EP4500050A1

EP4500050A1 - Schwingungsentkoppelungshülse sowie befestigungsvorrichtung mit einer schwingungsentkoppelungshülse

Info

Publication number: EP4500050A1
Application number: EP23705514.0A
Authority: EP
Inventors: Andre DISCHER
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-03-24
Filing date: 2023-02-14
Publication date: 2025-02-05
Also published as: WO2023179973A1; DE102022106955A1; US20250102035A1; CN118575014A

Abstract

Eine Schwingungsentkoppelungshülse (10) hat in entgegengesetzte Richtungen weisende axiale Endseiten (12, 14), eine zentrale Öffnung (16), die durch eine radiale Innenseite (18) definiert ist, eine die Schwingungsentkoppelungshülse (10) außenseitig begrenzende Außenseite (20) und eine umlaufende Aufnahmenut (22) an der Außenseite (20), die durch zwei sich gegenüberliegende axiale Nutbegrenzungsseiten (24, 26) und einen Nutgrund (28) begrenzt ist, wobei die Nutbegrenzungsseiten (24, 26), die radiale Innenseite (18) und die axialen Endseiten (12, 14) Anlagen einerseits an ein Halterungsteil und andererseits an ein schwingungsmäßig vom Halterungsteil zu entkoppelndes, am Halterungsteil zu befestigendes Bauteil definieren. Die Schwingungsentkoppelungshülse (10) umfasst einen hülsenförmigen Kernabschnitt aus einem elastomeren Material, von dem zur Bildung zumindest einer der Anlagen ein oder mehrere sich, im Axialschnitt gesehen, zu ihrem vom Kernabschnitt entferntesten Ende verjüngende Vorsprünge (32, 34, 36, 38, 42) abstehen, die einstückig in den Kernabschnitt übergehen. Weiterhin wird eine Befestigungsvorrichtung mit einer solchen Schwingungsentkoppelungshülse (10) beschrieben.

Description

Schwingungsentkoppelungshülse sowie Befestigungsvorrichtung mit einer Schwingungsentkoppelungshülse

Die Erfindung betrifft eine Schwingungsentkoppelungshülse mit in entgegengesetzte Richtungen weisenden axialen Endseiten, einer zentralen Öffnung, die durch eine radiale Innenseite definiert ist, einer die Schwingungsentkoppelungshülse außenseitig begrenzenden Außenseite und einer umlaufenden Aufnahmenut an der Außenseite, die durch zwei sich gegenüberliegende axiale Nutbegrenzungsseiten und einen Nutgrund begrenzt ist, wobei die Nutbegrenzungsseiten, die radiale Innenseite und die axialen Endseiten Anlagen einerseits an ein Halterungsteil und andererseits an ein schwingungsmäßig vom Halterungsteil zu entkoppelndes, am Halterungsteil zu befestigendes Bauteil definieren. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Bauteils, insbesondere eines Fahrzeugdisplays, an einem Halterungsteil, insbesondere einer Fahrzeugstruktur, mit einer solchen Schwingungsentkoppelungshülse.

Schwingungsentkoppelungshülsen dienen bei Fahrzeugen, insbesondere Motorrädern, aber auch bei PKWs und LKWs, dazu, an der Fahrzeugstruktur angebrachte Anbauteile vor Vibrationen zu schützen. Figur 1 zeigt eine solche Schwingungsentkoppelungshülse 1 aus einem Elastomermaterial gemäß dem Stand der Technik. Die Schwingungsentkoppelungshülse 1 weist eine zentrale Öffnung 2 auf, in der ein zylindrischer Befestigungsbolzen aufgenommen werden kann, und zwei in entgegengesetzte Richtungen weisende axiale Endseiten 3, 4. In einer Außenseite 5 ist eine umlaufende Aufnahmenut 6 vorgesehen, die durch zwei sich gegenüberliegende axiale Nutbegrenzungsseiten 7 sowie einen Nutgrund 8 begrenzt ist. Die Schwingungsentkoppelungshülse 1 wird mit der Aufnahmenut 6 in eine Ausnehmung der Fahrzeugstruktur eingesetzt, wobei die Fahrzeugstruktur idealerweise bis zum Nutgrund 8 in die Aufnahmenut 6 hineinragt. Am zu befestigenden Bauteil ist der Befestigungsbolzen angebracht, der durch die zentrale Öffnung 2 hindurchragt und auf der dem Bauteil entgegengesetzten Endseite 3 der Schwingungsentkoppelungshülse 1 z.B. mithilfe eines Rastrings fixiert wird. Problematisch hierbei ist, dass im Betrieb eines Fahrzeugs verschiedene Arten von Schwingungen auftreten. So bewirkt der Antrieb des Fahrzeugs üblicherweise Schwingungen mit höherer Frequenz im Bereich von etwa 1 kHz und mit geringer Amplitude sowohl in radialer als auch in axialer Richtung, während aufgrund der Fahrbahnbeschaffenheit eher niederfrequente Vibrationen auftreten, die jedoch hohe Amplituden aufweisen.

Zur wirksamen Entkoppelung der Motorschwingungen mit geringer Amplitude sollte die Schwingungsentkoppelungshülse 1 eine möglichst geringe Steifigkeit aufweisen, also aus einem möglichst weichen Material bestehen. Dagegen ist für die Entkoppelung der durch die Fahrbahn bewirkten Anregungen mit hoher Amplitude eine möglichst hohe Steifigkeit der Schwingungsentkoppelungshülse 1 nötig. Zudem lässt sich durch eine möglichst große Shore-Härte des verwendeten Materials auch die Lebensdauer verlängern.

Somit lässt sich die bekannte Schwingungsentkoppelungshülse 1 allenfalls für eine Schwingungsart optimieren, weshalb es zu Beschädigungen sowohl der Schwingungsentkoppelungshülse 1 als auch des am Fahrzeug angebrachten Bauteils kommen kann. Zudem ist oftmals aufgrund von Toleranzen der die Hülse aufnehmenden Struktur sowie der weiteren Komponenten eine ideale Passung der Schwingungsentkoppelungshülse nicht gegeben, so dass diese nicht ihre optimale Wirkung entfalten kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schwingungsentkoppelungshülse bzw. eine Befestigungsvorrichtung bereitzustellen, bei der die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme vermieden werden.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist hierzu eine Schwingungsentkoppelungshülse der eingangs genannten Art vorgesehen, wobei die Schwingungsentkoppelungshülse einen hülsenförmigen Kernabschnitt aus einem elastomeren Material umfasst, von dem zur Bildung zumindest einer der Anlagen ein oder mehrere sich, im Axialschnitt gesehen, zu ihrem vom Kernabschnitt entferntesten Ende verjüngende Vorsprünge abstehen, die einstückig in den Kernabschnitt übergehen.

Durch die sich verjüngenden Vorsprünge weisen die betreffenden Anlagen im Einbauzustand eine gegenüber dem Stand der Technik verringerte Kontaktfläche auf. Daher hat die erfindungsgemäße Schwingungsentkoppelungshülse für Schwingungen mit niedriger Amplitude, die aufgrund von Motorvibrationen auftreten und eine relativ hohe Frequenz von etwa 1 kHz aufweisen, eine geringe Steifigkeit, da hier nur (teilweise) die sich verjüngenden Vorsprünge und somit wenig des elastomeren Materials komprimiert werden.

Treten (zusätzlich) Vibrationen mit hoher Amplitude auf, die durch Fahrbahnanregung, beispielsweise aufgrund von Unebenheiten oder Schlaglöchern entstehen, so bietet die Schwingungsentkoppelungshülse zur Entkoppelung dieser Schwingungen mit hoher Amplitude eine höhere Steifigkeit, da aufgrund der Vergrößerung des Querschnitts der Vorsprünge in Richtung zum Kernabschnitt hin bei zunehmender Schwingungsamplitude immer mehr Material komprimiert werden muss.

Somit wird durch die geometrische Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schwingungsentkoppelungshülse bei einheitlicher Shore-Härte des verwendeten elastomeren Materials eine amplitudenabhängige Steifigkeit erreicht. Daher lassen sich sowohl durch den Antrieb des Fahrzeugs bewirkte Schwingungen mit geringer Amplitude als auch durch Fahrbahnanregung auftretende Schwingungen mit größerer Amplitude optimal entkoppeln und Beschädigungen der Fahrzeugkomponenten und der Schwingungsentkoppelungshülse selbst werden vermieden.

Darüber hinaus kann bei der der erfindungsgemäßen Schwingungsentkoppelungshülse ein elastomeres Material mit einer größeren Shore-Härte gewählt werden, als dies im Stand der Technik der Fall war, da die geometrische Ausgestaltung mit den sich verjüngenden Vorsprüngen für die erforderliche geringe Steifigkeit gegenüber höherfrequenten Schwingungen mit kleiner Amplitude sorgt. Dies wirkt sich positiv auf die Lebensdauer der Schwingungsentkoppelungshülse aus.

Neben den bereits erwähnten Anwendungen in Fahrzeugen aller Art kann die erfindungsgemäße Schwingungsentkoppelungshülse auch vorteilhaft in anderen Bereichen eingesetzt werden, in denen Komponenten vor Vibrationen geschützt werden sollen, beispielsweise bei Windrädern oder ähnlichem. Vorzugsweise ist zumindest eine der Anlagen durch einen geschlossen ringförmig umlaufenden, ringförmigen Vorsprung gebildet. So ergibt sich eine einfach herzustellende Ausgestaltung, mit der die gewünschte Staffelung der Steifigkeit in Abhängigkeit von der Amplitude der auftretenden Schwingungen erreicht wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eine der Anlagen durch mehrere, umfangsmäßig beabstandete Vorsprünge gebildet, insbesondere zinnenförmige Vorsprünge, wobei die Vorsprünge längs eines gedachten Kreisrings liegen. Durch die Ausgestaltung mit mehreren, umfangsmäßig beabstandeten Vorsprüngen lässt sich die Steifigkeit noch genauer einstellen.

Insbesondere ist es hier möglich, sowohl die Höhe als auch die Breite der Vorsprünge in Umfangsrichtung genau an den entsprechenden Anwendungsfall anzupassen. Durch Variation der Höhe der Vorsprünge lässt sich der Übergangspunkt des Bereichs geringer Steifigkeit zum Bereich hoher Steifigkeit wie gewünscht einstellen, durch Variation der Breite der einzelnen zinnenförmigen Vorsprünge lässt sich der Wert der Steifigkeit im Bereich geringer Steifigkeit beeinflussen.

Natürlich können insbesondere mehrere der Anlagen durch mehrere umfangsmäßig beabstandete Vorsprünge gebildet sein, beispielsweise an einer der axialen Endseiten sowie zumindest einer axialen Nutbegrenzungsseite. Vorteilhaft wird sowohl eine Anlage für das zu befestigende Bauteil sowie eine Anlage für das Halterungsteil durch mehrere, umfangsmäßig beabstandete Vorsprünge gebildet. Auf diese Weise erfolgt an beiden Komponenten eine optimale Schwingungsentkoppelung in axialer Richtung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anlage an einer axialen Endseite, insbesondere an der Endseite, welche an dem zu befestigenden Bauteil anliegt, als, insbesondere geschlossener, ringförmig umflaufender, Vorsprung ausgebildet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform grenzt der Vorsprung unmittelbar oder annähernd unmittelbar an die zentrale Öffnung an. Mit anderen Worten weist der ringförmige Vorsprung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einen Durchmesser auf, welcher kleiner oder deutlich kleiner ist als der Durchmesser der Schwingungsentkoppelungshülse. Damit kann mit Vorteil die Anlage- oder Kontaktfläche bzw. deren Durchmesser verringert werden, wodurch sich die Schwingungsentkoppelungshülse auch zur Verwendung bei kleineren Bauräumen eignet. Die Anlage kann auch eine Vielzahl von Vorsprüngen umfassen, welche - in dem kleineren Durchmesser - ringförmig angeordnet sind.

In einer Weiterbildung der Erfindung hat die radiale Innenseite mehrere axial voneinander beabstandete, sich verjüngende Vorsprünge, die jeweils auf einem gedachten Kreisring liegen. Bei dieser Ausgestaltung liegt die Schwingungsentkoppelungshülse im Ruhezustand nur mit den Vorsprüngen an einem üblicherweise zylindrischen Befestigungsbolzen an, der das Bauteil am Halterungsteil befestigt, und bietet so auch in Radialrichtung eine an die jeweilige Amplitude der verschiedenen im Betrieb auftretenden Schwingungsarten angepasste Steifigkeit, also eine geringe Steifigkeit für höherfrequente Schwingungen mit kleiner Amplitude, die durch den Motor angeregt werden, und eine vergleichsweise hohe Steifigkeit für niederfrequente Schwingungen mit großer Amplitude, die zum Beispiel aufgrund der Fahrbahnbeschaffenheit auftreten.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind an einer, insbesondere einer einzigen, axialen Endseite ein oder mehrere sich verjüngende Vorsprünge vorgesehen. Diese Endseite bildet dann beispielsweise eine Anlage an das zu befestigende Bauteil oder das Halterungsteil.

Insbesondere sind hier mehrere sich verjüngende Vorsprünge vorgesehen, die umfangsmäßig beabstandet ausgebildet sind und längs eines gedachten Kreisrings liegen.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Schwingungsentkoppelungshülse ein Basisteil aus elastomerem Material, welches den Kernabschnitt sowie die sich verjüngenden Vorsprünge umfasst, sowie eine Schutzscheibe, wobei die Schutzscheibe aus einem Material besteht, welches härter als das des Basisteils ist, und an einer axialen Stirnfläche des Basisteils befestigt ist. Die Schutzscheibe ist dabei fest mit dem Basisteil verbunden, beispielsweise in dieses eingeklebt oder in das Elastomermaterial einvulkanisiert, und dient dem Schutz der Oberfläche der Schwingungsentkoppelungshülse, z.B. vor Beschädigungen durch ein in diesem Bereich angeordnetes metallisches Befestigungselement. Vorzugsweise sind zumindest an einer, insbesondere an beiden axialen Nutbegrenzungsseiten ein oder mehrere sich verjüngende Vorsprünge vorgesehen, die sich axial in Richtung zur gegenüberliegenden Nutbegrenzungsseite erstrecken. Die Nut dient dabei der Aufnahme des Halterungsteils oder des Bauteils, indem im Halterungsteil oder im Bauteil eine vorzugsweise kreisrunde Öffnung vorgesehen ist, in die die Schwingungsentkoppelungshülse eingesetzt und gleichsam eingerastet wird. Durch die sich verjüngenden Vorsprünge ist in diesem Kontaktbereich eine an die jeweilige Amplitude der auftretenden Schwingungen angepasste Steifigkeit der Schwingungsentkoppelungshülse gegeben.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist eine axiale Nutbegrenzungsseite mehrere längs eines gedachten Rings verlaufende Vorsprünge auf und die andere Nutbegrenzungsseite einen umfangsmäßig umlaufenden ringförmigen Vorsprung. Eine solche Ausgestaltung hat sich als besonders günstig herausgestellt.

Zudem ergibt sich durch die Vorsprünge an beiden einander gegenüberliegenden axialen Nutbegrenzungsseiten im Übergangsbereich von je einer Nutbegrenzungsseite zum Nutgrund eine vorteilhafte Geometrie, bei der die „Kante“ im Axialschnitt gesehen nicht durch einen rechten Winkel, sondern durch einen Teilkreisradius gebildet wird. Bei dieser Ausgestaltung treten im Falle scharfer Kanten der in der Nut aufgenommenen Komponente (also des Bauteils oder des Halterungsteils) keine bzw. deutlich geringere Beschädigungen an der Schwingungsentkoppelungshülse auf, als dies bei der aus dem Stand der Technik bekannten Schwingungsentkoppelungshülse mit rechtwinkliger Stoßkante der Fall war.

Eine besonders gute Anpassbarkeit der Steifigkeit an verschiedene Amplituden der auftretenden Schwingungen lässt sich dadurch erreichen, dass die Vorsprünge ein abgerundetes freies Ende haben und/oder einen dreiecks- oder trapezförmigen Querschnitt im Axialschnitt gesehen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Bauteils, insbesondere eines Fahrzeugdisplays, an einem Halterungsteil, insbesondere einer Fahrzeugstruktur, vorgesehen. Die Befestigungsvorrichtung hat eine Schwingungsentkoppelungshülse, wie sie bisher beschrieben wurde, einen zylindrischen Befestigungsbolzen, der in die Öffnung der Schwingungsentkoppelungshülse ragt und darin geklemmt ist, einen C- förmigen, geschlitzten Rastring, der teilweise in einer Nut am zylindrischen Befestigungsbolzen aufgenommen ist und gegen eine axiale Endseite der Schwingungsentkoppelungshülse drückt, und je eine Stützfläche am Bauteil und am Halterungsteil, wobei eine Stützfläche gegen die andere axiale Endseite der Schwingungsentkoppelungshülse drückt und die andere Stützfläche gegen eine Nutbegrenzungsseite, insbesondere wobei der oder die Vorsprünge vorgespannt und teilkomprimiert sind.

Im Sinne der Erfindung ist unter „teilkomprimiert“ zu verstehen, dass die Vorsprünge weiterhin vorhanden bzw. als solche erkennbar sind. Aufgrund der Vorspannung der Vorsprünge, die insbesondere im Ruhezustand sowohl in Axialrichtung als auch in Radialrichtung herrscht, wird innerhalb der definierten Toleranzen der aufnehmenden Strukturen eine ideale formschlüssige Passung der Schwingungsentkoppelungshülse und somit deren volle Wirksamkeit sichergestellt.

Bevorzugt ist dabei der zylindrische Befestigungsbolzen einstückig mit dem Bauteil ausgeführt und in die zentrale Öffnung der Schwingungsentkoppelungshülse eingeschoben, die wiederum in einer kreisförmigen Öffnung am Halterungsteil eingesetzt ist, deren Rand in die Nut in der Außenseite der Schwingungsentkoppelungshülse ragt, so dass eine bzw. beide Nutbegrenzungsseiten sich am Halterungsteil abstützen.

An dem vom Bauteil entfernten Ende des Befestigungsbolzens ist der geschlitzte Rastring vorgesehen, der gegen die axiale Endseite der Schwingungsentkoppelungshülse drückt, an der die Schutzscheibe aus härterem Material befestigt ist. Die andere axiale Endseite der Schwingungsentkoppelungshülse stützt sich am Bauteil ab.

Darüber hinaus gelten sämtliche Weiterbildungen und Vorteile, die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Schwingungsentkoppelungshülse beschrieben wurden, auch für die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung und umgekehrt. Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugter Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigt:

- Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Schwingungsentkoppelungshülse gemäß dem Stand der Technik;

- Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schwingungsentkoppelungshülse;

- Figur 3 eine perspektivische Schnittansicht der Schwingungsentkoppelungshülse aus Figur 2;

- Figur 4 einen Axialschnitt durch die Schwingungsentkoppelungshülse der Figuren 2 und 3;

- Figur 5 eine Draufsicht auf eine axiale Endseite der Schwingungsentkoppelungshülse der Figuren 2 bis 4;

- Figur 6 eine Draufsicht auf die andere axiale Endseite der Schwingungsentkoppelungshülse der Figuren 2 bis 5; und

- Figur 7 eine perspektivische Ansicht, teilweise geschnitten, einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung, bei der die Schwingungsentkoppelungshülse der Figuren 2 bis 6 zum Einsatz kommt.

Die Figuren 2 bis 6 zeigen eine erfindungsgemäße Schwingungsentkoppelungshülse 10, die in einer Befestigungsvorrichtung zum Einsatz kommt, mit der ein Bauteil, insbesondere ein Fahrzeugdisplay, an einem Halterungsteil, insbesondere einer Fahrzeugstruktur, festgelegt wird.

Die Schwingungsentkoppelungshülse 10 hat zwei in entgegengesetzte Richtungen weisende axiale Endseiten 12, 14 sowie eine zentrale Öffnung 16, die durch eine radiale Innenseite 18 definiert ist.

Weiter weist die Schwingungsentkoppelungshülse 10 eine sie außenseitig begrenzende Außenseite 20 auf, an der eine umlaufende Aufnahmenut 22 vorgesehen ist. Die Aufnahmenut 22 ist durch zwei sich gegenüberliegende axiale Nutbegrenzungsseiten 24, 26 und einen Nutgrund 28 begrenzt. Die Nutbegrenzungsseiten 24, 26, die radiale Innenseite 18 und die axialen Endseiten 12, 14 definieren Anlagen an das Halterungsteil sowie das am Halterungsteil zu befestigende Bauteil, wobei das Bauteil bei der Befestigung schwingungsmäßig vom Halterungsteil entkoppelt werden soll.

Hierzu umfasst die Schwingungsentkoppelungshülse 10 einen hülsenförmigen Kernabschnitt 30 aus einem elastomeren Material (siehe insbesondere die Figuren 3 und 4), wobei vom hülsenförmigen Kernabschnitt 30 mehrere Vorsprünge 32, 34, 36, 38, 42 abstehen, die einstückig in den Kernabschnitt 30 übergehen und sich, im Axialschnitt gesehen, zu ihrem vom Kernabschnitt 30 entferntesten Ende hin jeweils verjüngen.

Dabei ist eine erste Gruppe von mehreren, hier vier, sich verjüngenden Vorsprüngen 32 an der axialen Endseite 14 vorgesehen, wobei die Vorsprünge 32 umfangsmäßig voneinander beabstandet und zinnenförmig ausgebildet sind. Die Vorsprünge 32 liegen gleichmäßig verteilt längs eines gedachten Kreisrings, wie insbesondere aus Figur 6 ersichtlich ist.

Die Vorsprünge 32 haben im Axialschnitt gesehen einen im Wesentlichen dreiecks- bzw. trapezförmigen Querschnitt sowie abgerundete freie Enden. Auch in Draufsicht in Axialrichtung A sind sie trapezförmig mit abgerundeten Ecken (siehe Figur 6).

Eine zweite Gruppe von sich verjüngenden Vorsprüngen 34 ist an der in den Figuren 2 bis 4 oberen axialen Nutbegrenzungsseite 24 vorgesehen. Auch diese Vorsprünge 34 liegen längs eines gedachten Kreisrings und sind umfangsmäßig voneinander beabstandet sowie zinnenförmig ausgebildet. Wiederum sind vier Vorsprünge 34 vorgesehen, die in ihrer geometrischen Form den Vorsprüngen 32 gleichen und in Umfangsrichtung U an denselben Positionen wie diese vorgesehen sind. Alternativ könnten die Vorsprünge 32 und 34 auch in Umfangsrichtung U versetzt angeordnet sein.

Es ist zu beachten, dass anstelle der hier gezeigten Ausgestaltung mit je vier zinnenförmigen Vorsprüngen 32, 34, die sich in Umfangsrichtung U jeweils über einen Winkelbereich von etwa 45° des gedachten Kreisrings erstrecken, auch mehr oder weniger Vorsprünge 32, 34 vorgesehen sein können. Ebenso ist es denkbar, hier jeweils einen einzigen, geschlossenen ringförmig umlaufenden Vorsprung 32, 34 vorzusehen.

Die in den Figuren 2 bis 4 untere Nutbegrenzungsseite 26 weist einen einzigen umfangsmäßig umlaufenden ringförmigen Vorsprung 36 auf, wobei sich sowohl die Vorsprünge 34 als auch der Vorsprung 36 in Axialrichtung A zur jeweils gegenüberliegenden Nutbegrenzungsseite 26 bzw. 24 hin erstrecken. Auch der Vorsprung 36 hat im Axialschnitt gesehen einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt sowie abgerundete freie Enden.

Zudem weist der Nutgrund 28 einen sich zur Außenseite 20 der Schwingungsentkoppelungshülse 10 hin verjüngenden Vorsprung 38 auf, der im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und geschlossen ringförmig umläuft.

Dadurch ergeben sich in den Bereichen, in denen je eine axiale Nutbegrenzungsseite 24 bzw. 26 sowie der Nutgrund 28 aufeinandertreffen bzw. ineinander übergehen, ringförmige Ausnehmungen 40, die umfangsmäßig um die Schwingungsentkoppelungshülse 10 umlaufen und im Axialschnitt (Figuren 3 und 4) durch eine Dreiviertel-Kreislinie begrenzt sind.

Wie insbesondere aus den Schnittansichten der Figuren 3 und 4 ersichtlich ist, hat außerdem die radiale Innenseite 18 mehrere, hier zwei, axial voneinander beabstandete sich verjüngende Vorsprünge 42, die jeweils auf einem gedachten Kreisring liegen. Die Vorsprünge 42 haben im Axialschnitt gesehen einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt.

Da der zugehörige Befestigungsbolzen eine im Wesentlichen kreiszylindrische Form aufweist, liegen im Einbauzustand nur die Vorsprünge 42 am Befestigungsbolzen an, wodurch sich für höherfrequente Schwingungen mit geringer Amplitude, wie sie durch den Antrieb des Fahrzeugs angeregt werden, auch in Radialrichtung eine geringe Steifigkeit der Schwingungsentkoppelungshülse 10 ergibt.

Die Höhe der Vorsprünge 32, 34, 36, 38, 42 beträgt jeweils maximal 1 mm, vorzugsweise etwa 0,8 mm. Der hülsenförmige Kernabschnitt 30 und die einstückig an ihn angeformten, sich verjüngenden Vorsprünge 32, 34, 36, 38, 42 bilden zusammen ein massiv ausgeführtes Basisteil 44 aus elastomerem Material.

Im Bereich der in den Figuren 2 bis 4 oberen axialen Endseite 12 ist eine Schutzscheibe 46 an einer axialen Stirnfläche 48 des Basisteils 44 befestigt, die aus einem Material besteht, das härter als das Material des Basisteils 44 ist. Hier kommt zum Beispiel Aluminium oder ein Kunststoff mit einer größeren Shore-Härte als das Basisteil 44 zum Einsatz. Die Schutzscheibe 46 kann mit dem Basisteil 44 verklebt oder in das Material des Basisteils 44 einvulkanisiert sein (siehe insbesondere Figur 5).

Figur 7 zeigt die Verwendung der Schwingungsentkoppelungshülse 10 in einer Befestigungsvorrichtung 50. Diese dient zur Befestigung eines Bauteils 52, hier eines Fahrzeugdisplays für ein Motorrad, an einem in der Figur 7 nur schematisch angedeuteten Halterungsteil 54, hier einer Fahrzeugstruktur.

Dabei sollen das Bauteil 52 und das Halterungsteil 54 schwingungsmäßig voneinander entkoppelt sein, um Beschädigungen des Bauteils 52 aufgrund hoher Vibrationseinkoppelungen zu verhindern, die zum einen durch Motorschwingungen und zum anderen durch fahrbahnspezifisch angeregte Schwingungen auftreten.

Die Befestigungsvorrichtung 50 weist einen zylindrischen Befestigungsbolzen 56 auf, der einstückig an das Bauteil 52 angeformt ist. Alternativ kann der Befestigungsbolzen 56 auch als separates Bauteil ausgeführt sein.

Zur schwingungsentkoppelten Festlegung des Bauteils 52 am Halterungsteil 54 ist die Schwingungsentkoppelungshülse 10 in eine kreisrunde Öffnung 58 des Halterungsteils 54 derart eingesetzt, dass der die Öffnung 58 umgebende Bereich des plattenartigen Halterungsteils 54 in die Aufnahmenut 22 an der Außenseite 20 der Schwingungsentkoppelungshülse 10 hineinragt.

Der zylindrische Befestigungsbolzen 56 ist in die zentrale Öffnung 16 der Schwingungsentkoppelungshülse 10 eingeschoben und darin geklemmt.

Zur Sicherung des Befestigungsbolzens 56 ist ein C-förmiger, geschlitzter Rastring 60 aus Metall vorgesehen, der teilweise in einer Nut 62 aufgenommen ist, die sich an dem vom Bauteil 52 am weitesten entfernten Ende des Befestigungsbolzen 56 befindet. Zudem drückt der geschlitzte Rastring 60 gegen die axiale Endseite 12 der Schwingungsentkoppelungshülse 10, an der die Schutzscheibe 46 angeordnet ist.

Da der Rastring 60 scharfkantig sein kann, stellt die Schutzscheibe 46 aus härterem Material hierbei sicher, dass das Elastomermaterial der Schwingungsentkoppelungshülse 10 bei im Betrieb auftretenden Vibrationen bzw. Verformungen nicht beschädigt wird, besonders wenn der Rastring 60 nicht ganz plan auf der axialen Endseite 12 aufliegt, sondern leicht gegenüber dieser geneigt ist.

Die andere axiale Endseite 14 der Schwingungsentkoppelungshülse 10, die die sich verjüngenden Vorsprünge 32 aufweist, drückt gegen eine am Bauteil 52 ausgebildete Stützfläche 64, während die Vorsprünge 34 der Nutbegrenzungsseite 24 gegen eine Stützfläche 66 am Halterungsteil 54 drücken.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Anlage an der Endseite 14 als, insbesondere geschlossener, ringförmig umlaufender Vorsprung ausgebildet (hier nicht gezeigt), welcher sich unmittelbar an die zentrale Öffnung 30 anschließt oder angrenzt. Der Durchmesser ist also mit Vorteil deutlich kleiner als der Durchmesser des Basisteils 44, wodurch mit Vorteil die Kontakt- oder Anlagefläche reduziert werden kann. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn beispielsweise die Auflagefläche 64 sehr klein ist. Die Anlage kann auch durch eine Vielzahl von Vorsprüngen gebildet sein, welche in dem kleineren Durchmesser angeordnet sind.

In dem in der Figur 7 gezeigten Einbauzustand sind sämtliche sich verjüngenden Vorsprünge 32, 34, 36, 38, 42 vorgespannt und teilkomprimiert, wodurch eine optimale Wirkung der Schwingungsentkoppelungshülse 10 nahezu unabhängig von Toleranzen der miteinander verbundenen Komponenten sichergestellt ist. Ein unerwünschtes Spiel ist hier wirkungsvoll verhindert.

Im Betrieb des Fahrzeugs, bei dem die Befestigungsvorrichtung 50 mit der Schwingungsentkoppelungshülse 10 zum Einsatz kommt, treten Vibrationen auf, wobei zum einen durch den Antrieb des Fahrzeugs Schwingungen mit höherer Frequenz im Bereich von etwa 1 kHz, jedoch geringer Amplitude von einigen Zehntel Millimetern angeregt werden, zum anderen aufgrund der Fahrbahnbeschaffenheit Schwingungen mit geringerer Frequenz, jedoch vergleichsweise hoher Amplitude auftreten.

Hierbei sorgt die Schwingungsentkoppelungshülse 10 für eine zuverlässige Entkoppelung des Bauteils 52 und des Halterungsteils 54 und verhindert so eine Beschädigung des Bauteils 52.

Im Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bekannten Schwingungsentkoppelungshülse 1 , bei der sämtliche Anlageflächen vollflächig ausgebildet sind, liegt die erfindungsgemäße Schwingungsentkoppelungshülse 10 aufgrund der sich verjüngenden Vorsprünge 32, 34, 36, 38, 42 im Einbauzustand nur mit vergleichsweise geringen Anlageflächen an sämtlichen beteiligten Komponenten an.

Daher hat die Schwingungsentkoppelungshülse 10 sowohl in axialer Richtung (über die Vorsprünge 32, 34 und 36) als auch in radialer Richtung (Vorsprünge 42) eine geringe Steifigkeit für Schwingungen mit kleiner Amplitude, wie sie durch den Fahrzeugantrieb verursacht werden, und kann in diesem Bereich optimal schwingungsentkoppelnd wirken.

Treten aber (zusätzlich) aufgrund der Fahrbahnbeschaffenheit niederfrequente Schwingungen mit großer Amplitude auf, so sind bzw. werden die Vorsprünge 32, 34, 36, 38, 42 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung weitgehend komprimiert, weshalb die Schwingungsentkoppelungshülse 10 diesen Schwingungen eine höhere Steifigkeit entgegensetzt.

Daher lassen sich mit der erfindungsgemäßen Schwingungsentkoppelungshülse 10 bei einheitlicher Shore-Härte des elastomeren Materials des Basisteils 44 sowohl Vibrationen mit geringer als auch mit größerer Amplitude optimal entkoppeln.

Aufgrund der Ausgestaltung der Aufnahmenut 22 mit den kreisförmigen Ausnehmungen 40, die eine optimierte Eckgeometrie darstellen, ist zudem sichergestellt, dass im Falle einer scharfkantigen Ausführung des Halterungsteils 54 im Bereich der Öffnung 58 bei den im Betrieb auftretenden schwingungsbedingten Verformungen eine Beschädigung der Schwingungsentkoppelungshülse 10 in diesem Bereich, wie sie bei früheren Schwingungsentkoppelungshülsen mit gerader Kante auftrat, vermieden wird.

Zusätzlich können bei der erfindungsgemäßen Schwingungsentkoppelungshülse 10 durch an den jeweiligen Anwendungsfall angepasste Abmessungen der Vorsprünge 32, 34, 36, 38, 42 unterschiedliche Steifigkeiten erreicht werden.

Durch Variation der Höhe der Vorsprünge 32, 34, 36, 38, 42 lässt sich der Übergangspunkt vom Bereich geringer Steifigkeit zum Bereich hoher Steifigkeit wie gewünscht einstellen.

Durch Variation der Breite der einzelnen zinnenförmigen Vorsprünge 32, 34 lässt sich die Größe der Steifigkeit im Bereich geringer Steifigkeit beeinflussen.

Mit der erfindungsgemäßen Schwingungsentkoppelungshülse 10 können sowohl höherfrequente Schwingungseinkoppelungen mit geringer Amplitude als auch niederfrequente Schwingungseinkoppelungen mit höherer Amplitude reduziert bzw. kompensiert werden. Dabei weist das Basisteil 44 der Schwingungsentkoppelungshülse 10 eine einheitliche Shore-Härte auf, die zudem zur Erzielung einer hohen Lebensdauer möglichst groß ausgelegt werden kann. Dennoch ist durch die sich verjüngenden Vorsprünge 32, 34, 36, 38, 42 sichergestellt, dass die Schwingungsentkoppelungshülse 10 eine ausreichend geringe Steifigkeit für höherfrequente Schwingungseinkoppelungen aufgrund des Fahrzeugantriebs aufweist.

Claims

Patentansprüche

1. Schwingungsentkoppelungshülse mit in entgegengesetzte Richtungen weisenden axialen Endseiten (12, 14), einer zentralen Öffnung (16), die durch eine radiale Innenseite (18) definiert ist, einer die Schwingungsentkoppelungshülse (10) außenseitig begrenzenden Außenseite (20) und einer umlaufenden Aufnahmenut (22) an der Außenseite (20), die durch zwei sich gegenüberliegende axiale Nutbegrenzungsseiten (24, 26) und einen Nutgrund (28) begrenzt ist, wobei die Nutbegrenzungsseiten (24, 26), die radiale Innenseite (18) und die axialen Endseiten (12, 14) Anlagen einerseits an ein Halterungsteil (54) und andererseits an ein schwingungsmäßig vom Halterungsteil (54) zu entkoppelndes, am Halterungsteil (54) zu befestigendes Bauteil (52) definieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsentkoppelungshülse (10) einen hülsenförmigen Kernabschnitt (30) aus einem elastomeren Material umfasst, von dem zur Bildung zumindest einer der Anlagen ein oder mehrere sich, im Axialschnitt gesehen, zu ihrem vom Kernabschnitt (30) entferntesten Ende verjüngende Vorsprünge (32, 34, 36, 38, 42) abstehen, die einstückig in den Kernabschnitt (30) übergehen.

2. Schwingungsentkoppelungshülse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Anlagen durch einen geschlossen ringförmig umlaufenden, ringförmigen Vorsprung (36, 38, 42) gebildet ist.

3. Schwingungsentkoppelungshülse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Anlagen durch mehrere, umfangsmäßig beabstandete Vorsprünge (32, 34) gebildet ist, insbesondere zinnenförmige Vorsprünge (32, 34), wobei die Vorsprünge (32, 34) längs eines gedachten Kreisrings liegen.

4. Schwingungsentkoppelungshülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Innenseite (18) mehrere axial voneinander beabstandete, sich verjüngende Vorsprünge (42) hat, die jeweils auf einem gedachten Kreisring liegen.

5. Schwingungsentkoppelungshülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer, insbesondere einer einzigen, axialen Endseite (14) ein oder mehrere sich verjüngende Vorsprünge (32) vorgesehen sind.

6. Schwingungsentkoppelungshülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsentkoppelungshülse (10) ein Basisteil (44) aus elastomerem Material, welches den Kernabschnitt (30) sowie die sich verjüngenden Vorsprünge (32, 34, 36, 38, 42) umfasst, sowie eine Schutzscheibe (46) umfasst, wobei die Schutzscheibe (46) aus einem Material besteht, welches härter als das des Basisteils (44) ist, und an einer axialen Stirnfläche (48) des Basisteils (44) befestigt ist.

7. Schwingungsentkoppelungshülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einer, insbesondere an beiden axialen Nutbegrenzungsseiten (24, 26) ein oder mehrere sich verjüngende Vorsprünge (34, 36) vorgesehen sind, die sich axial in Richtung zur gegenüberliegenden Nutbegrenzungsseite (26, 24) erstrecken.

8. Schwingungsentkoppelungshülse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Nutbegrenzungsseite (24) mehrere längs eines gedachten Rings verlaufende Vorsprünge (34) aufweist und die andere Nutbegrenzungsseite (26) einen umfangsmäßig umlaufenden ringförmigen Vorsprung (36).

9. Schwingungsentkoppelungshülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (32, 34, 36, 38, 42) ein abgerundetes freies Ende haben und/oder einen dreiecks- oder trapezförmigen Querschnitt im Axialschnitt gesehen.

10. Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Bauteils (52), insbesondere eines Fahrzeugdisplays, an einem Halterungsteil (54), insbesondere einer Fahrzeugstruktur, mit einer Schwingungsentkoppelungshülse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einem zylindrischen Befestigungsbolzen (56), der in die Öffnung (16) der Schwingungsentkoppelungshülse (10) ragt und darin geklemmt ist, einem C-förmigen, geschlitzten Rastring (60), der teilweise in einer Nut 62) am zylindrischen Befestigungsbolzen (56) aufgenommen ist und gegen eine axiale Endseite (12) der Schwingungsentkoppelungshülse (10) drückt, und je einer Stützfläche (64, 66) am Bauteil (52) und am Halterungsteil (54), wobei eine Stützfläche (64) gegen die andere axiale Endseite (14) der Schwingungsentkoppelungshülse (10) drückt und die andere Stützfläche (66) gegen eine Nutbegrenzungsseite (24), insbesondere wobei der oder die Vorsprünge (32, 34, 36, 38, 42) vorgespannt und teilkomprimiert sind.