DE69023627T2 - Flüssigkeitslose befestigung mit bewegungsdämpfung in mehreren richtungen. - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft flüssigkeitslose Befestigungen zum Dämpfen der Bewegung in wenigstens zwei Richtungen.
Hintergrund der Erfindung
• Während der letzten Jahre haben sog. Fluidbefestigungen in einer Vielzahl von Verwendungen Anwendung gefunden, wo eine Bewegungsdämpfung erforderlich ist. Beispielsweise sind in einigen modernen Fahrzeugen die Motore an den Rahmen unter Verwendung von Fluidbefestigungen befestigt, welche derart gestaltet sein können, daß sie eine gewünschte Amplitudenund/oder frequenzansprechende Schwingungsisolation schaffen. Ein Beispiel einer derartigen Befestigung ist im US- Patent 4 709 907 offenbart.
• Während Fluidbefestigungen für ihre beabsichtigten Zwecke zufriedenstellend funktionieren können, haben Fluidbefestigungen im allgemeinen gewisse Nachteile. Beispielsweise sind sie auf einer Massenproduktionsbasis schwierig herzustellen, da sowohl die Befestigung gefüllt als auch eine Sicherung gegen Leckage im Betrieb vorhanden sein muß. Fluidbefestigungen sind daher nicht so kostengünstig, wie für Anwendungen gewünscht wird, bei denen Kosten und Zuverlässigkeit wichtige Gesichtspunkte sind.
• Es ist ein Isolator vorgeschlagen worden, der zum Dämpfen der Schwingungen kein Fluid benötigt. Ein derartiger Isolator ist im US-Patent 3 232 597 von Gaydecki offenbart. Dieses Dokument zeigt eine flüssigkeitslose Befestigung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Beim Gaydecki-Isolator wird eine uniaxiale Schwingungsdämpfung mittels einer starren Rippe und eines Nutteils geschaffen, das in Druckeingriff längs eines elastomeren Elements gleitend bewegt wird. Der Gaydecki-Isolator verwendet die Hysterese des Elastomers, um die Dämpfung zu bewirken. Insbesondere weist der Gaydecki-Isolator ein erstes Teil auf, das mit einem ersten Gegenstand verbindbar ist, ein zweites Teil, das mit einem zweiten Gegenstand verbindbar ist, einen ersten elastisch verformbaren Block, der am zweiten Teil befestigt ist, das eine erste elastisch verformbare Lage bestimmt, die sich in einer ersten Richtung erstreckt, und eine zweite elastisch verformbare Lage, die am ersten Teil befestigt ist, und ein starres Rippenmittel, das mit einer der elastisch verformbaren Lagen in Eingriff ist und die Lage gleitend verformt, um die Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Teil zu dämpfen.
• Während der Gaydecki-Isolator zufriedenstellend bei der Dämpfung einer Bewegung längs seiner einzigen Achse funktionieren mag, gibt es viele Anwendungen, wie die vorerwähnte Befestigung eines Automotors am Rahmen, die eine Dämpfung längs einer Vielzahl von Achsen, wie die X-, Y- und Z-Achsen, erfordern. Darüber hinaus besteht ein Bedürfnis für eine derartige flüssigkeitslose Befestigung, die ohne weiteres unter Verwendung üblicher Massenproduktionsherstellungsverfahren und -ausrüstungen hergestellt werden kann. Es besteht auch ein Bedürfnis für eine Befestigung dieser Art, die ein amplitudenempfindliches Dämpfen ermöglicht.
Ziele der Erfindung
• Unter Berücksichtigung des Vorstehenden ist es ein Hauptziel der Erfindung, eine neuartige flüssigkeitslose Befestigung zu schaffen, welche Schwingungen in mehr als einer Richtung dämpfen kann.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine verbesserte flüssigkeitslose Befestigung zu schaffen, welche Schwingungen dämpfen kann, die entweder unabhängig oder gleichzeitig längs der X-, Y- und Z-Achsen aufgebracht werden.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine einzigartige flüssigkeitslose Befestigung zu schaffen, welche unterschiedliche Dämpfungslevel in unterschiedlichen Richtungen in Reaktion auf unterschiedliche Amplituden oder Eingangsbewegungen schafft.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine robuste, zuverlässige, einfach zu fertigende flüssigkeitslose Befestigung zu schaffen, welche Schwingungen dämpfen kann, die auf eine oder mehrere von drei orthogonal sich schneidenden Achsen aufgebracht werden.
Beschreibung der Erfindung
• Die Erfindung schafft eine Befestigung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zum Dämpfen der Bewegung in wenigstens zwei Richtungen.
• Das erste Teil kann ein Rohr und das zweite eine Hülse sein, welches das erste Teil umgibt. Der elastische Block hat vorzugsweise eine innere Oberfläche, die einen innenliegenden Hohlraum bildet. Die zweite elastisch verformbare Lage ist vorzugsweise an einem Flansch vorgesehen, der am ersten Teil befestigt ist, um sich mit diesem in der zweiten Richtung im Hohlraum zu bewegen. Bei dieser Ausführungsform ist eine Geschwindigkeitsverlust-Verbindung zwischen dem starren Rippenmittel und einem oder beiden Teilen vorgesehen, um kleine Amplitudenverschiebungen mit einer kleinen oder ohne Dämpfung aufzunehmen. Eine weitere Ausführungsform liefert gewisse zusätzliche Vorteile, welche das Aufnehmen größerer Kippbewegungen umfassen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Die vorstehenden und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung offenbaren sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen; in diesen zeigen:
• Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer Befestigung, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist, wobei Teile weggebrochen sind, um innere Details der Ausgestaltung freizulegen;
• Fig. 2 eine vergrößerte Längsschnittdarstellung entlang der Linie 2 2 von Fig. 1;
• Fig. 3 eine Längs-Teildarstellung ähnlich zu Fig. 2, wobei jedoch ein Teil der Befestigung in einer nach unten und seitlich verschobenen Position dargestellt ist;
• Fig. 4 einen Längsschnitt ähnlich zu Fig. 2, jedoch in einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung, welche amplitudenempfindlich ist;
• Fig. 5 einen Teillängsschnitt der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform, ähnlich zu Fig. 3, wobei jedoch ein Teil der Befestigung in einer nach unten und seitlich verschobenen Position dargestellt ist; und
• Fig. 6 einen Längsschnitt einer dritten Ausführungsform einer Befestigung, die gemäß der Erfindung ausgebildet und insbesondere für die Befestigung von Autotriebwerken geeignet ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Befestigung 10 gemäß der Erfindung. Die Befestigung 10 besteht aus einer sog. Rohrformvielzahl, die ein erstes Teil, wie eine Hülse 11, umfaßt, das mittels einer in gestrichelten Linien gezeigten Schraube 14 mit einem ersten Gegenstand, wie mit beabstandeten parallelen Befestigungsplatten 12 und 13, verbindbar ist. Ein zweites Teil, wie ein zylindrisches Rohr oder eine Hülse 15, umgibt das erste Teil 11 und ist koaxial zu diesem um eine zentrale Längsachse Z angeordnet. Das zweite Teil 15 ist mit einem zweiten Gegenstand verbindbar, beispielsweise durch Einführen in eine Bohrung einer Basis oder einer (nicht gezeigten) Verbindungsstange.
• Das erste und zweite Teil 11 und 15 sind mittels eines elastischen Blocks 16, der zwischen dem ersten und zweiten Teil 11 und 15 angeordnet ist, relativ zueinander auf der Z-Achse und seitlich oder quer zur Z-Achse auf der X- und Y-Achse beweglich befestigt. Vorzugsweise besteht der elastische Block 16 aus einem elastomeren Material, wie Gummi, und ist mit den Teilen 11 und 15 verklebt. Der elastomere Block 16 ermöglicht es daher, daß sich das innere oder erste Teil 11 vertikal auf der Z-Achse, horizontal auf der X- Achse und horizontal auf der Y-Achse (senkrecht zur Zeichnungsebene) bewegt.
• Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, weist der elastomere Block 16 einen inneren ringförmigen Hohlraum oder eine Kammer 17 auf, welche eine Dämpfungsanordnung enthält, die allgemein bei 18 angegeben ist. Bei der in den Fig. 1 - 3 gezeigten Ausführunsform weist die Dämpfungsanordnung 18 eine erste elastisch verformbare Lage 19 auf, die sich längs des inneren Umfangs der Hülse 15 längs der Z-Achse erstreckt. Vorzugsweise hat die erste Lage 19 eine konstante, relativ gleichförmige Dicke in Richtung der Z-Achse und eine vorbestimmte Axialerstreckung in dieser Richtung. Die erste Lage 19 hat eine bestimmte minimale Dicke in Radialrichtung, d.h. quer oder seitlich zur Bewegungsbahn der Hülse 11 auf ihrer Längs oder Z-Achse. Vorzugsweise ist, wie in Fig. 2 dargestellt, die erste elastisch verformbare Lage 19 einstückig mit dem elastischen Block 16 geformt, und die zylindrische innere Umfangsfläche 19' der ersten verformbaren Lage 19 ist glatt.
• Zusätzlich zur ersten elastisch verformbaren Lage 19 weist die Dämpfungsanordnung 18 auch wenigstens eine oder vorzugsweise ein Paar zweiter elastisch verformbarer Lagen 20 und 21 auf, die im Hohlraum 17 enthalten sind. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Lagen 20 und 21 mit kreisförmigen scheibenartigen Flanschen 22 bzw. 23 verklebt. Die scheibenartigen Flansche sind im Hohlraum 17 mit ihren verformbaren Oberflächen 20 und 21 in axial beabstandeter gegenüberliegender Beziehung mit einem dazwischen angeordneten Zwischenraum G gehaltert. Die Flansche 22 und 23 befinden sich auf der Hülse 11 zwischen Schultern 11a und 11b, die an axial beabstandeten Stellen vorgesehen sind und sich im Einklang mit der Hülse 11 bewegen. Vorzugsweise erstrecken sich die Lagen 20 und 21 kontinuierlich um die Hülse 11 und haben eine im wesentlichen konstante und gleichförmige Dicke für eine vorbestimmte Erstreckung in Z- Richtung.
• Um sowohl die erste Lage 19 als auch die zweiten Lagen 20 und 21 in Reaktion auf eine Bewegung der Hülse 11 längs ihrer zentralen Z-Achse und seitlich auf einer oder beiden der X- und Y-Achsen gleitend nachgiebig zu verformen, ist im Zwischenraum G ein ringartiges Gleitelement 25 befestigt. Das ringartige Gleitelement 25 umgibt die Hülse 11 und weist einen inneren Umfangsabschnitt 25a auf, der zwischen den gegenüberliegenden elastischen Lagen 20 und 21 in Eingriff ist und einen äußeren Umfangsabschnitt 25b aufweist, der mit der umgebenden elastischen Lage 19 in Eingriff ist. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführunsform weist der Umfangsabschnitt 25a gegenüberliegende Seiten auf, von denen jede, wie die obere Seite, ein Paar parallele kontinuierliche Rippen 27a und 28a hat, die durch eine Nut 29a getrennt sind. Ähnliche Rippen und Nuten 27b, 28b bzw. 29b sind auf der gegenüberliegenden oder unteren Seite des Gleitrings 25 vorgesehen. Ein ähnliches Paar Rippen 30 und 31 ist am äußeren Umfangsabschnitt 25b des Gleitrings vorgesehen, und diese sind durch eine Nut 32 getrennt.
• Die Rippen und Nuten im Gleitringelement 25 sind relativ zu den elastomeren Lagen 19, 20 und 21 derart ausgebildet, daß sie die Verformung der elastomeren Lagen in den benachbarten Eingriffsbereichen der Rippen bewirken. Infolgedessen verursacht jede Bewegung des Gleitringelements 25 unter Druck relativ zu seiner in Eingriff stehenden elastomeren Lage, daß sich die elastomere Lage im Bereich, der benachbart zum Kontaktpunkt liegt, in einer wellenartigen Weise bewegt, entweder vor oder hinter der Rippe. Eine derartige wellenartige Bewegung der elastomeren Lage erzeugt eine Hysterese innerhalb der elastomeren Lage, und eine derartige Hysterese wirkt in einer wohlbekannten Weise, um Energie zu absorbieren und hierdurch die Relativbewegung zu dämpfen. Wird beispielsweise die innere Hülse 11 nach unten relativ zur Hülse 15 verschoben, wie dies von der in Fig. 2 dargestellten neutralen oder Ruheposition in die in Fig. 3 dargestellte nach unten und seitlich verschobene Position der Fall ist, bewegt sich daher der Gleitring 25 um ein entsprechendes Maß nach unten, und seine Rippen 30 und 31 gleiten längs der elastomeren Umgebungswand 19, um die Bewegung der Hülse 11 relativ zur Hülse 15 in Richtung der Z- Achse zu dämpfen. In ähnlicher Weise bewirkt eine Bewegung der Hülse 11 seitlich längs der X-Achse relativ zur Hülse 15, daß sich die Flansche 22 und 23 und ihre entsprechenden elastomeren Lagen 20 und 21 seitlich relativ zum inneren Abschnitt 25a des Gleitrings 25 bewegen, wodurch die Bewegung längs dieser Achse gedämpft wird. Die Bewegung längs der anderen horizontalen oder Y-Achse wird in ähnlicher Weise gedämpft. Zusätzlich können bei dieser Ausführungsform auch gewisse begrenzte Kippbewegungen der Hülse 11 relativ zur Hülse 15 gedämpft werden.
• Um die Montage der Befestigung 10 und die Verwirklichung einer wirtschaftlichen Herstellung durch Minimierung der Verwendung unterschiedlicher Teile zu ermöglichen, wird die Befestigung 10 in zwei identischen Abschnitten 10a und 11b hergestellt, die horizontal in der Ebene der X- und Y-Achsen geteilt sind. Vor der Montage der Abschnitte 10a und 10b in die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausgestaltung werden die scheibenartigen Flansche 22 und 23 jeweils zuerst axial auf ihre entsprechenden durchmesserreduzierten Abschnitte der Hülse 11 in Eingriff mit ihren entsprechenden Schultern 11a und 11b geschoben. Danach wird der Gleitring 25 in den Zwischenraum G gesetzt und die Abschnitte 10a und 10b werden axial aufeinander zu in die in Fig. 2 dargestellte montierte Position gedrängt. Vorzugsweise können benachbarte Oberflächen, insbesondere die elastomeren Oberflächen des elastischen Blocks 19, mit einem geeigneten Kleber versehen werden, um die elastomeren Abschnitte längs der horizontalen Verbindungslinie der Befestigungsabschnitte loa und lob miteinander zu verkleben. Bei vielen Anwendungen liefert die Verbindungsschraube 14 einen Klemmdruck in der Z-Axialrichtung; bei Anwendungen, wo eine Verbindungsschraube 14 nicht verwendet wird, können die Abschnitte 10a und 10b jedoch beispielsweise durch Punktschweißen an Umfangsstellen miteinander verbunden werden, die außerhalb der Hülse 15 und innerhalb der Hülse 11 liegen, obwohl diese Art des Schaffens eines Klemmdrucks die Herstellkosten etwas erhöhen kann.
• Üblicherweise sind die axialen und radialen Dämpfungswerte unterschiedlich und können durch eine ordnungsgemäße Gestaltung des Dämpfungsrings und der Gummiausbildung gleichgemacht werden.
• Bei der Ausführungsform der Fig. 1 - 3 bewirkt jede Bewegung der Hülse 11 relativ zur Hülse 15 eine gewisse Relativbewegung, die zwischen dem Gleitring 25 und der elastomeren Lage 19 oder den elastomeren Lagen 20 und 21 auftritt. Bei dieser Ausführungsform werden daher so gut wie alle Relativbewegungen der Dämpfung ausgesetzt. Es kann jedoch Anwendungen geben, bei denen eine Dämpfung unerwünscht ist, und es kann erwünscht sein, daß entweder ein begrenzter Bereich einer Relativbewegung auftritt, bevor eine Dämpfung eingeleitet wird, oder daß unterschiedliche Dämpfungsmaße in unterschiedlichen Richtungen vorgesehen sind. Zu diesem Zweck ist die Ausführungsform von Fig. 4 vorgesehen.
• Die Ausführungsform von Fig. 4 ist größtenteils zur Ausführungsform der Fig. 1 - 3 ähnlich, mit Ausnahme einer neuartigen Gleitringanordnung 125. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 - 3 besteht der Gleitring 25 aus einem einzigen Stück. Bei der Ausführungsform von Fig. 4 weist die Gleitringanordnung 125 jedoch einen vielteiligen Aufbau auf, der eine Geschwindigkeitsverlust-Verbindung zwischen der Hülse 111 und der Hülse 115 in wenigstens einer Richtung liefert, und vorzugsweise in Richtungen längs aller drei orthogonaler sich schneidender X-, Y- und Z-Achsen.
• Um eine Geschwindigkeitsverlust-Verbindung in Z-Richtung zu schaffen, weist die Gleitringanordnung 125 ein starres ringförmiges Trägerringelement 126 auf, welches eine äußere Umfangsnut 126a hat, die gleitend einen sich radial nach innen erstreckenden Flanschabschnitt 140a eines rippenschaffenden Mittels 140 aufnimmt. Das rippenschaffende Mittel 140 hat ein Profil, das ähnlich zu den Rippen und Nuten ausgebildet ist, die bei der Ausführungsform der Fig. 1 - 3 vorgesehen sind, und in ähnlicher Weise zusammenwirkt, um die elastomere Lage 119 in Reaktion auf eine Relativbewegung zwischen der Hülse 111 und der Hülse 115 längs der Z- Achse zu verformen. Bei dieser Ausführungsform ist die Umfangsnut 126a jedoch relativ zur Breite des Flansches 140a größer dimensioniert, um einen Freiraum in Z-Richtung zu schaffen. Die Größe des Freiraums ist vorgewählt, um zu ermöglichen, daß sich die Hülse 111 und damit der Trägerring 126 um ein vorbestimmtes begrenztes Maß bewegt, bevor das Gleitelement 140 in Eingriff kommt und längs der elastomeren Lage 119 verschoben wird. Hieraus geht hervor, daß ein begrenztes Maß an Schwingung der Hülse 111 auf der Z-Achse relativ zur Hülse 115 aufgenommen werden kann, ohne daß das Auftreten einer bedeutenden Dämpfung verursacht wird. Das Gleitelement 140 kann auf den Trägerring 126 montiert werden, indem es entweder gespalten ausgebildet ist, ganz ähnlich wie ein Kolbenring, oder durch Spalten des Trägerrings 126 in einen oberen und unteren Abschnitt längs einer horizontalen Ebene, welche die umfangsnut 126a schneidet.
• Um eine Geschwindigkeitsverlust-Verbindung in X- und Y- Richtung zu schaffen, ist der Trägerring 126 mit einem Umfangsbereich 126b mit reduzierter Dicke im Bereich des Zwischenraums G zwischen den elastomeren Lagen 120 und 121 versehen. Gleitelemente 141 und 142 mit identischem Aufbau sind auf gegenüberliegenden Seiten des Trägerrings 126 im Bereich des Abschnitts mit reduzierter Dicke 126b befestigt. Obere und untere ringförmige Schultern 126' und 126" sind auf dem Trägerring 126 außerhalb des Abschnitts mit reduzierter Dicke 126b vorgesehen.
• Bei dieser Ausgestaltung verursacht die Bewegung der Hülse 111 auf der X- oder Y-Achse relativ zur Hülse 1151 daß die elastischen Lagen 120 und 121 die Gleitelemente 141 und 142 relativ zum Trägerring 126 so lange verschieben, bis die Gleitelemente 141 und 142 mit den Schultern 126' und 126" in Eingriff treten, worauf eine weitere Bewegung der Hülse 111 relativ zur Hülse 115 eine Bewegung der elastomeren Lagen 120 und 121 relativ zu den Gleitelementen 141 und 142 bewirkt, um eine Dämpfung zu verursachen, wie vorstehend beschrieben.
• Die vorliegende Erfindung schafft auch eine Ausführungsform, die besonders zur Verwendung bei der Befestigung des Motors eines Fahrzeugs an seinem Rahmen in einer Weise geeignet ist, die eine multidimensionale Dämpfung liefert und Kippbewegungen aufnimmt. Zu diesem Zweck ist die Befestigung 210 der Fig. 6 vorgesehen.
• Die Befestigung 210 weist einen Stiel 211 auf, der sich vertikal auf der Z-Achse erstreckt und an seinem oberen Ende angepaßt ist, um über eine Schraubverbindung (nicht gezeigte) Befestigungsschraube aufzunehmen. Eine gezogene Metallhülse 215 umgibt den unteren Abschnitt des Stiels 211 und ist relativbeweglich mit diesem durch einen elastischen elastomeren Block 219 mit einem oberen kegelstumpfförmigen Abschnitt 219a verbunden, der sich zwischen einem kugelförmigen Abschnitt 211a des Stiels 211 und einem nach außen gedrehten Umfangsflansch 215a der Hülse 215 erstreckt und damit verklebt ist. Der untere Abschnitt 215b der Hülse 215 ist zylindrisch und weist einen nach außen gedrehten Befestigungsflansch auf, und die Innenseite des unteren Abschnitts 215b der Hülse 215 weist eine Lage aus elastomerem Material 219b auf, die mit ihr verklebt ist. Die Lage 219b weist eine innere Umfangsfläche 219' auf, welche einen Hohlraum 217 bestimmt, der eine Dämpfungsanordung 218 aufnimmt.
• Die Dämpfungsanordnung 218 ist ähnlich zur Anordnung 18 in der Ausführungsform der Fig. 1 - 3 ausgebildet, weist jedoch gewisse Unterschiede auf. Natürlich kann die Dämpfungsanordnung, welche die Bewegungsverlust-Verbindungen eingliedert, wie bei der Ausführungsform von Fig. 4 dargestellt, ebenfalls bei der Ausführungsform von Fig. 6 bei denjenigen Anwendungen verwendet werden, welche ein amplitudenempfindliches Dämpfen erfordern.
• Die Dämpfungsanordnung 218 enthält einen Gleitring 225, der ähnlich wie der Gleitring 25 in Fig. 2 aufgebaut ist, und obere und untere scheibenartige Flanschelemente 222 und 223, mit denen elastische Lagen 220 bzw. 221 verklebt sind. Vorzugsweise umgeben die elastomeren Lagen 220 und 221 die äußeren Umfangsränder der Flansche 222 und 223, um eine Dämpfung in X- und Y-Richtung zu schaffen. Der obere Abschnitt 219a des elastischen Blocks 219 weist einen Abschnitt 219c auf, der den äußeren Umfangsabschnitt des oberen Flansches 222 überlagert, um eine Dämpfung in Z-Richtung zu schaffen. Der obere scheibenartige Flansch 222 stößt an einer Schulter 211a am Stiel 211 an, und der untere scheibenartige Flansch 223 ist am Stiel 211 über eine Scheibe 245 und ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungsteil 246 befestigt, das axial im Boden des Stiels 211 aufgenommen ist. Der Gleitring 225 ist somit fest zwischen den scheibenartigen Flanschen 222 und 223 durch eine Klemmeinrichtungsform eingeklemmt, die strukturell unterschiedlich zu derjenigen ist, die in den voerwähnten Ausführungsformen verwendet wird, die funktionell jedoch ähnlich ist. Um zusätzlich die besonderen Anforderungen einer Motorbefestigung zu erfüllen, weist diese Ausführungsform den Vorteil auf, daß sie in gerader Richtung zu montieren ist. Sie ermöglicht es auch, daß ein größeres Maß einer Kippbewegung aufgenommen und gedämpft wird, da die Masse des elastomeren Blocks hauptsächlich zu einer Seite der Dämpfungsanordnung 218 hin anstelle auf beiden Seiten angeordnet ist, wie bei den vorerwähnten Ausführungsformen.
• Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, daß unterschiedliche Dämpfungslevel in unterschiedlichen Richtungen geschaffen werden, indem die Reibungskoeffizienten zwischen relativ gleitenden Teilen ordnungsgemäß ausgewählt werden. Beispielsweise können die elastomeren Lagen 20 und 21, die in der Ausführungsform von Fig. 2 mit den Scheiben 22 und 23 verklebt sind, unterschiedlich zu dem elastomeren Material zusammengesetzt sein, welches die Wand 19 bildet.
• Alternativ können in Z-Richtung andere Drücke als in X- und Y-Richtung aufgebracht werden, indem beispielsweise der axiale Abstand zwischen den Schultern 11a und 11b oder die Dicke der Lagen 19, 20 und 21 relativ zu einem besonders dimensionierten Gleitring 25 variiert werden. Auch das Profil der Rippen und Nuten im Umfangsabschnitt des Gleitrings 25 kann unterschiedlich zum Profil der Rippen und Nuten am Peripherieabschnitt sein.
• In der Ausführungsform der Fi. 1 - 3 und 6 besteht das elastomere Material, das für alle Lagen verwendet wird, vorzugsweise aus einer Zusammensetzung, die abriebfest, hochdämpfend und widerstandsfähig gegen Rißausbreitung ist. Ein derartiges elastomeren Material kann eine Mischung aus natürlichen und synthetischen Gummikomponenten wie Styrenbutadiengummi oder ein SBR-Material sein. Die elastomeren Lagen sind vorzugsweise bis zu einem bestimmten Ausmaß vorkomprimiert, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 5% bis etwa 30% ihrer Dicke in Druckrichtung, um eine annehmbare Dämpfung und Lebensdauer zu liefern. Das Gleitelement 25 kann aus Metall hergestellt sein, wie Stahl, Aluminium oder ähnliches, das mit einem tetrafluorethylen-gefüllten Silikonfett oder einer anderen Antireibungsbeschichtung beschichtet ist, oder es kann aus einem Polymermaterial geformt sein, das innen mit einer Schmierung versehen und verstärkt ist, wie ein glasverstärktes Nylon, das bis zu 5 - 30 Gew.% an Tetrafluorethylen-Füller und bis zu ungefähr 2 Gew.% Silikonöladditive aufweist. Das Oberflächenfinish ist für eine verlängerte Lebensdauer sehr wichtig und sollte im Bereich von 1 - 15 Mikroinch liegen, um beste Resultate zu erlangen.
• Bei der Ausführungsform von Fig. 4 ist es wichtig, daß der Gleitreibungskoeffizient zwischen dem Trägerelement 126 und den gerippten und mit Nuten versehenen Elementen 140 - 142, die drauf gehaltert sind, unterschiedlich ist zum Gleitreibungskoeffizienten zwischen den Gleitelementen und ihren in Eingriff stehenden elastomeren Lagen, um sicherzustellen, daß die elastomeren Lagen 120 und 121 mit den Gleitelementen 141 und 142 gekoppelt sind, um sie relativ zum Trägerring 126 gleiten zu lassen, bevor die Bewegungsgrenzen in X- und Y-Richtung erreicht sind, und um eine begrenzte Bewegung in Z-Richtung zu ermöglichen, bevor die Bewegungsgrenzen zwischem dem Trägerring 126 und dem Umfangsgleitelement 140 erreicht sind. Zu diesem Zweck liegt der Gleitreibungskoeffizient zwischen den Elementen 140 - 142 und ihren zugeordneten elastomeren Lagen und dem Trägerring 126 zueinander vorzugsweise in einem vorbestimmten Verhältnis. Beispielsweise ist der Gleitreibungskoeffizient zwischen dem Trägerring 126 und den Gleitelementen 141 und 142 niedriger als der Gleitreibungskoeffizient zwischen den Elementen 140 und 142 und ihren in Eingriff stehenden elastomeren Lagen 120 bzw. 121, und zwar in einem Verhältnis im Bereich von etwa 1 : 3 bis etwa 1 : 15. Bei der Ausführungsform von Fig. 4 liegt der Bereich des Bewegungsverlusts, der von der dargestellten Bauform geschaffen wird, typischerweise in einem Bereich von etwa 0,127 mm (0,005 inch) bis etwa 1,52 mm (0,060 inch).
• Aus dem vorstehenden sollte offensichtlich werden, daß die Erfindung eine verbesserte Befestigung schafft, welche für eine Dämpfung in einer Vielzahl von Richtungen sorgt, ohne daß ein Fluid als Arbeitsmedium erforderlich wäre. Ihr Aufbau ist derart, daß unterschiedliche Dämpfungslevel in unterschiedlichen Richtungen ohne größere Veränderungen der Gesamtkonstruktion realisiert werden können. Die erfindungsgemäßen Befestigungen können daher in einer geradlinigen Weise aufgebaut sein und ohne weiteres unter Verwendung bekannter Herstellverfahren hergestellt werden. Die Befe stigungen lösen daher viele Nachteile bekannter fluidgefüllter Schwingungsisolatoren.
• Wie vorstehend beschrieben, ergibt sich die Dämpfung hauptsächlich aus der Hysterese im Elastomer. Durch eine richtige Auswahl der Materialien an der Gummitrennfläche kann die Hysteresedämpfung durch ein bedeutendes Maß an Reibungsdämpfung oder viskoser Scherdämpfung ergänzt werden. Die exakten Proportionen hängen von der Anwendung und den speziellen Gestaltungsgeometrien ab.
• Während bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben worden sind, können verschiedene Modifikationen und Abänderungen durchgeführt werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, wie er durch Anspruch 1 definiert ist.

Claims (11)

1. Flüssigkeitslose Befestigung (10) zum Dämpfen der Bewegung in wenigstens zwei Richtungen mit einem ersten Teil (11), das mit einem ersten Gegenstand (12, 13) verbindbar ist, einem zweiten Teil (15), das mit einem zweiten Gegenstand verbindbar ist, einem ersten elastisch verformbaren Block (16), der zwischen den Teilen (11, 15) angeordnet ist und das erste Teil (11) für eine Translation in einer ersten Richtung längs und relativ zum zweiten Teil (15) und für eine Bewegung in einer zweiten Richtung seitlich zur ersten Richtung haltert, wobei das zweite Teil (15) eine erste elastisch verformbare Lage (19) bestimmt, die sich in der ersten Richtung erstreckt, und eine zweite elastisch verformbare Lage (20, 21), die am ersten Teil befestigt ist, und einem starren Rippenmittel (25), das mit den beiden elastisch verformbaren Lagen (19, 20, 21) in Eingriff ist und die Lagen gleitend verformt, um die Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Teil (11, 15) zu dämpfen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweite elastisch verformbare Lage (20, 21) längs der zweiten Seitenrichtung erstreckt und daß das starre Rippenmittel (25) von einem der ersten und zweiten Teile (11, 15) mittels seiner entsprechenden elastisch verformbaren Lage (19, 20, 21) gehaltert ist, wobei eine Bewegung des einen Teils die gleitend verformende Bewegung des starren Rippenmittels längs und relativ zur Lage verursacht, die zum anderen der zwei Teile gehört.

2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch verformbare Block (16) aus einem Elastomermaterial mit einem äußeren Umfang besteht, der am zweiten Teil (15) befestigt ist, und mit einem inneren Umfang, der am ersten Teil (11) befestigt ist, wobei der elastomere Block (16) einen Hohlraum (17) aufweist, um das starre Rippenmittel (25) aufzunehmen und um die erste elastisch verformbare Lage (19) längs des ersten Teils vorzusehen.

3. Befestigung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Paar Abstandsflansche (22, 23), die im Abstand zueinander am ersten Teil (11) befestigt sind und sich in seitlicher Richtung mit einem dazwischenliegenden Zwischenraum (G) erstrecken, wobei die zweite elastisch verformbare Lage (20, 21) an wenigstens einem der Flansche (22, 23) befestigt und gegen den Zwischenraum gerichtet ist, wobei das starre Rippenmittel (25) als ringartiges Element gebildet ist, das im Zwischenraum zwischen den Flanschen (22, 23) gehaltert ist und das erste Teil (11) umgibt, wobei das ringartige Element wenigstens ein Umfangsrippenmittel (27a, 27b, 28a, 28b) an einer Seitenfläche des ringartigen Elements aufweist, das mit der zweiten elastisch verformbaren Lage (20, 21) in Eingriff ist, und wenigstens ein Umfangsrippenmittel (30, 31), das am äußeren Rand des ringartigen Elements ausgebildet und mit der ersten elastisch verformbaren Lage (19) in Eingriff steht.

4 Befestigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Flansche (22, 23) zweite elastisch verformbare Lagen (20, 21) haben und daß das ringartige Element entgegengesetzte Seitenflächen hat, die den Flanschen (22, 23) gegenüberliegen sowie Umfangsrippenmittel (27a, 28a; 27b, 28b) an jeder der entgegengesetzten Seitenflächen aufweist, um mit beiden zweiten elastisch verformbaren Lagen (20, 21) in Eingriff zu treten.

5. Befestigung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rippenmittel mit dem ringartigen Element über einen solchen Reibungskoeffizienten in Eingriff steht, der niedriger ist als der Reibungskoeffizient des mit den elastischen Lagen (119; 120, 121) in Eingriff stehenden Rippenmittels.

6. Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß das erste Teil (11), das zweite Teil (15) und der elastisch verformbare Block (16) in Abschnitten ausgebildet sind, die miteinander längs einer Verbindung verbunden sind, die sich in der seitlichen Richtung erstreckt, um den Hohlraum (17) zu bilden, der das starre Rippenmittel (25) aufnimmt.

7. Befestigung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil einen Schaft aufweist, der sich in der ersten Richtung erstreckt und ein Mittel aufweist, das ein Paar beabstandeter, sich gegenüberliegender Schultern (11a, 11b) vorsieht, welche zwischen sich die Flansche (22, 23) klemmend halten.

8. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil (15) das erste Teil (11) umgibt und mittig für eine relative Axialbewegung durch den elastisch verformbaren Block (16) befestigt ist, der aus einem elastomeren Material besteht, wobei die zweite elastisch verformbare Lage ein Paar elastisch verformbarer elastomerer Lagen (20, 21) aufweist, die sich transaxial nach außen vom ersten Teil erstrecken und mit dem ersten Teil sowohl in axialer als auch transaxialer Richtung bewegbar sind.

9. Befestigung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Umfangsrippenmittel ein Paar Umfangsrippenmittel (141, 142), die transaxial auf entgegengesetzten Seitenflächen des Gleitrings (126) verschiebbar sind, und ein Umfangsrippenmittel (140) aufweist, das am Umfang des Gleitrings (126) axial verschiebbar ist, und daß am Gleitring (126', 126'', 126a) und am Rippenmittel Eingriffsflächen vorgesehen sind, um eine begrenzte Bewegung des Gleitrings (126) zu erlauben, ohne eine entsprechende Bewegung des Rippenmittels zu verursachen, bis die Oberflächen in Eingriff sind.

10. Befestigung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elastisch verformbare Lage zwei elastomere Lagen (20, 21) aufweist, die jeweils mit dem ersten bzw. zweiten Flansch (22, 23) verbunden sind.

11. Befestigung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil (15) das erste Teil (11) umgibt, daß der Block (16) einen Hohlraum (17) aufweist, in dem ein Paar Flansche (22, 23) aufgenommen ist, welche die elastisch verformbaren elastomeren Lagen (20, 21) gegenüberliegend festlegen und in axialem Abstand voneinander durch das erste Teil (11) innerhalb des Hohlraums (17) getragen sind, und daß Mittel (ha, 11b) vorgesehen sind, die am ersten Teil (11) befestigt sind, um das starre Rippenmittel (25) zwischen dem Paar zweiter elastisch verformbarer Lagen (20, 21) festzuklemmen.