DE19755313A1 - Vibration-damping mounting, attaching e.g. shock absorber to vehicle body and capable of selective noise reduction - Google Patents
Vibration-damping mounting, attaching e.g. shock absorber to vehicle body and capable of selective noise reductionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine schwingungsdämpfende Lagerung, insbesondere für einen Stoßdämpfer in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a vibration-damping mounting, in particular for a shock absorber in a motor vehicle, according to the preamble of Claim 1.
Derartige schwingungsdämpfende Lagerungen, z. B. für Stoßdämpfer in Kraftfahrzeugen, sind vielfach bekannt (vgl. nur beispielsweise DE 43 26 197 C2). Der Dämpfungskörper besteht zumeist aus Gummi und ist in das Gehäuse einvulkanisiert. Die Abstimmung des dynamischen Verhaltens (Dämpfungscharakteristik) der Lagerung, bzw. der Verlauf des Verlustwin kels über der Schwingungsamplitude, wird hauptsächlich durch die geome trische Ausbildung des Dämpfungskörpers (Größe, Ausnehmungen, Schub- und Druckbeanspruchungsanteile, etc.) bestimmt.Such vibration damping bearings, for. B. for shock absorbers in Motor vehicles are widely known (cf. only, for example, DE 43 26 197 C2). The damping body is usually made of rubber and is in the Vulcanized housing. The coordination of dynamic behavior (Damping characteristic) of the bearing, or the course of the loss win kels above the vibration amplitude, is mainly due to the geome trical design of the damping body (size, recesses, thrust and pressure loads, etc.).
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Lagerung vorzuschla gen, die weitere Abstimmungsparameter bietet bzw. eine dynamisch verbes serte und herstellungstechnisch vereinfachte Lagerung ermöglicht.The object of the invention is to provide a generic storage gene that offers further tuning parameters or dynamically verbes Serte and manufacturing technically simplified storage enables.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.This object is achieved with the characterizing features of claim 1 solved. Advantageous developments of the invention can be found in the further claims.
Erfindungsgemäß wird ein Dämpfungskörper aus abriebfestem, zelligem (komprimierbarem) Elastomer-Werkstoff vorgeschlagen, der unter Vorspan nung in das Gehäuse der Lagerung eingespannt ist, wobei eine definierte Relativbewegung zwischen Gehäuse und/oder der Verbindung des schwin gungsanregenden Bauteiles und dem Dämpfungskörper initiiert ist. Damit wird zu den bekannten Abstimmungskriterien der Lagerung eine gezielte Reibung zwischen Dämpfungskörper und angrenzendem Gehäuse bzw. Verbindungsmitteln erzeugt, die in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Werkstoff das dynamische Verhalten der Lagerung verbessert bzw. einen Verlustwinkelverlauf ermöglicht, der bei zunächst geringerer Dämpfung mit zunehmender Bewegungsamplitude eine wachsende Verlustarbeit (= höhere Dämpfung) erzeugt, bis eine Sättigungsgrenze erreicht ist.According to the invention, a damping body made of wear-resistant, cellular (Compressible) elastomer material proposed, the under preload voltage is clamped in the housing of the bearing, with a defined Relative movement between the housing and / or the connection of the schwin stimulating component and the damping body is initiated. In order to is a targeted to the known coordination criteria of storage Friction between the damping body and the adjacent housing or Lanyards generated in connection with the proposed Material improves the dynamic behavior of the bearing or one Loss angle curve enables that with initially lower damping increasing movement amplitude an increasing loss work (= higher Damping) until a saturation limit is reached.
Für die Abstimmung einer Lagerung z. B. für einen Stoßdämpfer am Aufbau eines Kraftfahrzeuges kann also zunächst eine geringere Dämpfung bei niedriger Amplitude höherer Frequenz erzielt werden, die in vorteilhafter Weise die Übertragung von Körperschall, z. B. Reifenrollgeräusche, isoliert. Bei größeren Amplituden nimmt die Dämpfungsarbeit gegenüber herkömmli chen Lagerungen zu, so daß bei höherer dynamischer Steifigkeit niederfre quente Schwingungen gut gedämpft werden.For the coordination of a storage z. B. for a shock absorber on the body A motor vehicle can initially have a lower damping lower amplitude higher frequency can be achieved, which is advantageous Way the transmission of structure-borne noise, eg. B. tire rolling noise, isolated. At larger amplitudes, the damping work takes on conventional Chen bearings, so that with higher dynamic rigidity quent vibrations are well damped.
Die gewünschte Dämpfungscharakteristik kann an konstruktive Gegebenhei ten angepaßt werden, indem das Dämpfungsverhalten des vorgeschlagenen Werkstoffes an sich im Bereich der angegebenen Grenzen verändert und/oder die durch die Relativbewegung initiierte Reibungsdämpfung durch Gleitmittel und/oder durch gezielte Ausbildung der Oberflächen (geschlossen- oder offenporige Oberfläche des Dämpfungskörpers, gerin gere oder höhere Rauhigkeit der Wände des Gehäuses und deren Winkel verlauf bzw. Schräge) modifiziert wird.The desired damping characteristics can depend on the design th be adjusted by the damping behavior of the proposed Material itself changed in the range of the specified limits and / or the friction damping initiated by the relative movement Lubricant and / or through targeted formation of the surfaces (closed or open-pore surface of the damping body, small or higher roughness of the walls of the housing and their angles course or slope) is modified.
Ferner kann die Dämpfungscharakteristik der Lagerung, insbesondere im hochfrequenten Bereich bei geringeren Bewegungsamplituden, durch die Gestaltung der Scheibe beeinflußt werden, die als Verbindungsmittel zwi schen Dämpfungskörper und schwingungsanregendem Bauteil bzw. der Kol benstange des Stoßdämpfers dient. Sowohl deren geometrische Ausbildung als auch die Anzahl und Gestaltung der Durchbrüche bestimmen die Dämp fungswirkung bzw. den Verlustwinkelverlauf in diesem Bereich.Furthermore, the damping characteristic of the storage, especially in high-frequency range with lower movement amplitudes, through which Design of the disc can be influenced, the connecting means between damping body and vibration-stimulating component or the Kol the shock absorber. Both their geometric training as well as the number and design of the openings determine the damping effect or the loss angle curve in this area.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel heiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt inAn embodiment of the invention is in the following with further details explained in more detail. The schematic drawing shows in
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine aufbauseitige Lagerung eines Stoß dämpfers als Bauteil eines Federbeines eines Kraftfahrzeuges; und Fig. 1 shows a longitudinal section through a body-side mounting of a shock absorber as a component of a suspension strut of a motor vehicle; and
Fig. 2 den Verlustwinkelverlauf dieses Lagers über der Anregungsampli tude im Vergleich zu einer Lagerung mit einem Gummi-Dämpfungs körper. Fig. 2 shows the loss angle course of this camp over the excitation amplitude compared to a storage with a rubber damping body.
In der Fig. 1 ist mit 10 eine schwingungsdämpfende Lagerung bezeichnet, mittels der die Kolbenstange 12 eines Teleskop-Stoßdämpfers 14 eines Fe derbeines einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges mit dem Aufbau (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeuges begrenzt elastisch und gelenkig ver bunden ist. Weitere Teile des Federbeins sind - soweit ersichtlich - noch eine Schraubendruckfeder 16, eine entsprechend elastische Federauflage 18, ein elastischer Anschlagpuffer 20 und ein die Kolbenstange 12 umhül lendes Schutzrohr 22, das sich etwa bis zu dem nicht dargestellten Dämp ferzylinder des Stoßdämpfers 14 erstreckt. Der Dämpferzylinder anderer seits ist in bekannter Weise mit einem Bauteil der Radaufhängung (z. B. ei nem Radträger oder einem unteren Radführungslenker) verbunden.In Fig. 1, 10 designates a vibration-damping mounting, by means of which the piston rod 12 of a telescopic shock absorber 14 of a Fe derbeines a wheel suspension of a motor vehicle with the structure (not shown) of the motor vehicle is limited elastic and articulated a related party. Other parts of the shock absorber are - as far as can be seen - a helical compression spring 16 , a correspondingly elastic spring support 18 , an elastic stop buffer 20 and a protective tube 22 enveloping the piston rod 12 , which extends approximately to the non-illustrated damper cylinder of the shock absorber 14 . The damper cylinder, on the other hand, is connected in a known manner to a component of the wheel suspension (for example, a wheel carrier or a lower wheel control arm).
Die Lagerung 10 setzt sich zusammen aus einem ringförmigen Dämpfungs körper 24, eine in den Dämpfungskörper 24 einragenden Scheibe 26 und einem zweiteiligen Gehäuse 28 mit einem tassenförmigen Oberteil 28 a und einem Unterteil 28 b. Die beiden Gehäuseteile 28 a und 28 b sind in nicht dargestellter Weise mittels Schrauben mit dem Aufbau des Kraftfahrzeuges lösbar verbunden.The storage 10 is composed of an annular damping body 24, a projecting into the damping body 24 disc 26 and a two-part housing 28 having a cup-shaped upper part 28 a and a lower part 28 b. The two housing parts 28 a and 28 b are detachably connected to the body of the motor vehicle in a manner not shown by means of screws.
An dem Unterteil 28 b ist gleichzeitig die Schraubendruckfeder 16 über die Federauflage 18 aufbauseitig abgestützt. Die Gehäuse-Trennebene 30 liegt senkrecht zur Längsachse 32 der Kolbenstange 12, die zugleich die Haupt bewegungsrichtung der auftretenden Schwingungsamplituden definiert.On the lower part 28 b, the helical compression spring 16 is supported on the body side by the spring support 18 . The housing parting plane 30 is perpendicular to the longitudinal axis 32 of the piston rod 12 , which also defines the main direction of movement of the vibration amplitudes occurring.
Der Dämpfungskörper 24 besteht aus einem geschlossenporigen bzw. zelli gem Polyurethan-Elastomer mit einer Dichte von 500 kg/m3 und einer Po rösität von 55%, z. B. der Handelbezeichnung "Cellasto". Der Dämpfungs körper 24 ist mit einer Vorspannung von ca. 30% (Volumenverringerung) in dem Gehäuse 24 eingespannt.The damping body 24 consists of a closed-cell or zelli gem polyurethane elastomer with a density of 500 kg / m 3 and a Po rösität of 55%, for. B. the trade name "Cellasto". The damping body 24 is clamped in the housing 24 with a preload of approximately 30% (volume reduction).
Durch die konische Ausbildung des Dämpfungskörpers 24 nach oben zu sind schräge Flächen bei 34 gebildet, an denen bei wechselseitiger Belastung der Lagerung 10 eine Relativbewegung bzw. Reibung zwischen den korrespondierenden Wänden des Gehäuse-Oberteiles 28 a und den schrägen Umfangsflächen des Dämpfungskörpers 24 auftritt. Due to the conical design of the damping body 24 upwards, inclined surfaces are formed at 34 , on which a mutual movement or friction occurs between the corresponding walls of the housing upper part 28 a and the oblique peripheral surfaces of the damping body 24 when the bearing 10 is reciprocally loaded.
Die sich senkrecht zur Längsachse 32 der Kolbenstange 12 in den Dämp fungskörper 24 erstreckende Scheibe 26 - die mittels einer Gewindeverbin dung 27 lösbar an der Kolbenstange 12 befestigt ist - weist mehrere Durch brüche 34 auf, in die zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung der Dämpfungskörper 24 eingreift. Dies kann entweder bei der Herstellung des Dämpfungskörpers 24 beim Spritzvorgang bewerkstelligt werden, oder durch die Verdrängung des Werkstoffes bei der vorgegebenen Vorspannung im Gehäuse 24. The perpendicular to the longitudinal axis 32 of the piston rod 12 in the damping body 24 extending disk 26 - which is detachably attached to the piston rod 12 by means of a threaded connection 27 - has a number of openings 34 in which the damping body 24 engages to produce a positive connection . This can be accomplished either in the manufacture of the damping body 24 during the injection molding process, or by the displacement of the material at the predetermined preload in the housing 24.
Im Fahrbetrieb werden von der Radaufhängung des Kraftfahrzeuges ausge hende Schwingungsanregungen insbesondere in der Hauptbewegungsrich tung 32 auf den Dämpfungskörper 24 über die Kolbenstange 12 und die Scheibe 26 ausgeübt.When driving, vibrations starting from the wheel suspension of the motor vehicle, in particular in the main direction of movement 32, are exerted on the damping body 24 via the piston rod 12 and the disk 26 .
Schwingungen höherer Frequenzen und geringerer Amplitude (ca. bis 1,3 mm - siehe senkrechte, gestrichelte Linie der Fig. 2) werden über die Scheibe 26 und den Dämpfungskörper 24 über dessen werkstoffgegebene Dämpfungswirkung an sich und durch Relativbewegungen bzw. Reibungs dämpfung zwischen der Scheibe 26 und dem Dämpfungskörper 24 isoliert.Vibrations of higher frequencies and lower amplitude (approx. To 1.3 mm - see vertical, dashed line of Fig. 2) are on the disc 26 and the damping body 24 on its material-specific damping effect itself and by relative movements or friction damping between the disc 26 and the damping body 24 isolated.
Schwingungen niedriger Frequenz und größerer Amplitude werden zusätz lich durch Relativbewegungen bzw. Reibungsdämpfung der schrägen Flä chen bei 34 zwischen dem Dämpfungskörper 24 und den korrespondieren den schrägen Flächen des Gehäuse-Oberteiles 28 a bedämpft.Vibrations of low frequency and greater amplitude are additionally damped by relative movements or frictional damping of the oblique surfaces at 34 between the damping body 24 and the corresponding oblique surfaces of the housing upper part 28 a.
In der Fig. 2 sind Dämpfungskurven dargestellt, die den Verlustwinkel γ° über der Schwingungsamplitude s in mm angeben. FIG. 2 shows damping curves which indicate the loss angle γ ° above the vibration amplitude s in mm.
Dabei beschreibt die Kurve 36 eine herkömmliche, baulich jedoch ähnliche Lagerung mit einem in dessen Gehäuse eingespanntem Gummilager.The curve 36 describes a conventional, but structurally similar bearing with a rubber bearing clamped in its housing.
Im Vergleich dazu weist die vorstehend beschriebene Lagerung 10 gemäß Kurve 38 im Bereich niedrigerer Amplitude (Kurvenast links von der gestri chelten Linie 40) einen überwiegend geringeren Verlustwinkel γ auf, der eine günstige Körperschallentkopplung bewirkt.In comparison to this, the bearing 10 described above according to curve 38 in the region of lower amplitude (branch on the left of the dashed line 40 ) has a predominantly lower loss angle γ, which brings about a favorable decoupling of structure-borne noise.
Im Bereich größerer Amplituden (rechts der gestrichelten Linie 40) liegt auf grund der sich mit der Materialdämpfung überlappenden Reibungsdämpfung ein höherer Verlustwinkel γ als bei einer Lagerung gemäß Kurve 36 vor, der eine größere Verlustarbeit ergibt und somit Schwingungen schneller abklingen.In the area of larger amplitudes (to the right of the dashed line 40 ), due to the friction damping overlapping with the material damping, there is a higher loss angle γ than in the case of a bearing according to curve 36 , which results in a greater loss work and thus vibrations subside more quickly.
Die Dämpfungscharakteristik der Lagerung 10 kann durch Abstimmung der schrägen Flächen hinsichtlich ihrer Neigung, durch gezielte Rauhigkeiten dieser Flächen und ggf. durch den Einsatz von Gleitmitteln (z. B. Fett) ge zielt beeinflußt werden. Beispielsweise wurde zur Erzielung der gestrichelt eingetragenen Kurve 42 Fett als Gleitmittel sowohl im Bereich der schrägen Flächen bei 34 als auch bei der Scheibe 26 eingesetzt.The damping characteristic of the bearing 10 can be influenced by tuning the inclined surfaces with regard to their inclination, by targeted roughness of these surfaces and, if appropriate, by the use of lubricants (e.g. grease). For example, to achieve the curve 42 shown in dashed lines, grease was used as a lubricant both in the area of the inclined surfaces at 34 and in the case of the disk 26 .
Gemäß den vorstehenden Ausführungen kann man im wesentlichen zwi schen äußerer und innerer Reibung unterscheiden. Äußere Reibung ent steht an dem Außenumfang des Dämpfungskörpers, sie wird hauptsächlich durch die Einbaubedingungen und die Außengeometrie bestimmt. Mögliche Formen sind z. B. Kegel-, Schrauben- oder Kalottenform. Innere Reibung entsteht zwischen dem Dämpfungskörper und den eingeschäumten Festkör pern bzw. der Scheibe 26, die zur Kraftübertragung konstruktiv vorgesehen sind. Hier ist ebenfalls die Geometrie entscheidend. Z.B. lassen sich durch Lochmuster, Lochgröße und Lochanzahl ebenfalls die Dämpfungseigen schaften beeinflussen.According to the above, one can essentially distinguish between external and internal friction. External friction arises on the outer circumference of the damping body, it is mainly determined by the installation conditions and the outer geometry. Possible forms are e.g. B. cone, screw or dome shape. Internal friction arises between the damping body and the foamed solid body or the disk 26 , which are designed for power transmission. Here too, the geometry is crucial. For example, the damping properties can also be influenced by hole patterns, hole size and number of holes.
Claims (9)
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| DE19755313A DE19755313A1 (en) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | Vibration-damping mounting, attaching e.g. shock absorber to vehicle body and capable of selective noise reduction |
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Publications (1)
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ID=7851722
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