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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf schwingungsdämpfende
Lager und Schwingungsdämpfungseinrichtungen
mit solchen Lagern.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere ein schwingungsdämpfendes Lager, das dazu bestimmt ist,
zu Zwecken der Dämpfung
und der Verbindung zwischen zwei starren Elementen (zum Beispiel
einem Kraftfahrzeuggetriebe und der Kraftfahrzeugkarosserie) angeordnet
zu werden, wobei das Lager Folgendes aufweist:
- – eine erste
starre Armatur, die mit einem ersten starren Element über eine
Verbindungsstange verbindbar ist,
- – eine
zweite starre Armatur zur Verbindung mit dem zweiten starren Element,
die eine mittige Öffnung
aufweist, durch welche hindurch sich die Verbindungsstange erstreckt,
- – einen
Elastomerkörper,
der die erste Armatur mit der zweiten Armatur verbindet, wobei dieser Elastomerkörper dazu
ausgestaltet ist, eine permanente Belastung entlang einer ersten
vertikalen Achse auszuhalten, und einen mittigen Schacht aufweist,
der sich entlang der ersten Achse in der Mitte der mittigen Öffnung der
zweiten Armatur erstreckt, wobei dieser mittige Schacht dazu bestimmt
ist, die Verbindungsstange aufzunehmen, und wobei die Verbindungsstange
dazu bestimmt ist, durch Anstoßen
mit dem Elastomerkörper
auf der Höhe
des mittigen Schachts zusammenzuwirken, um die relative Durchfederung zwischen
der ersten und der zweiten Armatur entlang zwei horizontaler Achsen
zu beschränken, die
zueinander rechtwinklig angeordnet sind.
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Das
Dokument JP 11166568-A stellt zum Beispiel ein derartiges schwingungsdämpfendes
Lager dar.
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Die
bekannten schwingungsdämpfenden
Lager dieser Bauart besitzen zufriedenstellende Leistungen, jedoch
weisen sie den Nachteil auf, einer relativ schnellen Abnutzung des
Elastomerkörpers
im Bereich des mittigen Schachts zu unterliegen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere, diesen Nachteil
zu beheben.
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Zu
diesem Zweck ist erfindungsgemäß ein schwingungsdämpfendes
Lager der betreffenden Gattung dadurch gekennzeichnet, dass der
mittige Schacht innen von einer Auskleidung bedeckt ist, die am
Elastomerkörper
so anhaftet, dass sie vollständig mit
dem Elastomerkörper
verbunden ist, wobei diese innere Auskleidung aus einem weichen
Material besteht, das im Wesentlichen nicht dehnbar ist und im Wesentlichen
keinen Biegungswiderstand bietet.
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Dank
dieser Anordnungen wird eine deutliche Verringerung der Abnutzung
des Elastomerkörpers
im Bereich des mittigen Schachts festgestellt.
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Diese
Verringerung der Abnutzung wird durch zwei Phänomene bedingt:
- – einerseits
verhindert, wenn die Verbindungsstange gegen die Wand des mittigen
Schachts stößt und wenn
die Verbindungsstange zu einer senkrechten Bewegung in Bezug auf
die Wand angeregt wird, die innere Auskleidung die Reibungen zwischen
der Verbindungsstange und dem Elastomer und ermöglicht es somit, die Phänomene des
Abnützens
des Elastomers zu verhindern,
- – und
andererseits, wenn die Verbindungsstange gegen die Wand des mittigen
Schachts stößt, führt die
innere Auskleidung aufgrund der Tatsache, dass diese innere Auskleidung
nicht dehnbar und an den Elastomerkörper angeklebt ist, die Belastungen
in den Elastomerkörper
ab, während diese
Belastungen, bei den Lagern des Stands der Technik beispielsweise,
im Bereich der Kontaktlinie zwischen der Verbindungsstange und der Wand
des mittigen Schachts lokalisiert waren, wird nun eine größere Masse
an Elastomer mobilisiert, um die Druckbelastungen der Verbindungsstange
gegen die Wand des mittigen Schachts derart aufzunehmen, dass das
Niveau der örtlichen
Belastung des Elastomerkörpers
verringert wird, was die Lebensdauer des Elastomerkörpers beträchtlich
erhöht.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung kann eventuell außerdem
auf die eine und/oder die andere der folgenden Anordnungen zurückgegriffen
werden:
- – die
innere Auskleidung des mittigen Schachts ist aus Textilmaterial
hergestellt;
- – das
Textilmaterial der inneren Auskleidung weist zumindest Polyester
auf;
- – das
Textilmaterial der inneren Auskleidung weist zumindest Teflon® auf;
- – der
Elastomerkörper
weist Kerben auf, die zwischen der mittigen Öffnung der zweiten Armatur und
dem mittigen Schacht angeordnet sind;
- – der
Elastomerkörper
weist zwei Kerben im Kreisbogen auf, die auf der ersten Achse zentriert sind
und auf beiden Seiten des mittigen Schachts entlang einer zweiten
Achse angeordnet sind, die rechtwinklig zur ersten Achse verläuft;
- – der
Elastomerkörper
weist Waben auf, die zwischen der ersten und der zweiten Armatur
entlang der ersten Achse angeordnet sind, um den Elastomerkörper parallel
zu dieser ersten Achse weicher zu machen;
- – die
Waben sind Öffnungen,
die in dem Elastomerkörper
entlang einer dritten horizontalen Achse ausgebildet sind.
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Gegenstand
der Erfindung ist außerdem eine
Schwingungsdämpfungseinrichtung
mit:
- – einem
schwingungsdämpfenden
Lager wie oben definiert,
- – einem
ersten starren Element, das an der ersten Armatur über eine
starre Verbindungsstange befestigt ist, die sich entlang der ersten
Achse im Inneren des mittigen Schachts des Elastomerkörpers erstreckt,
mit einem geringen horizontalen Spiel zwischen der Verbindungsstange
und dem Elastomerkörper,
- – und
einem zweiten starren Element, das an der zweiten Armatur befestigt
ist.
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Vorteilhafterweise
ist das erste starre Element ein Getriebe eines Fahrzeugs und gehört das zweite
starre Element zu einer Fahrzeugkarosserie.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung erscheinen im Laufe der folgenden
Beschreibung einer ihrer Ausführungsformen,
die in Bezug auf die beigefügten
Abbildungen als nicht limitierendes Beispiel angegeben ist.
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In
den Abbildungen ist:
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1 eine
senkrechte Schnittansicht eines schwingungsdämpfenden Lagers gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung mit den Elementen, mit denen dieses Lager in einem
Fahrzeug verbunden ist,
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2 eine
perspektivische Ansicht des schwingungsdämpfenden Lagers der 1,
wobei das Lager alleine ist, und
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3 eine
Ansicht von unten des schwingungsdämpfenden Lagers der 2.
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In
den verschiedenen Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen identische
oder ähnliche Elemente.
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Wie
in den 1 bis 3 dargestellt ist, betrifft
die Erfindung ein schwingungsdämpfendes Lager 1,
das eine erste metallische, starre Armatur 2 aufweist,
die zum Beispiel aus einer Blechplatte gebildet wird, die zugeschnitten
und im Wesentlichen in Form einer horizontalen Scheibe getrieben
wird.
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Die
erste Armatur 2 ist mit einem ersten starren Element, zum
Beispiel einem Kraftfahrzeuggetriebe 3, verbunden, das
an der ersten Armatur 2 mittels einer starren Verbindungsstange 4 in
im Wesentlichen zylindrischer Form mit kreisförmigem Querschnitt aufgehängt ist,
die sich entlang einer senkrechten Achse Z erstreckt.
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Die
Verbindungsstange 4 weist zum Beispiel ein oberes Ende 5 mit
Gewinde und kleinerem Durchmesser auf, das sich durch eine mittige
kreisförmige Öffnung 2a erstreckt,
die in die erste Armatur 2 gebohrt ist, während eine
Mutter 6 zum Beispiel auf das Ende 5 mit Gewinde
der Stange 4 aufgeschraubt werden kann, unter Einfügung einer
Unterlegscheibe 7 zwischen der Mutter 6 und der
ersten Armatur 2 gegebenenfalls.
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Außerdem weist
das schwingungsdämpfende
Lager 1 darüber
hinaus eine zweite metallische, starre Armatur 8 auf, die
sich zum Beispiel in Form einer horizontalen Blechplatte darstellt,
die dafür
angepasst ist, sich an einem Abschnitt 9 der Kraftfahrzeugkarosserie
abzustützen
(der betreffende Abschnitt 9 kann zum Beispiel eine am
Rest der Kraftfahrzeugkarosserie befestigte Konsole sein). Die zweite
Armatur 8 kann zum Beispiel an dem Abschnitt 9 der
Kraftfahrzeugkarosserie durch Bolzen (nicht dargestellt) befestigt
sein, die sich durch Löcher 10, 11 erstrecken,
welche in der zweiten Armatur 8 und in dem Abschnitt 9 der
Kraftfahrzeugkarosserie in beiderseitiger Übereinstimmung angebracht sind.
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Die
zweite Armatur 8 weist einen mittigen, getriebenen Abschnitt 12 auf,
der nach unten hin eine Schale bildet, wobei der Boden 13 dieser
Schale von einer mittigen, kreisförmigen Öffnung 13a durchbohrt ist,
die auf der Achse Z zentriert ist und die von der Verbindungsstange 4 durchdrungen
wird.
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Die
erste und zweite Armatur 2, 8 sind durch einen
Elastomerkörper 14 miteinander
verbunden, der auf den Armaturen abgeformt und festgeklebt ist, so
dass die ganze, von der zweiten Armatur gebildete Schale 12 bedeckt
wird.
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Dieser
Elastomerkörper
weist einen mittigen, kreisförmigen
Schacht 15 auf, der auf die Achse Z zentriert ist, die
in der Mitte der mittigen Öffnung 13 der
zweiten Armatur angeordnet ist und die von der Verbindungsstange 4 mit
einem leichten Spiel entlang der zwei horizontalen Achsen X, Y durchdrungen
wird.
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Der
mittige Schacht 15 weist vorteilhafterweise eine leicht
kegelstumpfartige Form auf, die nach unten hin divergiert, aber
er kann ebenfalls irgendeine, zum Beispiel zylindrische, Form aufweisen.
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Der
Elastomerkörper 14 kann
vorteilhafterweise Waben 16 aufweisen, von denen es in
dem dargestellten Beispiel zwei gibt, und die sich in der Form von
durchdringenden zylindrischen Öffnungen darstellen,
die sich entlang der horizontalen Achse Y erstrecken und zwischen
der ersten und zweiten Armatur 2, 8 gemäß der Achse
Z angeordnet sind.
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Vorteilhafterweise
kann der Elastomerkörper 14 ebenfalls
Kerben 17 aufweisen, die im Bereich seines unteren Endes
zwischen der mittigen Öffnung 13a des
Bodens 13 der zweiten Armatur und dem mittigen Schacht 15 angebracht
sind. In dem dargestellten Beispiel gibt es zwei von diesen Kerben 17, und
sie sind beiderseits des mittigen Schachts 15 gemäß der horizontalen
Achse X angeordnet, wobei jede dieser Kerben 17 eine auf
die Achse Z zentrierte kreisbogenartige Form aufweist.
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Schließlich ist
die innere Wand des Elastomerkörpers,
die den mittigen Schacht 15 begrenzt, von einer inneren
Auskleidung 18 bedeckt, die bei der Abformung des Elastomerkörpers an
diesen angeklebt wird und die so in ihrer Gesamtheit mit dem Elastomerkörper fest
verbunden ist.
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Die
Auskleidung 18 ist aus einem weichen, im Wesentlichen nicht
dehnbaren Material hergestellt, das im Wesentlichen keinen Biegungswiderstand
aufweist. Die Auskleidung 18 kann zum Beispiel aus Textilmaterial,
insbesondere auf Basis von Polyester und/oder TEFLON® hergestellt
sein.
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Als
Beispiel kann die innere Auskleidung 18 aus dem Material "SKYSLEEVE 4430" hergestellt sein,
welches von der Firma FEDERAL MOGUL, Compiegne, FRANKREICH, vertrieben
wird.
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Dank
dem Vorhandensein der inneren Auskleidung 18 reibt die
Verbindungsstange 4 nicht gegen den Elastomerkörper, wenn
sie gegen die Wand des Schachts 15 stößt und dabei zu vertikalen
Bewegungen angeregt wird, was gewöhnlich während des Betriebs des Kraftfahrzeuges
geschieht, wo die Verbindungsstange 4 entlang der Achse
X in die eine oder andere Richtung verschoben wird, um die durch die
Beschleunigungen oder Verzögerungen
des Motors ausgeübten
Drehmomente aufzunehmen.
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Aufgrund
der Tatsache, dass die innere Auskleidung 18 nicht dehnbar
und fest mit dem Elastomerkörper
verbunden ist, mobilisiert sie unter diesen Umständen außerdem einen großen Teil
des Elastomerkörpers
ganz um den mittigen Schacht 15 herum, um die Druckbelastungen
der Verbindungsstange 4 aufzunehmen, wodurch es ermöglicht wird,
die auf den Elastomerkörper
ausgeübten
Beanspruchungen am besten zu verteilen und somit die Größe dieser Beanspruchungen
zu vermindern. Es wird so ein besseres Verhalten des Elastomerkörpers in
der Haltbarkeit erzielt.
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Außerdem erlauben
es die oben genannten Kerben 17 und in einem gewissen Maße die Waben 16,
die auf die innere Auskleidung 18 ausgeübten Zugbeanspruchungen, wenn
die Verbindungsstange 4 gegen die Wand des mittigen Schachts 15 anliegt, zu
verringern, so dass so eventuelle Risse der Auskleidung 18 verhindert
werden.
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Schließlich erlauben
es die Waben 16 vorteilhafterweise, die Steifigkeit des
Elastomerkörpers 14 gemäß der vertikalen
Achse Z zu verringern, wobei die Steifigkeit durch das Vorhandensein
der inneren Auskleidung 18 ohne diese Waben leicht vergrößert werden
würde.
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Es
wird schließlich
festgestellt, dass die innere Auskleidung 18 das Verhalten
des schwingungsdämpfenden
Lagers nicht verändert,
wenn der Motor im Leerlauf läuft,
da ja die Verbindungsstange 4 nun nicht mit der Wand des
mittigen Schachts 15 in Kontakt ist.