DE68906588T2

DE68906588T2 - Elastische lagerung mit hydraulischer versteifung.

Info

Publication number: DE68906588T2
Application number: DE8989400605T
Authority: DE
Inventors: Fol Marcel Le; Pascal Robic
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Priority date: 1988-03-08
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1993-08-26
Anticipated expiration: 2009-03-04
Also published as: JPH01303336A; FR2628493A1; EP0336789A1; US5042785A; EP0336789B1; FR2628493B1; DE68906588D1

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Lagerung mit einer zylindrischen äußeren Armatur und einer koaxialen zylindrischen inneren Armatur, die durch einen Block aus elastomerem Material miteinander verbunden und relativ zueinander beweglich sind.
Eine derartige elastische Lagerung, die aus dem Dokument US-A-3 698 703 bekannt ist, wird insbesondere zur Montage eines Achssatzes wie etwa der Hinterachse eines Kraftfahrzeugs an der Karosserie desselben verwendet.
Bei dieser letzteren Art der Montage ist es üblich, zwei elastische Lagerungen zu verwenden, die symmetrisch beiderseits der Längsachse des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Die elastische Lagerung darf nicht in allen Richtungen die gleiche Steifheit besitzen. Um eine gute Dämpfung der von dem Achssatz auf die Fahrzeugkarosserie übertragenen Vibrationen zu erreichen, ist es notwendig, daß die Lagerung die kleinstmögliche Steifheit in longitudinaler Richtung aufweist. Die Steifheit in vertikaler Richtung muß mit dem Gewicht der von der Lagerung abgestützen Fahrzeugkarosserie kompatibel sein.
In Querrichtung muß die Steifheit dagegen so groß wie möglich sein, um die Querführung des Achssatzes in bezug auf die Fahrzeugkarosserie zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elastische Lagerung vorzuschlagen, die ein sehr großes, insbesondere über 20 liegendes Steifheitsverhältnis der Quersteifheit zur Vertikalsteifheit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elastische Lagereinrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie wenigstens eine hermetisch geschlossene verformbare Kammer aufweist, die mit einer inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt ist und wenigstens teilweise in dem Block aus elastomerem Material ausgebildet und derart zwischen zwei Teilen jeder der beiden Armaturen angeordnet ist, daß die statische elastische Steifheit der Lagerung längs einer Achse der Relativauslenkung der Armaturen im wesentlichen rechtwinklig zu einer axialen Ebene der Lagerung wenigstens in der einer Annäherung dieser Teile entsprechenden Richtung erhöht ist.
Dank dieser kennzeichnenden Merkmale gestattet es eine elastische Lagerung, die derart an der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, daß die genannte Richtung der Relativauslenkung die Querrichtung des Fahrzeugs ist, die elastische Steifheit der Lagerung in dieser Richtung sehr stark zu erhöhen, aufgrund der Inkompressibilität der in der dichten Kammer enthaltenen Flüssigkeit, die einer Annäherung der beiden Teile der Armaturen entgegenwirkt.
Andere Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß:
- die Kammer durch einen in dem Block aus elastomerem Material gebildeten Hohlraum gebildet wird, der in Radialrichtung durch die beiden gegenüberliegenden Flächen der Teile der Armaturen und seitlich durch das elastomere Material begrenzt wird;
- der Hohlraum auch in Radialrichtung durch eine Abschlußwand begrenzt wird, die in einem Stück mit dem Block ausgebildet ist und an der gegenüberliegenden Oberfläche eines der Armaturteile haftet;
- der Hohlraum im wesentlichen die Form eines Parallelflachs hat, dessen Seitenwände einen rechteckigen Umriß bilden und sich in Ebenen rechtwinklig zu der genannten axialen Ebene erstrecken;
- der Block aus elastomerem Material durch Haftverbindung (Anvulkanisation) an der zylindrischen inneren Armatur befestigt ist;
- die Lagerung eine zylindrische Verstärkungsarmatur aufweist, deren äußere Oberfläche zu der inneren Oberfläche der zylindrischen äußeren Armatur komplementär ist und auf deren innerer Oberfläche der Block aus elastomerem Material haftet, und die Verstärkungsarmatur eine den genannten Hohlraum seitlich umgebende Öffnung aufweist;
- der mit seiner Verstärkungsarmatur versehene Block aus elastomerem Material in Radialrichtung komprimiert in der zylindrischen äußeren Armatur montiert ist und die Dichtung des Hohlraums gewährleistet wird durch einen Dichtwulst am inneren Umfang, der in einem Stück mit den Seitenwänden des Hohlraums in der Nähe des Teils der äußeren Armatur ausgebildet und zwischen dieser letzteren und dem Umfangsrand der Öffnung der Verstarkungsarmatur eingespannt ist;
- der Block aus elastomerem Material sich axial im wesentlichen über die gesamte Länge der Lagerung erstreckt und der Hohlraum in der Mitte dieser Länge ausgebildet ist;
- der Block aus elastomerem Material am Umfang zwei offene axiale Ausnehmungen aufweist, die derart symmetrisch beiderseits der Achse der Lagerung angeordnet sind, daß sie eine Relativauslenkung der beiden Armaturen in der genannten axialen Ebene gestatten;
- die Lagerung eine zweite dichte, verformbare, mit einer Flüssigkeit gefüllte Kammer aufweist, die zwischen zwei anderen Teilen jeder der beiden Armaturen angeordnet ist, die in bezug auf die genannte axiale Ebene symmetrisch zu den beiden genannten Teilen der Armaturen sind, so daß die elastische Steifheit der Lagerung längs der genannten Achse der Relativauslenkung in beiden Auslenkungsrichtungen erhöht wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht zur Illustration des allgemeinen Prinzips der Montage eines Hinterachssatzes an einer Kraftfahrzeugkarosserie;
Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils A in Figur 1;
Fig. 3 eine Darstellung der geometrischen Anordnung einer elastischen Lagerung im Hinblick auf die in Figuren 1 und 2 gezeigte Montage des Hinterachssatzes;
Fig. 4 einen Schnitt durch eine gemäß der Lehre der Erfindung ausgebildete elastische Lagerung längs der Linie 4-4 in Figur 5;
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Figur 4; und
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Figur 4.
In Figuren 1 und 2 ist ein Hinterachssatz eines Kraftfahrzeugs gezeigt, der insbesondere zwei durch seitliche Arme 16 mit einem Mittelträger 14 verbundene Räder 12 aufweist. Der Träger 14 ist durch einen Hinterachsträger 20 unter Zwischenfügung von zwei elastischen Lagerungen 22 und zwei elastischen Verbindungstellen 24 mit der Karosserie 18 verbunden.
Jede elastische Lagerung 22 ist Kräften längs drei Hauptachsen ausgesetzt. nämlich der vertikalen Achse V, der Längsachse L und der Querachse T.
Die längs der Querachse T ausgeübten Kräfte entsprechen einer Verlagerung des Achssatzes 10 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 18 längs einer zu der Achse T im wesentlichen parallelen Achse, wobei diese Verlagerung in zwei entgegengesetzten Richtungen T1 und T2 stattfinden kann.
Wie in Figur 3 zu erkennen ist, weist die elastische Lagerung 22 generell eine kreiszylindrische Form auf, und sie ist so angeordnet, daß Ihre Längsachse X- X zur Längsachse L des Fahrzeugs rechtwinklig ist.
Die in Figuren 4 bis 6 gezeigte elastische Lagerung 22 weist eine aus Blech hergestellte kreiszylindrische äußere Armatur 32 und eine zylindrische innere Armatur 34 auf, die einen länglichen oder zylindrischen Querschnitt aufweist und längs der Achse X-X koaxial zu der zylindrischen äußeren Armatur 32 angeordnet ist.
Die innere Armatur 34, die aus Metall oder Kunststoff hergestellt sein kann, weist eine innere Bohrung 36 auf, die die Montage gestattet, beispielsweise an einer in Figur 3 gezeigten Traverse 26, mit Hilfe eines axialen Verbindungsbolzens 30.
Die elastische Lagerung 22 weist außerdem einen Block 38 aus elastomerem Material auf, der die beiden zylindrischen Armaturen 32 und 34 miteinander verbindet.
Der Block 38 aus elastomerem Material erstreckt sich im wesentlichen auf der gesamten Länge der Lagerung und ist durch Haftverbindung an der äußeren Oberfläche 40 der inneren Armatur 34 befestigt, die er auf ihrer gesamten Oberfläche umgibt.
Die elastische Lagerung 22 weist eine zyilndrische Verstärkungsarmatur 42 auf.
Die äußere Oberfläche 44 der Verstärkungsarmatur 42 ist zu der Innenfläche 46 der zylindrischen äußeren Armatur 32 komplementär. Die Innenfläche 48 der Verstärkungsarmatur 42 ist durch Haftverbindung an der äußeren Umfangsfläche 50 des elastomerem Blockes 38 befestigt.
Der mit seiner äußeren zylindrischen Verstärkungsarmatur 42 versehene Block 38 aus elastomerem Material ist komprimiert im inneren der zylindrischen äußeren Armatur 32 montiert.
Erfindungsgemäß ist der elastomere Block 38 mit zwei dichten, verformbaren und mit einer Flüssigkeit gefüllten Hohlräumen 52 und 54 versehen, die identisch ausgebildet und symmetrisch in bezug auf eine durch die Achse X-X der elastischen Lagerung 22 verlaufende axiale Ebene P angeordnet sind.
Da die beiden Kammern 52 und 54 identisch gestaltet sind, wird nachfolgend nur die Kammer 52 im einzelnen beschrieben.
Die Kammer 52 wird in Radialrichtung nach innen durch einen zylindrischen Teil 56 der inneren Armatur 34 und nach außen durch einen gegenüberliegenden zylindrischen Teil 58 der zylindrischen inneren Armatur 32 begrenzt.
Die Kammer 52 ist ein Hohlraum in der Form eines Parallelflachs, der in dem Block 38 ausgebildet ist und seitlich derart durch den Block aus elastomerem Material begrenzt wird, daß seine beiden Paare von Seitenwänden 60-62 bzw. 64-66 einen rechteckigen Umriß des Hohlraums bilden und sich in Ebenen im wesentlichen rechtwinklig zu der axialen Ebene P erstrecken.
Die Dichtheit der Kammer 52 radial nach innen gegenüber der zylindrischen inneren Armatur 32 wird gewährleistet durch eine dünne Abschlußwand 68, die in einem Stück mit dem Block 38 aus elastomerem Material ausgebildet ist und an der äußeren Umfangfläche 40 des Teils 56 der Armatur haftet.
Der Hohlraum 52 erstreckt sich radial bis zu dem zylindrischen Teil 58 der äußeren Armatur, dank einer entsprechenden Öffnung 70 mit rechteckigem Umriß, die in der Verstärkungsarmatur 42 ausgebildet ist.
Die Dichtheit der Kammer 52 radial nach außen hin wird gewährleistet durch einen Dichtwulst 72 am inneren Umfang, der in einem Stück mit den Seitenwänden 60-66 des Hohlraums in der Nähe des Teils 58 der äußeren Armatur 32 ausgebildet ist und klemmend zwischen diesem Teil und dem Umfangsrand der Öffnung 70 eingesetzt ist.
Wenn die in Figuren 4 bis 6 gezeigte elastische Lagerung 22 für die Montage eines Achssatzes eines Kraftfahrzeugs verwendet wird, so muß sie so angeordnet werden, daß die Querachse T des Fahrzeugs rechtwinklig auf der axialen Ebene P der Lagerung steht, wie in den Zeichnungen angegeben ist.
Bei dieser Anordnung ist leicht einzusehen, daß die elastische Steifhelt der elastischen Lagerung längs der Achse T sehr stark erhöht ist, aufgrund der Imkompressibilität der in den Kammern 52 und 54 enthaltenen Flüssigkeit, die einer Bewegung der inneren Armatur 34 relativ zu der äußeren Armatur 32 längs der zur axialen Ebene P senkrechten Achse entgegenwirkt. und zwar in symmetrlscher Weise in den beiden Bewegungsrichtungen T1 und T2.
Wenn dagegen die innere Armatur 34 in bezug auf die zylindrische äußere Armatur 32 in Längrichtung, also parallel zu der Achse L beansprucht wird, so haben die Kammern 52 und 54 keinerlei die elastische Steifheit verstärkende Wirkung, und ihre jeweiligen Seitenwände verformen sich nach Art einer Scherung. Um zu verhindern, daß sich der Block 38 aus elastomerem Material und seine Verstärkungsarmatur 42 axial in bezug auf die äußere zylindrische Armatur 32 bewegen, weist letztere an einem ihrer Enden einen durch Pressen oder Ziehen gebildeten radial umgebogenen Rand 74 auf.
Erfindungsgemäß weist der Block 38 aus elastomerem Material am Umfang auch zwei offene axiale Ausnehmungen 76 und 78 auf, die derart symmetrisch beiderseits der Achse X-X der Lagerung 22 angeordnet sind, daß sie eine Relativbewegung der beiden Armaturen 32 und 34 in der axialen Ebene P, das heißt, parallel zu der vertikalen Achse V gestatten.
Wie in Figur 5 zu erkennen ist, weist jede der axialen Ausnehmungen 76,78 ein eingezogenes Innenprofil auf, das heißt, der Block aus elastomerem Material besitzt zwei sphärisch-konvexe symmetrische Vorsprünge 80 bzw. 82, die den Durchfederungsweg der zylindrischen inneren Armatur 34 in der axialen Ebene P in bezug auf die zylindrische äußere Armatur 32 begrenzen.
Um eine vollständige Füllung der Kammern 52 und 54 mit einer inkompressiblen Flüssigkeit wie etwa Wasser mit einem Frostschutzzusatz zu gewährleisten, muß die Herstellung der elastischen Lagerung 22 eingetaucht in ein Bad dieser Flüssigkeit erfolgen.
Die Montage der elastischen Lagerung 22 in dem Lagergehäuse 28 erfolgt in der Weise, daß ihre äußere zylindrische Armatur 32 klemmend in die Bohrung 30 eingesetzt wird, und zwar in der Weise, daß ihre axiale Ebene P stets in einer zur vertikalen Achse V des Fahrzeugs im wesentlichen parallelen Ebene bleibt.

Claims

1. Elastische Lagerung (22) mit einer zylindrischen äußeren Armatur (32) und einer koaxialen zylindrischen inneren Armatur (34), die durch einen Block (38) aus elastomerem Material miteinander verbunden und relativ zueinander beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine hermetisch geschlossene verformbare Kammer (52,54) aufweist, die mit einer inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt ist und wenigstens teilweise in dem Block aus elastomerem Material ausgebildet und derart zwischen zwei Teilen (56,58) jeder der beiden Armaturen (34,32) angeordnet ist, daß die statische elastische Steifheit der Lagerung längs einer Achse (T) der Relativauslenkung der Armaturen (32,34) im wesentlichen rechtwinklig zu einer axialen Ebene (P) der Lagerung wenigstens in der einer Annäherung dieser Teile (56,58) entsprechenden Richtung erhöht ist.

2. Elastische Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (52) durch einen in dem Block (38) aus elastomerem Material gebildeten Hohlraum gebildet wird, der in Radialrichtung durch die beiden gegenüberliegenden Flächen der Teile (56,58) der Armaturen und seitlich durch das elastomere Material begrenzt wird.

3. Elastische Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (52) auch in Radialrichtung durch eine Abschlußwand (68) begrenzt wird, die in einem Stück mit dem Block (38) ausgebildet ist und an der gegenüberliegenden Oberfläche (40) eines (56) der Armaturteile haftet.

4. Elastische Lagerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (52) im wesentlichen die Form eines Parallelflachs hat, dessen Seitenwände (60-66) einen rechteckigen Umriß bilden und sich in Ebenen rechtwinklig zu der axialen Ebene (P) erstrecken.

5. Elastische Lagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (38) aus elastomerem Material durch Haftverbindung (Anvulkanisation) an der zylindrischen inneren Armatur (34) befestigt ist.

6. Elastische Lagerung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zylindrische Verstärkungsarmatur (42) aufweist, deren äußere Oberfläche (44) zu der inneren Oberfläche (46) der zylindrischen äußeren Armatur (32) komplementär ist und auf deren innerer Oberfläche (48) der Block (38) aus elastomerem Material haftet und daß die Verstärkungsarmatur (42) eine den Hohlraum (52) seitlich umgebende Öffnung (70) aufweist.

7. Elastische Lagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mit seiner Verstärkungsarmatur (42) versehene Block (38) aus elastomerem Material radial komprimiert in der zylindrischen äußeren Armatur (32) montiert ist und daß die Dichtheit des Hohlraums (52) durch einen Dichtwulst (72) am inneren Umfang gewährleistet wird, der in einem Stück mit den Seitenwänden (60-66) des Hohlraums (52) in der Nähe des Teils (58) der äußeren Armatur (32) ausgebildet ist und zwischen dieser letzteren und dem Umfangsrand der Öffnung (70) der Verstärkungsarmatur eingespannt ist.

8. Elastische Lagerung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (38) aus elastomerem Material sich axial über die gesamte Länge der Lagerung erstreckt und daß der Hohlraum (52) in der Mitte dieser Länge ausgebildet ist.

9. Elastische Lagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (38) aus elastomerem Material am Umfang zwei offene axiale Ausnehmungen (76,78) aufweist, die symmetrisch beiderseits der Achse (X-X) der Lagerung derart angeordnet sind, daß sie eine Relativauslenkung der beiden Armaturen (32,34) in der genannten axialen Ebene (P) gestatten.

10. Elastische Lagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite dichte, verformbare, mit einer Flüssigkeit gefüllte Kammer (54) aufweist, die zwischen zwei anderen Teilen jeder der beiden Armaturen (32,34) angeordnet ist, die symmetrisch zu den beiden Teilen der Armaturen (56,58) in bezug auf die genannte axiale Ebene (P) derart angeordnet sind, daß die elastische Steifheit der Lagerung längs der genannten Achse (T) der Relativauslenkung in beiden Auslenkungsrichtungen erhöht wird.