Horizon­ talrichtung in Fig. 2) ausgesetzt. Folglich trägt das hochviskose Strömungsmittel in der vorliegenden Montage­ einheit auch zu einer Verbesserung des Dämpfungsvermögens in bezug auf in Radialrichtung (Fahrt- und Querrichtung des Fahrzeuges) einwirkende Vibrationen bei.

Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die lediglich beispielhafter Natur ist. Die Erfindung ist nicht auf diese beispielhafte Ausführungsform beschränkt und kann auch in anderer Weise verwirklicht werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist das erste Paar der Drosselabschnitte 48 der Strömungsmittelkammer 26 zwischen dem Drosselelement 48 und den Verbindungsabschnitten 22 des Gummiblocks 14 ausgebildet, während das zweite Paar der Drosselabschnitte 50 zwischen dem Drosselelement 46 und der inneren Umfangsfläche der äußeren Buchse 12 ausgebildet ist, so daß die auf die Montageeinheit einwirkenden axialen Vi­ brationen sowohl auf der Basis der auf die Strömungsmittel­ massen in den ersten Drosselabschnitten 48 einwirkenden Scherbelastungen als auch auf der Basis der auf die Strö­ mungsmittelmassen in den zweiten Drosselabschnitten 50 einwirkenden Scherbelastungen gedämpft werden können. Es ist jedoch auch möglich, daß nur das erste Paar von Drosselab­ schnitten 48 oder nur das zweite Paar von Drosselabschnitten 50 vorgesehen werden kann. Auch für diesen Fall kann die Lehre der vorliegenden Erfindung verwirklicht werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Einlaß­ löcher 34 durch die äußere Buchse 12 geformt, nachdem die äußere Buchse am Gummikörper 14 (genauer an der Dichtungs­ buchse 18) des Zwischenproduktes der Fig. 3 und 4 be­ festigt worden ist. Die Einlaßlöcher 34 werden durch die Nietstopfen 36 verschlossen, nachdem das Strömungsmittel durch die Einlaßlöcher in die Strömungsmittelkammer 26 eingegossen worden ist. Die Einlaßlöcher 34 können jedoch auch geformt werden, bevor die äußere Buchse 12 am Gummi­ körper 14 befestigt wird, und die Nietstopfen 36 können durch andere Verschlußeinrichtungen ersetzt werden. Des­ weiteren kann das Auffüllen der Strömungsmittelkammer 26 mit Strömungsmittel durchgeführt werden, indem die äußere Buchse 12 in einem mit dem Strömungsmittel gefüllten Behälter am Gummiblock 14 montiert wird.

Obwohl die vorstehend beschriebene Ausführungsform als Mon­ tageeinheit für ein hinteres Element einer hinteren Aufhän­ gung vom Sattelaufliegerarmtyp eines Motorfahrzeuges verwen­ det wird, kann die Erfindung naturgemäß auch bei anderen elastischen Buchsen oder Montageeinheiten verwirklicht werden oder die strömungsmittelfefüllte elastische Buchse der Erfindung kann für andere Anwendungsfälle oder Anwen­ dungszwecke eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß wird somit eine strömungsmittelgefüllte elastische Buchse vorgeschlagen, die einen ringförmigen elastischen Körper besitzt, der zwischen einer inneren und einer äußeren Buchse angeordnet ist und ein Paar von axial mittleren Verbindungsabschnitten aufweist, die diametral gegenüberliegende Teile des Umfangs des elastischen Körpers bilden. Der elastische Körper weist eine in diametraler Richtung durch seinen axial mittleren Abschnitt ausgebildete Öffnung auf, wobei diese Öffnung teilweise durch die Ver­ bindungsabschnitte begrenzt wird und in diametral gegen­ überliegenden Teilen der äußeren Umfangsfläche des elastischen Körpers, die zwischen den Verbindungsabschnit­ ten angeordnet sind, offen ist. Die Öffnung wird durch die äußere Buchse an den diametral gegenüberliegenden Teilen der äußeren Umfangsfläche des elastischen Körpers verschlossen, so daß eine mit einem hochviskosen Strömungsmittel gefüllte Strömungsmittelkammer um einen axial mittleren Abschnitt der inneren Buchse herum gebildet wird. Die Buchse besitzt ein Drosselelement, das fest innerhalb der Strömungsmittelkammer angeordnet ist und diese im wesentlichen in zwei axial von­ einander beabstandete Teile unterteilt, wobei das Drossel­ element mit den Verbindungsabschnitten des elastischen Körpers und/oder der inneren Umfangsfläche der äußeren Buchse zusammenwirkt und auf diese Weise einen Drosselab­ schnitt oder Drosselabschnitte der Strömungsmittelkammer bildet.

Claims (10)

1. Strömungsmittelgefüllte elastische Buchse zum flexiblen Verbinden eines Schaftelementes mit einem rohrförmigen Lagerelement, um in erster Linie in Axialrichtung des Schaftelementes auf die Buchse einwirkende Vibrationen zu dämpfen, gekennzeichnet durch die folgenden Bestandteile:
Eine innere Buchse (10), in die das Schaftelement fest eingesetzt ist;
eine äußere Buchse (12), die radial außerhalb der inne­ ren Buchse angeordnet und fest im rohrförmigen Lager­ element angebracht ist;
einen ringförmigen elastischen Körper (14), der zwischen der inneren und äußeren Buchse angeordnet ist und diese elastisch miteinander verbindet;
wobei der elastische Körper ein Paar von axial mittle­ ren Verbindungsabschnitten (22, 22) aufweist, die ein Paar von diametral gegenüberliegenden Teilen des Außen­ umfangs des elastischen Körpers bilden, und wobei der elastische Körper eine Öffnung (24) besitzt, die durch einen axial mittleren Abschnitt desselben in diametra­ ler Richtung so ausgebildet ist, daß die Öffnung teil­ weise durch die Verbindungsabschnitte begrenzt wird und in einem Paar von diametral gegenüberliegenden Teilen der äußeren Umfangsfläche des elastischen Körpers, die zwischen dem Paar der Verbindungsabschnitte in Umfangs­ richtung des elastischen Körpers angeordnet sind, offen ist, wobei diese Öffnung durch die äußere Buchse an dem Paar der diametral gegenüberliegenden Teile der äußeren Umfangsfläche des elastischen Körpers ver­ schlossen ist, so daß eine mit einem Strömungsmittel mit einer hohen kinematischen Viskosität gefüllte Strömungsmittelkammer (26) um einen axial mittleren Abschnitt der inneren Buchse herum ausgebildet wird;
ein Drosselelement (46), das von der inneren Buchse derart gelagert wird, daß es in der Strömungsmittelkam­ mer (28) angeordnet ist und diese im wesentlichen in zwei im Abstand voneinander in Axialrichtung der inne­ ren Buchse angeordnete Teile unterteilt, wobei das Drosselelement mit mindestens einem aus dem Paar der axial mittleren Verbindungsabschnitte (22, 22) des elastischen Körpers und einer inneren Umfangsfläche der äußeren Buchse (12) zusammenwirkt und dabei min­ destens einen Drosselabschnitt (48, 50) der Strömungs­ mittelkammer bildet, wobei die beiden Teile der Strömungsmittelkammer über den mindestens einen Dros­ selabschnitt miteinander in Verbindung stehen; und
wobei das Paar der axial mittleren Verbindungsab­ schnitte (22) des elastischen Körpers entsprechende Axiallöcher (54) aufweist.

2. Buchse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die kinematische Viskosität des viskosen Strömungsmittels mindestens 1000 cSt beträgt.

3. Buchse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die kinematische Viskosität des viskosen Strömungsmittels mindestens 10 000 cSt be­ trägt.

4. Buchse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die kinematische Viskosität des viskosen Strömungsmittels in einem Bereich zwischen 100 000 cSt und 1 000 000 cSt liegt.

5. Buchse nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das vis­ kose Strömungsmittel aus einem Silikonöl besteht.

6. Buchse nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der min­ destens eine Drosselabschnitt (48, 50) aus einem ersten Paar von Drosselabschnitten (48, 48), die zwischen dem Drosselelement (46) und dem Paar der axial mittleren Verbindungsabschnitte (22, 22) des elastischen Körpers (14) ausgebildet sind, und einem zweiten Paar von Drosselabschnitten (50, 50) besteht, die zwischen dem Drosselelement (46) und einem Paar von diametral gegenüberliegenden Teilen der inneren Umfangsfläche der äußeren Buchse (12), die zwischen den Verbindungsabschnitten des elastichen Körpers in Umfangsrichtung angeordnet sind, ausgebildet sind.

7. Buchse nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Drosselelement (46) ein Paar von bogenförmigen Flächen besitzt, die mit dem Paar der diametral gegenüberliegenden Teile der inneren Umfangsfläche der äußeren Buchse zusammenwirken, um das zweite Paar von Drosselabschnitten (50, 50) zu bilden, wobei jeder des zweiten Paares von Drosselab­ schnitten in einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung der inneren Buchse eine bogenförmige Querschnittsform besitzt.

8. Buchse nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Paar der bogenförmigen Flächen des Drosselelementes (48) mit entsprechenden Gummi­ schichten (52, 52) beschichtet ist.

9. Buchse nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß sie des­ weiteren eine Dichtungsbuchse (18) aufweist, die zwischen dem elastischen Körper (14) und der äußeren Buchse (12) angeordnet ist.

10. Buchse nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtungsbuchse (18) ein Paar von diametral gegenüberliegenden Fenstern (24, 24) aufweist, die zu dem Paar der diametral gegenüber­ liegenden Teile der äußeren Umfangsfläche des elastischen Körpers ausgerichtet sind.