DE68921701T2

DE68921701T2 - Antischwingungsgummihülse.

Info

Publication number: DE68921701T2
Application number: DE68921701T
Authority: DE
Inventors: Yoshinari Fujiwara; Shingo Tanuma; Norio Yoda
Original assignee: Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
Current assignee: Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1995-12-14
Anticipated expiration: 2009-11-25
Also published as: EP0370822A2; DE68921701D1; US5080332A; EP0370822B1; JPH0650134B2; EP0370822A3; JPH02142945A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Konstruktion einer schwingungsfesten Gummihülse, die der Aufnahme eines schwingenden Elementes, wie beispielsweise einer Aufhängung eines Kraftfahrzeuges dient.
Eine Druckstangenhülse ist beispielsweise oft eingesetzt worden, um eine an einem Ende eines Querlenkers eines Kraftfahrzeugrades an einer Kraftfahrzeugkarosserie angebrachte Druckstange zu tragen. Eine derartige Druckstangenhülse ist in der Japanischen Patentanmeldungs-Erstveröffentlichung Showa 61-223344, veröffentlicht am 3. Oktober 1986, dargestellt. Die Druckstangenhulse ist im Querschnitt U-förmig und besteht aus Gummimaterial. Ein Einführungsloch für die Druckstange befindet sich an ihrem Innenabschnitt.
Wenn also die Druckstange in ihrer axialen Richtung oder in einer Richtung quer zur axialen Richtung schwingt, dämpft das Gummimaterial der Hülse die oben beschriebene Schwingung und verbessert das Flatterverhinderungsverhalten.
Der Aufbau der oben beschriebenen Druckstangenhülse ist insofern vorteilhaft, als der Querlenker lediglich durch die Einführung der Druckstange in die Hülse elastisch gelagert werden kann. Ein Problem besteht jedoch darin, daß, wenn nur eine Art Gummimaterial eingesetzt wird, eine Beschränkung der Erhöhung eines Dämpfungsfaktors (weiter unten beschrieben) vorhanden ist, so daß eine gewünschte Schwingungsfestigkeitskennlinie nicht erreicht werden kann.
Andererseits läßt sich, obwohl ein relativ hoher Dämpfungsfaktor erreicht werden kann, wenn eine Vielzahl von Gummimaterialien gemischt werden, eine gewünschte Lebensdauer für die Hülse nicht erreichen.
DE-A-3 721 175 offenbart eine schwingungsfeste Gummihülsenkonstruktion, bei der ein schwingendes Element an einer inneren Hülle angebracht wird, die über ein elastisches Element in einer äußeren Hülle angebracht ist, die eine Flüssigkeit enthält.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Konstruktion einer schwingungsfesten Gummihülse zu schaffen, mit der aufgrund des Vorhandenseins einer Flüssigkeit sowohl ein hoher Dämpfungsfaktor als auch aufgrund ihres Aufbaus eine hohe Lebensdauer erreicht werden können.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Konstruktion einer schwingungsfesten Gummihülse für ein Fahrzeug, die umfaßt:
a) eine äußere Hülle mit einem Boden;
b) eine in der äußeren Hülle enthaltene Flüssigkeit; und
c) eine innere Hülle, über die ein Stangenende eines schwingenden Elementes eingeführt und befestigt wird, wobei die innere Hülle über ein elastisches Element in der äußeren Hülle angebracht ist;
dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hülle über das elastische Element an einem ringförmigen Element angebracht ist, das sich zwischen den Hüllen befindet, und daß sich Vorsprünge von dem ringförmigen Element nach außen erstrekken, wobei die äußere Hülle so gezogen wird, daß sie in engen Kontakt mit den Vorsprüngen gebracht wird, wodurch die Flüssigkeit in dem inneren Teil der äußeren Hülle eingeschlossen wird, wobei das ringförmige Element zwischen den Vorsprüngen nach innen gebogen ist, so daß es den entsprechenden Teil der äußeren Hülle aufnimmt.
Bei den beigefügten Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Druckstangen-Gummihülse in einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Querschnittansicht der in Fig. 1 dargestellten Hülse;
Fig. 3 eine Ansicht eines Querlenkers einer Aufhängung eines Kraftfahrzeuges;
Fig. 4 eine Längsschnittansicht eines äußeren Teils der in Fig. 1 und 2 dargestellten Hülse;
Fig. 5 eine Längsschnittansicht eines inneren Teils der in Fig. 1 und 2 dargestellten Hülse;
Fig. 6 eine Längsschnittansicht des in Fig. 4 dargestellten inneren Teils, das beim Zusammenbau der Hülse in das in Fig. 5 dargestellte äußere Teil eingeführt wird;
Fig. 7 eine Längsschnittansicht der Hülse nach dem Zusammenbau;
Fig. 8 eine Kennlinie der Druckstangen-Gummihülse in der Richtung P in Fig. 3;
Fig. 9 eine Kennlinie der Druckstangen-Gummihülse in der Richtung Q in Fig. 3.
Fig. 3 zeigt einen Querlenker eines Kraftfahrzeuges, bei dem die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann. Der Querlenker 1 dient als Schwingungselement und bildet einen Teil einer Fahrzeugaufhängung. In Fig. 3 bezeichnet das Symbol FR mit einem Pfeil die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs.
Der Querlenker 1 hat ein Kugelgelenk 3 an der Außenseite, wobei das Kugelgelenk 3 ein Rad 2 trägt. Ein innerer Vorderabschnitt desselben ist über eine Querlenkerhülse 4 an einer Fahrzeugkarosserie 5 gelagert. Eine Druckstange 6 ist an einem inneren Hinterabschnitt derselben angebracht.
Die Druckstange 6 ist in einer Druckstangenhülse 7 gelagert, die als eine schwingungsfeste Gummihülse dient, die an der Fahrzeugkarosserie 5 angebracht ist. Die Druckstangenhülse 7 weist, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, eine U-förmige äußere Metallhülle 8 auf, die in eine innere Metallhülle 10 eingepaßt ist, wobei die innere Hülle 10 mit einem elastischen Element 9 überzogen ist. Darüber hinaus füllt ein Silikonöl 11 einen Zwischenraum zwischen dem elastischen Element 9 und der äußeren Hülle 8 aus. Ein Stangenende 6a der Druckstange ist in die innere Hülle 10 eingeführt und darin befestigt.
Die äußere Hülle 8 ist, wie insbesondere in Fig. 4 dargestellt, mit einem Gummielement 12 an einem äußeren Umfang der äußeren Hülle 8 überzogen. Das Silikonöl 11 ist in der äußeren Hülle 8 enthalten, die einen Boden hat und an einer vorgegebenen Stelle ihrer Innenumfangsfläche mit einer sich nach innen erstreckenden Eingriffsklaue 13 versehen ist.
Des weiteren ist das elastische Element 9 an der inneren Hülle 10 befestigt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Darüber hinaus hat die innere Hülle 10 einen Boden, und Gummivorsprünge 14 sind an ihrer Innenumfangsfläche angebracht. Ein Ringelement 16 ist an dem elastischen Element 9 angebracht und weist nach außen vorstehende Dichtungsvorsprünge 15 auf, die in engem Kontakt mit der Innenumfangsfläche der äußeren Hülle 8 sind. Ein Abschnitt des Ringelementes 16 zwischen den Dichtungsvorsprüngen 15 ist nach innen gekrümmt.
Nachdem die innere Hülle 10 in die äußere Hülle 8 (in der sich eine etwas größere Menge an Silikonöl 11 befindet als die für die fertige Hülse erforderliche begrenzte Menge) eingepaßt ist, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, wird die äußere Hülle 8 zwischen die Dichtungsvorsprünge 15 des Ringelementes 16 gezogen, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist, so daß die Druckstangenhülse 7 hergestellt wird, die das Silikonöl enthält.
Das das untere Ende des Ringelemetes 16 mit der Klaue 13 an der äußeren Hülle 8 in Eingriff ist, wird die innere Hülle 10 in einer vorgegebenen Position in bezug auf die äußere Hülle 8 gehalten. Darüber hinaus ist, da die äußere Hülle 8 so gezogen wird, daß sie in engen Kantakt mit den Dichtungsvorsprüngen 15 des Ringelementes 16 gebracht wird, das Silikonöl 11 vollständig abgedichtet.
Es ist zu sehen, daß, wenn die innere Hülle 10 in die äußere Hülle 8 eingepaßt wird, ein Teil des Silikonöls 11, das sich in der äußeren Hülle 8 befindet, der durch die größere Menge als die begrenzte Menge gebildet wird, als eine zusätzliche Menge des Silikonöls überläuft. Daher dringt keine Luft in die äußere Hülle 8 ein.
Ein Versuch zeigte, daß die hergestellte Druckstangenhülse 7 einen höheren Dämpfungsfaktor gewährleistet als die ohne Silikonöl 11, wie dies in Fig. 8 und 9 dargestellt ist, da die Druckstangenhülse 7 mit dem Silikonöl gefüllt ist.
Der Dämpfungsfaktor 1 wird definiert als 2C/Cc (= C /k&sub1;), wobei C einen Dämpfungskoeffizienten der inneren Reibung des Gummis bezeichnet, Cc einen kritischen Dämpfungskoeffizienten bezeichnet, der als 2 [ mk&sub1;] definiert wird (wobei m eine Masse einer Gummihülse bezeichnet, und k&sub1; eine Federsteife oder eine dynamische Federkonstante der Gummihülse bezeichnet) und eine Kreisfreguenz bezeichnet.
Das heißt, bei einer P-Richtung in Fig. 3, d.h. der axialen Richtung der Druckstange 6, hatte die Gummihülse, in der das Silikonöl 11 eingeschlossen ist, (durch eine durchgehende Linie in Fig. 8 gekennzeichnet), einen größeren Dämpfungsfaktor als die Gummihülse, in der kein Silikonöl eingeschlossen ist, (durch eine unterbrochene Linie gekennzeichnet), wie dies in Fig. 8 dargestellt ist (in der eine Längsachse den Dämpfungsfaktor darstellt und eine Querachse eine Schwingungsfrequenz darstellt).
Für die Richtung quer zu der axialen Richtung der Druckstange 6 zeigt sich das gleiche wie in Fig. 8 dargestellte Ergebnis, wie in Fig. 9 zu sehen ist.
Daher kann die Druckstangenhülse 7 in der bevorzugten Ausführung eine bemerkenswerte Verbesserung hinsichtlich des Flatterverhaltens erzielen.
Darüber hinaus ist bei der oben beschriebenen bevorzugten Ausführung der Vorgang des Einschlusses des Silikonöls 11 einfach. Da das Silikonöl 11 mittels der Dichtungsvorsprünge 15 sicher eingeschlossen ist und die eingeschlossene Menge konstant sein kann, ist die Zuverlässigkeit hoch.
Da der Aufbau einfach ist, und die Anzahl von Einzelteilen verringert wird, können die Herstellungskosten verringert werden.
Die Konstruktion der schwingungsfesten Gummihülse kann, wie oben beschrieben, einen hohen Dämpfungsfaktor aufweisen, wenn die oben beschriebene Flüssigkeit bei einfachem Aufbau eingefüllt wird.

Claims

1. Konstruktion einer schwingungsfesten Gummihülse (7) für ein Fahrzeug, die umfaßt:

a) eine äußere Hülle (8) mit einem Boden;

b) eine in der äußeren Hülle enthaltene Flüssigkeit (11); und

c) eine innere Hülle (10), über die ein Stangenende (6a) eines schwingenden Elementes (1) eingeführt und befestigt wird, wobei die innere Hülle (10) über ein elastisches Element (9) in der äußeren Hülle (8) angebracht ist;

dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hülle (10) über das elastische Element(9) an einem ringförmigen Element (16) angebracht ist, das sich zwischen den Hüllen (8, 10) befindet, und daß sich Vorsprünge (15) von dem ringförmigen Element (16) nach außen erstrecken, wobei die äußere Hülle (8) so gezogen wird, daß sie in engen Kontakt mit den Vorsprüngen (15) gebracht wird, wodurch die Flüssigkeit (11) in dem inneren Teil der äußeren Hülle (8) eingeschlossen wird, wobei das ringförmige Element (16) zwischen den Vorsprüngen (15) nach innen gebogen ist, so daß es den entsprechenden Teil der äußeren Hülle (8) aufnimmt.

2. Konstruktion nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeit (11) aus einem Silikonöl besteht.

3. Konstruktion nach Anspruch 1 oder 2, wobei das schwingende Element (1) eine Druckstange einer Aufhängung des Fahrzeugs ist.

4. Konstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Stangenende (6a) durch ein zweites elastisches Element (14) aufgenommen wird, das an der Innenseite der inneren Hülle (10) angebracht ist.

5. Konstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich ein Klauenvorsprung (13) von der äußeren Hülle (8) nach innen erstreckt, so daß er mit einem unteren Ende des ringförmigen Elementes (16) in Eingriff kommt.