DE19547661C1 - Schwingungstilger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungstilger, umfassend zumindest eine Til­ germasse und zumindest ein Buchsenlager, wobei das Buchsenlager einen inne­ ren Stützkern aufweist, der von einer äußeren Stützhülse mit radialem Abstand umschlossen ist, wobei in dem durch den Abstand gebildeten Spalt ein sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckender Federkörper aus elastomerem Werkstoff angeordnet ist, der den Stützkern und die Stützhülse verbindet.

Ein solcher Schwingungstilger ist aus der DE 77 25 634 U1 bekannt. Das Lager besteht aus starren Tragteilen und einem zwischen ihnen angeordneten Gummi­ teil, wobei innerhalb des Lagers ein durch Tragteil und Gummiteil gebildeter, abgeschlossener, mit einer Öffnung versehener Luftraum vorgesehen ist. Die Öffnung ist als in die freie Atmosphäre gehender Durchgang von kapillaraktiver Enge ausgebildet.

Aus der JP 4-258 549 A ist ein Schwingungstilger bekannt, zur Isolierung hochfrequenter Schwingungen, der kompakte Abmessungen aufweisen soll. Der Schwingungstilger besteht im wesentlichen aus einem Innenrohr, das von der Tilgermasse außenseitig mit Abstand umschlossen ist, wobei in dem durch den Abstand gebildeten Spalt ein Federkörper aus elastomerem Werkstoff angeordnet ist. Der Federkörper umschließt die Tilgermasse außenumfangsseitig vollständig.

Insbesondere die Dämpfung niederfrequenter, großamplitudiger Schwingungen ist üblicherweise nur durch hochdämpfende Elastomer-Mischungen des Federkörpers möglich. Bei Verwendung hochdämpfender Elastomer-Mischungen ist demgegenüber die Isolierung höherfrequenter Schwingungen nur wenig zufriedenstellend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungstilger der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß dieser eine Funktionstrennung von Federung und Dämpfung aufweist, daß dadurch eine größere Auswahl an Elastomer-Mischungen zur Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten des An­ wendungsfalles zur Anwendung gelangen können und daß der Schwingungstil­ ger eine breitbandige Schwingungsisolierung/Schwingungsdämpfung in einem breiten Frequenzbereich aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 ge­ löst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß die Tilgermasse eine im wesent­ lichen topfförmige Ausnehmung aufweist, in der das Buchsenlager angeordnet ist, daß die Stützhülse im wesentlichen luftdicht in die Ausnehmung eingepreßt ist und daß der von der Tilgermasse und dem Buchsenlager begrenzte Hohlraum als Luftfeder ausgebildet ist. Hierbei ist von Vorteil, daß die Federung und die Dämpfung des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers je nach dem Werkstoff und der Ausgestaltung des Federkörpers sowie der Konstruktion der Luftfeder getrennt voneinander optimierbar sind. Dadurch, daß der elastomere Werkstoff primär für die Federung des Schwingungstilgers bedingt und die Dämpfung im wesentlichen durch den als Luftfeder gestalteten Hohlraum bewirkt wird, kann das Elastomer des Federkörpers derart ausgewählt werden, daß relativ klein­ amplitudige, hochfrequente Schwingungen ausgezeichnet isoliert werden kön­ nen. Die Dämpfung großamplitudiger, tieffrequenter Schwingungen wird durch das in dem Hohlraum eingeschlossene Luftvolumen der Luftfeder bewirkt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Ausneh­ mung einen in Richtung der eingeleiteten Schwingungen stufenförmig variierten Durchmesser aufweist, daß die Ausnehmung bodenförmig durch eine sackloch­ förmige Vertiefung begrenzt ist, die den Stützkern mit radialem Abstand um­ schließt und daß der Abstand als kreisringförmiger Drosselspalt ausgebildet ist.

Eine derartige Ausgestaltung des Hohlraums führt zu einer sich mit zunehmen­ dem Federweg progressiv verhärtendem Luftfeder. Bevorzugt ist die Ausneh­ mung, ausgehend vom Einbauraum der Stützhülse zweifach verringert, wobei der kleinste Durchmesser der Vertiefung nur geringfügig größer ist, als der Durchmesser des darin eintauchenden Stützkerns. Das Verhältnis von kleinstem Durchmesser der Vertiefung zu größtem Außendurchmesser des Stützkerns ist größer als 1 und beträgt bevorzugt höchstens 1,25. Bei Einleitung großamplitu­ diger tieffrequenter Schwingungen verhält sich der Schwingungstilger zunächst in Richtung der eingeleiteten Schwingungen vergleichsweise weich, wobei mit zunehmendem Federweg ein allmähliche, progressive Verhärtung einsetzt. Überfährt der Stützkern mit seiner Stirnseite den kleinsten Durchmesser der Vertiefung, kann das von der Tilgermasse und dem Stützkörper eingeschlosse­ ne, gasförmige, kompressible Medium nur noch über den kreisringförmigen Drosselspalt in Richtung Federkörper entweichen. Die eingeleiteten großampli­ tudigen niederfrequenten Schwingungen werden dadurch gedämpft.

Der Stützkern kann auf der dem Hohlraum zugewandten Seite vollständig vom elastomeren Werkstoff des Federkörpers umschlossen sein, wobei der Werkstoff auf der Stirnseite des Stützkörpers eine im wesentlichen linsenförmige Vertie­ fung aufweisen kann, die umfangsseitig durch einen kreisringförmigen An­ schlagpuffer begrenzt ist. Der Anschlagpuffer bewirkt eine zusätzliche Endla­ gendämpfung. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn ungewöhnlich großamplitudige Schwingungen stoßartig in den Tilger ein­ geleitet werden. Dies kann beispielsweise dann geschehen, wenn der Schwingungstilger in einem Kraftfahrzeug zur Anwendung gelangt, daß eine Bordsteinkante überfährt. Derartige Belastungen die während der bestimmungs­ gemäßen Verwendung des Schwingungstilgers nur sehr selten auftreten, wer­ den dadurch aufgenommen, daß zusätzlich zu der zuvor beschriebenen Dämpfung der kreisringförmige Anschlagpuffer mit dem Boden der Vertiefung in Berührung kommt, wobei eine derartige Anschlagberührung nicht schlagartig sondern vergleichsweise weich erfolgt.

Um zumindest eine nahezu vollständige Abdichtung des Hohlraums zu bewirken, bildet der elastomere Werkstoff des zwischen den Stützkern und die Stützhülse einvulkanisierten Federkörpers statisch wirkende Dichtbereiche, die beispiels­ weise die bodenseitige Stirnseite der Stützhülse überdecken und mit der die Ausnehmung begrenzenden Wandung der Tilgermasse dichtend in Eingriff sind.

Der erfindungsgemäße Schwingungstilger wird nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 weiter beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungstil­ gers in geschnittener Darstellung.

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schwingungstilgers, bei dem zwei Buchsenlager in einer Tandemanordnung zur Anwendung gelangen.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungstilgers gezeigt, der aus einer Tilgermasse 1 besteht, die durch ein Buchsenlager 2 an einem schwingenden Bauteil 16 festgelegt ist. Das Buchsen­ lager 2 umfaßt einen Stützkern 3, der vom elastomeren Werkstoff des Federkör­ pers 6 im wesentlichen allseitig umschlossen ist. Lediglich die der Ausnehmung 7 abgewandte Stirnseite 17 ist frei von elastomerem Werkstoff, um eine si­ chere, relaxationsfreie Befestigung des Schwingungstilgers am schwingenden Bauteil 16 zu gewährleisten. Der Stützkern 3 und der Federkörper 6 sind radial außenseitig von der Stützhülse 4 umschlossen, wobei der Stützkern und die Stützhülse durch den einvulkanisierten Federkörper 6 miteinander verbunden sind. Die Ausnehmung 7 der Tilgermasse 1 weist bodenseitig eine zweifach stufenförmig verringerten Außendurchmesser 10.1, 10.2, 10.3 auf, wobei der durch das Buchsenlager 2 und die Tilgermasse 1 begrenzte Hohlraum 8 als Luftfeder ausgebildet und zur Umgebung hin luftdicht abgeschlossen ist. Die Abdichtung erfolgt dadurch, daß der elastomere Werkstoff des Federkörpers 6 die Stirnseite der äußeren Stützhülse 4 gegenüber der Tilgermasse 1 abdichtet.

Im hier dargestellten Betriebszustand werden das schwingende Bauteil 16 und die Tilgermasse 1 durch die eingeleiteten Schwingungen 9 in axialer Richtung aufeinanderzubewegt, wobei die der Vertiefung 11 zugewandte Stirnseite 13 des Stützkerns 3 die Kante des geringsten Durchmessers 10.3 der Ausnehmung 7 bereits überfahren hat. Die Stirnseite 13 des Stützkerns 3 ist vom elastomeren Werkstoff des Federkörpers 6 vollständig ummantelt, wobei ein ringförmiger Anschlagpuffer 15 die linsenförmige Vertiefung 14 umfangsseitig, begrenzt und bei Extremauslenkungen mit dem Boden der Vertiefung 11 in Berührung bring bar ist. Dadurch wird eine zusätzliche Endlagendämpfung bewirkt.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungstilgers gezeigt, der quer zur Richtung eingeleiteten Schwingungen spiegelbildlich ausgebildet ist. Im Bereich der beiden Stirnseiten der Tilgermasse 1 ist jeweils eine Ausnehmungen 7 vorgesehen, die übereinstimmend ausgebil­ det sind, wobei in die Ausnehmung 7 jeweils ein identisch ausgebildetes Buch­ senlager 2 eingepreßt ist. Der in Fig. 2 gezeigte Schwingungstilger ist in Rich­ tung der eingeleiteten Schwingungen 9 doppelt wirkend.

Claims (3)

1. Schwingungstilger, umfassend zumindest eine Tilgermasse und zumindest ein Buchsenlager, wobei das Buchsenlager einen inneren Stützkern auf­ weist, der von einer äußeren Stützhülse mit radialem Abstand umschlos­ sen ist, wobei in dem durch den Abstand gebildeten Spalt ein sich im we­ sentlichen in radialer Richtung erstreckender Federkörper aus elastomerem Werkstoff angeordnet ist, der den Stützkern und die Stützhülse verbindet, dadurch gekennzeichnet daß die Tilgermasse (1) eine im wesentlichen topfförmige Ausnehmung (7) aufweist, in der das Buchsenlager (2) ange­ ordnet ist, daß die Stützhülse (4) im wesentlichen luftdicht in die Aus­ nehmung (7) eingepreßt ist und daß der von der Tilgermasse (1) und dem Buchsenlager (2) begrenzte Hohlraum (8) als Luftfeder ausgebildet ist.

2. Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (7) einen in Richtung der eingeleiteten Schwingungen (9) stufenförmig variierten Durchmesser (10.1, 10.2, 10.3) aufweist, daß die Ausnehmung (7) bodenseitig durch eine sacklochförmige Vertiefung (11) begrenzt ist, die den Stützkern (3) mit radialem Abstand umschließt und daß der Abstand als kreisringförmiger Drosselspalt (12) ausgebildet ist.

3. Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stützkern (3) auf der dem Hohlraum (8) zugewandten Seite vollständig vom elastomeren Werkstoff des Federkörpers (6) um­ schlossen ist und daß der Werkstoff auf der Stirnseite (13) des Stützkerns (3) eine im wesentlichen linsenförmige Vertiefung (14) aufweist, die um­ fangsseitig durch einen kreisringförmigen Anschlagpuffer (15) begrenzt ist.