DE60100460T2

DE60100460T2 - Elastische Vorrichtung zur Aufhängung einer schwingenden Struktur gegenüber einer steifen Struktur

Info

Publication number: DE60100460T2
Application number: DE60100460T
Authority: DE
Inventors: Patrick Garaud; Gilles Chenais; Vincent Salembier
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2021-03-02
Also published as: FR2805870A1; BR0101990B1; US20010020667A1; EP1132645B1; EP1132645A1; FR2805870B1; ES2202262T3; BR0101990A; US6454236B2; DE60100460D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Aufhängung einer schwingenden Struktur an einer starren Tragstruktur, insbesondere zur Aufhängung eines Auspuffrohrstutzens eines Motors eines Fahrzeugs an dessen Gehäuse.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Aufhängung einer schwingenden Struktur an einer starren Tragstruktur, umfassend:

– ein ringförmiges elastisches Element, das zwei Befestigungsorgane umfasst, die dazu ausgelegt sind, mit den zwei Strukturen verbunden zu sein, wobei die Befestigungsorgane in einer sogenannten Schwingungsrichtung voneinander beabstandet sind und durch zwei Elastomerarme miteinander verbunden sind, die sich im Wesentlichen entlang der Schwingungsrichtung erstrecken,
– sowie wenigstens eine Schlagmasse, die die Arme miteinander verbindet.

Eine Vorrichtung dieses Typs, die aus dem Dokument FR-A-2 758 602 bekannt ist, ist in der 1 der beigefügten Zeichnung dargestellt, wobei die 2 das äquivalente theoretische Schema dieser Vorrichtung und die 3 das Diagramm der erhaltenen Steifheit K als Funktion der Frequenz f der Schwingungen zeigt, die zwischen den Befestigungsorganen 1 und 2 des elastischen Elements A der Vorrichtung auftreten, die beispielsweise aus Kautschuk ist. Man erkennt in 2, dass jeder Elastomerarm 3 durch eine Feder R und einen Dämpfer C dargestellt werden kann, die in Reihe zwischen dem Gehäuse 20 eines Kraftfahrzeugs und seinem Auspuffrohrstutzen 21 montiert sind, wobei die Schlagmasse M mit den zwei Armen 3 jeweils zwischen ihrer Feder R und ihrem Dämpfer C verbunden ist. Die Bedeutung dieses Standes der Technik ist in 3 erkennbar und beruht auf der Filterung von Hochfrequenzschwingungen, die dank der Hinzufügung der Schlagmasse m erhalten werden kann.
Der Nachteil dieser Vorrichtung liegt im Wesentlichen in der Tatsache, dass sie es nicht erlaubt, wie im Dokument EP-A-0 979 930, die Ausschläge der schwingenden Struktur bezüglich der starren Tragstruktur zu begrenzen, wenn die schwingende Struktur sehr starken Zugbeanspruchungen ausgesetzt ist, insbesondere in der vertikalen Richtung. Dies führt zum Risiko einer Beschädigung der elastischen Vorrichtung.
Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung liegt in der der Masse M gegebenen Gestaltung und in ihrer Relativanordnung bezüglich der Vorrichtung. Wie man in 1 erkennen kann, weist die Masse M die Form einer starren Stange auf, deren zwei entgegengesetzte Enden jeweils in den zwei Armen 3 des elastischen Elements A eingespannt sind. Aus diesem Grund sind die zwei Arme nicht mehr kontinuierlich, was das Festigkeitsverhalten der Vorrichtung beeinträchtigen kann. Die vorliegende Erfindung hat insbesondere die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen.
Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Aufhängungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagmasse die Form eines Rings aufweist, der derart um das elastische Element herum gebildet ist, dass er zwei Anschlagbereiche aufweist, die jeweils den zwei Befestigungsorganen benachbart angeordnet sind, um die Zug-Ausschläge dieser letztgenannten zu begrenzen.
Die Zug-Ausschläge der schwingenden Struktur bezüglich der starren Tragstruktur sind somit dank der Gestaltung und Anordnung der Schlagmasse perfekt beschränkt, wobei die Vorrichtung ferner leicht herzustellen und kostengünstig bleibt.
In bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Aufhängungsvorrichtung kann man ggf. zusätzlich auf die eine und/oder die andere der nachfolgenden Anordnungen zugreifen:

– Das elastische Element umfasst einen Elastomerblock, der mit einer Aussparung versehen ist, die einerseits die Arme des elastischen Elements und andererseits zwei Kompressions-Anschlagbereiche definiert, die zueinander hin orientiert sind, und zwar im Bereich der Befestigungsorgane;
– die Schlagmasse umfasst zwei Abschnitte, die jeweils entlang den zwei Armen des elastischen Elements verlaufen und die jeweils mit einem in der Richtung des elastischen Elements orientierten Vorsprung versehen sind, wobei der Ring durch Gießformen und Aneinanderhaften jedes der Arme des elastischen Elements jeweils an jedem der Vorsprünge mit dem elastischen Element verbunden ist;
– die Schlagmasse ist aus Metall;
– die Schlagmasse ist mit einer Elastomerschicht umhüllt, die einstückig mit dem elastischen Element ist;
– die Elastomerschicht umhüllt vollständig die Schlagmasse.

Andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer ihrer Ausführungsformen deutlich werden, die als nicht beschränkendes Beispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird. In den Zeichnungen ist:
4 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Aufhängungsvorrichtung;
5 eine Schnittansicht der in 4 dargestellten Vorrichtung, wobei der Schnitt entlang der Linie V-V in 4 erfolgt ist;
6 eine Schnittansicht der in 4 dargestellten Vorrichtung, wobei der Schnitt entlang der Linie VI-VI in 4 erfolgt ist;
7 ein Diagramm, das die Entwicklung der Steifheit K dieser Vorrichtung als Funktion der Frequenz f der Schwingungen darstellt.
Die in den 4–6 dargestellte Vorrichtung umfasst ein elastisches Element A, das aus einem einzigen Elastomerkörper gebildet ist, umfassend zwei Blöcke 1 und 2 oder andere Befestigungsorgane. Diese Blöcke sind mit zwei Löchern 1a und 2a zum Hindurchführen von Anbringungsorganen durchbohrt, die einerseits mit dem Gehäuse eines Fahrzeugs (nicht dargestellt) oder einer anderen Tragstruktur verbunden sind, und andererseits mit einem Auspuffrohrstutzen (nicht dargestellt) oder einem anderen schwingenden Element. Die Löcher 1a und 2a sind jeweils auf im Wesentlichen horizontalen Achsen X1 und X2 zentriert. Das Element A weist eine im Wesentlichen H-förmige Aussparung E auf, was zwei elastische Seitenarme 3 im Elastomer begrenzt, wobei die Arme im Wesentlichen parallel sind und entlang einer Schwingungsrichtung Z verlaufen, die im Wesentlichen vertikal und orthogonal zu den Achsen X1 und X2 ist.
Die Blöcke 1 und 2 bilden zwei gegenüberliegend angeordnete Kompressions-Anschlagbereiche 4 und 5. Das Element A weist somit eine große Kompressionssteifheit bezüglich vertikalen Kräften auf, die versuchen, die zwei Anbringungsorgane einander anzunähern, beispielsweise unter der Wirkung von Stößen, und zwar sobald die zwei Bereiche 4 und 5 in Kontakt miteinander gelangen.
Die Vorrichtung der 4–6 umfasst ferner eine Schlagmasse M, die die Form eines starren Rings aufweist, beispielsweise aus Stahl, der um das elastische Element A mit einem leichten Spiel e in der Richtung Z herum angeordnet ist. Dieses Spiel kann beispielsweise in Form zweier kreisbogenförmiger Schlitze e realisiert werden, die zwischen jedem Block 1, 2 des elastischen Elements A und der Schlagmasse M angeordnet sind.
Im dargestellten Beispiel hat der Ring M eine im Wesentlichen kreisförmige allgemeine Gestalt. Vorzugsweise ist er vollständig mit einer Elastomerschicht 6 umhüllt, die einstückig mit dem Block des Elements A ist, um Korrosion zu vermeiden und ein einstückiges Formen der Gesamtanordnung zu ermöglichen. Man erhält somit eine leicht herzustellende und kostengünstige Aufhängungsvorrichtung.
Der Ring M umfasst zwei diametral entgegengesetzte Abschnitte 7, die jeweils entlang den Seitenarmen 3 des Elements A verlaufen. Im Mittelbereich der zwei Abschnitte 7 weist die Elastomerschicht 6 zwei zum Element A hin orientierte Ausbauchungen 8 auf, wobei jede Ausbauchung gießgeformt ist und an der Außenoberfläche des ihr zugeordneten Seitenarms 3 anhaftet, vorzugsweise im Mittelbereich dieser letztgenannten. Die Seitenarme 3 des Elements A bewahren somit ihre Kontinuität zugunsten eines besseren Festigkeitsverhaltens der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Ferner umfasst der Ring M zwei einander diametral entgegengesetzte Abschnitte 9, 10, die die zwei Abschnitte 7 miteinander verbinden, wobei der Abschnitt 9 entlang dem Block 1 des Elements A verläuft und der Abschnitt 10 entlang dem Block 2 verläuft. Vorzugsweise bilden die Abschnitte 9, 10 jeweils zwei Anschlagbereiche, gegen die die Blöcke 1, 2 des Elements A anstoßen sollen, wenn die Blöcke vertikalen Kräften ausgesetzt werden, die versuchen, sie voneinander zu entfernen.
Mit einer solchen Anordnung erhält man die in 7 dargestellte Antwort der Steifheit K, und zwar mit den gleichen Konventionen wie vorstehend. Man erkennt, dass dank der Erfindung die Steifheit K bei hohen Frequenzen gering ist, was eine gute Filterung der Vorrichtung bei diesen Frequenzen erlaubt.
Selbstverständlich ist die oben beschriebene Ausführungsform als rein erläuterndes und keineswegs beschränkendes Beispiel gegeben worden, und der Fachmann kann leicht zahlreiche Veränderungen vornehmen, ohne hierdurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So könnte der Ring M ohne Überzug sein, statt mit der Elastomerschicht 6 umhüllt zu sein, die einstückig mit dem Körper des Elements A ist. In diesem Fall kann dieser Ring mit zwei vorzugsweise diametral entgegengesetzten Innenvorsprüngen versehen sein, durch die er direkt mit dem Element A verbunden ist, wobei jeder Vorsprung an der Außenoberfläche des ihm zugeordneten Seitenarms 3 des Elements A anhaftet, vorzugsweise im Mittelbereich dieses letztgenannten.

Claims

Vorrichtung zur Aufhängung einer schwingenden Struktur an einer starren Tragstruktur, insbesondere zur Aufhängung eines Auspuffrohrstutzens eines Motors eines Fahrzeugs an dessen Gehäuse, vom Typ umfassend: – ein ringförmiges elastisches Element (A), das zwei Befestigungsorgane (1, 2) umfasst, die dazu ausgelegt sind, mit der starren Tragstruktur bzw. mit der schwingenden Struktur verbunden zu sein, wobei die Befestigungsorgane in einer sogenannten Schwingungsrichtung (Z) voneinander beabstandet sind und durch zwei Elastomerarme (3) des elastischen Elements (A) miteinander verbunden sind, die sich im Wesentlichen entlang der Schwingungsrichtung (Z) erstrecken, – sowie wenigstens eine Schlagmasse (M), die dazu ausgelegt ist, Schwingungen hoher Frequenz auszufiltern, und die die Arme (3) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagmasse (M) die Form eines Rings aufweist, welcher derart um das elastische Element (A) herum gebildet ist, dass er zwei Anschlagbereiche (9, 10) aufweist, die jeweils den zwei Befestigungsorganen (1, 2) benachbart angeordnet sind, um die Zug-Ausschläge dieser letztgenannten zu begrenzen, und der zwei Abschnitte (7) umfasst, die jeweils entlang den zwei Armen (3) des elastischen Elements (A) verlaufen und die jeweils mit einem in der Richtung des elastischen Elements (A) orientierten Vorsprung (8) versehen sind, wobei der Ring durch Gießformen und Aneinanderhaften jedes der Arme (3) des elastischen Elements (A) jeweils an jedem der Vorsprünge (8) mit dem elastischen Element (A) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das elastische Element einen Elastomerblock umfasst, der mit einer Aussparung (E) versehen ist, die einerseits die Arme (3) des elastischen Elements (A) und andererseits zwei Kompressions-Anschlagbereiche (4, 5) definiert, die zueinander hin orientiert sind, und zwar im Bereich der Befestigungsorgane (1, 2).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der die Schlagmasse (M) aus Metall ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Schlagmasse (M) mit einer Elastomerschicht (6) umhüllt ist, die einstückig mit dem elastischen Element (A) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Elastomerschicht (6) vollständig die Schlagmasse (M) umhüllt.