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Die
Erfindung betrifft ein Lager für eine Radaufhängung
eines Kraftfahrzeuges gemäß der im Oberbegriff
des Anspruches 1 angegebenen Art.
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Ein
gattungsgemäßes, sämtliche Merkmale des
Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweisendes Gummi-Metall-Lager für
eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges ist in der
DE 196 13 212 C2 beschrieben.
Das offenbarte Gummi-Metall-Lager weist im Wesentlichen drei beim
Einbau des Lagers an einen Lenker der Radaufhängung zu
montierende Lagerelemente, nämlich ein erstes und ein zweites,
jeweils ein Gummielement aufweisendes, axialwirksames Lagerelement
und ein zwischen den beiden axialwirksamen Lagerelementen angeordnetes,
ein weiteres Gummielement aufweisendes, radialwirksames Lagerelement
auf. Das Gummi-Metall-Lager zeichnet sich insbesondere durch die
Vorspannung der jeweiligen Gummielemente aus, sodass eine ausreichende
Aufnahme der in Fahrtrichtung und quer zur Fahrtrichtung auftretenden
Belastungen durch die in den einzelnen Lagerelementen angeordneten
Gummielemente gewährleistet ist. Während das Gummielement
des radialwirksamen Lagerelements von einem, die erforderliche Vorspannung
erzeugenden Gehäusemantel umfasst ist, können
die Gummielemente der axialwirksamen Lager elemente erst beim Einbau
des Lagers an einen Lenker der Radaufhängung mittels einer
Spannschraube der Radaufhängung vorgespannt werden.
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Als
nachteilig erweist sich bei dem offenbarten Gummi-Metall-Lager der
Umstand, dass das Gummi-Metall-Lager nur geteilt an einen Lenker
der Radaufhängung montierbar ist und dass die Vorspannung
der Gummielemente der axialwirksamen Lagerelemente erst bei der
Montage des Lagers an einen Lenker der Radaufhängung aufwendig
mittels einer Spannschraube eingestellt werden kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Lager für eine
Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges gemäß der
im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art unter Vermeidung
der genannten Nachteile derart weiter zu bilden, dass das Lager
einen kompakten Lageraufbau aufweist und ein vereinfachter Einbau
des Lagers gewährleistet ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1
in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die
Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung.
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Nach
der Erfindung umfasst das Lager für eine Radaufhängung
eines Kraftfahrzeuges ein Radiallager mit einem Lagerkern und einen
dem Lagerkern umgebenden Elastomerkörper, ein erstes Axiallager
mit einem ersten inneren Lagerelement und einem ersten äußeren
Lagerelement und einem zwischen dem ersten inneren und dem ersten äuße ren Lagerelement
angeordneten ersten Elastomerkörper, sowie ein zweites
Axiallager mit einem zweiten inneren Lagerelement und einem zweiten äußeren
Lagerelement und einem zwischen dem zweiten inneren und dem zweiten äußeren
Lagerelement angeordneten zweiten Elastomerkörper. Erfindungsgemäß sind das
Radiallager und die beiden Axiallager fest vormontiert, wobei in
axiale Richtung betrachtet jeweils ein Lagerelement der beiden Axiallager
am Lagerkern des Radiallagers festgelegt ist und die jeweiligen
anderen Lagerelemente der beiden Axiallager miteinander in Wirkverbindung
stehend, axial festgelegt sind und in radiale Richtung betrachtet
das Radiallager durch die in Wirkverbindung miteinander stehenden
Lagerelemente der beiden Axiallager festgelegt ist. Hierbei sind
der Lagerkern des Radiallagers und die Lagerelemente der beiden
Axiallager derart geometrisch zueinander angeordnet bzw. vormontiert,
dass zumindest die Elastomerkörper der Axiallager eine
definierte Vorspannung aufweisen.
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Durch
die erfindungsgemäße Vormontage der einzelnen
Lagerbauteile und die durch bzw. während der Vormontage
erzeugte definierte Vorspannung der Elastomerkörper der
Axiallager ist in vorteilhafter Weise ein Lager mit einem kompakten
Montagemaß für die Endmontage zur Verfügung
gestellt, das einstückig an einem Lenker der Radaufhängung montierbar
ist. Auf Grund der bereits während der Vormontage erzeugten
Vorspannung der Elastomerkörper der Axiallager ist zudem
in vorteilhafter Weise ein aufwendiges Vorspannen der Elastomerkörper während
des Einbaus des Lagers über zusätzliche Bauteile,
z. B. mittels einer Spannschraube, nunmehr nicht mehr erforderlich.
Als weiterer Vorteil ist anzufügen, dass das erfindungsgemäße
Lager infolge der einfachen Teilegeometrie und der geringen Anzahl von
Einzelteilen über einen simplen, homogenen Aufbau verfügt.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Lagers sind der Lagerkern des Radiallagers und die Lagerelemente
der beiden Axiallager derart geometrisch zueinander angeordnet,
dass auch der Elastomerkörper des Radiallagers vorgespannt
ist, d. h. das bei der Vormontage des Lagers auch der Elastomerkörper
des Radiallagers definiert vorgespannt wird.
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Vorzugsweise
ist das Radiallager von einer den Lagerkern und den Elastomerkörper
umgebenden Außenschale umfasst. Durch das Vorsehen einer
den Lagerkern und den Elastomerkörper umfassenden bzw.
umgebenden Außenschale ist auf eine einfache Art und Weise
bereits vor der Vormontage der einzelnen Lagerbauteile ein definiertes
Vorspannen des Elastomerkörpers des Radiallagers ermöglicht.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Lagers sind das erste und das zweite äußere Lagerelement
des Axiallagers auf dem Lagerkern des Radiallagers axial festgelegt,
während das erste und zweite innere Lagerelement der Axiallager
in axiale Richtung betrachtet, nebeneinanderliegend über
eine gemeinsame Berührungsebene miteinander in Wirkverbindung
stehend, angeordnet sind. Die Festlegung des Radiallagers erfolgt
vorliegend durch die beiden über eine gemeinsame Berührungsebene
miteinander in Wirkverbindung stehenden inneren Lagerelemente der
Axiallager.
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Eine
zweite, ähnliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Lagers erfordert die Ausbildung des Radiallagers mit einer, den
Lagerkern und den Elastomerkörper umgebenden Außenschale.
Nach dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung sind wiederum
das erste und zweite äußere Lagerelement der Axiallager
auf dem Lagerkern des Radiallagers axial festgelegt, während
das erste und zweite innere Lagerelement der Axiallager in axiale
Richtung betrachtet, einen Zwischenspalt aufweisend, nebeneinanderliegend
angeordnet sind. Die beiden inneren Lagerelemente der Axiallager
weisen dabei jeweils einen Positionieranschlag zur axialen Festlegung
der Außenschale des Radiallagers auf, so dass die beiden
inneren Lagerelemente der Axiallager über die Außenschale
des Radiallagers und die Positionieranschläge in axialer
Richtung miteinander in Wirkverbindung stehen und somit das Radiallager
durch die Außenschale sowie das erste innere und zweite
innere Lagerelement radial festgelegt ist.
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Eine
dritte Ausführungsform der Erfindung sieht eine "umgekehrte"
Anordnung der inneren und äußeren Lagerelemente
der beiden Axiallager vor. Gemäß dieser dritten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Lagers sind das erste und zweite innere Lagerelement der Axiallager
auf dem Lagerkern des Radiallagers axial festgelegt, während
das erste und zweite äußere Lagerelement der Axiallager
in axiale Richtung betrachtet über eine Hülse
miteinander in Wirkverbindung stehen und die Festlegung des Radiallagers
in radiale Richtung durch die Hülse realisiert ist.
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Um
einen kompakten, eine geringe Anzahl von Einzelteilen aufweisenden
Lageraufbau des erfindungsgemäßen Lagers nach
der dritten Ausführungsform zu ermöglichen, sind
in vorteilhafter Weise die Hülse oder das erste und zweite äußere
Lagerelement der Axiallager einteilig ausgebildet.
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Die
Festlegung der äußeren bzw. inneren Lagerelemente
der beiden Axiallager am Lagerkern des Radiallagers kann dabei kraft-
und/oder form- und/oder stoffschlüssig ausgebildet sein.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen
dem Lagerkern und dem Elastomerkörper des Radiallagers
eine Gleitfläche ausgebildet. Die Ausbildung einer Gleitfläche
zwischen dem Lagerkern und dem Elastomerkörper erweist
sich als vorteilhaft, da hierdurch die Torsionssteifigkeit des Lagers
reduzierbar ist.
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Zur
Reduzierung der kardanischen Steifigkeit des erfindungsgemäßen
Lagers ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung
vorgesehen, dass der Elastomerkörper des Radiallagers und/oder
der erste und/oder zweite Elastomerkörper der Axiallager
konisch oder rund ausgebildete Funktionsflächen aufweisen.
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Vorzugsweise
sind in den Elastomerkörper des Radiallagers und/oder in
den ersten und/oder den zweiten Elastomerkörper der Axiallager
Einlegeteile mit einer im Verhältnis zu den Elastomerkörpern größeren
Steifigkeit eingebracht. Diese Einlegeteile sind insbesondere in
Form von Zwischenhülsen/-scheiben ausgebildet. Das Einbringen
der Einlegeteilen in die Elastomerkörper hat den Effekt,
dass hierdurch auf eine einfache Art und Weise eine Kennlinienoptimierung
des Lagers ermöglicht ist. Als Werkstoff für die
Einlegeteile kommen beispielsweise Metall, Kunststoff, Keramik oder
Glas in Frage.
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Denkbar
ist auch, dass zur Kennlinienoptimierung der Elastomerkörper
des Radiallagers und/oder der erste und/oder der zweite Elastomerkörper
der Axiallager partieller Aussparungen, z. B. in Form von sogenannten
Nieren oder Taschen, aufweisen.
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Vorzugsweise
kann der Elastomerkörper des Radiallagers einen oder mehrere
in axiale Richtung ausgerichtete Schlitze aufweisen. Der Schlitz
bzw. der Schlitze, der/die während der Montage mehr oder weniger
geschlossen wird/sind, hat den Effekt, dass der Elastomerkörper
sehr weit vorgespannt werden kann. D. h. durch die geschlitzte Ausbildung
des Elastomerkörpers des Radiallagers ist ein weiteres Mittel
zur Kennlinienoptimierung des Lagers zur Verfügung gestellt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Elastomerkörper
des Radiallagers an den Lagerkern anvulkanisiert. Hierdurch ist
eine vereinfachte Vormontage des Radiallagers gewährleistet.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Elastomerkörper
des Radiallagers auf den Lagerkern aufgeschoben. Dies hat den Effekt,
dass eine innere Vorspannung des Radiallagers ermöglicht
ist.
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Eine
weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der
Elastomerkörper des Radiallagers auf eine auf den Lagerkern
des Radiallagers aufschieb/-pressbare Hülse aufvulkanisiert
ist. Das Aufvulkanisieren des Elastomerkörpers auf eine
auf den Lagerkern aufschieb- bzw. aufpressbare Hülse erweist
insbesondere im Hinblick auf eine vereinfachte Fertigung Vorteile.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung
mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
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In
der Beschreibung, in den Patentansprüchen, in der Zusammenfassung
und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten
Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordnete Bezugszeichen
verwendet.
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In
der Zeichnung bedeuten:
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1 eine
vereinfachte Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Lagers;
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2 das
Lager aus 1 in einer Ansicht schräg
von vorne;
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3 eine
Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Lagers;
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4 das
Lager aus 3 in einer Ansicht schräg
von vorne;
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5 eine
Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Lagers;
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6 das
Lager aus 5 in einer Ansicht schräg
von vorne;
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7 eine
Prinzipskizze des Lagers aus 5 mit einer
einteiligen Ausbildung der Hülse und eines äußeren
axialen Lagerelementes;
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8 eine
weitere Prinzipskizze des Lagers aus 7 mit einer
zwischen Lagerkern und Elastomerkörper des Radiallagers
ausgebildeten Gleitfläche, und
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9 eine
weitere Prinzipskizze des Lagers aus 7, bei der
die Funktionsflächen der Elastomerkörper konisch
oder rund angeordnet sind.
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In
der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren werden zur Vermeidung
von Wiederholungen gleiche Bauteile und Komponenten auch mit gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern keine weitere Differenzierung
erforderlich oder sinnvoll ist.
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Das
in 1 und 2 mehr oder minder schematisch
dargestellte und insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete
Lager für eine Radaufhängung eines Kraftfahr zeuges
umfasst im Wesentlichen ein Radiallager 12 sowie ein erstes
Axiallager 14 und ein zweites Axiallager 16.
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Das
Radiallager 12 weist seinerseits ein Lagerkern 18,
eine den Lagerkern 18 umgebende Außenschale 20,
sowie einen zwischen der Außenschale 20 und dem
Lagerkern 18 angeordneten Elastomerkörper 22 auf.
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Das
erste Axiallager 14 umfasst ein erstes äußeres
Lagerelement 24 und ein erstes inneres Lagerelement 26.
Zwischen dem ersten inneren Lagerelement 24 und dem ersten äußeren
Lagerelement 26 ist ein erster Elastomerkörper 28 angeordnet.
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Das
zweite Axiallager 16 weist einen spiegelsymmetrischen Aufbau
auf und umfasst dementsprechend ein zweites äußeres
Lagerelement 30 sowie ein zweites inneres Lagerelement 32 und
einen zwischen dem zweiten äußeren Lagerelement 30 und dem
zweiten inneren Lagerelement 32 angeordneten zweiten Elastomerkörper 34.
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Um
eine einfach Positionierung des Lagers 10 bei der Endmontage
an einen Lenker eines Kraftfahrzeugs zu gewährleisten,
weist das innere Lagerelement 32 des zweites Axiallagers 16 zudem
einen Anschlag 36 auf.
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Die
Lagerbauteile Radiallager 12 und erstes und zweites Axiallager 14, 16 sind
fest vormontiert, wobei die jeweils äußeren Lagerelemente 24, 30 der beiden
Axiallager 14, 16 auf dem Lagerkern 18 des Radiallagers 12 axial
festgelegt sind und die beiden inneren Lagerelemente 26, 32 der
beiden Axiallager 14, 16 in axiale Richtung a
betrachtet nebeneinander liegend, eine ge meinsame Berührungsebene 38 aufweisend,
angeordnet sind. D. h. die beiden inneren Lagerelemente 26, 32 der
beiden Axiallager 14, 16 stehen in axiale Richtung
a betrachtet über die gemeinsame Berührungsebene 38 miteinander
in Wirkverbindung und sind durch die Berührungsebene 38 jeweils
axial fixiert.
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Die
Festlegung der äußeren Lagerelemente 24, 30 der
Axiallager 14, 16 auf dem Lagerkern 18 des
Radiallagers 12 ist vorliegend form- und stoffschlüssig
ausgebildet.
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Die über
die Berührungsebene 38 miteinander in Wirkverbindung
stehenden inneren Lagerelemente 26, 32 der beiden
Axiallager 14, 16 umfassen bzw. umschließen
in radiale Richtung r betrachtet das Radiallager 12, d.
h., die den Elastomerkörper 22 des Radiallagers 12 umgebende
Außenschale 20 ist durch die inneren Lagerelemente 26, 32 der
Axiallager 14, 16 radial festgelegt.
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Die
vormontierten Lagerbauteile des Lager 10, nämlich
das Radiallager 12 und die beiden Axiallager 14, 16 sind
dabei derart geometrisch zueinander angeordnet, dass die Elastomerkörper 22, 28, 34 der
Lagerbauteile 12, 14, 16 vorgespannt
sind, d. h. die Vorspannung der Elastomerkörper 22, 28, 34 erfolgt
vorliegend bei der Vormontage des Lagers 10.
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Bei
der nachfolgenden Endmontage des Lagers 10 z. B. Einpressen
in ein Achsbauteil und Verschraubung mit einem weiteren Achsbauteil,
ist nur noch eine Verformung im Rahmen der Elastizität
der "hochsteifen" Lagerbauteile zu erwarten und zu berücksichtigen.
Hierdurch ist ein kompaktes Montagemaß für die
Endmontage sichergestellt.
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Die
in den 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung entspricht im Wesentlichen der in 1 und 2 dargestellten
Ausführungsform.
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Im
Gegensatz zu der bereits beschriebenen ersten Ausführungsform
sind die beiden inneren Lagerelemente 26, 32 der
beiden Axiallager 14, 16 nebeneinander liegend,
einen Spalt 40 aufweisend zueinander angeordnet. Zur Herstellung
der in axiale Richtung a notwendigen Wirkverbindung zwischen den
inneren Lagerelementen 26, 32 der beiden Axiallager 14, 16 weisen
die beiden inneren Lagerelemente 26, 32 jeweils
eine in axiale Richtung a betrachtet gegenüberliegend angeordnete
Vertiefung mit Positionieranschläge 42, 44 zur
passgenauen Aufnahme der Außenschale 20 des Radiallagers 12 auf.
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Die
Festlegung des Radiallager 12 in radiale Richtung r ist
somit durch die passgenaue Aufnahme der Außenschale 20 in
die Vertiefung der inneren Lagerelemente 26, 32 der
beiden Axiallager 14, 16 realisiert.
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Entsprechend
dem bereits oben dargelegten, erfolgt eine definierte Vorspannung
der Elastomerkörper 20, 28, 34 wiederum
bei der Vormontage des Lagers 10 durch die geometrische
Anordnung der einzelnen Lagerbauteile 12, 14, 16 zueinander.
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Bei
der in 5 und 6 dargestellten dritten Ausführungsform
des Lagers 10 sind im Gegensatz zu den bishe rigen Ausführungsformen
das erste und zweite innere Lagerelement 26, 32 der
beiden Axiallager 14, 16 auf dem Lagerkern 18 des
Radiallagers 12 axial festgelegt.
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Die
Festlegung der inneren Lagerelemente 26, 32 der
beiden Axiallager 14, 16 auf dem Lagerkern 18 des
Radiallagers 12 ist vorliegend wieder form- und stoffschlüssig
ausgebildet.
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Die
beiden äußeren Lagerelemente 24, 30 der
beiden Axiallager 14, 16 stehen über
eine Hülse 46 miteinander in Wirkverbindung. D.
h. die Hülse 46 umfasst bzw. umschließt
das Radiallager 16 bzw. die Außenschale 20 des
Radiallagers 12, sodass durch die Hülse 46 das
Radiallager 12 in radiale Richtung r festgelegt ist.
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Um
eine axiale Fixierung der beiden äußeren Lagerelemente 24, 30 der
beiden Axiallager 14, 16 durch die Hülse 46 zu
gewährleisten, weist die Hülse 46 jeweils
eine, dem jeweiligen Lageelement 24, 30 der beiden
Axiallager 14, 16 zugeordnete, das entsprechende
Lagerelement 24, 30 bereichsweise umfassende Stützkante 48, 50.
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Zudem
ist bei der in 5 und 6 dargestellten
Ausführungsform des Lagers 10 in den Elastomerkörper 22 des
Radiallagers 12 ein Einlegeteil 52 in Form einer
Zwischenhülse und in die ersten und zweiten Elastomerkörper 28, 34 der
beiden Axiallager 14, 16 jeweils ein Einlegeteil
in Form einer Zwischenscheibe 54 eingebracht. Hierdurch
ist eine kennlinienoptimierte Ausbildung des Lagers 10 ermöglicht.
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Wie
bei den bereits beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen
erfolgt auch bei dieser dritten Ausführungsform des Lagers 10 die
definierte Vorspannung der Elastomerkörper 22, 28, 34 wiederum
bei der Vormontage des Lagers 10 durch eine entsprechend
gewählte geometrische Anordnung der einzelnen Lagerbauteile 12, 14, 16 sowie der
Hülse 46 zueinander.
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Das
in 7 mittels einer Prinzipskizze dargestellte weiterführende
Ausbildungsbeispiels des Lagers 10 zeichnet sich dadurch
aus, dass die Hülse 46 und das äußeren
Lagerelemente 24 des Axiallagers 14 einteilig
ausgebildet sind.
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Ein
weiteres mögliches Ausbildungsbeispiel des Lagers 10 ist
in 8 dargestellt. Hierbei ist zwischen dem Lagerkern 18 des
Radiallagers 12 und dem Elastomerkörper 22 des
Radiallagers 12 eine Gleitfläche 56 ausgebildet.
Durch das Vorsehen der Gleitfläche 56 ist in vorteilhafter
Weise eine Reduzierung der Torsionssteifigkeit der Lagers 10 realisierbar.
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Bei
dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sind
der Elastomerkörper 22 des Radiallagers 12 sowie
die Elastomerkörper 28, 34 der beiden Axiallager 14, 16 jeweils
mit konisch ausgebildeten Funktionsflächen ausgebildet.
Die konische oder auch runde Ausbildung der Funktionsflächen
stellt ein wirksames Mittel zur Kennlinienoptimierung der Lagers 10 dar.
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- 10
- Lager
- 12
- Radiallager
- 14
- erstes
Axiallager
- 16
- zweites
Axiallager
- 18
- Lagerkern
- 20
- Außenschale
- 22
- Elastomerkörper
des Radiallagers
- 24
- erstes äußeres
Lagerelement
- 26
- erstes
inneres Lagerelement
- 28
- erster
Elastomerkörper
- 30
- zweites äußeres
Lagerelement
- 32
- zweites
inneres Lagerelement
- 34
- zweiter
Elastomerkörper
- 36
- Anschlag
- 38
- Berührungsebene
- 40
- Spalt
- 42
- Positionieranschlag
- 44
- Positionieranschlag
- 46
- Hülse
- 48
- Stützkante
- 50
- Stützkante
- 52
- Einlegeteil
- 54
- Einlegeteil
- 56
- Gleitfläche
- a
- axiale
Richtung
- r
- radiale
Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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