DE2935879C2

DE2935879C2 - Elastisches, schwingungsdämpfendes Lager

Info

Publication number: DE2935879C2
Application number: DE2935879A
Authority: DE
Inventors: Jacques Asnieres Bertin; Michel Paris Pompei; Jean-Pieree Ris-Orangis Valjent
Original assignee: HUTCHINSON-MAPA PARIS FR
Current assignee: HUTCHINSON-MAPA PARIS FR
Priority date: 1978-09-06
Filing date: 1979-09-05
Publication date: 1985-07-25
Also published as: JPS5947171B2; FR2435632B1; SE7907389L; US4418895A; SE438363B; JPS5536200A; DE2935879A1; ES483897A1; FR2435632A1

Description

Die Erfindung betrifft ein elastisches, schwingungsdämpfendes Lager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein nach der DE-OS 27 27 244 bekanntes Lager dieser Art weist keine parallel zu der Dämpfungseinrichtung und der ersten Feder wirkende zweite Feder auf. Die Konstruktion nach der DE-OS 27 27 244 läßt auch die Anordnung einer solchen zweiter. Feder nicht ohne weiteres zu.

Nach dem DE-GM 18 05 392 sind elastische, schwingungsgedämpfte Lagerelemente zum Zwischenfügen zwischen gegeneinander abzustützende Anordnungen bekannt, insbesondere zum Abstützen eines Kraftfahrzeugmotors auf einem Chassis, mit Federn, insbesondere aus einem Elastomer, die mit wenigstens einer Dämpfungseinrichtung kombiniert sind, beispielsweise einer mit Drosselung eines Strömungsmittels arbeitenden und gegebenenfalls einstellbaren bzw. abstimmbaren Dämpfungseinrichtung. Eine zweite Feder parallel zur Dämpfungseinrichtung zwischen den gegeneinander abzustützenden Anordnungen ist nicht vorgesehen.

Nach der US-PS 37 35 952 ist eine elastische, schwingungsgedämpfte Auflagevorrichtung zum Zwischenfügen zwischen zwei gegeneinander abzustützenden Anordnungen bekannt, bei der eine Dämpfungseinrichtung in Reihe mit einer ersten Feder angeordnet ist und parallel dazu eine zweite Feder angeordnet ist. Bei dieser Auflagevorrichtung handelt es sich nicht um eine Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen, sondern um einen Stoßdämpfer.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elastisches, schwingungsdämpfendes Lager nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, das bei kompaktem Aufbau eine Dämpfung von Schwingungen in einem großen Frequenzbereich ohne wesentliche Änderung seiner Flexibilität ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des

Anspruchs l angegeben.

Durch die konstruktiven Merkmale vom Kennzeichen des Anspruchs 1 wird die gewünschte Kompaktheit erreicht und — wie noch anhand der Ausführungsbeispiele erläutert wird — eine Dämpfung von Schwingungen in einem großen Frequenzbereich ohne wesentliche Änderung der Flexibilität

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen besehrieben.

F i g. 1 zssigt teilweise im Schnitt und teilweise in der Aufsieht eine erste Ausführungsforra eines Lagers,

Fig.2 zeigt in ähnlicher Weise in Teilansicht eine zweite Ausführungsform,

F i g. 3 zeigt wie F i g. 2 eine dritte Ausfühvungsform,

F i g. 4 zeigt ein Erläuterungsscbema, das den Ausführungsformen nach F i g. 1, F i g. 2 und F i g. 3 entspricht.

Fig.! zeigt zwei Basen 1 und 2, von denen die eine an einem Fahrzeugmotor und die andere an einem Fahrzeugchassis befestigt sein kann. Diese Basen 1 und 2 sind erstens durch eine Feder K-,, K·,' miteinander verbunden, zwischen deren Abschnitten K\ und K\ -ine Masse Mt liegt und zweitens durch eine Reihenanordnung einer Dämpfungseinrichtung R₂ einer Feder K₂ und einer Masse Mr.

Die Steifigkeiten der Federn Ki, Ki, K₂, die Massen Ai₁ und Af₂ sowie die Dämpfungseinrichtung R₂ sind in der Weise ausgewählt, daß man eine gute Dämpfung der in Frage stehenden Frequenzen und insgesamt eine gute Nachgiebigkeit erzielt

Blockiert die Dämpfungseinrichtung R₂ bei einer bestimmten, insbesondere hohen Frequenz, so bleibt dank der parallelen Federn K₁, K\ einerseits und K₂ andererseits das Lager insgesamt nachgiebig.

Die Dämpfungseinrichtung R₂, die Feder K₂ und die Masse M₂ liegen in der Mitte des Lagers. Die Dämpfungseinrichtung R₂ ist im wesentlichen durch zwei Kammern A und B gebildet, die durch einen kalibrierten Kanal 3 miteinander verbunden sind. Wenigstens eine de τ Kammern A, B ist bei Annäherung oder Entfernung der beiden Basen 1 und 2 deformierbar, im Fall der F i g. 1 die Kammer A. Die Kammer B ist in F i g. 1 von einem starren Element 4 gebildet, das in der Mitte der Basis 1 befestigt ist Die Kammer A ist deformierbar und von einer elastomeren Wand 5 gebildet, die eine um die Achse X-Xdes Lagers rotationssyn.metrische Form hat, in F i g. 1 eine konische Form, an deren verjüngtes Ende ein starr« Element 6 angesetzt ist, welches die Masse M₂ bildet Diese Masse M₂ ist mit der Basis 2 über die Feder /C; verbunden.

Die Kammern A und B sind mit einem strömenden Dämpfungsmittel (Flüssigkeit oder Gas) gefüllt, wobei die eine von ihnen, insbesondere die Kammer B, nur teilweise gefüllt zu sein braucht

Die Masse Mi ist durch einen metallischen Ring 7 gebildet der zur Erleichterung der Montage aus zwei Teilen besteht. Sie ist mit den Basen 1 und 2 durch zwei elastomere Kuppeln 8 und 9 verbunden, die die Abschnitte Kt und Ki' der Feder Ki, K\ bilden.

Die Basis 2 weist in ihrer Mitte eine Öffnung 10 auf, deren Rand durch ein elastomeres Ringelement 11, das mit der Kuppel 9 einstückig ist, mit dem starren Element 6 verbunden ist

Die Ringelement8,9 und 11 begrenzen eine Kammer C, die unter der Wirkung von Abstandsänderungen zwischen den beiden Basen 1 und 2 deformierbar ist und durch öffnungen 12 zu.' Atmosphäre hin geöffnet ist Um ein Aufblähen der Wand 5 nach außen hin zu vermeiden, wenn sich die Basen 1 und 2 einander nähern, was einem Verdrängen des Dämpfiuigsmittels aus der Kammer A in die Kammer B entgegengewirkt würde, ist in die Wand 5 eine Armierung 20 eingefügt, in F i g. 1 eine spiralförmige Armierung 20, die einer Ausdehnung entgegenwirkt jedoch eine gewisse axiale Elastizität aufweist Die Federwirkung dieser Armierung 20 parallel zu der Dämpfungseinrichtung R₂ verändert die axialen und radialen Steifigkeiten, die sich aufgrund der

ίο Federn Ki, KΊ und K₂ ergeben, nicht wesentlich.

Wenn sich die Basen 1 und 2 einander annähern oder wenn sich diese Basen 1 und 2 voneinander entfernen, bewirkt der Obergang des Dämpfungsmittels von der Kammer A in die Kammer B oder umgekehrt eine Dämpfung von Schwingungen, auf deren Frequenz die Anordnung abgestimmt ist

1st die Kammer C dicht abgeschlossen und mit einem Strömungsmittel, wie Luft Stickstoff, Wasser, einer viskosen Flüssigkeit gefüllt bewirkt die Annäherung der Basen 1 und 2 eine Veränderung des Volumens der Kammer C durch eine Kompression, die auf die Wand 5 einwirkt so daß das Strömungsmittel d~-r Kammern A und B von einer dieser Kammern zur anderen strömt.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig.2 und 3 befindet sich die Kammer A oben, die Kammer B unten, und der Übergang von einer Kammer in die andere erfolgt durch Kanäle 3. Mit den Kammern A und B ist eine Anordnung aus einem Kolben 13 und einem Zylinder 14 kombiniert die sich unter der Einwirkung von Relativbewegungen der Basen 1 und 2 gegeneinander verschieben. Der Zylinder ist in einer Basis 14 der Wand 5 ausgebildet (F i g. 2) oder in einer Querwand 15 vorgesehen, welche die beiden Kammern A und B voneinander trennt (F i g. 3). Der Kanal 3 kann durch das Spiel zwischen dem Zylinder und dem Kolben gebildet sein (F i g. 2) oder.sich in der Querwand 15 (F i g. 3) befinden.

Die Querwand 15 besteht aus einem Elastomer, so

daß sie sich unter der Wirkung einer Komoression oder einer Entspannung, die auf die Kammer C einwirkt, in dem Sinne deformiert, daß der Durchgang des Ström-ngsmittels von der Kammer A in die Kammer B und umgekehrt sichergestellt wird. Die Querwand 15 ist nicht armiert so daß sie sich nach beiden Seiten dehnen kann.

Die Masse M\ wird derart gewählt, daß man hei einer vorbestimmten Frequenz in Abhängigkeit von der Steifigkeit der Federn K₁, K\ und K₂ eine mechanische Impedanz erhält, die bei dieser Frequenz die Relativbewegung der an die Basen 1, 2 angesetzten Organe begrenzt.

Man kann die Masse M₂ so wählen, daß sie mit der gleichen Frequenz schwingt wie die Masse M\ oder mit einer davon verschiedenen Frequenz. Man kann aber auch durch geeignete Wahl der Masse M₂ die Dämpfungsbedingungen in Abhängigkeit von der Frequenz modifizieren.

Zur Drosselung des Strömungsmittels kann man auch öffnungen in der Wand 5 zwischen den einander angrenzenden Karr'nern A und Cbenutzen.

Die Kuppeln 8 und 9 können aus unterschiedlichen elastomeren Materialien hergestellt sein, um die Stärken der Federn K\,K\ und K₂ festzulegen.

Durch passende Bemessungen der Federn Ki, K\ und K₂ kann man die gleiche Steifigkeit der Anordnung bei einer hohen Frequenz, bei der die Dämpfungseinrichtung /?2 blockiert, wie bei einer niedrigen Frequenz, bei der die Dämpfungseinrichtung R₂ praktisch unwirksam ist, erreichen. Es genügt zu diesem Zweck, daß man die

Gleichung ki + k\' = 2 kj erfüllt, worin k\, k\' und ki die Steifigkeiten der entsprechenden Federn K\, K\' und Ki bedeuten. Bei einer hohen Frequenz, bei der die Dämpfungseinrichtung R2 blockiert, schwingt die Masse M\ in Gegenphase /ur Feder K\, K\', wodurch sich die Tendenz einer Ausschaltung der Wirksamkeit der Feder K\, K\ ergibt. Die Steifigkeit wird infolgedessen im wesentlichen durch die Feder K2 bestimmt. Bei einer nied rigen Frequenz ist die Wirkung der Feder K2 praktisch ausgeschaltet, weil dann die Dämpfungseinrichiung R2 praktisch wirkungslos ist. Die Steifigkeit ist dann allein

durch die Feder K? bestimmt, denn die Flexibilitäten -τ-

* I

und -jt der Federn K\ und K\' addieren sich, und man

α ι

erhält:

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

■to

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Elastisches, schwingungsdämpfendes Lager, das zur Abstützung einer ersten Basis (1) gegenüber einer zweiten Basis (2) zwischen diese Basen (1, 2) einzufügen ist, mit einer Dämpfungseinrichtung (R₂), die eine erste Kammer (A) und eine mit dieser ersten Kammer (A) durch wenigstens einen kalibrierten Kanal (3) verbundene zweite Kammer (B) aufweist, wobei die eine dieser Kammern (A, B) über ein erstes starres Element (4) an der ersten Basis (1) befestigt ist und wenigstens die andere dieser Kammern (A, B) durch eine rotationssymmetrische, elastomere Wand (5) begrenzt ist, die bei Deformation aufgrund «5 einer Relativbewegung der beiden Basen (1, 2) gegeneinander durch den wenigstens einen kalibrierten Kanal (3) eine Dämpfungsflüssigkeit von der einen Kammer (A bzw. B) in die andere Kammer (B bzw. A) drängt und das erste starre Element (4) mit einem zweiten starren Element (6) verbindet und mit einer ersten, aus einem elastomeren Element gebildeten Feder (K₂), die in Reihe mit der Dämpfungseinrichtung (Ri) zwischen den Basen (1,2) angeordnet ist und das zweite starre Element (6) mit der zweiten Basis (2) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Feder (K₂) als ein erstes Ringelement (11) ausgebildet ist, zu dessen Innenrand hin sich die rotationssymmetrische, elastomere Wand (5) verjüngt und daß eins aus einem zweiten elastomeren Ringelement (8,9) gebildete zweite Feder (Ku ΚΙ) vorgesehen ist, die parallel zu der Dämpfungseinrichtung (R₂) u.d der ersten Feder (K₂) zwischen den Basel. (.<., 2) angeordnet ist, die Dämpfungseinrichtung (R₂) und. ie erste Feder (K₂) umschließt und zwischen den Basen (1, 2) eine von den beiden ersten Kammern (A, B) unabhängige dritte Kammer (C) begrenzt

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomere Wand (5) wenigstens eine Armierung (20) aufweist, die sich einer Radialdeformation widersetzt.

3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (20) spiralförmig ist.

4. Lager nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten Kammer (A) und/oder der zweiten Kammer (B) eine die Impedanz der Dämpfungseinrichtung (R₂) und der ersten Feder (K₂) beeinflussende erste Masse (M₂) angebracht ist. so

5. Lager nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (A) mit der zweiten Kammer (B) durch mehrere kalibrierte Kanäle (3) verbunden ist.

6. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Masse (M₂) an einer Seite der ersten Kammer (A) oder der zweiten Kammer (B) angebracht ist, die dem wenigstens einen kalibrierten Kanal (3) gegenüberliegt.

7. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Masse (M₂) an einer Seite der ersten Kammer (A) oder der zweiten Kammer (B) angebracht ist, in der sich der wenigstens eine kalibrierte Kanal (3) befindet.

8. Lager nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (R₂) eine mit Drosselungsausnehmungen (3) versehene Kolben-Zylinder-Anordnung (13, 14; Ϊ3,

. 9. Lager nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Masse (Mi) zwischen Abschnitte (Kf, K\) der zweiten Feder (Ku ΚΙ) eingefügt ist

10. Lager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Masse (Mi) ringförmig ist und daß die Abschnitte (Kr, K\) von elastomeren Kuppeln (8; 9) gebildet sind, die sich zu der zweiten Masse (M%) hin erweitern.

11. Lager nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Kammer (C) wenigstens eine zur Umgebung führende öffnung (12) aufweist.

Ϊ2. Lager nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung aus der ersten Masse (M₂), der ersten Feder (K₂) und der Dämpfungseinrichtung (R₂) auf eine andere Eigenfrequenz eingestellt ist als die Anordnung aus der zweiten Masse (M,) und der zweiten Feder (K, K').

13. Lager nach einem der vorgenannten Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichung ki + ki' = 2 Jt₂ erfüllt ist, wobei die Buchstaben ku k\ und Ar₂ die Steifigkeiten der ersten Feder (K₂) und der Abschnitte (Kr, K_t') der zweiten Feder (Ki, K₁ ¹) bedeuter-.