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Die Erfindung betrifft hydraulische
Antischwingungsvorrichtungen, die zum Zwecke der
Dämpfung und der Verbindung sowie der Abstützung
zwischen zwei starren Bauteilen, wie dem Chassis eines
Fahrzeuges und dessen Motor, einbaubar sind.
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Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf solche,
z. B. aus der DE-C 33 39 054 und DE-A 33 36 708)
bekannte Vorrichtungen, die aus folgenden Teilen
bestehen:
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- zwei starren Armaturen, die an den beiden
miteinander zu verbindenden Bauteilen anbringbar
sind,
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- einer dichten, ringförmigen Trennwand aus
elastomerem Material, die zwischen den beiden
Armaturen eingesetzt ist und einen hohen
Widerstand gegenüber axialer Druckbeanspruchung
aufweist, wobei die Trennwand wenigstens mit den
Armaturen eine erste dichte, deformierbare Kammer
bildet,
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- einer biegsamen und dichten Membran, die an einer
der beiden Armaturen angebracht ist und wenigstens
mit dieser eine zweite dichte deformierbare Kammer
bildet, wobei der Umfang dieser Membran, durch einen wenig
deformierbaren Ring verstärkt ist,
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- einen engen Durchlaß, der die beiden Kammern
ständig miteinander verbindet,
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- einer flüssigen Masse, die die beiden Kammern sowie den
engen Durchlaß ausfüllt,
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- und einem starren Schutzdeckel, der die Membran abdeckt
und an der gleichen Armatur durch Verquetschen angebracht
ist wie die Membran, wobei der Dackel so ausgebildet ist, daß
er mit Einrichtungen zu seiner Befestigung an einem der
beiden starren Bauelemente zusammenwirken kann.
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Es ist bekannt, daß bei einer derartigen Vorrichtung
das Auftreten von Schwingungen mit einer
verhältnismäßig großen Amplitude (im allgemeinen
oberhalb 0,5 mm) und einer relativ niedrigen Frequenz
(im allgemeinen von etwa 5-30 Hz) an einer der
Armaturen in axialer Richtung dazu führt, daß die
Flüssigkeit aus einer der beiden Kammern über den engen
Durchgang in die andere Kammer gedrängt wird und
umgekehrt, wobei die flüssige, so verdrängte Masse in
Resonanz gerät, wenn die Frequenz der Schwingungen
einen vorgegebenen Wert erreicht, der eine Funktion des
Verhältnisses zwischen der Länge und dem Querschnitt
des engen Durchganges ist; das Auftreten der Resonanz
stellt eine ausgezeichnete Dämpfung der entsprechenden
Schwingungen sicher.
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Zum Stande der Technik gehörende Ausführungsformen
dieser Vorrichtungen, auf die sich die Erfindung
insbesondere bezieht, sehen vor, daß die flexible
Membran von einem starren Schutzdeckel abgedeckt wird,
der örtlich durchbrochen ist, damit das im Inneren des
Deckels und außerhalb der Membran vorhandene Volumen
mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
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Dieser Deckel muß an der entsprechenden Armatur der
Vorrichtung, im allgemeinen durch eine
Quetschverbindung angebracht werden, die selbst die
dichte Montage der Membran an der Armatur sicherstellt.
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Die beiden starren Armaturen, die die Vorrichtung
bilden, müssen dann ihrerseits an den beiden starren
Bauteilen befestigt werden, was besondere Arbeitsgänge
zur Zentrierung und Befestigung erfordert, die im
allgemeinen aus Verschrauben bestehen.
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In bestimmten Fällen werden für die Schraubverbindungen
Gewindeschrauben und Muttern benutzt, die durch
Ansätze, die in unmittelbarer Nähe des Deckels, außen
über diesen vorstehen, gesteckt sind (siehe
DE-C-33 39 054 und DE-A-33 36 708).
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf solche
Fälle, bei denen die starre, an dem Deckel befestigte
Armatur unter Einfügen eines starren Armes an dem
tragenden oder getragenen Hauptbauteil befestigt werden
muß, wobei es sich bei diesem Bauteil um das
Motorgehäuse eines Kraftfahrzeuges oder das Chassis des
Fahrzeuges handeln kann.
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Bei bekannten Ausführungen erfolgt diese Befestigung im
allgemeinen durch Verschrauben zwischen dem Deckel oder
der starren Armatur, an der dieser befestigt ist und
einem der Enden des Verbindungsarmes einerseits und
zwischen dem anderen Ende dieses Armes und dem
Hauptbauteil andererseits.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht
vor allem darin, die Gesamtmontage der in Rede
stehenden Vorrichtungen zu vereinfachen und die Kosten
der Anordnung, die aus einer solchen Vorrichtung und
dem Arm, an dem diese angebracht ist, besteht, zu
senken.
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Die Erfindung sieht vor, daß der Deckel über einen
starren Arm, der sich von dem Boden des Deckels
ausgehend in radialer Richtung erstreckt, verlängert
ist, wobei sich an dem Arm selbst an seinem von dem
Deckel am weitesten entfernten Ende eine
Befestigungsplatte anschließt und der Deckel, der Arm
und die Platte aus einem einzigen Werkstück bestehen,
daß der Abschnitt des Armes, der den Deckel bildet, die
allgemeine Form eines offenen Gehäuses mit einem ebenen
Boden und einer zylindrischen Umrandung hat, die radial
nach außen durch zwei ebene umgebogene Ränder
verlängert ist, die sich in zwei sich diametral
gegenüberliegenden Zonen erstrecken und daß die
entsprechende Armatur ihrerseits um die Membran einen
zylindrischen Randabschnitt mit zwei sich diametral
gegenüberliegenden Abschnitten aufweist, die nach innen
über die Membran umgebogen sind, um diese dicht
einzusetzen, wobei die beiden anderen sich diametral
gegenüberliegenden Abschnitte des Randabschnittes nach
innen über die ebenen Ränder des Armes umgebogen sind,
um die Armatur an dem Arm zu befestigen, und sich die
umgebogenen Ränder des Deckels im wesentlichen in einer
diametralen Richtung senkrecht zu der Richtung
erstrecken, in der der Arm seine größte Abmessung hat,
so daß die umgebogenen Ränder für eine Bördelmaschine
zugänglich sind.
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Es ist somit nicht erforderlich, Befestigungselemente für den Arm, z. B.
ohrenartige Ansätze an dem Deckel vorzusehen; diese Befestigungen
sind an dem Ende des Armes angebracht, das am weitesten von dem
Deckel entfernt ist.
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Gegebenenfalls kann die Vorrichtung dicht von wenigstens einem Ring
aus nicht dehnbarem Material umfaßt sein, der einen axialen Zuganschlag
bildet und einen Abschnitt aufweist, der in einer Führungsbahn gehalten
wird; die an dem Arm ausgenommen ist.
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Das aus dem Arm, dem Deckel und der Platte bestehende einzige
Werkstück ist vorteilhafterweise ein mit Rippen versehenes Gußstück.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles,
auf das sie nicht beschränkt ist, näher erläutert. Es
zeigen:
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Fig. 1 schematisch den Motor des Fahrzeuges, der an
dem Chassis des Fahrzeuges mittels
erfindungsgemäß ausgebildeter
Antischwingungsvorrichtungen befestigt ist,
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Fig. 2 eine der Antischwingungsvorrichtungen in
vergrößertem Maßstab als teilweise gemäß der
Linie II-II der Fig. 3 geschnittene Ansicht,
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Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 2 dargestellte
Vorrichtung und
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Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil der obigen
Vorrichtung in einer Zwischenphase der
Montage.
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Es ist beabsichtigt, einen Motor 1 des Fahrzeuges an
dessen Chassis 2, das auf Fig. 1 als Querträger
dargestellt ist, mittels wenigstens zweier
hydraulischer Antischwingungsvorrichtungen zu
befestigen, die insgesamt mit 3 bezeichnet sind.
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In an sich bekannter Weise besteht die Vorrichtung 3
aus folgenden Teilen:
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- einem starren Fußstück 4, das aus einem mittleren
Block 4&sub1; besteht, der nach unten durch einen
Bolzen 4&sub2; und einer Zentrierstift 4&sub3; verlängert
ist,
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- einem starren Ring 5 mit der Achse X, die
praktisch senkrecht zu dem Aufbau verläuft und auf
den weiter unten eingegangen wird,
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- einer dicken konischen Wandung 6 mit der Achse X
aus einem elastomerem Material, das einen hohen
Widerstand gegenüber axialer Druckbelastung
aufweist, so daß es die Rolle einer Abstützung
spielen kann und das Fußstück 4 dicht mit dem Ring
5 verbindet,
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- einem Balg oder einer dünnen und biegsamen Membran
7, die dicht mit dem Ring 5 verbunden ist und mit
dem Ring, der Wandung 6 und dem Fußstück 4 einen
geschlossenen Hohlraum begrenzt.
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- einer starren Zwischenwand 8, die den Raum in zwei
Kammern unterteilt und zwar eine Arbeitskammer A
auf der Seite der Wandung 6 und eine
Ausgleichskammer B auf der Seite der Membran 7,
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- einem verengtem Durchlaß 9, der die beiden Kammern
A und B miteinander verbindet,
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- einer flüssigen Masse L, die die beiden Kammern
und den engen Durchlaß ausfüllt und
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- einem Ventil 10, das zwischen zwei Gittern 11 und
12 befestigt ist, die die Zwischenwandung 8
bilden, wobei die Befestigung so erfolgt, daß die
Amplitude der axialen Schwingungen des Ventils auf
einen unterhalb 1 mm, vorzugsweise 0,5 mm
liegenden Wert begrenzt wird.
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Bekanntlich arbeitet eine derartige Abstützung wie
folgt:
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Wenn Schwingungen mit verhältnismäßig großer Amplitude
(im allgemeinen oberhalb 0,5 mm) und einer
verhältnismäßig niedrigen Frequenz F (im allgemeinen
zwischen 5 und 30 Hz) in Richtung der Achse X zwischen
dem Fußstück 4 und dem Ring 5 auftreten, führen diese
Schwingungen zu einer hin- und hergehenden Verdrängung
der Flüssigkeit L in dem verengten Durchlaß 9. Für
einen gegebenen Wert der Frequenz F, die im
wesentlichen von den Abmessungen des Durchganges 9
abhängt, tritt in der Flüssigkeitssäule, die in dem
Durchlaß vorhanden ist, ein Resonanzeffekt auf, der den
Schwingungen entgegenwirkt.
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Darüber hinaus ermöglicht das Vorhandensein des Ventils
10 die Schwingungen, deren Amplitude verhältnismäßig
gering ist, nämlich unterhalb 0,5 mm und deren Frequenz
verhältnismäßig hoch ist, nämlich im allgemeinen
oberhalb 40 Hz, zu filtern.
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In ebenfalls an sich bekannter Weise wird der Bolzen 42
an einer geeigneten Lagerstelle des Chassis 2 mittels
einer (nicht dargestellten) Befestigungsmutter
angebracht.
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Bei den bekannten Ausführungsformen ist auf den Ring 5
ein starrer Deckel so aufgesetzt, daß er die biegsame
Membran 7, um sie zu schützen, abdeckt. Der Ring 5
selbst ist an dem Motorgehäuse 1 mittels eines starren
Armes 13 befestigt. Zu diesem Zweck benutzt man
beispielsweise einen nicht dargastellten Bolzen, der
ausgehend von dem Boden des Deckels nach oben vorsteht.
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Mit anderen Worten ist es bei den bekannten
Vorrichtungen notwendig, den Deckel einerseits an dem
Rest der Vorrichtung 3 und andererseits an dem Arm 13
durch zwei getrennte Arbeitsgänge zu befestigen, die
beide von der Anbringung des Armes an dem Gehäuse
unabhängig sind.
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Die Erfindung macht es möglich, auf einen dieser beiden
Arbeitsgänge, nämlich auf die Befestigung des Deckels
an dem Arm zu verzichten.
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Zu diesem Zweck besteht der Deckel 14 aus einem Stück
mit dem Arm 13.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, wie die,
die auf der Zeichnung dargstellt ist, sehen vor, daß
der Deckel zusammen mit dem Arm, durch Verformen
hergestellt ist und mit diesem ein einziges Gußstück
aus gegossenem Metall bildet.
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Im einzelnen besteht der Deckel 14 bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Boden 15,
der praktisch eben ist, und einem zylindrischen Rand
16, der außen durch zwei ebene umgebogene
Randabschnitte 17 verlängert ist, die sich beide über
einen Kreisbogen von etwa 90º erstrecken und jeweils in
zwei sich diametral gegenüberliegenden Zonen des
Deckels angeordnet sind.
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Der Arm 13 hat die allgemeine Form eines Auslegers oder
einer durchbrochenen Konsole, wobei ein relativ
schmales Ende durch den Deckel 14 verlängert wird,
hier nach unten offen ist, während an dem anderen
breiteren Ende eine Befestigungsplatte 18 sitzt, die
mit Bohrungen 19 zur Aufnahme von Schrauben oder
ähnlichen Befestigungsorganen versehen ist.
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Der starre Ring 5 besteht bei diesem
Ausführungsbeispiel aus einem metallischen Reifen mit
folgenden Teilen:
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- einem metallischem Abschnitt 5&sub1;, der die Trennwand
8 dicht umgibt,
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- einem Rand 5&sub2;, der den Abschnitt 5&sub1; nach oben
verlängert und zunächst über seinen ganzen Umfang
zylindrisch ist,
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- und einem eingeengten Kragen 5&sub3;, der den Abschnitt
5&sub1; nach unten verlängert und unten in eine konisch
divergierende Hülle 5&sub4; übergeht, an der die
Wandung 6 angesetzt ist.
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Der Rand 5&sub2; besteht aus folgenden Teilen:
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- einerseits zwei ersten Abschnitten 5&sub2;&sub1;, die sich
diamentral gegenüberliegen und nach innen gegen
den Umfang der Membran 7 umgebogen werden sollen,
die ihrerseits durch einen wenig deformierbaren
Ring 20 verstärkt ist, der beispielsweise ein
L-förmiges Profil haben kann, wobei das Umbiegen
dem Zweck dient, die Membran 7 dicht gegen die
Trennwand 8 zu drücken,
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und andererseits zwei zweiten Abschnitten 5&sub2;&sub2;, die
zwischen den beiden ersten Abschnitten angeordnet
sind und dazu dienen, die gesamte Abstützung 3 an
dem Arm 13 zu verquetschen, indem sie nach innert
gegen die ebenen Ränder 17 des Armes umgebogen
werden.
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Fig. 4 zeigt die Antischwingungvorrichtung 3 von oben
nach dem Verquetschen der Membran 7, jedoch vor der
Montage an dem einstückigen, aus dem Arm 13 und dem
Deckel 14 bestehenden Bauteil.
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Dies ist allgemein in dem Montagezustand, in dem das
Füllen der Vorrichtung mit Dämpfungsflüssigkeit
vorgenommen wird.
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Wie sich aus den Fig. 3 und 4 ergibt, entsprechen die
Winkelerstreckungen der beiden Segmente 5&sub2;&sub2; denen der
umgebogenen Ränder 17, auf die sie umgebördelt werden
müssen.
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Man sieht auch, daß die Abschnitte 5&sub2;&sub2; sich nicht genau
diametral gegenüberliegen, und sich die beiden anderen
Abschnitte 5&sub2;&sub1; entsprechend über unterschiedliche
Kreisbogenabschnitten erstrecken, die hier 74 bzw. 106º
betragen.
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Fig. 3 zeigt, daß die leichte winkelige Verschiebung,
ebenso wie die allgemeine Ausrichtung der umgebogenen
Ränder 17 senkrecht zu der Richtung der großen
Abmessung des Armes es ermöglichen, die senkrechten
Zugänge dieser Ränder 17 in bezug auf die übrigen Teile
der Arme 13 vollständig frei zu haltert. Dadurch wir d
ihre vollständige Zugänglichkeit für Bördelmaschinen,
insbesondere Maschinen mit denen eine Prägung oder
Rändelung erfolgt, ermöglicht.
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Man sieht auf Fig. 2 auch, daß die Höhe des Randes 16
des Deckels 14 wenigstens teilweise in den Abschnitten,
die nicht durch die Ränder 17 verlängert werden,
verringert ist. Dies ermöglicht es, Öffnungen 21
vorzusehen, um das Innere des Deckels mit der
Atmosphäre zu verbinden.
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Man kann im übrigen den Arm 13 dazu benutzen, um die
gesamte Abstützung 3 mittels wenigstens eines nicht
dehnbaren Ringes 22 dicht zu umklammern (Fig. 2).
Dieser bildet eine Art axialen Zuganschlag und wirkt
einer Zerstörung der Abstützung durch Abreißen
entgegen. Verglichen mit einem einfachen mit
Befestigungselementen versehenen Deckel weist der Arm
mehr Montagemöglichkeiten für Bahnen 23 zur Aufnahme
und Führung eines derartigen Ringes auf.