DE8203695U1 - Elastische Aufhängung - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft eine elastische Aufhängung, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, eine elastische Aufhängung zum Abstützen des Kugellagers einer geteilten Antriebswelle eines Motorfahrzeuges. Derartige Aufhängungen werden gemeinhin als "Mittelabstützungen" bezeichnet.

Bekannte elastische Aufhängungen zum Abstützen des Kugellagers einer unterteilten Antriebswelle eines Motorfahrzeugs enthalten üblicherweise ein starres rohrförmiges Außenteil und ein in das Außenteil eingesetztes starres rohrförmiges Innenteil, das durch eine elastische Ringmembran in Radialrichtung auf Abstand gegenüber dem Außenteil gehalten ist. Bei der Verwendung wird das Außenteil an dem Fahrzeugchassis befestigt, und das Innenteil nimmt das Kugellager auf, so daß sowohl eine radiale als auch eine axiale Bewegung der Welle gegenüber dem Fahrzeugcha-ssis durch Verformung der Membran aufgenommen wird.

Der verfügbare Radialraum liegt fest,in dem derartige Aufhängungen aufgenommen sind, und damit wird die Größe der Befestigung ohne Rücksicht auf die Anforderungen der radialen Belastung und axialen Ausweichung bestimmt. Um deshalb einer Veränderung der Auslegung der Membran zur Anpassung an unterschiedliche Radiallast- und/oder Axialausbiegungs-Anforderungen begegnen zu können, wird die Membran an einem Ende der Aufhängung angeordnet.

Dieser Aufbau besitzt den Nachteil, daß die Membran gegenüber der Mitte der Aufhängung und damit der Mitte des Wellenkugellagers versetzt ist, so daß unter Einwirkung von Radiallasten eine konische Bewegung hervorgerufen wird, die' die Wirksamkeit der Aufhängung ungünstig beeinflußt.

Deshalb liegt der Neuerungdie Aufgabe zugrunde, eine elastische Aufhängung der genannten Art zu schaffen, welche das Auftreten

induzi«jrter konischer Bewegungen unter Einwirkung von Radiallasten vollständig oder nahezu vermeidet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine erste und eine zweite nachgiebige Ringmembran zur Lastaufnahme mit axialem Abstand voneinander so vorgesehen werden, daß sie zu beiden Seiten einer die Mitte der Aufhängung enthaltenden, sich quer zur Längsachse der Aufhängung erstreckenden Ebene liegen. Die auf diese Weise entstehende ausgeglichene Konstruktion vermeidet das Auftreten der induzierten konischen Bewegung unter radialer Belastung. Dabei werden vorzugsweise die Membranen symmetrisch zu der genannten Ebene angeordnet.

Vorzugsweise wird jede Membran an jeweils einem Ende der Aufhängung vorgesehen, und die Membranen werden mit einem im wesentlichen C-förmigen axialen Querschnitt versehen, so daß eine radiale Relativbewegung der inneren und äußeren Teile gegeneinander durch Biegung der Membranen in ihren jeweiligen Scheitelbereichen aufgenommen wird. Dabei erstrecken sich die Scheitelbereiche der Membranen vorzugsweise in entgegengesetzten Richtungen, und zwar von der Aufhängung axial nach außen, so daß sie über die Enden des Innen- und des Außenteils hinaus vorstehen.

Die Membranen bestimmen zusammen mit dem Innen- und dem Außenteil eine Ringkammer innerhalb der Aufhängung. Diese Kammer kann entweder fluiddicht oder offen ausgeführt werden; im letzteren Fall enthält beispielsweise eine oder beide Membranen mindestens einen Schlitz, der den Umlauf des umgebenden Fluids (normalerweise der Atmosphärenluft) durch die Kammer zur Kühlung der Kugellagers gestatte⁴-.

Vorzugsweise wird ein nachgiebiger Anschlag (Puffer) in der Kammer vorgesehen, um eine radiale Bewegung zwischen den Teilen über ein bestimmtes Maß hinaus zu verhindern. Vorzugsweise ist

der Puffer-Anschlag mit einem der Teile verbunden und steht radial zum anderen Teil so vor, daß bei statischer Belastung ein Spalt verbleibt. Vorzugsweise umfaßt der Puffer einen Ring, der in Umfangsrichtung fortlaufend oder segmentförmig ausgeführt sein kann.

Der Ring kann einen beliebigen Querschnitt erhalten, jedoch wird ein allgemein dreieckiger axialer Querschnitt bevorzugt, wobei die Dreieckspitze zum anderen Teil hin gerichtet ist. Vorzugsweise werden zur Herabsetzung der Reibung zwischen einander berührenden Oberflächen des Ringes und des jeweils anderen Teils bei Beaufschlagung der Aufhängung mit Radiallasten über der vorbestimmten Größe Vorkehrungen getroffen, die beispielsweise in einer Beschichtung mit Material von niedrigem Reibkoeffizienten an einer oder beiden einem der berührenden Oberflächen bestehen, oder es kann mindestens ein Anschlag aus Material mit niedrigen Reibkoeffizienten an dem Ring oder dem anderen Teil befestigt sein. Als niedriger Reibkoeffizient wird dabei ein Reibkoeffizient unter 0,3 angesehen.

Alternativ kann bei einer fluiddicht ausgeführten Ringkammer in die Kammer ein Schmierstoff eingeführt werden.

Bei einer bevorzugten Konstruktion sind die einander gegenüberliegenden Innen- bzw. Außenflächen des Außen- bzw. Innenteils zylindrisch ausgeführt und die Membranen bestehen aus den Endabschnitten einer hohlen ringförmigen Zylinderbüchse, deren innere und äußere Mittelabschnitte jeweils an dem starren Innen- bzw. Außenteil angebracht sind und das Pufferteil ist integral mit einem der Mittelabschnitte ausgeführt.

Die Aufhängung kann so ausgebildet werden, daß die Längsachsen des inneren und des äußeren Teils bei unbelasteter Aufhängung gegeneinander versetzt sind. Vorzugsweise wird die Versetzung so groß gewählt, daß beim Aufbringen einer statischen Last auf das starre Innenteil, beispielsweise durch das Gewicht

einer durch das starre Innenteil abgestützen unterteilten Antriebswelle, das Innenteil eine sich ergebende erwünschte Stellung einnimmt, die entweder koaxial zum Außenteil oder gegenüber diesem versetzt sein kann.

Vorzugsweise wird das Außenteil aus zwei rohrförmigen Elementen gebildet, die beim Formen der Aufhängung voneinander unab-

... . . , /wieder verwendbare .

hangig sind, um Formkerne verwenden zu können zur Ausbildung der Kammer innerhalb der Aufhängung, wobei die rohrförmigen Elemente zum Ausformen des Formkernes axial voneinander getrennt werden können und ein Abnehmen des Kerns in Radialrichtung erlauben, woraufhin die Elemente beispielsweise durch Schrauben, Nieten oder andere mechanische Befestigungen miteinander verbunden werden. Der Formkern kann in zwei oder mehr Segmente unterteilt sein, um ein Entfernen zu erleichem.

Bei Verwendung der Aufhängung zum Abstützen einer unterteilten Antriebswelle eines Motorfahrzeuges kann das Außenteil starr an dem Fahrzeugchassis angebracht sein, so daß die radialen und axialen Ablenkungen der Welle relativ zum Fahrzeugchassis durch Verformung der Membranen aufgenommen werden. Alternativ kann dann, wenn die Gesamtanordnung eine hohe radiale Steifigkeit und eine niedrige axiale Steifigkeit besitzen soll, vorzugsweise so verfahren werden, daß die Aufhängung eine Schwenkbewegung gegenüber dem Fahrzeugchassis um eine quer zur Zylinderachse der Aufhängung liegende Achse ausführen kann , so daß die radiale Steifigkeit der Anordnung durch die Radialsteifigkeit der Membranen bestimmt wird, während die Axialsteifigkeit der Anordnung durch die Torsioncsteifigkeit der Schwenkanordnung bestimmt wird. Auf diese Weise kann die Radialsteifigkeit der Membranen entsprechend der erforderlichen Lastaufnahmefähigkeit ausgewählt werden, ohne die Axialablenkungs-Aufnahme der Anordnung zu beeinflussen.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird im einzelnen anhand der Zeichnung nachstehend erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 Eine Endansicht eines Ausführungsbeispiels der elastischen Aufhängung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Aufhängung nach Fig. 1 ,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt nach Linie 3-3 ("': der Fig. 1 ,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Einzelteile der Aufhängung nach Fig. 1 bis 3 nach Beendigung des Formvorganges,

Fig. 5 eine Endansicht einer Traganordnung mit der in Fig. 1-3 gezeigten Aufhängung,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 5, und

Fig, 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 6 mit axial ausgelenkter Aufhängung.

Die in Fig. 1 bis 3 gezeigte elastische Aufhängungibesteht aus einem starren Außenteil 2, das eine zylindrische Durchgangsöffnung 3 besitzt. In dieser ist ein starres Innenteil 4 angeordnet, und das Außen- und das Innenteil werden in Radialrichtung durch eine elastische Büchse 5 auf Abstand gehalten, die zwischen den beiden Teilen sitzt.

Das Außenteil 2 wird durch zwei geschlossene Metallringe 6 und 7 gebildet, die die Durchgangsöffnung 3 bestimmen. Jeder Ring 6 und 7 besitzt einen radial nach außen gerichteten Flansch 8 bzw. 9 an einem Ende, und die beiden Flansche 8 und 9 sind

durch eine Vielzahl auf einem konzentrischen Kreis mit Abstand angeordnete Nieten 10 miteinander verbunden. Die Flansche 8 und 9 sind an diametral entgegengesetzt liegenden Stellen so verformt, daß zwei Einsetz-Öffnungen 11 und 12 entsteher, deren Verwendung später beschrieben wird.

Das Innenteil 4 besteht aus einem ringförmigen zylindrischen Metallrohr 13, dessen Axiallänge etwas geringer als die Axiallänge des Außenteiles 2 ist. Ein Ende des Rohres 13 ist so gerundet, daß ein radial nach innen gerichteter Plansch 14 gebildet ist. Das Innenteil ist innerhalb der axialen Erstreckung der Durchgangsöffnung 3 eingesetzt.

Die Büch.=e 5 besteht aus einem hohlzylindrischen, ringförmigen Gummikörper 15 mit inneren und äußeren rohrförmigen Mittelabschnitten 16 bzw. 17, in. welche jeweils das Innenteil 4 bzw. das Auftenteil 2 eingebettet sind, und die Endabschnitte des Gummikörperc 15 bestimmen jeweilige Ringmembranen 18 und 19, die zwischen den entgegengesetzt liegenden Endabschnitten des Innenteils 4 bzw. des Außenteils 2 symmetrisch zu einer durch die Mitte der Aufhängung gehenden Querebene P liegen. Zusätzlich ist ein Ende der Büchse 5 an seinem radial innengelegenen Umfang mit einem rohrförmigen Fortsatz 20 versehen, der im Einsatz als Schmutzabdichtung für die Aufhängung dient.

Jede Membran 18 und 19 besitzt einen im wesentlichen C-förmigen Axialquerschnitt, dessen Scheitelbereich axial von der Aufhängung weggerichtet ist, so daß die Membranen in Radialrichtung durch Verbiegen der Scheitelbereiche verformbar sind.

Der Hohlkörper 15 bestimmt eine fluiddichte Kammer 21, in der ein geschlossener Anschlag- oder Pufferring 22 mit dreieckförmigem Querschnitt integral mit dem inneren Mittelabschnitt 16 des Körpers 15 angeordnet ist. Die Querschnittsspitze des

Ringes 22 steht radial nach außen zum äußeren Mittelabschnitt 17 des Gummikörpers 15 vor und ist im unbelasteten Zustand der Aufhängung von diesem getrennt. Der Ring 22 dient dazu, radiale Relativbewegungen des Innen- gegen das Außenteil unter Einfluß von Radiallasten über einer vorbestimmten Größe zu begrenzen; die Kammer 21 wird mit einem (nicht dargestellten) Schmierstoff gefüllt, um die Reibung zwischen einander berührenden Oberflächen des Ringes 22 und des Mittelabschnittes 17 des Körpers 15 zu verringern. Zusätzlich zu diesem Schmierstoff oder anstelle des Schmierstoffes kann ein Einsatz oder eine Auskleidung 23 aus einem Material mit niedrigem Reibkoeffizienten, z.B. Polyamid ,in dem Berührungsbereich des Mittelabschnittes 17 vorgesehen sein, wie es gestrichelt in Fig. 3 eingezeichnet ist. Die so beschriebene Aufhängung kann unter Verwendung eines wiederverwendbaren Kernes zur Ausbildung der Kammer 21 in einem Stück ausgeformt werden, wenn die Aufhängungsteile so ausgebildet werden, daß die Ringe 6 und 7 anfangs nicht verbunden sind, so daß der Kern durch eine axiale Trennbewegung der Ringe 6 und 7 voneinander in Radialrichtung entfernt werden können, wonach die Ringe 6 und 7 wieder zueinander gebracht und die Flansche 8 und 9 miteinander vernietet werden.

Die so beschriebene Aufhängung ist zur Aufnahme des Kugellagers einer geteilten Antriebswelle eines Motorfahrzeuges an dem Fahrzeugchassis geeignet, und eine derartige Anordnung ist in den Fig. 5 bis 7 dargestellt, wobei das Außenteil 2 mittels einer U-förmigen Verbindung 31 an einem Fahrzeugchassis 30 befestigt ist, während das Innenteil 4 das Kugellager der geteiltsn Antriebswelle 32 aufnimmt. Wie gezeigt, ist jeder Schen'cel 33 der Verbindung 31 schwenkbar an einem Ende mit dem Fahrzeugkörper über jeweilige Schwenkeinrichtungen 34 verbunden mit einer Halteklammer 35/ die an dem Fahrzeugchassis angebracht ist, während das andere freie Ende jedes Schenkels an dem Außenteil 2 durch jeweilige Schwenkverbindungen 36 angebracht ist/ die in den durch die Flansche 8 und 9 gebildeten Einsetzöffnungen

til ·· ·

"11 ~

11 und 12 aufgenommen sind. Jede Schwenkeinrichtung 34 und 36 enthält eine Gummi-Schwenkbüchse, deren Torsionssteifigkeit entsprechend den Axiallast-Erfordernissen angepaßt werden £ kann. Beim Einsatz werden radiale Relc.tivbewegungen zwischen der Antriebswelle 32 und dem Fahrzeugchassis 30 unter dem Ein- ft fluß von Radiallasten bis zu einer vorbestimmten Größe durch | radiale Verformung der Membranen 18 und 19 aufgenommen, während beim Überschreiten der Lastgröße der Ring 22 den äußeren Mittelabschnitt 17 des Gummikörpers 15 berührt und durch Zusammen- | drücken auffängt. Eine axiale Versetzung A der Welle gegenüber dem Fahrzeugchassis wird durch eine Schwenkbewegung der Verbindung 31 gegenüber dem Chassis und der Aufhängung aufgenommen.

Die symmetrische Anordnung der Membranen 18 und 19 zu beiden Seiten einer Querebene durch die Miv.ce der Aufhängung verhindert das Entstehen einer induzierten konischen Bewegung infolge einer radialen Relativbewegung zwischen der Welle und dem Fahrzeugchassis unter radialer Belastung, während die Schwenkanordnung eine Veränderung der Axiallage der Aufhängung gegenüber der anfänglichen Anordnung erlaubt und die erforderliche axiale Flexibilität im Betrieb ergibt.

Es ist zu verstehen, daß die beschriebene Ausführung einer Vielzahl von Änderungen unterworfen werden kann. Beispielsweise kann eine Membran oder können beide Membrane geschlitzt sein, um eine Zirkulation von Kühlfluid, beispielsweise Luft, durch | die Kammer zuzulassen. Bei einer geschlitzten Membran kann der die Kammer bestimmende Formkern in Axialrichtung durch einen Schlitz herausgenommen werden, so daß der Summikörper 15 als einteiliges Stück erzeugt* werden kann.

Die Außenfläche des rohrförmigen Außenteils kann den jeweils erforderlichen Querschnitt aufweisen, und dieses Außenteil t kann in einer entsprechende öffnung eines Gehäuses eingesetzt werdei?, um die Schwenkbewegung mit Bezug auf den Fahrzeugkörper zu erzeugen. Das rohrförmige Außenteil kann entweder in der be-

schriebenen Weise schwenkbar befestigt werden, oder es kann fest an dem Befestiijungsbestandteil angebracht werden, so daß sowohl die radiale als' auch die axiale Abweichung durch die Membranen kontrolliert werden.

Der elastische Puffer kann ggf. integral mit dem äußeren Mittelabschnitt 17 der Büchse ausgeformt werden und wenn nötig, kann der innere Mittelabschnitt mit einem Einsatz aus einem Material mit niedrigem Reibkoeffizienten versehen werden. Der elastische Puffer kann aus dem gleichen Elastomer wie die Büchse oder aus einem davon unterschiedlichen Elastomer ausgebildet werden, um den unterschiedlichen Anforderungen an Membran und Puffer zu genügen. Bei bestimmten Anwendungen kann der Pufferring weggelassen werden. Es kann an jedem Ende der Büchse ein Rohrfortsatz vorgesehen werden, um beide Enden der Aufhängung mit dem am Innenteil befestigten Bestandteil abzudichten.

Claims (14)

Schutzansprüche

1. Elastische Aufhängung mit einem starren Außenteil (2) mit einer durchgehenden Öffnung (3), in der ein starres Innenteil (4) angeordnet ist, dadurch gekennz eichnet, daß das Außen- und das Innenteil (2,4) durch eine erste (18) und eine zweite (19), axial voneinander einen Abstand aufweisende elastische Ringmembran zur Lastaufnahme voneinander getrennt sind, wobei die beiden Membranen (18,19) jeweils an einer Seite einer die Mitte der Aufhängung enthaltenden und sich quer zur Längsachse der Aufhängung erstreckenden Ebene (P) angeordnet sind.

2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Membranen (18,19) symmetrisch zu der Ebene (P) angeordnet sind.

MANlTZ FINSTERWALD HEYN MOPlSAN MO» MUNCHgN »· flUftERTKOOHSTRASSE I TEL (Οββ) 224211 · TELEX 05·»672 PATMF

GRAMKOW ROTERMlINDi 7DO6ST3JTTfc\RT ft) JeACtCANNiTATTi SEELBERGSTR 23/25 TEL. (0711) 567261 ZL-NTRALKASSE BAYF.R VOIKSWNKEN· "MÜNfMEN ·ΗΟΝΤβ·Νΐ:ΜΜΕΗ7270 POSTSCHECK MÜNCHEN 77062-»05

3. Aufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Membrane (18,19) jeweils an einem Ende der Aufhängung (1) angeordnet ist.

4. Aufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jede Membran (18,19) einen im wesentlichen C-förmigen Axialschnitt besitzt, dessen Scheitelbereich axial bezüglich der Aufhängung (1) nach außen gerichtet ist.

5. Aufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Membranen (18,19) die Endabschnitte einer hohlen, ringförmigen Rohrbüchse (15) sind, deren innere und äußere M-\ttelabschnitte (16, 17) jeweils an den inneren und äußeren Teilen (4,2) angebracht sind.

6. Aufhängung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Büchse eine innere Ringkammer (21) bestimmt, die entweder fluiddicht und wahlweise mit einem Schmierstoff versehen oder zur Umgebung hin offen ist.

7. Aufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß in die innere Ringkammer (21) ein die Relativbewegung des Innenteils (4) gegen das Außenteil (2) begrenzender elastischer Anschlag (22) eingesetzt ist.

8. Aufhängung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Anschlag (22) einem der Teile (2, 4) zugeordnet ist und in RadiEirichtung zum jeweils anderen Teil (4,2) hin bis auf einen Spalt vorsteht.

9. Aufhängung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß der elastische Anschlag ein in Umfangsrichtung durchgehender oder unterbrochener Ring (22) ist.

I·« I I *

t.

10. Aufhängung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt des Anschlagringes
(22) ein mit der Spitze gegen das jeweils andere Teil

(4,2) gerichtetes Dreieck ist. ;|

11. Aufhängung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch ;' gekennzeichnet, daß mindestens an einer der '| bei größerer Radialbelastung miteinander in Verbindung jjj tretenden Flächen des Anschlags (22) und/oder des mit ihm

in Verbindung tretenden Teils eine Auskleidung oder ein
Einsatz (23) aus Material mit niederem Reibkoeffizienten
vorgesehen ist.

12. Aufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß Sas Außenteil (2) radial

in zwei Elemente (6,7) unterteilt ist, deren benachbarce ΐ Enden (8,9) aneinander befestigt sind.

13. Aufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch i; gekennzeichnet , daß das Außenteil (2) gegenüber einem Bestandteil (30), an dem das Außenteil (2) im |

Gebrauch befestigt ist, schwenkbar gehalten ist. &

■i,

14. Aufhängung nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η - ^f

zeichnet , daß das Außenteil (2) gegenüber
dem Bestandteil (3O) um eine quer zur Längsachse der
elastischen Aufhängung (1) liegende Achse schwenkbar
gehalten ist.