DE4040426C2 - Abstützlager - Google Patents
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- F16F1/393—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type with spherical or conical sleeves
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Description
Die Erfindung betrifft ein Abstützlager zur elastischen Verbindung zweier Fahrzeugteile gemäß
den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Abstützlager dieser Art sind bekannt aus der belgischen Patentschrift 544 340. Bei dem bekannten
Abstützlager ist der innere, in Ebenen senkrecht zur Lagerachse im wesentlichen rechteckige
Lagerteil aus seinen Längsseiten über anvulkanisierte stegartige Gummikörper gegenüber dem
äußeren Lagerteil abgestützt. Die Abstützung erfolgt dabei, jeweils ausgehend vom gleichen
Lagerstirnende, über mit gleicher Schräge aufeinanderzu verlaufende Umfangsflächen der
Lagerteile, die in daran anschließende, achsparallel verlaufende Umfangsflächen der Lagerteile
übergehen, so daß sich bei stirnseitiger Ansicht des inneren Lagerteils eine pilzförmige Kontur
desselben ergibt, die mit einer entsprechenden Kontur des äußeren Lagerteils über die dazwischen
liegenden Gummikörper verbunden ist. Stirnseitig sind inneres und äußeres Lagerteil jeweils nur
über elastische Anschläge in ihrer Beweglichkeit gegeneinander begrenzt.
Bei einer derartigen Lagerkonstruktion ist eine definierte Lagersteifigkeit im wesentlichen nur
senkrecht zu den Umfangsflächen von innerem und äußerem Lagerteil festlegbar, die über die
zwischenliegenden Gummikörper verbunden sind. Schräg hierzu wirkenden Kraftanteilen, die eine
Torsion des inneren gegenüber dem äußeren Lagerteil um die Lagerachse bewirken, kann durch
definierte Auslegung des Lagers kaum begegnet werden.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Abstützlager der eingangs
genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine gewünschte Abstimmung der
Lagerweichheiten in beliebigen Querrichtungen des Lagers möglich ist. Erreicht wird dies durch
die Merkmale des Anspruches 1. Dadurch daß der innere Lagerteil einen
rhombischen Querschnitt aufweist und der äußere Lagerteil zu den ebenen Umfangsflächen des im
Querschnitt rhombischen, inneren Lagerteils parallele Mantelabschnitte aufweist und daß die
jeweils entsprechenden Mantelabschnitte des inneren und des äußeren Lagerteils über
dazwischenliegende Gummikörperteilstücke gegeneinander abgestützt sind lassen sich durch
unterschiedliche Gummihärten bzw. entsprechende Winkelwahl für die Rhombenseiten zueinander
definiert Stützrichtungen und Stützhärten festlegen, derart, daß unterschiedlichen
Belastungsrichtungen Rechnung getragen werden kann.
Weitere Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar
gestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Abstützlager, ent
lang der Linie I-I der Fig. 2 gesehen,
Fig. 2 einen Querschnitt des Abstützlagers entlang der
Linie II-II der Fig. 1 gesehen,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Abstützlager entlang
der Linie III-III der Fig. 2 und
Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der
durch die Erfindung zu erzielenden Vorteile.
Mit 10 ist die Bodengruppe eines Personenkraftwagens und mit 12
ein an diese elastisch angebundener Achsträger bezeichnet. Die
Anbindung ist mit Hilfe von Abstützlagern 14 bewerkstelligt,
die in bekannter Weise in jeweils ein Aufnahmeauge 16 des Achs
trägers 12 eingepreßt sind.
Die Abstützlager 14 weisen einen äußeren Lagerteil 18 in Form
eines am Umfang geschlossenen Blechmantels und einen inneren
Lagerteil 20 bzw. Lagerkern auf. Zwischen beide Lagerteile 18
und 20 ist ein elastischer Einsatz 22 aus Gummi einvulkani
siert. Dieser bildet zwei einander gegenüberliegende, steg
artige Gummikörper 24 und 26. Diese können, um in der Radial
ebene a-a, in der sie liegen, eine gewünschte Lagerweichheit zu
erzielen, jeweils noch eine Ausnehmung 28 aufweisen, die, wie
Fig. 1 zeigt, in Achsrichtung des Abstützlagers 14 sich teil
weise in die Gummikörper 24 und 26 hineinerstrecken; sie können
die Gummikörper 24 und 26 aber ebensogut über ihre gesamte axia
le Ausdehnung teilen.
Diese Ausnehmungen 28 sind beispielsweise durch ebene, zuein
ander parallele Flächen 30 und 32 der dadurch gebildeten Gum
mikörper-Teilstücke 34 und 36 bzw. 38 und 40 seitlich begrenzt.
Sie könnten auch, wie strichpunktiert angedeutet ist, unter
einem sich radial nach außen öffnenden, spitzen Winkel ange
ordnet sein, je nachdem, welche Lagerweichheit und welcher Kenn
linienverlauf in der Radialebene a-a gefordert ist.
Die Gummikörper-Teilstücke 34, 36; 38 und 40 weisen vorzugs
weise rechteckförmigen Querschnitt auf und sind an einander
gegenüberliegende, ebene Umfangsflächenabschnitte 41, 42; 44, 46
bzw. 48, 50; 52, 54 der äußeren und inneren Lagerteile 18 und
20 anvulkanisiert.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, verlaufen die Gummikörperteil
stücke 34 bis 40 über einen Abschnitt b ihrer Länge, die vor
zugsweise ungefähr der axialen Abmessung des Aufnahmeauges 16
entspricht, parallel zur Lagerachse 56. Ihr restlicher Ab
schnitt c verläuft im Bereich des einen Lagerstirnendes zwi
schen vorzugsweise schräg nach außen angestellten, mit 58 und
60 bzw. 62 und 64 bezeichneten Flächenteilen von äußerem La
gerteil 18 und Lagerkern 20, wobei die schräg angestellten Ab
schnitte c der Gummikörper-Teilstücke 34 bis 40 an der der Bo
dengruppe 10 zugekehrten Lagerstirnsseite vorgesehen sind.
Mit 66 und 68 sind in einer zur Radialebene a-a senkrechten
Radialebene d-d einander gegenüberliegenden Umfangsteilen des
Lagerkerns 20 zugeordnete, das Abstützlager 14 in Achsrichtung
durchsetzende, in etwa nierenförmige Aussparungen bezeichnet,
deren dem Lagerkern 20 gegenüberliegende Begrenzungswand für
diesen einen Radialanschlag 70 bildet.
Der den äußeren Lagerteil 18 bildende Blechmantel ist außen mit
einer Gummischicht 72 versehen, die, gemäß Fig. 1, am unteren
Lagerstirnende einen das Aufnahmeauge 16 zu Abstützzwecken in
Hochrichtung randseitig übergreifenden Abstützwulst 74 bildet.
In der entgegengesetzten Achsrichtung bilden die nach außen
schräg angestellten Wandteile 58, 62 des Blechmantels 18 gemäß
Fig. 3 lagesichernde Anschläge.
Der Lagerkern 20 ist mittels einer Befestigungsschraube 76 bei
spielsweise mit einem plattenförmigen Anschlußelement 78 der
Bodengruppe 10 verschraubbar, wozu dieses einen nach unten ab
ragenden, ein Innengewinde aufweisenden, zylindrischen Zentrier
ansatz 80 aufweist, der in eine stirnseitige Vertiefung 82 des
Lagerkerns 20 formschlüssig eingreift. Im verschraubten Zustand
stützt sich der Lagerkern 20 mit seiner einen Stirnfläche am
Anschlußelement 78 ab.
Die erfindungsgemäße Lagerkonstruktion erlaubt Lagersteifig
keiten in einem Verhältnis zueinander darzustellen, das für
einen vorgegebenen, entsprechend beengten Einbauraum mit be
kannten Abstützlagern der gattungsgemäßen Art nicht erreichbar
ist.
Zur Erläuterung der durch die Erfindung zu erzielenden Vorteile
sei in diesem Zusammenhang auf Fig. 4 verwiesen.
Dort bezeichnet 84 einen äußeren und 86 einen inneren Lagerteil
eines bekannten Abstützlagers. Mit 88 ist ei
ner seiner beiden Gummikörper bezeichnet, die sich unter einem
spitzen Winkel α zur Lagerachse 90 erstrecken. Bezüglich einer
gewünschten, verhältnismäßig hohen, radialen Lagersteifigkeit
in X-Richtung unterliegen dabei die Gummikörper 88 einander
überlagerten Schub- und Druckspannungen, wobei die Druckspan
nungen stark überwiegen.
Die gewünschte Radialsteifigkeit in dieser Radialrichtung er
fordert deshalb eine Dicke e der Gummikörper 88, die einerseits
keine zufriedenstellende Geräuschabkopplung zwischen Achsträger
und Aufbau bieten kann und andererseits eine erwünschte, axiale
Lagerweichheit nur bedingt in der durch einen Pfeil 92 ange
deuteten Achs- bzw. Abstützrichtung zuläßt.
Im Gegensatz dazu können die Gummikörper 24, 26 bei der erfin
dungsgemäßen Konstruktion durch den achsparallelen Verlauf ih
res Abschnittes b zur Lagerachse 90 sowie des Schrägverlaufes
ihres Abschnittes c unter einem festzulegenden Winkel β zwi
schen beiden Lagerteilen 84, 86 gegenüber der bekannten Lager
konstruktion eine erheblich größere Radialabmessung erhalten,
was eine entsprechend verbesserte Isolation von Körperschall
ermöglicht.
Aus dieser vergrößerten Radialabmessung resultieren bei glei
cher Schubspannung der Gummikörperabschnitte b und c auch ent
sprechend größere Wege des inneren Lagerteils 86 und damit
größere, axiale Lagerweichheit.
Der Anteil der bei axialer Lagerbelastung auftretenden Druck
spannung wird dabei ausschließlich im schräg angestellten Ab
schnitt c der Gummikörper 24 und 26 wirksam, die der Schub
spannung des Abschnittes c überlagert wird.
In der Radialrichtung d-d sind die Gummikörper-Teilstücke 34
bis 40 auf Schub beansprucht, wobei sich, wie Fig. 2 zeigt,
durch eine Schräganstellung der Gummikörper-Teilstücke 34 bis
40 in Lagerumfangsrichtung für eine definierte Lagerradialnach
giebigkeit in diesen noch ein entsprechender Anteil an Druck
spannung erzielen läßt.
Durch Einformen des Zwischenraumes 28 in die Gummikörper 24 und
26 zur Vergrößerung ihrer freien Oberfläche läßt sich dabei die
radiale Lagerweichheit in der Radialebene a-a fein abstimmen
oder derart festlegen, daß sich die Federkennlinie der dabei
auf Druck beanspruchten Gummikörper 24 und 26 nach einer vor
bestimmten Radialverlagerung des Lagerkerns 20 stark progressiv
verändert, indem die einander benachbarten, sich dabei auswöl
benden Seitenflächen 30 und 32 der Gummikörper-Teilstücke 34
bis 40 aneinander anlegen.
Als Auslegungsparameter für die Abstimmung der Elastizitäten
des erfindungsgemäßen Abstützlagers sind im wesentlichen be
stimmend:
Die Gummiqualität, die Abmessung der Gummikörper 24 und 26 in radialer Richtung (Schichtdicke), deren Höhe und Breite, die Größe des Anstellwinkels für die Gummikörperabschnitte c, ggf. die Anordnung von Zwischenräumen 28 sowie die Krümmung ein stückiger Gummikörper 24 und 26 in Lagerumfangsrichtung bzw. eine entsprechende Schräganstellung der Gummikörper-Teilstücke 34 bis 40 in stumpfem Winkel zueinander.
Die Gummiqualität, die Abmessung der Gummikörper 24 und 26 in radialer Richtung (Schichtdicke), deren Höhe und Breite, die Größe des Anstellwinkels für die Gummikörperabschnitte c, ggf. die Anordnung von Zwischenräumen 28 sowie die Krümmung ein stückiger Gummikörper 24 und 26 in Lagerumfangsrichtung bzw. eine entsprechende Schräganstellung der Gummikörper-Teilstücke 34 bis 40 in stumpfem Winkel zueinander.
Eine Alternative zur erläuteren Lagerkonstruktion kann darin
bestehen, die Gummikörper als entsprechend abgewinkelte, ebene
Platten vorzusehen, die zwischen zueinander parallele, ebene
Flächenteile der beiden Lagerteile einvulkanisiert sind, wobei
die ebenen Flächenteile des äußeren Lagerteils an jeweils einem
Schenkel eines U-förmigen, äußeren Lagerteils vorgesehen sein
können.
Claims (5)
1. Abstützlager zur elastischen Verbindung zweier Fahrzeugteile, insbesondere zur Anbindung
eines Achsträgers an einem Fahrzeugaufbau, mit einem am Fahrzeugteil befestigbaren äußeren
und einem am anderen Fahrzeugteil befestigbaren inneren Lagerteil, die, beide einstückig
ausgehend vom gleichen Lagerstirnende, jeweils einen mit gleicher Schräge nach innen
verlaufenden und einen sich daran anschließenden, achsparallelen Umfangsflächenteil aufweisen
und mit zwischen beide Lagerteile eingebrachten, an diese anvulkanisierten, stegartigen
Gummikörpern, wobei die einander gegenüberliegenden Umfangsflächenteile beider Lagerteile
zueinander parallel verlaufen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der innere Lagerteil (20) einen rhombischen Querschnitt aufweist und der äußere Lagerteil
(18) zu den ebenen Umfangsflächenteilen (42, 46; 50, 54) des inneren Lagerteils (20) parallele
Umfangsflächenteile (41, 44; 48, 52) aufweist und daß an die einander gegenüberliegenden,
ebenen Umfangsflächenteile (41, 42; 44, 46; 48, 50; 52, 54) beider Lagerteile (18, 20) jeweils ein
Gummikörperteilstück (34, 36, 38, 40) anvulkanisiert ist.
2. Abstützlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die parallel zur Lagerachse (56) verlaufenden Abschnitte
(b) der Gummikörper (24, 26) die größere Länge
aufweisen.
3. Abstützlager nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gummikörper (24, 26) eine sich zumindest über einen
Teil ihrer axialen Länge erstreckende Ausnehmung (28) aufweisen.
4. Abstützlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Innenumfang des äußeren Lagerteils (18) zwischen den
stegartigen Gummikörpern (24, 26), einander gegenüberliegend
elastische Anschläge (70) angeformt sind.
5. Abstützlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die schräg angestellten Gummikörperabschnitte (c) außerhalb
einer Aufnahme (16) für den äußeren Lagerteil (18) vorgesehen
sind.
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