DE102006031348A1

DE102006031348A1 - Elastisches Einsatzlager

Info

Publication number: DE102006031348A1
Application number: DE102006031348A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Hermann; Holger Ries; Ferenc Schmidt
Original assignee: Woco AVS GmbH
Current assignee: SumiRiko AVS Germany GmbH
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2008-01-10
Also published as: US7464919B2; FR2904389A1; FR2904389B1; US20080009178A1

Abstract

Bei einem elastischen Einsatzlager zum Abstützen eines im Wesentlichen axial erstreckenden Bauteils, insbesondere einer Dämpferstange für einen Federbeinkopf, an einer Fahrzeugkarosserie und zum Montieren in einer karosserienahen Aufnahme (3), mit einem starren Kern, an dem das Bauteil befestigbar ist, und einem den Kern radial umgebenden Elastomerkörper (17, 117), ist vorgesehen, dass wenigstens zwei den Elastomerkörper (17, 117) radial umgebende Außenschalenabschnitte (19, 21, 119, 121) vorgesehen sind, die im unmontierten Zustand mit einem Umfangsabstand zueinander angeordnet sind und beim Montieren derart radial aufeinander zu bewegbar sind, dass sich der Umfangsabstand verkleinert und der Elastomerkörper (17, 117) vorkomprimiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein elastisches Einsatzlager zum Abstützen eines sich im wesentlichen in axialer Richtung erstreckenden Bauteils, wie einer Dämpferstange für einen Federbeinkopf, an einer Fahrzeugkarosserie. Das elastische Einsatzlager ist dazu vorgesehen, in eine karosserienahe Aufnahme, die entweder an einem von der Karosserie anmontierten Träger oder durch einen Karosserieabschnitt selbst gebildet ist, eingesetzt zu werden. Das elastische Einsatzlager umfasst einen starren tellerartigen Kern üblicherweise mit einer Durchgangsbohrung, in der das abzustützende axiale Bauteil hindurch eingeführt und daran zu befestigen ist. Den Kern umgibt ein Elastomerkörper.
Derartige Einsatzlager werden häufig zum elastischen ortsfesten Anbringen eines Federbeins eines Feder-Dämpfungssystems, indem der Federbeinkopf an dem Kern befestigt wird.
Dieses gattungsgemäße, elastische Einsatzlager ist beispielsweise aus DE 10 2004 003 132 A1 bekannt, wonach der den Kern umgebende Elastomerkörper in einer Vertiefung einer starren Gehäusestruktur aufgenommen ist.
Um eine zur Radialrichtung schräge Anordnung des Federbeinkopfs relativ zur Karosserie bereitzustellen, ist bei dem bekannten Einsatzlager zwischen dem Elastomerkörper und einem Deckel, der die Vertiefung in der Gehäusestruktur abschließt, ein Keilelement angeordnet. Um eine Vorspannung in dem Elastomerkörper zu erzeugen, wird der Deckel mit der Karosserie verschraubt, wodurch der von der Gehäusestruktur und dem Deckel begrenzte Raum verkleinert und der Elastomerkörper unter Druckspannung gesetzt wird. Solche Druckspannungen in dem Elastomerkörper erhöhen die Lebensdauer des Einsatzlagers insofern, als auch bei Zugbetriebsbelastungen einen Innenspannungswechsel von Druck zu Zug im Elastomerkörper verhindert werden kann.
Es stellte sich bei dem bekannten Lager als Nachteil heraus, daß aufgrund der dynamischen Montage des über Schrauben an der Karosserie festgezogenen Deckels Reibflächen an dem Elastomerkörper und Deckelbereichen sowie an Bereichen der Gehäusestruktur entstehen, wodurch störende Geräusche, wie Schlagen und Quietschen, im Belastungsfall auftreten können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere ein gattungsgemäßes, elastisches Einsatzlager derart weiterzubilden, daß bei Gewährlei stung einer Vorkomprimierung für ein leistungsfähiges Dämpfen Lärmquellen durch Reibflächen des Elastomerkörpers weitestgehend beseitigt sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Danach sind wenigstens zwei den Elastomerkörper radial umgebende Außenschalenabschnitte vorgesehen, die im montierten Zustand mit einem Umfangsabstand zueinander angeordnet und beim Montieren derart radial aufeinander zu bewegbar sind, daß sich der Umfangsabstand verkleinert und der Elastomerkörper vorkomprimiert wird. Die Außenschalenabschnitte können Kunststoffteile bilden, die an den Elastomerkörper befestigt sind.
Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme ist es möglich, den Elastomerkörper mit widerstandsfähigen und verschleißarmen Außenschalenabschnitte zu verstärken, wobei trotz Befestigung, insbesondere Anvulkanisation, dieser Außenverstärkung eine mechanisch Vorkomprimierung durch die Montage möglich bleibt. Dabei dient der zwischen den Außenschalenabschnitten bestehende Umfangsabstand als Verformwegvorrat, um den Grad der Vorkomprimierung innerhalb des Elastomerkörpers einzustellen. Der Grad der Vorkomprimierung hängt natürlich auch von der Innenabmessung der karosserienahen Aufnahme des elastischen Einsatzlagers ab, die kleiner als der Außenumfang des Einsatzlagers ist, bevor es in die Aufnahme eingesetzt ist.
Durch das erfindungsgemäße Einsatzlager werden störende Geräusche, die sich aufgrund von Reibflächen am Elastomerkörper bilden, weitestgehend vermieden. Aufgrund der verschleißarmen Außenschalenabschnitte, die beispielsweise durch einen starren Kunststoff gebildet sein können, ist auch die Dauerfestigkeit des erfindungsgemäßen elastischen Einsatzlagers verbessert. Außerdem ist das elastische Einsatzlager gemäß der Erfindung gegenüber dem bekannten Einsatzlagern insofern kostengünstiger, als aufwendige Klemmvorrichtungen zur Anbringung eines Deckels und zur Erzeugung der Druckvorspannung vermieden werden können.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Einsatzlager mit drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht Außenschalenabschnitten mit jeweils einem Abstand zwischen benachbarten Außenschalenabschnitten gebildet. Mit dieser bevorzugten Ausführung ist es möglich, die dynamischen Eigenschaften des elastischen Einsatzlagers einzelfallabhängig genau anzupassen.
Vorzugsweise umfassen die Außenschalenabschnitte im Wesentlichen einen gleichen Krümmungsradius. Insbesondere bilden die Außenschalenabschnitte kreiszylindrische Abschnitte einer Schale, die identisch sind und in einem montierten Extremzustand aneinander liegend eine kreisförmige kontinuierliche Außenschale bilden.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung umgeben die umlaufenden Außenschalenabschnitte den Elastomerkörper radial, wobei sich im Bereich wenigstens eines axialen Endes des Elastomerkörpers eine insbesondere mit den Außenschalenabschnitte einstückige Schulter im wesentlichen radial nach Innen hin zum starren Kern erstrecken. Die Schulter umgreift den Elastomerkörper derart, daß beim radialen Komprimieren des Elastomerkörpers während der Montage des Einsatzlagers ein Ausweichen des Elastomerkörpermaterials in axialer Richtung blockiert ist. Vorzugsweise ist in dem Bereich beider Axialenden des Elastomerkörpers jeweils eine sich radial nach innen erstreckende Schulter vorgesehen. Dabei können die Schultern das Ende des Einsatzlagers festlegen oder im Endbereich des Elastomerkörpers in Letzteren hineinragen, um einen mittigen Elastomerkörperhauptteil zusammen mit den Außenschalenabschnitten zu umgreifen.
Mit den sich radial nach Innen erstreckenden Schultern, die einen Raum in axialer Richtung begrenzen, der bereits durch die Außenschalen radial außen und durch den Kern radial innen begrenzt ist, wird eine sicheres Gehäuse für den Elastomerkörper gebildet, das allerdings noch formmodulierbar für die Vorkomprimierung in radialer und axialer Richtung bleibt.
Vorzugsweise ist die Außenfläche der wenigstens einen Schulter frei eines Elastomermaterials, damit das Einsatzlager in montiertem Zustand an der wenigstens einen Schulter in unmittelbarem Kontakt mit der karosserienahen Aufnahme, insbesondere dem Flanschabschnitt, oder der Dämpferstange gelangt.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist eine der Karosserie zugewandte Seite des Einsatzlagers schräg zur Radialrichtung ausgeführt. Hierzu kann beispielsweise an der jeweiligen Schulter der Außenschalenabschnitte ein axialer Rampenaufbau anschließen, der insbesondere durch zwei axiale Rippen gebildet ist, die einstückig mit dem jeweiligen Außenschalenabschnitt ausgebildet ist und zwischen denen Elastomermaterial angeordnet ist.
Um eine vorbestimmbare Dämpfungseigenschaft des elastischen Lagers einstellen zu können, kann der Elastomerkörper auf Höhe des Umfangsabstands benachbarter Außenschalenabschnitte eine radial außen liegende Materialaussparung aufweisen, die sich insbesondere nach radial außen hin in den Umfangsabstand öffnet, der im montierten Zustand verringert oder im Extremfall verschwunden ist.
Vorzugsweise ist der Elastomerkörper an den Kern und an die Außenschalenabschnitte anvulkanisiert.
Weiter betrifft die Erfindung ein elastisches Lager, insbesondere ein Federbeinkopflager, mit einem Flansch zum Befestigen an einer Fahrzeugkarosserie. Der Flansch umfasst eine Aufnahme, in die ein oben genanntes erfindungsgemäßes Einsatzlager eingesetzt werden kann.
Der Montagedruck innerhalb des Elastomerkörpers ist derart groß definiert, daß das Einsatzlager frei von zusätzlichen Befestigungsmitteln, insbesondere deckelfrei, in der Aufnahme gehalten werden kann.
Des weiteren kann ein durch die Außenschalenabschnitte definierter Außenumfang des Einsatzlagers derart kleiner als ein formkomplementärer Innenumfang der karosserienahen Aufnahme ausgeführt sein, daß im montierten Zustand des Einsatzlagers der Abstand zwischen den Außenschalenabschnitten reduziert ist, insbesondere benachbarte Außenschalenabschnitte in Berührung kommen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungen anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
1 eine Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Federbeinkopflagers mit eingesetztem erfindungsgemäßen elastischen Einsatzlager;
2 eine Teilquerschnittsansicht und eine Teildraufsicht des erfindungsgemäßen Federbeinkopflagers gemäß 1;
3 eine Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Einsatzlagers in einer gegenüber den 1 und 2 abgeänderten Ausführung; und
4 eine Teilquerschnittsansicht und eine Teildraufsicht des erfindungsgemäßen Einsatzlagers gemäß 3.
In den 1 und 2 ist das erfindungsgemäße Federbeinkopflager in dessen Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 versehen. Das Federbeinkopflager 1 umfasst eine Aufnahme 3 (nur in 1 gezeigt), die aus einem Metall oder Kunststoff gefertigt ist. Die Aufnahme 3 hat einen Flanschabschnitt 5, über den das Federbeinkopflager 1 mittels nicht dargestellter Schrauben an ein nicht dargestelltes Karosserieteil befestigbar ist.
Die Aufnahme 3 ist im Wesentlichen mittig mit einer Vertiefung 7 ausgeführt, deren Bodenbereich 9 zur Durchführung eines Federbeinkopfes (nicht dargestellt) offen ist.
In die Vertiefung 7 ist ein erfindungsgemäßes elastisches Einsatzlager 11 mittels einer Presspassung eingesetzt. Das Einsatzlager 11 umfasst einen Innenteller 13, der eine Öffnung 15 zum Befestigen des Federbeinkopfes in einem Mittenteil und verstärkte Ränder aufweist. Der Innenteller 13 ist radial außen von einem Elastomerkörper 17 umgeben, der die Ränder des Innentellers 13 umgreift und aufgrund des in der Vertiefung 17 montierten Zustands in einem vorkomprimierten Zustand gebracht ist.
Radial außen umgeben zwei von einander getrennte und zumindest im unmontierten Zustand berührungslose Schalenabschnitte 19, 21 den Elastomerkörper 17. Die Schalenabschnitte 19, 21 bilden im Wesentlichen halbkreiszylindrische Schalenteile, die im unmontierten Zustand (siehe 2) mit einem Umfangsabstand 20 angeordnet sind. Der Umfangsabstand 20 ist durch eine Aussparung sowohl im Schalenmaterial, so daß sich die Schalenabschnitte aufeinanderzu bewegen können, als auch in dem Material des Elastomerkörpers schlitzförmig realisiert, wobei die umfänglichen Abmessungen der Aussparungen gleich sind.
Zur Montage des Einsatzlagers 1 sind die Schalenabschnitte 19, 21 radial aufeinander zu zu bewegen, damit die Außenabmessung der Schalenabschnitte 19, 21 der Innenabmessung des zylindrischen Abschnitts der Vertiefung 7 entsprechen und das Einsatzlager 11 in die Vertiefung eingesetzt werden kann. Im eingesetzten Zustand ist der Umfangsabstand 20 deutlich verringert oder verschwindet und der Elastomerkörper 17 vorgespannt. Die Aussparung 22 im Elastomerkörper 17 dient dazu, daß beim Vorkomprimieren und Einsetzen des Einsatzlagers in die Aufnahme 3 zu verformendes Elastomermaterial nicht zwischen die Ränder des Umfangsabstands 20 gelangt.
Karosserieseitig kann ein Deckel 23 vorgesehen sein, um das Einsatzlager 11 karosserieseitig abzuschließen und vor äußeren Einflüssen, wie Nasse und Schmutz, zu schützen.
Beide Schalenabschnitte 19, 21 umfassen endseitig sich radial nach innen erstreckende Schultern 25, 27, die gewährleisten, daß bei der radialen Zusammenführung der Schalenabschnitte und Verformen des Elastomerkörpers 17 dessen Elastomermaterial nicht in axialer Richtung A ausweichen kann. Durch die Schultern 25, 27 wird der Elastomerkörper nicht nur in radialer Richtung R sondern auch in axialer Richtung A vorkomprimiert.
In den 3 und 4 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführung eines Einsatzlagers aber ohne Aufnahme dargestellt, wobei zur einfacheren Lesbarkeit der Figurenbeschreibung für die gleichen und ähnlichen Bestandteile des Einsatzlagers die identischen Bezugsziffern verwendet werden, die um 100 erhöht sind.
Das erfindungsgemäße Einsatzlager 111 unterscheidet sich von dem Einsatzlager 11 gemäß 1 im Wesentlichen darin, daß die der nicht dargestellten Karosserie zugewandte Seite 133 des Einsatzteils 111 gegenüber der radialen Richtung R geneigt ist. Diese Neigung wird mittels eines Rampenaufbaus 135 erreicht, der durch zwei sich axial erstreckende Rippen 137, 139 gebildet ist, die mit den Schalenabschnitten 119, 121 einstückig gebildet sind und zwischen denen Elastomermaterial liegt.
Wenn das elastische Einsatzlager 111 gemäß 2 in die Vertiefung 7 der Aufnahme 3 eingesetzt wird, so werden die Schalenabschnitte 119, 121 in radialer Richtung R aufeinander zu bewegt, wodurch der Umfangsabstand 120 zwischen den Schalenabschnitte 119, 121 reduziert wird und der Elastomerkörper 117 sowohl in radialer Richtung R als auch in axialer Richtung aufgrund der Schultern 125, 127 vorkomprimiert wird.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

1: Federbeinkopflager
3: Aufnahme
5: Flanschabschnitt
7: Vertiefung
9: Bodenbereich
11, 111: Einsatzlager
13, 113: Innenteller
15, 115: Öffnung
17, 117: Elastomerkörper
19, 21, 119, 121: Schalenabschnitt
20, 120: Umfangsabstand
23: Deckel
25, 27, 125, 127: Schulter
22, 122: Aussparung
133: der Karosserie zugewandte Seite
135: Rampenaufbau
137, 139: Rippen
A: Axialrichtung
R: Radialrichtung

Claims

Elastisches Einsatzlager zum Abstützen eines im wesentlichen axial erstreckenden Bauteils, insbesondere einer Dämpferstange für einen Federbeinkopf, an einer Fahrzeugkarosserie und zum Montieren in einer karosserienahen Aufnahme (3), mit einem starren Kern, an dem das Bauteil befestigbar ist, und einem den Kern radial umgeben den Elastomerkörper (17, 117), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei den Elastomerkörper (17, 117) radial umgebende Außenschalenabschnitte (19, 21, 119, 121) vorgesehen sind, die im unmontierten Zustand mit einem Umfangsabstand zu einander angeordnet sind und beim Montieren derart radial auf einander zu bewegbar sind, daß sich der Umfangsabstand verkleinert und der Elastomerkörper (17, 117) vorkomprimiert wird.
Einsatzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht getrennte, insbesondere über den Elastomerkörper (17, 117) miteinander verbundene Außenschalenabschnitte (19, 21, 119, 121) mit jeweils einem Abstand zwischen benachbarten Außenschalenabschnitten (19, 21, 119, 121) vorgesehen sind.
Einsatzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschalenabschnitte (19, 21, 119, 121) im wesentlichen einen gleichen Krümmungsradius aufweisen, insbesondere identische kreiszylindrische Abschnitte bilden.
Einsatzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschalenabschnitte (19, 21, 119, 121) den Elastomerkörper (17, 117) radial außen umgeben und im Bereich wenigstens eines der axialen Enden des Elastomerkörpers (17, 177) eine radial nach innen erstreckende Schulter (25, 27, 125, 127) aufweisen, die zumindest einen Abschnitt des Elastomerkörpers (17, 117) derart umgreifen, daß bei einer radialen Komprimierung ein Ausweichen des Elastomerkörpers (17, 117) in axialer Richtung aufgrund der Schulter (25, 27, 125, 127) blockiert ist.
Einsatzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschalenabschnitte an beiden axialen Endbereichen des Elastomerkörpers jeweils eine radial nach innen erstreckende Schulter aufweisen, die einen mittigen Elastomerkörperhauptteil derart radial umgreift, daß bei einer radialen Komprimierung ein Ausweichen des Elastomerkörpers in axialer Richtung aufgrund der Schultern (25, 27, 125, 127) blockiert ist.
Einsatzlager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Außenfläche der wenigstens einen Schulter (25, 27, 125, 127) elastomermaterialfrei ist, so daß das Einsatzlager in einen unmittelbaren Kontakt mit der karosserienahen Aufnahme oder dem Bauteil gelangen kann.
Einsatzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Karosserie zugewandte Endseite des Einsatzlagers schräg zur Radialrichtung (R) ausgeführt ist, wobei insbesondere an der jeweiligen Schulter (25, 27, 125, 127) der Außenschalenabschnitte (19, 21, 119, 121) ein axialer Rampenaufbau (135) anschließt, der insbesondere durch zwei axiale Rippen (137, 139) gebildet ist, zwischen denen Elastomermaterial angeordnet ist.
Einsatzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (17, 117) auf Höhe des Umfangsabstands benachbarter Außenschalenabschnitte (19, 21, 119, 121) eine sich radial nach außen öffnende Materialaussparung aufweist.
Einsatzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (17, 117) an dem Kern und an den Außenschalenabschnitten (19, 21, 119, 121) anvulkanisiert sind.
Elastisches Lager mit einem Flansch zum Befestigen an der Fahrzeugkarosserie, der eine Aufnahme (3) für ein nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildetes Einsatzlager (11, 111) aufweist.
Elastisches Lager nach Anspruch 8, bei dem ein Montagedruck im Elastomerkörper (17, 117) derart groß ist, daß das Einsatzlager (11, 111) deckelfrei gehalten ist.
Elastisches Lager nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die Außenschalenabschnitte (19, 21, 119, 121) definierte Außenumfang des Einsatzlagers (11, 111) derart kleiner als ein formkomplementärer Innenumfang der Aufnahme ist, daß im montierten Zustand des Einsatzlagers (11, 111) der Abstand zwischen den Außenschalenabschnitten (19, 21, 119, 121) reduziert ist, insbesondere benachbarte Außenschalenabschnitte (19, 21, 119, 121) in Berührung kommen.