DE69502682T2 - Verbesserungen an vibrationsdämpfenden, hydraulischen Stützen - Google Patents

Verbesserungen an vibrationsdämpfenden, hydraulischen Stützen

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf vibrationsdämpfende Lager, die dazu bestimmt sind, zum Dämpfen und Verbinden zwischen zwei starre Elemente, wie einem Fahrzeugchassis und einem Fahrzeugmotor, gesetzt zu werden, um vibrierende Bewegungen zwischen diesen beiden starren Elementen im wesentlichen entlang einer Vibrations-Hauptrichtung zu absorbieren.
  • Insbesondere ist Gegenstand der Erfindung ein vibrationdämpfendes Lager von der Art, die eine erste und eine zweite starre Armatur, die jeweils fest mit den beiden starren und zu vereinigenden Elementen verbunden werden können, und einen Elastomerkörper umfaßt, der eine dicke Wand aufweist, die die beiden starren Armaturen miteinander verbindet und teilweise eine Arbeitskammer begrenzt, wobei diese dicke Wand im wesentlichen eine Glockenform aufweist, die sich entlang der Vibrations-Hauptrichtung 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 dieser Elastomerkörper außerdem eine dünne, frei verformbare Wand umfaßt, die einstückig mit der obengenannten dicken Wand ausgebildet ist und eine Kompensationskammer teilweise begrenzt, die mit der Arbeitskammer durch einen engen Kanal verbunden ist, wobei die beiden Kammern und der enge Kanal mit einer Flüssigkeit befüllt sind, wobei die zweite Armatur eine Basisplatte aufweist, die sich bezüglich einer Hauptebene im wesentlichen senkrecht zur Vibrations- Hauptrichtung erstreckt und eine Stützfläche aufweist, die mit dem Elastomerkörper abdichtend verbunden ist, um mit diesem die beiden Kammern und den engen Kanal zu begrenzen, wobei die Basis des Elastomerkörpers einstückig mit einer flexiblen Lamelle aus Elastomermaterial ausgebildet ist, die sich von dieser Basis aus parallel zur Vibrations-Hauptrichtung in Richtung der Basisplatte erstreckt.
  • Eine solche Armatur wird z. B. in dem Dokument EP-A-0 236 199 beschrieben, wobei diese Vorrichtung mehrere bereits genannte Elastomerlamellen umfaßt, die zwischen der Arbeitskammer und der Kompensationskammer angeordnet sind.
  • Jedoch müssen diese Lamellen eine ausreichend hohe Steifigkeit aufweisen, um ihren Durchfederungsweg zu begrenzen.
  • In Folge dessen erlauben die Elastomerlamellen der obengenannten Druckschrift nicht, Vibrationen mit kleinen Amplituden und einer relativ hohen Frequenz zwischen den beiden starren Körpern wirksam zu absorbieren.
  • Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein gattungsgemäßes vibrationsdämpfendes Lager zu schaffen, das ein Klappenventil mit effektiver Entkopplung umfaßt und das nichtsdestoweniger einfach und relativ kostengünstig bleibt.
  • Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß ein gattungsgemäßes vibrationsdämpfendes hydraulisches Lager dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte eine Aufnahme in Form eines Schlitzes umfaßt, der die Lamelle auf nimmt, wobei diese Aufnahme etwas dicker als die Lamelle ausgeführt ist und eine erste und eine zweite innere Fläche umfaßt, die parallel zu der Lamelle und gegenüberliegend zu dieser angeordnet sind, wobei die erste innere Fläche wenigstens eine Öffnung aufweist, die mit der Arbeitskammer in Verbindung steht, und die zweite innere Fläche wenigstens eine Öffnung aufweist, die mit der Kompensationskammer in Verbindung steht, und wobei die Lamelle ausgelegt ist, um die eine oder die andere dieser Öffnungen in Abhängigkeit der Flüssigkeitsverlagerung zwischen der Arbeitskammer und der Kompensationskammer zu verschließen, wobei die Lamelle und die Aufnahme auf diese Weise ein Entkopplungsventil bilden. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung greift man im übrigen auf eine und/oder auf die andere der folgenden Vorrichtungen zurück:
  • - die Basisplatte umfaßt ein vorstehendes Teil, das sich in Richtung der ersten Vorrichtung parallel zur Vibrations-Hauptrichtung erstreckt, wobei die Aufnahme in Form eines Schlitzes in diesem vorstehenden Teil ausgebildet ist und wobei dieses vorstehende Teil eine Trennwand zwischen der Arbeitskammer und der Kompensationskammer bildet;
  • - die Basisplatte ist ein Formteil;
  • - die Basisplatte ist aus Aluminium realisiert;
  • - die Basisplatte ist aus Plastikmaterial realisiert;
  • - der enge Kanal ist durch eine Rille gebildet, die in der Stützfläche der Basisplatte ausgebildet ist;
  • - die dünne Wand des Elastomerkörpers weist eine Glockenform auf, wobei die Arbeits- und Kompensationskammer nebeneinander auf nicht konzentrische Weise über der Stützfläche der Basisplatte angeordnet sind.
  • Vorteile der Erfindung werden im Zuge der folgenden detaillierten Beschreibung einer der Ausführungsformen anhand der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, die in der Eigenschaft als nicht begrenzendes Beispiel gegeben wird.
  • Es zeigen:
  • - Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform entlang der Schnittlinie I-I nach Fig. 2,
  • - Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II nach Fig. 1,
  • - Fig. 3 eine Ansicht von unten auf die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 sowie
  • - Fig. 4 eine Detaillschnittansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der Schnittlinie IV-IV nach Fig. 1.
  • In den unterschiedlichen Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen identische oder ähnliche Elemente.
  • Das vibrationsdämpfende, in den Zeichnungen dargestellte Lager umfaßt zwei metallische, starre Armaturen 1 und 2, die miteinander durch einen Elastomerkörper 3 verbunden sind.
  • Die erste Armatur 1 ist in dem dargestellten Beispiel rohrförmig und weist eine Längsachse X auf. Allgemeiner kann die erste Armatur 1 eine langgestreckte, massive oder hohle Körperform aufweisen, die im Querschnitt kreisförmig oder nicht kreisförmig ist.
  • Was die zweite Armatur 2 betrifft, ist sie eine Platte, die nachfolgend Basisplatte genannt wird, die wenigstens teilweise eine allgemein plane Form aufweist und die sich parallel zur X-Achse der ersten Armatur erstreckt.
  • Der Elastomerkörper 3 ist mit der ersten Armatur 1 mittels Vulkanisierung fest verbunden. Er umfaßt im wesentlichen eine dicke Wand 4 in Form einer Glocke, die sich von einer Spitze, die mit der ersten Armatur 1 fest verbunden ist, bis zu einer peripheren Basis 4&sub1;, die mit der Basisplatte 2 fest verbunden ist, entlang einer Richtung Z erstreckt, in der wunschgemäß die vibrierenden Bewegungen zwischen den beiden Armaturen absorbiert werden. Die Richtung Z ist senkrecht zur X-Achse und zur Hauptebene der Basisplatte 2 und sie kann beispielsweise vertikal sein.
  • Die dicke Wand 4 weist einen ausreichenden Kompressionswiderstand auf, um eine Last zu tragen, mit der die erste Armatur 1 parallel zur Z-Achse beaufschlagt und die in Richtung der Basisplatte geleitet wird. Diese Last kann z. B. mehr als 15 kg sein, normalerweise noch viel höher.
  • Die periphere Basis 4&sub1; der dicken Wand ist derart dichtend mit der Basisplatte 2 verbunden, daß sie auf diese Weise eine Arbeitskammer A begrenzt. Im dargestellten Beispiel weist die Kammer A einen horizontalen rechteckigen Bereich auf, jedoch könnte sie andere Formen aufweisen, insbesondere einen horizontalen, kreisförmigen oder ovalen Bereich.
  • Im übrigen umfaßt der Elastomerkörper 3 außerdem eine dünne, flexible Wand 5, die neben der dicken Wand 4 angeordnet und mit dieser einstückig ausgebildet ist.
  • Die dünne Wand 5 weist eine Glockenform mit einer peripheren Basis 5&sub1; auf, die derart dichtend mit der Basisplatte 2 verbunden ist, daß auf diese Weise eine Kompensationskammer begrenzt wird.
  • Diese Kammer B weist in diesem dargestellten Beispiel einen horizontalen, rechteckigen Bereich auf, jedoch könnte sie eine unterschiedliche Form annehmen.
  • Vorzugsweise weisen die Wände 4 und 5 keine gemeinsamen Teile zwischen den Kammern A und B außerhalb der Verbindung zwischen ihren Basen 4&sub1; und 5&sub1; auf.
  • Die beiden Kammern A und B stehen durch einen dazwischenliegenden engen Kanal C in Verbindung, der an der Oberfläche des Elastomerkörpers 3, die gegen die Basisplatte 2 gedrückt wird, eine vertiefte Rille bildet, wobei die Ränder der Rille in dichtenden Kontakt mit der Basisplatte 2 stehen.
  • Außerdem ist in dem dargestellten Beispiel der Elastomerkörper 3 um eine gelochte Metallplatte 6 gegossen, die auf der Seite des Elastomerkörpers angeordnet ist, die mit der Basisplatte 2 in Kontakt steht. Auf diese Weise kann die Basisplatte 2 mit dem Elastomerkörper durch eine Klammer- Quetschverbindung 6a der gelochten Platte 6 über der Basisplatte 2 oder eventuell durch eine Quetschverbindung der Basisplatte 2 auf dieser gelochten Platte 6 fest verbunden werden.
  • Außerdem umfaßt die gelochte Platte 6 eine Vertiefung oder Rinne 7, die die Form des engen Kanals C mit einer großen Genauigkeit bestimmt.
  • Im übrigen umfaßt das vibrationsdämpfende Lager außerdem einen metallischen Bogen 8, der an der Basisplatte 2 starr befestigt ist. Der Bogen 8 um gibt die erste Armatur 1 und den Elastomerkörper 3 und erstreckt sich parallel zur X-Achse.
  • Im dargestellten Beispiel ist der Bogen 8 eine gebogene Platte, die den ganzen Elastomerkörper abdeckt, um ihn auf diese Weise gegen Schläge externer Gegenstände zu schützen. Dies ist vorteilhaft bei dem Maßbereich, wo die dünne Wand 5 zerbrechlich ist und wo sie neben der dicken Wand 4 angeordnet wird.
  • Der Bogen 8 umfaßt zwei laterale Verlängerungen 81, jeweils eine an jeder Seite des Elastomerkörpers 3. Jede dieser lateralen Verlängerungen bedeckt einen Teil der gelochten Platte 6, die selbst die zweite Armatur bedeckt. Außerdem werden diese drei Elemente von einer Bohrung 16 auf Höhe jeder Verlängerung 81 durchdrungen.
  • Diese Bohrungen 16 erlauben, das 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 Verspannung der Verlängerung 81 auf der Platte 6 und der zweiten Armatur 2 ergänzt wird.
  • Um mit dem Bogen 8 zusammenzuwirken, umfaßt der Elastomerkörper einen ersten Wulst 9, der sich parallel zur Z-Richtung von der ersten Armatur 1 aus in Richtung der gegenüberliegenden Basisplatte 2 erstreckt. Dieser Wulst 9 ist ausgerichtet, um an den oberen Teil des Bogens 8 zu stoßen, womit auf diese Weise eine Verschiebung der ersten Armatur beim Entfernen von der Basisplatte 2 begrenzt wird.
  • Der Elastomerkörper umfaßt außerdem zwei laterale, bezüglich der ersten Armatur 1 im wesentlichen diametral gegenüberliegende Wulste 11, 12, die ausgerichtet sind, um gegen den Bogen 8 zu stoßen, wenn die erste Armatur im wesentlichen senkrecht zur X-Achse und zur Z-Richtung verschoben wird.
  • Die Kammern A und B sowie der enge Kanal C sind mit einer Flüssigkeit befüllt. Wenn die beiden Armaturen 1 und 2 unter dem Einfluß von Vibrationsbewegungen stehen, verformt sich die dicke Wand 4 des Elastomerkörpers, was Änderungen des Arbeitskammervolumens nach sich zieht. Diese Volumenänderungen veranlassen Flüssigkeitsübertritte zwischen den Kammern A und B über den dazwischenliegenden engen Kanal C, wobei die Volumenänderungen der Arbeitskammer A durch komplementäre Änderungen der Kompensationskammer B kompensiert werden, deren dünne Wand 5 leicht verformbar ist.
  • In der Nähe einer gewissen Frequenz, die im allgemeinen unterhalb von 20 Hertz liegt und im wesentlichen von den Dimensionen des engen Kanals C und von der Dichte der sich in diesem engen Kanal bewegenden Flüssigkeit abhängt, wird in dem engen Kanal C ein Resonanzphänomen erzeugt, das in Verbindung mit den Laserverlusten in diesem engen Kanal eine starke Dämpfung der Vibrationen zwischen den beiden Armaturen 1 und 2 hervorruft.
  • Im übrigen umfaßt das vibrationsdämpfende Lager ein Entkopplungsventil zum Filtern von Vibrationen mit kleinen Amplituden, z. B. kleiner als 0,5 mm, und mit einer relativ hohen Frequenz, z. B. über 20 Hertz.
  • Dieses Entkopplungsventil ist mit einer flexiblen Lamelle 20 versehen, die einstückig mit der Basis 4&sub1; des Elastomerkörpers 3 ausgebildet ist, wobei diese Lamelle 20 in eine Aufnahme 22 eines vorstehenden Teils 21 der Basisplatte 2 eingesetzt ist.
  • Das vorstehende Teil 21 erstreckt sich parallel zur Vibrations-Hauptrichtung von der Basisplatte 2 aus in Richtung der ersten Armatur 1 und ist mit der Basis 4&sub1; der dicken Wand 4 dichtend verbunden.
  • Das vorstehende Teil 21 ist vorzugsweise einstückig mit der Basisplatte ausgebildet, welche nun vorteilhaft aus Aluminiumguß oder eventuell aus Kunststoffguß hergestellt sein kann.
  • Die Aufnahme 22 erstreckt sich parallel zur Vibrationshauptrichtung Z und weist eine Öffnung an dem Ende 21a des vorstehenden Teils 21 auf, das der ersten Armatur 1 am nächsten liegt. Dieses Ende 21a wird von dem Teil der Basis 4&sub1; bedeckt, das die Lamelle 20 umfaßt, wobei dieses Ende 21a und dieser Teil der Basis 4, fest verbunden sind und miteinander in dichtendem Kontakt stehen.
  • Die Aufnahme 22 weist eine Schlitzform mit zwei internen Hauptflächen 23, 24 auf, die parallel zu der Lamelle 20 und in Nachbarschaft zu dieser angeordnet sind, d. h. mit einem Spiel zwischen der Lamelle 20 und der Aufnahme 22, das z. B. ungefähr 0,5 mm senkrecht zur Ebene der Lamelle 20 sein kann.
  • Das vorstehende Teil 21 umfaßt zwei laterale Hauptflächen 27, 28, die parallel zur Lamelle 20 sind und jeweils mit der Arbeitskammer A und der Kompensationskammer B in Kontakt stehen sowie zwei enge Seitenflächen 29, die dichtend mit der Basis 4&sub1; der dicken Wand des Elastomerkörpers in Kontakt stehen und mit dieser Basis 4&sub1; fest verbunden sind.
  • Die Flächen 27, 28 sind jeweils mit Öffnungen 25, 26 durchsetzt, die jeweils eine Verbindung zwischen der Innenfläche 23 der Aufnahme 22 und der Arbeitskammer A bzw. zwischen der Innenfläche 24 der Aufnahme 22 und der Kompensationskammer B herstellen.
  • Wenn die erste Armatur 1 oder die Basisplatte 2 mit Vibrationen von kleinen Amplituden und relativ hoher Frequenz beaufschlagt werden, wird die Lamelle 20 selbst der Vibration ausgesetzt, und dieses Phänomen reicht aus, um den Dämpfeffekt sicherzustellen, der die Überführung der Vibrationen von der einen Armatur auf die andere verhindert.
  • Wenn die Amplitude der auf eine der Armaturen aufgebrachten Vibrationen ausreichend stark ist, damit die Lamelle 20 an die eine oder die andere interne Fläche 23, 24 der Aufnahme 22 stößt, verschließt die Lamelle 20 abwechselnd die Öffnungen 25 und 26, so daß die Flüssigkeit erzwungenermaßen in dem engen Kanal C zwischen der Arbeitskammer A und der Kompensationskammer B zirkuliert.
  • Es ist festzustellen, daß der enge Kanal eventuell realisiert werden kann, indem eine Rille an der Basisplatte 2 bei ihrem Gießen angebracht wird, so daß die oben beschriebene, in den Elastomerkörper eingearbeitete Vertiefung wegfällt.

Claims (7)

1. Vibrationsdämpfendes, hydraulisches Lager zum Zwischenschalten zwischen zwei starren Elementen, um Vibrationen zwischen diesen beiden Elementen im wesentlichen entlang einer Vibrations-Hauptrichtung (Z) zu absorbieren, wobei dieses Lager eine erste (1) und eine zweite (2) starre Armatur, die jeweils fest mit den beiden starren und zu vereinigenden Elementen verbunden werden können, und einen Elastomerkörper (3) umfaßt, der eine dicke Wand (4) aufweist, die die beiden starren Armaturen (1, 2) miteinander verbindet und teilweise eine Arbeitskammer (A) begrenzt, wobei diese dicke Wand (4) im wesentlichen eine Glockenform aufweist, die sich entlang der Vibrations-Hauptrichtung (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 dieser Elastomerkörper (3) außerdem eine dünne, frei verformbare Wand (5) umfaßt, die einstückig mit der obengenannten dicken Wand (4) ausgebildet ist und eine Kompensationskammer (B) teilweise begrenzt, die mit der Arbeitskammer (A) durch einen engen Kanal (C) verbunden ist, wobei die beiden Kammern (A, B) und der enge Kanal (C) mit einer Flüssigkeit befüllt sind, wobei die zweite Armatur (2) eine Basisplatte aufweist, die sich bezüglich einer Hauptebene im wesentlichen senkrecht zur Vibrations-Hauptrichtung (Z) erstreckt und eine Stützfläche aufweist, die mit dem Elastomerkörper abdichtend verbunden ist, um mit diesem die beiden Kammern (A, B) und den engen Kanal (C) zu begrenzen, wobei die Basis (4&sub1;) des Elastomerkörpers (3) einstückig mit einer flexiblen Lamelle (20) aus Elastomermaterial ausgebildet ist, die sich von dieser Basis aus parallel zur Vibrations-Hauptrichtung (Z) in Richtung der Basisplatte (2) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte (2) eine Aufnahme (22) in Form eines Schlitzes umfaßt, der die Lamelle (20) aufnimmt, wobei diese Aufnahme etwas dicker als die Lamelle (20) ausgeführt ist und eine erste und eine zweite innere Fläche (23, 24) umfaßt, die parallel zu der Lamelle (20) und gegenüberliegend zu dieser angeordnet sind, wobei die erste innere Fläche wenigstens eine Öffnung (25) aufweist, die mit der Arbeitskammer (A) in Verbindung steht, und die zweite innere Fläche wenigstens eine Öffnung (26) aufweist, die mit der Kompensationskammer (B) in Verbindung steht, und wobei die Lamelle (20) ausgelegt ist, um die eine oder die andere dieser Öffnungen in Abhängigkeit der Flüssigkeitsverlagerung zwischen der Arbeitskammer und der Kompensationskammer zu verschließen, wobei die Lamelle (20) und die Aufnahme (22) auf diese Weise ein Entkopplungsventil bilden.
2. Vibrationsdämpfendes, hydraulisches Lager nach Anspruch 1, in der die Basisplatte (2) ein vorstehendes Teil (21) umfaßt, das sich in Richtung der ersten Armatur (1) parallel zur Vibrations-Hauptrichtung (Z) erstreckt, wobei die Aufnahme (22) in diesem vorstehenden Teil (21) in Form eines Schlitzes ausgebildet ist, und wobei dieses vorstehende Teil eine Trennwand zwischen der Arbeitskammer (A) und der Kompensationskammer (B) bildet.
3. Vibrationsdämpfendes, hydraulisches Lager nach einem der Ansprüche 1 und 2, in der die Basisplatte ein Formteil ist.
4. Vibrationsdämpfendes, hydraulisches Lager nach Anspruch 3, in der die Basisplatte aus Aluminium ist.
5. Vibrationsdämpfendes, hydraulisches Lager nach Anspruch 3, in der die Basisplatte aus einem Kunststoffmaterial ist.
6. Vibrationsdämpfendes, hydraulisches Lager nach einem der Ansprüche 3 bis 5, in der der enge Kanal durch eine Rille in der Stützfläche der Basisplatte gebildet ist.
7. Vibrationsdämpfendes, hydraulisches Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der die dünne Wand (5) des Elastomerkörpers eine Glockenform aufweist, wobei die Arbeitskammer (A) und die Kompensationskammer (B) nebeneinander auf eine nicht konzentrische Art über der Stützfläche der Basisplatte (2) angeordnet sind.
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