Luftgedämpfte Lagerbuchse

Die Erfindung betrifft eine Lagerbuchse mit einem inneren Lagerteil, das durch einen Federkörper aus einem elastomeren Material abgestützt ist, der an einem äußeren Lagergehäuse oder einer karosserieseitigen Aufnahme gelagert ist.

Derartige Lagerbuchsen werden insbesondere bei Kraftfahrzeug-Fahrwerken oder auch bei Pendelstützen zur Aggregatelagerung eingesetzt. Hierbei sind konventionelle Gummi-Metall-Buchsen bekannt, bei denen zwischen dem inneren Lagerteil und einem äußeren Lagergehäuse ein Federkörper aus einem elastomeren Material einvulkanisiert ist. Darüber hinaus sind auch hydraulisch dämpfende Lagerbuchsen bekannt, bei denen zwei flüssigkeitsgefüllte Arbeitskammern über einen Dämpfungskanal miteinander verbunden sind. Derartige hydraulisch dämpfende Buchsen zeichnen sich durch gute Dämpfung aus, die allerdings in derselben Raumrichtung mit schlechter a- kustischer Isolation einhergeht. Der Einsatz von hydraulischen Komponenten ist mit entsprechend höheren Bauteilkosten und höherem Entwicklungsaufwand verbunden. Eine weitere oft genutzte Möglichkeit ist der Einsatz hoch dämpfender Gummimischungen. Derartige Mischungen sind jedoch hinsichtlich ihrer dynamischen Eigenschaften in allen Raumrichtungen schlechte Isolatoren.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lagerbuchse vorzuschlagen, die bei geringen Bauteilkosten eine hohe Dämpfungswirkung aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Lagerbuchse mit den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 2 vorgeschlagen.

Bei der erfindungsgemäßen Lagerbuchse begrenzt der Federkörper mindestens zwei luftgefüllte Arbeitskammern, die über mindestens einen Dämpfungskanal miteinander verbunden sind oder jeweils über eine überströmbohrung mit der Umgebung verbunden sind. Hierbei sind die Arbeitskammern flach ausgebildet und weisen einen geringen linearen Freiweg auf, wobei ein Verhältnis von Pumpdurchmesser zum linearen Freiweg von 15 bis 80 vorliegt.

Im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff Pumpdurchmesser ein pneumatischer Kennwert verstanden. Der Pumpdurchmesser entspricht dem hydraulischen Durchmesser bei hydraulischen Komponenten. Durch eine Verschiebung des Kerns um einen Freiweg X ein Volumen V an Luft aus der jeweiligen Arbeitskammer verdrängt. Wird das verdrängte Volumen V durch den für diese Verdrängung erforderlichen linearen Freiweg X dividiert, ergibt sich bei der vorliegenden Erfindung eine Wirkfläche. Je nach Ausgestaltung der Lagerbuchse kann diese Wirkfläche verschiedene Formen haben, beispielsweise rechteckig oder rund. Transformiert man den Flächeninhalt der Wirkfläche in eine (fiktive) Kreisfläche ergibt sich daraus der hier definierte Pumpdurchmesser. Das Verhältnis von Pumpdurchmesser zu linearem Freiweg ist somit dimensionslos.

Die Dämpfungswirkung der erfindungsgemäßen Lagerbuchse wird dadurch erreicht, dass die Luft zwischen den beiden Arbeitskammern oder in die Umgebung verdrängt wird. Zum Erreichen einer möglichst großen Dämpfungs-

arbeit (Phasenwinkel) weist die erfindungsgemäße Lagerbuchse einen großen Pumpdurchmesser (Wirkfläche) sowie einen kleinen linearen Freiweg auf. Hierdurch wird im Bereich des linearen Freiwegs die Arbeitskammer nahezu vollständig komprimiert. Der weitere Progressionsverlauf wird außerhalb der Arbeitskammer eingestellt. Da das Arbeitsmedium Luft ist, das sowohl in den Arbeitskammern als auch in der Umgebung vorliegt, sind die Anforderungen an die Dichtigkeit im Vergleich zu hydraulischen Lagerbuchsen wesentlich geringer. Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Lagerbuchse eine Dämpfungswirkung erreicht, die höher und spezieller abgestimmt werden kann als bei konventionellen Lagerbuchsen mit hoch dämpfenden Mischungen. Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Lagerbuchse durch relativ geringe Herstellungskosten aus.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Vorteilhaft weisen die Arbeitskammern ein Verhältnis von Pumpdurchmesser zu linearem Freiweg von 20 bis 40 auf.

Der Durchmesser des Dämpfungskanals liegt vorteilhaft bei 0, 5 mm bis 1 mm, vorzugsweise bei 1 mm.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Federkörper an dem inneren Lagerteil anvulkanisiert.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist ein auf den Federkörper aufgeschobener Clips vorgesehen, der den Federkörper im Bereich der Arbeitskammer vorspannt .Hierdurch wird die Lebensdauer der Lagerbuchse erhöht.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, die in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt sind. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lagerbuchse;

Fig. 2 den Schnitt längs der Linie N-Il in Fig. 1 ;

Fig. 3 den Schnitt Ill-Ill in Fig. 1 ,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Lagerbuchse; und

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform.

In den Fig. 1 bis 3 ist in unterschiedlichen Ansichten eine Lagerbuchse 10 dargestellt, die ein inneres Lagerteil 11 aufweist, das aus Metall hergestellt ist. Das innere Lagerteil 11 wird durch einen Federkörper 12 aus elastome- rem Material abgestützt, der in einem äußeren Lagergehäuse 13 aufgenommen ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Lagerbuchse 10 direkt in eine karosserieseitige Aufnahme eingepresst wird, die dann als äußeres Lagergehäuse fungiert.

Der Federkörper 12 begrenzt mit dem äußeren Lagergehäuse 13 oder der karosserieseitigen Aufnahme zwei Arbeitskammern 14, 15, die jeweils mit Luft gefüllt sind und über einen Dämpfungskanal 16 miteinander verbunden sind. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, weisen die Arbeitskammern 14, 15 einen relativ großen Pumpdurchmesser auf. Weiterhin zeichnet sich die Arbeitskammern 14, 15 durch einen geringen linearen Freiweg X in radialer Richtung aus. Wie bereits oben erläutert, ergibt sich der Pumpdurchmesser über die so genannte Wirkfläche oder Pumpfläche, die über das verdrängte Volumen der Arbeitskammer und den linearen Freiweg X ermittelt wird. Der ermittelte Wert für die Wirkfläche wird als fiktive Kreisfläche angesetzt und

aus dieser Kreisfläche der Pumpdurchmesser ermittelt. Die Wirkfläche ergibt sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel an Hand der in Fig. 1 gezeigten Breite B und der in Fig. 3 gezeigten Länge L der Arbeitskammer 14, 15. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt das Verhältnis von Pumpdurchmesser zu linearen Freiweg X bei ca. 25.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Federkörper 12 in einen Käfig 17 einvulkanisiert. Weiterhin ist aus dieser Figur ersichtlich, dass der Dämpfungskanal 16, der etwa in der Mitte der Buchse angeordnet ist, nur einen sehr geringen Durchmesser von ca. 1 mm aufweist.

Fig. 3 verdeutlicht, dass sich die Arbeitskammern 14, 15 im Wesentlichen über die gesamte Breite des Federkörpers 12 erstrecken. Die Abdichtung der Arbeitskammern 14, 15 erfolgt über am Federkörper 12 vorgesehener Dichtflächen 18, 19, die mit dem Gehäuse 13 zusammenwirken. Die Dichtfläche 18, 19 kann relativ klein gehalten werden, da sowohl in den Arbeitskammern 14,15 als auch in der Umgebung Luft vorliegt.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lagerbuchse 10, zu deren Beschreibung die bereits eingeführten Bezugszeichen für gleiche oder funktionsgleiche Teile verwendet werden. Die dargestellte Lagerbuchse 10 weist ebenfalls ein inneres Lagerteil 11 auf, das über einen Federkörper 12 an einem äußeren Lagergehäuse 13 gelagert ist. Zur Vorspannung des Federkörpers 12 im Bereich der Arbeitskammern 14,15 ist ein Clips 20 vorgesehen, der auf das innere Lagerteil 11 aufgeschoben ist. Hierdurch wird die Lebensdauer der Lagerbuchse 10 erhöht.

Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lagerbuchse 10, zu deren Beschreibung die bereits eingeführten Bezugszeichen für gleiche oder funktionsgleiche Teile verwendet werden. Die Lagerbuchse 10 weist zwei Arbeitskammern 14, 15 auf, die nicht miteinander

durch einen Dämpfungskanal 16 verbunden sind. Jede Arbeitskammer 14,15 weist eine in das Lagergehäuse 13 eingebrachte überströmbohrung 21 auf, die eine Verbindung zur Umgebung herstellt.

Die Lagerbuchsen 10, die insbesondere bei Kraftfahrzeug-Fahrwerken zum Einsatz kommen, zeichnen sich durch eine Luftdämpfung auf. Hierbei wird die in den Arbeitskammern 14, 15 vorliegende Luft zwischen den beiden Kammern 14, 15 verdrängt. Durch den großen Pumpdurchmesser bei kleinem linearem Freiweg X wird eine große Dämpfungsarbeit erzielt. Die Arbeitskammern 14, 15 werden im Betrieb bei maximaler Last nahezu vollständig komprimiert. Der Progressionsverlauf wird außerhalb der Arbeitskammern 14, 15 eingestellt. Auf diese Weise wird eine hohe Dämpfungswirkung erreicht, die sehr gezielt abgestimmt werden kann.

Bezugszeichenliste

10 Lagerbuchse

11 inneres Lagerteil

12 Federkörper

13 Lagergehäuse, karosserie seitige Aufnahme

14 Arbeitskammer

15 Arbeitskammer

16 Dämpfungskanal

17 Käfig

18 Dichtfläche

19 Dichtfläche

20 Clips

21 überströmbohrung

B Breite L Länge X linearer Freiweg