DE102007043822B4

DE102007043822B4 - Schwingungsisolationslager mit verbesserter Montierbarkeit

Info

Publication number: DE102007043822B4
Application number: DE102007043822.4A
Authority: DE
Inventors: Markus Leibach; Friedrich Back
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Vibracoustic SE
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2015-12-10
Anticipated expiration: 2027-09-14
Also published as: DE102007043822A1

Abstract

Schwingungsisolationslager (1) umfassend ein erstes und ein zweites Kopplungselement (2, 3), wobei im montierten Zustand das erste und das zweite Kopplungselement (2, 3) durch zumindest einen zwischen den Kopplungselementen (2, 3) angeordneten Elastomerkörper (4) gegeneinander schwingungsisoliert sind, das zweite Kopplungselement (3) ein Spannelement (5) aufweist, welches in einem unmontierten Zustand durch einen Distanzhalter (7) derart aufweitbar ist, dass die Kopplungselemente (2, 3) ineinander führbar sind, wobei der Distanzhalter (7) in einer Montagestellung herausdrückbar ist, so dass das Spannelement (5) das erste und das zweite Kopplungselement (2, 3) miteinander verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwingungsisolationslager mit verbesserter Montierbarkeit sowie ein Verfahren zur Montage eines Schwingungsisolationslagers. Weiter betrifft die Erfindung ein Kupplungssystem eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Ausrückhebel über ein Schwingungsisolationslager mit einem Gehäuse des Kupplungssystems verbunden ist.
Technisches Gebiet
Schwingungsisolationslager sind bekannt. Insbesondere finden in der Fahrzeugtechnik zur schwingungsisolierten Lagerung beziehungsweise Aufhängung von Bauteilen Gummibuchsen Verwendung, welche auf ein Aufnahmeteil aufgepresst werden und so kraftschlüssig befestigt sind.
Nachteilig bei bekannten Schwingungsisolationslagern in der Fahrzeugtechnik ist, dass für diese zumeist Spannwerkzeuge erforderlich sind, um die Elastomerbuchsen aufzuweiten und beispielsweise über eine Welle zu stülpen.
Der Einsatz von derartigen Spannwerkzeugen oder anderen Handhabungsgeräten ist jedoch aufwändig und in manchen Anwendungsfällen gar nicht möglich, insbesondere wenn das Schwingungsisolationslager in einen nur von einer Seite zugänglichen Einbauraum eingebracht werden soll.
Weiter müssen handelsübliche Buchsen zur schwingungsisolierten Lagerung mit einer hohen Präzision gefertigt werden, um zum einen durch ein Handhabungswerkzeug noch leicht aufgesetzt werden zu können, zum anderen aber auf einer Welle die nötige Spannung zu besitzen, um eine hinreichende kraftschlüssige Verbindung einzugehen. Schließlich sind bekannte Buchsen zur schwingungsisolierten Lagerung zumeist empfindlich gegenüber abrasiv wirkenden Partikeln, welche durch die bestehenden Schwingungen in das Lager eindringen können. Dies betrifft insbesondere Bauteile in der Nähe der Kupplung oder der Bremsanlage eines Fahrzeugs.
Aus AT 197 696 B geht ein Schwingungsisolationslager hervor, das ein erstes und ein zweites Kopplungselement umfasst. In einem montierten Zustand sind das erste und das zweite Kopplungselement durch zumindest einen zwischen den Kopplungselementen angeordneten Elastomerkörper gegeneinander schwingungsisoliert. Das zweite Kopplungselement weist ein Spannelement auf, welches in einem unmontierten Zustand derart aufweitbar ist, dass die Kopplungselemente ineinander führbar sind.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Schwingungsisolationslager beziehungsweise ein Verfahren zur Montage eines Schwingungsisolationslagers bereitzustellen, bei welchem die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik zumindest verringert sind.
Insbesondere ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Schwingungsisolationslager in einem nicht durch Handhabungswerkzeuge zugänglichen Einbauraum, welcher nur von einer Seite zugänglich ist, einzubauen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, auch die Demontage eines Schwingungsisolationslagers ohne Werkzeug, und ohne Bauteilzerstörung zu ermöglichen.
Weiter sollen durch die Erfindung durch den Vulkanisationsprozess von Elastomerteilen entstehende Schrumpfungen durch die Konstruktion des Bauteils kompensiert werden, wobei auf aufwändiges Kalibrieren weitgehend verzichtet werden soll.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch ein Schwingungsisolationslager, ein Verfahren zur Montage eines Schwingungsisolationslagers sowie durch ein Kupplungssystem eines Kraftfahrzeuges nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Das Schwingungsisolationslager umfasst ein erstes und ein zweites Kopplungselement, welche bei der Montage des Schwingungsisolationslagers im Wesentlichen axial ineinander führbar sind. Im montierten Zustand sind die beiden Kopplungselemente durch einen zwischen den Kopplungselementen angeordneten Elastomerkörper gegeneinander schwingungsisoliert. Unter einem Kopplungselement im Sinne der Erfindung wird sowohl ein Bauteil verstanden, welches an den zu lagernden Teilen befestigt wird als auch das jeweilige Bauteil selbst, welches schwingungsisoliert gelagert wird beziehungsweise den Träger oder Halter bildet.
Im eingebauten Zustand ist also das erste Kopplungselement an einem Bauteil, beispielsweise einem Träger oder einer Welle angebracht, wobei das zweite Kopplungselement an einem weiteren Bauteil befestigt ist.
Durch einen dazwischen angeordneten elastomeren Körper sind die beiden Bauteile gegeneinander schwingungsisoliert, das heißt der Übergang von Schwingungen von einem Bauteil auf das andere Bauteil wird reduziert.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein radial und axial wirksames Schwingungsisolationslager, welches von seiner Funktion und Anordnung her einer Buchse aus elastomerem Material ähnlich sein kann. Dabei kann ein erstes Kopplungselement im Wesentlichen einer Welle entsprechen.
Gemäß der Erfindung weist das zweite Kopplungselement ein Spannelement auf, welches in einem unmontierten Zustand durch einen Distanzhalter radial derart spannbar beziehungsweise aufweitbar ist, dass die beiden Kopplungselemente im Wesentlichen ohne Widerstand ineinander führbar sind.
Vorzugsweise weist das erste Kopplungselement zumindest einen radialen Vorsprung auf, welcher bei Ineinander fuhren der beiden Kopplungselemente in die Montagestellung den Distanzhalter aus dem Spannelement herausdrückt, so dass das Spannelement aufgrund seiner Vorspannung sich auf dem ersten Kopplungselement festpresst und so die beiden Kopplungselemente miteinander verbindet. Der Vorsprung kann dabei sowohl einstückig mit dem ersten Kopplungselement ausgebildet sein, als auch als eigenständiges Bauteil, welches beispielsweise an einer Welle befestigt wird.
Die Erfindung ermöglicht so eine äußerst einfache Montage des Schwingungsisolationslagers.
Dabei ist es möglich, zumindest ein, vorzugsweise beide Kopplungselemente an den jeweiligen schwingungsisoliert zu lagernden Bauteilen zu befestigen und die Bauteile ohne den Einsatz von Handhabungswerkzeugen zusammen zu führen, wobei eine Verbindung automatisch durch das Herausdrücken des Distanzhalters erfolgt.
Unter "Herausdrücken" im Sinne der Erfindung wird nicht zwingend ein vollständiges Ablösen des Distanzhalters vom Schwingungsisolationslager verstanden, sondern es genügt beispielsweise auch, wenn der Distanzhalter einseitig herausgedrückt und weggeklappt wird, oder wenn der Distanzhalter mittig geknickt wird und so nicht mehr als Abstandshalter wirksam ist.
Die Erfindung ist insbesondere zur schwingungsisolierten Lagerung eines Ausrückhebels im Kupplungssystem eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Insbesondere bei Hybrid-Fahrzeugen, bei welchen sich ein Elektromotor in unmittelbarer Nähe des Ausrückhebels befindet, kann eine Montage bei bekannten Gehäusen nur von einer Seite blind ohne den Einsatz von Handhabungswerkzeugen erfolgen.
Es hat sich herausgestellt, dass die Erfindung nicht nur eine wesentlich einfachere Montage ermöglicht, sondern auch noch weitere Vorteile aufweist. Durch die radiale Vorspannung des Spannelementes werden Schrumpfspannungen, welche durch den Vulkanisationsprozess entstanden sind, weitgehend kompensiert. Ein bei Buchsen in der Regel notwendiges Kalibrieren entfällt daher.
Weiter ermöglicht die Erfindung eine sichere, zumindest kraftschlüssige Verbindung der Bauteile, wobei das Eindringen von abrasiven Partikeln wie Kupplungs- oder der Bremsbelagabrieb reduziert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erste Kopplungselement als inneres Kopplungselement und das zweite Kopplungselement als äußeres Kopplungselement ausgebildet, wobei der Distanzhalter in der Montagestellung zumindest kraftschlüssig auf dem ersten Kopplungselement fixiert ist.
Das erste Kopplungselement ist insbesondere als Zapfen oder als Welle ausgebildet. Neben einer kraftschlüssigen Verbindung durch das Aufpressen des Spannelementes kann insbesondere die Festigkeit in axialer Richtung durch eine zusätzliche formschlüssige Verbindung, beispielsweise in einer Nut des ersten Kopplungselementes weiter verbessert werden.
Vorzugsweise ist der Elastomerkörper zwischen dem zweiten Kopplungselement und dem Spannelement angeordnet. Dabei kann der Elastomerkörper auf ein im Wesentlichen buchsenartiges zweites Kopplungselement und das Spannelement aufvulkanisiert werden, so dass insgesamt ein mit einer Buchse vergleichbares Bauteil entsteht.
Der Elastomerkörper weist vorzugsweise zumindest eine Ausnehmung oder Aussparung auf, in welcher zumindest in montiertem Zustand ein Vorsprung des ersten Kopplungselementes angeordnet ist.
Über Art und Größe der Ausnehmungen kann zudem die Steifigkeit und Schwingungscharakteristik des Schwingungsisolationslagers gesteuert werden.
Das Spannelement weist zum sicheren Halten des Distanzelementes vorzugsweise zumindest eine Nut auf und ist aus einem Metall, insbesondere aus einem Federstahl ausgebildet.
Das Spannelement ist bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung als an einer Stelle geöffneter Ring ausgebildet, welcher an der Öffnungsstelle sich auch in radiale Richtung erstreckende Fortsätze aufweist, zwischen denen der Distanzhalter einsetzbar ist, um das Spannelement aufzuweiten.
Weiter ist im montierten Zustand der Vorsprung des ersten Kopplungselementes zwischen den beiden sich in radiale Richtung erstreckenden Fortsätzen angeordnet.
So bilden die Fortsätze einen Anschlag für den Vorsprung des ersten Kopplungselementes, wodurch eine axiale Verdrehung des Schwingungsisolationslagers vermieden wird.
Um auch den Einsatz im Bremsen- und Kupplungsbereich eines Fahrzeuges zu ermöglichen, ist das Schwingungsisolationslager, insbesondere der Elastomerkörper, dauerbeständig für einen Temperaturbereich von –30° C bis +140°C ausgebildet.
Vorzugsweise hat das Schwingungsisolationslager einen Außendurchmesser zwischen 10 und 200 mm und besonders bevorzugt zwischen 20 und 50 mm, wohingegen das erste, vorzugsweise innere Kopplungselement, einen Durchmesser zwischen 5 und 50 mm beziehungsweise bevorzugt zwischen 10 und 20 mm aufweist.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Schwingungsisolationslagers, wobei ein erstes Kopplungselement im Wesentlichen in axialer Richtung in ein zweites Kopplungselement geschoben wird und in einer Montagestellung ein Distanzhalter, welcher ein Spannelement radial aufweitet, herausgedrückt wird, so dass sich das Spannelement auf das erste Kopplungselement klemmt und so eine zumindest kraftschlüssige Verbindung eingeht.
Vorzugsweise weist das erste Kopplungselement einen Vorsprung auf, welcher beim Ineinander führen der Kopplungselemente den Distanzhalter automatisch herausdrückt.
Die Erfindung ermöglicht eine blinde Montage eines Schwingungsisolationslagers.
Weiter können bei der Demontage die beiden Kopplungselemente auseinander gezogen werden, ohne dass es zu einer Zerstörung eines der Bauteile kommt.
Ausführung der Erfindung anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele
Die Erfindung soll im Folgenden anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert werden.
1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Schwingungsisolationslagers 1.
Das Schwingungsisolationslager 1 ist im Wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet und weist ein erstes inneres Kopplungselement 2 und ein zweites äußeres Kopplungselement 3 auf.
Bei der Montage kann beispielsweise das erste Kopplungselement 2 auf einem Träger (nicht dargestellt) befestigt werden und das zweite Kopplungselement 3 auf das erste Kopplungselement 2 aufgeschoben werden.
Um die beiden Kopplungselemente miteinander zu verbinden, weist das zweite Kopplungselement 3 ein Spannelement 5 auf.
Das Spannelement 5 hat im Wesentlichen die Form eines einseitig geöffneten Rings, welcher an der Öffnungsstelle zwei Fortsätze 9 aufweist.
Über einen vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildeten Distanzhalter 7 ist das Spannelement 5 in der hier dargestellten unmontierten Stellung aufgeweitet. Der Distanzhalter 7 sitzt dabei in einer Nut 10, welche im Fortsatz 9 des Spannelementes 5 angeordnet ist.
Werden bei der Montage die beiden Kopplungselemente 2, 3 ineinander geschoben, so wird der Distanzhalter 7 durch einen am ersten Kopplungselement 2 angeordneten radialen Vorsprung 8 herausgedrückt.
ln diesem Ausführungsbeispiel weist der Distanzhalter 7 dazu eine im Wesentlichen mittige Kerbe 11 auf, die bewirkt, dass der Distanzhalter 7 zunächst geknickt und sodann ganz herausgedrückt wird.
Die Schwingungsisolation wird durch einen Elastomerkörper 4 bewirkt, welcher zwischen dem zweiten Kopplungselement 3 und dem Spannelement 5 angeordnet ist.
Der Elastomerkörper 4 weist zwei Aussparungen 6 auf, wobei in der rechten Aussparung 6 der Mechanismus zum Aufpressen des Spannelementes 5 angeordnet ist. Dieser Mechanismus besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus den Fortsätzen 9 des Spannelementes 5, in welchem der Distanzhalter 7 eingespannt wird, sowie aus dem Vorsprung 8 des ersten Kopplungselementes 2, welcher bei der Montage automatisch den Distanzhalter 7 herausdrückt.
Weiter können über Art und Größe der Aussparungen 6 sowie über das verwendete Elastomer die Charakteristiken des Schwingungsisolationslagers 1 eingestellt werden.
2 zeigt schematisch das in 1 bereits dargestellte Schwingungsisolationslager 1 im montierten Zustand.
Hier ist der Distanzhalter (7 in 1) bereits herausgedrückt, so dass sich das Spannelement 5 kraftschlüssig auf das erste Kopplungselement 2 aufgedrückt hat.
Erstes 2 und zweites 3 Kopplungselement sind nunmehr über den Elastomerkörper 4 elastisch miteinander verbunden und bilden somit ein Schwingungsisolationslager 1, welches sich zur Blindmontage eignet.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf eine Kombination vorstehend beschriebener Merkmale beschränkt ist, sondern dass der Fachmann sämtliche beschriebenen Merkmale, soweit es sinnvoll ist, beliebig kombinieren wird.
Bezugszeichenliste

1: Schwingungsisolationslager
2: erstes Kopplungselement
3: zweites Kopplungselement
4: Elastomerkörper
5: Spannelement
6: Ausnehmung
7: Distanzhalter
8: Vorsprung
9: Fortsatz
10: Nut
11: Kerbe

Claims

Schwingungsisolationslager (1) umfassend ein erstes und ein zweites Kopplungselement (2, 3), wobei im montierten Zustand das erste und das zweite Kopplungselement (2, 3) durch zumindest einen zwischen den Kopplungselementen (2, 3) angeordneten Elastomerkörper (4) gegeneinander schwingungsisoliert sind, das zweite Kopplungselement (3) ein Spannelement (5) aufweist, welches in einem unmontierten Zustand durch einen Distanzhalter (7) derart aufweitbar ist, dass die Kopplungselemente (2, 3) ineinander führbar sind, wobei der Distanzhalter (7) in einer Montagestellung herausdrückbar ist, so dass das Spannelement (5) das erste und das zweite Kopplungselement (2, 3) miteinander verbindet.
Schwingungsisolationslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungselement (2) zumindest einen Vorsprung (8) aufweist, der beim Ineinander führen der beiden Kopplungselemente (2, 3) in die Montagestellung den Distanzhalter (7) aus dem Spannelement (5) herausdrückt.
Schwingungsisolationslager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungselement (2) als inneres Kopplungselement und das zweite Kopplungselement (3) als äußeres Kopplungselement ausgebildet ist, wobei das Spannelement (5) in der Montagestellung zumindest kraftschlüssig auf dem ersten Kopplungselement (2) fixiert ist.
Schwingungsisolationslager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Elastomerkörper (4) zwischen dem zweiten Kopplungselement (3) und dem Spannelement (5) angeordnet ist.
Schwingungsisolationslager nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (4) auf das zweite Kopplungselement (3) und/oder das Spannelement (5) aufvulkanisiert ist.
Schwingungsisolationslager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsisolationslager (1) ein zapfenförmiges erstes Kopplungselement (2) und ein kreiszylindrisch ausgebildetes zweites Kopplungselement (3) aufweist.
Schwingungsisolationslager nach einem der vorstehenAnsprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (4) zumindest eine Ausnehmung (6) aufweist, in welcher zumindest in montiertem Zustand ein Vorsprung (8) des ersten Kopplungselementes (2) angeordnet ist.
Schwingungsisolationslager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (5) zumindest eine Nut (10) zur Aufnahme des Distanzhalters (7) aufweist.
Schwingungsisolationslager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (5) aus einem Metall, insbesondere aus einem Federstahl, ausgebildet ist.
Schwingungsisolationslager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (5) als an einer Stelle geöffneter Ring ausgebildet ist, der an der Öffnungsstelle sich in radiale Richtung erstreckende Fortsätze (9) aufweist, zwischen denen der Distanzhalter (7) einsetzbar ist, um das Spannelement (5) aufzuweiten.
Schwingungsisolationslager nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand ein Vorsprung (8) des ersten Kopplungselementes (2) zwischen den beiden sich in radiale Richtung erstreckenden Fortsätzen (9) angeordnet ist.
Schwingungsisolationslager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzhalter (7) zumindest eine, vorzugsweise mittig angeordnete Kerbe (11) ausweist.
Schwingungsisolationslager nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungselement (2) einen Vorsprung (8) aufweist, der bei der Montage in die Kerbe (11) eingreift.
Schwingungsisolationslager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsisolationslager (1) dauerbeständig für einen Temperaturbereich von –30° C bis +140° C ausgebildet ist.
Schwingungsisolationslager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsisolationslager (1) einen Außendurchmesser zwischen 10 und 200 mm, bevorzugt zwischen 20 und 50 mm aufweist.
Schwingungsisolationslager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Kopplungselement (2) einen Durchmesser zwischen 5 und 50 mm, bevorzugt zwischen 10 und 20 mm aufweist.
Verfahren zur Montage eines Schwingungsisolationslagers (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein erstes Kopplungselement (2) in axialer Richtung in ein zweites Kopplungselement (3) geschoben wird, und in einer Montagestellung ein Distanzhalter (7), welcher ein Spannelement (5) axial aufweitet, herausgedrückt wird, so dass sich das Spannelement (5) auf das erste Kopplungselement (2) klemmt.
Verfahren zur Montage eines Schwingungsisolationslagers nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzhalter (7) beim Ineinander führen der Kopplungselemente (2, 3) durch zumindest einen Vorsprung (8) des ersten Kopplungselementes (2) automatisch herausgedrückt wird.
Verfahren zur Montage eines Schwingungsisolationslagers nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ineinanderschieben der Kopplungselemente (2, 3) zumindest das erste, vorzugsweise beide Kopplungselemente (2, 3), an den zu verbindenden Bauteilen befestigt werden.
Kupplungssystem eines Kraftfahrzeugs umfassend einen Ausrückhebel, der über ein Schwingungsisolationslager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 mit einem Gehäuse des Kupplungssystems verbunden ist.