DE4124705C2 - Verfahren zur Herstellung einer zylindrischen Muffe mit einer hydraulischen Dämpfungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer zylindrischen Muffe mit einer hydraulischen Dämpfungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannte zylindrische Muffen mit Dämpfung bestehen aus einem äußeren Zylinder, einem inneren Zylinder und einem dazwischen angeordneten schwingungsdämpfenden Gummiblock. Derartige zy­ lindrische Muffen bieten eine gute Schwingungsdämpfung bei einfacher Bauweise und werden häufig für Motorhalterungen an Fahrzeugen verwendet.

Aus der DE 38 21 240 C2 und der EP 0 368 352 A2 sind zylin­ drische Muffen bekannt, bei denen der schwingungsdämpfende Gummiblock Kammern mit Dämpfungsflüssigkeit enthält. Damit können insbesondere Schwingungen großer Amplitude wirkungs­ voll gedämpft werden. Derartige Muffen sind durch Anformen eines zylindrischen inneren Ringes an den schwingungsdämpfen­ den Gummiblock, Reduzieren des Durchmessers des inneren Rings, um die bei der Herstellung des Gummiblock erzeugten Zugspannungen auszugleichen und anschließendes Einpressen des inneren Ringes in den äußeren Zylinder, hergestellt worden.

Bei diesem Herstellungsverfahren werden Wandabschnitte des Gummiblocks, die die Flüssigkeitskammern bilden, bei der Re­ duzierung des Durchmessers zusammengepreßt. Sobald die stati­ sche Belastung eines Fahrzeugantriebes auf den inneren Zylin­ der wirkt, wird dieser relativ zu dem äußeren Zylinder ver­ schoben. Dadurch werden die bereits zusammengedrückten Wand­ abschnitte weiter verformt. Entsprechend sinkt die Haltbar­ keit dieser Wandabschnitte des Gummiblocks.

Um die erforderliche Dichtigkeit zwischen äußerem Zylinder und innerem Ring zu erreichen, wird üblicherweise eine Gummi­ dichtung zwischen beiden angebracht. Bei der Reduzierung des inneren Rings wird diese Gummidichtung verformt, wodurch Fal­ ten entstehen können. Hierdurch wird die Dichtungseigenschaft der Gummidichtung verschlechtert. Um diesen Nachteil zu ver­ meiden, wird üblicherweise die Gummidichtung am Innenrand des äußeren Zylinders angebracht und anschließend der innere Ring mit dem verringerten Durchmesser in den äußeren Zylinder ein­ gepreßt. Dies ist fertigungstechnisch aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Herstel­ lungsverfahren für eine zylindrische Muffe mit hydraulischer Dämpfung anzugeben, bei dem Maßnahmen zur Steigerung der Haltbarkeit des schwingungsdämpfenden Gummiblocks vorgesehen werden, und das fertigungstechnisch einfach eine sichere Ab­ dichtung der Muffe erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte spezielle Ausführungen sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet die Herstellung ei­ nes inneren Ringes mit einem elliptischen Querschnitt, Ein­ bringen eines schwingungsdämpfenden Gummiblocks, durch den ein innerer Zylinder hindurchgeht und der Wandabschnitte auf­ weist, die eine Flüssigkeitskammer bilden, eng anliegend in den inneren Ring, so daß die Wandabschnitte an der kurzen El­ lipsenachse des inneren Ringes ausgebildet sind, wobei der innere Ring zu einem kreisförmigen Querschnitt verformt und in den äußeren Zylinder eingepreßt wird.

Insbesondere wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Her­ stellung einer zylindrischen Muffe verwendet, die einen äußeren Zylinder und einen darin eingepreßten inneren zy­ lindrischen Ring aufweist, wobei ein schwingungsdämpfender Gummiblock so in dem inneren Ring angeordnet ist, daß im Querschnitt gesehen, ein Hauptabschnitt des Gummiblocks sich etwa horizontal erstreckt und dieser am Umfang mit inneren horizontal entgegengesetzt angeordneten Flächen des inneren Rings verbunden ist. Von beiden in axialer Richtung gesehenen Enden des im Querschnitt etwa horizontal angeordneten Haupt­ abschnittes erstrecken sich in radialer Richtung Wandab­ schnitte aufwärts. Von diesen umgibt jeder das jeweilige Ende des inneren Zylinders. Diese Wandabschnitte sind am Umfang mit einer inneren Fläche des inneren Rings verbunden. Die Wandabschnitte bilden nach Einpressung in den äußeren Zylin­ der eine Hauptflüssigkeitskammer. Der innere Ring weist etwa mittig in axialer Richtung eine Wölbung nach innen (zur Achse hin) auf, in die ein Drosselkörper mit einem Drosselkanal eingebracht ist. Dieser Drosselkanal steht einerseits mit der Hauptkammer für die Dämpfungsflüssigkeit in Verbindung und andererseits mit einer Hilfskammer, die etwa der Hauptkammer gegenüberliegend zwischen dem Gummiblock und einem Diaphragma gebildet ist. Das Diaphragma ist damit im Querschnitt gesehen zwischen der unteren Oberfläche des Gummiblocks und dem äuße­ ren Zylinder angeordnet.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens wird der innere Ring mit einem elliptischen Querschnitt hergestellt, der schwingungsdämpfende Gummiblock, durch den der innere Zylinder hindurchgeht, mit seinem im Querschnitt etwa horizontalen Hauptabschnitt entlang der Hauptellipsenachse des inneren Ringes angeordnet, wobei die die Hauptkammer bildenden Wandabschnitte entlang der Ellip­ sennebenachse ausgerichtet werden, der innere Ring zu einem kreisförmigen Querschnitt verformt und der deformierte innere Ring in den äußeren Zylinder eingepreßt. Dabei wird der Dros­ selkörper zwischen dem mittleren eingewölbten Abschnitt des inneren Rings und dem äußeren Zylinder sowie das Diaphragma zwischen dem Gummiblock und dem äußeren Zylinder angeordnet.

Der erfindungsgemäßen Verfahrensweise zufolge wird durch die Deformation des inneren Ringes zu einem kreisförmigen Quer­ schnitt der entlang der Ellipsenhauptachse angeordnete Haupt­ abschnitt des schwingungsdämpfenden Gummiblocks zusammenge­ preßt, so daß die Zugspannung innerhalb des Hauptabschnittes des schwingungsdämpfenden Gummiblocks in eine Druckspannung umgewandelt wird. Andererseits wird in den entlang der Ellip­ sennebenachse angeordneten Wandabschnitten, die durch die De­ formation des inneren Ringes radial nach außen gezogen wer­ den, eine Zugspannung erzeugt.

Sobald ein schwingender Körper mit dem inneren Zylinder der erfindungsgemäß hergestellten zylindrischen Muffe verbunden wird, wird einerseits der schwingungsdämpfende Gummiblock aufgrund der statischen Last des schwingenden Körpers ver­ formt, wobei der innere Zylinder in radialer Richtung nach außen wandert. Durch diese Bewegung des inneren Zylinders werden die Wandabschnitte zusammengedrückt, wodurch die in ihnen erzeugte Zugspannung aufgehoben wird. Demzufolge werden selbst bei starker Auslenkung des inneren Zylinders die Wand­ abschnitte vor übermäßiger Kompression bewahrt und das Auf­ treten übermäßig großer Zugspannungen in den Wandabschnitten wird verhindert. Hierdurch wird eine erfindungsgemäß verbes­ serte Haltbarkeit des schwingungsdämpfenden Gummiblocks ins­ besondere in den Wandabschnitten erreicht. Außerdem wird die Bildung von Falten oder Rissen in der den äußeren Umfang des inneren Rings umgebenden Gummidichtung verhindert, weil die Umfangslänge des inneren Rings während der Deformation unver­ ändert bleibt. Darüber hinaus kann die Gummidichtung am äuße­ ren Umfang des inneren Rings in einem Stück mit dem schwin­ gungsdämpfenden Gummiblock gebildet werden, wodurch die Her­ stellung effizienter zu gestalten ist.

Ausführungsbeispiele werden anhand der Fig. 1 bis 8 erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer zylindrischen Muffe mit hy­ draulischer Dämpfung, die nach einem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens herge­ stellt wird;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie II-II von Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt eines inneren Ringes der in einem schwingungsdämpfenden Gummiblock eingeformt ist und der in dem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen Verfahrens benutzt wird;

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie IV-IV von Fig. 3;

Fig. 5 einen Längsschnitt einer zylindrischen Muffe mit hy­ draulischer Dämpfung, die nach einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens herge­ stellt wird;

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI von Fig. 5;

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen inneren Ring, der in ei­ nen schwingungsdämpfenden Gummiblock eingeformt ist, und der bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des er­ findungsgemäßen Verfahrens verwendet wird;

Fig. 8 einen Querschnitt eines inneren Ringes gemäß Fig. 7, wobei der Ring zu einem kreisförmigen Querschnitt verformt ist.

In Fig. 1 ist ein äußerer Zylinder 1 dargestellt, der einen kreisförmigen Querschnitt hat und in den ein innerer Ring 2 mit im wesentlichen zylindrischer Form eingepreßt ist. Inner­ halb des inneren Ringes 2 ist ein schwingungsdämpfender Gum­ miblock 3 angeordnet, der sich im Querschnitt betrachtet, im wesentlichen in horizontaler Richtung erstreckt (Fig. 2). Ein Hauptabschnitt des Gummiblocks 3 ist mit dem inneren Umfang des inneren Ringes 2 an seinen entgegengesetzten äußeren Um­ fangsflächen verbunden. Ein innerer Zylinder 4 ist koaxial in den Gummiblock 3 und durch ihn hindurchgehend eingebettet. Der in axialer Richtung mittige Abschnitt des inneren Ringes 2 ist nach innen eingewölbt (in Richtung des inneren Zylin­ ders 4) und weist dort eine Ausnehmung 21 (Fig. 3) auf. Der Gummiblock 3 hat Wandabschnitte 31 von etwa trapezförmigem Querschnitt. Die Wandabschnitte 31 erstrecken sich von den jeweiligen Enden (in axialer Richtung) des Hauptabschnittes des Gummiblocks 3 radial aufwärts wobei in axialer Richtung ein Abstand zwischen den Wandabschnitten 31 verbleibt. Eine äußere Umfangsfläche jedes Wandabschnittes 31 ist bogenförmig ausgebildet und mit dem inneren Umfang des inneren Ringes 2 entlang der Öffnung 21 verbunden. Eine als Teil der Wandab­ schnitte 31 ausgebildete Gummidichtung 32 erstreckt sich au­ ßerhalb des inneren Ringes 2.

Durch Einpressen des inneren Ringes 2 in den äußeren Zylinder 1 wird zwischen den Wandabschnitten 31 eine geschlossene Kam­ mer gebildet, die als Hauptflüssigkeitskammer A dient.

Zwischen dem äußeren Zylinder 1 und dem nach innen gewölbten mittigen Abschnitt des inneren Ringes 2 ist ein Drosselkörper 5 von bogenförmiger Gestalt angeordnet. Der Drosselkörper 5 hat parallele Kanäle 51, 52. Ein Ende des Kanals 51 mündet in die Hauptflüssigkeitskammer A während das andere Ende des Ka­ nals 52 in eine Hilfskammer B für Flüssigkeit mündet. Der Ka­ nal 51 ist mit dem Kanal 52 in seiner Mitte verbunden.

Zwischen der unteren Hälfte des einwärts gewölbten Mittenab­ schnitts des inneren Ringes 2 und dem äußeren Zylinder 1 ist ein Diaphragma (eine Membrane) 7 angeordnet, das an einer Kante am Umfang in engem Kontakt mit einem Endabschnitt des Drosselkörpers 5 steht, wodurch die Hilfskammer B zwischen dem inneren Ring 2 und der Membrane 7 gebildet wird. Inner­ halb der Hauptkammer A ist ein Gummistopfen 6 angeordnet, und unter dem schwingungsdämpfenden Gummiblock 3 ist ein Gummi­ polster 8 in diesen eingefügt.

Der ersten erfindungsgemäßen Ausführung zufolge wird ein in­ nerer Ring 2 mit im wesentlichen elliptischer Querschnitts­ form (Fig. 4) hergestellt. Danach wird der schwingungsdämp­ fende Gummiblock 3 in den inneren Ring 2 so eingeformt, daß die Wandabschnitte 31 sich in Richtung der Ellipsennebenachse erstrecken. Anschließend wird der innere Ring 2 mit ellipti­ schem Querschnitt zu einem kreisförmigen Querschnitt ver­ formt. Aufgrund der Verformung des inneren Ringes 2 wird der Hauptabschnitt des Gummiblocks 3, der entlang der Hauptachsen der Ellipse angeordnet ist, zusammengepreßt. Dadurch werden in dem Hauptabschnitt vorhandene Zugspannungen in die ge­ wünschte Druckspannung umgewandelt. Andererseits werden die Wandabschnitte 31, die etwa in Richtung der Ellipsennebenach­ se angeordnet sind, in radialer Richtung nach außen gezogen, wodurch dort eine Zugspannung erzeugt wird.

Der so von einer elliptischen Querschnittsform zu einer kreisförmigen verformte innere Ring 2 wird in den äußeren Zy­ linder 1 eingepreßt. Danach wird beispielsweise der äußere Zylinder 1 in einen kreisförmigen Halter eines Fahrzeugan­ triebes eingepaßt und in den inneren Zylinder 4 ein Befesti­ gungsbolzen eines Fahrzeugkörpers eingeführt.

Durch die statische Last des Antriebsaggregates verschiebt sich die Mittellinie des inneren Zylinders 4 relativ zu dem äußeren Zylinder 1 aufwärts von dem Punkt X zu dem Punkt Y in Fig. 2, wodurch die Wandabschnitte 31 zusammengepreßt werden. Dabei wird die Zugspannung in den Wandabschnitten 31 aufgeho­ ben. Hierdurch wird eine gute Haltbarkeit sowohl des Hauptab­ schnittes als auch der Wandabschnitte 31 des schwingungsdämp­ fenden Gummiblocks 3 erreicht, weil die Druckspannung im Hauptabschnitt erzeugt wird, und die Zugspannung in den Wand­ abschnitten 31 im schwingungsneutralen Punkt (bei statischer Belastung) aufgehoben ist. Darüber hinaus kann durch diese erste Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Her­ stellung der zylindrischen Muffe vereinfacht werden, weil die Gummidichtung 32 als integraler Bestandteil des Gummiblocks 3 ausgebildet ist.

Ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfah­ rens ist in den Fig. 5 bis 8 dargestellt.

Um hervorragende Dämpfungseigenschaften der schwingungsdämp­ fenden Muffe zu erreichen, muß die Dämpfungsflüssigkeit gleichmäßig in die Hilfskammer strömen. Dazu muß sich die Membrane, die die Hilfskammer bildet, frei verformen können. Der ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zufol­ ge wird die Membrane 7 unabhängig von dem Gummiblock 3 herge­ stellt, und dann in die Muffe so eingeführt, daß sie frei de­ formiert werden kann. Dies kann fertigungstechnisch aufwendig sein.

Gemäß der zweiten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieses Problem vermieden. Gemäß Fig. 5 ist in der unte­ ren Hälfte des nach innen gewölbten Mittenabschnitts des in­ neren Ringes 2 eine Öffnung 22 angeordnet. Zwischen der unte­ ren Fläche des Gummiblocks 3 und dem äußeren Zylinder 1 ist eine Membrane 7 angeordnet, deren Umfangskante mit der Um­ fangskante des inneren Ringes 2 verbunden ist. Die Membrane 7 ist als Teil des schwingungsdämpfenden Gummiblocks 3 entlang dem inneren Ring 2 geformt. Ein etwa zylinderförmiger Dros­ selkörper 5 mit parallelen Kanälen 51, 52 ist zwischen dem äußeren Zylinder 1 und dem nach innen gewölbten Mittenab­ schnitt des inneren Ringes 2 angeordnet. Ein Ende des Kanals 52 mündet in die Hilfskammer B, die zwischen der Membrane 7 und dem äußeren Zylinder 1 gebildet wird. In den Raum zwi­ schen der Membrane 7 und der unteren Fläche des Gummiblocks 3 wird eine Abdeckplatte 9 so angeordnet, daß die Abdeckplatte 9 an der unteren Oberfläche des Gummiblocks 3 anliegt. Die weitere Konstruktion der zylindrischen Muffe, wie sie nach dem zweiten Ausführungsbeispiel hergestellt wird, ist im we­ sentlichen identisch mit der Muffe, die gemäß dem ersten Aus­ führungsbeispiel aufgebaut wird. Dem zweiten Ausführungsbei­ spiel zufolge wird ein innerer Ring 2 mit elliptischem Quer­ schnitt (Fig. 7) und mit einer Öffnung 22 an seiner unteren Oberfläche hergestellt. Danach wird der schwingungsdämpfende Gummiblock 3 und die Membrane 7 einstückig entlang der Ellip­ senhauptachse des inneren Ringes 2 durch Spritzgießen ge­ formt, so daß der am Umfang gelegene Abschnitt der Membrane 7 mit der am Umfang gelegenen Kante des inneren Ringes 2 ver­ bunden ist.

Nachdem der innere Zylinder 4 etwa koaxial in den Gummiblock 3 und diesen durchdringend eingebettet ist, wird der innere Ring 2 zu einem kreisförmigen Querschnitt verformt (Fig. 8), wodurch die Hauptachse des inneren Ringes 2 verkürzt und dem­ entsprechend die Membrane 7 spannungsfrei wird, so daß sie frei deformierbar ist. Anschließend wird der deformierte in­ nere Ring 2 in den äußeren Zylinder 1 eingepreßt, wobei der Drosselkörper 5 um den inneren Ring herum angeordnet ist. So­ bald Schwingungen auf den inneren Zylinder 4 der derart her­ gestellten Muffe wirken, wird der innere Zylinder 4 relativ zu dem äußeren Zylinder 1 ausgelenkt, wodurch sich das Volu­ men der Hauptkammer A verändert. Dadurch wird eine Strömung der Dämpfungsflüssigkeit durch die Öffnungen des Drosselkör­ pers 5 in die Hilfskammer B bewirkt. Diese Strömung in die Hilfskammer B erfolgt gleichmäßig, weil sich die Membrane 7, die die Hilfskammer B bildet, frei verformen kann. Dadurch wird bei einer Herstellung der zylindrischen Muffe gemäß dem zweiten Verfahrensbeispiel die Dämpfungseigenschaft der Muffe wesentlich verbessert. Darüber hinaus ist die Haltbarkeit der Membrane 7 deutlich erhöht, weil keine übermäßigen Zugspan­ nungen auf sie einwirken. Außerdem wird bei einem Verfahren gemäß zweitem Ausführungsbeispiel die Anbringung der Membrane vereinfacht, da sie als integraler Bestandteil des Gummi­ blocks 3 ausgebildet wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Haltbarkeit des Gummiblocks, speziell der Wandabschnitte, verbessert und eine gute Dichtigkeit bei verkürztem Herstellungsverfahren er­ reicht.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung einer zylindrischen Muffe mit einer hydraulischen Dämpfungsvorrichtung, bei dem

• a) ein innerer Ring (2) mit elliptischem Querschnitt geformt wird;
• b) ein schwingungsdämpfender Gummiblock (3), den ein innerer Zylinder (4) koaxial durchdringt und der Wandab­ schnitte (31) aufweist, die an ihrem Außenumfang mit einer Gummidichtung (32) versehen sind und die eine Hauptkammer (A) der Dämpfungseinrichtung bilden, in dem inneren Ring (2) so eingeformt wird, daß sich die Wandabschnitte (31) in Richtung der Ellipsennebenachsen des inneren Ringes (2) erstrecken und daß der Gummiblock (3) einen sich in Richtung der Ellipsen­ hauptachse erstreckenden Hauptabschnitt aufweist;
• c) der innere Ring (2) zu einem kreisförmigen Quer­ schnitt verformt; und
• d) in einen äußeren Zylinder (1) eingepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusammen mit dem verformten inneren Ring (2) ein Drosselkörper (5) zwischen einem nach innen gewölbten mittleren Teil des inneren Rings (2) und dem äußeren Zylinder (1) sowie eine dünne Membrane (7), die zwischen der unteren Fläche des Gummiblocks (3) und dem äußeren Zylinder (1) ange­ ordnet ist, eingepreßt werden.

3. Zylindrische Muffe mit einer hydraulischen Dämp­ fungsvorrichtung, hergestellt nach einem Verfahren gemäß An­ spruch 2, mit
einem äußeren Zylinder (1),
einem in den äußeren Zylinder (1) eingepreßten inneren Ring (2),
einem in dem inneren Ring (2) angeordneten schwingungs­ dämpfenden Gummiblock (3), und
einem koaxial in dem Gummiblock (3) eingebetteten inne­ ren Zylinder (4), wobei
der Gummiblock (3) im Querschnitt gesehen einen sich etwa in horizontaler Richtung erstreckenden Hauptabschnitt aufweist und am inneren Umfang des inneren Ringes (2) an etwa horizontal entgegenge­ setzten Umfangsflächen befestigt ist, und Wandabschnitte (31) besitzt, die sich von beiden axialen Enden des Hauptabschnit­ tes radial aufwärts erstrecken und mit dem inneren Umfang des inneren Ringes (2) mit Umfangsflächen befestigt sind,
der innere Ring (2) an einem in Achsenrichtung mittle­ ren Bereich nach innen gewölbt ist, ferner
ein Drosselkörper (5) mit einem Drosselkanal (51, 52) zwischen dem nach innen gewölbten mittleren Bereich des inne­ ren Rings (2) und dem äußeren Zylinder (1) angeordnet ist,
eine dünne Membrane (7) zur Bildung einer Hilfskammer (B) zwischen einer unteren Fläche des Gummiblocks (3) und dem äußeren Zylinder (1) angeordnet ist, und
die Hilfskammer (B) mittels des Drosselkanals (51, 52) mit der Hauptkammer (A) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Membra­ ne (7) als integraler Bestandteil des Gummiblocks (3) ausge­ bildet ist.