Prestressable mounting unit with hydraulic damping

Abstract: 1. Prestressable and hydraulically damped bearing element having an outer bearing sleeve (1) and an inner part (3), held inside by an elastomer member (2), the elastomer member (2) having above and below the inner part (3) chambers (4, 5) as mechanical spring space, which chambers are filled with a hydraulic fluid and are in connection with each other via a channel (17, 18), characterized in that the bearing element has end caps (10, 11) of elastically deformable, elastomeric material, which form between themselves and the elastomer member (2a, 2b), running approximately radially from the inner part (3) to both sides, at least on one end face, the channel (17, 18), the cross-section of the channel (17, 18) being variable by load-dependent deformation of the caps (10, 11).

Description: Vorspannbares und hydraulisch gedämpftes Lagerelement Die Erfindung betrifft esn vorspannbares und hydraulisch gedäpftes Lagerelement mit einer äusseren Lagerhülse und einem von einem Elastomerkörper im Innern gehaltenen Innenteil, wobei der Elastomerkörper oberhalb und unterhalb des Innenteils Kammern als mechanischen Federungsraum aufweist, die mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt sind und über einen Kanal miteinander in Verbindung stehen. Derartige Lagerelemente, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 27 55 117 bekannt sind, sollen die Ubertragung von Körperschall und Schwingungen beispielsweise zwischen dem laufenden Motor und der Karosserie eines Kraftfahrzeuges vermindern oder verhindern. Durch die geometrische Gestaltung des mechanischen Aufbaus sind diese Lager im allgemeinen bei kleinen Schwingungsamplituden weich, während sie grosse Schwingungsamplituden progressiv begrenzen sollen. Darüber hinaus ist es aus der DE-PS 28 41 595 bekannt, die Aussparungen für den freien Federweg mit einer Hydraulikflüssigkeit zu füllen, wobei diese Aussparungen über entsprechende Kanäle im Elastomerkörper miteinander in Verbindung stehen. Dadurch kann eine vorbestimmbace Dämpfungskennung gewährleistet werden. Wegen des konstanten Querschnitts der Uberströmkanäle bei dem bekannten, zusätzlich hydraulisch gedämpften Lagerelement ist eine Xnderung des Dämpfungsverhaltens aber nur in geringen Grenzen möglich, die weitgehend unabhängig von den jeweils auftretenden Amplituden ist, Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein zusätzlich hydraulisch gedämpftes Lagerelement zu schaffen, dessen Dämpfung abhängig von der jeweils auftretenden Amplitude unterschiedlich hoch eingestellt werden kann. Ausserdem soll eine breitbandige Absenkung der dynamischen Steifigkeit im akustischen Frequenzbereich ermöglicht werden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik erfindungsgemäss vorgesehen, dass der Lagerkörper stirnseitige Kappen aus elastisch verformbarem, elastomerem Material aufweist, die zwischen sich und dem vom Innenteil angenähert radial nach beiden Seiten verlaufenden Elastomerkörper mindestens an einer Stirnseite den veränderlichen Querschnitt aufweisenden Kanal bilden. Durch diese Ausbildung der stirnseitig aufgesetzten Kappen aus einem elastisch verformbaren Material werden sich die Wandungsteile der Kappen je nach Einfederung des Lagerelementes bzw. je nach Grösse der auftretenden Amplituden unterschiedlich auswölben, so dass sich dadurch ein jeweils unterschiedlicher Kanalquerschnitt zu dem innenliegenden Elastomerkörper ergibt. Um auch eine lastabhängige Dämpfung in horizontaler Richtung zu erreichen, können zusätzlich beiderseits des Innenteils der Elastomerkörper ebenfalls axial verlaufende Kammern angeordnet sein, die mindestens zu einem der stirnseitigen Kanäle hin offen sind. Zweckmässigerweise weisen die Kappen einen äusseren und einen inneren Ring aus starrem Material auf, zwischen denen ein ringförmiges Wandungsteil aus elastomerem Material einvulkanisiert ist. Zur Erreichung einer unterschiedlichen Dämpfung ist es dabei ferner von Vorteil, wenn der elastomere Wandungsteil über seinen Umfang unterschiedlichen Querschnitt aufweist. Dabei ist es besonders zweckmässig, wenn der Wandungsteil im Bereich der unteren Kammer eine geringere Wandstärke als im übrigen Umfangsbereich aufweist. Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt in vertikaler Richtung durch das Lagerelement Fig. 2 einen Querschnitt durch das Lagerelement ent sprechend der Schnittlinie II-II nach Fig. 1 Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine der stirnseitigen Kappen entsprechend dem Schnitt nach Fig. 1, Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Lagerelement in ho rizontaler Richtung entsprechend der Schnitt linie IV-IV nach Fig. 2 und Fig. 5 einen Querschnitt durch das Lagerelement mit zu sätzlichen, bei horizontal wirkenden Kräften be aufschlagten Kammern. Wie zunächst aus Fig. 1, 2 und 4 ersichtlich ist, besteht das Lagerelement aus einer Lagerholse 1, in die ein Elastomerkörper 2 einvulkanisiert ist. Dieser Elastomerkörper 2 besteht aus schräg radial tragenden Gummistegen 2 a und 2 b, die in ihrer Mitte eine innere Lagerb hse 3 tragen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Lagerbuchse 3 einen etwa trapezförmigen äusseren Querschnitt auf, sie kann jedoch ebenso aus einem glatten Rohr bestehen. Durch die Gummistege 2 a und 2 b werden innerhalb der Lagerhülse 1 ein oberer Hohlraum 4 und ein unterer Hohlraum 5 begrenzt. Im oberen Hohlraum 4 kann dabei an die Lagerhülse 1 ein Anschlag 6 mit einem entsprechenden Gegenstück 7 auf der Lagerbuchs 3 und im unteren Hohlraum 5 ein weiterer Anschlag 8 aus elastomerem Material anvulkanisiert sein. Dieses Lagerelement ist dabei in vorgespanntem, eingebautem Zustand gezeigt; im nichtvorgespannten Zustand wUrde der Aufsatz 7 mit dem Anschlag 6 in Berührung stehen. Dieses zunächst herkömmliche Lagerelement, das auch eine andere Konfiguration - jedoch basierend auf dem gleichen Grundprinzip - aufweisen kann, ist nun zur Ausgestaltung als hydraulisch gedämpftes Lager an seinen Stirnseiten mit je einer Kappe 10 und 11 versehen, die entsprechend dem Längsschnitt nach Fig. 3 einen äusseren Ring 12 und einen dazu konzentrischen inneren Ring 13 aufweisen, zwischen denen ein ringförmiges Wandungsteil 14 aus elastomerem Material einvulkanisiert ist. Diese beiden Kappen 10 und 11 werden seitlich auf das Lagerelement aufgesetzt und über einen aussenliegenden Ring 15 und eine rohrförmige Innenbuchse 16 mit dem eigentlichen Lagerelement flüssigkeitsdicht verspannt. Die Hohlräume 4 und 5 bilden jetzt nach aussen abgeschlossene Kammern, die mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt sind und über je einen ringförmigen Kanal 17 und 18 zwischen den Kappen 10 und 11 und dem eigentlichen Lagerelement miteinander in Verbindung stehen. Bei entsprechender Belastung des Lagerelementes bzw. durch die in diese eingeleiteten Schwingungen wird die Flüssigkeit von der oberen Kammer 4 in die untere Kammer 5 und umgekehrt über die Kanäle 17 bzw. 18 verdrängt, wobei durch den Strömungswiderstand der tIberströmkanä- le 17 und 18 eine zusätzliche Dämpfung bezirk wird. Dadurch, dass bei einer Be- oder Entlastung des Lagers oder entsprechend den auftretenden Schwingungsamplituden sich die Wandungen 19 und 20 unterschiedlich auswölben oder einziehen, wird der Querschnitt der Uberströmkanäle 17 und 18 amplitudenabhängig vergrössert oder verklei-nert. Somit kann die Dämpfung des Lagers für bestimmte Amplituden kleiner und für andere grösser gestaltet werden. Dabei sind durch spezielle Ausbildungen der Kappen 10 und 11 die unterschiedlichste Möglichkeiten gegeben. So können die elastomeren Wandungsteile 19 bzw. 20 über ihren Umfang unterschiedlichen Querschnitt aufweisen, wie sich das aus den Längsschnitten nach Fig. 1 und 3 sowie Fig. 4 ergibt. Bei der dargestellten Ausführungsform, bei der die die Kammer 5 begrenzenden Wandungsteile 19 und 20 dünner ausgeführt sind als im oberen Bereich, werden diese Wandungsteile bei einem Druckaufbau in der Kammer 5 sich auch leichter auswölben können. Durch diese Gestaltung wird eine breitbandige Absenkung der dynamischen Steifigkeit des Lagers im akustischen Frequenzbereich möglich, wobei z.B. bei einer dünneren Wandung eine Absenkung der dynamischen Steifigkeit zu niedrigeren Frequenzen auftritt. Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung der Dämpfung besteht darin, dass man nur bestimmte tJberströmkanäle offenlässt, wie sich das aus dem Längsschnitt nach Fig. 4 ergibt. So können beispielsweise Uberströmkanäle 18 nur auf einer Stirnseite gebildet sein, oder aber auf einer Stirnseite bleibt nur ein Strömungskanal 17 offen, während durch entsprechende Gestaltung der Wandung, beispielsweise an der Stelle 21, das Kappenmaterial voll an den inneren Elastomerkörper anliegt. Nach dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zusätzlich in den Gummisteg 2a eine axial verlaufende Kammer 25 und in den Gummisteg 2b eine ebenfalls axial verlaufende Kammer 26 eingelassen. Diese Kammern 25 und 26 können in Form von Kreisringabschnitten oder aber auch nierenförmig ausgebildet sein. Durch die stirnseitig aufgesetzten Kappen 10 und 11 wird über die ringförmigen Kanäle 17 und 18 somit eine hydraulische Verbindung der vertikal übereinander liegenden Kammern 4 und 5 sowie der beiden horizontal zueinander liegenden Kammern 25 und 26 gebildet. Damit kann bei einer horizonta Belastung und entsprechenden Schwingungen über diese Kanäle 17 und 18 Flüssigkeit von der Kammer 25 in die Kammer 26 und umgedreht verdrängt werden. Mit der zuletzt beschriebenen Ausbildung des Lagerelementes ist es also möglich, sowohl vertikale als auch horizontale Schwingungen gezielt zu dämpfen. Insgesamt ergibt sich also ein hydraulisch gedämpftes, buchsenförmiges Lagerelement mit einem amplitudenabhängigen Kanalquerschnitt und frequenzentkoppelnden Seitenwänden, das durch einfache Gestaltungselemente eine grosse Variationsbreite bezüglich zu erreichender Dämpfung und einer breitbandigen Absenkung der dynamischen Steifigkeit aufweist.

Claims: Prestressable and hydraulically damped bearing element having an outer bearing sleeve (1) and an inner part (3), held inside by an elastomer member (2), the elastomer member (2a, 2b), running approximately radially from the inner part (3) to both sides, having above and below the inner part (3) chambers (4, 5) as mechanical spring space, which chambers are filled with a hydraulic fluid and are in connection with each other via a channel (17, 18), and the bearing element having end caps (10, 11) of elastically deformable, elastomeric material, characterized in that the caps (10, 11) form the channel (17, 18) exclusively between themselves and the elastomer member (2a, 2b) at least on one end face, the cross-section of the channel (17, 18) being variable by load-dependent deformation of the caps (10, 11). Bearing element according to Claim 1, characterized in that additional axially running chambers (25, 26) are arranged on both sides of the inner part (3) inside the elastomer member (2a, 2b), which chambers are open at least towards one of the end channels (17, 18). Bearing element according to Claim 1, characterized in that the caps (10, 11) have an outer and an inner ring (12, 13) of rigid material, between which an annular wall part (19, 20) of elastomeric material is vulcanized-in. Bearing element according to Claim 3, characterized in that the elastomeric wall part (19, 20) has a cross-section differing around its circumference. Bearing element according to Claim 4, characterized in that the wall part (19, 20) has a smaller wall thickness in the region of the lower chamber (5) than in the remaining circumferential region.

Inventors: ANDRAE RAINER DR, BITSCHKUS HORST, HOFMANN MANFRED, NELLES UWE, ANDRAE, RAINER, DR., BITSCHKUS, HORST, HOFMANN, MANFRED, NELLES, UWE, Andrä, Rainer, Dr.
Applicants: METZELER GMBH, METZELER GESELLSCHAFT MIT BESCHRAENKTER HAFTUNG
Application year: 1986
Main classification: F16F13
IPC codes: F16F13