DE10101947C1

DE10101947C1 - Wellenaufhängung, insbes. für Gelenkwellen im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE10101947C1
Application number: DE10101947A
Authority: DE
Inventors: Dirk Zimmermann
Original assignee: SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-01-17
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2021-01-18
Also published as: US6634793B2; US20030072510A1

Abstract

Zur Wellenaufhängung gehören ein steifer Innenring (10), der zum Aufnehmen eines Wellenlagers (42) ausgebildet ist, ein steifer Außenring (12), der den Innenring (10) mit radialem Abstand umschließt, ein nachgiebiger Verbindungskörper, der den Abstand zwischen Innenring (10) und Außenring (12) überbrückt, und ein Lagerträger (20), der sich um den Außenring (12) herum erstreckt und Pratzen (24) zu seiner Befestigung am Boden eines Kraftfahrzeugs aufweist. Der Lagerträger (20) setzt sich zusammen aus einer Tragplatte (22), an der die Pratzen (24) ausgebildet sind, einer Schlinge (30) und einem Elastomerkörper (32), in den die Schlinge (30) eingebettet ist. Die Schlinge (30) ist aus einer oder mehreren Litzen aus Stahldraht oder Fäden aus Natur- oder Kunstfaser gebildet, an der Tragplatte (22) aufgehängt und erstreckt sich im Gegensatz zu dieser um einen Teil des Außenrings (12) herum. Diese Aufhängung ergibt eine besonders gute Körperschallisolation und ermöglicht der aufgehängten Welle axiale Bewegungen, die z. B. bei einem auf unebener Fahrbahn fahrenden Fahrzeug auftreten.

Description

Die Erfindung betrifft eine besonders für Gelenkwellen im An triebsstrang von Kraftfahrzeugen geeignete Wellenaufhängung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten Wellenaufhängungen dieser Gattung (siehe z. B. JP 100 53 035 A) sind der Innenring und der Außenring üblicher weise aus Stahl hergestellt; der Verbindungskörper ist bei spielsweise ein Faltenbalg aus Gummi, der an die beiden ge nannten Ringe anvulkanisiert ist. Der Lagerträger ist ein Bü gel aus Stahl, der den Außenring an dessen Umfang umschließt, jedoch seine Stirnseiten frei läßt. In den Innenring der Wel lenaufhängung ist der äußere Laufring eines Wälzlagers ein gepreßt, in dem ein Abschnitt einer Gelenkwelle gelagert ist. Bei der Gestaltung solcher bekannten Wellenaufhängungen be steht ein Zielkonflikt insofern als der nachgiebige Verbin dungskörper einerseits hinreichend steif sein muß, um stati sche und dynamische Wellenkräfte aufzunehmen, während es ande rerseits wünschenswert wäre, den Verbindungskörper möglichst weich zu gestalten, um die Übertragung von Körperschall von der Gelenkwelle und ihrem Wellenlager auf den lastaufnehmenden Gegenstand, insbesondere den Boden eines Kraftfahrzeugs, mög lichst gering zu halten. Dieser Zielkonflikt lässt sich allen falls etwas mildern, wenn die Pratzen des Lagerträgers zwi schen je zwei Elastomerkörpern eingespannt und über diese am lastaufnehmenden Gegenstand, insbesondere Boden eines Kraft fahrzeugs, befestigt werden (siehe ebenfalls JP 100 53 035 A).

Bei weiteren bekannten Wellenaufhängungen (US 3,325,230) ist rings um einen Innenring ein speichen- oder labyrinthartig ge gliederter Elastomerkörper angeordnet, der sich radial nach außen entweder an einem kreisförmig in sich geschlossenen Au ßenring oder unmittelbar an einem Lagerträger abstützt, der einen ebenfalls in sich geschlossenen Umriss, z. B. in Form ei nes abgerundeten Dreiecks, aufweist und am Boden eines Kraft fahrzeugs zu befestigen ist. Der Innenring weist radial nach innen umgebördelte Kragen auf, hat also einen U-förmigen Quer schnitt, und ist mindestens an einer Stelle radial geschlitzt, vorzugsweise in mehrere Ringsektoren unterteilt, so dass er sich gegen elastischen Widerstand des ihn umgebenden Elasto merkörpers radial aufweiten und auf den äußeren Laufring eines Wälzlagers aufrasten lässt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellenaufhän gung derart zu gestalten, daß sie einerseits mit erheblichen statischen und dynamischen Wellenkräften belastbar ist, ande rerseits aber die Übertragung von Körperschall von einer Welle und ihrem Wellenlager auf den lastaufnehmenden Gegenstand weitgehend verhindert.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patent anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprü che.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten beschrie ben. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine erste Wellenaufhängung im senkrechten Schnitt I-I gemäß Fig. 2;

Fig. 2 die erste Wellenaufhängung im senkrechten Schnitt II-II gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine zweite Wellenaufhängung im senkrechten Schnitt III-III in Fig. 4;

Fig. 4 die zweite Wellenaufhängung im senkrechten Schnitt IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine dritte Wellenaufhängung im senkrechten Schnitt V-V in Fig. 6;

Fig. 6 die dritte Wellenaufhängung im senkrechten Schnitt VI-VI in Fig. 5.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wellenaufhängung umfaßt einen Innenring 10 und einen gleichachsig dazu angeordneten Außenring 12, die von je einem kreiszylindrischen Abschnitt je eines Stahlrohrs ge bildet und durch einen an sie anvulkanisierten Verbindungskör per 14 in Gestalt eines Faltenbalges aus Gummi oder Kunststoff miteinander verbunden sind. Der Innenring 10 hat an einem Ende einen radial nach innen umgebördelten Kragen 16 und enthält eine Auskleidung 18 aus Gummi oder Kunststoff.

Der Außenring 12 ist in einem Verbundbauteil gehalten, das in seiner Gesamtheit als Lagerträger 20 bezeichnet wird und zur Befestigung an einem nicht dargestellten lastaufnehmenden Ge genstand ausgebildet ist, insbesondere am Boden eines Kraft fahrzeugs.

Der Lagerträger 20 ist in bezug auf die in normaler Einbaulage senkrechte Ebene II-II in Fig. 1 sowie in bezug auf die norma lerweise ebenfalls senkrechte Ebene I-I in Fig. 2 symmetrisch gestaltet und weist eine aus Stahlblech gestanzte Tragplatte 22 auf, die ein Paar Pratzen 24 mit je einer angeschweißten Verstärkung 26 zur Befestigung des Lagerträgers an dem genann ten lastaufnehmenden Gegenstand aufweist. In die Tragplatte 22 ist gemäß Fig. 1 ein Paar Haken 28 eingearbeitet, die je eine muldenförmige Vertiefung aufweisen. An den beiden Haken 28 ist als weiterer Bestandteil des Lagerträgers 20 eine endlose fle xible Schlinge 30 aufgehängt, die von einer oder mehreren Lit zen aus Stahldraht oder Fäden aus Natur- oder Kunstfaser ge bildet ist und sich ausgehend von einem der beiden Haken 28 um den Außenring 12 herum, an dessen äußerer Mantelfläche unmit telbar anliegend, bis zu dem zweiten Haken 28 erstreckt.

Die Schlinge 30 sowie die äußere Mantelfläche des Außenrings 12 sind vollständig in einen Elastomerkörper 32 aus Gummi oder gummiartigem Kunststoff eingebettet, der als weiterer Bestand teil des Lagerträgers 20 an die Unterseite der Tragplatte 22 derart anvulkanisiert oder angespritzt ist, daß auch deren Ha ken 28 vollständig in den Elastomerkörper eingebettet sind.

Der Elastomerkörper 32 hat einen äußeren bogenförmigen Bereich 34, ein Paar Schenkel 36, die im Querschnitt erheblich kräfti ger ausgebildet sind als der äußere bogenförmige Bereich 34 und diesen mit der Tragplatte 22 verbinden, sowie einen inne ren bogenförmigen Bereich 38, der im Querschnitt gemäß Fig. 1 und 2 deutlich dünner ist als der äußere bogenförmige Bereich. Mit einer ebenfalls verhältnismäßig dünnen Schicht bedeckt der Elastomerkörper 32 zwischen seinen beiden Schenkeln 36 die Un terseite der Tragplatte 22, so daß dort nur ein schmaler Spalt 40 frei bleibt.

In die Auskleidung 18 des Innenrings 10 ist der äußere Lauf ring eines handelsüblichen Wellenlagers 42 eingepreßt, das in Fig. 2 als Rillenkugellager dargestellt und zur Lagerung eines Wellenabschnittes 44 einer Gelenkwelle vorgesehen ist.

Der Lagerträger 20, und somit die in Fig. 1 und 2 dargestellte Wellenaufhängung insgesamt, ergibt eine Körperschallisolation, die erheblich besser ist als bei bekannten Wellenaufhängungen. Dies gilt auch dann, wenn der Verbindungskörper 14 verhältnis mäßig steif gestaltet und in Folge dessen mit erheblichen sta tischen und dynamischen Wellenkräften belastbar ist. Ferner ermöglicht der erfindungsgemäße Lagerträger 20 pendelnde Bewe gungen in axialer Richtung des Wellenabschnitts 44; auch aus diesem Grund kann der Verbindungskörper 14 verhältnismäßig steif gestaltet sein, ohne daß dadurch im Betrieb erforderli che axiale Ausgleichsbewegungen des Wellenlagers 42 behindert werden. Der Verbindungskörper 14 kann also mit erheblichen statischen und dynamischen Wellenkräften belastet werden und dennoch eine hohe Lebensdauer erreichen.

Entsprechendes gilt auch für die in Fig. 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wellenaufhän gung, die sich von der in Fig. 1 und 2 dargestellten dadurch unterscheidet, daß der Außenring 12 nicht aus Stahl sondern aus Kunststoff hergestellt ist, und daß - unabhängig davon - anstelle der beiden in Fig. 1 dargestellten Haken 28 in sich geschlossene muldenförmige Vertiefungen 28 vorgesehen sind, in welche die Schlinge 30 von oben eingelegt ist.

Die in Fig. 5 und 6 dargestellte dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wellenaufhängung unterscheidet sich von der in Fig. 1 und 2 dargestellten dadurch, daß der Verbindungskör per 14 zwischen dem Innenring 10 und dem Außenring 12 eine Art Speichenrad ist. Dies soll nur ein Beispiel dafür sein, daß durch die Flexibilität der Schlinge 30 und des Elastomerkör pers 32 Spielraum für verschiedenartige Gestaltungen des Ver bindungskörpers 14 geschaffen wird.

Claims

1. Wellenaufhängung, insbes. für Gelenkwellen im Antriebs strang von Kraftfahrzeugen, mit
einem steifen Innenring (10), der zum Aufnehmen eines Wel lenlagers (42) ausgebildet ist,
einem steifen Außenring (12), der den Innenring (10) mit ra dialem Abstand umschließt,
einem nachgiebigen Verbindungskörper, der den Abstand zwi schen Innenring (10) und Außenring (12) überbrückt, und
einem Lagerträger (20), der sich um den Außenring (12) herum erstreckt und Pratzen (24) zu seiner Befestigung an einem lastaufnehmenden Gegenstand, insbes. am Boden eines Kraftfahr zeugs, aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerträger (20) zusammenge setzt ist aus
einer Tragplatte (22), an der die Pratzen (24) ausgebildet sind,
einer Schlinge (30), die aus einer oder mehreren Litzen aus Stahldraht oder Fäden aus Natur- oder Kunstfaser gebildet ist, die an der Tragplatte (22) aufgehängt ist und sich im Gegensatz zu dieser um einen Teil des Außenrings (12) herum erstreckt, und
einem Elastomerkörper (32), in den die Schlinge (30) einge bettet ist.

2. Wellenaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (22) zum Aufhängen der Schlinge (30) Vertiefungen (Fig. 3: 28) oder Haken (Fig. 1, 5: 28) mit Vertiefungen aufweist.

3. Wellenaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (Fig. 3: 28) oder Haken (Fig. 1, 5: 28) mit Vertiefungen zum Aufhängen der Schlin ge (30) nahe je einer der Pratzen (24) angeordnet sind.

4. Wellenaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlinge (30) an einem von der Tragplatte (22) abgewandten Kreisbogensegment des Außenrings (12) unmittelbar anliegt.

5. Wellenaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (32) einen längs des genannten Kreisbogensegments des Außenrings (12) ra dial außerhalb der Schlinge (30) verlaufenden bogenförmigen Bereich (38) und zwei sich von diesem im wesentlichen tangen tial zum Außenring (12) bis zur Tragplatte (22) erstreckende Schenkel (36) aufweist.

6. Wellenaufhängung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel (36) des Elastomerkörpers (32) erheblich dicker sind als dessen bogen förmiger Bereich (34).

7. Wellenaufhängung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (32) sich vollständig um den Außenring (12) herum erstreckt, jedoch zwi schen diesem und der Tragplatte (22) einen Spalt (40) frei läßt, der sich zwischen den beiden Schenkeln (36) erstreckt.

8. Wellenaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlinge (30) als endloses Ge bilde vorgefertigt ist.

9. Wellenaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (12) ein radial nach außen offenes U-förmiges Profil hat, in das die Schlinge (30) eingebettet ist.