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DE69503737T2 - Verbesserungen an vibrationsdämpfenden, hydraulischen Stützen - Google Patents

Verbesserungen an vibrationsdämpfenden, hydraulischen Stützen

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DE69503737T2
DE69503737T2 DE69503737T DE69503737T DE69503737T2 DE 69503737 T2 DE69503737 T2 DE 69503737T2 DE 69503737 T DE69503737 T DE 69503737T DE 69503737 T DE69503737 T DE 69503737T DE 69503737 T2 DE69503737 T2 DE 69503737T2
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armature
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thick wall
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Pascal F-28200 Chateaudun Petit
Denis F-28200 Chateaudun Reh
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Hutchinson SA
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Description

  • Die Erfindung betrifft vibrationsdämpfende, hydraulische Lager, die dafür bestimmt sind, zum Dämpfen und Verbinden zwischen zwei starre Elemente, wie z. B. einem Fahrzeug-Chassis und -Motor, gesetzt zu werden, um Vibrationsbewegungen zwischen diesen beiden starren Elementen im wesentlichen in einer Vibrationshauptrichtung zu dämpfen.
  • Insbesondere ist Gegenstand der Erfindung ein gattungsgemäßes vibrationsdämpfendes Lager, das umfaßt:
  • - eine erste und eine zweite starre Armatur, die fest mit den beiden starren, zu vereinigenden Elementen verbindbar sind, wobei die zweite Armatur eine Basisplatte umfaßt, die sich bezüglich einer Hauptebene im wesentlichen senkrecht zur Vibrationshauptrichtung erstreckt,
  • - einen Elastomerkörper, der eine dicke Wand aufweist, die die zwei starren Armaturen miteinander verbindet und die eine innere Oberfläche auf weist, die teilweise eine Arbeitskammer begrenzt, wobei diese dicke Wand im wesentlichen eine Glockenform aufweist, die sich entlang der Vibrationshauptrichtung zwischen einerseits einer peripheren Basis, die mit der zweiten Armatur fest verbunden ist, und andererseits einer Spitze erstreckt, die mit der ersten Armatur fest verbunden ist, wobei der Elastomerkörper außerdem eine dünne, frei deformierbare Wand aus Elastomermaterial umfaßt, die einstückig mit der dicken Wand des Elastomerkörpers ausgebildet ist und die teilweise eine Kompensationskammer begrenzt, die mit der Arbeitskammern über einen engen Kanal in Verbindung steht, wobei die beiden Kammern und der enge Kanal mit einer Flüssigkeit befüllt sind, wobei die Basisplatte eine Lagerfläche aufweist, die abdichtend mit dem Elastomerkörper fest verbunden ist, um mit diesem die beiden Kammern und den engen Kanal zu begrenzen,
  • - und Anschlagmittel, um eine relative Verschiebung der ersten und zweiten Armatur zueinander hin parallel zur Vibrationshauptrichtung im Sinne eines Zusammendrückens der Arbeitskammer derart zu begrenzen, daß ein vollständiges Zusammendrücken dieser Arbeitskammer vermeidbar ist.
  • Das Dokument EP-A-0 236 199 beschreibt ein Beispiel eines derartigen vibrationsdämpfenden, hydraulischen Lagers.
  • In diesem Dokument werden die Anschlagmittel durch einen Wulst des Elastomerkörpers gebildet, der sich in das Innere der Arbeitskammer parallel zur Vibrationshauptrichtung erstreckt, wobei dieser Wulst mit einem Teil der zweiten Armatur zusammenwirkt, um den Durchfederungsweg der ersten Armatur in Richtung der zweiten Armatur zu begrenzen.
  • Die die vorliegende Druckschrift betreffenden Erfinder haben herausgefunden, daß ein solcher Anschlag dafür verantwortlich ist, daß das gute Funktionieren des vibrationsdämpfenden Lagers bei einer hohen Frequenz, insbesondere bei ca. 400 Hz, gestört wird, wo die dynamische Steifheit des Lagers sehr wichtig wird.
  • Die Erfindung hat insbesondere zum Ziel, diesen Nachteil zu beheben.
  • Aus diesem Grund ist erfindungsgemäß ein gattungsgemäßes vibrationsdämpfendes, hydraulisches Lager im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagmittel kein Teil aufweisen, das in das Innere der Arbeitskammer von der inneren Oberfläche der dicken Wand des Elastomerkörpers ragt, wobei die erste Artnatur ein verlängertes Bauteil aufweist, das sich entlang einer Achse senkrecht zur Vibrations-Hauptrichtung erstreckt, wobei die Basisplatte im Hinblick auf einen entsprechenden Bereich der ersten Armatur einen Bereich aufweist, der von der Arbeitskammer oder der Kompensationskammer nicht eingeschlossen ist, und wobei die Anschlagmittel ein Anschlagbauteil umfassen, das zwischen diesen beiden Bereichen der Basisplatte und der ersten Armatur eingefügt ist, um den Durchfederungsweg der ersten Armatur in Richtung der Basisplatte entlang der Vibrationshauptrichtung zu begrenzen, wobei das Anschlagbauteil einen Block aus Elastomermaterial aufweist, der zu dem Elastomerkörper gehört und einstückig mit diesem ausgebildet ist, und wobei dieser Block aus Elastomermaterial fest mit der Basisplatte verbunden ist.
  • In bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung wird auf die eine und/oder die andere der folgenden Möglichkeiten eingegangen:
  • - die Arbeitskammer und die Kompensationskammer sind auf nicht konzentrische Weise auf der Stützfläche der Basisplatte nebeneinander angeordnet;
  • - die dünne Wand aus Elastomer weist eine Glockenform auf, die sich entlang der Vibrationshauptrichtung zwischen einer peripheren Basis, die mit der Basisplatte fest verbunden ist, und einer freien Spitze erstreckt, wobei diese dünne Wand nur durch einen Teil seiner Basis mit der dicken Wand des Elastomerkörpers verbunden ist.
  • Vorteile der Erfindung werden im Zuge der folgenden detaillierten Beschreibung von einem ihrer Ausführungsbeispiele offensichtlich, das als nicht begrenzendes Beispiel angegeben wird, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, wobei der Schnitt entlang der Linie I-I nach Fig. 2 vorgenommen ist,
  • Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß der Linie II-II nach Fig. 1 und
  • Fig. 3 eine Ansicht von unten auf die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2. In der erfindungsgemäßen Ausführungsform, die in den Fig. 1 bis 3 gezeigt wird, umfaßt das vibrationsdämpfende Lager zwei metallische starre Armaturen 1 und 2, die untereinander durch einen Elastomerkörper 3 verbunden sind.
  • Die erste Armatur ist in diesem dargestellten Beispiel ein Rohr und weist eine Längsachse X auf. Allgemeiner kann die erste Armatur 1 die Form eines länglichen Voll- oder Hohlkörpers mit einem kreisförmigen oder nicht kreisförmigen Querschnitt umfassen.
  • Was die zweite Armatur 2 betrifft, ist diese eine Platte, die hier später Basisplatte genannt wird und die wenigstens teilweise eine im wesentlichen plane Gestalt aufweist und sich parallel zur X-Achse der ersten Armatur erstreckt.
  • Der Elastomerkörper 3 wird mit der ersten Armatur 1 mittels Vulkanisation verbunden. Er umfaßt eine dicke Wand 4 im wesentlichen in Form einer Glocke, die sich von einer Spitze, die fest mit der ersten Armatur 1 verbunden ist, bis zu einer peripheren Basis 41, die fest mit der Basisplatte 2 verbunden ist, in eine Richtung Z erstreckt, in der eine Dämpfung der Vibrationsbewegungen zwischen den beiden Armaturen gewünscht wird. Die Richtung Z liegt in einem rechten Winkel zur X-Achse und zur Hauptebene der Basisplatte 2 und sie kann z. B. senkrecht sein.
  • Die dicke Wand 4 weist eine ausreichende Druckfestigkeit auf, um eine statische Last zu ertragen, die an der ersten Armatur 1 parallel zur Z-Achse aufgebracht wird und in Richtung der Basisplatte ausgerichtet ist. Diese Last kann z. B. größer als 15 kg, im allgemeinen noch viel höher sein.
  • Die periphere Basis 41 der dicken Wand 4 ist dichtend mit der Basisplatte 2 fest verbunden, wobei auf diese Weise eine Arbeitskammer A begrenzt wird. In dem dargestellten Beispiel weist die Kammer A einen horizontalen rechteckigen Bereich auf, jedoch könnte er andere Formen, insbesondere einen horizontalen kreisförmigen oder ovalen Bereich, umfassen.
  • Im übrigen umfaßt der Elastomerkörper 3 u. a. eine dünne flexible Wand 5, neben die der dicken Wand 4 angeordnet und einstückig mit dieser ausgebildet ist.
  • Die dünne Wand 5 weist eine Glockenform mit einer peripheren Basis 5&sub1; auf, die dichtend mit der Basisplatte 2 fest verbunden ist, wobei auf diese Weise eine Kompensationskammer B begrenzt wird.
  • Diese Kammer B weist in diesem dargestellten Beispiel einen horizontalen rechteckigen Bereich auf, jedoch könnte dieser eine andere Form umfassen.
  • Vorzugsweise umfassen die Wände 4 und 5 keine gemeinsamen Teile zwischen den Kammern A und B, abgesehen von der Verbindung zwischen ihren Basen 4&sub1; und 5&sub1;.
  • Die beiden Kammern A und B stehen mit dem Inneren eines engen Kanals C in Verbindung, der die Form einer tiefen Rille in der Oberfläche des Elastomerkörpers 3 aufweist, der an der Basisplatte 2 angebracht ist, wobei die Ränder der Rille in dichtem Kontakt mit der Basisplatte 2 stehen.
  • Die Kammern A und B und ebenso der enge Kanal C werden mit einer Flüssigkeit befüllt. Wenn die beiden Armaturen 1 und 2 unter dem Einfluß relativer Vibrationsbewegungen stehen, verformt sich die dicke Wand 4 des Elastomerkörpers, was eine Volumenänderung der Arbeitskammer A verursacht. Diese Volumenänderungen regen Flüssigkeitstransfere zwischen den Kammern A und B durch das Innere des engen Kanals C hindurch an, wobei die Volumenänderungen der Arbeitskammer A durch die komplementären Änderungen der Kompensationskammer B kompensiert werden, deren dünne Wand 5 leicht verformbar ist.
  • In der Nähe einer gewissen Frequenz, die im allgemeinen unter 20 Hz und im wesentlichen von den Dimensionen des engen Kanals C sowie von der Volumenmasse der sich im engen Kanal bewegenden Flüssigkeit abhängt, wird im engen Kanal C ein Resonanzphänomen hervorrufen, das in Ver bindung mit den Belastungsverlusten im engen Kanal eine starke Dämpfung der Vibrationen zwischen den beiden Armaturen 1 und 2 verursacht.
  • Im übrigen ist im dargestellten Beispiel der Elastomerkörper 3 auf eine durchbrochene metallische Platte 6 aufgegossen, die auf der Seite des Elastomerkörpers angeordnet ist, der mit der Basisplatte 2 in Kontakt steht. Auf diese Weise kann die Basisplatte 2 mit dem Elastomerkörper durch eine Klammerquetschverbindung 6a der durchbrochenen Platte 6 über der Basisplatte 2 oder eventuell durch eine Quetschverbindung der Basisplatte 2 über der durchbrochenen Platte 6 fest verbunden werden.
  • Ferner umfaßt die durchbrochene Platte 6 eine Rille oder Rinne 7, die der Form des engen Kanals C mit einer großen Genauigkeit entspricht.
  • Das vibrationsdämpfende Lager nach Fig. 1 bis 3 umfaßt außerdem einen metallischen Bogen, der starr an der Basisplatte 2 befestigt ist. Der Bogen 8 umgibt die erste Armatur 1 sowie den Elastomerkörper 3 und erstreckt sich parallel zur X-Achse.
  • Im dargestellten Beispiel ist der Bogen 8 eine gebogenen Platte, die die Gesamtheit des Elastomerkörpers schützend gegen Schläge äußerer Gegenstände bedeckt. Dieser ist insofern dort vorteilhaft, wo die dünne Wand 5 spröde und an der Seite der dicken Wand 4 angeordnet ist.
  • Der Bogen 8 umfaßt bezüglich jeder Seite des Elastomerkörpers 3 zwei laterale Verlängerungen 8&sub1;. Jede dieser lateralen Verlängerungen bedeckt einen Teil der durchbrochenen Platte 6, die selbst die zweite Armatur be deckt. Außerdem werden diese drei Elemente von einer Bohrung 16 in Höhe jeder Verlängerung 8&sub1; durchdrungen.
  • Diese Bohrungen 16 erlauben, vibrationsdämpfende Lager auf einen starren Gegenstand mittels Schrauben oder Bolzen (nicht dargestellt) zu befestigen, indem zusätzlich die feste Verbindung der unterschiedlichen Teile des vibrationsdämpfenden Lagers durch Klemmen der Verlängerungen 8&sub1; über der Platte 6 und der zweiten Armatur 2 vervollständigt wird.
  • Um mit dem Bogen 8 zusammenzuwirken, umfaßt der Elastomerkörper 3 einen ersten Wulst 9, die sich parallel zur Z-Richtung von der ersten Armatur 1 aus in Richtung der gegenüberliegenden Basisplatte 2 erstreckt. Dieser Wulst 9 ist so ausgelegt, daß er gegen das obere Bauteil des Bogens 8 stößt, und auf diese Weise die Verschiebung der ersten Armatur beim sich Entfernen bezüglich der Basisplatte 2 begrenzt ist.
  • Der Elastomerkörper umfaßt auch laterale Nasen 11, 12, die im wesentlichen diametral gegenüber der ersten Armatur 1 angeordnet sind, die so ausgelegt sind, daß sie gegen den Bogen 8 stoßen, wenn die erste Armatur im wesentlichen senkrecht zur X-Achse und zur Z-Richtung verschoben wird.
  • Im übrigen umfaßt die erste Armatur 1 einen hervorstehenden Bereich 1a, und die Basisplatte 2 umfaßt einen Bereich 2a unterhalb der Zone 1a der ersten Armatur, wobei der Bereich 2a weder von der Arbeitskammer noch von der Kompensationskammer belegt wird.
  • In diesem Bereich 2a der Basisplatte ist ein Block aus Elastomer angeordnet, der vorzugsweise einstückig mit dem Elastomerkörper 3 ausgebildet und ebenso vorzugsweise mit der Basisplatte 2 fest verbunden ist, wobei dieser Block 50 auf die durchbrochene Platte 6 aufgegossen ist.
  • Dieser Block 50 aus Elastomer begrenzt die Durchfederungswege der ersten Armatur 1 in Richtung der Basisplatte 2 parallel zur Vibrationshauptrichtung Z.
  • Auf diese Weise wird die Anwesenheit eines vorgesehenen Wulstes auf der Oberfläche 4&sub2; des Elastomerkörpers vermieden, die die Arbeitskammer A begrenzt, wobei dieser Wulst 10 die Effektivität des vibrationsdämpfenden Lagers bei hoher Frequenz, insbesondere bei ca. 400 Hz, verringern würde.

Claims (3)

1. Vibrationsdämpfendes, hydraulisches Lager zum Zwischenschalten zwischen zwei starre Elemente, um Vibrationen zwischen diesen beiden Elementen im wesentlichen entlang einer Vibrafionshauptrichtung (Z) zu absorbieren, wobei dieses Lager umfaßt:
- eine erste (1) und eine zweite (2) starre Armatur, die fest mit den beiden starren, zu vereinigenden Elementen verbindbar sind, wobei die zweite Armatur (2) eine Basisplatte umfaßt, die sich bezüglich einer Hauptebene im wesentlichen senkrecht zur Vibrationshauptrichtung (Z) erstreckt,
- einen Elastomerkörper (3), der eine dicke Wand (4) aufweist, die die zwei starren Armaturen (1, 2) miteinander verbindet und die eine innere Oberfläche (4&sub2;) aufweist, die teilweise eine Arbeitskammer (A) begrenzt, wobei diese dicke Wand (4) im wesentlichen eine Glockenform auf weist, die sich entlang der Vibrationshauptrichtung (Z) zwischen einerseits einer peripheren Basis (4&sub1;), die mit der zweiten Armatur (2) fest verbunden ist, und andererseits einer Spitze erstreckt, die mit der ersten Armatur (1) fest verbunden ist, wobei der Elastomerkörper außerdem eine dünne, frei deformierbare Wand (5) aus Elastomermaterial umfaßt, die einstückig mit der dicken Wand (4) des Elastomerkörpers ausgebildet ist und die teilweise eine Kompensationskammer (B) begrenzt, die mit der Arbeitskammern (A) über einen engen Kanal (C) in Verbindung steht, wobei die beiden Kammern (A, B) und der enge Kanal (C) mit einer Flüssigkeit befüllt sind, wobei die Basisplatte eine Lagerfläche auf weist, die abdichtend mit dem Elastomerkörper fest verbunden ist, um mit diesem die beiden Kammern und den engen Kanal zu begrenzen,
- und Anschlagmittel (50), um eine relative Verschiebung der ersten und zweiten Armatur zueinander hin parallel zur Vibrationshauptrichtung (Z) im Sinne eines Zusammendrückens der Arbeitskammer (A) derart zu begrenzen, daß ein vollständiges Zusammendrücken dieser Arbeitskammer vermeidbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagmittel (50) kein Teil aufweisen, das in das Innere der Arbeitskammer von der inneren Oberfläche (4&sub2;) der dicken Wand des Elastomerkörpers ragt, wobei die erste Armatur (1) ein verlängertes Bauteil aufweist, das sich entlang einer Achse (X) senkrecht zur Vibrationshauptrichtung (Z) erstreckt, wobei die Basisplatte (2) im Hinblick auf einen entsprechenden Bereich (1a) der ersten Armatur (1) einen Bereich (2a) aufweist, der von der Arbeitskammer (A) oder der Kompensationskammer (B) nicht eingeschlossen ist, und wobei die Anschlagmittel ein Anschlagbauteil (50) umfassen, das zwischen diesen beiden Bereichen (1a, 2a) der Basisplatte und der ersten Armatur eingefügt ist, um den Durchfederungsweg der ersten Armatur (1) in Richtung der Basisplatte (2) entlang der Vibrationshauptrichtung (Z) zu begrenzen, wobei das Anschlagbauteil (50) einen Block aus Elastomermaterial aufweist, der zu dem Elastomerkörper (3) gehört und einstückig mit diesem ausgebildet ist, und wobei dieser Block (50) aus Elastomermaterial fest mit der Basisplatte (2) verbunden ist.
2. Vibrationsdämpfendes, hydraulisches Lager nach Anspruch 1, in dem die Arbeitskammer (A) und die Kompensationskammer (B) auf nicht- konzentrische Weise auf der Stützfläche der Basisplatte (2) nebeneinander angeordnet sind.
3. Vibrationsdämpfendes, hydraulisches Lager nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, in dem die dünne Wand (5) aus Elastomermaterial eine Glockenform aufweist, die sich entlang der Vibrationshauptrichtung zwischen einer peripheren Basis (5&sub1;), die mit der Basisplatte (2) fest verbunden ist, und einer freien Spitze erstreckt, wobei diese dünne Wand (5) nur durch einen Teil ihrer Basis (5&sub1;) mit der dicken Wand (4) des Elastomerkörpers verbunden ist.
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