DE4437923C1 - Rubber bearing with hydraulic dampening - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gummilager mit hydraulischer Dämpfung, umfassend ein Traglager und ein Auflager, die durch ein ringförmiges Federelement aus gummielastischem Werkstoff verbunden sind und einen flüssigkeitsgefüllten Arbeitsraum umschließen, der durch eine Trenn wand von einem volumenveränderlichen Ausgleichsraum getrennt ist, wobei der Arbeits- und der Ausgleichsraum durch einen Drosselkanal flüssigkeitslei tend verbunden sind und wobei die Trennwand nur aus einer im wesentlichen ebenen, kreisförmigen Scheibe besteht, die außenumfangsseitig flüssigkeitsdicht und fest eingespannt mit dem Traglager verbunden und in Richtung der eingeleiteten Schwingungen elastisch nachgiebig hin- und herbewegbar ist.The invention relates to a rubber bearing with hydraulic damping, comprising a support bearing and a bearing, which are characterized by an annular spring element rubber-elastic material are connected and a liquid-filled Enclose the work area by a separator wall is separated from a variable-volume compensation room, whereby the working and the compensation chamber through a throttle channel tend connected and wherein the partition consists of only one flat, circular disc is made, the outer circumference liquid-tight and firmly clamped connected to the support bearing and in the direction of the initiated Vibrations can be moved back and forth elastically.
Ein solches Gummilager ist aus der JP 57-130826 A bekannt. Das Gummilager weist eine Drosselöffnung innerhalb der Trennwand auf, wobei die Trennwand durch eine hochelastische Platte gebildet ist, die den Arbeits- und den Aus gleichsraum begrenzt. Dabei ist allerdings zu beachten, daß durch die Verwen dung eines hochelastischen Werkstoffs die Dämpfungseigenschaften des vor bekannten Lagers nachteilig beeinflußt werden. Bei Einleitung tieferfrequenter Schwingungen in das vorbekannte Lager bewirkt der hochelastische Werkstoff eine vergleichsweise große Dehnung der Trennwand und daraus resultieren ei ne große Volumenänderung des Arbeits- oder des Ausgleichsraums. Die Ent kopplung höherfrequenter Schwingungen ist bei dem vorbekannten Lager in wenig zufriedenstellender Weise zu niederen Frequenzen hin erweitert, und die Dämpfung des Lagers ver ringert sich erheblich durch die großen Volumenänderungen bei Druckaufbau in einer der beiden Kammern.Such a rubber bearing is known from JP 57-130826 A. The rubber bearing has a throttle opening within the partition, the partition is formed by a highly elastic plate, the working and the off same space limited. However, it should be noted that through the use a highly elastic material the damping properties of the known camp are adversely affected. When introducing lower frequency The highly elastic material causes vibrations in the known bearing a comparatively large expansion of the partition and this results in egg ne large volume change in the work or compensation room. The Ent coupling of higher-frequency vibrations is with the previously known bearings in a less than satisfactory manner at low frequencies extended, and the damping of the bearing ver is significantly reduced by the large volume changes in pressure build-up one of the two chambers.
Ein weiteres Gummilager ist aus der DE 41 26 673 C2 bekannt. Die Trenn wand besteht aus einem formstabilen, tiefgezogenen Metallteil, das relativ un beweglich mit dem Traglager verbunden ist. Zur Isolierung akustisch störender, höherfrequenter Schwingungen ist ein nachgiebiger Wandabschnitt aus gum mielastischem Werkstoff vorgesehen, der eine zentrale Durchbrechung der Trennwand relativ schwingfähig überdeckt. Zur Dämpfung tiefer frequenter Schwingungen mit vergleichsweise größeren Amplituden wird die Dämp fungsflüssigkeit zwischen dem Arbeitsraum und dem Ausgleichsraum durch den Drosselkanal hin- und herbewegt. Der Drosselkanal ist ringförmig gestaltet und bildet einen Teil des Traglagers, wobei die Verbindung zwischen Arbeits raum und Ausgleichsraum durch eine Durchbrechung der Trennwand erfolgt.Another rubber bearing is known from DE 41 26 673 C2. The parting wall consists of a dimensionally stable, deep-drawn metal part that is relatively un is movably connected to the support bearing. For the isolation of acoustically disturbing higher frequency vibrations is a compliant wall section made of gum Mielastic material provided that a central opening of the Partition covered relatively swingable. To dampen lower frequencies Vibrations with comparatively larger amplitudes become the damper fluid between the work space and the compensation space moved the throttle channel back and forth. The throttle channel is ring-shaped and forms part of the support bearing, the connection between working space and compensation room by opening the partition.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gummilager mit hydraulischer Dämpfung derart weiter zu entwickeln, daß eine verbesserte Entkopplung von hochfrequenten und tieffrequenten Schwingungen bewirkt wird, wobei das Gummilager durch eine einfache Ausgestaltung der Trennwand einen einfachen Aufbau aufweisen und in wirtschaftlicher und fertigungstechnischer Hinsicht kostengünstig und einfach herstellbar sein soll.The invention has for its object a rubber bearing with hydraulic To further develop damping such that an improved decoupling of high-frequency and low-frequency vibrations is effected, the Rubber bearings a simple by a simple design of the partition Have structure and in economic and manufacturing terms should be inexpensive and easy to manufacture.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved with the features of claim 1 solved. The subclaims refer to advantageous refinements.
Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß die Scheibe aus einer Metallfolie besteht, die eine Dicke von 0,2 bis 0,7 mm aufweist. Hierbei ist von Vorteil, daß eine nur aus einer Scheibe bestehende Trennwand die einfachste Möglichkeit ist, flüssigkeitsgefüllte Arbeits- und Ausgleichsräume bei hydraulisch dämpfenden Gummilagern voneinander zu trennen und eine Entkoppelung von hochfrequenten und niederfrequenten Schwingungen zu bewirken. Das Gummilager weist durch die einfache Ausgestaltung der Trennwand einen einfachen Aufbau auf und ist in wirtschaftlicher und fertigungstechnischer Hinsicht kostengünstig und einfach herstellbar. Kleinamplitudige Schwingungen vergleichsweise hoher Frequenz werden derart isoliert, daß sich die aus einer zähharten Metallfolie bestehende Scheibe in Richtung der eingeleiteten Schwingungen hin- und herbewegt. Trotz der festen Einspannung der Scheibe am Traglager und der Verwendung eines zähharten Metalls sind geringe Auslenkungen zur Isolierung hochfrequen ter, kleinamplitudiger Schwingungen mit Schwingungsamplituden von bis zu 0,25 mm bei einer Frequenz von 200 Hz möglich. In diesem Betriebszustand wird die Scheibe nur elastisch verformt. Plastische Verformungen treten dem gegenüber nicht auf.To solve the problem it is provided that the disc from a Metal foil is made which has a thickness of 0.2 up to 0.7 mm. The advantage here is that only one disc existing partition is the easiest way to liquid-filled Work and compensation rooms for hydraulically damping rubber bearings separate from each other and a decoupling of high frequency and to cause low-frequency vibrations. The rubber bearing points through the simple design of the partition on a simple structure and is in Economical and manufacturing-related, inexpensive and simple producible. Small-amplitude vibrations of a comparatively high frequency are isolated in such a way that they consist of a tough, hard metal foil Disc moved back and forth in the direction of the vibrations introduced. Despite the fixed clamping of the disc on the support bearing and the use of a tough hard metal are low deflections for isolation high-frequency ter, small-amplitude vibrations with vibration amplitudes of up to 0.25 mm possible at a frequency of 200 Hz. In this operating state the disc is only elastically deformed. Plastic deformations occur opposite to not.
Zur Dämpfung niederfrequenter Schwingungen wird die Dämpfungsflüssigkeit zwischen Arbeits- und Ausgleichsraum in Resonanzschwingungen versetzt. Tieferfre quente, großamplitudige Schwingungen, die beispielsweise beim Überfahren von Bordsteinkanten mit einem Kraftfahrzeug entstehen, werden dadurch ge dämpft. Der Drosselkanal kann in Abhängigkeit von der jeweiligen Konstruktion des Lagers unterschiedlich ausgebildet sein. Bevorzugt gelangen jedoch ring förmige Drosselkanäle zur Anwendung, deren Länge und Querschnitt auf die zu dämpfende Schwingungen abgestimmt ist.The damping fluid is used to damp low-frequency vibrations set in resonance vibrations between the work and compensation room. Deeper fre Quent, large-amplitude vibrations, for example when driving over arise from curbs with a motor vehicle, are thereby ge dampens. The throttle channel can depend on the particular design of the camp can be designed differently. However, ring is preferred shaped throttle channels for use, their length and cross-section on the vibrations to be damped is tuned.
Die Scheibe besteht aus einer dünnen Folie aus metallischem Werkstoff und weist eine Dicke von 0,2 bis 0,7 mm, bevorzugt 0,25 bis 0,5 mm auf. Die Scheibe kann beispielsweise aus Stahl oder Aluminium bestehen. Durch die geringe Dicke erfolgt eine Durchbiegung der Scheibe trotz der festen Einspannung bei Einleitung von Schwingungen in das Lager. Die geringe Mas senträgheit der dünnen Scheibe begünstigt eine effektive Schwingungsisolie rung hochfrequenter kleinamplitudiger Schwingungen.The disc consists of a thin film made of metallic material and has a thickness of 0.2 to 0.7 mm, preferably 0.25 to 0.5 mm. The The disc can be made of steel or aluminum, for example. Through the low thickness, the disc bends despite the fixed Clamping when vibrations are introduced into the bearing. The low mas The inertia of the thin pane favors effective vibration isolation tion of high-frequency, small-amplitude vibrations.
Die Scheibe kann zumindest einen im wesentlichen ohne Werkstoffentnahme durchtrennenden Schnitt aufweisen, der als Überströmventil ausgebildet ist. Das Überströmventil kann doppelt wirkend ausgebildet sein. Das Überström ventil ist zur Begrenzung von Druckspitzen vorgesehen, um bei plötzlich einge leiteten großamplitudigen Schwingungen eine Beschädigung/Zerstörung des Gummilagers zu vermeiden oder zur Vermeidung von Klappergeräuschen durch Kavitation. Bei einem derartigen Betriebszustand wird Dämpfungsflüssigkeit aus dem Arbeits- oder Ausgleichsraum durch den Drosselkanal und das Über strömventil in den Ausgleichs- oder Arbeitsraum geleitet. Ist demgegenüber die Druckspitze abgebaut, ist das Überströmventil geschlossen und das Lager funktioniert wie eingangs beschrieben. Das Überströmventil kann derart aus gebildet sein, daß es in Zug- und/oder Druckrichtung des Gummilagers einsei tig wirksam ist. Das Überströmventil kann in Zug- und/oder Druckrichtung des Gummilagers eine übereinstimmende oder voneinander abweichende Dämp fungscharakteristik aufweisen. In manchen Anwendungsfällen hat es sich als sinnvoll erwiesen, wenn die Dämpfung der Zug- und Druckstufe des Gummi lagers voneinander abweichend ausgelegt sind. Die Schnittführung zur Erzeu gung des Überströmventils kann in Abhängigkeit von den Gegebenheiten des Anwendungsfalles unterschiedlich ausgebildet sein. Die Schnittführung kann beispielsweise dachförmig, spiralförmig oder halbkreisförmig ausgeführt sein.The disc can be at least one without material removal have a severing cut, which is designed as an overflow valve. The overflow valve can be double-acting. The overflow Valve is provided to limit pressure peaks to suddenly turn on caused large amplitude vibrations to damage / destroy the Avoid rubber bearings or to avoid rattling noises Cavitation. In such an operating condition, damping fluid from the work or compensation room through the throttle channel and the over flow valve directed into the compensation or work space. In contrast, is the Pressure peak reduced, the overflow valve is closed and the bearing works as described at the beginning. The overflow valve can look like this be formed that it einsei in the tensile and / or compression direction of the rubber bearing is effective. The overflow valve can in the pulling and / or pushing direction of the Rubber mounts a matching or different damper have characteristic. In some applications it has proven to be Proven useful when damping the rebound and compression of the rubber bearings are designed differently from each other. The cut to the Erzeu supply of the overflow valve can depend on the circumstances of the Use case be designed differently. The cut can for example roof-shaped, spiral-shaped or semicircular.
Das erfindungsgemäße Gummilager wird nachfolgend anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Diese zeigen die zu berücksichtigenden Einzelkomponenten teilweise in schematischer Darstellung.The rubber bearing according to the invention is described below with reference to the drawings explained further. These show the individual components to be considered partly in a schematic representation.
Es zeigenShow it
Fig. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gummilage in voneinander abweichenden Betriebszuständen, Figs. 1 to 3, an embodiment of the rubber layer according to the invention differing from each other in operating conditions,
Fig. 4 bis 6 zwei Ausführungsbeispiele von kreisförmigen Scheiben, die die Trennwand bilden. FIGS. 4 to 6, two embodiments of circular discs forming the partition wall.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Gummilagers mit hydrauli scher Dämpfung gezeigt, das ein Traglager 1 und ein Auflager 2 aufweist, die durch ein ringförmig ausgebildetes Federelement 3 aus elastomerem Werkstoff verbunden sind. Das Gummilager umfaßt einen Arbeitsraum 4 und einen Aus gleichsraum 6, die durch die Trennwand 5 räumlich voneinander getrennt sind und durch einen ringförmig ausgebildeten Drosselkanal 7 flüssigkeitsleitend miteinander in Verbindung stehen. Die Trennwand 5 ist in diesem Ausfüh rungsbeispiel durch eine ebene, kreisförmige Scheibe 9 aus metallischem Werkstoff gebildet und weist eine Dicke von 0,5 mm auf. Die Scheibe 9 ist im Bereich ihres Außenumfangs flüssigkeitsdicht und fest eingespannt mit dem Traglager 1 verbunden, wobei das Traglager 1 die Begrenzungswandung des Drosselkanals 7 bildet. Der Ausgleichsraum 6 ist in axialer Richtung einerseits durch die Trennwand und in axialer Richtung andererseits durch eine roll balgartig ausgebildete Membran begrenzt, die geeignet ist, aus dem Arbeits raum 4 verdrängte Flüssigkeitsvolumina im wesentlichen drucklos aufzuneh men. Auf der dem Auflager 2 abgewandten Seite ist ein mit zumindest einer Ausnehmung 14 versehener, im wesentlichen topfförmiger Befestigungs flansch 12 angeordnet, der mit einer napfartig ausgebildeten Verdrehsicherung 13 ausgebildet ist. Der Flansch 12 ist umfangsseitig vom Traglager 1 um schlossen.In Figs. 1 to 3, an embodiment is shown of a rubber bearing with hydraulic devices shear damping, comprising a supporting bearing 1 and a support 2, which are connected by an annularly designed spring element 3 made of elastomeric material. The rubber bearing comprises a working space 4 and an equalization space 6 , which are spatially separated from one another by the partition 5 and are in fluid communication with one another through an annular throttle channel 7 . The partition 5 is in this example, Ausfüh formed by a flat, circular disc 9 made of metallic material and has a thickness of 0.5 mm. The disk 9 is connected in a liquid-tight and firmly clamped manner to the support bearing 1 in the region of its outer circumference, the support bearing 1 forming the boundary wall of the throttle duct 7 . The compensation space 6 is limited in the axial direction on the one hand by the partition and in the axial direction on the other hand by a bellows-shaped membrane which is suitable for taking up displaced liquid volumes 4 from the working space substantially without pressure. On the side facing away from the support 2 is provided with at least one recess 14 , substantially cup-shaped mounting flange 12 which is formed with a cup-shaped anti-rotation device 13 . The flange 12 is closed around the circumference of the support bearing 1 .
Das hier gezeigte Gummilager gelangt als Motorlager in Verbrennungskraftma schinen zur Anwendung.The rubber mount shown here is used as an engine mount in internal combustion machines for use.
In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Gummilager im eingebauten Zustand unter statischer Vorlast gezeigt. Die als Trennwand 5 ausgebildete Scheibe 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel vollkommen eben ausgebildet und weist im Be reich des Drosselkanals 7 eine Durchbrechung 11 auf, um die flüssigkeitslei tende Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 4 und dem Ausgleichsraum 6 herstellen zu können.In Fig. 1 the rubber bearing according to the invention is shown in the installed state under static preload. The formed as a partition 5 disc 9 is completely flat in this embodiment and has in the area of the throttle channel 7 has an opening 11 in order to be able to produce the liquid-ting connection between the working space 4 and the compensation space 6 .
In Fig. 2 ist das Lager aus Fig. 1 gezeigt, wenn kleinamplitudige, hochfre quente Schwingungen in das Lager eingeleitet werden. Eine Flüssigkeitsverla gerung vom Arbeitsraum 4 durch den Drosselkanal 7 in den Ausgleichsraum 6 oder umgekehrt findet nicht statt. Die Isolierung hochfrequenter Schwingungen erfolgt durch eine elastische Auslenkung der Scheibe 9 in Richtung der einge leiteten Schwingungen 8. Ein davon abweichender Betriebszustand kann ebenfalls anhand Fig. 2 erklärt werden. Bei Einleitung tieffrequenterer Schwin gungen mit vergleichsweise größerer Amplitude nimmt die Scheibe 9 eben falls die hier gezeigte Position ein. Gezeigt ist in Fig. 2 die maximale Auslen kung der Scheibe 9 in Richtung der eingeleiteten Schwingungen 8. Zur Dämp fung der tieffrequenten Schwingungen erfolgt eine Flüssigkeitsverlagerung vom Arbeitsraum 4 durch den Drosselkanal 7 in den Ausgleichsraum 6.In Fig. 2, the bearing of Fig. 1 is shown when small-amplitude, high frequency vibrations are introduced into the bearing. A liquid movement from the working space 4 through the throttle channel 7 into the compensation space 6 or vice versa does not take place. The isolation of high-frequency vibrations is carried out by an elastic deflection of the disc 9 in the direction of the vibrations 8 . A different operating state can also be explained with reference to FIG. 2. When low-frequency vibrations are introduced with a comparatively larger amplitude, the disk 9 also assumes the position shown here. As shown in Fig. 2, the maximum Auslen effect of the disc 9 in the direction of the vibrations introduced. 8 To dampen the low-frequency vibrations, a liquid is displaced from the working space 4 through the throttle channel 7 into the compensation space 6 .
In Fig. 3 ist ein Gummilager ähnlich den Fig. 1 und 2 gezeigt, wenn das Trag lager 1 und das Auflager 2 plötzlich sehr schnell relativ aufeinanderzubewegt werden. Um die entstehende Druckspitze möglichst rasch abbauen zu können und eine Beschädigung des Gummilagers dadurch zuverlässig zu vermeiden, ist ein die Scheibe 9 durchtrennender Schnitt 10 vorgesehen, der als Überström ventil ausgebildet ist. Das Überströmventil klappt in Fig. 3 in Richtung des Raums mit vergleichsweise niedrigerem Druck auf und gibt eine Überströmöff nung frei, durch die zusätzliche Flüssigkeitsbestandteile vom Arbeitsraum 4 in den Ausgleichsraum 6 hineingelangen. Ist die Druckspitze anschließend abgebaut, schließt das Überströmventil die Öffnung in der Scheibe 9.In Fig. 3, a rubber bearing similar to FIGS. 1 and 2 is shown when the support bearing 1 and the support 2 are suddenly relatively quickly moved towards each other. In order to be able to reduce the resulting pressure peak as quickly as possible and thereby reliably prevent damage to the rubber bearing, a cut 10 which cuts through the disc 9 is provided and is designed as an overflow valve. The overflow valve opens in Fig. 3 in the direction of the room with a comparatively lower pressure and releases a Überströmöff opening through which additional liquid components from the working space 4 get into the equalization chamber 6 . If the pressure peak is then reduced, the overflow valve closes the opening in the disk 9 .
In den Fig. 4 bis 6 sind drei Ausführungsbeispiele einer Scheibe 9 gezeigt, die jeweils mit einem Überströmventil ausgebildet sind.In Figs. 4 to 6 show three embodiments of a plate 9 are shown, which are each formed with a spill valve.
In Fig. 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Scheibe 9 gezeigt, die mit ei nem dachförmig ausgebildeten und doppelt wirkenden Überströmventil verse hen ist. Die Scheibe 9 ist mit einer Durchbrechung 11 versehen, um die flüs sigkeitsleitende Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 4 und dem Ausgleichs raum 6 herzustellen.In Fig. 4, a first embodiment of the disc 9 is shown, which is hen with egg NEM roof-shaped and double-acting relief valve. The disc 9 is provided with an opening 11 in order to produce the fluid-conducting connection between the working space 4 and the compensation space 6 .
Von Fig. 4 abweichende Ausgestaltungen der Scheibe sind ebenfalls denkbar, beispielsweise mit zwei jeweils einseitig wirksamen Überströmventilen, die eine voneinander abweichende Größe und/oder Federcharakteristik aufweisen. Die Zug- und Druckstufe der Dämpfung des Gummilagers kann dadurch besser an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles angepaßt werden. Der im wesentlichen dachförmige Schnitt ist jeweils parabelförmig ausgeführt, so daß sich eine progressive Öffnungscharakteristik des Überströmventil ergibt.Embodiments of the disk which deviate from FIG. 4 are also conceivable, for example with two overflow valves which are each effective on one side and have a size and / or spring characteristic which differ from one another. The rebound and compression stage of the damping of the rubber bearing can thus be better adapted to the particular circumstances of the application. The essentially roof-shaped section is parabolic, so that there is a progressive opening characteristic of the overflow valve.
In Fig. 5 ist das Überströmventil durch einen spiralförmig ausgeführten Schnitt 10 gebildet, wobei sich auch bei einer solchen Ausgestaltung eine progressive Öffnungscharakteristik des Überströmventils ergibt.In Fig. 5, the overflow valve is formed by a spirally running section 10, with a progressive opening characteristic of the relief valve is also produced with such a configuration.
In Fig. 6 ist das Überströmventil nur einseitig wirksam ausgebildet, wobei das Überströmventil durch einen Druck 15 geöffnet wird, jedoch bei einem Druck aus der Gegenrichtung 16 geschlossen bleibt.In FIG. 6, the overflow valve is only effective on one side, the overflow valve being opened by a pressure 15 , but remaining closed at a pressure from the opposite direction 16 .
Claims (3)
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Citations (2)
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| DE3522482A1 (en) * | 1985-06-22 | 1987-01-15 | Freudenberg Carl Fa | HYDRAULIC DAMPING ENGINE MOUNT |
| DE4126673C2 (en) * | 1991-08-13 | 1993-06-09 | Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim, De |
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1994
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |