DE102017205836A1

DE102017205836A1 - elastomeric bearings

Info

Publication number: DE102017205836A1
Application number: DE102017205836.6A
Authority: DE
Inventors: Christoph Purreiter
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2017-04-05
Publication date: 2018-10-11
Anticipated expiration: 2037-04-06
Also published as: DE102017205836B4

Abstract

Nach der Erfindung ist ein Elastomerlager mit einem Federkörper, wenigstens teilweise aus elastomerem Werkstoff, wobei der Federkörper zwischen einem inneren Stützkörper und einem äußeren Stützkörper befestigt ist, von denen der eine den anderen umgibt und zwischen denen an den Federkörper in axialer Richtung, an jeder dessen Seiten, ein weiterer Stützkörper angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkörper in axialer Richtung einen wannenförmigen Querschnitt mit einer sich radial vom inneren zum äußeren Stützkörper hin vergrößernden Wannenbreite besitzt, wobei vom Außenumfang des Elastomerlagers her, zu einer Mittenquerebene des Federkörpers symmetrisch, im Federkörper wenigstens ein Hohlraum als Wanne vorhanden ist und dass die weiteren Stützkörper den Federkörper an dessen äußerem seitlichen Wannenrand und der äußere Stützkörper den Federkörper an den Wannenoberseiten und der innere Stützkörper den Federkörper am Wannenboden abstützen.According to the invention is an elastomeric bearing with a spring body, at least partially made of elastomeric material, wherein the spring body between an inner support body and an outer support body is fixed, one of which surrounds the other and between which to the spring body in the axial direction, at each of its Pages, another support body adjacent, characterized in that the spring body in the axial direction has a trough-shaped cross-section with a radially increasing from the inner to the outer support body towards trough width, wherein symmetrically from the outer periphery of the elastomeric bearing ago, to a central transverse plane of the spring body, in the spring body at least a cavity is present as a trough and that the further support body supports the spring body on the outer side edge of the tub and the outer support body, the spring body on the tub tops and the inner support body, the spring body on the tub bottom.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elastomerlager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to an elastomeric bearing, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of the first claim.

Elastomerlager liegen zum Beispiel in der Verbindung eines Fahrwerk-, Getriebe- oder Motorteils zum Fahrzeugaufbau. Sie sind in unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Sie ermöglichen Relativbewegungen zwischen ihren Anschlussstellen.Elastomeric bearings are for example in the connection of a chassis, transmission or engine part to the vehicle body. They are known in various embodiments. They allow relative movements between their connection points.

Die DE 10 2014 224 602 A1 zeigt hierfür ein Beispiel. Das Elastomerlager besteht aus einem aggregat- oder fahrwerksseitigen ersten Lagerteil und einem karosserieseitigen zweiten Lagerteil, die durch ein Schwingungen dämpfendes Element, einem als elastomere Feder ausgebildeten Lagerkörper, miteinander verbunden sind, durch welchen in das Elastomerlager eingetragene Schwingungen gedämpft werden. Am ersten und am zweiten Lagerteil sind Anschlagelemente angebracht, die den Federweg des Lagerkörpers in einer oder mehrere Bewegungsrichtungen einschränken, indem ein Freiweg des Lagerkörpers durch einen Abstand von Anschlagflächen der Anschlagelemente voneinander in der jeweiligen Bewegungsrichtung bestimmt ist. Das Elastomerlager zeichnet sich dadurch aus, dass, zumindest in einer Bewegungsrichtung, die Einschränkung des Federwegs an die im Betrieb des Lagers in dieser Richtung vorhandene Vorlast anpassbar ist, indem der Abstand eines der Anschlagelemente zu dessen korrespondierender Anschlagfläche veränderbar ist. Dadurch kann dasselbe Lager für verschiedene Vorlasten, was den Einfeder- bzw. Ausfederweg betrifft, immer am vorgesehenen, besten Betriebspunkt betrieben werden, was Komfort und Fahreigenschaften optimiert.The DE 10 2014 224 602 A1 shows an example for this. The elastomeric bearing consists of an aggregate or chassis-side first bearing part and a body-side second bearing part, which are connected to each other by a vibration damping element, designed as an elastomeric spring bearing body, through which vibrations registered in the elastomeric bearing are damped. At the first and second bearing part stop elements are attached, which limit the travel of the bearing body in one or more directions of movement by a free path of the bearing body is determined by a distance from stop surfaces of the stop elements from each other in the respective direction of movement. The elastomeric bearing is characterized in that, at least in one direction of movement, the restriction of the spring travel to the existing during operation of the bearing preload in this direction is adaptable by the distance of one of the stop elements is variable to its corresponding stop surface. As a result, the same bearing can always be operated at the intended, best operating point for different preloads, with regard to the spring deflection path, which optimizes comfort and driving characteristics.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Elastomerlager bereitzustellen, mit dem es möglich ist, in allen drei Raumrichtungen gleiche Steifigkeiten zu erzeugen und mit dem es möglich ist, die dynamische Steifigkeit hochfrequent zu beeinflussen. Außerdem soll das Elatomerlager preiswert herzustellen und einfach aufgebaut sein.The object of the present invention is to provide an elastomer bearing with which it is possible to produce equal stiffnesses in all three spatial directions and with which it is possible to influence the dynamic stiffness at high frequency. In addition, the Elatomerlager should be inexpensive to manufacture and simple.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The object is achieved according to the invention with the features of the claim 1 solved. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Nach der Erfindung ist ein Elastomerlager mit einem Federkörper, wenigstens teilweise aus elastomerem Werkstoff, wobei der Federkörper zwischen einem inneren Stützkörper und einem äußeren Stützkörper befestigt ist, von denen der eine den anderen umgibt und zwischen denen an den Federkörper in axialer Richtung, an jeder dessen Seiten, ein weiterer Stützkörper angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkörper in axialer Richtung einen wannenförmigen Querschnitt mit einer sich radial vom inneren zum äußeren Stützkörper hin vergrößernden Wannenbreite in axialer Richtung besitzt, wobei vom Außenumfang des Elastomerlagers her, zu einer Mittenquerebene des Federkörpers symmetrisch, im Federkörper wenigstens ein Hohlraum als Wanne vorhanden ist und dass die weiteren Stützkörper den Federkörper an dessen äußerem seitlichen Wannenrand und der äußere Stützkörper den Federkörper an den Wannenoberseiten und der innere Stützkörper den Federkörper am Wannenboden abstützen.According to the invention is an elastomeric bearing with a spring body, at least partially made of elastomeric material, wherein the spring body between an inner support body and an outer support body is fixed, one of which surrounds the other and between which to the spring body in the axial direction, at each of its Side, another support body adjacent, characterized in that the spring body in the axial direction has a trough-shaped cross-section with a radially increasing from the inner to the outer support body towards trough width in the axial direction, wherein from the outer periphery of the elastomeric bearing ago, symmetrically to a central transverse plane of the spring body, in the spring body at least one cavity is present as a trough and that the further support body, the spring body on the outer side edge of the tub and the outer support body, the spring body on the tub tops and the inner support body, the spring body on Wannenbode n support.

Sind über den Umfang mehrere Hohlräume als Wannen ausgebildet, sind diese in Axialrichtung durch Querwände des Federkörpers voneinander getrennt.If a plurality of cavities are formed as wells over the circumference, they are separated from one another in the axial direction by transverse walls of the spring body.

Ein solches Elastomerlager ist wegen seines einfachen Aufbaus preiswert herstellbar und bietet trotzdem die Möglichkeit, in allen drei Raumrichtungen gleiche Elastomerlager-Steifigkeiten zu erzeugen. Es sind mehrere unterschiedliche Eigenfrequenzen der Querwände als Tragstollen möglich und durch die Tragstolleneigenfrequenz ist es möglich, die dynamische Steifigkeit hochfrequent zu beeinflussen. Eine zusätzliche Entkopplungsstufe ermöglicht eine weitere Minderung der Anregungsübertragung. Durch in sich abgeschlossene Luftkammern in den Wannen ist bei großen Amplituden eine zusätzliche Dämpfung möglich. Außerdem ermöglicht ein aufwändigeres Entformkonzept eine individuelle geometrische Gestaltung der Tragstollen.Such an elastomeric bearing is inexpensive to produce because of its simple structure and yet offers the possibility to produce the same elastomeric stiffnesses in all three spatial directions. There are several different natural frequencies of the transverse walls as a supporting lugs possible and the Tragstolleneigenfrequenz it is possible to influence the dynamic stiffness high frequency. An additional decoupling stage allows a further reduction of the excitation transmission. By self-contained air chambers in the tubs at high amplitudes additional damping is possible. In addition, a more complex demolding concept allows an individual geometric design of the supporting lugs.

Alternativ kann auch eine Trennung der radial verlaufenden Wannenwände voneinander vorgesehen sein, um eine einfachere Entformung bei der Herstellung des Elastomerlagers zu ermöglichen. Hierzu wird der Federkörper mit den Verstärkungseinlagen und der weiteren Verstärkungseinlage entlang der Mittenquerebene geteilt und bei der Vulkanisation durch die Wannenwände des Tragstollenteils miteinander verbunden, wozu die Federkörperhälften bei der Montage auf den inneren Stützkörper aufgeschoben oder aufgepresst werden und erst danach bei Bedarf an diesen anvulkanisiert werden können.Alternatively, a separation of the radially extending well walls from each other may be provided to allow easier demolding in the manufacture of the elastomeric bearing. For this purpose, the spring body is divided with the reinforcing inserts and the further reinforcing insert along the central transverse plane and connected to each other in the vulcanization by the tub walls of the support lug part, including the spring body halves are pushed or pressed during assembly to the inner support body and only then vulcanized to this if necessary can.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass der Federkörper vier Wannen und vier Querwände besitzt, von denen sich jeweils zwei diametral gegenüberliegen. Der Federkörper kann dazu auch Verstärkungseinlagen aus Kunststoff oder Metall besitzen, die vorteilhafterweise vom Elastomermaterial des Federkörpers beschichtete Ringe sein können.Advantageous embodiments of the invention provide that the spring body has four trays and four transverse walls, two of which are diametrically opposed in each case. The spring body can also have reinforcing inserts made of plastic or metal, which can advantageously be coated by the elastomeric material of the spring body rings.

Besonders von Vorteil ist, wenn eine Verstärkungseinlage im Federkörper am Wannenboden, zum äußeren Stützkörper hin gerichtet, eine wenigstens abschnittsweise sphärisch oder konisch geformte Außenoberfläche besitzt, auf der sich die seitlichen Wannenränder des Federkörpers wenigstens über einen Teil ihrer Dicke so abstützen, dass der seitliche Wannenrand senkrecht zur Außenoberfläche steht. Gerade dadurch können auf einfache Weise in allen drei Raumrichtungen gleiche Elastomerlager-Steifigkeiten erzeugt werden.It is particularly advantageous if a reinforcing insert in the spring body on the tub bottom, directed towards the outer support body, a has at least partially spherically or conically shaped outer surface on which the lateral tub edges of the spring body at least over a part of its thickness are supported so that the side edge of the tub is perpendicular to the outer surface. Precisely because of this, the same elastomer bearing stiffnesses can be generated in a simple manner in all three spatial directions.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind die weiteren Stützkörper mit elastomerem Werkstoff beschichtete Ringe aus Kunststoff oder Metall, wobei vorteilhafterweise der Federkörper unter Vorspannung zwischen die Stützkörper und/oder die weiteren Stützkörper eingebaut werden kann. Dabei können der Federkörper und/oder die weiteren Stützkörper auch am äußeren Stützkörper anvulkanisiert sein. Zusätzlich kann auch der Federkörper noch am inneren Stützkörper anvulkanisiert sein.In preferred embodiments of the invention, the further support body coated with elastomeric material rings of plastic or metal, wherein advantageously the spring body can be installed under bias between the support body and / or the other support body. In this case, the spring body and / or the further support body can also be vulcanized on the outer support body. In addition, the spring body can also be vulcanized on the inner support body.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert, wobei die beiden 1 und 2 einen Quer- und einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Elastomerlagers zeigen. In sämtlichen Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet und erfindungswesentlich können sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein.In the following, the invention will be further explained with reference to a preferred embodiment, wherein the two 1 and 2 show a transverse and a longitudinal section of an elastomeric bearing according to the invention. In all figures, like elements are designated by the same reference numerals and essential to the invention may be all the features described in more detail.

Die 1 und 2 zeigen einen Quer- und einen Längsschnitt eines Elastomerlagers. Ein äußerer Stützkörper 2, zum Beispiel aus Metall oder Kunststoff, insbesondere Leichtmetall, mit eingeschobenem und eventuell verpresstem, radial nach innen gerichtetem Federkörper 1 aus elastomerem Werkstoff mit eingebetteten Verstärkungseinlagen 11, 11', 12 aus Metall oder Kunststoff, ist über den Federkörper 1 mit einem inneren Stützkörper 3 aus Metall oder Kunststoff, der am Federkörper 1 anvulkanisiert, aufgeschoben, verklebt oder verpresst ist, verbunden. Der Federkörper 1 ist in seinem mittleren Bereich, in Längsrichtung des Elastomerlagers, zu seinem Außendurchmesser hin gerichtet, sphärisch geformt, hervorgerufen durch die Formgebung der Verstärkungseinlage 12. Der ringförmige Federkörper 1, dessen Verstärkungseinlagen 11, 11', 12 vom elastomeren Werkstoff ummantelt sind, ist eingepresst zwischen zwei weiteren Stützkörpern 4, 5 aus Metall oder Kunststoff, die sich am, in axialer Richtung gesehen, jeweiligen Elastomerlagerende befinden und am äußeren Stützkörper 2 über deren Elastomerüberzug 4', 5' anvulkanisiert, eingeschoben, verklebt oder verpresst sind.The 1 and 2 show a transverse and a longitudinal section of an elastomer bearing. An outer support body 2 , For example, made of metal or plastic, in particular light metal, with inserted and possibly compressed, radially inwardly directed spring body 1 made of elastomeric material with embedded reinforcing inserts 11 . 11 ', 12 made of metal or plastic, is over the spring body 1 with an inner support body 3 made of metal or plastic, on the spring body 1 vulcanized, pushed, glued or pressed, connected. The spring body 1 is directed in its central region, in the longitudinal direction of the elastomeric bearing, towards its outer diameter, spherically shaped, caused by the shape of the reinforcing insert 12 , The annular spring body 1 , its reinforcements 11 . 11 ', 12 are coated by the elastomeric material is pressed between two other support bodies 4 . 5 made of metal or plastic, which are located on the, seen in the axial direction, respective elastomer bearing end and the outer support body 2 via the elastomer coating 4 ', 5' vulcanized, inserted, glued or pressed.

Das Elastomerlager ist so in ein nicht gezeichnetes Kraftfahrzeug eingebaut, dass jeweils einer der Stützkörper 2, 3 mit einem weiteren, nicht gezeichneten Fahrzeugteil, einem Anschlussteil, verbunden ist.The elastomeric bearing is installed in a non-drawn motor vehicle, that in each case one of the support body 2 . 3 with another, not shown vehicle part, a connection part, is connected.

Durch das Elastomerlager können, da der Federkörper 1 einen V- oder W-förmigen axialen Querschnitt in Form von sich radial vom inneren 3 zum äußeren Stützkörper 2 hin öffnenden Schenkeln des V oder W hat, durch diese Anordnung und durch die Anstellung der Verstärkungseinlagen 11, 11' und durch die Erhöhung 12' aufgrund der sphärischen Form der Verstärkungseinlage 12, gleiche Steifigkeitswerte in allen drei Raumrichtungen erreicht werden. Die Verstärkungseinlagen 11, 11' sorgen zudem dafür, dass die seitlichen Wannenwände 6, 7 des Federkörpers 1 über die vier Querwände 10 untereinander stabilisiert werden. In einem nicht gezeichneten, alternativ ausgeführten, Elastomerlager können auch mehr oder weniger Querwände 10 dargestellt sein, die bei unterschiedlichen Lagerungsanforderungen auch einfach unterschiedlich geometrisch gestaltet werden können, ohne Konstruktions- und Herstellkosten erheblich zu erhöhen. Es sind so unterschiedliche Eigenfrequenzen der Querwände 10 und Wannenwände 6, 7 möglich, wodurch die dynamische Steifigkeit hochfrequent beeinflusst werden kann.Due to the elastomeric bearing, since the spring body 1 a V- or W-shaped axial cross section in the form of radially from the inner 3 to the outer support body 2 down opening legs of the V or W has, by this arrangement and by the employment of reinforcing inserts 11 . 11 'and by the increase 12 due to the spherical shape of the reinforcing insert 12 , same stiffness values can be achieved in all three spatial directions. The reinforcing inserts 11 . 11 'also ensure that the side walls 6 . 7 of the spring body 1 over the four transverse walls 10 be stabilized with each other. In a not shown, alternatively running, elastomeric bearing can also more or less transverse walls 10 be represented, which can also be designed simply different geometries with different storage requirements, without significantly increasing design and manufacturing costs. There are so many natural frequencies of the transverse walls 10 and tub walls 6 . 7 possible, whereby the dynamic stiffness can be high-frequency influenced.

Die Ummantelung der Verstärkungseinlage 12 mit Elastomerwerkstoff bringt eine weitere Entkopplungsebene 12" in das Elastomerlager 1 ein, wodurch eine weitere Frequenzentkopplung bewirkt wird, was zu einer weiteren Minderung der Anregungsübertragung führt.The jacket of the reinforcing insert 12 with elastomeric material brings a further decoupling level 12 "in the elastomeric bearing 1 , which causes a further frequency decoupling, which leads to a further reduction of the excitation transmission.

Sind die Wannen 9 in sich abgeschlossene Luftkammern, wird dadurch bei großen Amplituden in radialer Richtung ein Gegendruck aufgebaut, wodurch die sonst auf kleinen Bereichen wirkenden Kräfte auf eine große Fläche verteilt werden und eine zusätzliche Dämpfung erreicht wird.Are the tubs 9 self-contained air chambers, this is built up at high amplitudes in the radial direction, a counter pressure, whereby the forces acting otherwise on small areas are distributed over a large area and an additional damping is achieved.

Bei der Herstellung des Federkörpers 1 kann alternativ ein einfacheres Entformkonzept verwirklicht werden, wenn dieser entlang der Mittenquerebene 8 geteilt ausgebildet ist. Hierzu sind alle Verbindungsstege 11"'der Verstärkungseinlagen 11 und 11', die weitere Verstärkungseinlage 12 und das Elastomer des Federkörpers 1 geteilt ausgebildet und werden dann bei der Vulkanisation des Elastomers durch die Wannenwände 6, 7 des Tragstollenteils miteinander verbunden. Die beiden Hälften des Federkörpers 1 werden bei der Montage auf den inneren Stützkörper 3 aufgeschoben, mit diesem verklebt oder auf diesen aufgepresst. Das Aufschieben, Verkleben oder Aufpressen kann zum Beispiel direkt zwischen den weiteren Verstärkungseinlagen 12 und dem inneren Stützkörper 3 erfolgen oder aber unter Zwischenschaltung einer Trennschicht, der weiteren Entkopplungsschicht 12".In the manufacture of the spring body 1 Alternatively, a simpler Entformkonzept be realized if this along the central transverse plane 8th is formed divided. For this purpose, all connecting webs 11 "'reinforcing deposits 11 and 11 ', the further reinforcement insert 12 and the elastomer of the spring body 1 formed divided and are then used in the vulcanization of the elastomer through the tub walls 6 . 7 of the supporting lug part connected to each other. The two halves of the spring body 1 be during assembly on the inner support body 3 deferred, glued to this or pressed onto this. The pushing, gluing or pressing on, for example, directly between the other reinforcing inserts 12 and the inner support body 3 take place or with the interposition of a release layer, the further decoupling layer 12 ".

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014224602 A1 [0003]

Claims

Elastomeric bearing having a spring body (1), at least partially made of elastomeric material, which is fastened between an inner support body (3) and an outer support body (2), one of which surrounds the other and between which on the spring body (1) in axial Direction, at each of whose sides, another support body (4, 5) adjacent, characterized in that the spring body (1) in the axial direction of a trough-shaped cross-section with a radially from the inner to the outer support body (3, 2) towards increasing trough width in has axial direction, wherein from the outer periphery of the elastomeric bearing ago, to a central transverse plane (8) of the spring body (1) symmetrically, in the spring body (1) at least one cavity as a trough (9) is present and that the further support body (4, 5) the Spring body (1) on the outer side edge of the tub (15, 15 ') and the outer support body (2) the spring body (1) on the upper sides of the tub (14, 14') and the inner Support body (3) support the spring body (1) on the tub bottom (13).

Elastomer bearing after Claim 1 , characterized in that from the outer periphery of the elastomeric bearing ago, to a central transverse plane (8) of the spring body (1) symmetrically, in the spring body (1) at least two cavities as troughs (9) are present, in the axial direction by transverse walls (10) of the spring body (1) are separated from each other.

Elastomer bearing after Claim 1 or 2 , characterized in that the spring body (1) has four trays (9) and four transverse walls (10), of which two diametrically opposite each other.

Elastomeric bearing according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the further support body (4, 5) coated with elastomeric material rings of plastic or metal.

Elastomeric bearing according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the spring body (1) and / or the further support body (4, 5) on the outer support body (2) or on the inner support body (3) are vulcanized, glued or pressed.

Elastomeric bearing according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the spring body (1) reinforcing inserts (11, 11 ') made of plastic or metal.

Elastomer bearing after Claim 6 , characterized in that the reinforcing inserts (11, 11 ') of the elastomeric material of the spring body (1) are coated rings.

Elastomer bearing after Claim 6 or 7 , characterized in that a further reinforcing insert (12) in the spring body (1) on the tub base (13), directed towards the outer support body (2) has an at least partially spherical or conical outer surface on which the lateral tub edges (6, 7) of the spring body (1) support at least over part of its thickness so that each side edge of the tub (6, 7) is perpendicular to the outer surface.

Elastomeric bearing according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the spring body (1) under bias between the support body (2, 3) and / or the further support body (4,5) is installed.

Elastomeric bearing according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the spring body (1) along its central transverse plane (8) is formed divided.