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Die
Erfindung betrifft schwingungsdämpfende
Anordnungen und deren Montageverfahren.
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Genauer
gesagt betrifft die Erfindung eine schwindungsdämpfende Anordnung, die ein
erstes und ein zweites steifes Element und einen schwingungsdämpfenden
Träger
zum Verbinden dieser zwei Elemente, Dämpfen der Schwingungen zwischen
diesen zwei Elementen und Tragen einer Last in einer ersten vertikalen
Richtung umfasst, wobei der Träger
seinerseits umfasst:
- – zwei steife Gestelle, jeweils
ein inneres und ein äußeres, die
eingerichtet sind, um jeweils mit dem ersten bzw. zweiten steifen
Element verbunden zu werden, wobei das äußere Gestell einen Kasten von
ringartiger Form bildet (im vorliegenden Text bezeichnet der Begriff "ringartig" nicht nur eine Kreisform,
sondern jede in sich geschlossene, einem Ring ähnliche Form) und einen von
dem inneren Gestell durchquerten Durchgang aufweist, und
- – einen
Elastomerkörper,
der eine Verbindung zwischen dem inneren Gestell und dem äußeren Gestell
herstellt.
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Es
sind schwingungsdämpfende
Anordnungen dieses Typs bekannt, die einen schwingungsdämpfenden
Träger
aufweisen, insbesondere wie in dem Dokument
FR 2 789 464 beschrieben. Bei derartigen
Anordnungen sind das erste und das zweite steife Element jeweils
durch einen Motor und einen Fahrzeugrahmen gebildet, das innere
und das äußere Gestell
sind im Wesentlichen konzentrisch, mit dem Elastomerkörper zwischen
beiden; das äußere Gestell
ist vertikal am Fahrzeugrahmen, eventuell über eine Verbindungskonsole,
gehalten; und der Motor ist an dem inneren Gestell über eine
axiale vertikale Schraube befestigt, die im Wesentlichen in der Mitte
des Elastomerkörpers
angeordnet ist. Der Motor ist dadurch elastisch an dem äußeren Gestell
an einem von dem Rahmen relativ weit entfernten Verankerungspunkt
gehalten. Das Dokument
DE 198
54 559 lehrt eine schwingungsdämpfende Anordnung von dem im
Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Typ.
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Solche
Anordnungen sind vollauf befriedigend, doch kommt es vor, dass man
ihre Effektivität zur
Schwingungsdämpfung
weiter verstärken
will.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine schwingungsdämpfende
Anordnung anzugeben, die es erlaubt, diesen Wunsch zu erfüllen.
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Zu
diesem Zweck schlägt
die Erfindung eine schwingungsdämpfende
Anordnung vom oben angegebenen Typ vor, bei dem das innere Gestell,
das sich longitudinal in einer zweiten horizontalen Richtung zwischen
einem außerhalb
des Kastens befindlichen ersten Ende und einem in dem Kasten befindlichen
zweiten Ende erstreckt, so beschaffen ist, dass das zweite Ende
in der Lage ist, gegen das zweite steife Element anzuschlagen, um
in einem ersten Sinn die horizontale Verschiebung des inneren Gestells
in Bezug auf das äußere Gestell
zu begrenzen, und bei dem der Elastomerkörper mit dem äußeren Gestell
in einer Zone zusammenwirkt, die im Wesentlichen eine dem Durchgang
gegenüberliegende
Seite berührt.
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Dank
dieser Anordnung ist das innere Gestell im Wesentlichen horizontal
und ruht teilweise auf dem äußeren Gestell
in einer Region in der Nähe
seines (oder seiner) Befestigungspunkt(e) an dem Rahmen. Der Verankerungspunkt
befindet sich also in der Nähe
des Rahmens. So wird die Drehmomentwirkung zwischen dem Verankerungspunkt
des Motors und dem Kasten maximal reduziert. Die Amplitude der Schwingungen
ist bei gleicher vom Motor auf den Rahmen ausgeübter Kraft verringert.
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In
dem vorliegenden Text bezeichnet der Begriff "ringartig" nicht nur eine Kreisform.
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Bei
den bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung werden die eine und/oder
andere der nachfolgenden Vorkehrungen getroffen:
- – der Kasten
umfasst eine untere Wand und eine obere Wand, die im Wesentlichen
senkrecht zu der ersten Richtung sind, sowie zwei seitliche Wände, die
sich zwischen der unteren Wand und der oberen Wand im Wesentlichen
senkrecht zu einer dritten Richtung erstrecken, die ihrerseits senkrecht
zu der ersten und der zweiten Richtung ist, wobei jede der Seitenwände mit
einer sich in der zweiten Richtung erstreckenden Rippe versehen
ist;
- – das
innere Gestell umfasst zwei seitliche Anschlagkanten, wobei sich
jede seitliche Anschlagkante in dem Kasten an einem Längsrand
des inneren Gestells in einer zu den Seitenwänden im Wesentlichen parallelen
Ebene erstreckt, wobei jede seitliche Anschlagkante eine wenigstens
teilweise von dem Elastomerkörper überdeckte
Außenseite
aufweist und jede seitliche Anschlagkante die Verschiebung des inneren
Gestells in dem Kasten in einen der zwei entgegengesetzten Sinne
der dritten Richtung begrenzt;
- – der
Durchgang ist von einer Trennwand umgeben, die sich in einer zu
der zweiten Richtung im Wesentlichen senkrechten Ebene erstreckt,
und das innere Gestell weist eine Schulter auf, die sich von wenigstens
einer der zwei seitlichen Anschlagkanten aus in der Nähe des Durchgangs
in einer zu der zweiten Richtung senkrechten Ebene erstreckt, wobei
diese Schulter in der Lage ist, mit der Trennwand zusammenzuwirken,
um die Verschiebung des inneren Gestells in dem Kasten in der zweiten
Richtung in einer zu dem ersten Sinn entgegengesetzten zweiten Sinn
durch Zurückhalten
des inneren Gestells in dem Kasten zu begrenzen;
- – das
innere Gestell weist in dem Kasten einen Vorsprung auf, der eine
der unteren Wand zugewandte Konvexität aufweist, wobei dieser Vorsprung
wenigstens teilweise von dem die Verschiebungen nach unten des inneren
Gestells in dem Kasten begrenzenden und dämpfenden Elastomerkörper bedeckt
ist;
- – das
innere Gestell weist in dem Kasten einen Tiegel auf, der vorgesehen
ist, um mit dem äußeren Gestell
zusammenzuwirken, wobei der Elastomerkörper an diesem Tiegel griffig
gemacht ist und der Tiegel zwischen die untere Wand und die Rippen
geklemmte Ränder
aufweist;
- – das
innere Gestell weist in dem Kasten eine Endanschlagkante auf, die
sich in Höhe
des zweiten Endes des inneren Gestells in einer zu der ersten Richtung
im Wesentlichen parallelen und zu der zweiten Richtung im Wesentlichen
senkrechten Ebene erstreckt, wobei diese Endanschlagkante wenigstens
teilweise von dem Elastomerkörper bedeckt
ist;
- – die
schwingungsdämpfende
Anordnung ist gebildet durch eine Kraftfahrzeugstruktur und einen Motor,
wobei das erste steife Element durch den Motor gebildet ist und
das zweite steife Element ein Träger
der Kraftfahrzeugstruktur ist; und
- – der
Kasten ist auf der dem Durchgang gegenüberliegenden Seite durch den
Träger
verschlossen, an dem der Kasten befestigt ist.
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Einem
anderen Aspekt zufolge ist die Erfindung ein schwingungsdämpfender
Träger
zum Verbinden der zwei steifen Elemente einer schwingungsdämpfenden
Anordnung wie oben erwähnt
und zum Dämpfen
der Schwingungen zwischen diesen zwei Elementen.
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Einem
weiteren Aspekt zufolge ist die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das
eine schwingungsdämpfende
Anordnung wie oben erwähnt
aufweist.
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Einem
weiteren Aspekt zufolge ist die Erfindung ein Verfahren zur Montage
einer schwingungsdämpfenden
Anordnung wie oben erwähnt,
bei dem das innere Gestell in den Kasten eingeführt wird, indem zuerst in dem
Kasten das erste Ende des inneren Gestells dargeboten wird und der
Kasten auf der dem Durchgang gegenüberliegenden Seite verschlossen
wird durch Verbinden des äußeren Gestells
mit dem zweiten steifen Element, wodurch ein Teil des inneren Gestells
eingeschlossen und zurückgehalten
wird, wobei dieser Teil derjenige ist, an welchem der Elastomerkörper griffig
gemacht ist.
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Andere
Aspekte, Ziele und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand
der Lektüre
der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer ihrer Ausgestaltungen.
Die Erfindung ist auch besser zu verstehen mit Hilfe der Verweise
auf die Zeichnungen, von denen
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1 schematisch
in Perspektive einen schwingungsdämpfenden Träger zum Verbinden von zwei
steifen Elementen einer schwingungsdämpfenden Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 schematisch
in Perspektive das innere Gestell des in 1 dargestellten
schwingungsdämpfenden
Trägers
zeigt;
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3 schematisch
in teilweise aufgeschnittener Perspektive von oben eine schwingungsdämpfende
Anordnung mit dem in 1 gezeigten schwingungsdämpfenden
Träger
zeigt;
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4 ein
schematischer Schnitt in einer vertikalen Ebene des in 1 gezeigten
schwingungsdämpfenden
Trägers
ist;
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5 ein
anderer schematischer Schnitt in einer anderen vertikalen Ebene
des in 1 gezeigten schwingungsdämpfenden Trägers ist; und
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6 ein
weiterer schematischer Schnitt in einer weiteren vertikalen Ebene
des in 1 gezeigten schwingungsdämpfenden Trägers ist.
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Die
schwingungsdämpfende
Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst ein erstes und ein zweites steifes Element sowie
einen schwingungsdämpfenden
Träger
zum Verbinden dieser zwei Elemente.
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In
der nachfolgend als nicht einschränkendes Beispiel mit Bezug
auf die Figuren beschriebenen Ausgestaltung umfasst die schwingungsdämpfende
Anordnung 1 eine Kraftfahrzeugstruktur und einen Motor 2,
wobei das erste steife Element durch den Motor 2 und das
zweite steife Element durch einen Träger 3 der Struktur
des Kraftfahrzeuges gebildet ist.
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Mit
Bezug auf 1 umfasst der schwingungsdämpfende
Träger 4 ein
steifes inneres Gestell 5 und ein steifes äußeres Gestell 6 aus
Metall sowie einen Elastomerkörper 7.
Der schwingungsdämpfende
Träger
unterstützt
den Motor 2 in einer vertikalen Richtung Z.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, umfasst das äußere Gestell 6 eine
Befestigungsplatte 8 und einen Kasten 9.
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Die
Befestigungsplatte 8 erstreckt sich in einer vertikalen,
zur vertikalen Richtung Z und zu einer horizontalen Richtung X parallelen
Ebene. Sie ist vorgesehen, um an dem Träger 3 mit Hilfe von
Zapfen 10 platziert und an diesem in herkömmlicher
Weise mit Hilfe von Schrauben 11 befestigt zu werden. Die Befestigungsplatte 8 weist
eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung 12 auf.
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Der
Kasten 9 hat eine ringartige quaderförmige Gestalt. Er weist eine
offene Seite 13 in Entsprechung zur Öffnung 12 sowie parallel
zu der offenen Seite 13 und dieser gegenüberliegend
eine Trennwand 14 mit einem Durchgang 15 auf,
der vorgesehen ist, um von dem inneren Gestell 5 durchquert
zu werden. Er umfasst ferner eine untere Wand 16 und eine
obere Wand 17, die im Wesentlichen senkrecht zu der Richtung
Z sind, sowie zwei seitliche Wände 18,
die sich zwischen der unteren Wand 16 und der oberen Wand 17 im
Wesentlichen senkrecht zu der Richtung X erstrecken (siehe auch 4).
Eine ins Innere des Kastens 9 vorspringende Rippe 19 erstreckt
sich im Wesentlichen in Höhe
der unteren zwei Fünftel
jeder Seitenwand 18 und im Wesentlichen longitudinal in
einer zu den Richtungen X und Z senkrechten Richtung Y.
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Wie
in den 1, 2 und 3 gezeigt, erstreckt
sich das innere Gestell 5 longitudinal in der Richtung
Y zwischen einem ersten Ende 20 und einem zweiten Ende 21.
Das innere Gestell 5 umfasst einen rillenförmigen ersten
Bereich 22 zum ersten Ende 20 hin und einen zweiten,
hohlen und mit dem Elastomerkörper 7 bedeckten
Bereich 23 zum zweiten Ende 21 hin.
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Der
erste Bereich 22 ist in herkömmlicher Weise am Motor 2 durch
Schrauben 24 befestigt.
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Der
zweite Bereich 23 umfasst einen Boden 25, zwei
seitliche Anschlagkanten 26, eine Endanschlagkante 27,
zwei Schultern 28 und einen Vorsprung 29 (siehe
auch 4 bis 6).
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Jede
seitliche Anschlagkante 26 erstreckt sich vom Boden 25 zum
oberen Rand 30 des zweiten Bereiches 23 in einer
zu den Seitenwänden 18 im Wesentlichen
parallelen Ebene. Die Endanschlagkante 27 erstreckt sich
vom Boden 25 zum oberen Rand 30 des zweiten Bereiches 23 zwischen
den zwei seitlichen Anschlagkanten 26 in Höhe des zweiten
Endes 21 des unteren Gestells 23 in einer zur Richtung
Y im Wesentlichen parallelen Ebene. Jede Schulter 28 verlängert eine
seitliche Anschlagkante 26 ins Innere des Kastens 9 in
einer zur Richtung Y senkrechten Ebene in Höhe der Verbindung zwischen
dem ersten Bereich 22 und dem zweiten Bereich 23 des
inneren Gestells 6. Jede Schulter 28 erstreckt
sich vom Boden 25 zum oberen Rand 30 des zweiten
Bereiches 23. Der Vorsprung 29 ist im Boden 25 des
zweiten Bereiches 23 gebildet. Er weist eine gegen die
untere Wand 16 gerichtete Konvexität auf.
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Der
Elastomerkörper 7 bedeckt
vollständig den
zweiten Bereich 23, an welchem er griffig gemacht ist.
Er umfasst seitliche Ausstülpungen 31, eine
Endausstülpung 32,
Schulter-Ausstülpungen 33,
eine untere Ausstülpung 34 und
eine obere Ausstülpung 35,
die Überdicken
des Materials des Elastomers entsprechen, jeweils in Höhe jeder
seitlichen Anschlagkante 26, der Endanschlagkante 27,
jeder Schulter 28, des Vorsprunges 29 und des
oberen Randes 30 des zweiten Bereiches 23. Diese
Ausstülpungen 31, 32, 33, 34, 35 erstrecken
sich von der Endanschlagkante 27, jeder seitlichen Anschlagkante 26,
jeder Schulter 28 und dem Vorsprung 29 aus in Richtung
des Trägers 3 oder
der Wände 16, 17, 18 oder
der Trennwand 14 des Kastens 9. Diese Ausstülpungen 31, 32, 33, 34, 35 dämpfen die
Relativverschiebungen zwischen jeder seitlichen Anschlagkante 26 und
der gegenüberliegenden
Seitenwand 18 bzw. der Endanschlagkante 27 und
dem Träger 3 bzw.
zwischen jeder Schulter 28 und der Trennwand 14 bzw.
zwischen dem Vorsprung 29 und der unteren Wand 16 sowie
dem oberen Rand 30 des zweiten Bereiches 23 und
der oberen Wand 17.
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Das
innere Gestell 5 umfasst ferner einen Tiegel 38,
der vorgesehen ist, um mit dem äußeren Gestell 6 zusammenzuwirken.
Dieser Tiegel 36 bedeckt die Unterseite des Elastomerkörpers 7.
Dieser Tiegel 36 hat einen Boden 37, Flanken 38 und
einen Rand 39.
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Der
Boden 37 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der
unteren Wand 16. Er ist zu der den Vorsprung 29 bedeckenden
Ausstülpung
hin offen. Die Flanken 38 erstrecken sich in Verlängerung
des Bodens 37 jeweils parallel zu den Seitenwänden 26, dem
Träger 3 und
der Trennwand 14. Der Rand 39 verlängert die
Flanken 38 parallel zu der unteren Wand 16.
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Die
Höhe der
Flanken 38 ist derart, dass das obere Niveau des Randes 39 in
Höhe der
Seitenwände 16 unter
den Rippen 19 eingeklemmt ist, während der Boden 37 gegen
die innere Wand 16 drückt.
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Das
innere Gestell 5 und das äußere Gestell 6 sind
zusammengefügt,
indem zunächst
der erste Bereich 22 in den Kasten 9 eingeführt ist.
Anschließend
wird der Tiegel 36 in den Kasten 9 eingepresst. Der
Kasten 9 wird verschlossen durch Befestigen der Befestigungsplatte 8 an
dem Träger 3.
Der Träger 3 verschließt dann
die offene Seite 13. Diese Anordnung vermeidet die Befestigung
durch Verschrauben zwischen dem inneren Gestell 5 und dem äußeren Gestell 6.
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Mit
Hilfe der oben angegebenen Vorkehrungen und wie in den 4, 5 und 6 gezeigt ist
es möglich,
Relativverschiebungen des inneren Gestells und des äußeren Gestells
in beiden Sinnen der drei Richtungen X, Y und Z zu begrenzen.
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4 zeigt,
dass die Verschiebungen des inneren Gestells 5 in Bezug
auf das äußere Gestell 6 in beiden
Sinnen der Richtung Z durch die obere Ausstülpung 35 und die untere
Ausstülpung 34 gedämpft werden,
während
die Verschiebungen in der Richtung X des inneren Gestells 5 gegen
die Seitenwände 18 durch
die seitlichen Ausstülpungen 21 gedämpft werden.
Die Architektur der seitlichen Anschläge (seitliche Ausstülpungen 31 in
Bezug auf die Seitenwände 18)
ermöglicht
eine bessere Progressivität
der Begrenzungen und eine bessere Filterung der Schwingungen unter
Drehmoment in der Ebene X-Y.
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5 zeigt,
dass die Verschiebungen des inneren Gestells 5 in Bezug
auf das äußere Gestell 6 in beiden
Sinnen der Richtung Z durch die obere Ausstülpung 38 und die untere
Ausstülpung 34 gedämpft werden,
während
die Verschiebung des inneren Gestells 5 gegen den Träger 3 in
einem ersten Sinn der Richtung Y durch die Endausstülpung 32 gedämpft wird.
Diese Figur zeigt auch, dass der Elastomerkörper 7 mit dem äußeren Gestell 6 über den
Tiegel 36 in einer Zone zusammenwirkt, die im Wesentlichen die
offene Seite 13 berührt,
also in der Nähe
des Trägers 3 liegt.
Dadurch ist der elastische Mittelpunkt des schwingungsdämpfenden
Trägers 4 an
den Träger 3 angenähert. Diese
Architektur erlaubt es, Drehmomente zwischen dem Motor 2 und
dem Träger 3 zu
begrenzen und die Amplitude der Schwingungen im Vergleich zu denen
zu begrenzen, die bei gleicher Kraft in den schwingungsdämpfenden
Anordnungen des Standes der Technik beobachtet werden.
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6 zeigt,
dass die Verschiebungen des inneren Gestells 5 in Bezug
auf das äußere Gestell 6 in dem
zweiten Sinn der Richtung Y durch die Schulterausstülpungen 33 gedämpft werden.
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Die
Erfindung ist in keiner Weise auf die oben beschriebene Ausgestaltung
eingeschränkt. Sie
umfasst zahlreiche Varianten. Zum Beispiel kann der Elastomerkörper vervollständigt sein durch
einen hydraulischen Keil mit zwei flüssigkeitsgefüllten, voneinander
durch einen Drosseldurchgang getrennten Kammern.