DE4302238C1 - Hydraulisch dämpfende Lagerbuchse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch dämp­ fende Lagerbuchse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem hohlzylindrischen Lagerkern und einer zylindri­ schen Außenhülse sowie mit in der Horizontalebene ra­ dial sich erstreckenden Tragkörpern aus elastischem Ma­ terial, die mit dem Lagerkern und der Außenhülse ver­ bunden sind sowie auf beiden axialen Stirnseiten an die Tragkörper angeschlossenen, sich über die gesamte Quer­ schnittsfläche innerhalb der Außenhülse erstreckenden Seitenwänden und mindestens einem, die Tragkörper durchsetzenden Kanal für einen Flüssigkeitsaustausch zwischen den beiden, zwischen den Tragkörpern und der Außenhülse gebildeten und flüssigkeitsgefüllten Kammern.

Eine derartige Lagerbuchse ist aus der DE 37 21 445 A1 bekannt. Hierbei gehen die Tragkörper mit gleichblei­ bendem Querschnitt in die Seitenwände über, wobei je­ doch die Seitenwände und die Tragkörper durch nieren­ förmige Räume durchbrochen sind. Bei einer solchen An­ ordnung besteht jedoch die Gefahr, daß bei bestimmten auftretenden Belastungen, wie Torsion, Schub, Radial­ kräfte und/oder einem hohen Innendruck, in diesen Sei­ tenwänden lokale, große innere Zugspannungen auftreten können, so daß diese Seitenwände im Fahrbetrieb früh­ zeitig einreißen und somit zu einem Funktionsverlust des gesamten Bauteils führen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der die vorste­ hend genannten Kräfte nur in einem sehr verringerten Maß oder auch überhaupt nicht an den Seitenwänden an­ greifen, um damit größere Zugspannungen in diesen Tei­ len zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese­ hen, daß die axialen Anschlußflächen der Tragkörper an den Seitenwänden gegenüber dem übrigen Tragkörperquer­ schnitt derart vermindert sind, daß nur ein schmaler, radialer Steg verbleibt, der vom Lagerkern bis zur Außenhülse verläuft und als Trennwand zwischen den bei­ den Kammern dient.

Damit ist der Tragkörper von den Seitenwänden bis auf diesen schmalen Steg weitgehend getrennt, so daß die Seitenwände weitgehend von Zugspannungen entlastet wer­ den.

Zweckmäßig ist es, wenn die radialen Stege im Quer­ schnitt geradlinig entlang eines Durchmessers verlau­ fen.

Es ist aber auch möglich, daß die Stege gewölbt oder angenähert S-förmig verlaufen.

Wesentlich für die geometrische Ausbildung der Radial­ stege ist ganz allgemein, daß auftretende Belastungen nur auf die Tragfeder wirken und die Seitenwände biege­ weich in allen Belastungsrichtungen nachgeben können.

Diese Radialstege stellen jedoch eine zusätzliche Volu­ mennachgiebigkeit der Buchse dar, durch die deren dyna­ mische Funktion beeinflußt werden kann. Zweckmäßig ist es daher, in die Stege eine zusätzliche Masse als Til­ ger einzuvulkanisieren, um damit Tilgereffekte zu er­ zeugen, die die dynamische Steifigkeit der Buchse in einem Frequenzbereich weiter verringern.

Um darüberhinaus die Ausbeulung der Seitenwände infolge eines hohen Innendruckes der in Resonanz schwingenden Flüssigkeiten zu reduzieren, ist es ferner möglich, daß im äußeren Bereich der Seitenwände Verstärkungsrippen zur Versteifung in axialer Richtung eingezogen sind.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Funktionsweise einer Lagerbuchse nach der Erfin­ dung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch die Lagerbuchse und das Traglager,

Fig. 2 einen Querschnitt durch dieses Lager entsprechend der Schnittlinie II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 einen vertikalen Längsschnitt durch das Lager entsprechend der Schnittlinie III-III nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch das Lager entsprechend der Schnittlinie IV-IV nach Fig. 2 zur Darstellung der Stege,

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Lager im Bereich der Stege entsprechend der Schnittlinie V-V nach Fig. 1 und

Fig. 6 eine Aufsicht auf eine Stirnwand von außen mit vorgesehenen Verstärkungsrippen.

Wie man aus den Fig. 1 bis 3 ersieht, weist die hydrau­ lisch dämpfende Lagerbuchse einen hohlzylindrischen La­ gerkern 1 auf, an den seitlich die bis zur gestrichelt eingezeichneten Außenhülse 2 reichenden elastischen Tragkörper 3 und 4 aus elastomerem Material anvulkani­ siert sind. Stirnseitig zu den Tragkörpern 3 und 4 ver­ laufen die radialen Seitenwände 5 und 6, die sich über die gesamte Querschnittsfläche innerhalb der Außenhülse 2 erstrecken.

Durch die Tragkörper 3 und 4 werden somit oberhalb und unterhalb derselben zwei Arbeitskammern 7 und 8 abge­ trennt, die über einen in den Tragkörpern 3 oder 4 ausge­ sparten Kanal 10 miteinander in Verbindung stehen.

Zusätzlich sind in den Arbeitskammern 7 und 8 noch je ein Radialanschlag 11 und 12 angeformt, um zu starke Radialverformungen zu beschränken.

Das gesamte Vulkanisationsteil mit Tragkörpern 3 und 4, Radialanschlägen 11 und 12 und Seitenwänden 5 und 6 kann dabei einstückig gepreßt und direkt mit Lagerkern 1 und Verstärkungsring 14 vulkanisiert werden. Erst an­ schließend wird dann die Außenhülse 2 übergepreßt oder die Lagerbuchse unmittelbar in ihre Halterung am Kraftfahrzeug eingepreßt.

Üblicherweise sind bei solchen Lagerbuchsen die Seiten­ wände 5 und 6 unmittelbar an die Tragkörper 3 und 4 an­ vulkanisiert, d. h. die Tragkörper gehen unmittelbar in die Seitenwände über. Dies führt jedoch dazu, daß bei Lastkollektiven wie Torsion, Schub, Radialkräften und/oder hohem Flüssigkeitsdruck in den Seitenwänden lokal große innere Zugspannungen auftreten, so daß da­ durch ein vorzeitiger Funktionsverlust möglich ist.

Nach der vorliegenden Erfindung ist daher vorgesehen, daß die Seitenwände 5 und 6 und die angrenzenden Trag­ körper 3 und 4 nicht mehr über die gesamte Fläche mit­ einander verbunden sind, sondern daß die Seitenwände 5 und 6 mit den Tragkörpern 3 und 4 nur über einen radia­ len Steg 15, der vom Lagerkern 1 bis zur Außenhülse 2 verläuft, miteinander verbunden sind. Dies ergibt sich insbesondere aus Fig. 4, die einen Längsschnitt ent­ sprechend der Schnittlinie IV-IV nach Fig. 2 durch den Tragkörper 3 mit Blick auf den Lagerkern 1 zeigt. Wie man aus Fig. 4 erkennt, sind die Seitenwände 5 und 6 jetzt beinahe vollständig vom Tragkörper 3 getrennt und nur noch über die schmalen radialen Stege 15 und 16 miteinander verbunden. Diese beiden Stege 15 und 16 dienen dabei gleichzeitig noch als Trennwand zwischen der oberen Arbeitskammer 7 und der unteren Arbeitskam­ mer 8.

In Fig. 5 ist ein Querschnitt im Bereich dieser Stege entsprechend der Schnittlinie V-V nach Fig. 1 gezeigt, wobei auch hier der Querschnitt des Steges 15 zwischen Lagerkern 1 und Außenhülse 2 zu erkennen ist.

Diese radialen Stege 15 und 16 können dabei gerade in Form eines Durchmessers durch die Buchse verlaufen. Es ist aber auch möglich, daß die geometrische Ausbildung dieser Stege U-förmig, S-förmig oder doppelt-S-förmig verläuft mit dem Ziel, daß Schwingungsbelastungen nur auf die Tragkörper 2 und 3 wirken und die Seitenwände 5 und 6 biegeweich in allen Belastungsrichtungen nachge­ ben können, um damit die Zugspannungen zwischen Trag­ körper und Seitenwänden zu reduzieren.

Die Radialstege 15 und 16 stellen jedoch eine zusätzli­ che Volumennachgiebigkeit dar, die das dynamische Über­ tragungsverhalten der Hydrobuchse beeinflußt. Deshalb ist es möglich und zweckmäßig, in diese Radialstege eine zusätzliche Masse 17 einzuvulkanisieren, wie das im linken Teil der Fig. 5 gezeigt ist. Durch diese Mas­ se 17 können Tilgereffekte erzeugt werden, die die dynamische Steifigkeit einer solchen Buchse in einem Frequenzbereich weiter verringern.

Um darüberhinaus eine Ausbeulung der Seitenwände 5 und 6 infolge eines hohen Innendruckes zu reduzieren, ist es weiterhin möglich - wie in Fig. 6 schematisch ange­ deutet - im äußeren Bereich der Seitenwände 5 oder 6 Verstärkungsrippen 18 zur Versteifung in axialer Rich­ tung einzuziehen, wobei diese Verstärkungsrippen unter­ schiedliche Formen, z. B. leicht gebogen, wie darge­ stellt oder in Form von Kreuzen, aufweisen können.

Insgesamt ergibt sich also eine hydraulisch dämpfende Lagerbuchse, deren Dauerstandsfestigkeit auch bei hohen mehraxialen Belastungen wesentlich erhöht ist und die trotzdem einfach und funktionell herzustellen ist.

Claims (5)

1. Hydraulisch dämpfende Lagerbuchse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem hohlzylindrischen Lager­ kern (1) und einer zylindrischen Außenhülse (2) so­ wie mit in der Horizontalebene radial sich erstreckenden Tragkörpern (3, 4) aus elastischem Material, die mit dem Lagerkern (1) und der Außenhülse (2) verbunden sind sowie auf beiden axialen Stirnseiten an die Tragkörper (3, 4) angeschlossenen, sich über die gesamte Querschnittsfläche innerhalb der Außen­ hülse (2) erstreckenden Seitenwänden (5, 6) und mindestens einem, die Tragkörper (3, 4) durchset­ zenden Kanal (10) für einen Flüssigkeitsaustausch zwischen den beiden, zwischen den Tragkörpern (3, 4) und der Außenhülse (2) gebildeten und flüssigkeitsge­ füllten Kammern (7, 8), dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Anschlußflächen der Tragkörper (3, 4) an den Seitenwänden (5, 6) gegenüber dem übrigen Tragkörperquerschnitt derart vermindert sind, daß nur ein schmaler, radialer Steg (15, 16) verbleibt, der vom Lagerkern (1) bis zur Außenhülse (2) ver­ läuft und als Trennwand zwischen den beiden Kammern (7, 8) dient.

2. Lagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die radialen Stege (15, 16) im Querschnitt geradlinig entlang eines Durchmessers verlaufen.

3. Lagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stege (15, 16) gewölbt oder angenähert S-förmig verlaufen.

4. Lagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß in die Stege (15, 16) eine zusätzliche Masse (17) als Schwingungstilger einvulkanisiert ist.

5. Lagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß im äußeren Bereich der Seitenwände (5, 6) Verstärkungsrippen (18) zur Versteifung in axialer Richtung eingezogen sind.