DE69007697T2

DE69007697T2 - Verfahren zum Herstellen von elastischen, flüssigkeitsgefüllten Lagern mit Druckaufnahme- und Ausgleichskammern.

Info

Publication number: DE69007697T2
Application number: DE69007697T
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Funahashi; Nobuo Matsumoto; Keita Shirai
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1989-07-05
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1994-07-28
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: DE69007697D1; EP0406835A2; EP0406835B1; EP0406835A3; JPH0788872B2; JPH0337444A; US4998345A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines fluidgefüllten bzw. flüssigkeitsgefüllten elastischen Lagers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Das elastische Lager ist daran angepaßt, durch eine Durchgangsöffnung zwischen einer Druckaufnahmekammer und einer Ausgleichskammer auf der Basis der Resonanz eines nichtkompressiblen Fluids Schwingungsdämpfung zu bewirken. Die Erfindung betrifft insbesondere ein verbessertes Verfahren, das zum Herstellen von einem solchen fluidgefüllten elastischen Lager geeignet ist, dessen Ausgleichskammer einem ausreichend großen Betrag an Volumenänderung unterzogen werden kann, und dadurch ermöglicht, daß das elastische Lager eine gesteigerte Dämpfungsfähigkeit und Stabilität hat.
Ein gattungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines fluidgefüllten elastischen Lagers ist aus der GB-A-2 200 190 bekannt, auf der der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert. Gemäß diesem Verfahren wird eine innere Einheit, die eine innere und eine Zwischenschale aufweist, derart vorbereitet, daß die innere und die Zwischenschale durch einen elastischen Körper verbunden werden, der eine Umfangstasche ausbildet, die der Außenseite zugewandt geöffnet ist, und axial durch gegenüberliegende Seitenwände des elastischen Körpers begrenzt wird. Die innere Einheit wird dann in Fluid eingesetzt, und eine äußere Schale wird rund um die innere Einheit preßgepaßt, wodurch die Tasche mit Fluid gefüllt wird und fluiddicht verschlossen wird, um dadurch eine Druckaufnahmekammer zu schaffen.
Weiterhin ist ein zylindrisches fluidgefülltes elastisches Lager als ein Schwingungsdämpfungselement bekannt, das zwischen zwei Elementen eines Schwingungssystems eingesetzt ist, um diese zwei Elemente flexibel zu verbinden. Ein Beispiel eines derartigen zylindrischen fluidgefüllten elastischen Lagers ist in den offengelegten Veröffentlichungen Nr. 48-36151 und 52-16554 der ungeprüften japanischen Patentanmeldungen offenbart. Das in diesen Veröffentlichungen offenbarte elastische Lager weist einen zwischen einer inneren und einer äußeren Schale zum flexiblen Verbinden der zwei Schalen eingesetzten elastischen Körper auf und hat ein Paar von Fluidkammern, die zwischen der inneren und der äußeren Schale in diametral gegenüberliegenden Positionen der Schalen ausgebildet sind, und die mit einem geeigneten nichtkompressiblen Fluid gefüllt sind. Diese zwei Fluidkammern stehen miteinander über eine Durchgangsöffnung in Verbindung, so daß zwischen der inneren und der äußeren Schale in der diametralen Richtung des Lagers aufgebrachte Schwingungen auf Basis der Resonanz des durch die Öffnung fließenden Fluids gedämpft oder isoliert werden können.
Bei dem wie vorstehend beschrieben konstruierten zylindrischen fluidgefüllten elastischen Lager ist der elastische Körper ein im allgemeinen ringförmiges Element, dessen innere und äußere Flächen im wesentlichen mit dem gesamten Umfang der inneren und der äußeren Schale in Kontakt gehalten werden. Bei dieser Anordnung besteht eine Tendenz, daß ein übermäßig großer Betrag an Dehnungsverformung in einem lokalen Abschnitt oder Abschnitten des ringförmigen elastischen Körpers bewirkt wird, wenn das elastische Lager zwischen zwei Elementen eingebaut wird, um diese zwei Elemente flexibel zu verbinden, zum Beispiel, wenn das elastische Lager als ein Motorlager zum flexiblen Lagern einer Motoreinheit an einem Fahrzeugkörper benutzt wird. Und zwar nehmen die innere oder die äußere Schale des eingebauten elastischen Motorlagers das Gewicht der Motoreinheit als eine statische Last auf, die permanent während der gesamten Lebensdauer auf den elastischen Körper zum Dämpfen einer dynamischen Schwingungslast aufgebracht wird. Deshalb kommt es bei dem bekannten fluidgefüllten elastischen Lager zu einer -unzureichenden Haltbarkeit des elastischen Körpers.
Angesichts des Nachteils des bekannten fluidgefüllten elastischen Lagers gemäß Vorbeschreibung wurde eine verbesserte Anordnung vorgeschlagen, wie in den offengelegten Veröffentlichungen Nr. 62-196434 und 63-289349 der ungeprüften japanischen Patentanmeldungen offenbart. Bei der vorgeschlagenen verbesserten Anordnung besteht das Paar von Fluidkammern aus einer Druckaufnahmekammer, die anfangs eine dynamische Schwingungslast aufnimmt, und einer Ausgleichskammer mit variablem Volumen, die wenigstens teilweise durch eine flexible Membran ausgebildet ist. Insbesondere die Druckaufnahmekammer ist in einem Abschnitt des elastischen Körpers ausgebildet, der aufgrund der statischen Last einer Druckbeanspruchung ausgesetzt ist. In einem Abschnitt des elastischen Körpers, der aufgrund der statischen Last einer Dehnungsbeanspruchung ausgesetzt ist, ist jedoch keine Fluidkammer ausgebildet. Das heißt, die teilweise durch die flexible Membran ausgebildete Ausgleichskammer braucht nicht durch einen Abschnitt des elastischen Körpers ausgebildet zu werden, und deshalb kann der elastische Körper nur in einem Abschnitt des Raums zwischen der inneren und äußeren Schalen angeordnet sein, der der Druckbeanspruchung ausgesetzt ist, aber nicht der Dehnungsbeanspruchung aufgrund der statischen Last ausgesetzt ist. Folglich ist der in der vorgeschlagenen Anordnung angewandte elastische Körper im wesentlichen frei von einer Dehnungsbeanspruchung aufgrund der statischen Last.
Eine Untersuchung des vorstehend vorgeschlagenen fluidgefüllten elastischen Lagers durch die Anmelder offenbarte jedoch ein restliches Problem im Zusammenhang mit der Haltbarkeit und der Dämpfungsfähigkeit, wie weiter unten beschrieben.
Und zwar wird das Volumen der Druckaufnahmekammer reduziert, wenn das elastische Lager eingebaut wird, um die auf die äußere Schale wirkende statische Last, zum Beispiel das Gewicht einer Motoreinheit eines Kraftfahrzeugs, aufzunehmen. Infolgedessen wird das Fluid dazu gebracht, von der Druckaufnahmekammer durch die Durchgangsöffnung in die Ausgleichskammer zu fließen, wodurch das Volumen der Ausgleichskammer gesteigert wird, so daß eine teilweise die Ausgleichskammer ausbildende dünne Gummischicht oder flexible Membran radial auswärts des Lagers verschoben wird. Das heißt, die flexible Membran des eingebauten elastischen Lagers hat aufgrund der statischen Last vor der Aufnahme einer dynamischen Schwingungslast einen bestimmten Betrag an elastischer Verformung oder Verschiebung erfahren. Dieser Zustand ist für die Haltbarkeit der flexiblen Membran nicht erwünscht und reduziert den maximalen Betrag an elastischer Verformung der flexiblen Membran aufgrund der dynamischen Last. Als Ergebnis dessen wird der maximale Betrag an Volumenänderung der Ausgleichskammer und der Betrag der Fluidströmungen zwischen der Druckaufnahme- und Ausgleichskammer durch die Durchgangsöffnung ziemlich begrenzt. Daher erfüllt die Ausgleichskammer nicht vollständig die ihr zugeordnete Funktion und das elastische Lager hat, insbesondere wenn die Amplitude der Eingangsschwingungen relativ groß ist, nicht die gewünschten Schwingungsdämpfungscharakteristiken.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zu schaffen, das zum Herstellen eines fluidgefüllten elastischen Lagers mit einer gesteigerten Schwingungsdämpfungsfähigkeit und Stabilität geeignet ist, das eine Ausgleichskammer mit einem ausreichend großen maximalen Betrag an Volumenänderung hat, wenn das elastische Lager in einer die statische Last aufnehmenden Position eingebaut ist.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargelegt.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren der Erfindung wird die teilweise die Ausgleichskammer ausbildende flexible Membran in eine Richtung radial einwärts des Lagers verschoben, um das Volumen der Ausgleichskammer zu reduzieren, wenn die auf die Seitenwand oder -wände des elastischen Körpers aufgebrachte axiale Kraft entfernt wird. Deshalb wird, wenn das hergestellte elastische Lager eingebaut wird, um die statische Last aufzunehmen, die flexible Membran in der Richtung radial auswärts verschoben, aber der Betrag an elastischer Verformung wird wegen der Volumenreduzierung der Ausgleichskammer, wenn die axiale Kraft, nachdem die Druckaufnahme- und Ausgleichskammer mit dem nichtkompressiblen Fluid gefüllt sind, von der Seitenwand oder -wänden des elastischen Körpers entfernt wird, relativ klein gehalten. Daher hat die Ausgleichskammer des elastischen Lagers im Einbauzustand bei der Aufbringung von dynamischen Schwingungslasten während dem Gebrauch des elastischen Lagers einen relativ großen Betrag an maximaler Verformung der elastischen Membran, und einen demgemäß großen maximalen Betrag an Volumenänderung der Ausgleichskammer.
Folglich sichert das Verfahren die verbesserte Haltbarkeit der flexiblen Membran und ermöglicht, daß, sogar wenn die Eingangsschwingungen eine verhältnismäßig große Amplitude haben, die Ausgleichskammer die ihr zugeordnete Funktion mit dem relativ großen maximalen Betrag an Volumenänderung erfüllt. Deshalb hat das durch das Verfahren hergestellte fluidgefüllte elastische Lager äuf der Basis des durch die Durchgangsöffnung zwischen der Druckaufnahme- und Ausgleichskammer strömenden Fluids eine verbesserte Dämpfungsfähigkeit und Stabilität.
Um die axiale Kraft auf die Seitenwand oder -wände des elastischen Körpers aufzubringen, können ein Preßstab oder zwei Preßstäbe in dar axialen Richtung des elastischen Lagers verschoben werden, während ein Endabschnitt des Preßstabes in Anlagekontakt mit der entsprechenden Seitenwand gehalten wird. Zum Beispiel werden, wenn die axiale Kraft auf beide der gegenüberliegenden Seitenwände des elastischen Körpers aufgebracht wird, zwei Preßstäbe in der axialen Richtung des elastischen Lagers aufeinander zu verschoben, wobei ein Endabschnitt jedes Stabes an der entsprechenden Seitenwand anliegt.
Die äußere Schale kann auf die innere Einheit preßgepaßt werden, während die äußere Schale einem radial einwärts gerichteten Ziehvorgang unterzogen wird, und während die axiale Kraft auf mindestens eine Seitenwand des elastischen Körpers aufgebracht wird.
Die innere Einheit kann derart vorbereitet werden, daß ein Rückprallanschlag zwischen einem Abschnitt der Zwischenschale, die teilweise die Ausgleichskammer ausbildet, und der inneren Schale eingeführt wird, um einen Abschnitt des elastischen Körpers, in dem die Tasche ausgebildet ist, einen bestimmten Betrag an Vorkompression zu geben.
Die innere Einheit kann auch derart vorbereitet werden, daß die flexible Membran an einem öffnungsbildenden Element befestigt wird, das derart an die Zwischenschale gefügt wird, daß die flexible Membran und die Zwischenschale zusammenwirken, um die Ausgleichskammer auszubilden, wenn die äußere Schale auf die innere Einheit gefügt wird.
Die innere Einheit kann vorbereitet werden, um den elastischen Körper derart auszubilden, daß die innere und die Zwischenschale mit Bezug zueinander exzentrisch sind, so daß ein radialer Abstand zwischen einem radialen Mittelpunkt der inneren Schale und der Zwischenschale in einer Richtung, in der eine statische und eine dynamische Last auf die Druckaufnahmekammer aufgebracht wird, an der Seite der flexiblen Membran kleiner als an der Seite der Tasche ist.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung eines derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, wobei:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Fahrzeugmotorlagers im Querschnitt ist, das gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens der Erfindung hergestellt ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine Schnittansicht des Motorlagers von Fig. 1 ist, wenn es in einem Fahrzeug eingebaut ist, um das Gewicht einer Motoreinheit aufzunehmen;
Fig. 4 eine Schnittansicht einer inneren Einheit des Motorlagers von Fig. 1 ist, die durch das Vulkanisieren eines elastischen Körpers zwischen einer inneren und einer Zwischenschale vorbereitet wird;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von Fig. 4 ist;
Fig. 6 eine Schnittansicht eines ersten öffnungsbildenden Elements ist, das in dem Motorlager von Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 7 eine Draufsicht des ersten öffnungsbildenden Elements von Fig. 6;
Fig. 8 eine Schnittansicht eines zweiten öffnungsbildenden Elements ist, das in dem Motorlager von Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 9 eine Ansicht des zweiten öffnungsbildenden Elements von Fig. 8 von unten ist; und
Fig. 10, 11 und 12 Ansichten zum Erklären von Schritten zum Herstellen des Motorlagers von Fig. 1 sind.
Fig. 1 und 2 zeigen ein zylindrisches fluidgefülltes elastisches Motorlager für ein Kraftfahrzeug, das durch ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung geeignet hergestellt wurde. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine innere Schale, die aus einem geeigneten metallischen Material besteht und eine relativ große Wanddicke hat. Radial auswärts von dieser Schale 10 ist eine metallische Zwischenschale 12 derart angeordnet, daß die innere und die Zwischenschale 10, 12 miteinander in einer Lastaufnahmerichtung (vertikale Richtung, wie in Fig. 1 gezeigt), in der das Motorlager, wenn es an seinem Platz in dem Fahrzeug eingebaut ist, in erster Linie eine Schwingungslast aufnimmt, um einen geeigneten radialen Abstand exzentrisch sind. Die innere und die Zwischenschale sind miteinander durch einen elastischen Körper 14, der dazwischen eingesetzt ist, flexibel verbunden. Wie nachfolgend beschrieben, wird der elastische Körper 14 durch Vulkanisieren derart ausgebildet, daß der elastische Körper 14 mit der inneren und der Zwischenschale 10, 12 verbunden ist, um eine innere Einheit zu schaffen, die in Fig. 4 und 5 insgesamt mit 58 bezeichnet wird.
Zwischen der Zwischenschale 12 und dem elastischen Körper 14 ist ein axialer Hohlraum 16 ausgebildet, der in der axialen Richtung des Lagers ausgebildet ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, befindet sich dieser axiale Hohlraum 16, in Lastaufnahmerichtung gesehen, an einer von diametral gegenüberliegenden Seiten der inneren Schale 10, an der der radiale Abstand zwischen dem radialen Mittelpunkt der inneren Schale 10 und der Zwischenschale 12 der kleinste ist. Der axiale Hohlraum 16 hat eine im allgemeinen gebogene Form, wie in der Ebene von Fig. 1 zu sehen, die ungefähr einer Hälfte des Umfangs der Schalen 10, 12 entspricht. Bei Vorhandensein des axialen Hohlraums 16 ist der elastische Körper 14 nur an der Seite vorhanden, an der der vorstehend genannte radiale Abstand relativ groß ist, das heißt, nur in dem im allgemeinen oberen Teil des Raumes innerhalb der Zwischenschale 12, wie in Fig. 1 zu sehen.
Der elastische Körper hat eine Tasche 18 in der Form einer Ausnehmung, die an der äußeren Umfangsfläche offen ist, und die Zwischenschale 12 hat ein Fenster 20, das mit der Öffnung der Tasche 18 ausgerichtet ist, so daß die Tasche 18 an der äußeren Fläche der Zwischenschale 12 offen ist. Die Tasche 18 hat eine axiale Ausdehnung, die durch die zwei Seitenwände 14a, 14b definiert wird, welche einander in der axialen Richtung der inneren Schale 10 (Motorlager) gegenüberliegen.
Wie in Fig. 2 gezeigt, hat die Zwischenschale 12 einen axial angeordneten Zwischenabschnitt 22, der einen kleineren Durchmesser als der andere Abschnitt hat. Dieser axial angeordnete Zwischenabschnitt 22 mit kleinem Durchmesser hat einen ausgesparten Teil 24 über eine Umfangslänge, die der des Bogens des axialen Hohlraums 16 entspricht, wie in Fig. 1 gezeigt. Und zwar ist der ausgesparte Teil 24, verglichen mit dem anderen Abschnitt des axial angeordneten Zwischenabschnitts 22, radial einwärts ausgespart, so daß die untere Wand des ausgesparten Teils 24 mit dem elastischen Körper 14 zusammenwirkt, um den axialen Hohlraum 16 auszubilden. Zwischen den gegenüberliegenden Endabschnitten des ausgesparten Teils 24 ist eine Teilumfangsnut 26 ausgebildet, deren Unterseite durch den vorstehend genannten anderen Abschnitt des axial angeordneten Zwischenabschnitts 22 gebildet wird. Folglich bedecken der ausgesparte Teil 24 und die Teilumfangsnut 26 den gesamten Umfang der Zwischenschale 12.
Innerhalb des axialen Hohlraums 16 ist ein Rückprallanschlag 28 untergebracht, der aus einem Gummimaterial ausgebildet ist. Dieser Rückprallanschlag 28 hat eine im allgemeinen gebogene Form, wie in Fig. 1 gezeigt, und hat, wie in Fig. 2 gezeigt, einen ringförmigen Befestigungsabschnitt 29 an einem der gegenüberliegenden axialen Endabschnitte. Der ringförmige Befestigungsabschnitt 29 ist feststehend an den entsprechenden Endabschnitt der inneren Schale 10 gefügt, wodurch der Rückprallanschlag 28 an der inneren Schale 10 befestigt ist.
Das Motorlager weist auch ein erstes und zweites öffnungsbildendes Element 30, 32 und eine äußere Schale 34 auf, die an der inneren Einheit 58 (Fig. 4 und 5) befestigt sind. Insbesondere das erste und zweite öffnungsbildende Element 30, 32 sind im wesentlichen halbzylindrische Elemente, die derart in die Teilumfangsnut 26 eingefügt werden, daß das erste öffnungsbildende Element 30 eine Hälfte des Umfangs der Zwischenschale 12 an der Seite des Fensters 20 bedeckt, während das zweite öffnungsbildende Element 32 die andere Hälfte an der Seite des ausgesparten Teils 24 bedeckt. Die äußere Schale 34 wird an die äußere Umfangsfläche der öffnungsbildenden Elemente 30, 32 gefügt.
Wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, hat das erste öffnungsbildende Element 30 eine Spiralnut 38, die derart in der äußeren Fläche ausgebildet ist, daß sich der innere Endabschnitt der Nut 38 im wesentlichen in der Mitte der Fläche befindet, während der äußere Endabschnitt an einem der gegenüberliegenden Endabschnitte des Elements 30, in der Umfangsrichtung des Motorlagers gesehen, offen ist. Der innere Endabschnitt der Spiralnut 38 steht mit einem durch die Wanddicke des öffnungsbildenden Elements 30 ausgebildeten Verbindungsloch 36 in Verbindung. Andererseits hat das zweite öffnungsbildende Element 32 zwei Ausschnitte 40, 40 an den gegenüberliegenden Umfangsendabschnitten und zwei beabstandete rechtwinklige Fenster 42, 42 zwischen den Ausschnitten 40, wie in Fig. 8 und 9 gezeigt. Dieses öffnungsbildende Element ist, um die Fenster 42 fluiddicht zu sdhließen, mit einer in seinem Inneren befestigten, elastisch verformbaren oder flexiblen Membran 44 versehen, wie in Fig. 8 gezeigt.
Die Tasche 18 des elastischen Körpers 14 wird durch das erste öffnungsbildende Element 30 und die äußere Schale 34 fluiddicht geschlossen, um so eine mit einem nichtkompressiblen Fluid gefüllte Druckaufnahmekammer 46 zu schaffen. Der Druck in der Druckaufnahmekammer 46 wird aufgrund von deren Volumenänderung verändert, die durch eine elastische Verformung des elastischen Körpers 14 bewirkt wird, wenn während dem Gebrauch des Motorlagers eine Schwingungslast zwischen der inneren und der äußeren Schale 10, 34 aufgebracht wird. Desweiteren wird der in der Zwischenschale 12 ausgebildete ausgesparte Teil 24 durch das zweite öffnungsbildende Element 32 und die äußere Schale 34 fluiddicht geschlossen, wodurch eine auch mit dem nichtkompressiblen Fluid gefüllte Ausgleichskammer 48 mit variablem Volumen ausgebildet wird. Und zwar wird die Ausgleichskammer 48 zwischen der an dem zweiten öffnungsbildenden Element 32 ausgebildeten Membran 44 und dem ausgesparten Teil 24 der Zwischenschale 12 ausgebildet. Eine Änderung im Druck in der Ausgleichskammer 48 wird durch die elastische Verformung der flexiblen Membran 44 absorbiert oder verhindert. Die Räume 50, 50 bleiben zwischen der inneren Fläche der äußeren Schale 34 und der Membran 44 übrig, so daß die Räume 50 ermöglichen, die Membran 44 der elastischen Verformung zu unterziehen.
Das die Druckaufnahme- und Ausgleichskammer 46, 48 füllende nichtkompressible Fluid kann Wasser, Alkylenglykol, Polyalkylenglykol oder Silikonöl sein. Um die hohe Fluiddichtheit der Kammern 46, 48 zu sichern, ist die innere Umfangsfläche der äußeren Schale 34 völlig durch eine abdichtende Gummischicht 52 bedeckt.
Die Druckaufnahmekammer 46 und die Ausgleichskammer 48 mit variablem Volumen werden durch eine Durchgangsöffnung 54 in Verbindung miteinander gehalten, die derart ausgebildet ist, daß die Spiralnut 38 und die Ausschnitte 40 des ersten und zweiten öffnungsbildenden Elements 30, 32 durch die innere Umfangsfläche der äußeren Schale 34, genauer durch die an der äußeren Schale 34 ausgebildete abdichtende Gummischicht 52, fluiddicht geschlossen werden.
In der Druckaufnahmekammer 46 wird ein verschiebbarer Block 56 untergebracht. Dieser verschiebbare Block 56 besteht aus einem relativ unelastischen Material und hat ein Außenprofil, das der Form der Druckaufnahmekammer 46 ähnlich ist. Der Block 56 hat jedoch kleinere Ausdehnungen als die Ausdehnungen der Kammer 46, so daß der Block 56 innerhalb der Kammer 46 frei verschiebbar ist.
Das wie vorstehend beschrieben konstruierte Motorlager wird, um eine Motoreinheit in einem Fahrzeug flexibel zu lagern, so eingebaut, daß die innere Schale 10 an dem Fahrzeugkörper befestigt ist, während die äußere Schale 34 an der Motoreinheit befestigt ist. Das heißt, das Motorlager wird zwischen den Fahrzeugkörper und die Motoreinheit eingesetzt. In diesem Zustand wirkt das Gewicht der Motoreinheit als eine statische Last an der äußeren Schale 34 in der vertikalen Richtung, d. h. in der Richtung, in der die innere und äußere Schale 10, 34 miteinander exzentrisch sind (wie in Fig. 1 gezeigt), bevor das Motorlager eingebaut wird. Infolgedessen werden die innere und die äußere Schale 10, 34, wie in Fig. 3 gezeigt, durch die statische Last oder das Gewicht der Motoreinheit in im wesentlichen konzentrische Beziehung miteinander gebracht. Deshalb wird während dem Gebrauch des Motorlagers eine Schwingungslast oder dynamische Last zwischen die innere und äußere Schale 10, 34 aufgebracht, die normalerweise in der im wesentlichen konzentrischen Beziehung gehalten werden, wie in Fig. 3 gezeigt. Wie vorstehend beschrieben, werden die Schwingungen durch das Motorlager in erster Linie in der vertikalen Richtung aufgenommen.
Wenn eine Schwingungslast mit geringer Frequenz, wie etwa ein Motorschütteln, auf das wie vorstehend beschrieben in dem Fahrzeug eingebaute Motorlager aufgebracht wird, wird das Fluid dazu gebracht, durch die Durchgangsöffnung 54 zwischen der Druckaufnahme- und Ausgleichskammer 46, 48 zu strömen. Infolgedessen dämpft das Motorlager auf Basis der Resonanz des durch die Durchgangsöffnung 54 strömenden Fluids effektiv die aufgenommene Schwingungslast. Wenn die aufgenommene Schwincungslast eine relativ hohe Frequenz hat, zeigt das Motorlager auf Basis der Resonanz der Fluidmenge, die rund um den in der Druckaufnahmekammer 46 untergebrachten verschiebbaren Block 56 strömt, eine ausreichend geringe dynamische Federkonstante.
Unter Bezug auf Fig. 10-12 wird als nächstes ein Beispielverfahren zum Herstellen des wie vorstehend beschrieben konstruierten Motorlagers im Detail beschrieben.
Zu Anfang werden die innere Schale 10 und die Zwischenschale 12 in der festgelegten radial beabstandeten Beziehung innerhalb eines Hohlraums einer passend vorbereiteten Form angeordnet. Dann wird ein ausgewähltes Gummimaterial in den Hohlraum gegossen und in einer im Stand der Technik bekannten Weise vulkanisiert, wodurch der elastische Körper 14 ausgebildet wird, um die innere und die Zwischenschale 10, 12 flexibel zu verbinden. Folglich ist die in Fig. 4 und 5 gezeigte innere Einheit vorbereitet.
Inzwischen werden der im allgemeinen gebogene Rückprallanschlag 28, der aus einem geeigneten elastischen Gummimaterial besteht, der im allgemeinen rechtwinklige bewegbare Block 56, das halbzylindrische erste öffnungsbildende Element 30, das in Fig. 6 und 7 gezeigt ist, das halbzylindrische zweite öffnungsbildende Element 32, das in Fig. 8 und 9 gezeigt ist, und die äußere Schale 34, deren innere Umfangsfläche durch die abdichtende Gummischicht 52 bedeckt ist, vorbereitet.
Die Zwischenschale 12 der inneren Einheit 58 wird einem Ziehvorgang unterzogen, wie er notwendig ist, um dem elastischen Körper 14 einen erwünschten Betrag an radial einwärts gerichteter Vorkompression zu geben. Nachfolgend wird der Rückprallanschlag 28 in den axialen Hohlraum 16 der inneren Einheit 58 eingeführt, wobei der ringförmige Befestigungsabschnitt 29 an die innere Schale 10 gefügt wird, wie in Fig. 10 gezeigt. Hinsichtlich dessen wird bemerkt, daß die Einführung des Rückprallanschlags 28 bewirkt, daß die innere Schale 10 in der Richtung weg von der Unterseite des ausgesparten Teils 24 der Zwischenschale 12 verschoben wird, wodurch der Betrag der Versetzung der inneren Schale 10 mit Bezug auf die Zwischenschale 12 demgemäß reduziert wird, wie aus Fig. 5 und 10 deutlich wird. Als ein Ergebnis der relativen Verschiebung zwischen der inneren und der Zwischenschale 10, 12 durch die Einfügung des Rückprallanschlags 28 wird der elastische Körper 14 in der Lastaufnahmerichtung (in der die statische Last oder das Gewicht der Fahrzeugmotoreinheit und die dynamische Last auf das Motorlager aufgebracht werden) radial einwärts komprimiert.
Im nächsten Schritt wird der verschiebbare Block 56 in der in der inneren Einheit 58 geschaffenen Tasche angeordnet, und das erste und zweite öffnungsbildende Element 30, 32 werden in die Teilumfangsnut 26 der Zwischenschale 12 eingefügt, wie in Fig. 11 gezeigt. Das erste öffnungsbildende Element 30 ist mit der oberen Hälfte der Schale 12 an der Seite des Fensters 20 ausgerichtet, während das zweite öffnungsbildende Element 32 mit der unteren Hälfte an der Seite des ausgesparten Teils 24 ausgerichtet ist. Der Zusammenbau des verschiebbaren Blocks 56 und der öffnungsbildenden Elemente 30, 32 wird in der Umgebungsluft vorgenommen.
Die folglich erzielte Baugruppe 58, 28, 30, 32 wird dann in eine Menge des gewählten nichtkompressiblen Fluids getaucht, um die Tasche 18 (nachfolgend in der Druckaufnahmekammer 46 ausgebildet) und den ausgesparten Teil 24 (nachfolgend in der Ausgleichskammer 48 ausgebildet) mit dem nichtkompressiblen Fluid zu füllen. Das Fluid wird durch das Verbindungsloch 36, das durch das erste öffnungsbildende Element 30 ausgebildet wird, in die Tasche 18 und durch die an den Endabschnitten des zweiten öffnungsbildenden Elements 32 geschaffenen Ausschnitte 40 in den ausgesparten Teil 24 eingelassen.
Die äußere Schale 34 wird dann, während sie in die Fluidmenge getaucht ist, an die Baugruppe 58, 28, 56, 30, 32 montiert. Diese Montage der äußeren Schale 34 wird vorgenommen, während die äußere Schale 34 einem radial einwärts gerichteten Ziehvorgang unterzogen wird, um die äußere Schale 34 gegen die äußeren Umfangsflächen der axialen Endabschnitte der Zwischenschale 12 zu drücken. Das heißt, die äußere Schale 34 wird innerhalb der Fluidmenge auf die Baugruppe oder die Zwischenschale 12 preßgepaßt. Infolgedessen werden die Tasche 18 und der ausgesparte Teil 24 fluiddicht in die Druckaufnahmekammer 46 bzw. die Ausgleichskammer 48 eingeschlossen. Auch die Spiralnut 38 des ersten öffnungsbildenden Elements 30 und die Ausschnitte 40 des zweiten öffnungsbildenden Elements 32 werden fluiddicht eingeschlossen, um dadurch die Durchgangsöffnung 54 zu schaffen, die mit der Druckaufnahme- und Ausgleichskammer 46, 48 in Verbindung steht. Auf diese Weise wird das Motorlager gemäß Fig. 1 und 2 hergestellt.
Der bei der äußeren Schale 34 angewandte radial einwärts gerichtete Ziehvorgang wird in einer geeigneten, im Stand der Technik bekannten Weise ausgeführt. Zum Beispiel werden eine ringförmige geteilte Form oder eine Segmentform 62 und eine ringförmige einteilige Form 66, wie in Fig. 12 gezeigt, benutzt, um den Ziehvorgang zu bewirken. Die Segmentform 62 besteht zum Beispiel aus acht Segmenten, die zusammenwirken, um ein radial zusammenziehbares Ziehwerkzeug auszubilden, das eine kegelförmige äußere Umfangsfläche 60 hat. Diese Segmentform 62 wird derart eingestellt, daß die innere Umfangsfläche in Anlagekontakt mit der äußeren Umfangsfläche der äußeren Schale 34 ist, wie in Fig. 12 gezeigt. Um das radial einwärts gerichtete Ziehen der äußeren Schale 34 auszuführen, wird die Segmentform 62 in die einteilige Form 66 gedrückt, wobei die äußere Umfangsfläche 60 an einer kegelförmigen inneren Umfangsfläche 64 der einteiligen Form 66 gleitet.
Das Verfahren zum Herstellen des Motorlagers gemäß der Erfindung ist durch einen Vorgang zum Ausüben einer axialen Kraft auf mindestens eine der axial gegenüberliegenden Seitenwände 14a, 14b des elastischen Körpers 14 gekennzeichnet, während die äußere Schale 34 dem radial einwärts gerichteten Ziehvorgang unterzogen wird, und zwar während die äußere Schale 34 auf die Zwischenschale 12 preßgepaßt wird.
Bei dem in Fig. 12 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist ein Paar von Preßstäben 68 derart konzentrisch miteinander angeordnet, daß die an den äußeren Flächen der Seitenwände 14a, 14b anliegenden Stäbe 68 in der axialen Richtung des Motorlagers (innere Schale 10) aufeinander zu verschiebbar sind. Wenn die Segmentform 62 in die einteilige Form 66 gedrückt wird, werden die zwei Preßstäbe 68 axial aufeinander zu verschoben, wodurch die elastische Verformung der Seitenwände 14a, 14b verursacht wird, so daß die Seitenwände 14a, 14b auf den verschiebbaren Block 56 zu ausgedehnt werden, um das Volumen der Tasche 18 zu reduzieren.
Bei dem vorliegenden Motorlager wird die Menge des die Kammern 46, 48 und die Durchgangsöffnung 54 füllenden nichtkompressiblen Fluids zu dem Zeitpunkt festgelegt, wenn der radial einwärts gerichtete Ziehvorgang durch die Formen 62, 66 und der axial wirkende Druckvorgang durch die Preßstäbe 68 abgeschlossen werden. Das heißt, die Füllmenge des Fluids wird durch das Volumen der Tasche 18 beeinflußt, wenn sie durch die äußere Schale 34 mit einem gegebenen Betrag an axialer Ausdehnung der Seitenwände 14a, 14b aufeinander zu geschlossen wird. Die axial elastisch ausgedehnten Seitenwände 14a, 14b werden jedoch durch deren Elastizität mehr oder weniger voneinander weg auf die Ausgangspositionen zu verschoben, wenn die auf die Seitenwände 14a, 14b ausgeübten axialen Kräfte durch das Verschieben der Preßstäbe 68 weg von den Seitenwänden bei durch die äußere Schale 34 geschlossener Tasche 18 gelöst werden. Infolgedessen wird das Volumen der Tasche 18 (Druckaufnahmekammer 46) um einen Betrag entsprechend den axialen Verschiebungen der Seitenwände 14a, 14b weg voneinander, wobei die Stäbe 68 von ihnen gelöst sind, gesteigert. Als ein Ergebnis dessen strömt eine Menge des Fluids, die dem Betrag der Volumensteigerung der Druckaufnahmekammer 46 entspricht, von der Ausgleichskammer 48 in die Druckaufnahmekammer 46, wodurch das Volumen der Ausgleichskammer 48 demgemäß reduziert wird, und die flexible Membran 44 im wesentlichen in die Richtung radial einwärts des Motorlagers verschoben wird, um die Volumina der Räume 50, 50 zu steigern, wie in Fig. 1 gezeigt.
Das in Fig. 1 gezeigte, so hergestellte Motorlager ist in das Fahrzeug eingebaut, wobei das Gewicht der Motoreinheit (statische Last) auf die äußere Schale 34 wirkt, was eine Reduzierung in dem Volumen der Druckaufnahmekammer 46 bewirkt, was wiederum bewirkt, daß das Fluid von der Kammer 46 in die Ausgleichskammer 48 strömt. Der resultierende Anstieg in dem Volumen der Kammer 48 wird durch die radial auswärts erfolgende Verschiebung der Membran 44 von der Position in Fig. 1 zu der Position in Fig. 3 aufgenommen oder absorbiert. Diese Verschiebung der Membran 44 in dem Motorlager im Einbauzustand wird durch die relativ großen Volumina der Räume 50, 50 bei der Herstellung ermöglicht.
Es wird aus der vorstehenden Erklärung deutlich, daß das Verfahren zum Herstellen des Motorlagers gemäß dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung sogar nach dem Einbauen des Motorlager in einer Position zum Aufnehmen der statischen Last, d. h. des Gewichts der Motoreinheit, einen übermäßigen Betrag an elastischer Verformung der flexiblen Membran 44 verhindert. Dies begründet die verbesserte Haltbarkeit der Membran 44 während dem Gebrauch des Motorlagers zum Dämpfen der aufgenommenen dynamischen Schwingungslasten.
Ferner ermöglicht das wie vorstehend beschrieben hergestellte Motorlager, daß die Ausgleichskammer 48 wegen den relativ großen Volumina der Räume 50, 50, die in dem Motorlager übrig sind, einem ausreichend großen Betrag an Volumenänderung unterzogen werden kann. Demgemäß kann die Ausgleichskammer 48, sogar wenn Schwingungen mit einer relativ großen Amplitude zwischen der inneren und äußeren Schale 10, 34 aufgebracht werden, die ihr zugeordnete Funktion erfüllen. Folglich hat das Motorlager eine verbesserte Dämpfungsfähigkeit und Stabilität, die auf der Resonanz der Fluidmenge basiert, die durch die Durchgangsöffnung 54 zwischen den beiden Kammern 46, 48 strömt.
Ferner kann der durch die Einwirkung der statischen Last (Gewicht der Motoreinheit) verursachte Betrag der Volumenreduzierung der Druckaufnahmekammer 46 und der Betrag der folglichen Volumensteigerung der Ausgleichskammer 48 durch die Schaffung des Rückprallanschlags 28 effektiv beschränkt werden, der einen bestimmten Betrag an radialer Vorkompression an dem elastischen Körper 14 in der Richtung, in der die statische Last aufgebracht wird, herbeiführt. Dies trägt auch zu einem relativ großen Betrag an Volumenänderung der Ausgleichskammer 48 bei, der an dem eingebauten Motorlager auftreten kann.
Während die Erfindung mit Bezug auf ihr derzeit bevorzugtes Ausführungsbeispiel detailliert beschrieben wurde, ist es verständlich, daß sie nicht auf die Details des veranschaulichten Ausführungsbeispiels eingeschränkt ist.
Zum Beispiel können der verschiebbare Block 56 und das erste und zweite öffnungsbildende Element 30, 32 in die innere Einheit 58 eingebaut werden, während die innere Einheit 58 in die Menge des nichtkompressiblen Fluids eingetaucht wird.
Bei dem veranschaulichten Verfahren wird der radial einwärts gerichtete Ziehvorgang an der äußeren Schale 34 wie vorstehend beschrieben und in Fig. 12 veranschaulicht ausgeführt, wobei die äußere Schale 34 mittels verschiedenen anderen, im Stand der Technik bekannten Verfahren radial einwärts gezogen werden kann.
Obwohl axiale Kräfte auf beide der gegenüberliegenden Seitenwände 14a, 14b des elastischen Körpers 14 in den axial gegenüberliegenden Richtungen des Motorlagers aufgebracht werden, ist es möglich, daß nur eine der zwei Seitenwände zum elastischen Verformen dieser einen Seitenwand auf die andere Seitenwand zu, einer axialen Kraft unterzogen wird.
Es wird auch festgestellt, daß das Verfahren der Erfindung auf ein fluidgefülltes elastisches Lager anwendbar ist, dessen Aufbau von dem des veranschaulichten Motorlagers verschieden ist. Zum Beispiel können bei dem Motorlager verschiedene herkömmliche Anordnungen zum Ausbilden der Durchgangsöffnung und der Ausgleichskammer angewandt werden. Ferner sind der verschiebbare Block 56 und der Rückprallanschlag 28 in dem Motorlager, bei dem die Erfindung anwendbar ist, nicht wesentlich. Das Prinzip der Erfindung ist ebenso bei jedem fluidgefüllten elastischen Lager anwendbar, das anders als das Motorlager ist, zum Beispiel bei einem Differentialgetriebelager und einem Aufhängungslager für Kraftfahrzeuge, und ist sogar bei fluidgefüllten Schwingungsdämpfungs/Isolierkomponenten wie etwa bei verschiedenen Vorrichtungen verwendeten zylindrischen Dämpfern oder anderen als diesen für Kraftfahrzeuge verwendeten Einrichtungen anwendbar. Die Erfindung ist insbesondere bei einem fluidgefüllten elastischen Lager effektiv anwendbar, das eine statische Last ebenso wie eine dynamische Last aufnimmt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines elastischen fluidgefüllten Lagers mit einem elastischen Körper (14), der eine innere und eine äußere Schale (10, 34), die radial voneinander beabstandet sind, flexibel verbindet, Einrichtungen zum Ausbilden einer Druckaufnahmekammer (46) und einer Ausgleichskammer (48) mit variablem Volumen, die zwischen der inneren und äußeren Schale (10, 34) ausgebildet sind, und die mit einem nichtkompressiblen Fluid gefüllt sind, und Einrichtungen zum Ausbilden einer Durchgangsöffnung (54) zur Fluidverbindung zwischen der Druckaufnahmekammer und der Ausgleichskammer (46, 48), wobei die Ausgleichskammer (48) zumindest teilweise durch eine flexible Membran (44) ausgebildet wird, das die Schritte aufweist:

Vorbereiten einer inneren Einheit (58), die die innere Schale (10) und eine Zwischenschale (12) enthält, die radial auswärts der inneren Schale (10) derart angeordnet ist, daß die innere und die Zwischenschale (10,12) durch den dazwischen ausgebildeten elastischen Körper (14) flexibel miteinander verbunden werden, und daß in dem elastischen Körper (14) eine Tasche (18) derart ausgebildet wird, daß die Tasche (18) an einer äußeren Umfangsfläche der inneren Einheit (58) durch die Zwischenschale (12) offen ist, und daß eine axiale Ausdehnung der Tasche (18) in einer axialen Richtung des elastischen Lagers durch gegenüberliegende Seitenwände (14a, 14b) des elastischen Körpers (14) definiert ist, die einander in der axialen Richtung gegenüberliegen,

Einsetzen der inneren Einheit (58) in eine Menge des nichtkompressiblen Fluids, und Preßpassen der äußeren Schale (34) auf die innere Einheit (58), um die Tasche (18) mit dem Fluid zu füllen und die Tasche (18) fluiddicht zu schließen, um dadurch die Druckaufnahmekammer (46) zu schaffen, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsetzen der inneren Einheit (58) und das Preßpassen der äußeren Schale (34) ausgeführt werden, während auf mindestens eine der gegenüberliegenden Seitenwände (14a, 14b) des elastischen Körpers (14) in der axialen Richtung eine axiale Kraft aufgebracht wird, um dadurch die elastische Verformung der mindestens einen Seitenwand (14a, 14b) zum Ausdehnen in die Tasche (18) zu bewirken, und

dann die axiale Kraft von der mindestens einen Seitenwand (14a, 14b) entfernt wird, um zu ermöglichen, daß die mindestens eine Seitenwand (14a, 14b) sich elastisch verformt, um ein Volumen der Druckaufnahmekammer (46) zu steigern, wodurch ein Volumen der Ausgleichskammer (48) reduziert wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die axiale Kraft durch Verschieben mindestens eines Preßstabes (68) in der axialen Richtung des elastischen Lagers auf die mindestens eine Seitenwand (14a, 14b) des elastischen Körpers (14) aufgebracht wird, während ein Endabschnitt von jedem des mindestens einen Preßstabes in Anlagekontakt mit einer entsprechenden der mindestens einen Seitenwand gehalten wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die axiale Kraft auf beide der gegenüberliegenden Seitenwände (14a, 14b) des elastischen Körpers aufgebracht wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die axiale Kraft auf beide der gegenüberliegenden Seitenwände (14a, 14b) durch Aufeinander-zu-Verschieben eines Paars von Preßstäben (68) in der axialen Richtung des elastischen Lagers aufgebracht wird, während ein Endabschnitt von jedem der Preßstäbe in Anlagekontakt mit einer entsprechenden der gegenüberliegenden Seitenwände gehalten wird.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei die äußere Schale (34) auf die innere Einheit (58) preßgepaßt wird, während die äußere Schale radial einwärts einem Ziehvorgang unterzogen wird, und während die axiale Kraft auf die mindestens eine Seitenwand (14a, 14b) des elastischen Körpers (14) aufgebracht wird.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei der Schritt des Vorbereitens der inneren Einheit (58) das Einführen eines Rückprallanschlags (28) zwischen einen Abschnitt der Zwischenschale (12), die teilweise die Ausgleichskammer (48) ausbildet, und die innere Schale (10) enthält, um einem Abschnitt des elastischen Körpers (14), in dem die Tasche (18) ausgebildet ist, einen bestimmten Betrag an Vorkompression zu geben.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-6, wobei der Schritt des Vorbereitens der inneren Einheit (58) das Ausbilden der flexiblen Membran (44) derart enthält, daß die flexible Membran an einem öffnungsbildenden Element (32) befestigt ist, das an der Zwischenschale (12) derart befestigt ist, daß die flexible Membran und die Zwischenschale zusammenwirken, um die Ausgleichskammer auszubilden, wenn die äußere Schale auf die innere Einheit gefügt wird.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-7, wobei der Schritt des Vorbereitens der inneren Einheit (58) das Ausbilden des elastischen Körpers (14) derart enthält, daß die innere und die Zwischenschale (10, 12) mit Bezug zueinander exzentrisch sind, so daß ein radialer Abstand zwischen einem radialen Mittelpunkt der inneren Schale und der Zwischenschale in einer Richtung, in der eine statische und eine dynamische Last auf die Druckaufnahmekammer (46) aufgebracht werden, an der Seite der flexiblen Membran (44) kleiner als an der Seite der Tasche (18) ist.