DE10257446A1

DE10257446A1 - Schwingungsisolationsbuchse

Info

Publication number: DE10257446A1
Application number: DE10257446A
Authority: DE
Inventors: Seiya Asano; Kazuhiko Kato
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2003-07-10
Also published as: US20030107163A1; JP3770170B2; US7357379B2; JP2003240036A

Abstract

Eine Schwingungsisolationsbuchse (10, 40, 50, 60) weist folgendes auf: einen elastischen Körper (16), der zwischen einer inneren Manschette (12) und einer äußeren Manschette (14), die die innere Manschette umgibt, und diese elastisch verbindend angeordnet ist. Der elastische Körper hat zwei Paare axialer Bohrungen (20a, 20b, 20c, 20d), die in Durchmesserrichtung zueinander entgegengesetzt sind und sich axial dort hindurch zwischen den inneren und äußeren Manschetten erstrecken, um unabhängig voneinander zu sein, und ist in Umfangsrichtung hinsichtlich einer Spannungsübertragung der zwei Paare axialer Bohrungen in zwei Segmentpaare (30a, 30b, 30c, 30d) geteilt, die in Durchmesserrichtung einander entgegengesetzt sind. Zwei Durchmesserlinien (22, 24), die sich in Richtungen erstrecken, in die die zwei Paare axialer Bohrungen jeweils einander entgegengesetzt sind, schneiden sich geneigt, so dass die zwei Segmentpaare voneinander hinsichtlich ihrer Umfangslängen zum Differenzieren von Federcharakteristiken der Buchse in zwei Durchmesserrichtungen verschieden ausgeführt sind, in die die zwei Segmentpaare jeweils einander entgegengesetzt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen zylindrische Schwingungsisolationsbuchsen, die jeweils einen elastischen Körper aufweisen und auf Aufhängungsbuchsen, Verbrennungsmotorschlingerträger und Elementträger zur Verwendung bei Automobilen und andere Träger oder Buchsen zur Verwendung bei verschiedenen Vorrichtungen oder Gerätschaften außer Automobilen anwendbar sind, wie zum Beispiel Träger zum Stützen von Elektromotoren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Schwingungsisolationsbuchse, die hinsichtlich der Konstruktion neuartig ist, und die in der Lage ist, ein zufriedenstellendes Verhältnis von Federkonstanten des elastischen Körpers in zwei gegenseitig orthogonale Schwingungseingangsdurchmesserrichtungen zu bilden, ohne dass Schlitze oder Lücken vorgesehen werden müssen, die an einer Durchmesserlinie gelegen sind, die sich in zumindest eine der zwei Schwingungseingangsrichtungen erstreckt, was eine Geräuschentwicklung beim Aufbringen einer relativ großen Schwingungslast in die Schwingungseingangsrichtung verursachen kann.
Schwingungsisolationsbuchsen sind als eine Bauart von Schwingungsdämpfungsvorrichtungen bekannt, die zwischen zwei Elemente eines Schwingungsübertragungssystems einzubauen sind. JP-A-5-126185 offenbart ein bekanntes Beispiel von derartigen Schwingungsisolationsbuchsen, wobei ein äußeres Manschettenelement radial außerhalb von einem inneren Schaftelement mit einer radialen Beabstandung dazwischen angeordnet ist und elastisch mit dem inneren Schaftelement mittels eines zylindrischen elastischen Körpers verbunden ist, der in der radialen Beabstandung zwischen dem inneren Schaftelement und dem äußeren Manschettenelement angeordnet ist. Eine derartige Schwingungsisolationsbuchse ist in der Lage, eine Schwingungsisolationswirkung bezüglich Schwingungslasten auszuführen, die in einer Vielzahl von Durchmesser- oder Radialrichtungen, einer Axialrichtung, einer Torsionsrichtung, einer Verdrehrichtung und anderen möglichen Richtungen aufgebracht werden. Aufgrund dieser Fähigkeit wurden diese Schwingungsisolationsbuchsen als Aufhängungsbuchsen beispielsweise zur Verwendung bei Automobilen eingesetzt.
Um die Federkonstanten des elastischen Körpers gegenseitig in zwei gegenseitig orthogonale Durchmesserrichtungen einzustellen oder um alternativ die Federkonstante des elastischen Kcirpers in eine Verdrehrichtung einzustellen, ist der zylindrische elastische Körper der Schwingungsisolationsbuchse im Allgemeinen mit axialen Schlitzen versehen, die sich dort hindurch in die Axialrichtung mit einer vorbestimmten Umfangsbreite erstrecken. Die axialen Schlitze sind ausgebildet, sodass sie an einer Durchmesserlinie gelegen sind, die sich entlang von zumindest einer der zwei Schwingungseingangsrichtungen erstreckt, wenn ein Querschnitt der Schwingungsisolationsbuchse betrachtet wird.
Wenn jedoch eine relativ große Schwingungslast auf die Schwingungsisolationsbuchse an der Durchmesserlinie der Schwingungseingangsrichtung aufgebracht wird, werden radial gegenüberliegende Teile einer inneren Fläche jedes Schlitzes in einen Anstoßkontakt gebracht und reiben bzw. schaben aneinander in einer Richtung, in der diese Teile der inneren Fläche relativ zueinander versetzt werden. Als Folge liegt es nahe, dass die herkömmliche Schwingungsisolationsbuchse Geräusche und feine Schwingungen aufgrund des Kontakts und des Reibens zwischen den radial gegenüberstehenden Teilen der inneren Fläche des Schlitzes verursacht.
Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Schwingungsisolationsbuchse zu schaffen, die einen neuartigen Aufbau hat und die in der Lage ist, ein zufriedenstellendes großes Verhältnis von ihren Federkonstanten in zwei gegenseitig orthogonalen (rechtwinkligen) Durchmesserrichtungen, in die Schwingungen auf die Buchse aufgebracht werden, durch geeignetes Variieren von ihren Federcharakteristiken in zwei Durchmesserrichtungen zu erzielen ohne dass sie unter dem herkömmlich bekannten Problem leidet, wie zum Beispiel unter Geräuschen und geringen Schwingungen, die durch die vorstehend beschriebenen Schlitze oder Lücken verursacht werden, die durch ihren elastischen Körper ausgebildet sind, so dass sie an einer Durchmesserlinie gelegen sind, die sich entlang von zumindest einer der zwei Durchmesserrichtungen erstreckt.
Die vorstehend genannte und/oder optionale Aufgaben dieser Erfindung können gemäß zumindest einer der folgenden Ausgestaltungen der Erfindung gelöst werden. Jede dieser Ausgestaltungen der Erfindung ist wie die beigefügten Ansprüche nummeriert und abhängig von der anderen Ausgestaltung oder den Ausgestaltungen, wenn es geeignet scheint, mögliche Kombinationen von Elementen oder technischen Merkmalen der Erfindung anzudeuten. Es ist verständlich, dass das Prinzip der Erfindung nicht auf diese Ausgestaltungen der Erfindung und die Kombinationen der technischen Merkmale beschränkt ist, sondern dass sie eher auf der Grundlage der Lehren der vorliegenden Erfindung erkennbar ist, die in der gesamten Beschreibung und den Zeichnungen offenbart ist oder dass sie durch den Fachmann im Lichte der vorliegenden Offenbarung in ihrer Gesamtheit erkennbar ist.
(1) Eine Schwingungsisolationsbuchse weist folgendes auf: ein inneres Schaftelement; ein äußeres Manschettenelement, das radial außerhalb von dem inneren Schaftelement angeordnet ist; und einen elastischen Körper, der zwischen dem inneren Schaftelement und dem äußeren Manschettenelement und diese elastisch verbindend angeordnet ist. Der elastische Körper ist mit zwei Paaren axialer Bohrungen versehen, die in Durchmesserrichtung zueinander entgegengesetzt sind, wobei das innere Schaftelement dazwischen gesetzt ist, wobei sich die axialen Bohrungen axial durch den elastischen Körper zwischen dem inneren Schaftelement und dem äußeren Manschettenelement erstrecken und voneinander unabhängig sind, und wobei der elastische Körper in Umfangsrichtung hinsichtlich der Spannungsübertragung durch die zwei Paare der axialen Bohrungen in zwei Paare von Segmenten unterteilt ist, die in Durchmesserrichtung zueinander entgegengesetzt sind, wobei das innere Schaftelement dazwischen gesetzt ist, während zwei Durchmesserlinien, die sich in Richtungen erstrecken, in die die zwei Paare der axialen Bohrungen jeweils zueinander entgegengesetzt sind, sich geneigt schneiden, so dass die zwei Paare der Segmente voneinander hinsichtlich ihrer Umfangslänge zum Differenzieren bzw. Unterscheiden der Federcharakteristiken der Buchse in zwei Durchmesserrichtungen verschieden ausgeführt sind, in die die zwei Paare der Segmente jeweils zueinander entgegengesetzt sind.
Bei der Schwingungsisolationsbuchse, die gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung aufgebaut ist, werden die zwei Paare der axialen Bohrungen für eine Technik zum Einstellen von Abmessungen von Druckaufnahmebereichen des elastischen Körpers in Schwingungslasteingangsrichtungen, wo der elastische Körper zusammengedrückt und ausgedehnt wird, anstelle der Schlitze eingesetzt, die bei den vorstehend genannten herkömmlichen Schwingungsisolationsbuchsen für die herkömmliche Technik zum Isolieren des Teils der Innenschaftseite des elastischen Körpers und des Teils der Außenmanschettenseite des elastischen Körpers in die Lasteingangsrichtung eingesetzt werden. Die Verwendung der axialen Bohrung bei der vorliegenden Schwingungsisolationsbuchse ist nämlich auf einer grundlegenden Technik basiert, durch die sie vollständig von denjenigen der herkömmlichen Buchse verschieden ist, die den Schlitz einsetzt. Die Verwendung der axialen Bohrungen ermöglicht es, eine Umfangslänge von Druckaufnahmebereichen des elastischen Körpers zu definieren, wobei dadurch die Federcharakteristiken in die Lasteingangsrichtungen, insbesondere in die Durchmesserrichtungen des elastischen Körpers und der Schwingungsisolationsbuchse senkrecht zu einer Mittelachse der Buchse eingestellt werden. Des weiteren sind die zwei Durchmesserlinien, die sich in die Richtungen erstrecken, in die die zwei Paare der axialen Bohrungen jeweils zueinander entgegengesetzt sind, angeordnet, um sich einander geneigt zu schneiden, so dass die Größen der Druckaufnahmebereiche oder die Umfangslängen der zwei Paare der Segmente, die zueinander in die zwei gegenseitig orthogonalen Durchmesserrichtungen entgegengesetzt sind, voneinander für jeweilige Aufnahmeschwingungslasten in die Durchmesserrichtungen verschieden ausgeführt sind. Diese Anordnung ermöglicht es, ein zufriedenstellend großes Verhältnis von Federkonstanten in die zwei orthogonalen Durchmesserrichtungen vorzusehen. Daher kann die Schwingungsisolationsbuchse dieser Ausgestaltung der Erfindung die herkömmlichen bekannten Probleme, nämlich die Geräusche und die geringen Schwingungen aufgrund der Kompression der Schlitze bei dem Aufbringen der Schwingungslasten vollständig beseitigen, während sie in der Lage ist, das Verhältnis der Federkonstanten in die gegenseitig orthogonalen Durchmesserrichtungen davon geeignet einzustellen.
Außerdem sind die zwei Paare der axialen Bohrungen angeordnet, so dass sie von gegenseitig orthogonalen Schwingungseingangsrichtungen in eine Umfangsrichtung der Schwingungsisolationsbuchse beabstandet sind, wodurch die Anwesenheit der axialen Bohrungen keine bedeutende Spannungskonzentration in dem elastischen Körper verursacht, obwohl die herkömmliche Schwingungsisolationsbuchse die axialen Schlitze aufweist, die an einer Durchmesserlinie gelegen sind, die sich in die Schwingungseingangsrichtung erstreckt, und demgemäß unter dem Problem der Verzerrung oder einer Spannungskonzentration des elastischen Körpers an in Umfangsrichtung entgegengesetzten Endabschnitten der Schlitze und den sich ergebenden Rissen an den in Umfangsrichtung entgegengesetzten Endabschnitten leidet. Daher kann die Schwingungsisolationsbuchse dieser Ausgestaltung der Erfindung das herkömmlich bekannte Problem insbesondere die Verzerrung oder die Spannungskonzentration an einem örtlichen Abschnitt des elastischen Körpers und das sich ergebende Auftreten von Rissen an dem Abschnitt beseitigen, wobei somit eine hohe Haltbarkeit der Schwingungsisolationsbuchse sichergestellt wird.
Wie aus der vorstehend genannten Beschreibung verständlich ist, ist die Schwingungsisolationsbuchse dieser Ausgestaltung der Erfindung in der Lage, die Probleme der Geräusche und der geringen Schwingungen, die bei der herkömmlichen Schwingungsisolationsbuchse bekannt sind, zu beseitigen, während es ermöglicht wird, das Verhältnis der Federkonstanten in die gegenseitig orthogonalen zwei Durchmesserrichtungen über einen zufriedenstellenden breiten möglichen Bereich abzustimmen. Somit hat die Schwingungsisolationsbuchse dieser Ausgestaltung der Erfindung eine hohe Anwendbarkeit.
Jede axiale Bohrung kann geeignet gestaltet werden, wenn vorausgesetzt wird, dass die axiale Bohrung in der Lage ist, eine direkte Übertragung der elastischen Verformung zwischen Angrenzenden, von den Segmenten des elastischen Körpers zu verhindern, die an der in Umfangsrichtung entgegengesetzten Seite jeder axialen Bohrung gelegen sind. Im Allgemeinen erstreckt sich jede axiale Bohrung durch einen radial mittleren Abschnitt des elastischen Körpers in die axiale Richtung des elastischen Körpers, wo ein Zustand des elastischen Körpers nicht durch das innere Schaftelement und das äußere Manschettenelement beschränkt ist. Vorzugsweise ist jede axiale Bohrung gestaltet, um eine radiale Abmessung aufzuweisen, die ausreichend zum Erstrecken über im Wesentlichen die gesamte radiale Abmessung zwischen dem inneren Schaftelement und dem äußeren Manschettenelement und zum Verlassen von Beschichtungsschichten an einer äußeren Umfangsfläche des inneren Schaftelements und einer inneren Umfangsfläche des äußeren Manschettenelements ist.
Die spezifische Abmessung und Gestalt jeder axialen Bohrung kann geeignet ermittelt werden, während die erforderlichen Schwingungsisolationscharakteristiken und Gegenlastcharakteristiken, die Haltbarkeit und ein ausgewähltes Gummimaterial berücksichtigt werden. Vorzugsweise wird die Querschnittsgestalt und die Größe jeder axialen Bohrung so ermittelt, dass sie nicht komprimiert wird, um einen Anstoßkontakt von gegenüberliegenden Abschnitten einer inneren Fläche der axialen Bohrung zu verursachen, wenn eine normale Schwingungslast auf die Schwingungsisolationsbuchse aufgebracht wird, die als ein Auslegungsparameter vorgegeben ist.
(2) Eine Schwingungsisolationsbuchse gemäß der vorstehend genannten Ausgestaltung (1), wobei jede der axialen Bohrungen eine Umfangsbreitenabmessung hat, die kleiner als diejenige von jedem der zwei Paare der Segmente ist. Die Schwingungsisolationsbuchse, die gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung aufgebaut ist, ist in der Lage, ein ausreichend großes Gesamtvolumen des elastischen Körpers vorzusehen, während eine hervorragende Abstimmung des Verhältnisses der Federkonstanten in die gegenseitig orthogonalen Durchmesserrichtungen sichergestellt wird, was der Anwesenheit der zwei Paare der axialen Bohrungen zuzuschreiben ist.
(3) Eine Schwingungsisolationsbuchse gemäß der vorstehend genannten Ausgestaltungen (1) oder (2), wobei jede der axialen Bohrungen eine tropfenförmige oder eine einseitig ellipsenförmige Gestalt in einem Querschnitt hat, deren Umfangsbreitenabmessung größer an einer Seite des äußeren Manschettenelements als an einer Seite des inneren Schaftelements ausgeführt ist. Gemäß dieser Anordnung ist eine Querschnittsgestalt jeder axialen Bohrung durch ein Profil einer vorgespannten ellipsenförmigen Gestalt definiert, wo kein Rand bzw. keine Kante oder kein Übergang ausgebildet ist, wodurch es möglich wird, eine Spannungskonzentration an örtlichen Punkten des elastischen Körpers während der elastischen Verformung des elastischen Körpers aufgrund der eingegebenen Schwingungslasten wirksam zu beseitigen oder abzuschwächen, was eine weitergehende verbesserte Haltbarkeit und Gegenlastfähigkeit der Schwingungsisolationsbuchse zur Folge hat. Des weiteren ist die Umfangsbreitenabmessung jeder axialen Bohrung an der Seite des inneren Schaftelements eher kleiner ausgeführt als an der Seite des äußeren Manschettenelements, wodurch ermöglicht wird, ein wirksames Volumen an radial inneren Abschnitten der Segmente des elastischen Körpers vorzusehen, an denen Umfangslängen der Segmente klein sind. Wenn des weiteren eine Torsionslast zwischen dem inneren Schaftelement und dem äußeren Manschettenelement in der Umfangsrichtung der Schwingungsisolationsbuchse wirkt, ist ein elastischer Verformungsbetrag des elastischen Körpers an seinem radial äußeren Abschnitt eher größer gemacht als an seinem radial inneren Abschnitt. Da die Umfangsbreitenabmessung jeder axialen Bohrung an dem radial äußeren Abschnitt des elastischen Körpers größer ausgeführt ist, wird die Kompression jeder axialen Bohrung beim Aufbringen der Umfangstorsionslast wirksam vermieden.
(4) Eine Schwingungsisolationsbuchse gemäß einer der vorstehend genannten Ausgestaltungen (1)-(3), wobei ein Verhältnis von dynamischen Federkonstanten in die zwei Durchmesserrichtungen, in die die zwei Paare der Segmente einander entgegengesetzt sind, kleiner als 1 bis 2 ist. Diese Anordnung gestattet, dass jedes Segment des elastischen Körpers und der gesamte elastische Körper hinsichtlich seines Volumens zufriedenstellend zum Ausführen einer hervorragenden Gegenschwingungsfähigkeit bzw. einer Anti-Schwingungsfähigkeit ist, während es ermöglicht wird, das Verhältnis der Federkonstanten in die gegenseitig orthogonalen Durchmesserrichtungen der Schwingungsisolationsbuchse mit den zwei Paaren der axialen Bohrungen einfach abzustimmen, ohne dass zusätzliche Einrichtungen oder Elemente zum Einstellen des Verhältnisses der Federkonstanten erforderlich sind. Mit "das Verhältnis der dynamischen Federkonstante kleiner als 1 bis 2" ist gemeint, dass die dynamische Federkonstante in einer der gegenseitig orthogonalen zwei Durchmesserrichtungen kleiner als eine Hälfte der dynamischen Federkonstante in die andere Durchmesserrichtung ausgeführt ist.
(5) Eine Schwingungsisolationsbuchse gemäß einer der vorstehend genannten Ausgestaltungen (1)-(4); wobei eines der zwei Paare der Segmente eine Umfangslänge hat, die kleiner als diejenige an einem anderen von den zwei Paaren der Segmente ist und eine axiale Länge hat, die an dem anderen von den zwei Paaren der Segmente kleiner ist. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist ein Paar der Segmente, das eine relativ kleine Umfangslänge und eine weiche Federcharakteristik im Vergleich mit dem anderen Paar der Segmente hat, angeordnet, um in ihrer axialen Länge verkürzt zu sein, um ihre Federcharakteristik weitergehend zu minimieren. Das ermöglicht, das Verhältnis der Federkonstanten in die gegenseitig orthogonalen zwei Durchmesserrichtungen weitergehend zu vergrößern und genauer gesagt wird es möglich, das Verhältnis der Federkonstante auf 1 bis 2 oder mehr anzuordnen, wobei somit ein Freiheitsgrad beim Abstimmen der Federcharakteristik des elastischen Körpers verbessert wird. In dieser Hinsicht ist die axiale Länge des Segments klein ausgeführt, während ein Volumen des Druckaufnahmebereichs der Segmente in Umfangsrichtung des elastischen Körpers aufrechterhalten wird. Das stellt eine ausreichende Haltbarkeit der Segmente des elastischen Körpers mit Bezug auf die Eingangsschwingungslasten in die Verdrehrichtung sicher.
(6) Eine Schwingungsisolationsbuchse gemäß einer der vorstehend genannten Ausgestaltungen (1)-(5), wobei Schnittpunkte zwischen Umfangsmittellinien der axialen Bohrungen und einem inneren Umfang des äußeren Manschettenelements alle außerhalb von dem inneren Schaftelement mit Sicht in Projektionen in zwei Durchmesserrichtungen gelegen sind, in die die zwei Paare der Segmente einander jeweils entgegengesetzt sind. Wenn bei der Schwingungsisolationsbuchse, die gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung aufgebaut ist, eine Schwingungslast auf die Buchse in eine der zwei Durchmesserrichtungen aufgebracht wird, in die ein Paar der Segmente des elastischen Körpers einander entgegengesetzt ist, wird eine Kompressionsverformung des anderen Paars der Segmente des elastischen Körpers wirksam vermieden oder minimiert. Daher kann die Schwingungsisolationsbuchse dieser Ausgestaltung der Erfindung ein weitergehend verbessertes Verhältnis der Federkonstante in die gegenseitig orthogonalen Durchmesserrichtungen bilden, in die die zwei Paare der Segmente des elastischen Körpers einander jeweils entgegengesetzt sind.
(7) Eine Schwingungsisolationsbuchse gemäß einer der vorstehend genannten Ausgestaltungen (1)-(6), wobei die zwei Durchmesserrichtungen, in die die zwei Paare der Segmente jeweils einander gegenüberstehen jeweils mit Schwingungseingangsrichtungen ausgerichtet sind. Für den Fall, dass die Schwingungsisolationsbuchse dieser Ausgestaltung der Erfindung als eine Aufhängungsbuchse beispielsweise zur Verwendung bei einem Fahrzeug verwendet wird, wird die Buchse an dem Fahrzeug so eingebaut, dass ein Paar der Segmente, das eine geringe Umfangslänge hat, dem anderen in eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzt ist, während das andere Paar der Segmente, das eine große Umfangslänge hat, dem anderen in eine Querrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzt ist, um dadurch einen hervorragenden Fahrkomfort auf der Grundlage ihrer weichen Federkonstanten in die Fahrtrichtung des Fahrzeugs und eine hervorragende Lenkstabilität auf der Grundlage ihrer harten Federkonstanten in die Querrichtung des Fahrzeugs zu erzielen. Somit ist die Schwingungsisolationsbuchse gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung in der Lage, wirksam verschiedene Federcharakteristiken zu erzielen, die in verschiedene Durchmesserrichtungen erforderlich sind.
(8) Eine Schwingungsisolationsbuchse gemäß einer der vorstehend genannten Ausgestaltungen (1)-(7), wobei der elastische Körper direkt an eine äußere Umfangsfläche des inneren Schaftelements gefügt ist und das innere Schaftelement mit einer Umfangsvertiefung ausgebildet ist, die sich in Umfangsrichtung erstreckt und an einem Abschnitt der äußeren Umfangsfläche offen ist, an den der elastische Körper gefügt wird. Bei der Schwingungsisolationsbuchse gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht das vorsehen der Umfangsvertiefung an dem inneren Schaftelement, eine freie Länge des elastischen Körpers in radiale Richtungen senkrecht zu der Mittelachse der Buchse zu ändern, ohne dass ein Außendurchmesser des äußeren Manschettenelements abgewandelt bzw. verändert wird, wobei somit eine Verringerung der Federkonstante des elastischen Körpers in die radiale Richtung und eine Vereinfachung einer elastischen Verzerrung der Segmente des elastischen Körpers in die radiale Richtung gestattet wird. Mit Bezug auf eine axiale Last wird andererseits ein Teil des elastischen Körpers, der die Umfangsvertiefung füllt, einer Fehlfunktion unterliegen oder im wesentlichen unverformbar sein. Somit ist es möglich, die Federcharakteristiken in die axialen und radialen Richtungen der Buchse relativ zueinander durch geeignetes Einstellen der Umfangsvertiefung hinsichtlich der Größe, der Gestalt und dergleichen abzustimmen, was einen weitergehend verbesserten Freiheitsgrad beim Abstimmen der Federcharakteristiken der Schwingungsisolationsbuchse zur Folge hat.
(9)Eine Schwingungsisolationsbuchse gemäß einer der vorstehend genannten Ausgestaltungen (1)-(8), wobei das innere Schaftelement einen Abschnitt großen Durchmessers hat, dessen Durchmesser sich allmählich von seinen axial entgegengesetzten Abschnitten in Richtung seinem axialen Zentralabschnitt vergrößert, und wobei der elastische Körper direkt an eine äußere Umfangsfläche des Abschnitts großen Durchmessers des inneren Schaftelements gefügt ist.
Diese Anordnung ermöglicht es, eine Federkonstante des elastischen Körpers in eine Verdrehrichtung zu verringern, in die die Mittelachsen des inneren Schaftelements und des äußeren Manschettenelements relativ zueinander geneigt werden, während die Federcharakteristiken des elastischen Körpers in die Radialenrichtung wirksam beibehalten werden. Somit können die Federcharakteristiken des elastischen Körpers in die Verdrehrichtung einfach durch Einstellen der Gestalt des Abschnitts großen Durchmessers des inneren Schaftelements abgestimmt werden.
(10) Eine Schwingungsisolationsbuchse gemäß der vorstehend genannten Ausgestaltung (9), wobei der elastische Körper mit einem Paar schlitzförmigen Ringvertiefungen versehen ist, die in entgegengesetzte Endseiten davon offen sind und sich axial nach innen um eine vorbestimmte Tiefe erstrecken, um an geneigten Flächen des Abschnitts großen Durchmessers gelegen zu sein, wo ein Durchmesser des inneren Schaftelements sich allmählich vergrößert, wobei die schlitzförmigen Ringvertiefungen sich durchgehend über den gesamten Umfang davon erstrecken. Diese Anordnung macht es möglich, die Federkonstante des elastischen Körper in die Verdrehrichtung weitergehend zu verringern. Ebenso kann eine geeignete Einstellung jeder schlitzförmigen Vertiefung hinsichtlich ihrer Tiefe, Gestalt oder ähnlichem den Freiheitsgrad zum Abstimmen der Federcharakteristiken cles elastischen Körpers in die Verdrehrichtung weitergehend verbessern. Vorzugsweise ist das Paar der schlitzförmigen Ringvertiefungen in der Nähe eines Scheitelpunkts des Abschnitts großen Durchmessers des inneren Schaftelements in radiale Richtungen zum wirksamen Verringern der Federkonstante des elastischen Körpers in die Verdrehrichtung gelegen. Die Gestalt jeder schlitzförmigen Vertiefung ist nicht besonders begrenzt. Beispielsweise kann die radiale Breitenabmessung jeder schlitzförmigen Vertiefung über eine gesamte axiale Länge davon konstant ausgeführt sein. Alternativ kann sich die radiale Breitenabmessung jeder schlitzförmigen Vertiefung in ihre axiale Breitenrichtung so verändern, dass die radiale Breitenabmessung sich in eine axial nach außen weisende Richtung allmählich vergrößert.
(11) Eine Schwingungsisolationsbuchse gemäß der vorstehend genannten Ausgestaltung (10), wobei der elastische Körper durch eine Vorlast, die darauf aufgebracht ist, in die radiale Richtung komprimiert wird, nachdem er vulkanisiert ist, so dass das Paar der schlitzförmigen Ringvertiefungen komprimiert wird. Diese Anordnung kann eine Verringerung der Federsteifigkeit des elastischen Körpers in die radialen Richtungen auf Grund der Anwesenheit der schlitzförmigen Vertiefungen vermeiden. Somit ist die Schwingungsisolationsbuchse dieser Ausgestaltung der Erfindung in der Lage, die Federkonstante des elastischen Körpers in die Verdrehrichtung mit der Unterstützung de.r schlitzförmigen Vertiefungen wirksam zu verringern, während die Federsteifigkeit des elastischen Körpers in die radialen Richtungen zufriedenstellend sichergestellt wird.
Die vorstehend genannten und/oder andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar, in denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eines von entgegengesetzten axialen Enden einer Schwingungsisolationsbuchse in der Gestalt einer Aufhängungsbuchse zur Verwendung bei einem Automobil, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 2-2 von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eines von entgegengesetzten axialen Enden einer Schwingungsisolationsbuchse in der Gestalt einer Aufhängungsbuchse zur Verwendung bei dem Automobil, die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 4-4 von Fig. 3;
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 5-5 von Fig. 3;
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf eines von entgegengesetzten axialen Enden einer Schwingungsisolationsbuchse in Gestalt einer Aufhängungsbuchse zur Verwendung bei dem Automobil, die gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 7-7 von Fig. 6;
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf eines von entgegengesetzten axialen Enden einer Schwingungsisolationsbuchse in der Gestalt einer Aufhängungsbuchse zum Verwendung bei dem Automobil, die gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 9-9 von Fig. 8; und
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht entsprechend Fig. 9, wobei ein integrales vulkanisiertes Erzeugnis der Aufhängungsbuchse von Fig. 8 gezeigt ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 ist eine Aufhängungsbuchse 10 zur Verwendung bei Automobilen als ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schwingungsisolationsbuchse der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Aufhängungsbuchse 10 ist ein im Wesentlichen dickwandiges zylindrisches Erzeugnis, wobei ein inneres Schaftelement in der Gestalt einer inneren Manschette 12 und ein äußeres Manschettenelement in der Gestalt einer äußeren Manschette 14, die radial außerhalb von der inneren Manschette 12 mit einer Beabstandung dazwischen angeordnet ist, elastisch miteinander durch einen elastischen Körper 16 verbunden sind, der dazwischen zwischengesetzt ist. Die Aufhängungsbuchse 10 kann an dem Fahrzeug so eingebaut werden, dass die innere Manschette 12 an ein Element an der Seite eines Karosserierahmens angebracht ist, während die äußere Manschette 14 an ein Element an der Seite eines Aufhängungsarms angebracht ist, wodurch der Aufhängungsarm mit dem Karosserierahmen schwingungsisolierend verbunden ist.
Genauer gesagt ist die innere Manschette 12 ein dickwandiges gerades zylindrisches Element, das aus einem steifen Material besteht, wie zum Beispiel Stahl oder anderen Metallwerkstoffen. Die innere Manschette 12 ist durch die äußere Manschette 14 mit einer radialen Beabstandung dazwischen umgeben. Die äußere Manschette 14 ist ein dünnwandiges gerades zylindrisches Element mit einem ausreichend großen Durchmesser, das aus einem steifen Material wie die innere Manschette 12 besteht. Zur Verwendung als eine Aufhängungsbuchse ist die äußere Manschette 14 im Wesentlichen so dimensioniert, dass sie einen Innendurchmesser hat, der ungefähr 1,5-4mal dem Außendurchmesser der inneren Manschette 12 entspricht. Es ist anzumerken, dass die inneren und äußeren Manschetten 12, 14 relativ zueinander unter Berücksichtigung der erforderlichen Charakteristiken ohne jegliche Beschränkungen geeignet dimensioniert werden können. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist beispielsweise die axiale Länge der inneren Manschette 12 größer als diejenige der äußern Manschette 14 ausgeführt, so dass axiale entgegengesetzte Enden der inneren Manschette 12 axial von entgegengesetzten axialen Enden der äußeren Manschette 14 jeweils vorstehen.
Die inneren und äußeren Manschettenelemente 12, 14 sind in einer wechselartig koaxialen oder konzentrischen Beziehung zueinander angeordnet und der elastische Körper 16 ist zwischen eine äußere Umfangsfläche der inneren Manschette 12 und eine innere Umfangsfläche der äußeren Manschette 14 zwischengesetzt, die einander radial mit einer radialen Beabstandung dazwischen gegenüber stehen. Der äußere elastische Körper 16 ist ein im Wesentlichen dickwandiges zylindrisches Element, das aus einem Gummiwerkstoff bzw. einem Gummimaterial besteht, und ist an seiner inneren Umfangsfläche an die äußere Umfangsfläche der inneren Manschette gefügt und ist an seiner äußeren Umfangsfläche an die innere Umfangsfläche der äußeren Manschette 14 mit dem Verfahren der Vulkanisation des Gummimaterials zum Ausbilden des elastischen Körpers 16 gefügt. Somit wirken die innere und die äußere Manschette 12, 14 und der elastische Körper 16 zusammen, um eine integrale vulkanisierte Baugruppe zu bilden.
Der elastische Körper 16 ist als ein Rotationskörper um eine Mittelachse 18 der Aufhängungsbuchse 10 ausgestaltet. Entgegengesetzte axiale Endabschnitte des elastischen Körpers 16 sind abgeschrägt bzw. mit einem Konus versehen, so dass ein Außendurchmesser des elastischen Körpers 16 sich allmählich in die axial nach außen weisenden Richtungen an beiden axialen Endabschnitten des elastischen Körpers 16 verringert. Diese Anordnung stellt ein Volumen eines inneren Umfangabschnitts des elastischen Körpers 16 sicher, an dem eine Umfangslänge kleiner als diejenige an einem äußeren Umfangsabschnitt des elastischen Körpers 16 gemacht ist. Innere und äußere Ränder von jeder Endseite des elastischen Körpers 16 sind an die inneren und äußeren Manschetten 12, 14 mit sogenannten "ausgekehlten" oder gekrümmten Flächen gefügt, um dadurch die Haltbarkeit des elastischen Körpers 16 an Endabschnitten seiner inneren und äußeren Flächen zu verbessern, die an die inneren und äußeren Manschetten 12, 14 gefügt sind.
Der elastische Körper 16 hat vier axiale Bohrungen 20a, 20b, 20c, 20d insgesamt, die an jeweiligen Umfangsabschnitten ausgebildet sind, die voneinander in eine Umfangsrichtung des elastischen Körpers 16 beabstandet sind. Die vier axialen Bohrungen 20a, 20b, 20c, 20d sind identisch hinsichtlich ihrer Gestalt miteinander ausgebildet und erstrecken sich durch den elastischen Körper 16 zwischen den inneren und äußeren Manschetten 12, 14 mit einer konstanten Gestalt in einem Querschnitt, während sie parallel zu der Mittelachse 18 sind. Genauer gesagt hat jede axiale Bohrung 20 eine tropfenförmigen oder einseitig ellipsenförmige Gestalt in ihrem Gesamtquerschnitt, bei dem ein Bogenabschnitt mit radial innerem kleinen Durchmesser und ein Bogenabschnitt mit radial äußerem großen Durchmesser miteinander an ihren entgegengesetzten Umfangsenden über gekrümmte Linien verbunden sind. Eine Umfangsbreite jeder axialen Bohrung 20 ist nämlich eher größer an der Seite der äußeren Manschette 14 als an der Seite der inneren Manschette 12 ausgeführt.
Ein Paar der axialen Bohrungen 20a, 20c ist einander in einer Durchmesserrichtung der Aufhängungsbuchse 10 entgegengesetzt, und ein Paar der axialen Bohrungen 20b, 20d einander in eine andere Durchmesserrichtung der Aufhängungsbuchse 10 entgegengesetzt ist. Genauer gesagt ist das Paar der axialen Bohrungen 20a, 20c an entgegengesetzten Seiten einer Durchmesserlinie 22 der Aufhängungsbuchse 10 gelegen, wie Fig. 1 entnehmbar ist, so dass Hauptachsen oder Umfangsmittellinien der axialen Bohrungen 20a, 20c mit der Durchmesserlinie 22 zusammenfallen. In ähnlicher Weise ist das Paar der axialen Bohrungen 20b, 20d an entgegengesetzten Seiten einer Durchmesserlinie 24 der Aufhängungsbuchse 10 gelegen, so dass Hauptachsen oder Umfangsmittellinien der Axialbohrungen 20b, 20d mit der Durchmesserlinie 24 zusammen fallen, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Diese Durchmesserlinien 22, 24 schneiden sich geneigt, aber sie schneiden sich nicht mit rechten Winkeln. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Winkel α eines Paars von Schnitten, die vertikal zueinander entgegengesetzt sind, wie Fig. 1 entnehmbar ist, kleiner als ein Winkel β eines Paars von Schnitten ausgeführt, die horizontal zueinander entgegengesetzt sind, wie Fig. 1 entnehmbar ist. Die Winkel α, β der Schritte können geeignet mit keinerlei Begrenzung in Abhängigkeit von erforderlichen Federcharakteristiken der Aufhängungsbuchse 10 bestimmt werden. Beispielsweise messen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Winkel α, β der Schnitte ungefähr 25° bzw. 105°.
In dieser Anordnung ist die Umfangsbeabstandung zwischen angrenzenden von den axialen Bohrungen 20a, 20b, 20c, 20d größer und kleiner im Umlauf der Umfangsrichtung der Aufhängungsbuchse 10 ausgeführt. Die Umfangsabstände zwischen den axialen Bohrungen 20a, 20d und zwischen den axialen Bohrungen 20b, 20c sind nämlich größer als diejenigen zwischen den axialen Bohrungen 20a, 20b und zwischen den axialen Bohrungen 20c, 20d ausgeführt.
Ebenso haben die axialen Bohrungen 20a, 20b, 20c 20d eine radiale Länge, die geringfügig kleiner als die radiale Beabstandung zwischen der inneren und der äußeren Manschette 12, 14 ist, so dass nur eine dünne Gummischicht 26, die die äußere Umfangsfläche mit der inneren Manschette 12 beschichtet, und eine dünne Gummischicht 28, die die innere Umfangsfläche der äußeren Manschette 14 beschichtet, an den vier Umfangsabschnitten des elastischen Körpers 16 übrig bleiben, wo die vier axialen Bohrungen 20a, 20b, 20c, 20d ausgebildet sind. Das heißt, dass der elastische Körper 16 im Wesentlichen in vier Segmente 30a, 30b, 30c, 30d durch das Vorsehen der vier axialen Bohrungen 20a, 20b, 20c, 20d geteilt wird. Die vier Segmente 30a, 30b, 30c, 30d sind miteinander über die dünnen Gummischichten 26, 28 verbunden, die dazu vorgesehen sind, um zu gestatten, dass der elastische Körper 16 ein integraler bzw. einstückiger Körper ist, der aus den Segmenten 30a, 30b, 30c, 30d und den dünnen Gummischichten 26, 28 besteht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Breitenabmessungen des ersten bis vierten Segments 30a, 30b, 30c, 30d des elastischen Körpers 16 ausreichend größer als eine Breite oder eine Umfangsabmessung jeder axialen Bohrung 20 ausgeführt. Die Breitenabmessung jeder axialen Bohrung 20 wird ohne jegliche Beschränkung oder Berücksichtigung der erforderlichen Charakteristiken der Aufhängungsbuchse 10 ermittelt. Vorzugsweise ist jede axiale Bohrung 20 ungefähr 5-30° in die Umfangslänge oder die Breitenabmessung um die Mittelachse 18.
Die Umfangsbreitenabmessungen der vier Segmente 30a, 30b, 30c, 30d variieren im Umlauf in die Umfangsrichtung der Aufhängungsbuchse 10, da die Umfangsbeabstandung zwischen angrenzenden von den axialen Bohrungen 20a, 20b, 20c, 20d groß und klein im Verlauf der Umfangsrichtung der Aufhängungsbuchse 10 gemacht ist, wie vorstehend beschrieben ist. Ein Paar der Segmente 30a, 30c (im Folgenden als "erste Segmente 30a, 30c" bezeichnet), das in die vertikale Richtung entgegengesetzt zueinander ist, wie Fig. 1 entnehmbar ist, hat eine erste Umfangsbreitenabmessung, während ein Paar von Segmenten 30b, 30d (im Folgenden als "zweite Segmente 30b, 30d" bezeichnet), das in die horizontale Richtung zueinander entgegengesetzt ist, wie Fig. 1 entnehmbar ist, eine zweite Umfangsbreitenabmessung hat, die größer als die erste Umfangsbreitenabmessung ist.
Wie der vertikalen Projektion von Fig. 1 entnehmbar ist, ist ein Abstand B1 zwischen Schnittpunkten zwischen der inneren Umfangsfläche der äußeren Manschette 14 und den Durchmesserlinien 22, 24, insbesondere den Hauptachsen der axialen Bohrungen 20a, 20b und 20c, 20d, die an horizontal entgegengesetzten Seiten der ersten Segmente 30a, 30c gelegen sind, größer als ein Außendurchmesser D der inneren Manschette 12 gestaltet. Wie der horizontalen Projektion von Fig. 1 entnehmbar ist, ist andererseits ein Abstand B2 zwischen Schnittpunkten zwischen der inneren Umfangsfläche der äußeren Manschette 14 und den Durchmesserlinien 22, 24, insbesondere den Hauptachsen der axialen Bohrungen 20a, 20b und 20c, 20d, die an vertikal entgegengesetzten Seiten der zweiten Segmente 30d und 30b gelegen sind, größer als der Außendurchmesser D der inneren Manschette 12 ausgeführt.
Wenn eine Schwingungslast zwischen die innere und die äußere Manschette 12, 14 in eine erste Durchmesserrichtung aufgebracht wird, wo die ersten Segmente 30a und 30c des elastischen Körpers 16 einander entgegengesetzt sind (insbesondere in die vertikale Richtung mit Sicht auf Fig. 1), werden die ersten Segmente 30a und 30c wirksam der Kompression und/oder der Dehnungsverformung ausgesetzt, während die zweiten Segmente 30b und 30d, die zueinander in eine zweite Durchmesserrichtung senkrecht zu der ersten Durchmesserrichtung entgegengesetzt sind, in welche die Schwingungslast aufgebracht wird, hauptsächlich einer Scherverformung mit gar keiner oder einer verringerten Kompression und/oder Dehnungsverformung ausgesetzt sind. Für diesen Fall beruhen die Federcharakteristiken der Aufhängungsbuchse 10 in hohem Maße auf denjenigen der ersten Segmente 30a und 30c. Wenn eine Schwingungslast zwischen die innere und die äußere Manschette 12, 14 in die zweite Durchmesserrichtung aufgebracht wird (insbesondere in die horizontale Richtung mit Sicht auf Fig. 1), werden andererseits die zweiten Segmente 30b und 30d wirksam der Kompression und/oder Dehnungsverformung ausgesetzt, während die ersten Segmente 30a und 30c, die zueinander in die erste Durchmesserrichtung senkrecht zu der zweiten Durchmesserrichtung entgegengesetzt sind, in die die Schwingungslast aufgebracht wird, hauptsächlich einer Scherverformung mit keiner oder einer verringerten Kompression und/oder Dehnungsverformung ausgesetzt werden. Für diesen Fall beruhen die Federcharakteristiken der Aufhängungsbuchse 10 in hohem Maße auf denjenigen der zweiten Segmente 30b und 30d.
Wie einer Projektion in der ersten Durchmesserrichtung von Fig. 1 entnehmbar ist, ist ein Abstand b1 zwischen Schnittpunkten zwischen der äußeren Umfangsfläche der inneren Manschette 12 und den Durchmesserlinien 22, 24, insbesondere den Hauptachsen der axialen Bohrungen 20a, 20b und 20c, 20d, die an horizontal entgegengesetzten Seiten der ersten Segmente 30a und 30c gelegen sind, kleiner als der Außendurchmesser D der inneren Manschette 12 ausgeführt. Ähnlich ist, wie einer Projektion in der zweiten Durchmesserrichtung von Fig. 1 entnehmbar ist, ein Abstand b2 zwischen Schnittpunkten zwischen der äußeren Umfangsfläche der inneren Manschette 12 und den Durchmesserlinien 22, 24, insbesondere den Hauptachsen der axialen Bohrungen 20a, 20d und 20b, 20c, die an vertikal entgegengesetzten Seiten der zweiten Segmente 30d, 30b gelegen sind, kleiner als der Außendurchmesser D der inneren Manschette 12 ausgeführt.
Eine einstückig vulkanisierte Baugruppe, die aus der inneren und der äußeren Manschette 12, 14 und dem elastischen Körper 16 besteht, die mit den vier axialen Bohrungen 20a, 20b, 20c, 20d ausgebildet ist, kann beispielsweise durch Setzen der inneren und der äußeren Manschette 12, 14, die einer Klebebehandlung im Voraus unterzogen sind, in einen Formhohlraum mit vier stabförmigen Kernen, die den axialen Bohrungen 20a, 20b, 20c, 20d entsprechen, und durch Einspritzen sowie Vulkanisieren einer vorbestimmten Menge eines geeigneten Gummiwerkstoffs darin ausgebildet werden. Die so ausgebildete einstückige vulkanisierte Baugruppe kann einem Zugbetrieb, beispielsweise einem Ziehen in alle Richtungen ausgesetzt werden, wo die äußere Manschette 14 radial nach innen auf die erste Manschette 12 anforderungsgemäß gezogen wird. Somit ist die Aufhängungsbuchse 10 vorgesehen, die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist. In dieser Hinsicht ermöglicht der Zugbetrieb, der nach der Vulkanisation des Gummiwerkstoffs durchgeführt wird, die inneren Spannungen wirksam zu beseitigen, die möglicherweise in dem elastischen Körper 16 in eine Richtung der Dehnungsverformung auf Grund des Schrumpfens des elastischen Körpers 16 während der Vulkanisation des Gummiwerkstoffs erzeugt werden, oder alternativ eine Vorlast auf den elastischen Körper 16 zum Einstellen einer Fehlerkonstante, der Haltbarkeit oder andere Charakteristiken des elastischen Körpers 16 aufzuprägen.
Die so ausgebildete Aufhängungsbuchse 10 wird an das Fahrzeug so eingebaut, dass die erste Durchmesserrichtung, an der die ersten Segmente 30a, 30c mit einer relativ kleinen Umfangslänge einander entgegengesetzt sind, mit einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist, während die zweite Durchmesserrichtung, an der die zweiten Segmente 30b, 30d mit einer relativ großen Umfangslänge einander entgegengesetzt sind, mit einer Querrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist. Die erste und die zweite Durchmesserrichtung sind nämlich mit primären Schwingungseingangsrichtungen jeweils ausgerichtet. Auf Grund der Vereinfachung und der Genauigkeit der Umfangspositionierung der Aufhängungsbuchse 10 an dem Fahrzeug können Zentralmarkierungen 32 an zumindest einer von axial entgegengesetzten Endseiten der ersten Segmente 30a, 30c durch Malen, Stanzen oder ein anderes geeignetes Verfahren vorgesehen sein.
Bei der Aufhängungsbuchse 10, die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, werden erste Segmente 30a, 30c angepasst, um hauptsächlich einer Kompression und/oder einer Dehnungsverformung ausgesetzt zu werden und um eine große Wirkung an der dynamischen Federcharakteristik der Aufhängungsbuchse 10 zu haben, wenn die Aufhängungsbuchse 10 einer Schwingungslast ausgesetzt wird, die darauf in die Fahrtrichtung des Fahrzeugs aufgebracht wird. Ebenso sind die zweiten Segmente 30b und 30d angepasst, um hauptsächlich der Kompression und/oder Dehnungsverformung ausgesetzt zu werden und um eine große Wirkung auf die dynamische Federcharakteristik der Aufhängungsbuchse 10 zu haben, wenn die Aufhängungsbuchse 10 einer Schwingungslast ausgesetzt wird, die darauf in die Querrichtung des Fahrzeugs aufgebracht wird.
Diese ersten Segmente 30a, 30c und die zweiten Segmente 30b, 30d sind hinsichtlich er Umfangslänge voneinander aufgrund des Vorsehens der axialen Bohrungen 20a, 20b, 20c, 20d verschieden gemacht, um mit geeignetem Volumen zum Aufnehmen der Schwingungslasten versehen zu sein (im Folgenden als ein "Druckaufnahmevolumen" bezeichnet, wenn das geeignet ist). Somit unterscheiden sich die dynamischen Federcharakteristiken der Aufhängungsbuchse 10 in die zwei Durchmesserrichtungen, insbesondere in die Fahrtrichtung und die Querrichtung des Fahrzeugs voneinander. Daher kann die Aufhängungsbuchse 10 weiche Federcharakteristiken mit Bezug auf die Schwingungslasten, die darauf in Fahrtrichtung des Fahrzeugs aufgebracht werden, ausführen, wobei dadurch ein guter Fahrkomfort des Fahrzeugs sicher gestellt wird, während harte Federcharakteristiken mit Bezug auf die Schwingungslast ausgeführt werden kann, die darauf in die Querrichtung des Fahrzeugs aufgebracht wird, wobei dadurch eine Lenkungsstabilität des Fahrzeugs verbessert werden kann.
Es ist offensichtlich, dass die Aufhängungsbuchse 10 dieses Ausführungsbeispiels ermöglicht, die ersten und zweiten Segmente 30a, 30b, 30c und 30d auszubilden, die der Kompression und/oder Dehnungsverformung in primäre Schwingungseingangsrichtungen ausgesetzt werden, als feste Körper oder Blöcke, ohne dass ein Schlitz oder ein Loch dort hindurch mit einer breiten Umfangsbreite ausgebildet ist, anders als bei der herkömmlichen Aufhängungsbuchse, bei der die Schlitze oder Löcher durch einen Teil des elastischen Körpers hindurch ausgebildet sind, der der Kompression und/oder der Dehnungsverformung in die Primärschwingungseingangsrichtungen ausgesetzt wird. Aufgrund dieser Anordnung kann die vorliegende Aufhängungsbuchse 10 die herkömmlich bekannten Probleme, insbesondere Geräusche und geringe bzw. leichte Schwingungen beseitigen, die durch die Schlitze oder die Löcher verursacht werden, auch wenn eine relativ große Schwingungslast auf die Aufhängungsbuchse 10 aufgebracht wird.
Des weiteren ist jede axiale Bohrung 20 durch eine sanft gekrümmte Fläche ohne Übergang definiert, was es möglich macht, eine Spannungskonzentration an einem örtlichen Punkt der ersten und zweiten Segmente 30a, 30b, 30c, 30d des elastischen Körpers 16 zu beseitigen oder abzuschwächen, was eine weitergehend verbesserte Haltbarkeit des elastischen Körpers 16 für die Aufhängungsbuchse 10 ergibt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3-4 ist eine Aufhängungsbuchse 40 zur Verwendung bei Automobilen als ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schwingungsisolationsbuchse der vorliegenden Erfindung dargestellt. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugszeichen, die in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden, zum Identifizieren von strukturell entsprechenden Elementen und Abschnitten verwendet, von denen keine genaue Beschreibung angegeben wird.
Die Aufhängungsbuchse 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wurde entwickelt, um ein ausreichend großes Verhältnis von Federkonstanten des elastischen Körpers 16 in zwei gegenseitig orthogonale Durchmesserrichtungen als Primärschwingungseingangsrichtungen vorzusehen (insbesondere die vertikale und die horizontale Richtung mit Sicht auf Fig. 3). Dazu ist die Schwingungsbuchse 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels von der Schwingungsbuchse 10 des ersten Ausführungsbeispiels dahingehend verschieden ausgeführt, dass eine Differenz zwischen den Winkeln α und β der zwei Arten der Schnitte, die durch die Durchmesserlinien 22, 24 ausgebildet werden, größer als diejenigen bei der Aufhängungsbuchse 10 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet sind.
Eine andere Anordnung, um dieses Ergebnis zu erzielen, ist beispielhaft in Fig. 5 gezeigt. Die ersten Segmente 30a, 30c haben nämlich mit einer relativ kleinen Umfangsbreitenabmessung eine axiale Länge, die kleiner als diejenige der zweiten Segmente 30b, 30d mit der relativ großen Umfangsbreitenabmessung ausgeführt ist, sodass die axial entgegengesetzten Endseiten 42, 42 der ersten Segmente 30a, 30c axial von den entsprechenden axialen entgegengesetzten Endseiten der zweiten Segmente 30b, 30d zurückgezogen sind.
Bei der Aufhängungsbuchse 40, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, sind die ersten Segmente 30a, 30c die zueinander in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzt sind, in ihren Druckaufnahmevolumen sowohl in die axiale als auch in die Umfangsrichtung davon abgeschwächt bzw. verringert. Dem gemäß ist ein Verhältnis der Druckaufnahmevolumen der ersten Segmente 30a, 30c zu den Druckaufnahmevolumen der zweiten Segmente 30b, 30d beträchtlich kleiner als das bei der Aufhängungsbuchse 10 des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt, was ein ausreichend großes Verhältnis von Federkonstanten des elastischen Körpers 16 in die gegenseitig orthogonalen Durchmesserrichtungen ergibt.
Eine Probe bzw. ein Musterstück der Aufhängungsbuchse 10, die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, wurde vorbereitet bei der der Winkel α des Schnitts, der durch die zwei Durchmesserlinien 22, 24 definiert ist, 75° beträgt (α = 75°), und bei dem jede axiale Bohrung 20 in der Umfangslänge um die Mittelachse 18 15° gemessen hat. Das vorbereitete Musterstück der Aufhängungsbuchse 10 wurde tatsächlich hinsichtlich der dynamischen Federkonstante in zwei gegenseitig orthogonale Durchmesserrichtungen, insbesondere die vertikale und die horizontale Richtung mit Sicht auf Fig. 1 gemessen. Das erhaltene Verhältnis der dynamischen Federkonstanten des elastischen Körpers 16 in die vertikale und die horizontale Richtung betrug ungefähr 1 bis 1,3. Ein Muster der Aufhängungsbuchse 40, die gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, wurde ebenso vorbereitet bei der der Winkel α des Schnitts, der durch die zwei Durchmesserlinien 22, 24 definiert ist, 60° gemessen hat (α = 60°) und bei dem die axiale Bohrung 20, in Umfangslänge um die Mittelachse 18 15° gemessen hat, und wobei die axiale Länge der zweiten Segmente 30b, 30d ungefähr 2,5 mal derjenige der ersten Segmente 30a, 30c betrug. Das vorbereitete Muster der Aufhängungsbuchse 40 wurde tatsächlich hinsichtlich der dynamischen Federkonstante in die vertikale und die horizontale Richtung mit Sicht auf Fig. 3 in ähnlicher Weise gemessen, und das erhaltene Verhältnis der dynamischen Federkonstanten des elastischen Körpers in die vertikale und die horizontale Richtung betrug ungefähr 1 bis 1,9.
Unter Bezugnahmen auf die Fig. 6-7 ist eine Aufhängungsbuchse 50 zur Verwendung bei Automobilen als ein drittes Ausführungsbeispiel einer Schwingungsisolationsbuchse der vorliegenden Erfindung dargestellt. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugszeichen, wie sie bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden, zum identifizieren von strukturell entsprechenden Elementen und Abständen verwendet, von denen keine genaue Beschreibung angegeben wird.
Die Aufhängungsbuchse 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wurde entwickelt, um ein ausreichend großes Verhältnis von Federkonstanten des elastischen Körpers 16 in die axiale Richtung und die radiale Richtung senkrecht zu der axialen Richtung vorzusehen. Dazu setzt die Aufhängungsbuchse 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die innere Manschette 12 ein, deren Aufbau von derjenigen bei der Aufhängungsbuchse 10 des ersten Ausführungsbeispiels verschieden ist.
Genauer gesagt ist die innere Manschette 12 bei der Aufhängungsbuchse 50 im Wesentlichen mit der inneren Manschette 12 bei der Aufhängungsbuchse 10 hinsichtlich ihrer Gesamtgestalt des dickwandigen geraden Zylinders identisch, aber dahingehen verschieden, dass eine Umfangsvertiefung 52 an ihrem axialen Mittelabschnitt ausgebildet ist, sodass die an ihrer äußeren Umfangsfläche offen ist und sie über ihren Umfang mit einer im Wesentlichen konstanten Tiefe und einer axialen Breitendimension sowie einer Querschnittsgestalt erstreckt. Bei der Umfangsvertiefung 52 erstrecken sich axial entgegengesetzte Seitenwände allmählich axial nach außen, wenn sich ihre radialen Abmessungen vergrößern, wobei dadurch abgeschrägte Flächen 54, 54 vorgesehen werden. Ein Bodenfläche bzw. eine Grundfläche der Umfangsvertiefung 52 hat eine axiale Länge, die im Wesentlichen einer minimalen axialen Länge des elastischen Körpers 16 gleich ist, und ist an einer axialen Position gelegen, die im Wesentlichen einem Abschnitt des elastischen Körpers 16 gleich ist, an dem seine axiale Länge minimal ist (insbesondere der äußere Umfangsabschnitt des elastischen Körpers 16). Andererseits ist die Öffnung der Umfangsvertiefung 52 im Wesentlichen hinsichtlich ihrer axialen Länge und Position derjenigen des inneren Umfangsabschnitts des elastischen Körpers 16 gleich ausgeführt, wo die axiale Länge des elastischen Körpers 16 minimal ist.
Bei der Aufhängungsbuchse 50 die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, gestattet das Vorsehen der Umfangsvertiefung 52, das die ersten und zweiten Segmente 30a, 30b, 30c und 30d ihre radialen Abmessungen um einen Betrag entsprechend der radialen Breite der Umgangsvertiefungen 52 ohne den Bedarf einer Vergrößerung der Außendurchmesser des elastischen Körpers und der äußeren Manschette 16 zu vergrößern wobei somit eine freie Länge des elastischen Körpers 16 in eine Durchmesserrichtung oder eine radiale Richtung vorgesehen wird. Daher kann die Aufhängungsbuchse 50 eine weiche Federcharakteristik mit Bezug auf eingegebene Radialschwingungslasten ausführen. Mit Bezug auf die eingegebenen Axialschwingungslasten kann andererseits die Aufhängungsbuchse 50 im Wesentlichen die gleichen Federcharakteristiken wie die Aufhängungsbuchse 10 des ersten Ausführungsbeispiels vorsehen, da ein Teil des elastischen Körpers 16, der die Umfangsvertiefung 52 füllt, von den axialen Lasten mit der Unterstützung der Umfangsvertiefung 52 isoliert ist und eine Störung wird, um keine wesentliche Wirkung auf die Federcharakteristik der Aufhängungsbuchse 50 in die axiale Richtung aufzuprägen.
Daher ist die Aufhängungsbuchse 50, die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, im Vergleich mit der Aufhängungsbuchse 10 des ersten Ausführungsbeispiels in der Lage, eine relativ kleine dynamische Federkonstante in eine Vielzahl von radiale Richtungen auszuführen, während sie effektiv ihre axiale Federkonstante beibehält, wobei dadurch ein Freiheitsgrad beim Abstimmen der Federcharakteristik der Aufhängungsbuchse 50 erhöht wird.
Ein Muster der Aufhängungsbuchse 50, die gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, wurde vorbereitet, bei der der Winkel α der Schnitte, die durch die zwei Durchmesserlinien 22, 24 definiert sind, 25° beträgt (α = 75°), und wobei jede axiale Bohrung 20 in der Umfangslänge um die Mittelachse 18 15° beträgt, während die Umfangsvertiefung 52 and der inneren Manschette 12 mit einer Tiefenabmessung ausgebildet wurde, die ungefähr einem viertel (1/4) der radialen Abmessung des elastischen Körpers 16 ausgebildet ist. Die Messungen, die an dem vorbereiteten Muster der Aufhängungsbuchse 50 durchgeführt wurden, haben ergeben, dass die Aufhängungsbuchse 50 der vorliegenden Erfindung ihre radialen dynamischen Federkonstanten auf ungefähr 80% von denjenigen der Aufhängungsbuchse 10 des ersten Ausführungsbeispiels minimieren kann, während ihre axiale dynamische Federkonstante derjenigen der Aufhängungsbuchse 10 gleich gehalten wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 8-9 ist eine Aufhängungsbuchse 60 zur Verwendung bei Automobilen als ein viertes Ausführungsbeispiel einer Schwingungsisolationsbuchse der vorliegenden Erfindung dargestellt. In der vorliegenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen, wie sie bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden, zum Identifizieren von strukturell entsprechenden Elementen und Abschnitten verwendet, von denen keine genaue Beschreibung angegeben wird.
Die Aufhängungsbuchse 60 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wurde entwickelt, um eine dynamische Federkonstante oder eine Federsteifigkeit des elastischen Körpers 16 in eine Verdrehdichtung zu verringern, in der die Mittelachsen der inneren und äußeren Manschette 12, 14 relativ zueinander geneigt sind, während effektiv die dynamische Federkonstante oder die Federsteifigkeit des elastischen Körpers 16 in Durchmesser- oder Radialrichtungen senkrecht zu der Mittelachse 18 der Aufhängungsbuchsen 60 konstant gehalten werden. Dazu setzt die Aufhängungsbuchse 60 des folgenden Ausführungsbeispiels die innere Manschette 12 ein, deren Aufbau von denjenigen bei der Aufhängungsbuchse 10 des ersten Ausführungsbeispiels verschieden ist.
Genauer gesagt ist die innere Manschette 12 bei der Aufhängungsbuchse 60 im Wesentlichen mit der inneren Manschette 12 bei der Aufhängungsbuchse 10 in ihrer gesamten Gestalt des dickwandigen geraden Zylinders gleich, aber dahingehen verschieden, dass ein Abschnitt 62 großen Durchmessers einstückig an ihrem axialen Mittelabschnitt ausgebildet ist, um radial nach außen vorzustehen. Der Durchmesser des Abschnitts 62 großen Durchmessers ist an seinem axial mittleren Abschnitt maximiert, um dadurch einen Abschnitt 64 größten Durchmessers vorzusehen, dessen äußere Umfangsfläche eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt mit einer vorbestimmten axialen Länge hat, um eine äußere Umfangsfläche 66 großen Durchmessers vorzusehen.
Der Abschnitt 62 großen Durchmessers hat des Weiteren ein Paar Abschnitte 68, 68 variierenden Durchmessers, die an axial entgegengesetzten Seiten der äußeren Umfangsfläche 66 großen Durchmessers ausgebildet sind, die jeweils allmählich ihre Außendurchmesser verringern, wenn ihre axiale Position sich axial nach außen bewegt. Somit sieht das Paar der Abschnitte 68, 68 mit veränderlichem Durchmesser bzw. variierendem Durchmesser abgeschrägte äußere Umfangsflächen 70, 70 mit einer abgeschrägten zylindrischen Gestalt vor. Eine gesamte äußere Umfangsfläche des Abschnitts 62 großen Durchmessers ist daher durch sanftes Verbinden der äußeren Umfangsfläche 66 großen Durchmessers mit der geraden äußeren Umfangsfläche der inneren Manschette 12 durch die Anwesenheit der abgeschrägten äußeren Umfangsflächen 70, 70 ohne eine daran ausgebildete Stufe vorgesehen. Vorzugsweise ist die gesamte äußere Umfangsfläche des Abschnitts 62 großen Durchmessers mit Übergängen der abgeschrägten äußeren Umfangsflächen 70, 70 mit angrenzenden Teilen der geraden äußeren Umfangsfläche der inneren Manschette 12 sanft ohne Kanten durch Zusammenwirken der äußeren Umfangsfläche 66 großen Durchmessers mit den abgeschrägten äußeren Umfangsflächen 70, 70 ausgebildet. Die innere Manschette 12 des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann durch Stanzen, Schneiden, Stemmen oder andere mögliche Maßnahmen ausgebildet werden. In dieser Hinsicht ist eine Bohrung 74 der inneren Manschette 12 nicht notwendigerweise konstant über ihre axiale Gesamtlänge ausgeführt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt 62 großen Durchmessers der inneren Manschette 12 angeordnet, sodass der ihre gesamte axiale Länge hat, die im Wesentlichen gleich oder geringfügig kleiner als die axiale Länge der äußeren Manschette 14 ausgeführt ist. Die gesamte axiale Länge der inneren Manschette 12 schließt die axialen Längen des Abschnitts 64 größten Durchmessers und des Paars der Abschnitte 68, 68 veränderlicher Durchmesser ein. Der elastische Körper 16, der elastisch die entgegengesetzten Flächen der inneren und äußeren Manschetten 12, 14 verbindet, ist direkt an die äußere Umfangsfläche 64 großen Durchmessers und die abgeschrägte äußere Umfangsflächen 70, 70 des Abschnitts 62 großen Durchmessers während des vorstehen beschriebenen Vulkanisationsprozesses gefügt. D. h., dass ein Teil des elastischen Körpers 16, der dazu dient, im Wesentlichen die inneren und äußeren Manschetten 12, 14 zu verbinden, eine axiale Länge hat, die ausreichend größer als diejenige des Abschnitts 64 größten Durchmessers der inneren Manschette 12 gemacht ist, wobei Beabstandungen zwischen den abgeschrägten äußeren Umfangsflächen 70, 70 und der äußeren Manschette 14 direkt mit dem elastischen Körper 16 gefüllt sind.
Ebenso ist der elastische Körper 16 mit einem Paar schlitzförmiger Ringvertiefungen 72, 72 versehen, die sich in Umfangsrichtung zwischen den inneren und äußeren Manschetten 12, 14 erstrecken, wie in einer einstückig vulkanisierten Baugruppe 76 dargestellt ist, die in Fig. 10 gezeigt ist. Diese schlitzförmigen Vertiefungen 72, 72 sind an den entgegengesetzten axialen Endseiten des elastischen Körpers 16 offen und radial außerhalb von den abgeschrägten Flächen 70, 70 der inneren Manschette 12 jeweils angeordnet. Ebenso erstrecken sich diese schlitzförmigen Vertiefungen 72, 72 radial nach innen von den entgegengesetzten axialen Endseiten des elastischen Körpers 16 mit einer vorbestimmten axialen Länge, um ihren Bodenabschnitten bzw. Grundabschnitten nicht zu gestatten, dass sie die äußere Umfangsfläche 66 großen Durchmessers erreichen. Die Breitenabmessung jeder schlitzförmigen Vertiefung 72, wenn sie in axialer Richtung der inneren und äußeren Manschetten 12, 14 gemessen ist, ist geeignet festgelegt, jedoch nicht besonders beschränkt, wobei erforderliche Federcharakteristiken in eine Verdrehrichtung des elastischen Körpers 16 berücksichtigt sind, um zu gestatten, dass der elastische Körper 16 eine ausreichende Haltbarkeit und Festigkeit mit Bezug auf axiale oder verdrehende Lasten ausführt, die zwischen die inneren und äußeren Manschetten 12, 14 aufgebracht werden. Um eine Federkonstante in die Verdrehrichtung des elastischen Körpers 16 wirksam zu verringern, wird die Breitenabmessung jeder schlitzförmigen Vertiefung 72 im wesentlichen unter Berücksichtigung einer Abmessung von ungefähr einem Sechstel (1/6) von der im wesentlichen axialen Länge des elastischen Körpers 16 als eine Richtlinie ermittelt (insbesondere eine axiale Länge eines minimalen Abschnitts des Teils des elastischen Körpers 16, der geeignet ist, um im wesentlichen die inneren und äußerer Manschetten, 12, 14 in die radiale Richtung zu verbinden).
Jede schlitzförmige Vertiefung 72 hat eine im wesentlichen konstante Radialabmessung oder Breitenabmessung in ihrer Umfangsrichtung und in ihrer Axialrichtung oder Tiefenrichtung und ist ausgebildet, um radial außerhalb der inneren Manschette 12 mit einer geringfügigen radialen Beabstandung dazwischen gelegen zu sein und um sich in Umfangsrichtung um eine Mittelachse der inneren Manschette 12 zum Vorsehen einer ringförmigen Konfiguration zu erstrecken. Insbesondere sind die schlitzförmigen Vertiefungen 72, 72 angeordnet, so dass sie der inneren Manschette 12 eher nah sind als der äußeren Manschette 14, so dass innere Umfangswandflächen der schlitzförmigen Vertiefungen 72, 72 einen Durchmesser haben, der im wesentlichen demjenigen der äußeren Umfangsfläche 66 größten Durchmessers der inneren Manschette 12 gleich sind.
Eine einstückig vulkanisierte Baugruppe 76, die in Fig. 10 gezeigt ist, die aus den inneren und äußeren Manschetten 12, 14 und dem elastischen Körper 16 besteht, kann durch Setzen der inneren und äußeren Manschetten 12, 14, die im voraus einer Klebstoffbehandlung unterzogen worden sind, in einen Formhohlraum mit einem Profil, das einer gewünschten Form des elastischen Körpers 16 entspricht, und durch Einspritzen sowie Vulkanisieren eines vorbestimmten Betrags eines geeigneten Gummimaterials dort hinein ausgebildet werden. Die so ausgebildete einstückige vulkanisierte Baugruppe 76 kann einem geeigneten Zugbetrieb ausgesetzt werden, beispielsweise einem Ziehen in alle Richtungen, sodass ein vorbestimmter Betrag einer Vorlast auf den elastischen Körper 16 aufgebracht wird. Das Paar der schlitzförmigen Vertiefungen 72, 72 ist nämlich an den jeweiligen entgegengesetzten axialen Endseiten des elastischen Körpers 16 mit einer vorbestimmten radialen Breite in der einstückig vulkanisierten Baugruppe 76, wie in Fig. 10 gezeigt ist, vor dem Zugbetrieb offen. Als Folge des Zugbetriebs, der an der einstückig vulkanisierten Baugruppe 76 durchgeführt wird, werden beide von dem Paar der schlitzförmigen Vertiefungen 72, 82 in die radiale Richtung komprimiert, sodass ihre inne ren und äußeren Umfangswandflächen aneinander laminiert werden und miteinander in Kontakt gehalten werden, wobei dadurch eine Beabstandung, die durch die schlitzförmigen Vertiefungen 72, 72 ausgebildet wird, im wesentlichen beseitigt wird.
Bei der Aufhängungsbuchse 60, die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, wird die Beabstandung, die durch die schlitzförmigen Vertiefungen 72 ausgebildet wird, im wesentlichen in die radiale Richtung beseitigt, sodass eingegebene Radiallasten auf den elastischen Körper 16 mit geringfügigem Einfluss aufgrund der Anwesenheit des Paars der schlitzförmigen Vertiefungen 72 übertragen werden kann, was gestattet, dass die Aufhängungsbuchse 60 eine gewünschte Federsteifigkeit mit Bezug auf die eingegebenen Radiallasten ausführt. Mit Bezug auf die eingegebenen Verdrehlasten kann andererseits die Aufhängungsbuchse 60 zufriedenstellende weiche Federcharakteristiken oder Federsteifigkeiten mit der Unterstützung der vorstehend beschriebenen Anordnungen ausführen. Die radiale Beabstandung zwischen der inneren und der äußeren Manschette 12, 14 und die radiale Dicke des elastischen Körpers 16 sind nämlich an den axial entgegengesetzten Endabschnitten größer gemacht als an dem axialen Zentralabschnitt, da der Verschiebungsbetrag zwischen den inneren und äußeren Manschetten 12, 14 relativ zueinander, die durch die angegebenen Verdrehlasten verursacht wird, an den axial entgegengesetzten Endabschnitten größer als an dem axialen Zentralabschnitt gemacht ist, an dem ein Zentrum einer Verdrehung gelegen ist. Außerdem ist das Paar der schlitzförmigen Vertiefungen 72, 72 an axial entgegengesetzten Endabschnitten des elastischen Körpers 16 ausgebildet, wo ein elastischer Verformungsbetrag (Verformung oder Spannung) des elastischen Körpers 16 aufgrund der eingegebenen Verdrehlasten zum Teilen und Verringern der Zugspannung maximiert ist, die auf die axial entgegengesetzten Endabschnitte des elastischen Körpers 16 aufgebracht wird.
Wie der vorstehend angegebenen Beschreibung entnehmbar ist, ist die Aufhängungsbuchse 60 des vorliegenden Ausführungsbeispiels in der Lage, das Verhältnis der Federkonstanten in zwei gegenseitig orthogonale Durchmesserrichtungen mit der Unterstützung der Anwesenheit der zwei Paare der axialen Bohrungen 20a, 20b, 20c, 20d wie die Aufhängungsbuchse 10 des ersten Ausführungsbeispiels wirksam abzustimmen. Außerdem kann die Aufhängungsbuchse 60 ihre Federcharakteristiken in die Verdrehrichtung unabhängig oder unter Berücksichtigung des Verhältnisses der Federkonstanten in die axiale Richtung sowie die radialen Richtungen durch geeignetes Ändern der Gestalt oder der Größe des Abschnitts 62 großen Durchmessers der inneren Manschette 12 abstimmen.
Während die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele dieser Erfindung vorstehend genau nur zum Zwecke der Darstellung beschrieben sind, ist es verständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Details der dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass sie auf eine andere Weise ausgeführt werden kann.
Beispielsweise kann die Umfangsvertiefung 52, die an der inneren Manschette 12 der Aufhängungsbuchse 50 des dritten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist, angeordnet sein, um in die Umfangsrichtung diskontinuierlich bzw. unterbrochen zu sein, so dass die Umfangsvertiefungen 52 nur an Umfangsabschnitten vorgesehen sind, an denen die ersten Segmente 30a, 30c ausgebildet sind. Diese Anordnung macht es möglich, die Federcharakteristiken in die Radialrichtung der Segmente 30a, 30c im Vergleich mit den Federcharakteristiken in die radiale Richtung der zweiten Segmente 30b, 30d weitergehend weicher zu machen. Für den Fall, dass die Umfangsvertiefung 52 durchgehend über den gesamten Umfang der inneren Manschette 12 ausgebildet ist, ist es ebenso möglich, die Federcharakteristiken in die radiale Richtung der ersten Segmente 30a, 30c und der zweiten Segmente 30b, 30d relativ zueinander durch geeignetes Verändern der Tiefe und/oder der axialen Breitenabmessungen der Umfangsvertiefung 52 in die Umfangrichtung der inneren Manschette 12 abzustimmen.
Bei der Aufhängungsbuchse 60 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel kann der Aufbau und die Größe des Abschnitts 62 großen Durchmessers der inneren Manschette 12 geeignet in die Umfangsrichtung zum Einstellen der Federcharakteristiken der Aufhängungsbuchse 60 in die Verdrehrichtung geändert werden. Der spezifische Aufbau des Abschnitts 62 großen Durchmessers wird geeignet unter Berücksichtigung der erforderlichen Schwingungsisolationscharakteristiken oder dergleichen ermittelt. Die Federcharakteristiken der Aufhängungsbuchse 60 in die Verdrehrichtung kann durch geeignetes Ändern der axialen Länge der äußeren Umfangsfläche 66 großen Durchmessers und Abschrägungswinkeln der abgeschrägten äußeren Umfangsflächen 70, 70 und/oder durch Ändern des Profils des Abschnitts 62 großen Durchmessers in eine kugelförmige Gestalt geändert werden. Ebenso werden die axial entgegengesetzten Endabschnitte der äußeren Manschette 14 radial nach innen um einen relativ großen Betrag im Vergleich mit demjenigen bei dem axial mittleren Abschnitt der äußeren Manschette 14 gezogen, so dass die inneren Umfangsflächen von den axial entgegengesetzten Endabschnitten der äußeren Manschette 14 abgeschrägt sind, um dem Abschnitt 68 mit veränderlichem Durchmesser der inneren Manschette 12 zu entsprechen. Diese Anordnung macht es möglich, den Freiheitsgrad beim Abstimmten der Federcharakteristiken der Aufhängungsbuchse 60 in die Verdrehrichtung oder ein Verhältnis der Federkonstanten in die radiale Richtung und die Verdrehrichtung oder in die axiale Richtung und die Verdrehrichtung der Aufhängungsbuchse 60 zu vergrößern. Während sich die vorstehend beschriebenen dargestellten Ausführungsbeispiele auf Aufhängungsbuchsen zur Verwendung bei Automobilen beziehen, ist das Prinzip der vorliegenden Erfindung in gleichem Maße auf andere Arten von Schwingungsisolationsvorrichtungen oder Buchsen zur Verwendung bei Automobilen oder für eine Verwendung bei verschiedenen Vorrichtungen anwendbar, die andere als Fahrzeuge sind, wie z. B. ein Schwingungsisolationsstützsystem für eine Leistungsvorrichtung, wie z. B. Motoren.
Es ist ebenso verständlich, dass die vorliegende Erfindung mit verschiedenen anderen Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen ausgeführt werden kann, die dem Fachmann ohne Abweichen von dem Anwendungsbereich der Erfindung offensichtlich sind, die in den folgenden Ansprüchen definiert ist.
Somit weist die Schwingungsisolationsbuchse 10, 40, 50, 60 folgendes auf: einen elastischen Körper 16, der zwischen einer inneren Manschette 12 und einer äußeren Manschette 14, die die innere Manschette umgibt, und diese elastisch verbindend angeordnet ist. Der elastische Körper hat zwei Paare axialer Bohrungen 20a, 20b, 20c, 20d, die in Durchmesserrichtung zueinander entgegengesetzt sind und sich axial dort hindurch zwischen den inneren und äußeren Manschetten erstrecken, um unabhängig voneinander zu sein, und ist in Umfangsrichtung hinsichtlich einer Spannungsübertragung der zwei Paare der axialen Bohrungen in zwei Paare von Segmenten 30a, 30b, 30c, 30d geteilt, die in Durchmesserrichtung einander entgegengesetzt sind. Zwei Durchmesserlinien 22, 24, die sich in Richtungen erstrecken, in die die zwei Paare axialer Bohrungen jeweils einander entgegengesetzt sind, schneiden sich geneigt, so dass die zwei Paare der Segmente voneinander hinsichtlich ihrer Umfangslängen zum Differenzieren von Federcharakteristiken der Buchse in zwei Durchmesserrichtungen verschieden ausgeführt sind, in die die zwei Paare der Segmente jeweils einander entgegengesetzt sind.

Claims

1. Schwingungsisolationsbuchse (10, 40, 50, 60) mit:
einem inneren Schaftelement (12);
einem äußeren Manschettenelement (14), das radial außerhalb von dem inneren Schaftelement angeordnet ist; und
einem elastischen Körper (16), der zwischen dem inneren Schaftelement und dem äußeren Manschettenelement und diese elastisch verbindend angeordnet ist;
wobei der elastische Körper mit zwei Paaren axialer Bohrungen (20a, 20b, 20c, 20d) versehen ist, die in Durchmesserrichtung zueinander entgegengesetzt sind, wobei das innere Schaftelement dazwischen gesetzt ist, wobei die axialen Bohrungen sich durch den elastischen Körper zwischen dem inneren Schaftelement und dem äußeren Manschettenelement erstrecken und voneinander unabhängig sind,
wobei der elastische Körper in Umfangsrichtung hinsichtlich der Spannungsübertragung durch zwei Paare axialer Bohrungen in zwei Paare von Segmenten (30a, 30b, 30c, 30d) geteilt ist, die in Durchmesserrichtung zueinander entgegengesetzt sind, wobei das innere Schaftelement dazwischen gesetzt ist, und
wobei zwei Durchmesserlinien (22, 24), die sich in die Richtungen erstrecken, in die die zwei Paare der axialen Bohrungen jeweils zueinander entgegengesetzt sind, geneigt schneiden, so dass die zwei Paare der Segmente voneinander hinsichtlich ihrer Ümfangslänge zum Differenzieren der Federcharakteristiken der Buchse in zwei Durchmesserrichtungen verschieden ausgeführt sind, in die die zwei Paare der Segmente jeweils zueinander entgegengesetzt sind.

2. Schwingungsisolationsbuchse (10, 40, 50, 60) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der axialen Bohrungen (20a, 20b, 20c, 20d) eine Umfangsbreitenabmessung hat, die kleiner als diejenige von jedem der zwei Paare der Segmente (30a, 30b, 30c, 30d) ist.

3. Schwingungsisolationsbuchse (10, 40, 50, 60) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Paare der axialen Bohrungen (20a, 20b, 20c, 20d) in dem elastischen Körper (16) zum Einstellen von Größen von Druckaufnahmebereichen des elastischen Körpers in gegenseitig orthogonale Durchmesserlasteingaberichtungen vorgesehen sind.

4. Schwingungsisolationsbuchse (10, 40, 50, 60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der axialen Bohrungen (20a, 20b, 20c, 20d) eine tropfenförmige oder eine einseitig ellipsenförmige Gestalt im Querschnitt hat, deren Umfangsbreitenabmessung an einer Seite des äußeren Manschettenelements (14) größer als an einer Seite des inneren Schaftelements (12) ausgeführt ist.

5. Schwingungsisolationsbuchse (10, 40, 50, 60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis von dynamischen Federkonstanten in die zwei Durchmesserrichtungen, in die die zwei Paare von Segmenten (30a, 30b, 30c, 30d) einander entgegengesetzt sind, kleiner als 1 bis 2 ist.

6. Schwingungsisolationsbuchse (10, 40, 50, 60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eines von den zwei Paaren der Segmente (30a, 30c) eine Umfangslänge hat, die kleiner als diejenige des anderen Paars der Segmente (30b, 30d) ist und angeordnet ist, sodass es eine axiale Länge hat, die kleiner als diejenige des anderen der zwei Paare von Segmenten ist.

7. Schwingungsisolationsbuchse (10, 40, 50, 60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Schnittpunkte zwischen Umfangsmittellinien der axialen Bohrungen (20a, 20b, 20c, 20d) und einem Umfang des äußeren Manschettenelements (14) alle außerhalb von dem inneren Schaftelement (12) gelegen sind, gemäß Projektionen in die zwei Durchmesserrichtungen, in die die zwei Paare der Segmente (30a, 30b, 30c, 30d) jeweils einander entgegengesetzt sind.

8. Schwingungsisolationsbuchse (10, 40, 50, 60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Durchmesserrichtungen, in die die zwei Paare der Segmente (30a, 30b, 30c, 30d) jeweils einander entgegengesetzt sind, jeweils mit Schwingungseingangsrichtungen ausgerichtet sind.

9. Schwingungsisolationsbuchse (50) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Körper (16) direkt mit einer äußeren Umfangsfläche des inneren Schaftelements (12) gefügt ist und das innere Schaftelement mit einer Umfangsvertiefung (52) ausgebildet ist, die sich in Umfangsrichtung erstreckt und an einem Abschnitt der äußeren Umfangsfläche offen ist, an dem der elastische Körper gefügt ist.

10. Schwingungsisolationsbuchse (60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Schaftelement (12) einen Abschnitt (62) großen Durchmessers aufweist, dessen Durchmesser sich allmählich bzw. graduell von axial entgegengesetzten Abschnitten davon in Richtung auf einen axial mittleren Abschnitt davon vergrößert, und wobei der elastische Körper (16) direkt an eine äußere Umfangsfläche des Abschnitts großen Durchmessers des inneren Schaftelements gefügt ist.

11. Schwingungsisolationsbuchse (60) Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Körper (16) mit einem Paar schlitzförmiger Ringvertiefungen (72) versehen ist, die an entgegengesetzten axialen Endseiten davon offen sind und sich axial nach innen um eine vorbestimmte Tiefe erstrecken, sodass sie an geneigten Flächen des Abschnitts großen Durchmessers gelegen sind, wo ein Durchmesser des inneren Schaftelements (12) sich allmählich vergrößert, wobei sich die schlitzförmigen Ringvertiefungen durchgehend über einen gesamten Umfang davon erstrecken.

12. Schwingungsisolationsbuchse (60) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar der schlitzförmigen Ringvertiefungen (72) in der Nähe eines Scheitelpunkts des Abschnitts (62) großen Durchmessers des inneren Schaftdurchmessers (12) in radialen Richtungen des elastischen Körpers (16) gelegen ist.

13. Schwingungsisolationsbuchse (60) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Körper (16) durch eine darauf aufgebrachte Vorlast in eine radiale Richtung komprimiert wird, nachdem er vulkanisiert ist, so dass das Paar schlitzförmiger Ringvertiefungen (72) komprimiert wird.