DE8714241U1 - Sleeve rubber spring - Google Patents
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Description
Öie Erfindung betrifft eine Hülsengummifeder nach dem Oberbegriff Von Anspruch IiThe invention relates to a sleeve rubber spring according to the preamble of claim II
Eine solche Hülsengummifeder ist aus der DE-OS 35 31 182 bekannt* Die damit erzielte Isolierung motorerregter j hochfrequenter Schwingungen ist wenig befriedigend*Such a sleeve rubber spring is known from DE-OS 35 31 182 * The resulting isolation of motor-excited j high-frequency vibrations is not very satisfactory*
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Hülsengummifeder derart weiterzuentwickeln, daß sich bei Gewährleistung einer guten Dämpfung niederfrequente Schwingungen bis zu maxiamal 30 Hz eine verbesserte Isolierung hochfrequenter Schwingungen von wenigstens 50 Hz ergibt.The invention is based on the task of further developing such a sleeve rubber spring in such a way that, while ensuring good damping of low-frequency vibrations up to a maximum of 30 Hz, improved insulation of high-frequency vibrations of at least 50 Hz is achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteranspfüche bezug.This object is achieved according to the invention with the characterizing features of claim 1. The subclaims refer to advantageous embodiments.
Bei der erfindungsgemäßen Hülsengummifeder ist die Stirnwand durch eine membranartige Ausbildung leicht beweglich gestaltet und so dimensioniert, daß sich bei Einleitung von Schwingungen einer Frequenz von wenigstens 50 Hz keine nennenswerte Veränderung des Druckes in der Kammer ergibt-Die bei Einleitung entsprechender Schwingungen auf das Fundament übertragenen Kräfte sind daher ausgeglichen und die Schwingungen als solche hier nicht spürbar. Sie können sich daher auch nicht nachteilig in angeschlossenen Aggegraten bemerkbar machen, beispielsweise im Bereich der Innenausstattung eines Kraftfahrzeuges.In the sleeve rubber spring according to the invention, the front wall is designed to be slightly movable thanks to a membrane-like structure and is dimensioned in such a way that when vibrations with a frequency of at least 50 Hz are introduced, there is no significant change in the pressure in the chamber. The forces transferred to the foundation when corresponding vibrations are introduced are therefore balanced and the vibrations as such are not noticeable here. They therefore cannot have a detrimental effect on connected units, for example in the interior of a motor vehicle.
Schwingungen einer niedrigeren Frequenz sind demgegenüber von einer vergleichsweisen größeren Amplitude der Relativverlagerungen des Innenrohres in bezug auf das Außenrohr begleitet.In contrast, vibrations of a lower frequency are accompanied by a comparatively larger amplitude of the relative displacements of the inner tube in relation to the outer tube.
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Die Veränderung der Volumina der beiden Kammern ist dementsprechend groß und erreicht bereits bei Einleitung von Schwingungen einer Frequenz von weniger äis 30 Hz und insbesondere von Weniger als 20 Hz eine GröGencfdnung, die sieh nicht mehr unter Vermeidung eines Druckaufbaues in den Kammern durch einfache Verschiebung von deren Stirnwand drucklos kompensieren läßt· Die Folge ist eine alternative Verlagerung von Flüssigkeitsbestandteilen aus der jeweiligenThe change in the volumes of the two chambers is accordingly large and, when vibrations of a frequency of less than 30 Hz and in particular less than 20 Hz are introduced, reaches a size that can no longer be compensated for without pressure by simply moving the front wall of the chambers, avoiding a pressure build-up. The result is an alternative displacement of liquid components from the respective
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durch die beide Kammern verbindende Öffnung. Diese ist so gestaltet, daß sich hierbei eine Dispersion von Energie ergibt und insbesondere eine gute Dämpfungswirkung. Die (jff^ nung kann dementsprechend als Drosselöffnung gestaltet sein, zweckmäßiger in den meisten Fällen hingegen als Kanal, in welchem die enthaltene Flüssigkeitssäule im Bereich der zu dämpfenden Schwingungen in eine Resonanzbewegung gerät.through the opening connecting both chambers. This is designed in such a way that a dispersion of energy is achieved and in particular a good damping effect. The opening can accordingly be designed as a throttle opening, but in most cases it is more appropriate as a channel in which the liquid column contained in the area of the vibrations to be damped begins to resonate.
Zur Gewährleistung einer entsprechenden Beweglichkeit der Stirnwand soll diese im schwingungsfreien und statisch bestimmungsgemäß belasteten Zustand der Hülsengummifeder ein in axialer Richtung leicht nach außen gewölbtes Profil aufweisen. Dieses läßt sich bei Einleitung hochfrequenter Schwingungen leicht bis zum Erreichen eines halbkreisförmig gewölbten Profiles aufbauchen, ohne daß es dazu eines besonderen Kraftaufwandes bedarf. Die erzielte Isolierung entsprechender Schwingungen ist dementsprechend ausgezeichnet.To ensure the appropriate mobility of the front wall, the sleeve rubber spring should have a profile that is slightly curved outwards in the axial direction when it is free of vibrations and is statically loaded as intended. When high-frequency vibrations are introduced, this can easily be expanded to a semi-circular curved profile without the need for any special force. The resulting isolation of the corresponding vibrations is therefore excellent.
Der äußere Umriß des axial vßrlagerbaren Teils der Stirnwand kann an sich beliebig und beispielsweise kreisförmAg gestaltet sein. In Hinblick auf die Überlegung, die Stirnwand einstückig mit dem Federkörper auszubilden, hat es sich hingegen als zweckmäßig bewährt, den Umriß unter Vermeidung scharfkantiger Ecken möglichst groß zu wählen und der Stirnwand einen nierenförmigen Umriß zu geben.The outer contour of the axially displaceable part of the front wall can be designed as desired and can be circular, for example. With regard to the idea of forming the front wall as one piece with the spring body, it has proven to be expedient to choose the contour as large as possible while avoiding sharp corners and to give the front wall a kidney-shaped contour.
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In axialer Richtung isü die erfindungsgemäße Hülsengummi^ feder zweckmäßig zumindest, was die gummielastischen Teile üngeht, spiegelbildlich ausgebildet* Die betriebsbedingt eingeleiteten Kräfte werden dadurch im Bereich der beiden Stirnseiten der Hülsengummifeder von den dort angebrachten elastischen Teilen in gleicher Weise aufgefangen, was be·* triebsbedingte Verkantungsefscheinungen des Innenrohres in bezug auf das AuGenrohr weitestgehend ausschließt und es vereinfacht, die Hülsjßnnummi ffidßr in üachnpppnhfgr Weiss zu montieren» Auch können sich bei einer beiderseits übereinstimmenden Ausbildung der elastischen Teile der Hülsengummifeder gewisse Vereinfachungen hinsichtlich deren Herstellbairkeit ergeben*In the axial direction, the sleeve rubber spring according to the invention is expediently designed as a mirror image, at least as far as the elastic rubber parts are concerned. The forces introduced during operation are thus absorbed in the same way in the area of the two front sides of the sleeve rubber spring by the elastic parts attached there, which largely excludes any distortion of the inner tube in relation to the outer tube due to operation and makes it easier to assemble the sleeve rubber spring in the opposite direction. Certain simplifications in terms of their manufacturability can also result if the elastic parts of the sleeve rubber spring are designed to be the same on both sides.
In'/ allgemeinen gelangt die Hülsengummifeder in Anwendungsfällen zur Anwendung, bei denen eine gewisse statische Vorlast aufzunehmen ist. Ein solcher Anwendungsfall ist beispielsweise in bezug auf die Lagerung eines Verbrennungsmotors gegeben, und möglichst groß ausgebildete Stirnwände von nierenförmigem Umriß sollten in diesem Falle zweckmäßig im Bereich der oberen Kammer angeordnet sein. Als Folge der statischen Vorlast ergibt sich in diesem Falle ein" gewisse Abflachung des herstellungsbedingt konvex nach außen vorspringenden Profils der Stirnwände. Diese kann indessen unter Vermeidung von inneren Zugspannungen der Stirnwände von dem sie bildenden Werkstoffkörper aufgefangen werden, was für die Dauerhaltbarkeit der Hülsengummifeder von entscheidendem Vorteil ist. Zugleich ergibt sich die Möglichkeit, die axial bewegliche Stirnwand, bezogen auf die Gesant'tgröße der Hülsengummifeder, äußerst groß zu gestalten und hierdurch eine befriedigende Isolierung hochfrequenter Schwingungen zu erzielen.In general, the sleeve rubber spring is used in applications where a certain static preload must be absorbed. One such application is, for example, the bearing of an internal combustion engine, and in this case, end walls with a kidney-shaped outline that are as large as possible should be arranged in the area of the upper chamber. As a result of the static preload, there is a certain flattening of the profile of the end walls, which protrudes convexly outwards due to the manufacturing process. This can, however, be absorbed by the material body that forms them, avoiding internal tensile stresses in the end walls, which is a decisive advantage for the durability of the sleeve rubber spring. At the same time, it is possible to make the axially movable end wall extremely large in relation to the overall size of the sleeve rubber spring, thereby achieving satisfactory isolation of high-frequency vibrations.
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Der Geüfi/istftrir1 dfu1 Vitfiiegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anläge beigefügten Zeichnung weiter erläutert* Es zeigen i The invention is explained in more detail below with reference to the attached drawing.
Figur 1 eine Hülsengummifeder der erfindungsgemäßen Art in längsgeschnittenem j umbelasteten Zustand»Figure 1 shows a sleeve rubber spring of the type according to the invention in longitudinally sectioned j unloaded state»
Figur Z die Hülsengummifeder g^emä'Q Figur 1 in quergeschnitfeener Darstellung sntlsrig dsr EbcSiG A = A·Figure Z shows the sleeve rubber spring according to Figure 1 in cross-sectional view along the EbcSiG A = A·
Figur 3 die in Figur 1 gezeigte Hülsengummifeder in einer Seitenansicht.Figure 3 shows the sleeve rubber spring shown in Figure 1 in a side view.
Die in Figur 1 gezeigte Hülsengummifeder umfaßt das AuQehrohr 1 und das Innenrohr 2, die durch einen Federkörper 3 aus gummielastischem Werkstoff aufeinander abgestützt sind. Der Federkörper 3 weist zwei in Richtung der eingeleiteten Schwingungen hintereinanderliegende Kammern 4, 5 auf, die durch eine Öffnung 6 untereinander verbunden und mit Flüssigkeit gefüllt sind, beispielsweise mit einem Gemisch aus Glykol und Wasser.The sleeve rubber spring shown in Figure 1 comprises the outer tube 1 and the inner tube 2, which are supported on one another by a spring body 3 made of rubber-elastic material. The spring body 3 has two chambers 4, 5 lying one behind the other in the direction of the introduced vibrations, which are connected to one another by an opening 6 and filled with liquid, for example with a mixture of glycol and water.
Die obere Kammer 4 ist in axialer Richtung beiderseits durch einstückig mit dem Federkörper 3 ausgebildete, axial verschiebbare Stirnwände 7 begrenzt. Diese sind durch eine membranartige Ausbildung leicht beweglich gestaltet und so dimensioniert, üsß sich bei Einleitung von Schwingungen einer Frequenz von wenigstens 50 Hz keine nennenswerte Veränderung des Druckes in den Kammern h, 5 ergibt.The upper chamber 4 is delimited in the axial direction on both sides by axially displaceable end walls 7 which are formed integrally with the spring body 3. These are designed to be easily movable due to a membrane-like construction and are dimensioned in such a way that no significant change in the pressure in the chambers h, 5 occurs when vibrations with a frequency of at least 50 Hz are introduced.
Werden demgegenüber in die gezeigte Hülsengummifeder Schwingungen einer Frequenz von weniger als 50 Hz und insbesondere einer Frequenz von weniger als 30 Hz eingeleitet, ce .. wird die Verformbarkeitsgrenze der Stirnwände 7 überschritten und es ergibt sich ein Differenzdruck zwischen den Kammern 4,If, on the other hand, vibrations of a frequency of less than 50 Hz and in particular a frequency of less than 30 Hz are introduced into the sleeve rubber spring shown, ce .. the deformability limit of the end walls 7 is exceeded and a differential pressure arises between the chambers 4,
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Dieser führt zur Hindurchpressung von Flüssigkeitsbestand-This leads to the pressing through of liquid components
teilen durch die kanalartig ausgebildeten Öffnungen 6, wasthrough the channel-like openings 6, which
mit einer großen Dämpfungswirkung verbunden ist. Rssonanz-is associated with a large damping effect. Rsonance-
überhchungen des auf der Hülsengummifeder gelagerten MotorsOverloads of the motor mounted on the sleeve rubber spring
werden hierdurch wirksam unterdrückt.are thereby effectively suppressed.
Figur 2 zeigt die vorstehend beschriebene Hüisengummifeder In quergeschnittener Darstellung. Es ist zu ersehen, daß die die beiden Kammern 4, 5 verbindende Öffnung 6 kanalartig ausgebildet ist. Der Querschnitt ist dabei so bemessen, daß die enthaltene Flüssigkeitssäule bei Einleitung von Schwingungen einer Frequenz von 5 bis 20 Hz in eine Resonanzbewegung gerät. Hierdurch ergibt sich eine gute Dämpfungswirkung in bezug auf die Einleitung entsprechender Schwingungen.Figure 2 shows the above-described rubber sleeve spring in cross-section. It can be seen that the opening 6 connecting the two chambers 4, 5 is designed like a channel. The cross-section is dimensioned such that the liquid column contained therein begins to resonate when vibrations of a frequency of 5 to 20 Hz are introduced. This results in a good damping effect in relation to the introduction of corresponding vibrations.
Figur 3 zeigt die vorstehend beschriebene Hülsengummifeder in einer seitlichen Ansicht. Es ist zu ersehen, daß die Stirnwand 7 bei einem im wesentlichen nierenförmigen Umriß und einer im wesentlichen konzentrischen Zuordnung in der Zwischenzone zwischen dem Außenrohr 1 und dem Innenrohr 2 angeordnet ist. Die von der Umrißlinie umschlossene Fläche ist dementsprechend groß und erübrigt die Verwendung von Verstärkungseinlagen in der Stirnwand. Diese kann einstückig mit dem Federkörper 3 erzeugt werden und dementsprechend auf eine besonders wirtschaftliche Weise.Figure 3 shows the sleeve rubber spring described above in a side view. It can be seen that the front wall 7 is arranged with a substantially kidney-shaped outline and a substantially concentric arrangement in the intermediate zone between the outer tube 1 and the inner tube 2. The area enclosed by the outline is correspondingly large and eliminates the need for reinforcing inserts in the front wall. This can be produced in one piece with the spring body 3 and accordingly in a particularly economical manner.
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