DE4143080A1 - Elastische lagerung mit einer fluidfuellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine zylindrische, elastische Lagerung mit einer Fluidfüllung, die auf der Grundlage von Strömungen einer in dieser enthaltenen Flüs­ sigkeit einen schwingungsdämpfenden oder -isolierenden Effekt bietet, und insbesondere auf eine derartige obere Lagerung, die imstande ist, leistungsfähig in der axialen Richtung der Lagerung aufgebrachte Schwingungen zu isolie­ ren. Eine derartige elastische Lagerung wird als ein obe­ res Lager in einem Aufhängesystem eines Kraftfahrzeugs oder als Montageelement für Hauptteile eines solchen Fahr­ zeugs beispielsweise verwendet.

Eine zylindrische, elastische Lagerung ist eine Art einer Befestigungsvorrichtung, die zwischen zwei Bauteile eines Schwingungssystems eingesetzt wird, um diese beiden Bau­ teile in einer Schwingungen isolierenden Weise flexibel zu verbinden. Eine solche zylindrische, elastische La­ gerung besitzt einen elastischen oder aus Gummi bestehen­ den Körper, der zwischen einer inneren Metallhülse oder -muffe sowie einer äußeren Metallhülse, welche radial auswärts der inneren Metallhülse mit einem geeigneten ra­ dialen Abstand zu dieser angeordnet ist, ausgebildet ist. Dieser elastische Körper verbindet die beiden Hülsen fe­ dernd oder elastisch miteinander. Eine elastische Lagerung mit einem derartigen Aufbau ist imstande, in der Hauptsache zwischen der inneren und äußeren Hülse in Achsrichtung der Lagerung aufgebrachte Schwingungen zu isolieren. Beispiels­ weise wird die elastische Lagerung dieser Art weitgehend als ein oberes Lager in einem Aufhängesystem, als ein Druckstab­ puffer oder als ein Montageelement für Teile eines Motorfahr­ zeugs verwendet.

Um ansteigende Anforderungen für gesteigerte schwingungsdämp­ fende Kennwerte oder Eigenschaften bei neuzeitlichen Hoch­ leistungsfahrzeugen zu erfüllen, ist eine zylindrische, elastische Lagerung mit einer Fluidfüllung vorgeschlagen worden, die eine zwischen der inneren und äußeren Hülse in Umfangsrichtung verlaufende und mit einem inkompressiblen Fluid gefüllte Fluidkammer besitzt. Ferner enthält diese ela­ stische Lagerung ein auskragendes Flügel- oder Ringbauteil das von der inneren oder äußeren Hülse in der Fluidkammer zur anderen Hülse hin vorsteht, um die Fluidkammer im we­ sentlichen in zwei Abteile zu unterteilen. Das Flügel- oder Ringbauteil hat eine radiale Stirnfläche, die mit einer ra­ dial gegenüberliegenden Wand der Fluidkammer zusammenwirkt, um dazwischen einen gedrosselten Kanal abzugrenzen, wel­ cher die beiden Abteile untereinander verbindet.

Bei einem Einwirken von Schwingungen zwischen der inneren und äußeren Hülse in der axialen Richtung der Lagerung wird das Ringbauteil in der Fluidkammer axial verlagert, wodurch das Fluid zu einem Fließen durch den gedrosselten Kanal hin­ durch zwischen den zwei Abteilen gebracht wird. Demzufolge erzeugt diese elastische Lagerung mit einer Fluidfüllung einen gewünschten oder beabsichtigten Schwingungen isolie­ renden Effekt auf der Grundlage der Fluidströmung, die durch den gedrosselten Kanal hindurch stattfindet.

Bei einer solchen elastischen Lagerung wird die Fluidkammer in axialer Richtung durch jeweilige elastische Wände begrenzt, die als Teil des oben erwähnten elastischen Körpers, welcher die innere und äußere Hülse verbindet, ausgebildet sind. Bei einem Aufbringen oder Einwirken von Schwingungen zwi­ schen der inneren und äußeren Hülse werden die axial einan­ der entgegegengesetzten Wände der Fluidkammer durch die inne­ re oder äußere Hülse in derselben axialen Richtung, in wel­ cher das Flügel- oder Ringbauteil in der Fluidkammer verla­ gert wird, gedehnt und verformt. Eine derartige Verformung der axial einander gegenüberliegenden Wände der Fluidkammer resultiert in einer Verminderung im tatsächlichen oder ma­ teriellen Wert der axialen Verlagerung des auskragenden Ring­ bauteils in der Fluidkammer und einer daraus folgenden Herab­ setzung im Wert der relativen volumetrischen Änderungen zwi­ schen den beiden Abteilen der Kammer. Als Folge dessen wird die Menge der durch den gedrosselten Kanal hindurch fließen­ den Flüssigkeit herabgesetzt, was eine Verschlechterung in der schwingungsdämpfenden oder -isolierenden Wirkung der La­ gerung auf der Grundlage der durch den Drosselkanal hindurch stattfindenden Fluidströmung zum Ergebnis hat.

Es ist insofern die primäre Aufgabe der Erfindung, eine zy­ lindrische, elastische Lagerung mit einer Fluidfüllung zu schaffen, die gewährleistet, daß eine ausreichend große Menge an Fluid zum Fließen durch einen gedrosselten Kanal hindurch bei Einwirken von axial gerichteten Schwingungen gebracht wird, so daß ein verbesserter und gesteigerter schwingungsdämpfender oder -isolierender Effekt auf der Grundlage der durch den gedrosselten Kanal hindurch flie­ ßenden Fluidströmung sichergestellt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Grundgedanken der Erfindung gelöst, wonach eine zylindrische, elastische Lagerung mit einer Fluidfüllung zur flexiblen Verbindung von zwei Bau­ teilen geschaffen wird, die umfaßt: (a) eine am einen der zwei Bauteile befestigte innere Hülse, (b) eine radial aus­ wärts der inneren Hülse angeordnete sowie mit dem anderen der zwei Bauteile verbundene äußere Hülse, (c) wenigstens einen zwischen der inneren sowie äußeren Hülse angeordneten elastischen Körper, der die beiden Hülsen flexibel verbindet, wobei der erwähnte wenigstens eine elastische Körper zumindest teilweise wenigstens eine mit einem inkompressiblen Fluid gefüllte und in einer Umfangsrichtung der Lagerung zwischen der inneren sowie äußeren Hülse verlaufende Fluidkammer be­ grenzt, (d) ein auskragendes Ring- oder Flügelbauteil, das an der einen der inneren und äußeren Hülsen zur anderen Hülse hin ragend befestigt sowie an einer in axialer Rich­ tung zwischenliegenden Stelle einer jeden Fluidkammer so angebracht ist, daß die Fluidkammer in zwei auf axial ent­ gegengesetzten Seiten des auskragenden Ringbauteils gelege­ ne Abteile unterteilt wird, wobei dieses Ringbauteil eine radiale Stirnfläche hat, die mit einer Innenwand der Fluid­ kammer zusammenwirkt, um einen gedrosselten Fluidkanal da­ zwischen abzugrenzen, der eine vorbestimmte radiale Abmes­ sung hat und mit den beiden Abteilen in Verbindung steht, sowie (e) wenigstens einen starren Ansatz, der von der an­ deren der inneren und äußeren Hülsen in radialer Richtung mit einem radialen Maß vorsteht, das größer ist als die vor­ bestimmte radiale Abmessung des gedrosselten Fluidkanals, wobei der starre Ansatz oder die starren Ansätze wenigstens eines von in axialer Richtung entgegengesetzten Enden von mindestens einem radialen Teil der Fluidkammer(n) begrenzen, welche Enden einander in einer axialen Richtung der Lagerung gegenüberliegen oder zueinander entgegengesetzt sind.

Bei dieser elastischen Lagerung mit einer Fluidfüllung gemäß der Erfindung wird wenigstens eine der in axialer Richtung gegenüberliegenden und die Fluidkammer begrenzenden Wände oder wenigstens ein radialer Teil der Kammer, welcher kon­ zentrisch oder radial ausgefluchtet zum gedrosselten Kanal liegt, im wesentlichen als eine starre Wand ausgebildet, die den radialen, starren Ansatz oder Vorsprung einschließt. Bei Einwirken einer Schwingungsbelastung in der axialen Rich­ tung der Lagerung wird insofern das in der Fluidkammer be­ findliche Flügel- oder Ringbauteil wirksam zu der starren Wand oder den starren Wänden hin und von dieser oder diesen weg bewegt, wodurch ein ausreichender Wert an relativen vo­ lumetrischen Änderungen zwischen den zwei Abteilen der Fluid­ kammer und demzufolge ein erhöhter Wert einer Fluidströmung zwischen den beiden Abteilen durch den gedrosselten Kanal hindurch gewährleistet werden.

Aufgrund der Vergrößerung in der durch den gedrosselten Ka­ nal fließenden Fluidmenge zeigt die zylindrische, elastische Lagerung mit einer Fluidfüllung gemäß der Erfindung einen ganz bedeutend gesteigerten Effekt in bezug auf ein Dämp­ fen oder Isolieren von Schwingungen auf der Grundlage der Resonanz der durch den gedrosselten Kanal fließenden Fluid­ masse.

Die Aufgabe und weitere Ziele der Erfindung wie auch deren Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Lagerung gemäß der Erfin­ dung in Gestalt eines oberen, in einem Aufhänge­ system für ein Kraftfahrzeug verwendeten Lagers;

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

Fig. 3 einen Axialschnitt eines inneren Bausatzes der Lagerung von Fig. 1, welcher durch Vulkanisieren eines Gummimaterials für einen ersten Gummikörper erhalten wird;

Fig. 4 einen Axialschnitt eines zweiten Gummikörpers der Lagerung von Fig. 1;

Fig. 5 ein schematisches Diagramm eines Teils der oberen Lagerung von Fig. 1, wobei dieser Teil für die Er­ findung von besonderer Bedeutung ist;

Fig. 6 ein schematisches Diagramm eines zu Fig. 5 ent­ sprechenden Teils einer oberen Lagerung nach dem Stand der Technik zum Vergleich mit der erfindungs­ gemäßen oberen Lagerung;

Fig. 7 eine Kurvendarstellung zur Beziehung zwischen schwingungsisolierenden Kennwerten oder Eigenschaf­ ten der Lagerung von Fig. 1 und Frequenzen von auf diese wirkenden Schwingungen;

Fig. 8 eine Kurvendarstellung zur Beziehung zwischen schwingungsisolierenden Kennwerten oder Eigen­ schaften der bekannten oberen Lagerung von Fig. 6 und Frequenzen von auf diese wirkenden Schwingungen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform gemäß der Er­ findung in Gestalt einer oberen, in einem Aufhängesystem eines Kraftfahrzeugs verwendeten Lagerung 16, die eine inne­ re Metallhülse 10 sowie eine äußere Metallhülse 12, welche radial auswärts der inneren Hülse 10 angeordnet ist, umfaßt. Die innere und äußere Hülse 10, 12 sind untereinander durch einen ersten sowie einen zweiten Gummikörper 14 bzw. 15, die zwischen die Hülsen eingefügt sind, verbunden. Die obe­ re Lagerung 16 wird am Fahrzeug so montiert, daß die innere Hülse 10 mit einem Stoßdämpfer des Aufhängesystems fest ver­ bunden wird, während die äußere Hülse 12 am Fahrzeugaufbau befestigt wird. Auf diese Weise ist die obere Lagerung 16 imstande, den Stoßdämpfer und den Fahrzeugaufbau elastisch in einer schwingungsdämpfenden oder -isolierenden Weise zu verbinden.

Im einzelnen ist die innere Hülse 10 ein relativ dickwandi­ ges, allgemein zylindrisches Metallteil, das eine axial mit­ tige Stufe 17 und ein großkalibriges Teil 18 sowie ein kleinkalibriges Teil 20, die auf in axialer Richtung ent­ gegengesetzten Seiten der Stufe oder des Absatzes 17 angeord­ net sind, wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt. Die innere Hülse 10 ist einstückig mit einem ersten starren Ansatz 22 in Form eines Auswärts-Ringbundes, welcher radial auswärts von einem offenen Ende des großkalibrigen Teils 18 vorsteht, ausgebildet.

Die äußere Hülse 12 ist ein relativ dünnwandiges, allgemein zylindrisches Metallteil mit einem axial mittigen Absatz 24 und ist koaxial zu sowie radial außerhalb der inneren Hülse 10 angeordnet, wobei zwischen beiden Hülsen ein geeigneter radialer Abstand besteht. Die Anordnung ist so getroffen, daß ein kleinkalibriges Teil der äußeren Hülse 12 dem groß­ kalibrigen Teil 18 der inneren Hülse 10 in der radialen Rich­ tung gegenüberliegt.

Bei der Anordnung der inneren und äußeren Hülse 10, 12 mit Bezug zueinander, wie sie vorstehend beschrieben wurde, ist der erste Gummikörper 14 von ringförmiger Gestalt zwi­ schen das großkalibrige Teil 18 der inneren Hülse 10 und das kleinkalibrige Teil der äußeren Hülse 12 so eingesetzt, daß er die beiden Hülsen 10, 12 an ihren übereinstimmenden End­ abschnitten elastisch verbindet. Demzufolge wird zwischen der inneren und äußeren Hülse 10, 12 ein Ringraum 28 gebildet, wie in Fig. 3 gezeigt ist, welcher an den anderen axialen Enden der Hülsen 10 und 12, die vom ersten Gummikörper 14 entfernt sind, offen ist. Der erste Gummikörper 14 ist folglich an seiner Innenumfangsfläche fest am großkalibrigen Teil 18 der inneren Hülse 10 und an seiner Außenumfangsflä­ che fest am kleinkalibrigen Teil der äußeren Hülse 12 durch Vulkanisieren eines Gummimaterials für den Körper 14 angebracht. Auf diese Weise wird der in Fig. 3 gezeigte innere Bausatz 30 gebildet, bei welchem die innere und äußere Hülse 10, 12 als eine Einheit mit dem ersten Gummi­ körper 14 ausgestaltet sind. Bei diesem inneren Bausatz 30 ist der erste starre Ansatz (Auswärts-Ringbund) 22 der inne­ ren Hülse 10 mit einer vorgegebenen radialen Erstreckung in den ersten Gummikörper 14 so eingebettet, daß er den Wert in der Verformung eines radial innenliegenden Teils des er­ sten Gummikörpers 14 begrenzt.

Der innere Bausatz 30 mit dem obigen Aufbau wird mit dem zweiten Gummikörper 15 so vereinigt, daß dieser Gummikörper 15 zwischen den axialen Endabschnitten der inneren und äuße­ ren Hülse 10 sowie 12, an welchen der Ringraum 28 offen ist, angeordnet wird. Wie die Fig. 4 zeigt, hat der zweite Gummi­ körper 15 eine allgemein ringförmige Gestalt und ist an seinen radial innen- sowie außenliegenden Teilen mit einem inneren Träger 32 bzw. einem äußeren Träger 34 durch Vulka­ nisieren fest verbunden. Die beiden Träger 32 und 34 bestehen aus Metall und haben eine allgemein zylindrische Gestalt. Wie die Fig. 4 zeigt, besitzt der innere Träger 32 einen zweiten starren Ansatz oder Vorsprung 36, welcher ein er­ stes, von einem axialen Ende des Ansatzes 36 radial aus­ wärts verlaufendes Teil 36a und ein zweites, vom radialen Ende des ersten Teils 36a axial einwärts sich erstreckendes Teil 36b besitzt. Somit hat der innere Träger 32 als Gan­ zes einen U-förmigen Querschnitt, wie der Fig. 4 zu ent­ nehmen ist. Das erste Teil 36a des zweiten starren Ansatzes 36 des inneren Trägers 32 ist mit einer vorgegebenen radia­ len Erstreckung in den zweiten Gummikörper 15 eingebet­ tet, um die Größe einer Verformung des radial inneren Teils des zweiten Gummikörpers 15 zu begrenzen.

Der innere Gummikörper 15 mit dem inneren sowie äußeren Träger 32, 34 wird am inneren Bausatz 30 angebracht. Im ein­ zelnen wird der innere Träger 32 mit Preßsitz an der inneren Hülse 10 befestigt, während der äußere Träger 34 in ein groß­ kalibriges Teil der äußeren Hülse 12 eingesetzt und in seiner Lage durch Verstemmen eines axialen Endstücks der äußeren Hülse 12 befestigt wird. Wenn der zweite Gummikörper 15 derart am inneren Bausatz 30 angebracht ist, wird die Öffnung des Ringraumes 28 durch den Gummikörper 15 fluiddicht verschlossen, wodurch innerhalb des Raumes 28 eine ringför­ mige Fluidkammer 38 erzeugt wird, welche mit einem geeigne­ ten inkompressiblen Fluid, wie Wasser, Alkylenglykol, Poly­ alkylenglykol, Silikonöl und Mischungen dieser, gefüllt wird.

Innerhalb der Fluidkammer 38 ist ein Flügel- oder Ringbauteil in Gestalt eines auskragenden, plattenförmigen Ringes aufge­ nommen, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Der auskragende Ring 40 hat einen Innendurchmesser, der um einen gegebenen Wert größer als der Außendurchmesser des großkalibrigen Teils 18 der inneren Hülse ist, und einen Außendurchmesser, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des großkalibri­ gen Teils der äußeren Hülse 12 ist. Der auskragende Ring 40 wird in den Ringraum 28 des inneren Bausatzes 30 vor dem Anbringen des zweiten Gummikörpers 15 an diesem Bausatz eingesetzt. Dann wird der Ring an seinem radialen Außenum­ fangsbereich in axialer Richtung durch den und zwischen dem Absatz 24 der äußeren Hülse 12 sowie dem äußeren Träger 34, der am zweiten Gummikörper 15 sitzt, eingeklemmt. Auf diese Weise wird der auskragende Ring 40 durch die äußere Hülse 12 an einem axial zwischenliegenden Teil der Fluidkammer 38 fest gelagert.

Das auskragende Ringbauteil 40 kann die Fluidkammer 38 im wesentlichen in zwei Ringabteile 42 teilen, die auf axial entgegengesetzten Seiten des Ringbauteils 40 angeordnet sind. Zwischen der Innenumfangsfläche des Ringbauteils 40 und der radial gegenüberliegenden Wand der Fluidkammer 38 wird ein gedrosselter Ringkanal 44 mit einer radialen Abmessung "a" (Fig. 1) gebildet, der sich kontinuierlich rund um die innere Hülse 10 in der Umfangsrichtung erstreckt. Der gedros­ selte Ringkanal 44 verbindet die beiden Abteile 42 der Fluid­ kammer 38 derart, daß das Fluid zwischen diesen Abteilen 42 fließen kann. Bei dem Erfindungsgegenstand werden die axiale Länge, die Querschnittsfläche und andere Abmessungen des ge­ drosselten Ringkanals 44 so bestimmt, daß die obere Lagerung 16 eine verminderte dynamische Federkonstante mit Bezug auf hochfrequente Schwingungen, wie Brummgeräusche, auf der Grundlage einer Resonanz der durch den gedrosselten Ringka­ nal 44 fließenden Fluidmasse zeigt.

Die radiale Abmessung "a" des gedrosselten Ringkanals 44 wird als gegenüber den radialen Längen "b" und "c" (Fig. 1) der jeweiligen ersten und zweiten Ansätze 22 sowie 36, die in den ersten bzw. zweiten Gummikörper 14 und 15 eingebettet sind, kleiner - gemessen von der Innenumfangswand der Fluidkammer 38, die dem Ringbauteil radial gegenüber­ liegt - festgesetzt, und das heißt mit anderen Worten, daß der erste und zweite Ansatz 22, 36 radial von der Innen­ umfangswand der Kammer 38 mit den jeweiligen radialen Längen "b" und "c" vorragen, die größer sind als die radiale Abmes­ sung "a" des gedrosselten Kanals 44. Aus der obigen Be­ schreibung folgt, daß die Fluidkammer 38 oder wenigstens ein radial innerer, den gedrosselten Kanal 44 einschließender Teil in axialer Richtung durch starre Wände begrenzt ist, die im wesentlichen durch den ersten sowie zweiten starren Ansatz 22 und 36 gebildet werden, womit die Größenwerte in der axialen Verformung der radial inneren Teile des ersten und zweiten Gummikörpers 14, 15 durch die jeweiligen starren Ansätze 22 und 36 begrenzt werden. Die starren Ansätze 22, 36 wirken insofern als starre Wände, die im wesentlichen die in axialer Richtung äußeren Enden von jeweiligen radia­ len Abschnitten der Fluidkammer-Ringabteile 42 begrenzen, welche in radialer Richtung mit dem gedrosselten Ringkanal 44 ausgefluchtet oder konzentrisch sind.

An der auf diese Weise erhaltenen Baugruppe, die die inneren und äußeren Hülsen 10, 12 sowie den ersten und zweiten Gummi­ körper 14, 15 umfaßt, werden ein unterer Montageträger 50 und ein oberer Montageträger 52 so angebracht, daß diese Träger in axialer Richtung einander überlagern, wobei die Baugruppe zwischen diese eingefügt ist. Jeder Montageträger 50, 52 hat an einem seiner axial entgegengesetzten offenen Enden einen Auswärtsflansch 46 und einen Einwärtsflansch 48 am anderen axialen offenen Ende. Wenn die Auswärtsflansche 46 übereinanderliegen und aneinander befestigt sind, werden die Montageträger 50 und 52 fest an der äußeren Hülse 12 an­ gebracht. In diesem Zustand liegen die Einwärtsflansche 48 der Montageträger 50 und 52 jeweils dem ersten starren An­ satz 22 der inneren Hülse 10 und dem zweiten starren Ansatz 36 des inneren Trägers 32 in der axialen Richtung der oberen Lagerung 16 gegenüber, wobei geeignete Abstände in diesen Gegenüberlagen vorgesehen sind. An den axialen Stirnflächen des ersten sowie zweiten Ansatzes 22 sowie 36 sind jeweilige Gummipufferklötze oder -blöcke 54 als Teil des ersten und zweiten Gummikörpers 14, 15 so ausgebildet, daß diese Gummi­ klötze 54 zu den Einwärtsflanschen 48 des unteren bzw. obe­ ren Montageträgers 50 bzw. 52 hin vorstehen. Bei Aufbringen von Schwingungen auf die obere Lagerung 16 werden insofern die Werte einer Relativverlagerung der inneren und äußeren Hülse 10, 12 wie auch die Werte einer Verformung des ersten und zweiten Gummikörpers 14, 15 durch die Anschlagberührung zwischen den ersten und zweiten starren Ansätzen 22, 36 sowie dem Einwärtsflanschen 48 der Montageträger 50, 52 über die Gummipufferklötze 54 begrenzt.

Wenn bei der oberen Lagerung mit dem vorstehend beschriebe­ nen Aufbau zwischen der inneren und äußeren Hülse 10, 12 eine Vibration in der Achsrichtung der Lagerung (vertikale Richtung in Fig. 1) aufgebracht wird, so wird das auskragende Ring- oder Flügel­ bauteil 40 in der Fluidkammer 38 als ein Teil zusammen mit der äußeren Hülse 12 verlagert, so daß relative volumetri­ sche Änderungen zwischen den zwei Abteilen 42 der Fluidkam­ mer 38 auftreten. Als Ergebnis dessen wird das Fluid zum Fließen zwischen den zwei Abteilen 42 durch den gedrossel­ ten Ringkanal 44 hindurch gezwungen, so daß die obere Lage­ rung 16 eine erheblich verminderte dynamische Federkonstante mit Bezug auf hochfrequente Schwingungen, wie Brummgeräusche, auf der Grundlage der Resonanz der durch den Drosselkanal 44 fließenden Fluidmasse zeigt. Bei der erfindungsgemäßen oberen Lagerung 16 ist insbesondere die Fluidkammer 38 oder wenigstens deren radial innenliegender, den gedrosselten Ka­ nal enthaltender Teil in axialer Richtung im wesentlichen durch die starren Wände, die den ersten und zweiten starren Ansatz 22 und 36 umfassen, wie oben beschrieben wurde, be­ grenzt. Wenn die obere Lagerung 16 die hochfrequenten Schwin­ gungen aufnimmt, werden die mit der inneren Hülse 10 einstüc­ kigen ersten und zweiten starren Ansätze 22, 36 relativ zum Ringbauteil 40 verlagert, so daß die Volumina der zwei Abtei­ le 42 in sehr wirksamer Weise relativ zueinander verändert werden, womit Fluidströmungen durch den gedrosselten Kanal 44 hindurch in effektiver Weise hervorgerufen werden.

Die Fig. 5 zeigt schematisch einen Teil der oberen Lagerung 16, der für den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung von Bedeutung ist. Wenn die innere und äußere Hülse 10, 12 rela­ tiv zueinander bei Aufbringen einer Schwingungsbelastung mit einer axialen Strecke δ verlagert werden, wird der Wert von relativen volumetrischen Änderungen (als schraffier­ te Bereiche in Fig. 5 dargestellt) pro Längeneinheit zwischen den zwei Abteilen 42 allgemein durch die folgende Formel (1) dargestellt:

δh1+(1/2) δh2 (1)
worin h= die radiale Länge von axial entgegengesetzen Wänden der Fluidkammer 38,
h1= die radiale Länge "b" des ersten starren Ansatzes 22 = die radiale Länge "c" des zweiten Ansatzes 36 und
h2= h-h1 sind.

Die Fig. 6 zeigt schematisch ein Beispiel einer bekannten oberen Lagerung mit einer Fluidkammer 64, die axial durch in axialer Richtung gegenüberliegende Wände 62, welche gänz­ lich aus Gummikörpern bestehen, d. h. in den axial einander gegenüberliegenden Wänden 62 sind keine starren Bauteile oder Ansätze vorhanden, begrenzt ist. Wenn die innere und äußere Hülse 56, 58 der bekannten oberen Lagerung in axialer Rich­ tung mit Bezug zueinander bei Aufbringen einer Schwingungs­ belastung um die axiale Strecke δ verlagert werden, so wird der Wert der relativen volumetrischen Änderungen (durch schraffierte Flächen in Fig. 6 dargestellt) pro Längenein­ heit zwischen den Abteilen 60 allgemein durch die folgende Formel (2) dargestellt:

(1/2) δ (h1+h2) (2).

Aus den Fig. 5 und 6 wird deutlich, daß die obere Lagerung 16 gemäß der Erfindung einen größeren Wert von relativen volumetrischen Änderungen zwischen den beiden Abteilen 42, d. h. eine größere Menge an durch den gedrosselten Kanal 44 strömendem Fluid als die bekannte obere Lagerung gewähr­ leistet. Der Unterschied im Wert der relativen volumetri­ schen Änderungen zwischen der erfindungsgemäßen und der be­ kannten oberen Lagerung wird durch die folgende Formel (3) wiedergegeben:

[δh1+(1/2) δh2]-[(1/2) δ (h1+h2)]=(1/2) δh1... (3).

Folglich erzeugt die erfindungsgemäße obere Lagerung 16 eine erheblich verminderte dynamische Federkonstante auf der Grundlage der Resonanz der Fluidmasse in dem gedrosselten Kanal 44.

Die erfindungsgemäß aufgebaute obere Lagerung 60 wurde in bezug auf ihre schwingungsisolierenden Eigenschaften im Hin­ blick auf die Frequenz von auf diese aufgebrachten Schwingun­ gen untersucht. Das Untersuchungsergebnis ist in Fig. 7 dar­ gestellt. Die Fig. 8 zeigt das Ergebnis derselben Untersu­ chung, die an der beschriebenen bekannten oberen Lagerung durchgeführt wurde, welche keine axial einander gegenüberlie­ genden starren Wände wie den ersten und zweiten Ansatz 22, 36 hat. Aus den Fig. 7 und 8 wird deutlich, daß der Phasen­ winkel der oberen Lagerung 16 gemäß der Erfindung, der den Grad der schwingungsisolierenden Wirkung aufgrund der in der Lagerung enthaltenen Flüssigkeit wiedergibt, etwa das Doppel­ te der bekannten oberen Lagerung ist. Ferner zeigt die erfin­ dungsgemäße obere Lagerung 16 eine erheblich herabgesetzte absolute dynamische Federkonstante mit Bezug auf Schwingun­ gen, die nicht höher als 500 Hz sind, welche vor allem im praktischen Einsatz der oberen Lagerung isoliert werden müssen.

Die Erfindung wurde anhand ihrer gegenwärtig bevorzugten Aus­ führungsform lediglich zu Erläuterungszwecken beschrieben, und es ist klar, daß die Erfindung nicht auf die beschrie­ benen und dargestellten Einzelheiten beschränkt ist, sondern auf andere Weise verwirklicht werden kann.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist das auskragende Ringbauteil 40 fest an der äußeren Hülse 12 angebracht, um die Fluidkammer 38 in die zwei Abteile 42 zu teilen, und es begrenzt teilweise den gedrosselten Kanal 44. Jedoch kann dieses Ringbauteil 40 auch an der inneren Hülse 10 so gehal­ ten sein, daß es von dieser radial auswärts zur äußeren Hül­ se 12 hin ragt. In diesem Fall wird der gedrosselte Ringka­ nal zwischen der Außenumfangsfläche des Ringbauteils und der radial gegenüberliegenden Wand der Fluidkammer gebildet. Hierbei ragen die starren Ansätze vom äußeren Bauteil 12 zum inneren Bauteil 10 hin vor, um eine ungünstige Verformung der axial einander entgegengesetzten Wände der Fluidkammer zu vermeiden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform enthalten die axial einander entgegengesetzten Wände der Fluidkammer 38 die jewei­ ligen starren Ansätze 22 und 36, um eine axiale Verformung der Wände zu vermeiden. Jedoch kann lediglich eine dieser axial entgegengesetzten Wände einen solchen starren Ansatz enthal­ ten.

Die Ausbildung der starren Ansätze ist in keiner Weise auf diejenige der dargestellten Ausführungsform begrenzt unter der Voraussetzung, daß der Ansatz als von der Hülse 10, 12 in der radialen Richtung der Lagerung vorstehend ausgebil­ det ist.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die einzige ring­ förmige Fluidkammer 38 über den gesamten Umfang hinweg zwi­ schen der inneren und äußeren Hülse 10, 12 ausgestaltet. Es ist jedoch möglich, zwischen der Innen- und Außenhülse mehrere Fluidkammern so auszubilden, daß diese in der Um­ fangsrichtung der Lagerung voneinander beabstandet sind.

Ferner kann das an einer aus der inneren und äußeren Hülse 10, 12 fest angebrachte auskragende Ringbauteil mit dem oder den fest an der anderen Hülse 12, 10 befestigten star­ ren Ansatz oder Ansätzen zusammenwirken, um Anschläge zu bil­ den, die eine übermäßige Relativverlagerung zwischen der in­ neren und äußeren Hülse 10, 12 in der axialen Richtung der Lagerung verhindern, indem es zu einem Anstoßen zwischen dem auskragenden Ringbauteil und dem Ansatz oder den Ansätzen kommt.

Wenngleich die erläuterte Ausführungsform gemäß der Erfindung als eine obere Lagerung zur Verwendung in einem Aufhänge­ system eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, so ist klar, daß das Prinzip der Erfindung in gleicher Weise auf irgend­ welche andere Lagerungs- oder Befestigungsvorrichtungen, wie einen Druckstabpuffer oder ein Montageelement für ein Kraftfahrzeug, und Lagerungsvorrichtungen, die in verschie­ denen Anlagen und maschinellen Ausrüstungen anderer Art als ein Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen, Anwendung finden kann.

Durch die Erfindung wird eine zylindrische, elastische Lage­ rung mit einer Fluidfüllung offenbart, die eine innere Hülse, eine äußere Hülse und wenigstens einen zwischen den beiden Hülsen angeordneten, diese flexibel verbindenden elastischen Körper umfaßt. Diese elastische Lagerung besitzt wenigstens eine Fluidkammer, die sich in einer Umfangsrichtung der La­ gerung zwischen den beiden Hülsen erstreckt. Darüber hinaus enthält die Lagerung ein auskragendes Flügel- oder Ringbau­ teil, das entweder an der inneren oder an der äußeren Hülse so befestigt ist, daß es zur jeweils anderen Hülse vorragt. Durch das Ringbauteil wird jede Fluidkammer in zwei in axia­ ler Richtung gegenüberliegende Abteile unterteilt. Zwischen einer radialen Stirnfläche des Ringbauteils und einer Innen­ wand einer jeden Fluidkammer wird ein gedrosselter Fluid­ kanal abgegrenzt, der eine vorbestimmte radiale Abmessung hat und mit den beiden Abteilen in Verbindung steht. Die elastische Lagerung hat wenigstens einen starren Ansatz, der radial von der anderen, das Ringbauteil nicht tragenden Hülse mit einer radialen Strecke vorsteht, die größer ist als die vorbestimmte radiale Abmessung des gedrosselten Kanals. Der starre Ansatz (die starren Ansätze) bestimmt (bestimmen) wenigstens eines von in axialer Richtung ent­ gegengesetzten Enden von wenigstens einem radialen Teil der Fluidkammer(n), welche Enden einander in einer axialen Richtung der Lagerung entgegengesetzt sind.

Es ist klar, daß dem Fachmann bei Kenntnis der durch die Erfindung vermittelten Lehre Abwandlungen und Abänderungen am Erfindungsgegenstand, wie er vorstehend beschrieben wur­ de, nahegelegt sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfin­ dung fallend anzusehen sind.

Claims (9)

1. Zylindrische, elastische Lagerung mit einer Fluidfüllung zur flexiblen Verbindung von zwei Bauteilen, die umfaßt:

• - eine am einen der zwei Bauteile befestigte innere Hülse (10),
• - eine radial auswärts der inneren Hülse angeordnete sowie mit dem anderen der zwei Bauteile verbundene äußere Hülse (12),
• - wenigstens einen zwischen der inneren sowie äußeren Hülse (10, 12) angeordneten elastischen Körper (14, 15), der die beiden Hülsen flexibel verbindet und wenigstens eine Fluid­ kammer (38) abgrenzt, die mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist und sich in einer Umfangsrichtung der Lagerung zwischen der inneren sowie äußeren Hülse erstreckt,
• - einen auskragenden Ring (40), der an einer der inneren und äußeren Hülsen zur anderen Hülse hin ragend befestigt sowie an einer in axialer Richtung zwischenliegenden Stelle einer jeden der wenigstens einen Fluidkammer (38) so ange­ bracht ist, daß jede Fluidkammer in zwei auf in axialer Richtung entgegengesetzten Seiten des auskragenden Ringes (40) befindliche Abteile (42) unterteilt ist, wobei der auskragende Ring eine radiale Stirnfläche hat, die im Zu­ sammenwirken mit einer Innenwand einer jeden Fluidkammer einen gedrosselten Fluidkanal (44) mit einer vorbestimm­ ten radialen Abmessung (a) begrenzt, welcher mit den bei den Abteilen (42) in Verbindung steht, und
• - wenigstens einen starren Ansatz (22, 36), der von der anderen der inneren und äußeren Hülsen mit einem radialen Maß (b, c), das größer als die vorbestimmte radiale Abmes­ sung (a) des gedrosselten Fluidkanals (44) ist, vorsteht sowie mindestens eines von in axialer Richtung der Lage­ rung einander entgegengesetzten Enden wenigstens eines ra­ dialen Teils der wenigstens einen Fluidkammer begrenzt.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine starre Ansatz zwei starre, radiale Ansätze (22, 26) umfaßt, die an in axialer Richtung entgegengesetz­ ten Seiten des auskragenden Ringes (40) angeordnet sind.

3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß we­ nigstens einer der zwei starren Ansätze aus einem als Teil der inneren Hülse (10) ausgebildeten Auswärts-Ringbund (22) besteht.

4. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der auskragende Ring (40) von der äußeren zur inneren Hülse (12, 10) hin vorragt, während der wenigstens eine starre Ansatz von der inneren zur äuße­ ren Hülse (10, 12) hin vorsteht.

5. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine elastische Körper zwei ringförmige Gummikörper (14, 15) umfaßt, die an in axialer Richtung entgegengesetzten Endabschnitten der Lagerung angeordnet sind, wobei die wenigstens eine Fluid­ kammer aus einer ringförmigen Fluidkammer besteht, die in axialer Richtung zwischen den zwei ringförmigen Gummi­ körpern abgegrenzt ist.

6. Lagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine starre Ansatz zwei starre, radiale Ansätze (22, 36) umfaßt, von denen jeder in einen der Gummikörper (14, 15) eingebettet ist.

7. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet, durch zwei Montageträger (50, 52), von denen einer (50) an der äußeren Hülse (12) angebracht ist, wobei die zwei Montageträger jeweils einen Auswärtsflansch (46), an wel­ chem beide Montageträger einander überlagern, besitzen und über diese Auswärtsflansche an dem anderen der beiden flexibel zu verbindenden Bauteile befestigt sind.

8. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der starren Ansätze (22, 36) in einen zugeordneten der Gummikörper (14, 15) eingebettet ist.

9. Lagerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß je­ der der starren Ansätze (22, 36) in einen radial innenlie­ genden Teil des zugeordneten Gummikörpers (14, 15) einge­ bettet ist und dieser radial innenliegende Teil in ra­ dialer Richtung mit dem gedrosselten Fluidkanal (44) fluch­ tend ausgerichtet ist.