DE102007012772A1 - Elastisches Lagerelement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elastisches Lagerelement mit mindestens einem die beiden Anschlussteile (2) und (5) schwingfähig gegeneinander abstützenden gummielastischen Federkörper (3). Durch einen verstellbaren Anschlag sind die Auslenkungen der Anschlussteile relativ zueinander begrenzbar. Dazu ist in dem äußeren Anschlussteil (2) ein äußerer Anschlagkörper (2.1) koaxial zur Lagerachse drehbar gelagert. Dieser Anschlagkörper ist in zwei Positionen drehbar. In der einen Position sind radiale Auslenkungen des Innenanschlussteils möglich und in der zweiten Position sind diese radialen Auslenkungen blockiert.

Description

• Die Erfindung betrifft ein elastisches Lagerelement, das – wie im Oberbegriff von Anspruch 1 angegeben – zwei Anschlussteile sowie mindestens einen gummielastischen Federkörper aufweist, der die beiden Anschlussteile schwingfähig gegeneinander abstützt, wobei ein verstellbarer Anschlag vorgesehen ist, durch den Auslenkungen bzw. Schwingungen der Anschlussteile begrenzbar oder auch ganz blockierbar sind.
• Ein solches Lagerelement, ist aus der DE 39 23 149 C2 bekannt. Es dient zur Abstützung von Kraftfahrzeugmotoren, wobei es die Möglichkeit bietet, die Steifigkeit bzw. Weichheit der Abstützung mittels einer durch einen elektromechanischen Schaltvorgang einschiebbaren sog. Schaltzunge willkürlich oder auch automatisch zu verändern. Dies kann z. B. beim Durchgang durch Resonanzschwingungsbereiche zweckmäßig sein, um ein Aufschaukeln der Schwingungen zu vermeiden oder um die Amplituden von Auslenkungen zu begrenzen.
• Das aus der vorstehend benannten Druckschrift bekannte Lagerelement ist als sogenanntes Bügellager ausgebildet. Als solches ist es insbesondere zur Aufnahme von linearen Schwingungen geeignet, und zwar insbesondere von solchen, die in einer bestimmten Vorzugsrichtung auf das Lager einwirken. Bei Schwingungen, die ein mehrdimensionales Richtungsspektrum aufweisen, können sie nicht immer befriedigen.
• Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Lagerelement mit umschaltbarer Steifigkeit aufzuzeigen, bei dem die vorstehend genannten Nachteile und Einschränkungen der bekannten Bügellager nicht zutreffen.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Lagerelement gelöst, das nach dem an sich bekannten Konstruktionsprinzip einer Lagerbuchse aufgebaut ist, wobei durch die zusätzlichen, im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale die Möglichkeit geschaffen wurde, die elastischen Eigenschaften für verschiedene Fahrzustände zu optimieren bzw. an unterschiedliche Komfortbedürfnisse anzupassen.
• In den Unteransprüchen sind besonders vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung angegeben.
• Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe in sowohl konstruktiv als auch bedienungstechnisch überraschend einfacher Weise, indem sie die zylindrische Bauform der an sich bekannten Lagerbuchsen nutzt und zur Einstellung der verschiedenen Betriebszustände des Lagers Anschlagelemente vorschlägt, die koaxial innerhalb der Buchse angeordnet und durch Drehung um die Mittelachse des Lagers aktivierbar sind.
• Durch Verdrehen können die Anschläge zueinander in eine erste Position gebracht werden, in der sie ringsum zueinander überall einen Mindestabstand a aufweisen, der Auslenkungen des inneren Anschlussteils innerhalb des äußeren Anschlussteils ermöglicht. Durch relative Verdrehung in eine zweite Position können dagegen radiale Vorsprünge, die zumindest an einem der Anschläge angebracht sind, so in den Zwischenraum geschwenkt werden, dass an ihnen gar kein oder nur ein geringer Abstand b zu dem gegenüberliegenden Anschlag bleibt (wobei b wesentlich kleiner als a ist). In dieser Position sind relative radiale Auslenkungen der Anschlussteile blockiert bzw. eng begrenzt.
• In besonders vorteilhaften Ausführungen der vorliegenden Erfindung weisen die zusammenwirkenden Anschläge des Lagerelements – nämlich sowohl eine in den äußeren Anschlagkörper eingeformte Ausnehmung, die den äußeren Anschlag bildet, als auch ein mit dieser Ausnehmung korrespondierender innerer Anschlagkörper – annähernd prismatische Formen auf und sind koaxial zur Lagerachse angeordnet. Vorzugsweise sind die genannte Ausnehmung und der mit ihr zusammenwirkende innere Anschlagkörper als gerade Prismen auf der Basis gleichseitiger Dreiecke oder als dreiseitiges Gleichdick geformt. Wie sich gezeigt hat, ergeben sich bei dieser Raumform der Anschlagelemente optimale Gestaltungsmöglichkeiten, insbesondere, was die Möglichkeit betrifft, einerseits hohe Weichheit bzw. langen Federweg der Lagerelemente zu realisieren und andererseits eben diese Parameter nicht nur schlagartig sondern auch dosiert verringern zu können.
• Zur Verstellung der relativen Position der wirksamen Anschlagelemente kommen elektrische, hydraulische und/oder pneumatische Antriebe in Betracht. Diese können linear oder als Drehantriebe ausgebildet sein. Vorzugsweise wird ein Torquemotor vorgeschlagen, da sich dieser Antrieb durch hohes Drehmoment, genaue Drehpositionierung und eine für die vorliegende Anwendung günstige Bauform auszeichnet. Ferner können im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft auch durch piezoelektrische Aktoren betätigte Antriebe zur Anwendung kommen.
• Zur Verdeutlichung der Erfindung wird auf die beigefügte Zeichnung verwiesen. In dieser ist ein erfindungsgemäßes Lagerelement in beiden Schaltstellungen – jeweils im Querschnitt und im axialen Längsschnitt – dargestellt, und zwar zeigt
• 1a/b die Schaltstellung maximaler Beweglichkeit und
• 2a/b die Schaltstellung, in der die Federung blockiert ist.
• Die Zeichnung gibt ein erfindungsgemäßes Lagerelement in der Anwendung an einer sog. Pendelstütze (1) wieder. Solche Pendelstützen werden insbesondere zur Lagerung von Kraftfahrzeugmotoren eingesetzt. Am freien Ende der dargestellten Pendelstütze (1) befindet sich das äußere Anschlussteil (2) eines erfindunggemäßen Lagerelementes. In die beiden Stirnseiten dieses Anschlussteils (2) sind ringförmige Gummifedern (3) und (4) eingesetzt, in denen auf einer Mittelachse ein inneres Anschlussteil (5) zentral gelagert ist. Im axialen Zwischenraum der beiden ringförmigen Gummifedern ist das im übrigen zylindrische innere Anschlussteil (5) zu einem inneren Anschlagkörper (5.1) in Form eines geraden, gleichseitig-dreieckigen Prisma erweitert, dessen radiale Vorsprünge Innenanschläge (5.2) bilden.
• Andererseits ist im axialen Zwischenraum der beiden ringförmigen Gummifedern (3) und (4) in dem äußeren Anschlussteil (2) ein äußerer Anschlagkörper (2.1) drehbar gelagert, der eine – ebenfalls gerade, gleichseitig-deieckige – prismatische Ausnehmung (2.2) aufweist. Diese prismatische Ausnehmung (2.2) umgibt den inneren Anschlagkörper (5.1), wobei in der in 1a/b wiedergegebenen Schaltstellung, in der der Stellhebel (6) in Pos. I geschwenkt ist, zwischen der inneren Wandungsfläche der Ausnehmung (2.2) und den Anschlagkanten (5.2) des inneren Anschlagkörpers überall mindestens ein Abstand (a) besteht, der eine von den ringförmigen Gummifedern (3) und (4) aufgefangene radiale Auslenkung des inneren Anschlussteils (5) zulässt.
• In der in 2a/b dargestellten Schaltstellung des erfindungsgemäßen Lagerelements ist der äußere Anschlagkörper (2.1) dagegen durch Schwenken des Stellhebels (6) in die Pos. II so verdreht, dass die innere Wandungsfläche der Ausnehmung (2.2) die Innenanschläge (5.2) berührt, und dies hat offenbar zur Folge, dass radiale Auslenkungen des inneren Anschlussteils blockiert sind.

1

Pendelstütze

2

äußeres Anschlussteil

2.1

äußerer Anschlagkörper

2.2

prismatische Ausnehmung

3

ringförmige Gummifeder

4

ringförmige Gummifeder

5

inneres Anschlussteil

5.1

innerer Anschlagkörper

5.2

Innenanschläge

6

Stellhebel

Pos. I

Schaltstellung maximaler Beweglichkeit

Pos. II

Blockierstellung

A

Mittelachse

a

Federweg

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• - DE 3923149 C2 [0002]

Claims (6)

1. Elastisches Lagerelement mit Anschlussteilen (2) und (5) mit mindestens einem die beiden Anschlussteile (2) und (5) schwingfähig gegeneinander abstützenden gummielastischen Federkörper (3), (4), wobei ein verstellbarer Anschlag (2.1, 5.1) vorgesehen ist, durch den Auslenkungen bzw. Schwingungen der Anschlussteile (2, 5) aufeinander zu begrenzbar oder auch ganz blockierbar sind, dadurch gekennzeichnet, • dass es als Lagerbuchse aufgebaut ist, die in an sich bekannter Weise ein hohlzylindrisches äußeres Anschlussteil (2) und ein koaxial in diesem gelagertes inneres Anschlussteil (5) sowie mindestens einen die beiden Anschlussteile (2) und (5) radial und axial schwingfähig gegeneinander abstützenden gummielastischen Federkörper (3), (4) aufweist, und • dass in dem äußeren Anschlussteil (2) ein äußerer Anschlagkörper (2.1) koaxial zur Lagerachse (A) drehbar gelagert ist, • der in eine erste Position (Pos. I) drehbar ist, in der er zu einem auf dem Innen-Anschlussteil (5) gelagerten Anschlagkörper (5.1) überall mindestens einen Abstand (a) aufweist, der radiale Auslenkungen des Innen-Anschlussteils (5) ermöglicht, • und in eine zweite Position (Pos. II), in der er zu Innenanschlägen (5.2) die als radial nach außen gerichtete Vorsprünge an dem Anschlagkörper (5.1) angebracht sind, gar keinen oder nur einen geringen Abstand (b) aufweisen, wobei b << a, so dass radiale Auslenkungen des Innen-Anschlussteils (5) blockiert oder zumindest eng begrenzt sind.
2. Elastisches Lagerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, • dass der äußere Anschlagkörper (2.1) eine zur Lagerachse (A) koaxiale, prismatische Ausnehmung (2.2) aufweist, deren Innenflächen als äußere Anschlagflächen wirken, • und in der auf einem koaxialen inneren Anschlussteil (5) ein ebenfalls prismatisch geformter innerer Anschlagkörper (5.1) koaxial zur Lagerachse (A) gelagert ist, dessen zur Achse (A) parallele Außenkanten innere Anschläge (5.2) bilden, • wobei die radialen Abmessungen der Ausnehmung (2.2) und des inneren Anschlagkörpers (5.1) so aufeinander abgestimmt sind, dass der äußere Anschlagkörper (2.1) um den inneren Anschlagkörper (5.1) drehbar ist, • und zwar in eine erste Position (Pos. I), in der die Wandung der Ausnehmung (2.2) zu den radial vorspringenden Innenanschlägen (5.2) des prismatischen inneren Anschlagkörpers (5.1) überall mindestens einen Abstand (a) aufweist, der radiale Auslenkungen des Innen-Anschlussteils (5) ermöglicht, • und in eine zweite Position (Pos. II), in der Teile der Wandung der Ausnehmung (2.2) zu den radial vorspringenden Innenanschlägen (5.2) des prismatischen inneren Anschlagkörpers (5.1) gar keinen oder nur einen geringen Abstand (b) aufweisen, wobei b << a, so dass radiale Auslenkungen des inneren Anschlussteils (5) blockiert oder zumindest eng begrenzt sind.
3. Elastisches Lagerelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die prismatische Ausnehmung (2.2) und das innere Anschlussteil (5) – zumindest näherungsweise – die Form von geraden, gleichseitig-dreiseitigen Prismen aufweisen.
4. Elastisches Lagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstellung des äußeren Anschlagkörpers (2.1) ein Torquemotor verwendet wird.
5. Elastisches Lagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstellung des äußeren Anschlagkörpers (2.1) ein durch piezoelektrische Aktoren betätigter Antrieb verwendet wird.
6. Elastisches Lagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der innere und/oder der äußere Anschlagkörper ganz oder teilweise aus einem elastischen Werkstoff gebildet ist.