DE10153464A1

DE10153464A1 - Elastomer bearing for damping or decoupling vibrations between adjacent components comprises a spring body consisting of sections connected in series and a friction damper connected in parallel to one section of the spring body

Info

Publication number: DE10153464A1
Application number: DE2001153464
Authority: DE
Inventors: Volker Haertel; Juergen Tschimmel
Original assignee: Continental AG
Current assignee: ContiTech Vibration Control GmbH
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2003-05-15

Abstract

Elastomer bearing (1) for damping or decoupling vibrations between adjacent components comprises an elastomer material, preferably a spring body made of rubber, which is connected on at least one of its end faces to a preferably metallic connecting component (2, 2'). The elastomer bearing is connected in parallel to an electrically and/or electronically regulated friction damper (6). The spring body consists of several parts or sections (3, 4, 5) connected in series. At least one friction damper is connected in parallel to at least one part or section of the spring body. Preferred Features: The spring body has metallic connecting components on both end faces. The friction damper is arranged within or outside a part or section of the spring body and is connected via force-transfer elements (7, 8) to the adjoining upper and/or lower parts or sections of the spring body or to the respective connecting component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elastomerlager zur Dämpfung oder Entkopplung von Schwingungen zwischen benachbarten Bauteilen, mit einem aus einem elastomeren Werkstoff, vorzugsweise aus Gummi gebildeten Federkörper, der an mindestens einer seiner zwei Stirnflächen mit einem vorzugsweise metallischen Anschlußteil zur Befestigung verbunden ist, wobei das Elastomerlager einen parallel geschalteten elektrisch und/oder elektronisch regelbaren Reibungsdämpfer aufweist. The invention relates to an elastomer bearing for damping or decoupling Vibrations between neighboring components, with one made of an elastomer Material, preferably made of rubber, the spring body on at least one its two end faces with a preferably metallic connecting part Attachment is connected, the elastomeric bearing connected in parallel has electrically and / or electronically controllable friction dampers.

Man verwendet solche Federelemente, die verhältnismäßig einfach aufgebaut sein können, zur schwingungsisolierten Anbringung von Bauteilen oder Aggregaten, um diese vor schädlichen Schwingungen oder Schocks zu schützen oder um zu verhindern, daß Schwingungen, die von diesen ausgehen, auf andere Bauteile übertragen werden. Die Befestigung solcher Federelemente erfolgt durchweg mittels Schraubverbindungen, wobei die Federelement-Anschlußteile entweder in sie eingeformte oder in Form von Muttern an ihnen angebrachte Innengewinde aufweisen oder Stehbolzen mit Außengewinde tragen. Such spring elements are used, which have a relatively simple structure can, for the vibration-isolated attachment of components or units in order to protect them from harmful vibrations or shocks or to prevent them that vibrations emanating from these are transferred to other components. Such spring elements are always attached by means of screw connections, wherein the spring element connecting parts either molded into it or in the form of Have nuts attached to them or stud bolts Wear external thread.

Es sind - beispielsweise aus dem DE GM 19 01 501 - Gummi-Metall-Federelemente bekannt, deren Gummikörper zur Beeinflussung ihrer Steifigkeit Hohlräume aufweisen können und bei denen die Anschlußelemente mit Bohrungen zur Anbringung separater Schrauben versehen sind. There are - for example from DE GM 19 01 501 - rubber-metal spring elements known, the rubber body have cavities to influence their rigidity can and where the connecting elements with holes for attaching separate Screws are provided.

Ebenfalls bekannt sind hydraulisch gedämpfte Lager, beispielsweise aus der DE 34 41 592 C2, bei denen neben der Schwingungsdämpfung durch Gummielemente eine Hydraulikflüssigkeit zusätzlich dämpft, indem bei Lagerbelastung die Flüssigkeit besondere Drosselquerschnitte durchströmt. Durch diese Ausbildung kann man das Lager oft auf verschiedene Frequenzbereiche auslegen. Hydraulically damped bearings are also known, for example from DE 34 41 592 C2, where in addition to vibration damping by rubber elements Hydraulic fluid additionally dampens the fluid when the bearing is loaded flows through special throttle cross-sections. With this training you can Often design bearings for different frequency ranges.

Ein Nachteil all dieser Lagerungen besteht darin, dass eine Schaltbarkeit bzw. eine Einstell- oder Regelbarkeit im Hinblick auf die Dämpfungsrate oder -kraft und auf verschiedene Schwingungsfrequenzen nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand erreicht werden kann. A disadvantage of all of these bearings is that a switchability or a Adjustability or controllability with regard to the damping rate or force and on different vibration frequencies not achieved or only achieved with very great effort can be.

Für die Erfindung bestand daher die Aufgabe, die bisher bekannten Nachteile zu vermeiden und ein einstell- oder regelbares Elastomerlager bereitzustellen, welches einfach und kostengünstig herzustellen und doch präzise und mit einfachen Mitteln zu regeln ist. The object of the invention was therefore to overcome the disadvantages known to date avoid and provide an adjustable or controllable elastomer bearing, which easy and inexpensive to manufacture and yet precise and simple regulate is.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen vorhanden. This task is solved by the features of the main claim. Further advantageous training is available in the subclaims.

Hierbei besteht der Federkörper aus mehreren in Reihe geschalteten Teilen oder Abschnitten, wobei mindestens ein Reibungsdämpfer zu mindestens einem Teil oder Abschnitt des Federkörpers parallel geschaltet ist. Here, the spring body consists of several parts or connected in series Sections, at least one friction damper to at least one part or Section of the spring body is connected in parallel.

Die Fig. 1 bis 4 verdeutlichen die Ausführungen von unterschiedlichen Elastomerlagern, bei denen Teilbereiche des Federkörpers mit parallel geschalteten Reibungsdämpfern versehen sind. Figs. 1 to 4 illustrate the embodiments of different elastomeric bearings in which partial regions are provided with the spring body parallel friction dampers.

Vorteilhafterweise weist der Federkörper an beiden seiner Stirnflächen metallische Anschlussteile auf, wobei der regelbare Reibungsdämpfer innerhalb oder außerhalb eines Teiles oder Abschnittes des Federkörpers angeordnet und über Kraftübertragungselemente mit den anschließenden oberen oder unteren Teilen oder Abschnitten des Federkörpers oder mit einem Anschlussteil verbunden ist. The spring body advantageously has metallic surfaces on both of its end faces Connecting parts, with the adjustable friction damper inside or outside a part or section of the spring body arranged and over Power transmission elements with the subsequent upper or lower parts or Sections of the spring body or is connected to a connecting part.

Durch eine solche Anordnung erhält man beliebige Kombinationsmöglichkeiten zur Einstellung eines solchen Elastomerlagers, in dem dann einzelne Teile oder Abschnitte des Federkörpers in Reihe geschaltet oder auch mit einem parallel geschalteten Reibungsdämpfer versehen werden können. Dadurch kann die Dämpfung eines oder mehrerer Abschnitte des Federkörpers eingestellt werden, gebenenfalls auch gänzlich blockiert werden, so dass eine besonders harte Kennung erreicht wird. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Reibungsdämpfer außerhalb des entsprechenden parallel geschalteten Teiles oder Abschnittes des Federkörpers angeordnet ist und die Kraftübertragungselemente als gelenkig miteinander verbundene Federbügel ausgebildet sind, vorzugsweise aus Metall. With such an arrangement you get any combination options Adjustment of such an elastomer bearing, in which then individual parts or sections the spring body connected in series or with a parallel Friction dampers can be provided. This can dampen one or several sections of the spring body can be adjusted, if necessary also entirely be blocked so that a particularly hard identifier is achieved. Another advantageous training is that the friction damper outside of corresponding parallel part or section of the spring body is arranged and the power transmission elements connected to one another in an articulated manner Spring clips are formed, preferably made of metal.

Hierdurch ergibt sich eine konstruktiv besonders einfache Ausbildung eines Elastomerlagers, bei dem die reibungsdämpfenden Eigenschaften in dem Gelenk, mit dem die Federbügel untereinander verbunden sind, enthalten sind. Eine solche Ausbildung zeigt beispielsweise die Fig. 1. This results in a particularly simple design of an elastomer bearing, in which the friction-damping properties are contained in the joint with which the spring clips are connected to one another. Such an embodiment is shown, for example, in FIG. 1.

Hier erkennt man das Elastomerlager 1 mit seinen metallischen Anschlussteilen 2 und 2' und seinen Federkörperabschnitten 3, 4 und 5. Ein regelbarer Reibungsdämpfer 6 ist über als Federbügel ausgebildete Kraftübertragungselemente 7 und 8 mit den anschließenden Federkörperabschnitten 3 und 5 verbunden, so dass der mittlere Federkörperteil 4 parallel zu dem Reibungsdämpfer geschaltet ist. Here you can see the elastomer bearing 1 with its metallic connecting parts 2 and 2 'and its spring body sections 3 , 4 and 5 . A controllable friction damper 6 is connected to the adjoining spring body sections 3 and 5 via force transmission elements 7 and 8 designed as spring clips, so that the middle spring body part 4 is connected in parallel to the friction damper.

Die wesentlichen Dämpfungseigenschaften sind in den Gelenken 9 bzw. 9' integriert, wobei gemäß der vorteilhaften Ausführung nach den Ansprüchen 7 und 8 ein solcher regelbarer "Gelenkreibungsdämpfer" aus mindestens zwei Dämpferelementen besteht, beispielsweise der Gelenkbuchse und der Gelenkwelle, die über mindestens einen Teilbereich benachbart und relativ zueinander bewegbar aneinander liegen und bei denen durch Anlegen elektrischer Energie zwischen Gelenkbuchse und Gelenkwelle eine Reibpaarung aktivierbar ist, beispielsweise indem eines der beiden aneinander bewegbar anliegenden Teile als Piezoelement ausgebildet ist, welches durch Anlegen von Spannung seinen Durchmesser verändert. The essential damping properties are integrated in the joints 9 and 9 ', respectively, according to the advantageous embodiment according to claims 7 and 8, such a controllable "joint friction damper" consists of at least two damper elements, for example the joint bushing and the propeller shaft, which are adjacent over at least a partial area and are movable relative to one another and in which a friction pairing can be activated by applying electrical energy between the articulated bushing and the articulated shaft, for example in that one of the two parts which are movable against one another is designed as a piezo element which changes its diameter by applying voltage.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Kraftübertragungselemente als Gelenkhebel ausgebildet sind, vorzugsweise aus Metall. Eine solche Ausführung zeigen die Fig. 2 und 3. Auch hier erkennt man ein Elastomerlager 10, welches an seinen Stirnflächen zwei metallische Anschlussteile 11 und 11' aufweist. Das Elastomerlager 10 besitzt einzelne Federkörperabschnitte 12, 13 und 14, wobei der mittlere Federkörperabschnitt 13 mit einem parallel geschalteten Reibungsdämpfer 15 versehen ist. Die Dämpfungsfunktion ist in gleicher Weise wie oben bereits geschildert in den Gelenken 16 und 16' integriert, während die Gelenke 17 bis 17''' lediglich Gelenkfunktion "ohne Reibung" bereitstellen. In einer solchen Ausführung ist die Reibungsdämpfung auf die Gelenke beschränkt, ohne dass durch innere Reibung der Kraftübertragungselemente eine schlecht regelbare oder nur ungenau zu bestimmende Zusatzdämpfung entsteht. Another advantageous embodiment is that the force transmission elements are designed as articulated levers, preferably made of metal. Such an embodiment is shown in FIGS. 2 and 3. Also here one can see an elastomer bearing 10 which has two metal connecting parts 11 and 11 'on its end faces. The elastomer bearing 10 has individual spring body sections 12 , 13 and 14 , the middle spring body section 13 being provided with a friction damper 15 connected in parallel. The damping function is integrated in the joints 16 and 16 'in the same way as described above, while the joints 17 to 17 ''' only provide the joint function "without friction". In such an embodiment, the friction damping is limited to the joints without additional damping that is difficult to regulate or can only be determined inaccurately as a result of internal friction of the force transmission elements.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung besteht darin, dass die Federkörper aus Gummi bestehen und die Kraftübertragungselemente im oberen und unteren Bereich des entsprechenden parallel geschalteten Teiles oder Abschnittes des Federkörpers einvulkanisiert sind. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache und leicht zu produzierende Version des Elastomerlagers. Another advantageous embodiment is that the spring body made of rubber exist and the power transmission elements in the upper and lower area of the corresponding parallel part or section of the spring body are vulcanized. This results in a particularly simple and easy to producing version of the elastomer bearing.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Kraftübertragungselemente als Platten ausgebildet sind, vorzugsweise aus Metall, die an dem oberen und dem unteren Bereich des entsprechenden parallel geschalteten Teiles oder Abschnittes des Federkörpers angelenkt sind. Eine solche Ausführung zeigt die Fig. 4. Auch dort erkennt man ein Elastomerlager 18 mit seinen beiden metallischen Anschlussteilen 19 und 19', welches aus den Federkörperabschnitten 20, 21 und 22 besteht. Parallel geschaltet zum Federkörperabschnitt 21 ist hierbei ein plattenförmiger regelbarer Reibungsdämpfer 23, der aus den beiden Platten 24 und 25 besteht, die innerhalb der Federkörperabschnitte 20 und 21 angelenkt und miteinander über die Gelenke 26 und 27 verbunden und geführt sind. A further advantageous embodiment consists in the fact that the force transmission elements are designed as plates, preferably made of metal, which are articulated on the upper and the lower region of the corresponding part or section of the spring body connected in parallel. Such an embodiment is shown in FIG. 4. An elastomer bearing 18 with its two metallic connecting parts 19 and 19 'can also be seen there, which consists of the spring body sections 20 , 21 and 22 . Connected in parallel with the spring body section 21 is a plate-shaped, adjustable friction damper 23 , which consists of the two plates 24 and 25 , which are articulated within the spring body sections 20 and 21 and are connected and guided to one another via the joints 26 and 27 .

In dieser Ausführung ist der Reibungsdämpfer bzw. die Dämpfungsfunktion, wie oben bereits geschildert, im Gelenk 27 integriert. In this embodiment, the friction damper or the damping function, as already described above, is integrated in the joint 27 .

Eine weitere vorteilhafte Ausführung besteht darin, dass mindestens eines der Dämpferelemente mindestens in seinem dem anderen Dämpferelement benachbarten Teilbereich eine piezoelektrisch wirksame Oberfläche aufweist, die sich durch Anlegen elektrischer Energie in Richtung auf die Oberfläche des anderen Dämpferelementes verformt und die Reibpaarung aktiviert. Another advantageous embodiment is that at least one of the Damper elements at least in its adjacent to the other damper element Partial area has a piezoelectrically active surface, which is due to application electrical energy towards the surface of the other damper element deformed and the friction pairing activated.

Die Oberflächen treten dann in Reibkontakt, wobei die Stärke der Reibkraft mit dem Maß der piezoelektrischen Verformung und damit über die Energiezufuhr leicht regelbar ist. Insbesondere bei einer solchen Ausbildung ist es vorteilhaft, die Dämpferelemente als ineinander bewegliche Gelenkelemente auszubilden, wobei z. B. die Gelenkwelle, die in der Gelenkbuchse dreht, eine piezoelektrisch wirksame Oberfläche aufweist. "Verdickt" sich dann nach Energiezufuhr der entsprechende Zylinder- bzw. Wellenbereich, wird die Reibpaarung wirksam. The surfaces then come into frictional contact, the strength of the frictional force with the measure the piezoelectric deformation and thus easily controllable via the energy supply. In particular with such a design, it is advantageous to use the damper elements as form mutually movable joint elements, z. B. the propeller shaft, which in the hinge bush rotates, has a piezoelectrically active surface. "Thickens" then the corresponding cylinder or shaft area after the energy supply, the Friction effective.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, daß mindestens eines der Dämpferelemente mindestens in seinem dem anderen Dämpferelement benachbarten Teilbereich mindestens einen Elektromagneten aufweist und das andere Dämpferelement in seinem benachbarten Teilbereich als metallischer Anker ausgebildet ist, wobei durch Anlegen elektrischer Energie eine Reibpaarung zwischen Elektromagnet und Anker aktivierbar ist. Auch in einer solchen Ausführung ist die Stärke der Reibkraft über die Energiezufuhr leicht regelbar. Another advantageous training is that at least one of the Damper elements at least in its adjacent to the other damper element Partial area has at least one electromagnet and the other Damper element formed in its adjacent part as a metallic anchor is, by applying electrical energy a friction pairing between Electromagnet and armature can be activated. The strength is also in such a design the frictional force can be easily regulated via the energy supply.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung können die regelbaren Dämpferelemente auch aus elastomerem Material bestehen, wobei mindestens eines in seinem dem anderen Dämpferelement benachbarten Teilbereich piezokeramische Bauteile oder eingelagerte Piezokristalle aufweist, die die Oberfläche soweit verformen, dass eine Reibpaarung auftritt. In a further advantageous embodiment, the controllable damper elements can also consist of elastomeric material, at least one in its the other Damping element adjacent sub-area piezoceramic components or embedded Piezocrystals that deform the surface so far that a friction pairing occurs.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, daß die Dämpferelemente von Führungseinrichtungen während ihrer Relativbewegung in der Reibpaarung abgestützt werden, sodass die auf die Oberflächen wirkenden Normalkräfte gut aufgefangen werden können. Another advantageous embodiment is that the damper elements of Guide devices supported during their relative movement in the friction pairing so that the normal forces acting on the surfaces are well absorbed can be.

Claims

1. Elastomer bearing for damping or decoupling vibrations between adjacent components, with a spring body made of an elastomeric material, preferably of rubber, which is connected to at least one of its two end faces with a preferably metallic connecting part for fastening, the elastomer bearing being a parallel electrical connection and / or electronically controllable friction damper, characterized in that the spring body consists of a plurality of parts or sections connected in series and that at least one friction damper is connected in parallel with at least one part or section of the spring body.

2. Elastomer bearing according to claim 1, characterized in that the spring body has metal connecting parts on both of its end faces, the controllable one Friction damper inside or outside a part or section of the Arranged spring body and with power transmission elements with the adjoining upper and / or lower parts or sections of the spring body or is connected to the respective connector.

3. Elastomer bearing according to claim 2, characterized in that the Friction damper outside the corresponding part connected in parallel or Section of the spring body is arranged and the power transmission elements are designed as hinged spring clips, preferably made of metal.

4. elastomer bearing according to claim 2, characterized in that the Power transmission elements are designed as articulated levers, preferably made of Metal.

5. elastomer bearing according to claim 3 or 4, characterized in that the Spring bodies are made of rubber and the power transmission elements in the upper and lower area of the corresponding part connected in parallel or Section of the spring body are vulcanized.

6. Elastomer bearing according to claim 2, characterized in that the Power transmission elements are designed as plates, preferably made of metal, those at the top and bottom of the corresponding parallel switched part or section of the spring body are articulated.

7. elastomer bearing according to claim 2 to 6, characterized in that the controllable Friction damper consists of at least two damper elements that over at least a partial area adjacent and movable relative to each other abut each other, by applying electrical energy between the Damper elements a friction pairing can be activated.

8. elastomer bearing according to claim 7, characterized in that the controllable Friction damper as at least one connecting the power transmission elements Is articulated, the damper elements being movable against each other Form joint parts.

9. elastomer bearing according to one of claims 6 to 8, characterized in that the adjustable friction damper made of plate-shaped power transmission elements exists, which is adjacent at least over a partial area and relative to each other are movable against each other.

10. elastomer bearing according to claim 2 to 9, characterized in that at least one of the damper elements at least in its the other damper element adjacent sub-area has a piezoelectrically active surface, which by applying electrical energy towards the other's surface Damper element deformed and the friction pairing activated.

11. Elastomer bearing according to claim 2 to 9, characterized in that at least one of the damper elements at least in its the other damper element adjacent sub-area has at least one electromagnet and that other damper element in its adjacent section as a metallic anchor is formed, a friction pairing by applying electrical energy can be activated between electromagnet and armature.

12. Elastomer bearing according to claim 1 to 11, characterized in that the Damper elements of guide devices during their relative movement in the friction pair are supported.