DE60320167T2

DE60320167T2 - Hydraulische dämpfende Hülse

Info

Publication number: DE60320167T2
Application number: DE60320167T
Authority: DE
Inventors: Franck Grand Rapids Larmande; Michel Grand Rapids Champrenault
Original assignee: Paulstra CRC Corp
Current assignee: Hutchinson Antivibration Systems Inc
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2023-03-19
Also published as: US6666437B2; DE60320167D1; BR0300714A; US20030178754A1; EP1348885A1; EP1348885B1; BR0300714B1

Description

Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft hydraulische Anti-Schwingungs-Hülsen, die insbesondere in Kraftfahrzeugen verwendet werden.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine hydraulische Anti-Schwingungs-Hülse, umfassend:

– ein steifes inneres Versteifungselement, welches sich parallel zu einer Mittelachse erstreckt;
– ein rohrförmiges, steifes äußeres Versteifungselement, welches das innere Versteifungselement und die Mittelachse umgibt;
– einen Elastomerkörper, welcher das innere und das äußere Versteifungselement miteinander verbindet und wenigstens zwei Hydraulikkammern ausbildet, die miteinander über einen gedrosselten Durchgang in Verbindung stehen, wobei die hydraulischen Kammern und die Drosselstelle mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, wobei der Elastomerkörper einen ersten und einen zweiten Arm umfasst, welche die zwei hydraulischen Kammern trennen, wobei der Elastomerkörper auf einen steifen Anker aufgegossen ist, welcher zwei ringförmige Buchsen aufweist, die miteinander durch wenigstens eine axiale Strebe verbunden sind, die sich in dem ersten axialen Arm des Elastomerkörpers erstreckt,
– und ein Zwischenelement, wobei der Zwischenkörper ein C-förmiges, elastisches Element ist, das um den Elastomerkörper aufgeschnappt ist und zwischen dem Elastomer körper und dem äußeren Versteifungselement eingeklemmt ist, wobei das Zwischenelement umfasst: – einen Verbindungsabschnitt, welcher radial zwischen der axialen Strebe des ersten axialen Arms und dem äußeren Versteifungselement eingeklemmt ist, – und zwei Endabschnitte, welche miteinander verbunden sind durch den Verbindungsabschnitt und welche sich jeweils in die zwei hydraulischen Kammern erstrecken,

Hintergrund der Erfindung
Aus Dokument JP-A-05065933 ist eine hydraulische Anti-Schwingungs-Hülse dieser Art bekannt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer hydraulischen Anti-Schwingungs-Hülse dieser Art, welche einen zuverlässigeren Montageprozess ermöglicht.
Ferner weist der gedrosselte Durchgang der in Dokument JP-A-05065933 offenbarten Anti-Vibrations-Hülse einen Querschnitt auf, der gegenüber einem der axialen Arme des Elastomerkörpers lokal erweitert ist, was den Flüssigkeitsstrom durch den gedrosselten Durchgang stört. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Abhilfe dieses Nachteils.
Aufgaben und Kurzdarstellung der Erfindung
Dazu schlägt die Erfindung eine hydraulische Anti-Schwingungs-Hülse vor, die zusätzlich zu den oben genannten Merkmalen dadurch gekennzeichnet ist, dass das Elastomer des Weiteren eine Umfangsnut umfasst, welche im ersten axialen Arm (14) ausgebildet ist,
wobei das Zwischenelement aufgeschnappt in der Nut zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Arm mit ausreichender Kraft ist, um so fest auf dem Elastomerelement zu sitzen, bevor das äußere Versteifungselement auf den Elastomerkörper aufgesteckt wird, wobei das Zwischenelement einstückig ist und teilweise oder zur Gänze einen gedrosselten Durchgang (C) entlang seiner Länge definiert.
Dank dieser Anordnung ist der Querschnitt des gedrosselten Durchgangs entlang seiner gesamten Länge wohldefiniert und ermöglicht somit einen kontrollierten Flüssigkeitsstrom darin.
Ferner macht die vorliegende Erfindung den gesamten Montageprozess der Hülse zuverlässiger, da das Zwischenelement durch sich selbst um den Elastomerkörper gehalten wird, so dass praktisch keine Gefahr besteht, dass sich das Zwischenelement zwischen dem Schritt der Schnapppassung des Zwischenelements auf den Elastomerkörper und dem Schritt der Anpassung des äußeren Versteifungselements um den Elastomerkörper von dem Elastomerkörper löst.
In vorteilhaften Ausführungsformen kann ferner die ein und/oder andere der folgenden Anordnungen verwendet werden:

– das Zwischenelement ist aus Kunststoffmaterial hergestellt;
– wenigstens einer der Endabschnitte des Zwischenelements umfasst einen Druckabschnitt, welcher radial nach innen in eine der hydraulischen Kammern vorragt und welcher ausgelegt ist, um mit dem Elastomerkörper für begrenzte relative radiale Bewegungen der inneren und äußeren Versteifungselemente zusammenzuwirken;
– jeder der Endabschnitte des Zwischenelements ist radial zwischen den zwei Buchsen des steifen Ankers und dem äußeren Versteifungselement eingeklemmt;
– jeder der zwei Endabschnitte des Zwischenelements erstreckt sich bis zu einem freien Ende, welches nahe dem zweiten axialen Arm des Elastomerkörpers liegt;
– der Verbindungsabschnitt des Zwischenelements sitzt fest in der Nut;
– die Endabschnitte sind größer als der Verbindungsabschnitt parallel zur Mittelachse und die Drosselstelle bildet wenigstens in einem der Endabschnitte Schlangenkrümmungen aus;
– das Zwischenelement ist aus einem Stück hergestellt und umfasst eine gekrümmte Nut, welche in Richtung des äußeren Versteifungselements offen ist, wobei das Zwischenelement in engem Kontakt mit dem äußeren Versteifungselement steht, so dass die Nut und das äußere Versteifungselement zur Gänze den gedrosselten Durchgang umgrenzen;
– das Zwischenelement umfasst ein Rohr, welches zur Gänze den gedrosselten Durchgang umgrenzt;
– der Elastomerkörper umfasst einen ersten und einen zweiten Arm, welche die zwei hydraulischen Kammern trennen, wobei das Rohr zwischen dem ersten axialen Arm des Elastomerkörpers und dem äußeren Versteifungselement eingeklemmt ist und wobei das Zwischenelement des Weiteren zwei Endabschnitte umfasst, welche miteinander durch das Rohr verbunden sind und welche sich jeweils in die zwei hydraulischen Kammern (A, B) erstrecken;
– die Endabschnitte sind über das Rohr umspritzt;
– das Zwischenelement erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Mittelachse über einen Winkel von höchstens 340°.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von drei Ausführungsformen davon ersichtlich, die als nichteinschränkende Beispiele unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben werden.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Axialschnittansicht einer Anti-Schwingungs-Hülse gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Perspektivansicht, die das auf den Elastomerkörper der Hülse aus 1 angepasste Zwischenelement zeigt;
3 eine Schnittansicht der Hülse aus 1 ohne ihr äußeres Versteifungselement, wobei der Schnitt entlang der Linie III-III aus 1 verläuft,
4 ist eine Schnittansicht der Hülse aus 1 ohne ihr äußeres Verstärkungselement, wobei der Schnitt entlang der Linie IV-IV aus 3 verläuft;
5 ist eine Perspektivansicht des Zwischenelements der Anti-Schwingungs-Hülse in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
6 ist eine Perspektivansicht des Zwischenelements der Anti-Schwingungs-Hülse in einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Ausführlichere Beschreibung
In den verschiedenen Figuren bezeichnen dieselben Bezugszahlen dieselben oder ähnliche Elemente.
1 zeigt eine hydraulische Anti-Vibrations-Hülse 1, die angepasst ist, um zwei steife Elemente zu Anti-Schwingungs-Zwecken miteinander zu verbinden. Bei den beiden durch die Anti-Schwingungs-Hülse 1 zu verbindenden steifen Elemente kann es sich beispielsweise um ein Achsensystem eines Fahrzeugs und eine Fahrzeugkarosserie oder -rahmen handeln.
Wie in 1 zu sehen ist, enthält die Anti-Schwingungs-Hülse 1 gemäß der Erfindung:

– ein steifes inneres Versteifungselement 2, welches sich parallel zu einer Mittelachse Y erstreckt und beispielsweise aus einem Metallrohr bestehen kann, das dazu angepasst ist, an eines der zu verbindenden steifen Elemente befestigt zu werden,
– ein rohrförmiges, steifes äußeres Versteifungselement 3, welches das innere Versteifungselement 2 und die Mittelachse Y umgibt, wobei das äußere Versteifungselement 3 beispielsweise aus einer Metallhülse bestehen kann, die dazu angepasst ist, an das andere der zu verbindenden steifen Elemente befestigt zu werden,
– einen Elastomerkörper 4, welcher das innere und das äußere Versteifungselement 2, 3 miteinander verbindet und wenigstens zwei Hydraulikkammern A, B ausbildet, die miteinander über einen gedrosselten Durchgang C in Verbindung stehen, wobei die hydraulischen Kammern A, B und die Drosselstelle C mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, wobei der Elastomerkörper 4 beispielsweise das innere Versteifungselement 2 überformt und damit verbunden ist und der Elastomerkörper 4 ferner einen starren Metallanker 5 überformt, der zwei Buchsen 6 enthält, um die das äußere Versteifungselement 3 angepasst ist,
– und ein Zwischenelement 7, das um den Elastomerkörper 4 aufgeschnappt ist und zwischen dem Elastomerkörper und dem äußeren Versteifungselement 3 eingeklemmt ist.

Wie aus 2 ersichtlich, ist das Zwischenelement 7 ein C-förmiges, einstückiges, elastisches Element und erstreckt sich in Umfangsrichtung um eine Mittelachse Y in einem Winkel, der vorteilhafterweise zwischen 200° und 340° umfassen kann.
Das Zwischenelement kann beispielsweise aus Kunststoffmaterial (zum Beispiel Polyamid oder Polyurethan) als ein Stück geformt sein und kann vorteilhafterweise Folgendes enthalten:

– einen Verbindungsabschnitt 8 von verhältnismäßig geringer Abmessung in Richtung der Y-Achse;
– und zwei Endabschnitte 9, die über den Verbindungsabschnitt 8 miteinander verbunden sind und in der Y-Achse eine größere Abmessung aufweisen.

Vorzugsweise enthält mindestens einer der Endabschnitte 9 und vorteilhafterweise beide Endabschnitte 9 einen Druckabschnitt 10, der sich radial nach innen erstreckt.
Ferner enthält das Zwischenelement eine Umfangsnut 11, die radial nach außen offen ist und sich beispielsweise über die gesamte Länge des Zwischenelements zwischen den beiden offenen Enden 11a an den freien Enden 12 des C-förmigen Zwischenelements erstreckt.
Wie in 2 gezeigt wird das Zwischenelement bei der Montage des Zwischenelements 7 auf den Elastomerkörper einfach auf den Elastomerkörper 4 geschnappt, im Wesentlichen in der Richtung von Pfeil S, so dass der Verbindungsabschnitt 8 des Zwischenelements 7 in eine Radialnut 13 in einem ersten axialen Arm 14 des Elastomerkörpers sitzt. Der erste axiale Arm 14 ist auf den zweiten axialen Arm 15 des Elastomerkörpers in eine Radialrichtung Z ausgerichtet. Diese Arme 14, 15 trennen die beiden Hydraulikkammern A, B voneinander und befinden sich in engem Kontakt mit dem äußeren Versteifungselement 3.
Das Zwischenelement ist ausreichend elastisch um den Elastomerkörper geklemmt, so dass das Zwischenelement sicher an dem Elastomerkörper befestigt ist, bevor das äußere Versteifungselement an den Elastomerkörper angepasst wird. Die von dem Zwischenelement auf gegenüberliegenden Seiten des Elastomerkörpers ausgeübte Klemmkraft kann beispielsweise zwischen 1 und 30 kg umfassen.
Nach dem Einschnappen des Zwischenelements 7 auf den Elastomerkörper 4, wie in 1 und 3 gezeigt, erstrecken sich die Endabschnitte 9 des Zwischenelements jeweils in die Hydraulikkammern A, B und die beiden Druckabschnitte 10 des Zwischenelements erstrecken sich nach innen in die Hydraulikkammern und sind so ausgelegt, dass sei mit dem Elastomerkörper auf beiden Seiten des inneren Versteifungselements 2 zusammenwirken, um die relativen Radialbewegungen des inneren und äußeren Versteifungselements in Richtung einer X-Achse zu beschränken, die senkrecht zu den Y- und Z-Achsen verläuft.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Endabschnitte 9 des Zwischenelements keine Stoßabschnitte 10 aufweisen können. In einem solchen Fall könnte der Elastomerkörper möglicherweise Stoßabschnitte auf einer Seite oder beiden Seiten des inneren Versteifungselements 2 in der Richtung einer X-Achse enthalten.
Wie außerdem aus 3 ersichtlich ist, sind die freien Enden 12 des Zwischenelements, wenn das Zwischenelement 7 auf dem Elastomerkörper 4 montiert ist, vorzugsweise an beiden Seiten des Radialarms 15 des Elastomerkörpers nahe des Radialarms positioniert und die offenen Enden 11a der Nut 11, welche die Form von V-förmigen Kerben aufweist, öffnen sich in Umfangsrichtung und radial in die Hydraulikkammern A, B in der Nähe des axialen Arms 15.
Wie in 1 zu sehen ist, ist der gedrosselte Durchgang C, sobald das äußere Versteifungselement um den Elastomerkörper 4 und das Zwischenelement 7 geschnappt ist, ferner vollständig von der Nut 11 und dem äußeren Versteifungselement 3 begrenzt, so dass der gedrosselte Durchgang C nur über die offenen Enden 11a der Nut 11 mit den Hydraulikkammern A, B kommuniziert.
In dieser Position ist das Zwischenelement zwischen den Elastomerkörper 4 und dem äußeren Versteifungselement 3 geklemmt, so dass das Zwischenelement im Gebrauch nicht relativ zu dem Elastomerkörper 4 und dem äußeren Versteifungselement 3 verschoben werden kann.
Zur Verstärkung der Immobilisierung des Zwischenelements 7 sind vorteilhafterweise die oberen Ränder 17 der Endabschnitte 9 zwischen die Buchsen 6 des starren Ankers 5 und das äußere Verstärkungselement 3 geklemmt.
Die Immobilisierung wird ferner dadurch verstärkt, dass die Endränder 9a der Endabschnitte 9 des Zwischenelements 7 an beiden Seiten des ersten Radialarms 14 des Elastomerkörpers anliegen (2).
Wie in 3 und 4 ersichtlich enthält der Metallanker 5 ferner zwei Axialstreben 16, die mit den beiden Buchsen 6 verbunden sind und jeweils von den beiden Radialarmen 14, 15 überformt sind. Vorzugsweise ist der Verbindungsabschnitt 8 des Zwischenelements zwischen das äußere Versteifungselement 3 und die Axialstrebe 16 geklemmt, die von dem ersten Radialarm 14 des Elastomerkörpers überformt ist.
Der Betrieb der Anti-Schwingungs-Hülse, der oben beschrieben worden ist, ist im Fachgebiet wohlbekannt und wird hier nicht ausführlich beschrieben.
Wie in 5 zu sehen ist, ist die zweite Ausführungsform der Erfindung identisch zu der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme des Zwischenelements 7, in dem die Nut 11, die den gedrosselten Durchgang C zum Teil begrenzt, Schlangenlinien 18 in einem oder beiden Endabschnitten 9 des Zwischenelements 7 bildet.
Diese Schlangenlinien 18 ermöglichen den Erhalt eines längeren gedrosselten Durchgangs C, wodurch die Anpassung der Resonanzfrequenz des gedrosselten Durchgangs C auf einen gewünschten Wert bei der Herstellung der Anti-Schwingungs-Hülle möglich ist.
Die dritte Ausführungsform der Erfindung ist ebenfalls identisch zu der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme des Zwischenelements 7a, welches einen Schlauch 19 beispielsweise aus elastischem Kunststoffmaterial enthält und der den gedrosselten Durchgang C vollständig begrenzt. Der Schlauch 19 bildet selbst den Verbindungsabschnitt 8a des Zwischenelements, der in die Nut 13 des Elastomerkörpers eingepasst ist, und die Kunststoffendabschnitte 9, die oben offenbart wurden, werden auf den Schlauch 19 geformt.
Die beiden freien Enden des Schlauchs, die beispielsweise auf derselben Höhe der freien Enden 12 der Endabschnitte 9 liegen können, bilden die offenen Enden 20 des gedrosselten Durchgangs C.

Claims

Hülse zur hydraulischen Schwingungsdämpfung, umfassend: – ein steifes inneres Versteifungselement (2), welches sich parallel zu einer Mittelachse (Y) erstreckt, – ein rohrförmiges, steifes äußeres Versteifungselement (3), welches das innere Versteifungselement (2) und die Mittelachse (Y) umgibt, – einen Elastomerkörper (4), welcher das innere (2) und das äußere (3) Versteifungselement (2, 3) miteinander verbindet und wenigstens zwei Hydraulikkammern (A, B) ausbildet, die miteinander über einen gedrosselten Durchgang (C) in Verbindung stehen, wobei die hydraulischen Kammern (A, B) und die Drosselstelle (C) mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, wobei der Elastomerkörper (4) einen ersten und einen zweiten Arm (14, 15) umfasst, welche die zwei hydraulischen Kammern (A, B) trennen, wobei der Elastomerkörper (4) auf einen steifen Anker (5) aufgegossen ist, welcher zwei ringförmige Buchsen aufweist, die miteinander durch wenigstens eine axiale Strebe (16) verbunden sind, die sich in dem ersten axialen Arm (14) des Elastomerkörpers erstreckt, – und ein Zwischenelement (7), wobei der Zwischenkörper ein C-förmiges, elastisches Element ist, das um den Elastomerkörper (4) aufgeschnappt ist und zwischen dem Elastomerkörper (4) und dem äußeren Versteifungselement (3) eingeklemmt ist, wobei das Zwischenelement umfasst: – einen Verbindungsabschnitt (8), welcher radial zwischen der axialen Strebe (16) des ersten axialen Arms (14) und dem äußeren Versteifungselement (3) eingeklemmt ist, – und zwei Endabschnitte (9), welche miteinander verbunden sind durch den Verbindungsabschnitt und welche sich jeweils in die zwei hydraulischen Kammern (A, B) erstrecken, wobei das Zwischenelement (7) sich in eine Umfangsrichtung um die Mittelachse (Y) auf einem Winkel von mindestens 200° zwischen den zwei hydraulischen Kammern (A, B) erstreckt, wobei: das Elastomer des Weiteren eine Umfangsnut (13) umfasst, welche im ersten axialen Arm (14) ausgebildet ist, wobei das Zwischenelement (7) aufgeschnappt in der Nut (13) zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Arm mit ausreichender Kraft ist, um so fest auf dem Elastomerelement zu sitzen, bevor das äußere Versteifungselement (3) auf den Elastomerkörper aufgesteckt wird, wobei das Zwischenelement (7) einstückig ist und teilweise oder zur Gänze einen gedrosselten Durchgang (C) entlang seiner Länge definiert.
Hülse zur hydraulischen Schwingungsdämpfung gemäß Anspruch 1, wobei das Zwischenelement (7) aus Kunststoffmaterial hergestellt ist.
Hülse zur hydraulischen Schwingungsdämpfung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei wenigstens einer der Endabschnitte (9) des Zwischenelements (7) einen Druckabschnitt (10) umfasst, welcher radial nach innen in eine der hydraulischen Kammern (A, B) vorragt und welcher ausgelegt ist, um mit dem Elastomerkörper (4) für begrenzte relative radiale Bewegungen der inneren und äußeren Versteifungselemente zusammen zu wirken.
Hülse zur hydraulischen Schwingungsdämpfung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei jeder der Endabschnitte (9) des Zwischenelements (7) radial zwischen den zwei Buchsen (6) des steifen Ankers und dem äußeren Versteifungselement (3) eingeklemmt ist.
Hülse zur hydraulischen Schwingungsdämpfung gemäß einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder der zwei Endabschnitte (9) des Zwischenelements sich bis zu einem freien Ende erstreckt, welches nahe dem zweiten axialen Arm (15) des Elastomerkörpers liegt.
Hülse zur hydraulischen Schwingungsdämpfung gemäß einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verbindungsabschnitt (8) des Zwischenelements fest in der Nut (13) sitzt.
Hülse zur hydraulischen Schwingungsdämpfung gemäß einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei die Endabschnitte (9) größer sind als der Verbindungsabschnitt (8) parallel zur Mittelachse (Y) und wobei die Drosselstelle (C) Schlangenkrümmungen wenigstens in einem der Endabschnitte (9) ausbildet.
Hülse zur hydraulischen Schwingungsdämpfung gemäß einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei das Zwischenelement (7) aus einem Stück hergestellt ist und eine gekrümmte Nut (11) umfasst, welche in Richtung des äußeren Versteifungselements (3) offen ist, wobei das Zwischenelement (7) in engem Kontakt mit dem äußeren Versteifungselement (3) steht, so dass die Nut (11) und das äußere Versteifungselement (3) zur Gänze den gedrosselten Durchgang (C) umgrenzen.
Hülse zur hydraulischen Schwingungsdämpfung gemäß einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei das Zwischenelement ein Rohr (19) umfasst, welches zur Gänze den gedrosselten Durchgang umgrenzt.
Hülse zur hydraulischen Schwingungsdämpfung gemäß Anspruch 9, wobei der Elastomerkörper (4) einen ersten und einen zweiten Arm (13, 14) umfasst, welche die zwei hydraulischen Kammern (A, B) trennen, wobei das Rohr (19) zwischen dem ersten axialen Arm (13) des Elastomerkörpers und dem äußeren Versteifungselement (3) eingeklemmt ist und wobei das Zwischenelement (7) des Weiteren zwei Endabschnitte (9) umfasst, welche miteinander durch das Rohr (19) verbunden sind und welche sich jeweils in die zwei hydraulischen Kammern (A, B) erstrecken.
Hülse zur hydraulischen Schwingungsdämpfung gemäß Anspruch 10, wobei die Endabschnitte (9) des Zwischenelements über das Rohr (19) umspritzt sind.
Hülse zur hydraulischen Schwingungsdämpfung gemäß einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, wobei sich das Zwischenelement (7) in eine Umfangsrichtung um die Mittelachse über einen Winkel von höchstens 340° erstreckt.