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Die
Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Lager, insbesondere zur
Aufhängung
einer Abgasanlage an einem Karosserieboden eines Kraftfahrzeugs,
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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STAND DER
TECHNIK
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Ein
elastisches Lager mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs
1 ist als praktizierter Stand der Technik der Mündener Gummiwerk GmbH bekannt.
Das elastische Lager, das der Automobilindustrie zugeliefert wird,
besteht ausschließlich
aus dem Federkörper
aus Elastomerwerkstoff. Dieser wird mit seinem unrunden Riegelelement
von unten in ein unrundes Loch in dem Karosserieboden eingeführt und
dann durch eine 90° Drehung
um eine vertikale Achse an dem Karosserieboden verriegelt. Durch
die Drehung hintergreift das Riegelelement Teile einer an das unrunde
Loch angrenzenden Blechwandung des Karosseriebodens. Über den
Federkörper
ist eine Buchse zur Aufnahme eines abzustützenden Bauteils, die durch
eine Aussparung in dem Elastomerwerkstoff des Federkörpers ausgebildet
ist, elastisch an dem Karosserieboden abgestützt. Es ist ein Nachteil des
bekannten elastischen Lagers, dass es keine Verliersicherung aufweist,
die das abzustützende
Bauteil auch bei einem Ausfall des Elastomerkörpers an dem Karosserieboden
sichert. Darüber
hinaus ist die Montage des bekannten elastischen Lagers an dem Karosserieboden
vergleichsweise kompliziert, da ein fester Sitz des an dem Karosserieboden
verriegelten Federkörpers
erforderlich ist, der Elastomerwerkstoff des Federkörpers bei
seiner Verriegelung aber nicht durch die Blechwandung beschädigt werden
darf. Insbesondere darf der Federkörper aus Elastomerwerkstoff
nicht eingekerbt werden.
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Aus
der
DE 295 06 970
U1 ist ein elastisches Lager zur Aufhängung einer Abgasanlage an
einem Karosserieboden eines Kraftfahrzeugs bekannt, das einen Federkörper aus
Elastomerwerkstoff aufweist, in dem zwei Buchsen ausgebildet sind,
davon eine zur Aufnahme eines abstützenden und eine zur Aufnahme
eines abzustützenden
Bauteils. Auf dem Außenumfang
des Federkörpers
ist eine schlaufenförmige
Verliersicherung aus einem Gewebeband angeordnet, das durch pilzförmige Vorsprünge seitlich
auf dem Federkörper
geführt
ist. Die Verliersicherung verhindert ein Herabfallen des abzustützenden
Bauteils bei Ausfall des Federkörpers
aus Elastomerwerkstoff. Darüber
hinaus begrenzt sie den Federweg des Federkörpers. Nachteilig bei diesem
bekannten elastischen Lager ist, dass es zu seiner Montage auf ein
bolzenförmiges
abstützendes
Bauteil am Karosserieboden aufgeschoben werden muss, was vergleichsweise
aufwändig
ist. Es ist zwar zur Vermeidung dieses Nachteils bekannt, eine Montageplatte
mit einem daran gelagerten Bolzen, der in die Buchse für die Aufnahme
des abstützenden
Bauteils des Federkörpers
eingreift, vorzusehen und den Federkörper auf diesem Bolzen vormontiert
an die Automobilindustrie zu liefern, so dass dort nur noch die
Montageplatte an den Karosserieboden angeschraubt werden muss, was
auch nach weitergehender Vormontage des Federkörpers an die Abgasanlage geschehen
kann. Die Montageplatte mit dem angesetzten Bolzen ist jedoch ein
vergleichsweise komplexes und daher kostspieliges zusätzliches
Bauteil.
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Als
eine andere Bauart von elastischen Lagern zur Aufhängung einer
Abgasanlage an einem Karosserieboden eines Kraftfahrzeugs sind so
genannte Festlager bekannt, die eine integrierte Montageplatte und
einen daran angesetzten und als Verliersicherung dienenden Haltebügel aufweisen,
wobei zwischen dem Haltebügel
und der Montageplatte ein Federkörper
aus Elastomerwerkstoff angeordnet ist, der eine Buchse zur Aufnahme
eines abzustützenden
Bauteils innerhalb des Haltebügels
elastisch gegenüber
der Montageplatte abstützt.
Diese elastischen Lager erfordern aufgrund des Haltebügels, auch
wenn dieser verformbar ausgebildet ist, einen größeren Bauraum als die oben
beschriebenen, im Wesentlichen schlaufenförmigen elastischen Lager. Der
Aufbau der Montageplatte und des daran angesetzten Haltebügels ist
zu dem vergleichsweise aufwändig
und daher mit vergleichsweise hohen Kosten verbunden.
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AUFGABE DER
ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastisches Lager mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufzuzeigen,
das eine Verliersicherung aufweist, leicht montierbar ist und dennoch
zu günstigen
Kosten bereitgestellt werden kann.
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LÖSUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch ein elastisches Lager mit den Merkmalen
des unabhängigen
Patentanspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
des neuen elastischen Lagers sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis
10 beschrieben.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Bei
dem neuen elastischen Lager, dessen Federkörper aus Elastomerwerkstoff
ein unrundes Riegelelement zum Verriegeln an einem abstützenden
Bauteil aufweist, ist an dem Federkörper eine das Riegelelement
und eine Buchse für
ein abzustützendes
Bauteil umschließende
schlaufenförmige Verliersicherung
vorgesehen. Bei der Montage des neuen elastischen Lagers wird die
Verliersicherung mit dem Riegelelement teilweise in das Loch in
der Wandung eingebracht, und sie befindet sich auch nach der Verriegelung
des Federkörpers
an der Wandung teilweise jenseits der Wandung und zwar mit dem Teil,
der sich über
das Riegelelement hinweg erstreckt. Obwohl die Verliersicherung
damit nicht unmittelbar an dem abstützenden Bauteil aufgehängt ist,
kann durch eine ausreichend stabile Ausbildung des Riegelelements
des Federkörpers
aus Elastomerwerkstoff eine volle Funktion der schlaufenförmigen Verliersicherung
sichergestellt werden. Das heißt,
bei jeder denkbaren Form der Zerstörung des Federkörpers aus
Elastomerwerkstoff bleibt das Riegelelement unzerstört auf der
Rückseite
der Wandung und sichert die Verliersicherung an der Wandung und
damit an dem abstützenden
Bauteil. Die nicht unmittelbare Aufhängung der Verliersicherung an
dem abstützenden
Bauteil ist damit überraschenderweise
ohne jeden Nachteil.
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Um
die Funktion des Riegelelements, die Verliersicherung an dem abstützenden
Bauteil zu sichern, unter allen Umständen zu garantieren, kann das
Riegelelement eine starre Verstärkungseinlage, beispielsweise
aus Metall aufweisen. Dies ist jedoch überraschenderweise nicht notwendig.
Dieselbe Garantie kann auch durch eine seitliche Führung des Riegelelements
gegenüber
dem Loch in der Wandung gegeben werden. Eine gewisse seitliche Führung wird
dabei allein durch die Verliersicherung selbst bereitgestellt. Zusätzlich kann
die Wandung eine seitliche Abstützung
für das
Riegelelement des an dem abstützenden
Bauteil verriegelten Federkörpers
ausbilden. Vorzugsweise sind durch die Wandung auf beiden Seiten
der Verliersicherung seitliche Abstützungen für das Riegelelement ausgebildet.
Die seitlichen Abstützungen
verhindern primär
eine seitliche Verschiebung des Riegelelements, so dass dieses auch
bei Einwirken hoher Zugkräfte
auf die Verliersicherung nicht durch das Loch in der Wandung hindurchkippen
kann. Darüber
hinaus können
die seitlichen Abstützungen
auch einer entriegelnden Drehbewegung des Riegelelements entgegenwirken.
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Die
schlaufenförmige
Verliersicherung kann ganz oder teilweise in den Federkörper aus
Elastomerwerkstoff eingebettet sein. Vorzugsweise ist sie jedoch
auf dem Außenumfang
des Federkörpers
angeordnet. So kann der Federkörper
aus Elastomerwerkstoff in einem Werkzeug hergestellt werden, in das
keine anderen Materialien neben dem Elastomerwerkstoff eingebracht
werden müssen.
Die Verliersicherung wird dann auf dem Außenumfang des fertigen Federkörpers angeordnet.
Hier kann sie durch Vorsprünge
des Federkörpers
seitlich geführt werden.
Auch die Verriegelung des Federkörpers
an dem abstützenden
Bauteil kann eine seitliche Führung
für die
Verliersicherung gegenüber
dem Federkörper
bewirken.
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Kombiniert
mit der seitlichen Führung
für die Verliersicherung
und/oder zusätzlich
zu dieser kann der Federkörper
in seinem Riegelelement und/oder einem daran angrenzenden Halsbereich
Ausnehmungen zum Aufnehmen der Verliersicherung beim auf die Rückseite
der Wandung Bringen des Verriegelungselements aufweisen. Die in
diesen Ausnehmungen aufgenommene Verliersicherung ist beim Verriegeln
des Federkörpers
an der Wandung des abstützenden
Bauteils nicht im Weg. Insbesondere bestehen auch keine Gefahren
einer Beschädigung der
Verliersicherung. Derartige Gefahren sind aber sowieso kaum vorhanden,
weil eine Verliersicherung aus einem geeigneten Gewebeband allgemein
sehr robust ist.
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Zur
Sicherung der Lage und Ausrichtung des Federkörpers in seinem an der Wandung
verriegelten Zustand kann der Federkörper beim Verriegeln an dem
abstützenden
Bauteil über
das Riegelelement hinaus in das unrunde Loch in der Wandung einrasten.
Er kann dabei den freien Querschnitt des Lochs vollständig ausfüllen, so
dass eine vollständige
Lagedefinition des Federkörpers
in dem Loch gegeben ist. Es versteht sich, dass der Federkörper unterhalb
des Lochs einen so großen
Querschnitt aufweist, dass er nicht insgesamt durch das Loch hindurch treten
kann. Bei vollständig
ausgefülltem
Loch ist die Lage des Federkörpers
und damit auch seines Riegelelements gegenüber dem abstützenden
Bauteil in der Längsrichtung
der Verliersicherung vollständig
definiert.
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Besonders
bevorzugt ist es bei dem neuen elastischen Lager, wenn die Wandung
mit dem Loch Teil eines an dem Karosserieboden anschraubbaren Formkörpers ist.
Dieser Formkörper
bildet dann eine Montageplatte für
die Montage des neuen elastischen Lagers bei einem Kraftfahrzeughersteller
aus. Die Verriegelung des Federkörpers
aus Elastomerwerkstoff an dem Formkörper erfolgt hingegen typischerweise
bereits beim Hersteller des elastischen Lagers. Dabei sind die Zugangsverhältnisse
zu dem Loch in der Wandung besonders günstig, so dass der Federkörper mit
geringerem Aufwand, vorzugsweise automatisch, beschädigungsfrei
an dem Formkörper verriegelbar
ist.
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Der
Formkörper
kann aus einem kaltverformten ebenen Ausgangsblech ausgebildet sein.
Dabei ist es möglich,
den Formkörper
in einem einzigen Arbeitsgang aus dem ebenen Ausgangsblech auszuformen,
und zwar einschließlich
der seitlichen Abstützungen
für das
Riegelelement des Federkörpers
aus Elastomerwerkstoff und etwaiger Umbiegungen zur Formversteifung
des Formkörpers.
Konkret können die
seitlichen Abstützungen
durch nach oben umgebogene Randbereiche des Formkörpers ausgebildet sein.
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Alternativ
zur Ausbildung aus Metall, insbesondere Metallblech, kann der Formkörper, der
die Montageplatte des neuen elastischen Lagers ausbildet, auch aus
Kunststoff ausgebildet sein. Er kann konkret aus einem harten, formstabilen
Kunststoff Formgespritzt sein. Dabei kann der Kunststoff auch verstärkt sein,
was aber nicht zwingend ist. Die Anbindung der Verliersicherung
an den Formkörper über das
Riegelelement sorgt in vorteilhafter Weise für eine Reduzierung der auf
den Formkörper
einwirkenden Lastspitzen.
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Wie
bereits angedeutet, wird das neue elastische Lager vorzugsweise
in der Form konfektioniert, dass der Formkörper mit dem daran verriegelten
Federkörper
und der auf dem Federkörper
angeordneten Verliersicherung eine vormontierte Baugruppe bildet.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung
genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer
Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ
zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen
erzielt werden müssen.
Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten
Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander
sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen.
Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen
der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls
abweichend von den gewählten
Rückbeziehungen
der Patentansprüche
möglich
und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in
separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung
genannt werden. Diese Merkmale können
auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso
können in
den Patentansprüchen
aufgeführte
Merkmale für weitere
Ausführungsformen
der Erfindung entfallen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren näher
erläutert und
beschrieben.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht des neuen elastischen Lagers.
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2 zeigt
einen vertikalen Längsschnitt durch
das elastische Lager gemäß 1.
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3 zeigt
alle, auch die an sich verdeckten Umrisslinien des neuen elastischen
Lagers in einer Seitenansicht mit der Blickrichtung des Längsschnitts gemäß 2.
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4 zeigt
einen vertikalen Querschnitt durch das elastische Lager gemäß 1.
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5 zeigt
alle, auch die an sich verdeckten Umrisslinien des neuen elastischen
Lagers in einer Seitenansicht mit der Blickrichtung des Querschnitts gemäß 4.
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6 zeigt
alle, auch die an sich verdeckten Umrisslinien des elastischen Lagers
gemäß den 1 bis 5,
wobei die Blickrichtung einer Draufsicht von oben auf das elastische
Lager entspricht. Weiterhin sind hier die zu den 2 und 4 zugehörigen Schnittlinien
II-II bzw. IV-IV eingezeichnet.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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Das
in den Figuren gezeigte elastische Lager 1 besteht aus
einem Federkörper
aus Elastomerwerkstoff 2, einer auf dem Außenumfang 25 des
Federkörpers 2 angeordneten
Verliersicherung 3 und einem Formkörper 4. Der Formkörper 4 ist
zur Montage an dem Karosserieboden eines Kraftfahrzeugs (hier nicht
wiedergegeben) vorgesehen. Es weist hierzu Befestigungslöcher 5 auf,
durch die Schrauben (hier nicht dargestellt) hindurch greifen können. An
dem Formkörper 4 ist
der Federkörper 2 mit
der darauf angeordneten Verliersicherung 3 verriegelt. Hierzu
greift ein Verriegelungselement 6 durch ein Loch 7 in
einer Wandung 8 des Formkörpers 4 hindurch und
stützt
sich mit seinen seitlich über
einen Halsbereich 9 abstehenden Bereichen 10 auf
der Rückseite
der Wandung 8 an dem Formkörper 4 ab. Die Verliersicherung 3,
bei der es sich um eine geschlossene Schlaufe 11 aus einem
Gewebeband handelt, ist durch Vorsprünge 12 bis 15 des
Federkörpers 2 seitlich
geführt
und erstreckt sich mit ihrem über
das Riegelelement 6 verlaufenden Teil durch das Loch 7 bis
auf die Rückseite
der Wandung 8. Neben dem Verriegelungselement 10 umschließt die Verliersicherung 3 eine
Buchse 16 zur Lagerung eines abzustützenden Bauteils einer Abgasanlage (hier
nicht dargestellt). Die Buchse 16 ist aus dem Elastomerwerkstoff 17 des
Federkörpers 2 ausgebildet.
Der Elastomerwerkstoff 17 bildet darüber hinaus vertikale Anschläge 18 und 19 und
Federarme 20 zwischen der Buchse 16 und dem Riegelelement 10 aus.
Die Verliersicherung 3 ist nicht direkt an dem Formkörper 4 verankert,
sondern nur indirekt über das
Riegelelement 10. Das Riegelelement 10 ist jedoch
in seiner Lage gegenüber
dem Formkörper 4 so stabilisiert,
dass es die Verliersicherung 3 zuverlässig und belastbar an dem Formkörper 4 sichert.
Hierzu tragen seitliche Abstützungen 21 bei,
die durch umgebogene Randbereiche 22 des Formkörpers 4 ausgebildet
sind und die die Bereiche 10 des Riegelelements 6 seitlich
in der Querrichtung zur der Verliersicherung 11 führen. In
der dazu senkrechten horizontalen Richtung ist das Riegelelement 6 dadurch
in seiner Lage gegenüber
dem Formkörper 4 definiert, dass
der Federkörper 2 teilweise
in das Loch 7 eingerastet ist, so dass er dessen gesamten
freien Querschnitt formschlüssig
ausfüllt.
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Zur
Herstellung des in den Figuren dargestellten elastischen Lagers
als vormontierte Baugruppe sind folgende Schritte durchzuführen:
- 1. Herstellen des Formkörpers 4 durch Kaltverformen
eines ebenen Ausgangsblechs. Dabei können in einem Arbeitsschritt
die Befestigungslöcher 5 und
das Loch 7 ausgebildet, die Randbereiche 22 zur
Ausbildung der Abstützung 21 und
weitere Randbereiche 23 zur Aussteifung des Formkörpers 4 umgebogen
und auch eine zentrale Absenkung 24 der Wandung 8 im
Bereich des Lochs 7, damit das gesamte elastische Lager 1 nach
oben in einer Ebene endet, ausgebildet werden.
Alternativ kann
der Formkörper 4 z.B.
durch durch Formspritzen aus einem harten, d.h. formstabilen Kunststoff
ausgebildet werden. Der Kunststoff kann dabei bei Bedarf z.B. durch
eingebettete Fasern verstärkt
sein.
- 2. Der Federkörper 2 wird
aus Elastomerwerkstoff 17 vulkanisiert.
- 3. Aus Gewebeband wird die geschlossene Schlaufe 11 ausgebildet.
- 4. Die geschlossene Schlaufe 11 aus dem Gewebeband
wird als Verliersicherung 3 auf dem Federkörper 2 aus
Elastomerwerkstoff 17 angeordnet, so dass sie zwischen
und unter die Vorsprünge 12 bis 15 gelangt.
- 5. Der Federkörper 2 wird
mit seinem Riegelelement 6 und der darüber verlaufenden Verliersicherung 3 in
einer gegenüber
den 1 bis 6 um eine vertikale Achse um
90° verdrehten
Relativstellung zu dem Formkörper 4 durch
das Loch 7 in der Wandung 8 geschoben, bis die
Bereiche 10 des Riegelelements 6 hinter die Wandung 8 treten.
Dann wird der Federkörper 2 mit
dem Riegelelement 6 um die vertikale Achse um 90° verdreht,
so dass er seine Stellung gemäß den Figuren
einnimmt. Dabei legen sich die Bereiche 10 an die seitlichen
Abstützungen 21 an
und Teile des Federkörpers 2 rasten
in die Randbereiche des unrunden Lochs 7 in der Wandung 8 ein.
Damit ist der Federkörper 2 einschließlich des
Riegelelements 6 vollständig
in seiner Lage gegenüber dem
Formkörper 4 definiert.
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Jetzt
kann noch ein abzustützendes
Bauteil in die Buchse 16 eingeführt werden. Das fertige elastische
Lager 1 ist dann über
den Formkörper 4 mit durch
die Befestigungslöcher 5 hindurch
greifenden Schrauben an einen Karosserieboden eines Kraftfahrzeugs
montierbar.
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- 1
- Elastisches
Lager
- 2
- Federkörper
- 3
- Verliersicherung
- 4
- Formkörper
- 5
- Befestigungsloch
- 6
- Riegelelement
- 7
- Loch
- 8
- Wandung
- 9
- Halsbereich
- 10
- Bereich
- 11
- Gewebeband
- 12
- Vorsprung
- 13
- Vorsprung
- 14
- Vorsprung
- 15
- Vorsprung
- 16
- Buchse
- 17
- Elastomerwerkstoff
- 18
- Anschlag
- 19
- Anschlag
- 20
- Federarm
- 21
- Seitliche
Abstützung
- 22
- Randbereich
- 23
- Randbereich
- 24
- Absenkung
- 25
- Außenumfang