WO2002066855A1 - Lagerbauteil - Google Patents

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WO2002066855A1
WO2002066855A1 PCT/EP2002/000878 EP0200878W WO02066855A1 WO 2002066855 A1 WO2002066855 A1 WO 2002066855A1 EP 0200878 W EP0200878 W EP 0200878W WO 02066855 A1 WO02066855 A1 WO 02066855A1
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bearing component
beads
inner sleeve
damping body
bearing
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PCT/EP2002/000878
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English (en)
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Inventor
Markus Hansmann
Original Assignee
Benteler Automobiltechnik Gmbh & Co. Kg
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/38—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
    • F16F1/3863—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 characterised by the rigid sleeves or pin, e.g. of non-circular cross-section

Definitions

  • the invention relates to a bearing component with an inner sleeve and an elastic damping body, in which the inner sleeve is embedded.
  • bearing components are used for vibration compensation and as elastic connecting elements and joints in a wide variety of applications, for example in motor vehicle construction.
  • the bearing components consist of two components, namely the inner sleeve, which is predominantly made of metal, which takes on the supporting function, and the outer damping body, which is usually made of rubber.
  • the bearing components are enclosed by a bearing bush or outer sleeve.
  • One requirement for the bearing component is that it has a stiffness in the radial as well as in the axial direction in order to cushion occurring forces and to be able to absorb vibrations that arise during driving operation.
  • achieving the required stiffness properties can be problematic, particularly in automotive engineering, due to the limited space requirements. With higher rigidity requirements, harder damping bodies with higher strength values are used. However, this complicates assembly because they often cannot be pressed into bearing bushes at all or only with increased effort. There is also a risk that they will be damaged as a result of material being sheared off. The function of the bearing component is then endangered.
  • the bearing component consists of a damping body made of rubber, in which an inner sleeve made of metal is embedded.
  • the inner sleeve has strips projecting radially inwards. These are used to center a screw passed through the inner sleeve.
  • a thick-walled tube is used to manufacture the inner sleeve, in which the material lying between the strips is removed with a broaching tool. This is manufacturing technology and therefore costly.
  • the prior art also includes a variant in which the inner guidance is realized by an inner jacket made of rubber. Openings are provided in the inner sleeve through which the rubber of the damping body passes during shaping and forms the inner jacket here.
  • the invention is therefore based on the object of creating a bearing component which is improved both in terms of production technology and in terms of application technology.
  • This object is achieved according to the invention in a bearing component according to claim 1 with an inner sleeve and an elastic damping body embedding it.
  • At the heart of the invention is the measure that the inner sleeve has non-cutting shaped beads. This Measure enables a cheaper and lighter design of the bearing component.
  • the beads assume the task of guiding or centering a screw guided through the bearing component.
  • the beads are formed inwards in the direction of the central longitudinal axis of the inner sleeve, as provided in claim 2.
  • a partial division of the stiffness values across the damping body is also conceivable, for example by sectors. This allows the bearing component to be specifically adapted to its installation situation and the forces and vibrations occurring during operation.
  • the damping body is encased by an outer sleeve which has beads without cutting inwardly towards the damping body. This gives another possibility of influencing the stiffness behavior of the damping body.
  • Inner sleeves made of metal (claim 5) or plastic (claim 6) can be used within the scope of the invention.
  • the beads can be introduced without cutting on the unwound starting board of the inner sleeve or on the finished inner sleeve.
  • the invention also makes it possible to change from an inner sleeve made of aluminum, which is often used for reasons of weight saving, to inner sleeves made of steel. Since the wall thickness of the inner sleeve according to the invention can be made thinner, there is no disadvantageous increase in weight.
  • Inner sleeves made of plastic receive the beads during the extrusion process.
  • the damping body consists of an elastomer, as provided for in claim 7. It is preferably rubber.
  • the inwardly directed beads By means of the inwardly directed beads, a precise alignment or positioning of the mounting position of the bearing component in a bearing holder is also possible. This is particularly advantageous, since in practice the bearing components have to be installed in the correct position.
  • the bearing component can be gripped with a mandrel over the inner sleeve. The form fit of the mandrel with the beads prevents the bearing component from rotating on the mandrel.
  • the bearing component can thus be installed in the position or location required for the component. This process can be produced with constant accuracy, which is particularly advantageous in the case of automatic large series production.
  • Figure 1 is a view of a bearing component according to the invention
  • Figure 2 shows a longitudinal section through the representation of Figure 1 according to the arrow II-ll and
  • Figure 3 also in longitudinal section an alternative embodiment of a bearing component with inner and outer sleeve.
  • FIG. 1 and 2 show a first embodiment of a bearing component 1 according to the invention.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a bearing component 2.
  • Components that correspond to one another have the same reference symbols in both embodiments.
  • the bearing components 1 and 2 each have an elastic damping body 3 made of rubber, in which an inner sleeve 4 made of metal is embedded.
  • the inner sleeve 4 has beads 5 which are formed inwards in the direction of the longitudinal axis LA of the inner sleeve 4.
  • the beads 5 serve to guide a screw pushed through the inner sleeve 6. Accordingly, the depth of the beads 5 and the arrangement and the number are matched to this function.
  • the inner sleeve 4 also has beads 6, which are formed on the outside in the direction of the deformation body 3.
  • the stiffness behavior of the bearing components 1 and 2 is influenced by the beads 6, which are exposed to the outside of the damping body 3.
  • the size, shape and location as well as the number of beads 6 can vary.
  • the rigidity of the bearing components 1; 2 or the damping body 3 can be determined both in the radial and in the axial direction.
  • the outer sleeve 8 of the bearing component 2 also has non-cutting molded beads 9 directed towards the damping body 3. These depressions provide a further possibility for influencing the stiffness behavior of the damping body 3.
  • the bearing components 1 and 2 according to the invention are distinguished by their cost-effective production and their rigidity-optimized vibration or damping behavior. They enable an elastic joint connection, especially on swivel bearings of chassis components such as diagonal or wishbones.
  • the inner sleeves can also consist of a plastic.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein lagerbauteil (1) mit einem elastischen Dämpfungskörper (3), in den eine Innenhülse (4) eingebettet ist. Die Innenhülse (4) weist spanlos ausgeformte sciken (5, 6) auf. Die Sciken (5) sind nach innen in Richtung zur Längsachse (LA) der Innenhülse (4) ausgeformt. Die Sicken (6) sind nach aussen in Richtung zum Dämpfungskörper (3) ausgestellt. Die Sicken (5) dienen zur Führung einer durch das Lagerbauteil (1) geführten Schraube. Durch die Sicken (6) kann das Steifigkeitsverhalten des Dämpfungskörpers (3) bestimmt werden. Die Erfindung ermöglicht eine kostengünstige und steifigkeitsoptimierte Herstellung von Lagerbauteilen (1).

Description

Lagerbauteil
Die Erfindung betrifft einen Lagerbauteil mit einer Innenhülse und einem elastischen Dämfpungskörper, in den die Innenhülse eingebettet ist.
Solche Lagerbauteile kommen zur Schwingungskompensation und als elastische Verbindungselemente und -gelenke in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen, so beispielsweise im Kraftfahrzeugbau, zum Einsatz. Die Lagerbauteile bestehen in einer einfachen Bauform aus zwei Komponenten, nämlich der Innenhülse überwiegend in Metallausführung, welche die Stützfunktion übernimmt, und dem äußeren Dämpfungskörper, der meist in Gummi ausgeführt ist.
In der Einbausituation, beispielsweise in Lenkern von Fahrwerken, also Schräg- oder Querlenkern, sind die Lagerbauteile von einer Lagerbuchse bzw. Außenhülse umschlossen. Eine Forderung an das Lagerbauteil ist, dass dieses eine Steifigkeit in radialer ebenso wie in axialer Richtung besitzt, um auftretende Kräfte abfedern und im Fahrbetrieb entstehende Schwingungen absorbieren zu können. Das Erreichen der geforderten Steif igkeits- eigenschaften ist jedoch gerade in der Kraftfahrzeugtechnik aufgrund der begrenzten Bauraumvorgaben mitunter problematisch. Bei höheren Steifig- keitsanforderungen können härtere Dämpfungskörper mit höheren Festig- keitswerten eingesetzt werden. Diese erschweren jedoch die Montage, weil sie oft gar nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand in Lagerbuchsen einge- presst werden können. Auch besteht die Gefahr, dass sie infolge von Mate- rialabscherungen beschädigt werden. Die Funktion des Lagerbauteils ist dann gefährdet.
Bei einer bekannten Ausführungsform besteht das Lagerbauteil aus einem Dämpfungskörper aus Gummi, in den eine Innenhülse aus Metall eingebettet ist. Die Innenhülse weist radial nach innen vorstehende Leisten auf. Diese dienen dazu, um eine durch die Innenhülse geführte Schraube zu zentrieren. Zur Herstellung der Innenhülse kommt ein dickwandiges Rohr zum Einsatz, bei dem das zwischen den Leisten liegende Material mit einem Räumwerkzeug entfernt wird. Dies ist herstellungstechnisch und damit kostenmäßig aufwendig.
Zum Stand der Technik zählt ferner eine Variante, bei der die innere Führung durch einen Innenmantel aus Gummi realisiert ist. In der Innenhülse sind Durchbrechungen vorhanden, durch die das Gummi des Dämpfungskörpers bei der Formgebung durchtritt und hier den Innenmantel bildet.
Nachteilig an beiden Ausführungsformen sind die hohen Fertigungs- und Materialkosten. Ferner stoßen die bekannten Lagerbauteile bei vorgegebenem begrenztem Bauraum und hohen Steifigkeitsanforderungen an ihre Grenzen.
Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein sowohl fertigungstechnisch als auch anwendungstechnisch verbessertes Lagerbauteil zu schaffen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Lagerbauteil gemäß Anspruch 1 mit einer Innenhülse und einem diese einbettenden elastischen Dämpfungskörper. Kernpunkt der Erfindung bildet die Maßnahme, dass die Innenhülse spanlos ausgeformte Sicken aufweist. Diese Maßnahme ermöglicht eine kostengünstigere und leichtere Bauweise des Lagerbauteils.
Die Sicken übernehmen die Aufgabe der Führung bzw. Zentrierung einer durch das Lagerbauteil geführten Schraube. Hierzu sind die Sicken nach innen in Richtung zur Mittellängsachse der Innenhülse ausgeformt, wie dies Anspruch 2 vorsieht.
Durch nach außen zum Dämpfungskörper hin ausgeformte Sicken (Anspruch 3) ist es möglich, Einfluss auf die Steifigkeit des Dämpfungskörpers zu nehmen. Auf diese Weise erhält man ein Parameter zur Steifigkeitsregu- lierung des Dämpfungskörpers. Durch Größe, Form, Lage und Anzahl der Außensicken kann eine gezielte Einflussnahme auf das Steifigkeitsverhalten des Dämpfungskörpers in axialer und radialer Richtung durchgeführt werden. Diese Tatsache ist von besonderem Vorteil, da die Lagerbauteile wie einleitend beschrieben bauraumgebunden sind. Die Einflussnahme auf das Steifigkeitsverhalten ermöglicht eine gezielte Anpassung des Steifigkeitsverhal- tens bei vorgegebenem Bauvolumen. Es sind sehr hohe Steifigkeitswerte in radialer und axialer Richtung einstellbar.
Denkbar ist auch eine partielle Aufteilung der Steifigkeitswerte über den Dämpfungskörper verteilt, beispielsweise nach Sektoren. Hierdurch kann eine gezielte Anpassung des Lagerbauteils auf seine Einbausituation und die im Betrieb auftretenden Kräfte und Schwingungen vorgenommen werden.
Nach den Merkmalen von Anspruch 4 wird der Dämpfungskörper von einer Außenhülse ummantelt, welche nach innen in Richtung zum Dämpfungskörper spanlos ausgeformte Sicken aufweist. Hierdurch besteht eine weitere Einflussnahmemöglichkeit auf das Steifigkeitsverhalten des Dämpfungskörpers.
Im Rahmen der Erfindung können Innenhülsen aus Metall (Anspruch 5) oder aus Kunststoff (Anspruch 6) zur Anwendung gelangen. Bei Innenhülsen aus Metall können die Sicken an der abgewickelten Ausgangsplatine der Innenhülse oder an der fertigen Innenhülse spanlos eingebracht werden. Die Erfindung ermöglicht es zudem, von einer Innenhülse aus Aluminium, welches häufig aus Gewichtsersparnisgründen zum Einsatz gelangt, auf Innenhülsen aus Stahl überzugehen. Da die Wanddicke der erfindungsgemäßen Innenhülse dünner ausgeführt werden kann, ergibt sich hierdurch keine nachteilige Gewichtserhöhung.
Innenhülsen aus Kunststoff erhalten die Sicken während des Extrusionspro- zesses.
Insgesamt ist der Fertigungsprozess kostengünstig und man erhält steifig- keitsoptimierte Lagerbaubauteile.
Der Dämpfungskörper besteht aus einem Elastomer, wie dies Anspruch 7 vorsieht. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um Gummi.
Mittels der nach innen gerichteten Sicken ist auch eine präzise Ausrichtung bzw. Positionierung der Einbaulage des Lagerbauteils in einer Lageraufnahme möglich. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Lagerbauteile in der Praxis positionsgenau montiert werden müssen. Das Lagerbauteil kann mit einem Dorn über die Innenhülse gefasst werden. Durch Formschluss des Dorns mit den Sicken ist ein Verdrehen des Lagerbauteils auf dem Dorn nicht möglich. Das Lagerbauteil kann so gefasst in der bauteilspezifisch erforderlichen Position bzw. Lage eingebaut werden. Dieser Vorgang ist gleichbleibend genau produzierbar, was besonders bei einer automatischen Großserienfertigung vorteilhaft ist.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Lagerbauteil; Figur 2 einen Längsschnitt durch die Darstellung der Figur 1 gemäß dem Pfeil ll-ll und
Figur 3 ebenfalls im Längsschnitt eine alternative Ausführungsform eines Lagerbauteils mit Innen- und Außenhülse.
In den Figuren 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagerbauteils 1 dargestellt. Die Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Lagerbauteils 2. Einander entsprechende Bauteile tragen bei beiden Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen.
Die Lagerbauteile 1 bzw. 2 weisen jeweils einen elastischen Dämpfungskörper 3 aus Gummi auf, in den einen Innenhülse 4 aus Metall eingebettet ist. Die Innenhülse 4 weist Sicken 5 auf, die nach innen in Richtung zur Längsachse LA der Innenhülse 4 ausgeformt sind. Die Sicken 5 dienen zur Führung einer durch die Innenhülse 6 geschobenen Schraube. Dementsprechend ist die Tiefe der Sicken 5 und die Anordnung und die Anzahl auf diese Funktion abgestimmt.
Die Innenhülse 4 weist ferner Sicken 6 auf, die nach außen in Richtung zum Deformationskörper 3 ausgeformt sind. Durch die nach äußern zum Dämpfungskörper 3 ausgestellten Sicken 6 wird das Steifigkeitsverhalten der Lagerbauteile 1 bzw. 2 beeinflusst. Die Größe, die Form und die Lage ebenso wie die Anzahl der Sicken 6 kann variieren. Durch eine bauteilgerechte Abstimmung kann die Steifigkeit der Lagerbauteile 1 ; 2 bzw. des Dämpfungskörpers 3 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung bestimmt werden.
In der Einbausituation werden die Lagerbauteile 1 ; 2 in Außenhülsen 7, 8 eingepresst. Die Außenhülse 7 ist in der Figur 1 angedeutet.
Die Außenhülse 8 des Lagerbauteils 2 weist ebenfalls spanlos ausgeformt zum Dämpfungskörper 3 gerichtete Sicken 9 auf. Durch diese Vertiefungen besteht eine weitere Möglichkeit, Einfluss auf das Steifigkeitsverhalten des Dämpfungskörpers 3 zu nehmen. Die erfindungsgemäßen Lagerbauteile 1 und 2 zeichnen sich durch ihre kostengünstige Herstellung und ihr steifigkeitsoptimiertes Schwingungs- bzw. Dämpfungsverhalten aus. Sie ermöglichen eine elastische Gelenkverbindung, insbesondere an Schwenklagern von Fahrwerkskomponenten wie Schräg- oder Querlenkern. Grundsätzlich können die Innenhülsen auch aus einem Kunststoff bestehen.
Bezugszeichenaufstellunq
1 - Lagerbauteil
2 - Lagerbauteil
3 - Dämpfungskörper
4 - Innenhülse
5 - Sicke 6 - Sicke
7 - Außenhülse
8 - Außenhülse 9 - Sicke
LA- Längsachse

Claims

Patentansprüche
1. Lagerbauteil mit einer Innenhülse (4) und einem elastischen Dämpfungskörper (3), in den die Innenhülse (4) eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (4) spanlos ausgeformte Sicken (5; 6) aufweist.
2. Lagerbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (5) nach innen in Richtung zur Längsachse (LA) der Innenhülse (4) ausgeformt sind.
3. Lagerbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (6) nach außen in Richtung zum Dämpfungskörper (3) ausgeformt sind.
4. Lagerbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (3) in eine Außenhülse (8) eingebettet ist, welche spanlos ausgeformte, zum Dämpfungskörper (3) gerichtete Sicken (9) aufweist.
5. Lagerbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h gekennzeic net, dass die Innenhülse (4) aus Metall besteht.
6. Lagerbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (4) aus Kunststoff besteht.
7. Lagerbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (3) aus einem Elastomer, insbesondere Gummi, besteht.
PCT/EP2002/000878 2001-02-19 2002-01-29 Lagerbauteil WO2002066855A1 (de)

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