DE4445567C2 - Fluid-gefüllter Schwingungsdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fluid-gefüllten Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein Fluid-gefüllter Schwingungsdämpfer umfaßt im allgemeinen zwei Fluidkammern, die durch ein Trennwandbauteil voneinander getrennt sind und über einen in dem Trennwand­ bauteil vorgesehenen Drosseldurchlaß miteinander verbunden sind. Bei Beaufschlagung mit Schwingungen verformen sich die Fluidkammern bildenden Wände und zwingen dadurch ein Arbeitsfluid durch den Drosseldurchlaß hindurch, wodurch die einkommende Schwin­ gung gedämpft wird.

Um das Gewicht eines solchen Fluid-gefüllten Schwingungsdämpfers zu vermindern, wurde vorgeschlagen, das Trennwandbauteil und den Drosseldurchlaß aus einem Paar aufeinander angeordneter dünner Platten zusammenzusetzen. Ein Beispiel eines solchen Fluid-gefüllten Schwingungsdämpfers ist in der JP 2-292539 (A) beschrieben und in Fig. 5 dargestellt.

Wie ersichtlich ist ein Montagebauteil 12 zentral in einen hohlen, dickwandigen Gummi­ körper 10 eingebettet, wodurch eine Motorhalterung gebildet ist. Eine ringförmige Seiten­ platte bzw. Seitenwand 14 ist mit einer Außenfläche des Gummikörpers 10 an ihrem radial erweiterten oberen Teil verbunden. Ein unterer Teil oder ringförmigen Seitenwand 14 erstreckt sich senkrecht unterhalb des oberen Teils. Ein unterer Abschlußrand 18 der Seitenwand 14 ist zunächst waagerecht und auswärts und dann senkrecht und abwärts zu einem insgesamt C-förmigen Querschnitt gebogen. Der untere Begrenzungsrand 18 ist an dem Umfangsrand einer Bodenplatte 20 durch Verstemmen befestigt. Eine Montage­ schraube 22 durchdringt das axiale Zentrum der Bodenplatte 20.

Die Umfangsränder sowohl eines Trennwandbauteils 24 als auch einer Gummimembran 26 sind mittels des unteren Abschlußrandes 18 miteinander verbunden und fest sandwichartig gehalten. Eine Arbeitsflüssigkeit ist dicht innerhalb eines geschlossenen Raums aufgenom­ men, der von dem Gummikörper 10 und der Gummimembran 26 derart definiert ist, daß durch das Trennwandbauteil 24 eine Hauptfluidkammer 28 und eine Hilfsfluidkammer 30 gebildet sind.

Das Trennwandbauteil 24 ist aus zwei dünnen Platten 32 und 34 zusammengesetzt. Die Umfangsränder der beiden dünnen Platten 32 und 34 sind zunächst abwärts und dann waa­ gerecht gebogen. Die waagerechten Randbereiche sind durch den unteren Abschlußrand 18 mit der Gummimembran 26 verbunden bzw. daran befestigt. Die senkrechten Umfangs­ ränder der beiden Platten 32 und 34 definieren einen geschlossenen Ringraum S. Der ge­ schlossene Ringraum S ist zu der Hauptfluidkammer 28 und der Hilfsfluidkammer 30 hin offen, wodurch ein Drosseldurchlaß gebildet ist.

Dieser Schwingungsdämpfer erfordert jedoch ein aufwendiges Preßformen, Anordnen und Schweißen der beiden dünnen Platten 32 und 34, was die Herstellkosten erhöht.

Ein anderes Beispiel eines leichten, Fluid-gefüllten Schwingungsdämpfers ist in dem JP-GM 4-39444 (U) beschrieben und in Fig. 6 dargestellt. Wie ersichtlich ist ein Trenn­ wandbauteil 24 aus einer einzigen dünnen Platte gebildet, wodurch die Konstruktion des Gerätes einfach und das Gewicht vermindert ist. Das Trennwandbauteil 24 ist gefaltet bzw. gefalzt und des weiteren zu einem L-förmigen Querschnitt gebogen. Der gefaltete Teil 36 liegt an einer Innenfläche des Gummikörpers 10 an, und der Umfangsrand des Trenn­ wandbauteils 24 ist mittels des unteren Abschlußrandes 18 befestigt. Die Innenfläche der Seitenwand 14 und der L-förmige Teil des Trennwandbauteils 24 bilden einen geschlosse­ nen Ringraum S mit dreieckigem Querschnitt. Der geschlossene Ringraum S öffnet sich in die Hauptfluidkammer 28 und die Hilfsfluidkammer 30, wodurch ein Drosseldurchlaß gebildet ist.

Dieser Schwingungsdämpfer kann jedoch nicht in einfacher Weise hergestellt werden, da der gefaltete Teil 36 tiefgezogen werden muß, was die Herstellkosten erhöht.

Weiter ist bei jedem Ausführungsbeispiel der Unterteil der Seitenwand 14 rechtwinklig ab­ gebogen, wie in Fig. 5 durch den Pfeil A dargestellt, was bei Schwingungen Spannungs­ konzentrationen in einer einzigen Kante der Seitenwand 14 hervorruft, wodurch die Dau­ erhaltbarkeit des Gerätes entsprechend vermindert ist.

Aus der W 62-261729 (A) ist ein Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs bekannt. Bei diesem Schwingungsdämpfer ist das metallische Trenn­ wandbauteil in unmittelbarer Berührung mit der Innenseite der ringförmigen Seitenwand. Damit zwischen diesen beiden, in unmittelbarer gegenseitiger Anlage befindlichen Bautei­ len eine einwandfreie Dichtheit erreicht wird, müssen sie mit hoher Genauigkeit hergestellt werden. Zusätzlich werden alle auf die Seitenwand wirkenden Kräfte bzw. Verspannungen unmittelbar auf das Trennwandbauteil übertragen. Zusätzlich ist die Seitenwand mehrfach abgestuft und weist rechtwinklige Kanten auf. Zur Herstellung der ringförmigen Seiten­ wand sind daher wiederholte Biegevorgänge erforderlich, aufgrund derer sich Spannungen um die entstehenden Ecken konzentrieren, wodurch die Dauerhaltbarkeit vermindert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fluid-gefüllten Schwingungsdämpfer zu schaffen, der in einfacher Weise kostengünstig herstellbar ist und eine ausgezeichnete Dauerhaltbarkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer ist die Anzahl der zur Herstellung der ringförmigen Seitenwand bzw. des Seitenwandbauteils erforderlichen Biegevorgänge herabgesetzt und dadurch die Konzentration der mechanischen Spannungen deutlich vermindert. Das Trennwandbauteil kann auf einfache Weise durch Preßformen aus einer einzelnen Platte hergestellt werden, ohne daß irgendein Positionieren, Schweißen, Tiefzie­ hen oder ein anderes mühsames Arbeiten erforderlich ist. Entsprechend sind die Herstell­ kosten des Schwingungsdämpfers gering. Zusätzlich bildet der schräg auswärts verlaufende untere Teil der ringförmigen Seitenwand zwei Kanten, wodurch ihre Dauerhaltbarkeit vergrößert ist, da bei der Einleitung von Schwingungen erzeugte Spannungen auf die beiden Kanten verteilt werden können. Weiter weist der erfindungsgemäße Schwingungs­ dämpfer keinen unmittelbaren metallischen Kontakt zwischen der ringförmigen Seitenwand und dem Trennwandbauteil auf, wodurch die notwendige Fertigungsgenauigkeit vermindert ist und die Dichtigkeit zwischen der Seitenwand und dem Trennwandbauteil mittels der dazwischen angeordneten Gummischicht verbessert ist.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schwin­ gungsdämpfers gerichtet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

In den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluid-gefüllten Schwingungsdämpfers;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines in dem Schwingungsdämpfer der Fig. 1 verwendeten Trennwandbauteils;

Fig. 3 einen Längsschnitt eines Gummikörpers, der in einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluid-gefüllten Schwingungsdämpfers verwendet wird;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines in der zweiten Ausführungsform verwende­ ten Trennwandbauteils;

Fig. 5 einen Längsschnitt eines herkömmlichen Fluid-gefüllten Schwingungsdämpfers und

Fig. 6 einen Längsschnitt eines anderen herkömmlichen Fluid-gefüllten Schwingungs­ dämpfers.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluid-ge­ füllten Schwingungsdämpfers. Gemäß Fig. 1 ist eine Außenfläche eines hohlen, dick­ wandigen Gummikörpers 10 mit einem radial erweiterten Oberteil 16 einer ringförmigen Seitenplatte 14 bzw. Seitenwand verbunden. Der Gummikörper 10 erstreckt sich abwärts längs einer Innenfläche der Seitenwand 14 und bildet eine Gummischicht 11. In einen zentralen Bereich des Gummikörpers 10 ist ein Montagebauteil 12 eingebettet. Ein (nicht dargestellter) Motor ist an dem Montageteil 12 montiert und daran mittels einer Montage­ schraube 13 befestigt.

Ein unterer Teil 15 der Seitenwand 14 ist schräg und auswärts geneigt. Ein unterer Ab­ schlußrand 18 ist zu einem C-förmigen Querschnitt gebogen und dicht mit einem Umfangs­ rand einer Bodenplatte 20 durch Verstemmen verbunden. Der untere Abschlußrand 18 nimmt in fester sandwichartiger Packung die Umfangsränder des Trennwandbauteils 14 und eines ringförmigen Einsatzes 40 auf, der in einen Umfangsrand einer Gummimembran 26 eingebettet ist. Ein durch die Seitenwand 14, den Gummikörper 10 und die Gummi­ membran 26 definierter zylindrischer Raum ist mit einem Arbeitsfluid gefüllt. Eine durch das Trennwandbauteil 24 und den Gummikörper 10 definierte Hauptfluidkammer 28 und eine durch das Trennwandbauteil 24 und die Gummimembran 26 definierte Hilfsfluidkam­ mer 30 werden gebildet, wenn die Membran 26 und das Trennwandbauteil 24 an den unte­ ren Abschlußrand 18 montiert werden. Die Bodenplatte 20 ist mittels einer Montageschrau­ be 22, die ihr axiales Zentrum durchdringt, an einem Fahrzeugrahmen (nicht dargestellt) befestigt.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist das Trennwandbauteil 24 durch eine einzige Platte mittels Preßformen gebildet. Das Trennwandbauteil 24 hat eine im wesentlichen kreisförmige, hut­ artige Gestalt. Sie ist aus einem kreisförmigen zentralen Teil 42 und einem zylindrischen Teil 44 zusammengesetzt, der von dem zentralen Teil 42 abwärts im wesentlichen recht­ winklig abgebogen ist. Das Trennwandbauteil 24 erstreckt sich, wie in Fig. 1 dargestellt, weiter waagerecht und auswärts. Im eingebauten Zustand befindet sich der Umfangsrand des zentralen Teils 42 in Berührung mit der Gummischicht 11, wodurch ein Ringraum S mit geschlossenem dreieckigen Querschnitt zusammen mit dem schrägen unteren Teil 15 gebildet ist.

Der Ringraum S ist in Umfangsrichtung von einer vorstehenden Wand 46 (Fig. 2) bloc­ kiert, die in dem zylindrischen Teil 44 ausgebildet ist. Die Oberseite der vorstehenden Wand 46 ist in ihrer Schrägung parallel zu dem schräg verlaufenden unteren Teil 15 und ist in durchgehender Anlage an der Gummischicht 11.

Wie in Fig. 2 dargestellt, weist der zentrale Teil 42 neben der vorstehenden Wand 46 eine rechteckige Ausnehmung 48 auf. Der Ringraum S öffnet sich über die Ausnehmung 48 in die Hauptfluidkammer 28. In der aufrechten Wand des zylindrischen Teils 44 auf der zu der Ausnehmung 48 entgegengesetzten Seite der vorstehenden Wand 46 ist ein Durch­ gangsloch 50 ausgebildet. Der Ringraum S öffnet sich mittels des Durchgangsloches 50 in die Hilfsfluidkammer 30. Auf diese Weise ist ein Drosseldurchlaß gebildet, der die Fluidkammern 28 und 30 verbindet.

Bei Einleiten einer Motorschwingung in den Fluid-gefüllten Schwingungsdämpfer mit der beschriebenen Ausbildung verformt sich der Gummikörper 10, um das Volumen der Hauptfluidkammer 28 zu vergrößern und verkleinern. Dies zwingt das in der Haupt­ fluidkammer 28 befindliche Arbeitsfluid, durch den Drosseldurchlaß hindurch in die Hilfsfluidkammer 30 zu strömen, wodurch die Motorschwingung gedämpft wird.

Weiter wird bei Einleiten der Motorschwingung die Seitenwand 14 mit einer zyklischen Last beaufschlagt, wodurch in dieser Spannungen erzeugt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann diese Spannung auf zwei Kanten B und C verteilt werden. Ent­ sprechend kann die Dauerhaltbarkeit vergrößert werden.

Weiter kann das Trennwandbauteil 24 in einfacher Weise durch Preßformen ausgebildet werden, da sie lediglich den kreisförmigen zentralen Teil 42 und den L-förmigen Um­ fangsteil 44 umfaßt. Diese Geometrie vermindert die Herstellkosten.

Zusätzlich kann der Drosseldurchlaß lang sein, weil er durch den schrägen und nach außen geneigten unteren Teil 15 gebildet ist, der am weitesten von dem axialen Zentrum des Ge­ rätes entfernt ist. Diese Ausbildung vergrößert die Freiheitsgrade beim Entwerfen des Gerätes.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluid-ge­ füllten Schwingungsdämpfers. Gemäß Fig. 3 ist eine vorstehende Wand 52 nicht in dem Trennwandbauteil 24 ausgebildet, sondern in dem Gummikörper 10. Eine Gummischicht 11, die sich von dem Gummikörper 10 längs der Innenfläche der Seitenwand 14 abwärts erstreckt, springt einwärts von ihrem unteren Ende her vor und bildet die vorstehende Wand 52. Diese vorstehende Wand 52 hat einen dreieckigen Querschnitt. Bei Einbau des Trennwandbauteils 24 (Fig. 4) innerhalb der Seitenwand 14 kommt der Rand der vorste­ henden Wand 42 in Berührung mit dem zylindrischen Teil 44 (in Fig. 4 gestrichelt eingezeichnet), wodurch der Ringraum S (Fig. 1) zwischen der Ausnehmung 48 und dem Durchgangsloch 50 in Umfangsrichtung blockiert wird.

Bei der zweiten Ausführungsform hat der zentrale Teil 42 eine konkav gekrümmte, kreisförmige Ausbauchung, um seine Steifigkeit zu verbessern und eine Wechselwirkung mit der Innenseite des Gummikörpers 10 zu verhindern, wenn sich diese bei Einleiten einer Motorschwingung abwärts verformt.

Die zweite Ausführungsform des Fluid-gefüllten Schwingungsdämpfers hat Betriebseigen­ schaften ähnlich denen der ersten Ausführungsform.

Wie oben beschrieben, ist der Fluid-gefüllte erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer ein­ fach aufgebaut und entsprechend können die Herstellungskosten vermindert werden. Zu­ sätzlich wird eine gute Dauerhaltbarkeit erreicht.

Claims (6)

1. Fluid-gefüllter Schwingungsdämpfer mit
einem hohlen, dickwandigen, sich nach unten öffnenden Gummikörper (10),
einer ringförmigen Seitenwand (14) mit einem oberen Teil (16), der mit einer Außenfläche des Gummikörpers (10) verbunden ist,
einer Bodenplatte (20), die an einem unteren Abschlußrand (18) der ringförmi­ gen Seitenwand (14) befestigt ist,
einem Trennwandbauteil (24) mit insgesamt hutartiger Gestalt, bei dem ein kreisförmiger zentraler Teil (42) zu einem Umfangsteil (44) mit L-förmigen Querschnitt abgebogen ist, wobei sich ein zylindrischer Teil des Umfangsteils (44) vom Außenrand des zentralen Teils (42) abwärts erstreckt und dann horizontal auswärts flanschartig abgebogen ist, und
einer Gummimembran (26),
wobei der Außenrand des Trennwandbauteils (24) und der Gummimembran (26) fest sandwichartig von dem unteren Abschlußrand (18) gehalten sind, um zwischen dem Gummikörper (10) und dem Trennwandbauteil (24) an der Oberseite des Trennwand­ bauteils (24) eine Hauptfluidkammer (28) zu bilden und zwischen dem Trennwandbauteil (24) und der Gummimembran (26) an der Unterseite des Trennwandbauteils (24) eine Hilfsfluidkammer (30) zu bilden, und
wobei die Außenseite des mit L-förmigem Querschnitt gebildeten Umfangsteils (44) des Trennwandbauteils (24) und die Innenseite eines unteren Teils (15) der ringförmi­ gen Seitenwand (14) einen Ringraum (S) bilden, der sowohl zur Hauptfluidkammer (28) als auch zur Hilfsfluidkammer (30) offen ist, um einen Drosseldurchlaß zu bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß
der untere Teil (15) der ringförmigen Seitenwand (14) zu dem unteren Ab­ schlußrand (18) hin schräg auswärts verläuft,
daß der Gummikörper (10) sich mit einer Gummischicht (11) in den schräg auswärts verlaufenden unteren Teil (15) der ringförmigen Seitenwand (14) erstreckt und
daß der von dem zentralen Teil (42) des Trennwandbauteils (24) in den Umfangsteil (44) übergehende Bereich in Anlage an der Gummischicht (11) ist.

2. Fluid-gefüllter Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der L-förmige Umfangsteil (44) und der schräg auswärts verlaufende untere Teil (15) der ringförmigen Seitenwand (14) einen Ringraum (S) dreieckigen Querschnitts bilden.

3. Fluid-gefüllter Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Ringraum (S) in die Haupt­ fluidkammer (28) über eine Ausnehmung (48) öffnet, die in dem zentralen Teil (42) des Trennwandbauteils (24) neben einer den Ringraum (S) in Umfangsrichtung blockierende, vorstehende Wand (46; 52) ausgebildet ist, und sich in die Hilfsfluidkammer (30) über ein Durchgangsloch (50) öffnet, das in dem Umfangsteil (44) des Trennwandbauteils (24) auf der der Ausnehmung (48) gegenüberliegenden Seite der vorstehenden Wand (46; 52) vorgesehen ist.

4. Fluid-gefüllter Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehende Wand (46; 52) durch Vorspringen eines Teils entweder des Trennwandbauteils (24) oder der Gummischicht (11) gebildet ist.

5. Fluid-gefüllter Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennwandbauteil (24) ein konkav gebogene, kreisförmige Ausbauchung im Zentrum des zentralen Teils (42) aufweist.

6. Fluid-gefüllter Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennwandbauteil (24) durch Preßformen aus einer einzigen Platte geformt ist.