DE7904427U1

DE7904427U1 - Hydraulisch dämpfendes Gummilager

Info

Publication number: DE7904427U1
Application number: DE19797904427
Authority: DE
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1979-02-17
Filing date: 1979-02-17
Publication date: 1979-07-12
Also published as: DE2906179A1

Description

BOGZ Gesellschaft mit beschränkter Haftung, Bogestr. 50 5208 Eitorf/Sieg

Hydraulisch dämpfendes Gummilager

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch dämpfendes Gummilager mit einer an eine metallische Stirnwand angeschlossenen Hauptkammer und einer hydraulisch mit dieser über eine Trennwand mit Drosselstelle verbundenen Nebenkammer in Form einer balgartigen Membrane aus gummielastischem Werkstoff.

Aus der DE-PS 945 899 ist eine Flüssigkeit s-HdaLfeder mit Eigendämpfung, insbesondere für Fahrzeuge, bekannt. Diese Flüssigkeit s-Hohlfeder weist eine Haupt- und Dehnungskammer auf, welche mit einem Strömungsmittel gefüllt sind und über öffnungen einer am Federungshub nicht teilnehmenden als Widerlager dienenden Zwischenwand miteinander in Verbindung stehen. Dabei stellt die Hauptkammer einen hohlen, als Energiespeicher wirkenden Federkörper aus Gummi und die Dehnungskammer eine topfförmige Membran dar. Machteilig ist, daß dies aus mehreren separat voneinander herzustellenden Gummiteilen aufgebaute hydraulisch dämpfende Gummilager bei einer weichen Einstellung der Federcharakteristik eine geringe Dämpfung aufweist. Dies beruht wesentlich auf der Form der gummielastischen Umfangswände, welche sich bei einer axialen Belastung nach außen wölben und damit keine definierte hydraulische Pumpwirkuns erzeugen können. Bei einer weichen Grundeinstellung der Federcharakteristik wird im Belastungsfall wenig Flüssigkeitsvolumen über die Drosselstelle verdrängt. Die Belastung wird durch die volumenelastische Verformung der sich nach au3en wölbenden Kammer-Umfangswände aufgefangen. In nachteiliger V/eise führt dies zu einer phasenverschobenen Reaktions-.■craf t.

In der Praxis ist es insbesondere in der Anwendung von hydraulisch dämpfenden Gummilagern an Kraftfahrzeugen erwünscht, bei weicher Pederrate gleichzeitig eine hohe Dämpfung zu erhalten. Im Gegensatz zu der rein degressiven Federcharakteristik: des Standes der Technik ist ferner eine linear bis progressiv verlaufende Federkennlinie erwünscht. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes hydraulisch dämpfendes Gummilager zu■entwickeln, welches auch bei einer vorgegebenen weichen in ihrer Kennlinie progressiv bis linear verlaufenden Federcharakteristik eine hohe Dämpfung aufweist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Kombination die gummielastische Umfangswand der Hauptkammer im Bereich zwischen Stirnwand und Trennwand äußere und innere, einander im wesentlichen parallele Begrenzungsflächen aufweist, die nach innen gewölbt ausgebildet und bei axialer Belastung volumenelastisch in den Kammerinnenraum hinein verformbar sind, daß die gummielastischen Umfangswände der Nebenkammer einstückig mit denen der Hauptkammer ausgebildet und mit der metallischen Stirnwand sowie einem anzuschließenden Widerlager verknöpft sind, und daß die Trennwand in eine Ringausnehmung der gummielastischen Wände im Übergangsbereich zwischen den Kammern fest oder axial beweglich eingeknöpft ist. Dies Gummilager ist einfach dadurch herzustellen, daß nur ein einstückig ausgebildeter Gummihohlkörper geformt werden muß, welcher ohne haftende Verbindung mit sämtlichen Metallteilen verknöpfbar ist. Eine progressive bis lineare Federrate kann mit weicher Grundcharakteristik vorgesehen werden, da eine hohe Dämpfung durch die Innenwölbung der gummielastischen Umfangswand der Hauptkammer erzielt wird.

Verschiedenen Platzverhältnissen im Einuaubereich kann ohne Abkehr von der Lehre der Erfindung dadurch Rechnung getragen werden, daß die Stirnwand klein oder groß im Vergleich zur Trennwand ausgebildet ist und folglich die nach innen gewölbte Umfangswand der Hauptkammer von oben nach unten divergent oder konvergent gebildet ist.

Eine wesentliche weitere Verbesserung des Gesamtverhaltens des Gummilagers der Erfindung wird gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt, daß die balgartig geformten gummielastischen Umfangswände der Nebenkammer beispielsweise durch Verwendung eines Abstütztopfes oder Bügels abgestützt sind. Der rein degressive Anteil einer freibeweglichen Membran als Nebenkammer an der Gesamtfederrate wird damit beseitigt. Die Einstellung einer progressiven bis linearen Charakteristik wird erleichtert. Damit ist eine gezielte Anpassung beispielsweise an das Arbeitsverhalten einer Verbrennungskraftmaschine in dem Sinne möglich, daß zunächst ein steiler progressiver Verlauf der Kennlinie erzeugt wird, bei weiterer Verformung dann ein linearer Verlauf eingestellt wird, der sich gegen Ende 'des Federweges wieder verhärtet. Hierzu ist es vorteilhaft, die balgartig geformten gummielastischen Umfangswände der Nebenkammer mit einem nach innen gewölbten Bereich zu versehen, der bei vorbestimmten axialen Belastungen bis zu einer Wölbung nach außen verformt wird, die durch fortschreitendes Anlegen der Umfangswände an der Abstützung begrenzt wird. Mit diesem Umklappeffekt einer vorgegebenen Innenwölbung in einer Außenwölbung läßt sich jede gewünschte Federrate im Arbeitsbereich beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine einstellen.

Als zusätzlicher Vorteil des hohen Anteils der axialen Federrate der Nebenkammer an der Gesamtfederrate des erfindungsgemäßen Gummilagers ergibt sich, daß die Federcharakteristik in Querrichtung oder bei kardanischer Belastung ebenfalls weich ist, was sich günstig zum Abfangen von Einbautoleranzen sowie zur Aufnahme des Anlaßschütteins von Verbrennungskraftmaschinen auswirkt.

V/eitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der Ausführungsformen eines gummielastischen Zweikammer-Motorlagers der Erfindung schematisch dargestellt sind.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein hydraulisch dämpfendes Gummilager mit einstückigem Gummihohlkörper im Schnitt,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines hydraulisch dämpfenden Gumrailagers im Schnitt,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsforra eines hydraulisch dämpfenden Gummilagers,, teilweise im Schnitt, teilweise in Ansicht und

Fig. 4 einen Gummi·-Hohlkörper für ein hydraulisch dämpfendes Gummilager, teilweise im Schnitt.

Das Gummilager 1 weist einen einteiligen Gummi-Hohlkörper 2 auf, der an seiner Oberseite zur Entformung beim Herstellungsvorgang sowie zum Einknöpfen einer Trennwand 3 ^und einer motorseitigen metallischen Stirnwand 4 mit einer Öffnung 5 versehen ist. An dieser ist zentrisch ein Schraubbolzen 6 befestigt, der zur Verbindung mit einem nicht dargestellten Motorgehäuse geeignet ist. Die metallische Stirnwand 4 besteht im wesentlichen aus zwei mit Abstand zueinander angeordneten Scheiben 7, 8, zwischen deren um- ..' gebördelten Enden der die Öffnung 5 umgebende Ringbund 9 des Gummi-Hohlkörpers 2 als Knöpfverbindung gehalten ist.

Die Trennwand 3 ist als starre, mit einer mittigen Drosselöffnung -

10 versehene Platte ausgebildet, welche in einer inneren Ringaus-' ■ nehmung 11 des Gummi-Hohlkörpers 2 gehalten ist. Die Ringausnehmuhg

11 ist in einem Übergangsbereich des Gummi-Hohlkörpers 2 zwischen den zwei Kammern angeordnet, welche durch das Einknöpfen der Trennwand ^ gebildet werden. Die obere Kammer wird nachfolgend Hauptkammer 12 genannt und weist äußere und innere, einander' im wesentlichen parallele 3egrenzungsflachen 13, 14 einer gummielastische Umfangswand 15 auf, die durch den oberen Teil des

\ Gummi-Höh Li orρers 2 gebildet ist. Kennzeichen dieser gummielastischerii

Umfangswand 15 der Hauotkammer 12 ist eine nach innen in die Kammer i

I hinein gewölbte Form, aufgrund derer sich die Umfangswand 15 bei f axialer Belastung volumenelastisch in den Kammerinnenraum hinein verformt. "Volumenelastisch" bedeutet dabei die Verformung unter Volumenveränderung, Vielehe zu einer zusätzlichen Verdrängung der in der Kammer 12 befindlichen hydraulischen Flüssigkeit durch die Drosselöffnung -iO der Trennwand 3 führt.

Durch die nach innen gewölbte Umfangswand I5 der Hauptkammer 12 wird hydraulischer Druck im Belastungsfall. erzeugt und Teilfederlast aufgenommen, welche zum Teil aus der Gummifederung und zum Teil aus dem hydraulischen Gegendruck auf die Umfangswand I5 und die starre Stirnwand 4 besteht.

Etwas unterhalb der Trennwand j5 ist im Gummi-Hohlkörper 2 eine äußere Ringausnehmung 16 ausgebildet, in die ein entsprechender Ringvorsprung eines metallischen Widerlagers I7 eingeknöpft ist, welches mit einem nicht dargestellten Motorrahmen verbindbar ist. Das Widerlager 17 endet in einem hochgezogenen Ringflansch lS, der mit dem umgebördelten Teil der Scheibe 8 der Stirnwand 4 zusammenwirkt, um die gummielastische Umfangswand 15 zu stützen.

Die zweite Kammer des Gummilagers 1 ist als Nebenkammer I9 be- ^: zeichnet. Der unterhalb der Trennwand j5 gelegene Teil des Gummihohlkörpers 2 stellt die gummielastische Umfangswand 20 der Nebenkammer 19 dar. Sie hat die Form eines dehnbaren Gummibalks, der durch hydraulischen Druck, welcher in der Hauptkammer 12 durch Einfederung derselben erzeugt wird, ausgedehnt wird und Teilfederlast aufnimmt. Zur Abstützung der gummielastischen Umfangswand ist unter dieser ein Abstütztopf 21 angeordnet, der mit seinem Rand am Widerlager I7 befestigt ist. Gestalt und Wanddicke der Nebenkammer I9 ist derart, daß in Verbindung mit dem Abstütztopf 21 ein linearer bis progressiver Verformungswiderstand erzeugt wird.

Zur Einstellung der Federrate kann der Hohlraum des Abstüfcztopfes 21 wahlweise belüftet oder geschlossen sein. Im Fall seiner Belüftung herrscht außerhalb der Umfangswand 20 nur atmosphärischer Gegendruck. Der Gegendruck im geschlossenen Zustand kann beispielsweise durch eine Vorspannung mit Stickstoff als "Gasfeder", die einen Teil der Lasten übernimmt, beeinflusst werden.

Die in Fig. 2 der Zeichnung dargestellte Ausführungsform eines Gummilagers unterscheidet sich von der obenbeschriebenen im Prinzip durch die zur Trennwand hin konvergent ausgebildete gummielastische Umfangswand 22 der Hauptkammer 25, was dadurch erzielt wird, daß der äußre Durchmesser der Stirnwand 24 dieses Gummilagers im Durchmesser größer ausgeführt ist als der vom Widerlager 25 umschlossene Trennwandbereich.

Ferner ist unterschiedlich zur vorbeschriebenen Ausführungsform, daß die Trennxvand als in einem Käfig 26 axial beweglich angeordnete Platte 26 mit einer rnittigen Drosselöffnung 27 und seitlichen Überströmkanälen 28 ausgebildet ist.

Die Ausführungsform der Fig. 3 der Zeichnung weist als Besonderheit eine balgartige Nebenkammer 29 auf, deren gumrnielastische Umfangswand mit einer Innenwölbung 30 versehen ist. Dies hat zur Folge, daß bei einer axialen Belastung die aus der Hauptkammer verdrängte hydraulische Flüssigkeit in der Nebenkammer 29 einen Innendruck aufbaut, dem sich mit zunächst hohem Widerstand die nach imsn gewölbte gummielastische Umfangswand unter Herbeiführung einer progressiven Federkennung widersetzt. Bei Erreichen des Übergangs von der Innenwölbung zur Außenwölbung wird ein vergleichsweise weiches Verhalten erzielt, welches der bekannten degressiven Kennlinie einer Membran-Nebenkammer entspricht. Bei weiter ansteigender Belastung legt sich die nun nach außen gewölbte gummielastische Umfangswand fortschreitend an den Abstütztopf 32 an, der das .Maß der Wölbung nach außen begrerit. Jede gewünschte Pederrate der Nebenkamner läßt sich damit einstellen.

Anstelle einer seitlich umlaufenden Innenwölbung ist bei der Ausführungsform der Fig. 4, welche allein einen einstückigen Gummi-Hohlkörper 33 zeigt, eine zentrische Innenwölbung 3^ vorgesehen, die gemeinsam mit einem nicht dargestellten Abstütztopf ein gleiches Verhalten mit Umklappeffekt der Federrate zeigt.

Insgesamt wird mit sämtlichen Ausführungsformen der hydraulisch dämpfenden Gummilager ein wirtschaftlich durch die Einteiligkeit des Gummi-Hohlkörpers herstellbares Motorlager ohne haftende Verbindung mit Metallteilen geschaffen, dessen Federkennlinie und Dämpfung den Forderungen der Automobilindustrie gut anpaßbar ist.

Bezugszeichenliste

1 Gummilager 28 Überströmkanal

2 Gummi-HöhIkorper 29 Nebenkammer

3 Trennwand 30 Innenwölbung

4 Stirnwand 31 Hauptkammer

5 öffnung · 32 Abstütztopf

β Bolzen 33 Gummi-Hohlkörper

7 Scheibe 34 Innenwölbung

8 Scheibe

9 Ringbund

10 Drosselöffnung

11 Ringausnehmung

s' 12 Hauptkammer

', 13 Begrenzungsfläche

14 Begrenzungsfläche

* 15 Umfangswand

f 1β Ringausnehmung

'. 17 Widerlager

18 Ringflansch ; 19 Nebenkammer

20 Umfangswand

21 Abstütztopf

22 Umfangswand

23 Hauptkammer

24 Stirnwand

25 Widerlager
20 Platte

27 Drosse&ffnung

R/hl

Claims

Ansprüche

1. Hydraulisch dämpfendes Gummilager mit einer an eine metallische Stirnwand angeschlossenen Hauptkammer und einer J^draulisch mit dieser über eine Trennwand mit Drosselstelle verbundenen Nebenkammer in Form einer balgartigen Membran aus gummielastischem Werkstoff,

dadurch gekennzeichnet* daß in Kombination die gummielastische Umfangswand (I5) der Hauptkammer (12) im Bereich zwischen Stirnwand (4) und Trennwand (^) äußere und innere, einander im wesentlichen parallele Begrenzungsflächen (13,14) aufweist, die nach innen gewölbt ausgebildet und bei axialer Belastung volumenelastisch in den Kammerinnenraum hinein verformbar sind, daß die gummielastische Umfangswand (20) der Nebenkammer (I9) einstückig mit der der Hauptkammer (12) ausgebildet und mit der metallischen Stirnwand (4) sowie einem anzuschließenden Widerlager (17) verknöpft sind, und daß die Trennwand (3) in eine Ringausnehmung (11) der gummielastischen Wände (15,20) im Übergangsbereich zwischen den Kammern fest oder axial beweglich eingeknöpft ist.

2. Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (4) klein oder groß im Vergleich zur Trennwand (3) ausgebildet ist und entsprechend die nach innen gewölbte Umfangswand (15) der Hauptkammer (12) von oben nach unten divergent oder konvergent gebildet ist.

3. Gummilager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die balgartig geformte gummielastische Umfangswand (20) der Nebenkammer (19) abgestützt ist.

4. Gummilager nach Anspruch ;?, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Umfangswand (20) der Nebenkammer (I9)durch einen Abstütztopf (21) abgestützt ist, der am Widerlager (17) befestigt ist.

5. Gummilager nach Anspruch 3 und k, dadurch gekennzeichnet, da3 der durch die Abstützung gebildete Hohlraum wahlweise belüftet oder geschlossen, insbesondere als mit Stickstoff vorgespannte Gasfeder ausgebildet ist.

6. Gummilager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die balgartig geformte gummielastische Umfangswand in der Nebenkammer (29) einen nach innen gewölbten Bereich (30) aufweist.

7. Gummilager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwölbung (J)K) in der Längsachse angeordnet ist.

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