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Title:
HYDRAULIC DAMPING SLEEVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/025419
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hydraulic damping sleeve (10), comprising an external bearing piece (11) and an internal bearing piece (12) which are supported against each other by means of a spring body (25b) made from an elastic material. The spring body (25b) defines a working chamber (26) filled with a hydraulic fluid and connected to an equalisation chamber (27a, 27b) by means of a damping channel (19). A decoupling membrane (24a, 24b) is arranged between the working chamber (26) and the equalisation chamber (27a, 27b), pressurised on both sides by the hydraulic fluid, whereby the working chamber (26) and the equalisation chamber (27a, 27b) are offset in the axial direction. According to the invention, a decoupling function, even at high frequencies may be achieved, whereby a hollow-cylindrical sleeve cage (13) is provided on which a plastic insert (18) is located which extends in segments in the circumferential direction and which comprises a decoupling cage (22a, 22b) for housing the decoupling membrane (24a, 24b), embodied such as to run in the circumferential direction and project radially.

Inventors:
Graeve, Arndt (Bismarckstrasse 1 Koblenz, 56068, DE)
Eisel, Eric (Im Stein-Reich 7 Bendorf, 56170, DE)
Application Number:
PCT/EP2002/010527
Publication Date:
March 27, 2003
Filing Date:
September 19, 2002
Export Citation:
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Assignee:
TRELLEBORG AUTOMOTIVE TECHNICAL CENTRE GMBH (Bergstrasse 63a Höhr-Grenzhausen, 56203, DE)
Graeve, Arndt (Bismarckstrasse 1 Koblenz, 56068, DE)
Eisel, Eric (Im Stein-Reich 7 Bendorf, 56170, DE)
International Classes:
F16F13/14; (IPC1-7): F16F13/14
Foreign References:
US4895353A1990-01-23
EP0600358A21994-06-08
EP0389839A21990-10-03
DE19713003A11998-10-01
EP0600358B11997-03-19
DE4111318A11991-10-10
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 10 31 August 1998 (1998-08-31)
Attorney, Agent or Firm:
Preissner, Nicolaus (FLÜGEL PREISSNER KASTEL Haimhauserstrasse 1 München, 80802, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Hydraulisch dämpfende Buchse (10) mit einem äußeren Lagerteil (11) und einem inneren Lagerteil (12), die durch einen Federkörper (25b) aus einem elastomeren Material gegeneinander abgestützt sind, wobei der Federkörper (25b) mindestens eine Arbeitskammer (26) begrenzt, die mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt ist und über einen Dämpfungskanal (19) mit mindestens einer Ausgleichs kammer (27a, 27b) verbunden ist, und mit einer zwischen der Ar beitskammer (26) und der Ausgleichskammer (27a, 27b) angeord neten Entkopplungsmembran (24a, 24b), die beidseits durch die hydraulische Flüssigkeit beaufschlagt ist, wobei die Arbeitskammer (26) und die Ausgleichskammer (27a, 27b) in Axialrichtung versetzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein hohlzylinder förmiger Buchsenkäfig (13) vorgesehen ist, an dem ein sich seg mentartig in Umfangsrichtung erstreckender Kunststoffeinsatz (18) aufgenommen ist, der einen Entkopplungskäfig (22a, 22b) zur Auf nahme der Entkopplungsmembran (24a, 24b) aufweist, die sich in Umfangsrichtung erstreckend und radial abragend ausgebildet ist.
2. Hydraulisch dämpfende Buchse nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der hohlzylinderförmige Buchsenkäfig (13) ra dial abragende, das äußere Lagerteil (11) abstützende Stirnwände (14a, 14b) aufweist.
3. Hydraulisch dämpfende Buchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entkopplungskäfig (22) durch beabstan dete radial abragende Streben (23) gebildet ist.
4. Hydraulisch dämpfende Buchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kunststoffeinsatz (18) der Einund Auslaß (20,21) des Dämpfungskanals (19) und/oder die Umlenkung (32) des Dämpfungskanals (19) vorgesehen ist.
5. Hydraulisch dämpfende Buchse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungskanal (19) am Au ßenumfang des Buchsenkäfigs (13) einvulkanisiert ist.
6. Hydraulisch dämpfende Buchse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsmembran (24a, 24b) am Federkörper (25b) anvulkanisiert ist.
7. Hydraulisch dämpfende Buchse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskammer (27a, 27b) eine Ausgleichskappe (28a, 28b) aufweist, die mit einem Wellen profil (29) ausgebildet ist.
8. Hydraulisch dämpfende Buchse nach einen der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (14a, 14b) des Buchsenkäfigs (13) eine Öffnung (17) aufweist, die von der Aus gleichskappe (28a, 28b) abgedeckt wird.
9. Hydraulisch dämpfende Buchse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein einteiliger Vulkanisatkörper (25) vorgesehen ist, an dem der Federkörper (25b) und/oder der Dämpfungskanal (19) und/oder die Entkopplungsmembran (24a, 24b) und/oder die Ausgleichskappe (28a, 28b) ausgebildet ist.
10. Hydraulisch dämpfende Buchse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ausgleichskammern (27a, 27b) vorgesehen sind, die an gegenüberliegenden Enden der Ar beitskammer (26) angeordnet sind. Hydraulisch dämpfende Buchse nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß an dem Federkörper (25b) zwei sich in Um fangsrichtung erstreckende und radial abragende Entkopplungs membranen (24a, 24b) vorgesehen sind, die in jeweils einem zuge ordneten, an dem Kunststoffeinsatz (18) vorgesehenen Entkopp lungskäfig (22a, 22b) aufgenommen sind.
Description:
HYDRAULISCH DÄMPFENDE BUCHSE Die Erfindung betrifft eine hydraulisch dämpfende Buchse mit einem äuße- ren Lagerteil und einem inneren Lagerteil, die durch einen Federkörper aus einem elastischen Material gegeneinander abgestützt sind, wobei der Federkörper mindestens eine Arbeitskammer begrenzt, die mit einer hy- draulischen Flüssigkeit gefüllt ist und über einen Dämpfungskanal mit mindestens einer Ausgleichskammer verbunden ist, und mit einer zwi- schen der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer angeordneten Ent- kopplungsmembran, die beidseitig durch die hydraulische Flüssigkeit be- aufschlag ist, wobei die Arbeitskammer und die Ausgleichskammer in Axialrichtung versetzt angeordnet sind.

Eine derartige hydraulisch dämpfende Buchse ist aus der DE 197 13 003 A1 bekannt. Die bekannte Buchse weist ein äußeres Lagerteil auf, das über einen elastischen Federkörper mit einem inneren Lagerteil verbun- den ist. Durch den Federkörper wird eine Arbeitskammer und eine Aus- gleichskammer begrenzt, die mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt und über einen Dämpfungskanal miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Kammern ist eine Entkopplungsmembran vorgesehen, die ei- nen radial innenliegenden Ringbereich aufweist, der in einer zugeordneten Aufnahme an der Innenhülse aufgenommen ist. Von dem innenliegenden Ringbereich ragt radial ein in Umfangsrichtung verlaufender Radialbereich ab, an den sich ein Axialbereich anschließt, der konzentrisch zu dem in- nenliegenden Ringbereich ausgebildet ist. Die bekannte Hydrobuchse soll

hauptsächlich zur Dämpfung in Axialrichtung eingeleiteter Schwingungen dienen. Durch die Ausgestaltung der Entkopplungsmembran liegt nur eine relativ kleine Entkopplerfläche vor.

Aus der EP 0 600 358 B1 ist eine weitere hydraulisch dämpfende Buchse bekannt, die eine obenliegende und eine unterliegende Kammer aufweist, die jeweils mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllt sind. Die beiden Kammern sind durch einen am Außenumfang der Buchse verlaufenden Dämpfungs- kanal miteinander verbunden. Weiterhin verbindet ein Ringraum die bei- den Kammern, in dem eine in Entkopplungseinrichtung vorgesehen ist.

Die Entkopplungseinrichtung weist einen in den Ringraum eingebrachten Einsatz auf, der einen beidseits mit hydraulischer Flüssigkeit beauf- schlagt Entkopplungsmembran aufnimmt. Hierbei erstreckt sich die Ent- kopplungsmembran in axialer und radialer Richtung. Durch den vorste- hend beschriebenen Aufbau ergibt sich eine relativ kleine Enkopplerfläche und andererseits ein langer Entkopplungskanal.

In der DE 41 11 318 A1 wird eine Hydrobuchse beschrieben, die ein äuße- res Lagerteil und ein inneres Lagerteil aufweist, die über einen Federkör- per miteinander verbunden sind. Der Federkörper ist an einem Buchsen- käfig anvulkanisiert. An dem Federkörper ist ein segmentartiger Kunst- stoffeinsatz angeordnet, der einen plattenförmigen in Axialrichtung ange- ordneten Entkoppler abstützt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulisch dämpfende Buchse der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß eine Ent- kopplungswirkung bis zu hohen Frequenzen erzeugt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer hydraulisch dämpfenden Buchse der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß ein

hohlzylinderförmiger Buchsenkäfig vorgesehen ist, daß an dem Buchsen- käfig ein sich segmentartig in Umfangsrichtung erstreckender Kunststof- feinsatz aufgenommen ist, der einen Entkopplungskäfig zur Aufnahme der Entkopplungsmembran aufweist, die sich in Umfangsrichtung erstreckend und radial abragend ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Arbeitskammer und der Aus- gleichskammer wird einerseits einer relativ eine große Entkopplerfläche sowie andererseits ein kurzer Entkopplungskanal erzielt. Beide Maßnah- men tragen dazu bei, daß eine Entkopplungswirkung bei kleinen Amplitu- den bis zu hohen Frequenzen erreicht wird. Hierdurch wird eine geringe dynamische Steifigkeit der erfindungsgemäßen Buchse erhalten. Bei der genannten Anordnung erstreckt sich die Entkopplungsmembran in einem Umfangssegment, wodurch sich eine große Entkopplerfläche ergibt. Wei- terhin sind die Arbeitskammer und die Ausgleichskammer nebeneinander angeordnet, was zu einem kurzen Entkopplerkanal führt. Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Buchse durch einen einfachen Auf- bau und durch eine kostengünstige Herstellung aus.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un- teransprüchen.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist ein hohlzylinderförmiger Buchsenkäfig vorgesehen, der radial abragende, das äußere Lagerteil abstützende Stirnwände aufweist. An der Innenwandung des Buchsenkäfigs ist der Fe- derkörper anvulkanisiert, der das innere Lagerteil abstützt.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Entkopplungskäfig durch beabstan- dete radial abragende Streben gebildet. Hierbei begrenzen die in Axial-

richtung mit Abstand zueinander angeordneten Streben die Auslenkung der Entkopplungsmembran.

Vorteilhaft sind an dem Kunststoffeinsatz der Ein-und Auslaß des Dämp- fungskanals und/oder die Umlenkung des Dämpfungskanals vorgesehen.

Durch unterschiedliche Kunststoffeinsätze können in einfacher Weise die Dämpfungseigenschaften der erfindungsgemäßen Buchse variiert werden.

Vorteilhaft ist der Dämpfungskanal am Außenumfang des Buchsenkäfigs einvulkanisiert. Hierbei weist der Dämpfungskanal durch seine Anordnung am Außenumfang des Buchsenkäfigs eine relativ große Länge auf.

Die Entkopplungsmembran kann in einfacher Weise dadurch erhalten werden, daß sie am Federkörper anvulkanisiert ist. Hierdurch wird die Herstellung besonders einfach und kostengünstig.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist die Ausgleichskammer eine Ausgleichskappe auf, die mit einem Wellenprofil ausgebildet ist. Hierdurch wird eine hohe Nachgiebigkeit der Ausgleichskappen erzielt.

Vorteilhaft weist die Stirnwand des Buchsenkäfigs eine Öffnung auf, die von der Ausgleichskappe abgedeckt wird.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Buchse kann vorteilhaft dadurch erfolgen, daß ein einteiliger Vulkanisatkörper vorgesehen ist, an dem der Federkörper und/oder der Dämpfungskanal und/oder die Entkopplungs- membran und/oder die Ausgleichskappe ausgebildet ist.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind zwei Aus- gleichskammern vorgesehen, die an gegenüberliegen Enden der Arbeits-

kammer angeordnet sind. Vorteilhaft sind hierbei an dem Federkörper 2 sich in Umfangsrichtung erstreckende und radial abragende Entkopp- lungsmembranen vorgesehen, die in jeweils einem zugeordneten, an dem Kunststoffeinsatz vorgesehenen Entkopplungskäfig aufgenommen sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles nä- her erläutert, das in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt ist.

Hierbei zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulisch dämpfenden Buchse, jedoch ohne Außenhülse ; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des inneren Lagerteiles, des Buchsenkäfigs und des Kunststoffeinsatzes der Buchse ge- mäß Fig. 1 vor dem Einbringen des Vulkanisatkörpers ; Fig. 3 einen Vertikalschnitt in Axialrichtung und Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.

Aus den Figuren 1 und 2, die jeweils perspektivische Darstellungen zei- gen, ist der prinzipielle Aufbau der hydraulisch dämpfenden Buchse 10 besonders gut ersichtlich. Die Buchse 10 weist ein inneres metallisches Lagerteil 12 auf, das in einer Innenöffnung eines hohlzylinderförmigen Buchsenkäfigs 13 aufgenommen ist. Der Buchsenkäfig 13 besitzt einen hohlzylinderförmigen Grundkörper 15, von dem randseitig Stirnwände 14a, 14b abragen.

Der Buchsenkäfig 13 weist an seinem Grundkörper 15 eine in Umfangs- richtung verlaufende Aussparung 16 auf. An den sich gegenüberliegenden Stirnwänden 14a, 14b sind ebenfalls in Umfangsrichtung verlaufende Off- nungen 17 vorgesehen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird im Bereich der Aussparung 16 ein Kunststoffeinsatz 18 zwischen den Stirnwänden 14a, 14b aufgenommen.

Der Kunststoffeinsatz 18 weist zwei in Axialrichtung versetzt zueinander angeordnete Entkopplungskäfige 22 auf, in die jeweils eine Entkopp- lungsmembran 24a, 24b einragt. Die Entkopplungskäfige 22 werden durch in Axialrichtung beabstandete Streben 23 gebildet, die den Axialausschlag der Entkopplungsmembranen 24a, 24b begrenzen.

Wie aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist, weist die Buchse 10 einen einteilig ausgebildeten Vulkanisationskörper 25 auf, der einen Ringkörper 25a umfaßt, der am Außenumfang des Buchsenkäfigs 14 aufgebracht ist.

Weiterhin weist der Vulkanisationskörper 25 einen Federkörper 25b auf, der das innere Lagerteil 12 an der Innenwand 30 des Buchsenkäfigs 13 abstützt.

Der Federkörper 25b begrenzt eine Arbeitskammer 26, die über einen Dämpfungskanal 19 mit zwei Ausgleichskammern 27a, 27b verbunden ist.

In den Kammern 26,27a, 27b ist eine hydraulische Flüssigkeit aufge- nommen. Der Dämpfungskanal 19, der, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, meh- rere Windungen aufweist, ist in den Ringkörper 25a eingeformt. Die au- ßenliegende Seite des Dämpfungskanals 19 wird durch ein buchsenförmi- ges äußeres Lagerteil 11 verschlossen, das sich an den Stirnwänden 14a, 14b des Buchsenkäfigs 13 abstützt.

Die Ausgleichskammern 27a, 27b sind koaxial zur Arbeitskammer 26 an deren Endbereichen gegenüberliegend angeordnet. An ihrem Außenum- fang sind die Arbeitskammer 26 und die Ausgleichskammern 27a, 27b durch die Innenwandung des Kunststoffeinsatzes 18 begrenzt. Zwischen der Arbeitskammer 26 und den Ausgleichskammern 27a, 27b ist jeweils

ein Entkopplungskäfig 22a, 22b angeordnet, der durch radial abragende Streben 23 des Kunststoffeinsatzes 18 gebildet wird.

Von dem Federkörper 25b ragen in Radialrichtung Entkopplungsmembra- nen 24a, 24b ab, die sich über einen Teilbereich des Außenumfanges des Buchsenkäfigs 13 erstrecken. Der Endbereich der Entkopplungsmembra- nen 24a, 24b ist in einer zugeordneten Nut 31 aufgenommen, die an dem Kunststoffeinsatz 18 eingeformt ist.

Die Ausgleichskammern 27a, 27b weisen jeweils Ausgleichskappen 28a, 28b auf, die mit einem Wellenprofil 19 ausgebildet sind. Die Ausgleichs- kappen 28a, 28b sind einteilig mit dem Vulkanisatkörper 25 verbunden und decken die Öffnungen 17 in den Stirnwänden 14a, 14b des Buchsen- käfigs 13 ab. Durch das Wellenprofil 29 weisen die Ausgleichskappen 28a, 28b eine weiche Charakteristik auf.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, die einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3 zeigt, ist das innere Lagerteil 12 gegenüber dem Buchsenteil 13 exzen- trisch angeordnet. Hierdurch wird eine weitere Vergrößerung der Fläche der Entkopplungsmembranen 24a, 24b bewirkt. Ebenfalls ist aus Fig. 4 ersichtlich, daß die Streben 23, die die Entkopplungskäfige 22a, 22b be- grenzen, in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnet sind.

Die vorstehend beschriebene konstruktive Ausgestaltung der Buchse 10 bewirkt, daß eine Entkopplung bis zu hohen Frequenzen erreicht wird.

Hierzu trägt einerseits die große Fläche der sich in Umfangsrichtung und in Radialrichtung erstreckenden Entkopplungsmembranen 24a, 24b und andererseits die kurzen Entkopplungskanäle 33, die durch die Anordnung der Ausgleichskammern 27a, 27b an den Endbereichen der Arbeitskam- mer 26 erreicht wird.

Darüber hinaus weist der Dämpfungskanal 19, der mit mehreren Windun- gen am Außenumfang der Buchse 10 in den Ringkörper 25a eingeformt ist, eine große Länge auf. Hierdurch wird eine hohe Dämpfungswirkung erzielt.

Schließlich ist die erfindungsgemäße Buchse 10 durch den einteiligen Vul- kanisationskörper 25 in einfacher Weise herstellbar.