DE69110822T2

DE69110822T2 - Stossdämpfendes Lager.

Info

Publication number: DE69110822T2
Application number: DE69110822T
Authority: DE
Inventors: Bradley G Hampton; Richard D Hein
Original assignee: Gencorp Inc
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Priority date: 1990-10-01
Filing date: 1991-10-01
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: CA2041796A1; EP0479548B1; KR940008001B1; US5131638A; EP0479548A1; DE69110822D1; JPH0712168A; CA2041796C; KR920007846A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft stoßdämpfende Lagerungen bzw. Träger, bei denen elastische Elastomerkissen eingesetzt werden, insbesondere Lagerungen bzw. Träger, die dazu geeignet sind, zwischen einem Stoßdämpfer und einem Autorahmen angeordnet zu werden.
Zwei wichtige Parameter zum Konstruieren einer solchen Lagerung sind I) eine geringe axiale Stoßdämpfungsrate, um Geräusche und Vibrationen einzudämmen bzw. zu kontrollieren, die in den Fahrgastraum eindringen, und II) eine hohe radiale Stoßdämpfungsrate, um für bessere Handhabung des Fahrzeugs zu sorgen. Die Erfindung wurde in Hinblick mit dieser Absicht entwickelt.
Was den Stand der Technik betrifft, beschreibt die GB-A-2140123 eine Ausgleichsvorrichtung für ein Gelenk zwischen einer Fahrzeugstabilisatorstange und einer Vorderradspursteuerung. Ein Paar ringförmiger Vibrationsisolatoren aus Gummi wird zwischen Innen- und Außenhülsen gehalten, wobei die Innenhülsen an das Ende der Stabilisatorstange geklemmt sind, die aneinander anliegen. Die Außenhülsen sind axial kurze Ringe mit gewinkeltem Abschnitt, die über die Kanten der Öffnung im Armlenker am Drehstabstabilisator passen, um die Gummistücke axial anzuordnen. Der Gummi der Stücke erstreckt sich axial über diese Metallaußenringe hinaus, um von beiden Seiten einen ringförmigen Metallflansch zu berühren, der sich um die Öffnung im Armlenker hinein erstreckt.
Die GB-A-2008714 beschreibt ein Vibrationen dämpfendes Paßstück zur Verbindung zwischen einem Fahrzeugkörper und Radarmlenker, um Übersteuerung zu korrigieren. Die Vorrichtung weist ein Paar ringförmiger Gummielemente auf, die jeweils zwischen Innen- und Außenhülsen gehalten werden. Die Außenhülsen berühren einander direkt. Die Gummielemente sind mit asymmetrischen Endausnehmungen ausgebildet, sodaß eine relative axiale Verschiebung tendenziell eine relative radiale Bewegung zwischen den Innen- und Außenelementen erzeugt.
Die DE-A-1525131 beschreibt eine Vibrationen dämpfende Laufbuchse, die zwei Paßstücke umfaßt, die Ende-an-Ende an das Ende einer Metallbolzenbefestigung geklemmt sind, wobei jedes Paßstück eine lange Innenmetallhülse und einen kurzen Außenmetallring an einem Ende aufweist; der Ring soll für axiale Anordnung an den Rändern einer umgebenden Gehäusebüchse sorgen. Die aneinander anliegenden Enden der beiden Elastomerabschnitte sind durch Vorpressen der Gummielemente aneinandergepreßt.
Die vorliegende Erfindung stellt eine(n) stoßdämpfende(n) Lagerung bzw. Träger zur Dämpfung von Stößen zwischen einem Stoßdämpfer und einem hohlen zylindrischen Gehäuse eines Autorahmens bereit, wobei das Gehäuse eine zylindrische Metallseitenwand und ein erstes und zweites offenes Ende aufweist, wobei die Lagerung ein erstes und zweites elastisches Paßstück umfaßt, die in konzentrischer Ende-an-Ende- Beziehung im zylindrischen Gehäuse angeordnet sind, wobei jedes der elastischen Paßstücke aufweist:
eine zylindrische Metallinnenhülse, die so befestigt ist, daß sie sich mit dem Stoßdämpfer bewegt, eine zylindrische Metallaußenhülse, die um die Innenhülse herum angeordnet und in das zylindrische Gehäuse gegen dessen Seitenwand eingepaßt ist, und ein ringförmiger Elastomereinsatz sich zwischen innerer und äußerer Hülse erstreckt;
wobei die inneren Enden der Innenhülsen des ersten und zweiten elastischen Paßstücks axial aneinander anliegen;
wobei die äußeren, distalen Enden der Außenhülsen jeweilige radial nach außen gekrümmte Abschnitte aufweisen, die sich heraus erstrecken, um axial an den Peripherien der jeweiligen offenen Enden des zylindrischen Gehäuses anzugreifen, um eine axiale Bewegung der beiden elastischen Paßstücke zueinander innerhalb des zylindrischen Gehäuses zu verhindern;
wobei die inneren, einander gegenüberstehenden Endflächen der Elastomereinsätze jeweilige ringförmige Ausnehmungen aufweisen, die einander gegenüberstehen, und die äußeren distalen Enden der Elastomereinsätze Teile aufweisen, die sich nach außen krümmen, um auf den jeweiligen nach außen gekrümmten Abschnitten der jeweiligen Außenhülsen zu liegen, worin
die Innen- und Außenhülsen jedes der elastischen Paßstücke dieselbe axiale Länge wie die jeweils andere haben, die einander gegenüberstehenden Innenenden der Außenhülsen voneinander axial beabstandet sind, wobei sich die zylindrische Seitenwand des Gehäuses an jenem axialen Abstand vorbei ersteckt;
und an den einander gegen überstehenden Innenenden der elastischen Paßstücke das Elastomermaterial jedes Elastomereinsatzes nahe den Enden der korrespondierenden Innen- und Außenhülsen endet, ohne sich über sie hinaus zu erstrecken.
Die Elastomerabschnitte weisen im Vergleich zur radialen Federkonstante für die Bewegung zwischen den zwei verbundenen Abschnitten eine relativ niedrige axiale Federkonstante auf. Das wird durch die ringförmigen Ausnehmungen in den Elastomerabschnitten zum Einstellen ihrer Reaktion erreicht. Die Ausnehmungsgestaltung ist ein ringförmiger Kanal, sodaß die Kanalbasis eine Fläche mit relativ geringem Widerstand gegen axiale Biegung bildet. Die Kanalwände ergeben eine barte Reaktion, sobald die radiale Biegung ausreicht um sie zueinander zu bringen.
Ein Begrenzungsanschlag kann an einem oder beiden axialen Enden der Lagerung vorgesehen sein, um den möglichen Grad der relativen axialen Bewegung zu begrenzen. Wünschenswert umfaßt der Anschlag einen starren Teil, der an einem Elastomerteil anliegt, wobei es sich zweckmäßig um die nach außen gekrümmten Teile an den äußeren Enden der Elastomereinsätze handelt.
Jeder Elastomerabschnitt kann getrennt als Teil einer Preßpassung vorgesehen sein, der den Elastomerkreisring zwischen den starren Innen- und Außenhülsen aufweist. Die Außenhülse ist durch Preßpassung in einer äußeren Gehäusehülse befestigt, und der Innenhülsenring ist am starren Innenelement befestigt oder bildet einen Teil davon. Wegen ihrer einfachen Konstruktion lassen sich die Teile einfach zusammenbauen und relativ billig herstellen. Auch können die Teile durch Änderung der Elastomere der Einsätze oder der Hohlräume in den Einsätzen oder der geometrischen Gestalt der Metallhülsen, welche die Einsätze umgeben, auf unterschiedliche Stoßdämpfungsraten abgestimmt werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun als Beispiel erklärt, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird, in der:
Fig. 1 eine Montagezeichnung einer Stoßdämpferlagerung ist, wobei die beiden Hauptteile der Lagerung im Querschnitt gezeigt werden; und
Fig. 2 eine Explosionsansicht der Lagerung ist, welche die Teile im Querschnitt zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird eine stoßdämpfende Lagerung 5 zum Befestigen eines herkömmlichen Stoßdämpfers 6 an einem Autorahmen 7 gezeigt. Das Lager 5 umfaßt, wenn es zusammengebaut ist, wie in Fig. 1, eine Metallmontageplatte 8, die am angrenzenden Autorahmen 7 befestigt ist, wobei die Platte 8 ein vertikal angeordnetes, hohles zylindrisches Gehäuse 9 aufweist, in dem durch Preßpassung obere und untere Paßstücke 10, 11 befestigt sind, die den oberen Schaft 12 des Stoßdämpfers 6 umgeben und die dort im Gehäuse von einem Paar vertikal beabstandeter Metallunterlegscheiben 13, 14 und Sicherungsmutter 15 gehalten werden.
Die obere Prnßpassung 10 umfaßt ein Paar konzentrisch angeordneter Metallhülsen 16, 17, die durch einen elastischen, ringförmigen Einsatz 18 radial beabstandet sind, der aus jedem beliebigen geeigneten elastischen Elastomermaterial, z.B. Gummi, besteht. Das obere Ende 19 der Außenhülse 17 ist nach außen gekrümmt bzw. konisch erweitert, um auf dem angrenzenden, oberen gekrümmten Ende 20 des Gehäuses 9 aufzuliegen, um beim Zusammenbauen die Bewegung des oberen Paßstücks 10 in die Richtung des unteren Paßstücks 11 zu begrenzen. Das obere, radial äußerste Ende 21 des Gummieinsatzes 18 ist dazupassend gekrümmt, um auf dem nach außen gekrümmten Flansch 19 der äußeren Hülse 17 aufzuliegen. Eine ringförmige Gummimanschette 22, die einstückig mit dem Gummieinsatz 18 ausgebildet ist, ist auf dem Einsatz 19 und Flansch 21 ausgebildet, und ist mit einem gewellten Außenende 23 versehen, um mit der oberen Metallunterlegscheibe 13 ineinanderzugreifen, je nach den gewünschten Übergangskonstruktionsparametern zwischen der oberen Unterlegscheibe 13 und dem oberen Preßpaßstück 10. Das vertikal unterste Ende 24 des Gummieinsatzes 18 ist mit einem nach innen gerichteten, ringförmigen Hohlraum 25 versehen, dessen Größe und Gestalt von den gewünschten Stoßdämpfungseigenschaften abhängen. In diesem speziellen Fall sind die Seitenwände 26, 27 des Einsatzes 18, der den ringförmigen Hohlraum 25 umgibt, zulaufend ausgebildet und werden in Richtung der oberen Manscheue 22 dicker.
Das untere Preßpaßstück 11 ist dem oberen Preßpaßstück 10 insofern in der Konstruktion ähnlich, als es ein Paar radial beabstandeter zylindrischer Innen- und Außenhülsen 30, 31 aus Metall aufweist, zwischen denen sich ein unterer Gummieinsatz 32 befindet, der ebenfalls eine gewellte äußere Gummimanschette 33 und einen ringförmigen Hohlraum 34 aufweist, der dem Hohlraum 25 des oberen Preßpaßstücks 10 gegenübersteht. Die radial innerste Seitenwand 35 des unteren Hohlraums 34 ist in diesem Fall wesentlich dicker als die radial äußerste Seitenwand 36 des unteren Hohlraums 34. Das untere Ende 37 der unteren Außenhülse 31 ist ebenfalls nach außen gekrümmt bzw. konisch erweitert, um in das benachbarte untere kreisförmige Ende 38 des Metallgehäuses 9 einzugreifen. Ebenso ist das untere Ende 40 des unteren Einsatzes 32 dazupassend gekrümmt, um gegen das Flanschende 37 der unteren Außenhülse 31 anzuliegen.
Fachleute werden feststellen, daß die oberen und unteren Preßpaßstücke 10, 11 zusammenwirken, daß sie axiale und radiale Kräfte, die gegen sie ausgeübt werden, abfangen oder dämpfen. Die Dämpfungseigenschaften dieser Paßstücke können, wie zuvor erwähnt, angepaßt werden, indem die Zusammensetzung der elastischen Einsätze variiert wird, oder indem die Größe oder Gestalt der Hohlräume in den Einsätzen variiert wird, oder indem die Konfiguration der Metallhülsen der Paßstücke variiert wird.
Somit ist eine einzigartige stoßdämpfende Lagerung beschrieben worden, die aus einem Paar Preßpaßstücken mit Gummieinsätzen besteht, die in einanderliegender Ende-an- Ende-Beziehung aneinander montiert sind. Weiters sind die Gummieinsätze mit einander gegenüberstehenden Höhlungen versehen, deren Größe und Gestalt den gewünschten Dämpfungseigenschaften entspricht.

Claims

1. Stoßdämpfende(r) Lagerung bzw. Träger zur Dämpfung von Stößen zwischen einem Stoßdämpfer (6) und einem hohlen zylindrischen Gehäuse (9) eines Autorahmens (7, 8), wobei das Gehäuse (9) eine zylindrische Metallseitenwand und ein erstes und zweites offenes Ende aufweist, wobei die Lagerung ein erstes und zweites elastisches Paßstück (10, 11) umfaßt, die in konzentrischer Ende-an-Ende-Beziehung im zylindrischen Gehäuse (9) angeordnet sind, wobei jedes der elastischen Paßstücke (10, 11) aufweist:

eine zylindrische Metallinnenhülse (16, 30), die so befestigt ist, daß sie sich mit dem Stoßdämpfer (6) bewegt, eine zylindrische Metallaußenhülse (17, 31), die um die Innenhülse herum angeordnet und in das zylindrische Gehäuse (9) gegen dessen Seitenwand eingepaßt ist, und ein ringförmiger Elastomereinsatz (18, 32) sich zwischen innerer und äußerer Hülse erstreckt;

wobei die inneren Enden der Innenhülsen (16, 30) des ersten und zweiten elastischen Paßstücks (10, 11) axial aneinander anliegen;

wobei die äußeren, distalen Enden der Außenhülsen (17, 31) jeweilige radial nach außen gekrümmte Abschnitte (19, 37) aufweisen, die sich heraus erstrecken, um axial an den Peripherien der jeweiligen offenen Enden des zylindrischen Gehäuses (9) anzugreifen, um eine axiale Bewegung der beiden elastischen Paßstücke (10, 11) zueinander innerhalb des zylindrischen Gehäuses (9) zu verhindern;

wobei die inneren, einander gegen überstehenden Endflächen der Elastomereinsätze (18, 32) jeweilige ringförmige Ausnehmungen (25, 34) aufweisen, die einander gegenüberstehen, und die äußeren distalen Enden der Elastomereinsätze (18, 32) Teile aufweisen, die sich nach außen krümmen, um auf den jeweiligen nach außen gekrümmten Abschnitten (19, 37) der jeweiligen Außenhülsen (17, 31) zu liegen, worin

die Innen- und Außenhülsen (16, 17; 30, 31) jedes der elastischen Paßstücke (10, 11) dieselbe axiale Länge wie die jeweils andere haben, die einander gegenüberstehenden Innenenden der Außenhülsen voneinander axial beabstandet sind, wobei sich die zylindrische Seitenwand des Gehäuses (9) an jenem axialen Abstand vorbei ersteckt;

und an den einander gegen überstehenden Innenenden der elastischen Paßstücke (10, 11) das Elastomermaterial jedes Elastomereinsatzes (18, 32) nahe den Enden der korrespondierenden Innen- und Außenhülsen (16, 17; 30, 31) endet, ohne sich über sie hinaus zu erstrecken.

2. Stoßdämpfende Lagerung nach Anspruch 1, worin die ringförmige Ausnehmung (25) von zumindest einem der Elastomereinsätze (18) radial gegenüberliegende Seitenwandabschnitte (26, 27) aufweist, die in die Richtung weg von der ringförmigen Ausnehmung (34) des anderen Paßstücks zusammenlaufen.

3. Stoßdämpfende Lagerung nach Anspruch 2, worin die ringförmige Ausnehmung (34) des anderen Paßstücks (11) Seitenwandabschnitte aufweist, die im wesentlichen parallel sind, mit deutlich größerer Dicke des Elastomers zwischen der parallelwandigen Höhlung (34) und der korrespondierenden Innenhülse (30) als zwischen der parallelseitigen Höhlung (34) und der korrespondierenden Außenhülse (31).

4. Stoßdämpfende Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Abschnitte des Elastomereinsatzes (18, 32), die auf den nach außen gekrümmten Abschnitten (19, 37) der Außenhülse (17, 31) liegen Umfangswellungen aufweisen.

5. Stoßdämpfende Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Elastomereinsätze aus Gummi sind.