DE10146154B4

DE10146154B4 - Hydraulisch dämpfende Buchse

Info

Publication number: DE10146154B4
Application number: DE2001146154
Authority: DE
Inventors: Arndt Graeve; Eric Eisel
Original assignee: Trelleborg Automotive Technical Centre GmbH
Current assignee: Trelleborg Automotive Germany GmbH
Priority date: 2001-09-19
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2021-09-20
Also published as: DE10146154A1; WO2003025419A1

Abstract

Hydraulisch dämpfende Buchse (10) mit einem äußeren Lagerteil (11) und einem inneren Lagerteil (12), die durch einen Federkörper (25b) aus einem elastomeren Material gegeneinander abgestürzt sind, wobei der Federkörper (25b) mindestens eine Arbeitskammer (26) begrenzt, die mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt ist und über einen Dämpfungskanal (19) mit mindestens einer Ausgleichskammer (27a, 27b) verbunden ist, und mit einer zwischen der Arbeitskammer (26) und der Ausgleichskammer (27a, 27b) angeordneten Membran (24a, 24b), die beidseits durch die hydraulische Flüssigkeit beaufschlagt ist, wobei die Arbeitskammer (26) und die Ausgleichskammer (27a, 27b) in Axialrichtung versetzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (24a, 24b) als eine sich in Radialrichtung und in einem Umfangssegment der Buchse (10) erstreckende Entkopplungsmembran (24a, 24b) ausgebildet ist, und dass ein Entkopplungskäfig (22a, 22b) zur Aufnahme der Entkopplungsmembran (24a, 24b) vorgesehen ist, der sich segmentartig in Umfangsrichtung erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch dämpfende Buchse mit einem äußeren Lagerteil und einem inneren Lagerteil, die durch einen Federkörper aus einem elastischen Material gegeneinander abgestützt sind, wobei der Federkörper mindestens eine Arbeitskammer begrenzt, die mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt ist und über einen Dämpfungskanal mit mindestens einer Ausgleichskammer verbunden ist, und mit einer zwischen der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer angeordneten Entkopplungsmembran, die beidseitig durch die hydraulische Flüssigkeit beaufschlagt ist.

Eine derartige hydraulische Buchse ist aus der EP 0 600 358 B1 bekannt. Die bekannte Buchse weist eine obenliegende Kammer und eine untenliegende Kammer auf, die jeweils mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllt sind. Die beiden Kammern sind durch einen am Außenumfang der Buchse verlaufenden Dämpfungskanal miteinander verbunden. Weiterhin verbindet ein Ringraum die beiden Kammern, in dem eine Entkopplungseinrichtung vorgesehen ist. Die Entkopplungseinrichtung weist einen in den Ringraum eingebrachten Einsatz auf, der eine beidseits mit der hydraulischen Flüssigkeit beaufschlagte Entkopplungsmembran aufnimmt.

Hydraulisch dämpfende Buchsen sind ferner in der DE 695 02 682 T2 und in der gattungsbildenden DE 197 13 003 A1 beschrieben. Letztere offenbart eine hydraulisch dämpfende Buchse mit einem äußeren Lagerteil und einem inneren Lagerteil, welche durch einen Federkörper aus einem Elastomer-Material gegeneinander abgestützt sind. Dieser Federkörper begrenzt eine Arbeitskammer, die mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt und über einen Dämpfungskanal mit einer Ausgleichskammer verbunden ist. Zwischen der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer ist eine Membran angeordnet. Im Bereich des inneren Lagerteils erstreckt sich diese Membran in Radialrichtung, im übrigen Bereich verläuft diese Membran in Axialrichtung und zwar koaxial zum inneren Lagerteil. Aufgrund der Ausgestaltung dieser Membran ist jedoch nur eine sehr eingeschränkte Entkopplungswirkung erzielbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulisch dämpfende Buchse der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß eine Entkopplungswirkung bis zu hohen Frequenzen ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine hydraulisch dämpfende Buchse gemäß den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer werden einerseits eine relativ große Entkopplerfläche sowie andererseits ein kurzer Entkopplungskanal erzielt. Beide Maßnahmen tragen dazu bei, daß eine Entkopplungswirkung bei kleinen Amplituden bis zu hohen Frequenzen erreicht wird. Hierdurch wird eine geringe dynamische Steifigkeit der erfindungsgemäßen Buchse erhalten. Bei der genannten Anordnung erstreckt sich die Entkopplungsmembran in einem Umfangssegment, wodurch sich eine große Entkopplerfläche ergibt.

Weiterhin sind die Arbeitskammer und die Ausgleichskammer nebeneinander angeordnet, was zu einem kurzen Entkopplerkanal führt.

Vorteilhaft ist das innere Lagerteil gegenüber dem äußeren Lagerteil exzentrisch angeordnet, wodurch sich bei gleich bleibendem Bauraum eine weitere Vergrößerung der Entkopplerfläche ergibt.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist ein hohlzylinderförmiger Buchsenkäfig vorgesehen, der radial abragende, eine Außenhülse abstützende Stirnwände aufweist. An der Innenwandung des Buchsenkäfigs ist der Federkörper anvulkanisiert, der das innere Lagerteil abstützt.

Vorteilhaft ist ein Kunststoffeinsatz vorgesehen, der einen Entkopplungskäfig zur Aufnahme der Entkopplungsmembran aufweist.

Der Kunststoffeinsatz erstreckt sich vorteilhaft segmentartig in Umfangsrichtung und ist in einer am Buchsenkäfig vorgesehenen Aussparung aufgenommen.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Entkopplungskäfig durch beabstandete radial abragende Streben gebildet. Hierbei begrenzen die in Axialrichtung mit Abstand zueinander angeordneten Streben die Auslenkung der Entkopplungsmembran.

Vorteilhaft sind an dem Kunststoffeinsatz der Ein- und Auslaß des Dämpfungskanals und/oder die Umlenkung des Dämpfungskanals vorgesehen.

Durch unterschiedliche Kunststoffeinsätze können in einfacher Weise die Dämpfungseigenschaften der erfindungsgemäßen Buchse variiert werden.

Vorteilhaft ist der Dämpfungskanal am Außenumfang des Buchsenkäfigs einvulkanisiert. Hierbei weist der Dämpfungskanal durch seine Anordnung am Außenumfang des Buchsenkäfigs eine relativ große Länge auf.

Die Entkopplungsmembran kann in einfacher Weise dadurch erhalten werden, daß sie am Federkörper anvulkanisiert ist. Hierdurch wird die Herstellung besonders einfach und kostengünstig.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist die Ausgleichskammer eine Ausgleichskappe auf, die mit einem Wellenprofil ausgebildet ist. Hierdurch wird eine hohe Nachgiebigkeit der Ausgleichskappen erzielt.

Vorteilhaft weist die Stirnwand des Buchsenkäfigs eine Öffnung auf, die von der Ausgleichskappe abgedeckt wird.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Buchse kann vorteilhaft dadurch erfolgen, daß ein einteiliger Vulkanisatkörper vorgesehen ist, an dem der Federkörper und/oder der Dämpfungskanal und/oder die Entkopplungsmembran und/oder die Ausgleichskappe ausgebildet ist.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind zwei Ausgleichskammern vorgesehen, die an gegenüberliegen Enden der Arbeitskammer angeordnet sind. Vorteilhaft sind hierbei an dem Federkörper 2 sich in Umfangsrichtung erstreckende und radial abragende Entkopplungsmembranen vorgesehen, die in jeweils einem zugeordneten, an dem Kunststoffeinsatz vorgesehenen Entkopplungskäfig aufgenommen sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt ist. Hierbei zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulisch dämpfenden Buchse, jedoch ohne Außenhülse;
2 eine perspektivische Ansicht des inneren Lagerteiles, des Buchsenkäfigs und des Kunststoffeinsatzes der Buchse gemäß 1 vor dem Einbringen des Vulkanisatkörpers;
3 einen Vertikalschnitt in Axialrichtung; und
4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in 3.
Aus den 1 und 2, die jeweils perspektivische Darstellungen zeigen, ist der prinzipielle Aufbau der hydraulisch dämpfenden Buchse 10 besonders gut ersichtlich. Die Buchse 10 weist ein inneres metallisches Lagerteil 12 auf, das in einer Innenöffnung eines hohlzylinderförmigen Buchsenkäfigs 13 aufgenommen ist. Der Buchsenkäfig 13 besitzt einen hohlzylinderförmigen Grundkörper 15, von dem randseitig Stirnwände 14a, 14b abragen.
Der Buchsenkäfig 13 weist an seinem Grundkörper 15 eine in Umfangsrichtung verlaufende Aussparung 16 auf. An den sich gegenüberliegenden Stirnwänden 14a, 14b sind ebenfalls in Umfangsrichtung verlaufende Öffnungen 17 vorgesehen.
Wie aus 2 ersichtlich ist, wird im Bereich der Aussparung 16 ein Kunststoffeinsatz 18 zwischen den Stirnwänden 14a, 14b aufgenommen. Der Kunststoffeinsatz 18 weist zwei in Axialrichtung versetzt zueinander angeordnete Entkopplungskäfige 22a, 22b auf, in die jeweils eine Entkopplungsmembran 24a, 24b einragt. Die Entkopplungskäfige 22a, 22b werden durch in Axialrichtung beabstandete Streben 23 gebildet, die den Axialausschlag der Entkopplungsmembranen 24a, 24b begrenzen.
Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, weist die Buchse 10 einen einteilig ausgebildeten Vulkanisationskörper (bzw. Vulkanisatkörper) 25 auf, der einen Ringkörper 25a umfaßt, der am Außenumfang des Buchsenkäfigs 13 aufgebracht ist. Weiterhin weist der Vulkanisationskörper 25 einen Federkörper 25b auf, der das innere Lagerteil 12 an der Innenwand 30 des Buchsenkäfigs 13 abstützt.
Der Federkörper 25b begrenzt eine Arbeitskammer 26, die über einen Dämpfungskanal 19 mit zwei Ausgleichskammern 27a, 27b verbunden ist. In den Kammern 26, 27a, 27b ist eine hydraulische Flüssigkeit aufgenommen. Der Dämpfungskanal 19, der, wie aus 3 ersichtlich ist, mehrere Windungen aufweist, ist in den Ringkörper 25a eingeformt. Die außenliegende Seite des Dämpfungskanals 19 wird durch ein buchsenförmiges äußeres Lagerteil 11 verschlossen, das sich an den Stirnwänden 14a, 14b des Buchsenkäfigs 13 abstützt.
Die Ausgleichskammern 27a, 27b sind koaxial zur Arbeitskammer 26 an deren Endbereichen gegenüberliegend angeordnet. An ihrem Außenumfang sind die Arbeitskammer 26 und die Ausgleichskammern 27a, 27b durch die Innenwandung des Kunststoffeinsatzes 18 begrenzt. Zwischen der Arbeitskammer 26 und den Ausgleichskammern 27a, 27b ist jeweils ein Entkopplungskäfig 22a, 22b angeordnet, der durch radial abragende Streben 23 des Kunststoffeinsatzes 18 gebildet wird.
Von dem Federkörper 25b ragen in Radialrichtung Entkopplungsmembranen 24a, 24b ab, die sich über einen Teilbereich des Außenumfanges des Buchsenkäfigs 13 erstrecken. Der Endbereich der Entkopp lungsmembranen 24a, 24b ist in einer zugeordneten Nut 31 aufgenommen, die an dem Kunststoffeinsatz 18 eingeformt ist.
Die Ausgleichskammern 27a, 27b weisen jeweils Ausgleichskappen 28a, 28b auf, die mit einem Wellenprofil 19 ausgebildet sind. Die Ausgleichskappen 28a, 28b sind einteilig mit dem Vulkanisatkörper 25 verbunden und decken die Öffnungen 17 in den Stirnwänden 14a, 14b des Buchsenkäfigs 13 ab. Durch das Wellenprofil 29 weisen die Ausgleichskappen 28a, 28b eine weiche Charakteristik auf.
Wie aus 4 hervorgeht, die einen Schnitt längs der Linie IV-IV in 3 zeigt, ist das innere Lagerteil 12 gegenüber dem Buchsenteil 13 exzentrisch angeordnet. Hierdurch wird eine weitere Vergrößerung der Fläche der Entkopplungsmembranen 24a, 24b bewirkt. Ebenfalls ist aus 4 ersichtlich, daß die Streben 23, die die Entkopplungskäfige 22a, 22b begrenzen, in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnet sind.
Die vorstehend beschriebene konstruktive Ausgestaltung der Buchse 10 bewirkt, daß eine Entkopplung bis zu hohen Frequenzen erreicht wird. Hierzu trägt einerseits die große Fläche der sich in Umfangsrichtung und in Radialrichtung erstreckenden Entkopplungsmembranen 24a, 24b bei und andererseits die kurzen Entkopplungskanäle 33, die durch die Anordnung der Ausgleichskammern 27a, 27b an den Endbereichen der Arbeitskammer 26 erreicht wird.
Darüber hinaus weist der Dämpfungskanal 19, der mit mehreren Windungen am Außenumfang der Buchse 10 in den Ringkörper 25a einge formt ist, eine große Länge auf. Hierdurch wird eine hohe Dämpfungswirkung erzielt.
Schließlich ist die erfindungsgemäße Buchse 10 durch den einteiligen Vulkanisationskörper 25 in einfacher Weise herstellbar.

Claims

Hydraulisch dämpfende Buchse (10) mit einem äußeren Lagerteil (11) und einem inneren Lagerteil (12), die durch einen Federkörper (25b) aus einem elastomeren Material gegeneinander abgestürzt sind, wobei der Federkörper (25b) mindestens eine Arbeitskammer (26) begrenzt, die mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt ist und über einen Dämpfungskanal (19) mit mindestens einer Ausgleichskammer (27a, 27b) verbunden ist, und mit einer zwischen der Arbeitskammer (26) und der Ausgleichskammer (27a, 27b) angeordneten Membran (24a, 24b), die beidseits durch die hydraulische Flüssigkeit beaufschlagt ist, wobei die Arbeitskammer (26) und die Ausgleichskammer (27a, 27b) in Axialrichtung versetzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (24a, 24b) als eine sich in Radialrichtung und in einem Umfangssegment der Buchse (10) erstreckende Entkopplungsmembran (24a, 24b) ausgebildet ist, und dass ein Entkopplungskäfig (22a, 22b) zur Aufnahme der Entkopplungsmembran (24a, 24b) vorgesehen ist, der sich segmentartig in Umfangsrichtung erstreckt.
Hydraulisch dämpfende Buchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Lagerteil (12) gegenüber dem äußeren Lagerteil (11) exzentrisch angeordnet ist.
Hydraulisch dämpfende Buchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein hohlzylinderförmiger Buchsenkäfig (13) vorgesehen ist, der radial abragende, das äußere Lagerteil (11) abstützende Stirnwände (14a, 14b) aufweist.
Hydraulisch dämpfende Buchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kunststoffeinsatz (18) vorgesehen ist, der den Entkopplungskäfig (22a, 22b) zur Aufnahme der Entkopplungsmembran (24a, 24b) aufweist.
Hydraulisch dämpfende Buchse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kunststoffeinsatz (18) segmentartig in Umfangsrichtung erstreckt und in einer am Buchsenkäfig (13) vorgesehenen Aussparung (16) aufgenommen ist.
Hydraulisch dämpfende Buchse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Entkopplungskäfig (22a, 22b) durch beabstandete radial abragende Streben (23) gebildet ist.
Hydraulisch dämpfende Buchse nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kunststoffeinsatz (18) der Ein- und Auslass (20, 21) des Dämpfungskanals (19) und/oder die Umlenkung (32) des Dämpfungskanals (19) vorgesehen ist.
Hydraulisch dämpfende Buchse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskanal (19) am Außenumfang des Buchsenkäfigs (13) einvulkanisiert ist.
Hydraulisch dämpfende Buchse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplungsmembran (24a, 24b) am Federkörper (25b) anvulkanisiert ist.
Hydraulisch dämpfende Buchse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichskammer (27a, 27b) eine Ausgleichskappe (28a, 28b) aufweist, die mit einem Wellenprofil (29) ausgebildet ist.
Hydraulisch dämpfende Buchse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand (14a, 14b) des Buchsenkäfigs (13) eine Öffnung (17) aufweist, die von der Ausgleichskappe (28a, 28b) abgedeckt wird.
Hydraulisch dämpfende Buchse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein einteiliger Vulkanisatkörper (25) vorgesehen ist, an dem der Federkörper (25b) und/oder der Dämpfungskanal (19) und/oder die Entkopplungsmembran (24a, 24b) und/oder eine Ausgleichskappe (28a, 28b) ausgebildet ist.
Hydraulisch dämpfende Buchse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Ausgleichskammern (27a, 27b) vorgesehen sind, die an gegenüberliegenden Enden der Arbeitskammer (26) angeordnet sind.
Hydraulisch dämpfende Buchse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Federkörper (25b) zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende und radial abnagende Entkopplungsmembranen (24a, 24b) vorgesehen sind, die in jeweils einem zugeordneten, an einem Kunststoffeinsatz (18) vorgesehenen Entkopplungskäfig (22a, 22b) aufgenommen sind.