DE68905415T2

DE68905415T2 - Hydraulisch gedaempfte lagerbuchsen.

Info

Publication number: DE68905415T2
Application number: DE8989402488T
Authority: DE
Inventors: Bernard Bouhier; Bernd-Siegfried Butow
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 1988-09-13
Filing date: 1989-09-12
Publication date: 1993-09-02
Anticipated expiration: 2009-09-13
Also published as: DE68905415D1; US4944482A; EP0359655B1; ES2038431T3; EP0359655A1; FR2636391A1; FR2636391B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch gedämpfte Lagerbuchse, die aus zwei starren rohrförmigen Armaturen besteht, von denen die eine die andere vorzugsweise wenigstens teilweise als Umdrehungskörper und wenigstens bei Belastung koaxial und konzentrisch umgibt, wobei die Armaturen miteinander durch einen Körper aus elastomerem Material verbunden sind, der so ausgebildet ist, daß er mit diesen wenigstens zwei dichte Kammern bildet, die sich diametral in der Richtung Y gegenüberliegen und die untereinander über einen engen Durchlaß verbunden sind, wobei die Kammern und der Durchlaß mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt sind.
Derartige Lagerbuchsen werden zwischen zwei starren Teilen befestigt, die mit jeweils einer der beiden Armaturen verbunden sind und Schwingungen zueinander ausführen können, die in der Diametralen Y auftreten, wobei die Anordnung so ausgebildet ist, daß die Flüssigkeit wenigstens bei bestimmten Schwingungen über den engen Kanal aus einer der Kammern in die andere gedrückt wird und umgekehrt, so daß in der Flüssigkeit bei bestimmten Schwingungsfrequenzen ein Resonanzeffekt auftritt, der geeignet ist, die Übertragung der Schwingungen von einer der Armaturen auf die andere zu begrenzen.
Lagerbuchsen dieser Art werden beispielsweise zwischen dem Chassis eines Fahrzeuges einerseits und dem Verbrennungsmotor oder der Vorder- oder Hinterachse des Fahrzeuges andererseits eingebaut.
Die Erfindung betrifft insbesondere solche Lagerbuchsen, die darüber hinaus einen Block aus elastomerem Material enthalten, der in einer der beiden Kammern angeordnet und an die konkave Oberfläche einer starren, gebogenen Platte in Form eines Kreiszylinderabschnittes angesetzt ist, wobei die Form und die Abmessungen des Blockes und der Platte so gewählt sind, daß die Platte sich dauernd dicht an die Innenfläche der äußeren, rohrförmigen Armatur anlegt und der Block im Ruhezustand der Lagerbuchse mit der äußeren Fläche der inneren rohrförmigen Armatur in Berührung kommt.
Bei einer zum Stande der Technik gehörenden Lagerbuchse dieser Art (DE-U 8 714 241) erstreckt sich die gebogene Platte in den beiden Kammern über einen Winkel von etwa 270º und der enge Durchlaß mit seinen Öffnungen erstreckt sich in der Nähe der mittleren Querebene der Buchse, wodurch sich bestimmte konstruktive Probleme ergeben.
Gegenstand der Erfindung ist eine Ausführungsform die gleichzeitig einfacher und wirksamer ist.
Ausgehend von einer Lagerbuchse der vorstehend beschriebenen Art besteht die Erfindung darin, daß die Winkelerstreckung der gebogenen Platte höchstens 180º beträgt, wobei sich die Platte nur in der Kammer erstreckt, die den Block enthält, daß die Öffnung des engen Durchlasses , die in die Kammer mündet, in bezug auf mittlere Bereiche der Abschnitte der beiden Armaturen, die die Kammern begrenzen und in bezug auf die Platte in axialer Richtung versetzt ist und daß der Block im Ruhezustand der Lagerbuchse diametral zwischen den beiden Armaturen vorkomprimiert ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die äußere seitliche Fläche des Körpers aus elastomeren Material an einem zylindrischen Mantel oder Gehäuse angebracht ist, in dem Öffnungen ausgenommen sind und daß die Platte so dimensioniert ist, daß sie eine der Öffnungen des Gehäuses ausfüllt.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung weitere Anordnungen, die vorzugsweise gleichzeitig benutzt werden und im folgenden ausführlicher beschrieben sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, auf das die Erfindung nicht beschränkt ist.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt gemäß der Linie I-I der Fig. 2,
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 eine Vorderansicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1 und
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Lagerbuchse.
In an sich bekannter Weise besteht die auf der Zeichnung dargestellte Lagerbuchse aus folgenden Teilen:
- einer inneren, rohrförmigen, metallischen Armatur 1,
- einer äußeren, rohrförmigen, metallischen Armatur 2, die wenigstens, wenn die Lagerbuchse montiert und belastet ist, koaxial zu der Armatur 1 angeordnet ist und diese umgibt und
- einem Körper 3 aus elastomerem Material, der die beiden Armaturen 1 und 2 miteinander verbindet und zwischen diesen zwei dichte Kammern 4, 4' bildet, die sich in Richtung der Achse Y diametral gegenüberliegen.
Genauer gesagt, hat der Körper 3 die allgemeine Form von zwei parallelen Scheiben 3&sub1;, 3&sub2;, die über ein dickes und flaches Zwischenstück 3&sub3;, das ein weit geöffnetes V bildet (siehe Fig. 2) verbunden sind. Der Körper 3 verbindet die innere Armatur 1 mit einem starren dazwischenliegenden Gehäuse 5, das seinerseits in die Armatur 2 unter Zwischenlegen einer Verstärkung 6 aus elastischem Material eingespannt ist. Das dazwischenliegende Gehäuse 5 selbst besteht aus zwei zylindrischen Ringen 5&sub1;, 5&sub2;, an denen die beiden Scheiben 3&sub1; und 3&sub2; mit ihren Umfangsflächen befestigt sind.
Die Ringe sind axial durch zwei sich diametral gegenüberliegende Verbindungsstege 5&sub3; verbunden, die mit dem Ring zwei Öffnungen begrenzen, die in bezug auf die beiden Kammern 4 und 4' radial angeordnet sind; die Ränder des dicken Zwischenstückes 3 sind an den Verbindungsstegen 5&sub3; befestigt.
Die beiden Kammern 4, 4' sind miteinander über zwei enge Durchlässe 7 verbunden und ebenso wie die Durchlässe mit einer dämpfenden Flüssigkeit gefüllt.
Die Durchlässe 7 werden einerseits durch zwei halbkreisförmige Rinnen 5&sub4; mit L-Profil, die in einem kreisförmigen Randabschnitt einer der beiden Ringe 5&sub2; ausgenommen sind und andererseits durch einen Metallring 8 mit L-Profil begrenzt, der die Rinnen 5&sub4; umschließt, wobei die Mündungsöffnungen der beiden Kanäle in die beiden Kammern 4, 4' so ausgebildet sind, daß sie zwei radiale Abkantungen oder Verstärkungen 5&sub5; an dem Ring 5&sub2; vorsehen.
Die Erfindung sieht vor, daß die Kammer 4 einer derartigen Lagerbuchse mit einem Anschlag versehen ist, der es ermöglicht, die auf die Lagerbuchse in der Richtung Y insbesondere im Sinne einer Verkleinerung der Kammer 4 einwirkenden starken Belastungen, progressiv zu dämpfen.
Dieser Anschlag besteht aus einem Block 10 aus elastomerem Material, der in der Mitte der konkaven Oberfläche einer Platte 11 angebracht ist, die dachziegelartig oder wie ein Zylinderabschnitt gebogen ist.
Die Spitze des Blockes selbst wird begrenzt durch eine konkave Fläche, die sich dicht gegen die rohrförmige, innere Armatur 1 oder genauer gesagt gegen eine zylindrische Hülse 12 anlegen kann, die den mittleren Abschnitt dieser Armatur dicht umgibt.
Ganz allgemein haben der Block und die Platte die folgenden Formen und Abmessungen:
- die Platte stützt sich mit der gesamten Breite ihrer äußeren Oberfläche dicht an der Verstärkungseinlage 6 ab.
- Im normalen Ruhezustand der Lagerbuchse ist der Block 10 vorgespannt und liegt dicht mit seinem Ende gegen die Hülse 12 an.
Eine starre Verstärkungsarmatur 13, die insbesondere selbst die Form eines massiven Blockes hat, wird vorteilhafterweise in das Innere des Blockes 10 aus elastomerem Material eingebettet, so daß sie diesen verstärkt. Diese Armatur 13 ist fest mit der Platte, insbesondere durch Schweißen verbunden.
Die Kanten, die die beiden Umfangsende der Platte begrenzen, liegen gegen entsprechende Kanten der Verbindungsstege 5&sub3; an und die Platte ist axial praktisch ohne Spiel zwischen den beiden Ringen 5&sub1;, 5&sub2; angeordnet.
Mit anderen Worten schließt die Platte 11 außen die Kammer 4 nach außen zu praktisch vollständig ab, jedoch ist Selbstverständlich der Block 10 schmaler als die Platte, so daß um diesen ständig ein Raum für die Dämpfungsflüssigkeit vorhanden ist, der ohne Behinderung mit der Mündungsöffnung 9 in Verbindung steht.
Die allgemeine Form des Blockes 10 ist vorteilhafterweise die eines Pvramidenstumpfes, wie sich aus Fig. 4 ergibt.
Die Wirkelerstreckung der Platte 11 ist höchstens 180º und vorzugsweise verhältnismäßig groß, nämlich wenigstens 90º, so daß der Druck der auf die äußere Armatur aufgebrachten Vorspannung sich auf eine große Oberfläche verteilt.
Die Montage des vorstehend beschriebenen Anschlages ist sehr einfach.
Es genügt, in der Kammer 4 die Platte 11 so anzuordnen, daß sein Block 10 zur Achse der Lagerbuchse gerichtet ist und dann dieses Teil elastisch in das Innere der Kammer zu drücken, so daß der Block gegen die Hülse 12 und die Platte 11 gegen die Verbindungsstege 5&sub3; gedrückt wird, während die äußere Armatur 2 axial auf die Anordnung aufgeschoben wird.
Es ist daher nicht nötig, besondere Befestigungsmittel beispielsweise durch Verklemmen oder verschweißen vorzusehen.
In den querverlaufenden Flächen werden insbesondere bohnenförmige Hohlräume 14, 15 (Fig. 1 und 3) ausgenommen, die die Lagerbuchse an ihren beiden axialen Enden begrenzen. Dadurch ist es möglich, gleichzeitig die Nachgiebigkeit der Lagerbuchse zu verbessern und deren Gewicht, ohne Verringerung ihre mechanischen Widerstandsfähigkeit zu reduzieren.
Die innere Armatur 1 wird mit einer nicht dargestellten Spindel oder einem Dorn befestigt, der dicht durch diese hindurchgeführt ist, während die äußere Armatur 2 mit einem ebenfalls dargestellten Lager verbunden wird; Der Dorn und das Lager werden fest an den zugehörigen beiden starren Elementen befestigt, zwischen denen man ein Antischwingung sl ager anordnen will, wobei diese Elemente der Fahrzeugmotor oder das Chassis des Fahrzeuges sein können.
Die beschriebene Lagerbuchse arbeitet wie folgt:
Wenn eine Schwingung mit einer verhältnismäßig geringen Frequenz (in der Größenordnung von etwa 10 bis 50 Hz) und einer verhältnismäßig großen Amplitude (oberhalb 1 mm) in der diametralen Richtung Y auf eine der Armaturen 1 , 2 in bezug auf die andere aufgebracht wird, wird die im Inneren befindliche Flüssigkeit mit dieser Frequenz in die engen Durchlässe 7 und damit von einer der Kammern 4, 4' in die andere gedrückt und umgekehrt. Die Abmessungen des Durchlasses insbesondere seine Länge und sein Querschnitt werden so festgelegt, daß man eine ausgezeichnete Dämpfung der betreffenden Schwingung bei einen gegebenen Wert der Frequenz durch Erzeugung eines Resonanzeffektes in der Flüssigkeitssäule erhält, die sich dann in dem Durchlaß befindet.
Wenn eine starke Belastung an der Lagerbuchse in der Richtung Y, im Sinne einer Verkleinerung der Kammer 4 auftritt, wird die Kompression des Blockes 10, ausgehend von einem infolge der Vorspannung des Blockes von Null verschiedenen Wert verstärkt. Dadurch ist es möglich dem Block ein günstigeres Deformationsverhalten zu verleihen, als wenn man ihn ursprünglich nicht komprimiert hätte.
Umgekehrt führt das Auftreten einer hohen Belastung in umgekehrter Richtung zu einer Verringerung der Vorspannung, die so weit gehen kann, daß die Kompression Null wird und sich der Block von der Hülse 12 abhebt. Auch hier erweist sich das Deformationsverhalten des anfänglich in Abhängigkeit von den auf ihn ausgeübten Kräften vorgespannten Blockes im Bereich der beobachteten Gesamtdämpfung als günstiger als bei einem Block, der von Anfang an nicht an der inneren Armatur anlag.
Unabhängig von der gewählten Ausführungsform ergibt sich schließlich ein hydraulisches Antischwingungslager, dessen Aufbau, Funktion und Vorteile vorstehend ausreichend beschrieben wurden.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf diejenigen Ausführungsformen, die in besonderer Weise erwähnt wurden; sie umfaßt sich vielmehr im Gegenteil alle Varianten.

Claims

1. Hydraulisch gedämpfte Lagerbuchse, bestehend aus zwei starren rohrförmigen Arrraturen (1, 2), von denen die eine die andere umgibt und die miteinander durch einen Körper (3) aus elastomeren Material verbunden sind, der so ausgebildet ist, daß er mit diesen wenigstens zwei dichte Kammern (4, 4') bildet, die sich diametral gegenüberliegen und die untereinander über einen engen Durchlaß (7) verbunden sind, wobei die Kammern und der Durchlaß mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt sind, sowie einem Block (10) aus elastomeren Material, der in einer der beiden Kammern (4) angeordnet und an die konkave Oberfläche einer starren gebogenen Platte (11) in Form eines Kreiszylinderabschnittes angesetzt ist, wobei die Form und die Abmessungen des Blockes und der Platte so gewählt sind, daß die Platte sich dauernd dicht an die Innenfläche der äußeren rohrförmigen Armatur (2) anlegt und daß der Block (10) im Ruhezustand der Lagerbuchse mit der äußeren Fläche der inneren rohrförmigen Armatur in Berührung kommt, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelerstreckung der gebogenen Platte (11) höchstens 180º beträgt, wobei sich die Platte nur in der Kammer (4) erstreckt, die den Block (10) enthält, daß die Öffnung (9) des engen Durchlasses, die in die Kammer (4) mündet, in bezug auf mittlere Bereiche der Abschnitte der beiden Armaturen, die die Kammer begrenzen und in bezug auf die Platte in axialer Richtung versetzt ist und daß der Block (10) im Ruhezustand der Lagerbuchse diametral zwischen den beiden Armaturen vorkomprimiert ist.

2. Lagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere seitliche Fläche des Körpers (3) aus elastomeren Material an einem zylindrischen Gehäuse (5) angebracht ist, in dem Öffnungen ausgenommen sind und daß die Platte (11) so dimensioniert ist, daß sie eine der Öffnungen des Gehäuses ausfüllt.

3. Lagerbuchse nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelerstreckung der gebogenen Platte (11) wenigstens 90º beträgt.

4. Lagerbuchse nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (10) an seiner Spitze eine konkave Oberfläche aufweist, deren Form etwa der der gegenüberliegenden Oberfläche der rohrförmigen inneren Armatur (1) entspricht.

5. Lagerbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (10) durch eine starre innere Armatur (13) verstärkt ist, die ihrerseits mit der Platte (11) verbunden ist.