DE102009053592A1 - Bearing for arrangement in eye of e.g. wheel suspension arm of motor vehicle, has elastomer element provided with profile such that areas between element and inner sleeve and areas between element and outer sleeve are wavily formed - Google Patents

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Abstract

The bearing (1) has an elastomer element (4) arranged between an inner sleeve (2) and an outer sleeve (6). The elastomer element has a wave-like profile such that contact areas between the elastomer element and the inner sleeve and contact areas between the elastomer element and the outer sleeve are wavily formed. The bearing is designed in form of a hollow cylinder. Wave troughs and wave peaks of the contact areas extend parallel to an axis of the hollow cylinder. A slot runs parallel to the axis of the cylinder and notches or penetrates through the outer sleeve. The outer sleeve is made of plastic.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager für ein Bauteil eines Kraftfahrzeuges, welches Lager mindestens eine innere Hülse und mindestens eine äußere Hülse aufweist, wobei zwischen der inneren Hülse und der äußeren Hülse ein Elastomerelement angeordnet ist, und wobei das Lager in Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist.The invention relates to a bearing for a component of a motor vehicle, which bearing has at least one inner sleeve and at least one outer sleeve, wherein between the inner sleeve and the outer sleeve, an elastomeric element is arranged, and wherein the bearing is in the form of a hollow cylinder.

Ein derartiges Lager ist aus der DE 27 03 038 A1 bekannt, welche ein Motorlagerelement offenbart, mit einem in einer Lagerhülse angeordneten Elastomerkörper und einer von dem Elastormerkörper umschlossenen Lagerbuchse, wobei der Elastomerkörper zwei, beiderseits der Lagerbuchse und einander gegenüberliegend angeordnete Hohlräume aufweist, welche gemäß der DE 27 03 038 A1 die Hohlräume nierenförmig ausgebildet sein können. Lager mit nierenförmig ausgebildeten Hohlräumen werden auch als Nierenlager bezeichnet.Such a bearing is from the DE 27 03 038 A1 which discloses an engine mount element, comprising an elastomeric body arranged in a bearing sleeve and a bearing bush enclosed by the elastomer body, wherein the elastomeric body has two cavities arranged on both sides of the bearing bush and oppositely disposed cavities, which according to the DE 27 03 038 A1 the cavities may be kidney-shaped. Bearings with kidney-shaped cavities are also called kidney bearings.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Lager der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem die dynamische Steifigkeit und die Rückprallelastizität verbessert werden, und welches eine feinere fahrdynamische Abstimmung beim Einsatz im Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.The object of the invention is to provide a bearing of the type mentioned, in which the dynamic stiffness and the rebound resilience are improved, and which allows a finer dynamic tuning when used in the chassis of a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Lager mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Fahrwerksbauteil, welches mindestens ein in einem Auge des Fahrwerksbauteils angeordnetes, derartiges Lager aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by a bearing with the features of claim 1. The object is also achieved by a suspension component, which has at least one arranged in an eye of the chassis component, such bearing. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch und beispielhaft,Further details and advantages of the invention are explained below by way of example with reference to the drawings. They show, in each case schematically and by way of example,

1 ein als Lenker ausgebildetes Fahrwerksbauteil mit einem Lager, 1 a trained as a handlebar chassis component with a bearing,

2 ein als Lenker ausgebildetes Fahrwerksbauteil mit einem Lager, und 2 a trained as a handlebar chassis component with a bearing, and

3 eine Übersicht von Fahrwerksbauteilen mit Lager. 3 an overview of suspension components with bearings.

Die 1 und 2 zeigen ein als Lenker ausgebildetes Bauteil 5 eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bauteil 5, hier ein Fahrwerksbauteil 5, im gezeigten Beispiel zwei Lager 1, 1h aufweist. In den 1 und 2 sind das Fahrwerksbauteil 5 und die Lager 1, 1h in schematischer Schnittzeichnung dargestellt, um insbesondere den Aufbau des Lagers 1 besser zu verdeutlichen. Das Lager 1 ist in Form eines Hohlzylinders ausgebildet. Im gezeigten Beispiel ist das Lager 1 in einem ein Auge 3 ausbildenden Bereich des Fahrwerkbauteils 5 angeordnet. Auch das Lager 1h ist in einem Auge des Fahrwerkbauteils 5 angeordnet und in Form eines Hohlzylinders ausgebildet.The 1 and 2 show a designed as a handlebar component 5 a motor vehicle, wherein the component 5 , here a suspension component 5 , in the example shown, two bearings 1 . 1h having. In the 1 and 2 are the landing gear component 5 and the camps 1 . 1h shown in a schematic sectional drawing, in particular the structure of the camp 1 better to clarify. The warehouse 1 is formed in the form of a hollow cylinder. In the example shown is the bearing 1 in one eye 3 forming area of the chassis component 5 arranged. Also the camp 1h is in an eye of the suspension component 5 arranged and formed in the form of a hollow cylinder.

Ein Bereich 3 des Fahrwerksbauteils 5 umschließt das Lager 1. Das Lager 1 umschließt zylinderförmig eine Öffnung 7. Durch die Öffnung 7 kann z. B. ein nicht näher dargestellter Befestigungsbolzen oder ein weiteres nicht näher dargestelltes Bauteil geführt werden. Das Lager 1 weist im gezeigten Beispiel eine innere Hülse 2 und eine äußere Hülse 6 auf, wobei zwischen der inneren Hülse 2 und der äußeren Hülse 6 ein Elastomerelement 4 vorgesehen ist. Im gezeigten Beispiel ist die äußere Hülse 6 einschalig aufgebaut. In alternativer, nicht näher dargestellter Ausführung hierzu, kann insbesondere die äußere Hülse 6 des Lagers 1 mehrere Schalen aufweisen.An area 3 of the chassis component 5 encloses the camp 1 , The warehouse 1 encloses an opening in a cylindrical shape 7 , Through the opening 7 can z. B. a not shown fastening bolts or another component not shown in detail are performed. The warehouse 1 has in the example shown an inner sleeve 2 and an outer sleeve 6 on, being between the inner sleeve 2 and the outer sleeve 6 an elastomeric element 4 is provided. In the example shown, the outer sleeve 6 single shell. In an alternative, unspecified embodiment of this, in particular the outer sleeve 6 of the camp 1 have several shells.

Das Elastomerelement 4 kann an die innere Hülse 2 und/oder an die äußere Hülse 6 vulkanisiert sein.The elastomer element 4 can attach to the inner sleeve 2 and / or to the outer sleeve 6 be vulcanized.

Die innere Hülse 2 weist auf ihrer der Öffnung 7 zugewandten Innenseite im gezeigten Beispiel eine zumindest im wesentlichen glatte Oberfläche auf. Die äußere Hülse 6 weist auf ihrer dem Fahrwerksbauteil 5 zugewandten Außenseite im gezeigten Beispiel eine zumindest im wesentlichen glatte Oberfläche auf.The inner sleeve 2 points to its opening 7 facing inside in the example shown an at least substantially smooth surface. The outer sleeve 6 points to her the chassis component 5 facing outside in the example shown an at least substantially smooth surface.

Die innere Hülse 2 kann beispielsweise aus Aluminium, aus einer Aluminiumlegierung, aus Stahl oder aus einem ähnlichen Werkstoff bestehen. Die innere Hülse 2 kann auch aus einem Kunststoff bestehen. Mit Vorteil kann die innere Hülse aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen, wobei das Elastomerelement 4 ohne Vorbehandlung an die innere Hülse 2 vulkanisiert werden kann. Die äußere Hülse 6 kann beispielsweise aus Aluminium, aus einer Aluminiumlegierung oder aus einem Kunststoff bestehen. Sowohl die innere Hülse 2 als auch äußere Hülse 6 können vorteilhaft für viele Anwendungen geschlossen, d. h. ohne Einkerbungen und mit ununterbrochener Mantelfläche ausgebildet sein. Die äußere Hülse 6 des Lagers 1 kann in alternativer, in den Zeichnungen nicht näher dargestellter Ausführung mindestens einen Schlitz aufweisen. Der mindestens eine Schlitz kann vorzugsweise parallel zur Achse des Hohlzylinders verlaufen. Der mindestens eine Schlitz kann die äußere Hülse 6 einkerben oder durchbrechen. Die Einkerbung ist dabei vorzugsweise auf der Außenseite der äußeren Hülse 6 angeordnet. Durch derartige Maßnahmen kann die Elastizität des Lagers 1 weiter definiert werden. Auch bei Vorsehen des nicht näher dargestellten Schlitz weist die äußere Hülse 6 auf ihrer dem Fahrwerksbauteil 5 zugewandten Außenseite vorzugsweise eine – mit Ausnahme des Schlitz – zumindest im wesentlichen glatte Oberfläche auf.The inner sleeve 2 may for example consist of aluminum, an aluminum alloy, steel or a similar material. The inner sleeve 2 can also consist of a plastic. Advantageously, the inner sleeve made of copper or a copper alloy, wherein the elastomeric element 4 without pretreatment to the inner sleeve 2 can be vulcanized. The outer sleeve 6 may for example consist of aluminum, an aluminum alloy or a plastic. Both the inner sleeve 2 as well as outer sleeve 6 can advantageously closed for many applications, ie be formed without indentations and with a continuous lateral surface. The outer sleeve 6 of the camp 1 may have at least one slot in alternative, not shown in the drawings execution at least. The at least one slot may preferably extend parallel to the axis of the hollow cylinder. The at least one slot may be the outer sleeve 6 score or break through. The notch is preferably on the outside of the outer sleeve 6 arranged. By such measures, the elasticity of the bearing 1 be further defined. Even with provision of the slot, not shown, the outer sleeve 6 on her the chassis component 5 preferably one - with the exception of the slot - at least substantially smooth surface on.

Das Elastomerelement 4 weist ein wellenförmiges Profil auf, das heißt, dass die Kontaktflächen des Elastomerelements 4 zur inneren Hülse 2 sowie die Kontaktflächen des Elastomerelements 4 zur äußeren Hülse 6 wellig ausgebildet sind. Die Kontaktflächen können beispielsweise ein sinusförmiges Profil aufweisen. Weiterhin beispielhaft kann die Geometrie des Profils der Kontaktflächen allgemeiner als Zusammensetzung von Sinus- und Kosinuswellen beschrieben werden. Die innere Hülse 2 weist auf ihrer dem Elastomerelement 4 zugewandten Seite, d. h. auf ihrer Außenseite, eine korrespondierende wellige Kontaktfläche auf. Die äußere Hülse 6 weist auf ihrer dem Elastomerelement 4 zugewandten Seite, d. h. auf ihrer Innenseite, eine korrespondierende wellige Kontaktfläche auf. The elastomer element 4 has a wave-shaped profile, that is, that the contact surfaces of the elastomeric element 4 to the inner sleeve 2 and the contact surfaces of the elastomeric element 4 to the outer sleeve 6 Wavy are formed. The contact surfaces may for example have a sinusoidal profile. By way of further example, the geometry of the profile of the contact surfaces may be described more generally as a composition of sine and cosine waves. The inner sleeve 2 points to her the elastomeric element 4 facing side, ie on its outside, a corresponding wavy contact surface. The outer sleeve 6 points to her the elastomeric element 4 facing side, ie on its inside, a corresponding wavy contact surface.

Die welligen Kontaktflächen des Elastomerelements 4, der inneren Hülse 2 und der äußeren Hülse 6 sind im Wesentlichen in Form von Mantelflächen eines Zylinders ausgebildet, wobei sich die wellig Oberflächenform dadurch ergibt, dass sich konvexe Wellenkämme mit konkaven Wellentälern abwechseln. Dabei können sich beispielsweise die Scheitel der Wellenkämme und die Senken der Wellentäler parallel zur Achse des durch das Lager 1 gebildeten Hohlzylinders erstrecken. Alternativ können die genannten Scheitel und Senken auch wendelartig um die Mantelflächen verlaufen. In dieser alternativen Ausgestaltung ähnelt die Anordnung der Scheitel der Wellenkämme und der Senken der Wellentäler der Schraubenlinie eines Gewindes.The wavy contact surfaces of the elastomer element 4 , the inner sleeve 2 and the outer sleeve 6 are formed substantially in the form of lateral surfaces of a cylinder, wherein the wavy surface shape results from the fact that alternate convex wave crests with concave troughs. In this case, for example, the crests of the wave crests and the valleys of the troughs parallel to the axis of the through the camp 1 extend formed hollow cylinder. Alternatively, the peaks and valleys mentioned can also run helically around the lateral surfaces. In this alternative embodiment, the arrangement of the peaks of the wave crests and the valleys of the troughs resembles the helix of a thread.

Das Elastomerelement 4 weist bei optimaler Gummimischung mit hoher Rückformelastizität mit Vorteil eine Shore-Härte mit einem Wert zwischen ungefähr 45 und ungefähr 60 auf. Durch diese verhältnismäßig geringe Shore-Härte wird die Elastizität des das Elastomerelement 4 ausbildenden Gummikörpers erhöht, was sich positiv auf die dynamische Steifigkeit und die Rückprallelastizität des Lagers 1 auswirkt. Gleichzeitig wird der Verlustwinkel stark minimiert wird, was eine bessere fahrdynamische Abstimmung des Lagers 1 ermöglicht. Durch die wellenförmige Ausbildung des Elastomerelements 4 kann die gleiche Radialsteifigkeit erzielt werden wie bei Lagern mit Elastomerelementen, die eine größere Shore-Härte aber keine wellenförmige Ausbildung aufweisen. Dieser Steifigkeitsgewinn wird erzielt, da die wellenförmige Geometrie die Querdehnung einschränkt. Dementsprechend führt bereits eine verhältnismäßig kleine radiale Bewegung zu Progression. Die wellenförmige Ausbildung des Elastomerelements 4 bewirkt zudem eine hohe axiale Steifigkeit. Die axiale Kennung steigt relativ bald stark progressiv an. Beim Einsatz in Sportwagen weist das Elastomerelement 4 vorzugsweise eine Shore-Härte mit einem Wert von weniger als ungefähr 50 auf, beim Einsatz in schwereren Personenkraftwagen von weniger als ungefähr 60.The elastomer element 4 advantageously has a Shore hardness of between about 45 and about 60 with optimum rubber mix having high recovery elasticity. Due to this relatively low Shore hardness, the elasticity of the elastomer element 4 forming rubber body, which has a positive effect on the dynamic stiffness and rebound resilience of the bearing 1 effect. At the same time the loss angle is greatly minimized, resulting in a better dynamic tuning of the bearing 1 allows. Due to the wave-shaped design of the elastomeric element 4 the same radial stiffness can be achieved as in bearings with elastomer elements, which have a greater Shore hardness but no wave-shaped training. This gain in stiffness is achieved because the wavy geometry limits the transverse strain. Accordingly, even a relatively small radial movement leads to progression. The wave-shaped formation of the elastomer element 4 also causes high axial stiffness. The axial identifier increases relatively rapidly progressively relatively soon. When used in sports cars has the elastomeric element 4 preferably a Shore hardness of less than about 50, when used in heavier passenger cars of less than about 60.

3 zeigt in schematischer Darstellung beispielhaft Einsatzmöglichkeiten der beschriebenen Lager 1 als Lager 1a, 1b, 1c, 1d, 1f, 1g in Lenkern eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs bzw. als Lager 1a, 1e im Bereich eines Federbeins eines Kraftfahrzeugs, hier als Lager 1e einer Gabel eines Federbeins. Die beschriebenen Lager 1 sind auch zum Einsatz als in 3 schematisch dargestellte Fahrwerkslager 9a, 9b, 9c, 9d an Stellen geeignet, an denen im bislang so genannte Nierenlager zum Einsatz kommen. 3 shows a schematic representation of examples of possible uses of the bearing described 1 as a warehouse 1a . 1b . 1c . 1d . 1f . 1g in the handlebars of a chassis of a motor vehicle or as a warehouse 1a . 1e in the range of a strut of a motor vehicle, here as a warehouse 1e a fork of a strut. The described bearings 1 are also used as in 3 schematically illustrated chassis bearings 9a . 9b . 9c . 9d suitable in places where so-called kidney storage is used.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 2703038 A1 [0002, 0002] DE 2703038 A1 [0002, 0002]

Claims (10)

Lager (1) für ein Bauteil (5) eines Kraftfahrzeugs, welches Lager (1) mindestens eine innere Hülse (2) und mindestens eine äußere Hülse (6) aufweist, wobei zwischen der inneren Hülse (2) und der äußeren Hülse (6) ein Elastomerelement (4) angeordnet ist, wobei das Lager (1) in Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (4) ein wellenförmiges Profil aufweist, derart, dass die Kontaktflächen zwischen dem Elastomerelement (4) und der inneren Hülse (2) und die Kontaktflächen zwischen dem Elastomerelement (4) und der äußeren Hülse (6) wellig ausgebildet sind.Camp ( 1 ) for a component ( 5 ) of a motor vehicle bearing ( 1 ) at least one inner sleeve ( 2 ) and at least one outer sleeve ( 6 ), wherein between the inner sleeve ( 2 ) and the outer sleeve ( 6 ) an elastomeric element ( 4 ), the bearing ( 1 ) is in the form of a hollow cylinder, characterized in that the elastomeric element ( 4 ) has a wave-shaped profile, such that the contact surfaces between the elastomeric element ( 4 ) and the inner sleeve ( 2 ) and the contact surfaces between the elastomeric element ( 4 ) and the outer sleeve ( 6 ) are wavy. Lager (1) nach Patentanspruch 1, wobei sich Wellentäler und Wellenkämme der Kontaktflächen parallel zur Achse des Hohlzylinders erstrecken.Camp ( 1 ) according to claim 1, wherein wave troughs and wave crests of the contact surfaces extend parallel to the axis of the hollow cylinder. Lager (1) nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die äußere Hülse (6) des Lagers (1) mindestens einen Schlitz aufweist, welcher Schlitz parallel zur Achse des Hohlzylinders verläuft, wobei der Schlitz die äußere Hülse (6) von ihrer Außenseite aus einkerbt oder durchbricht.Camp ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the outer sleeve ( 6 ) of the warehouse ( 1 ) has at least one slot, which slot is parallel to the axis of the hollow cylinder, wherein the slot of the outer sleeve ( 6 ) notches or breaks through from its outside. Lager (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die äußere Hülse (6) des Lagers (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.Camp ( 1 ) according to one of the claims 1 to 3, wherein the outer sleeve ( 6 ) of the warehouse ( 1 ) consists of aluminum or an aluminum alloy. Lager (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die äußere Hülse (6) des Lagers (1) aus einem Kunststoff besteht.Camp ( 1 ) according to one of the claims 1 to 3, wherein the outer sleeve ( 6 ) of the warehouse ( 1 ) consists of a plastic. Lager (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei die innere Hülse (2) des Lagers (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.Camp ( 1 ) according to one of the claims 1 to 5, wherein the inner sleeve ( 2 ) of the warehouse ( 1 ) consists of aluminum or an aluminum alloy. Lager (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei die innere Hülse (2) des Lagers (1) aus einem Stahl besteht.Camp ( 1 ) according to one of the claims 1 to 5, wherein the inner sleeve ( 2 ) of the warehouse ( 1 ) consists of a steel. Lager (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei die innere Hülse (2) des Lagers (1) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht.Camp ( 1 ) according to one of the claims 1 to 5, wherein the inner sleeve ( 2 ) of the warehouse ( 1 ) consists of copper or a copper alloy. Fahrwerksbauteil (5), welches mindestens ein in einem Auge des Fahrwerksbauteils (5) angeordnetes Lager (1) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 8 aufweist.Suspension component ( 5 ), which at least one in one eye of the chassis component ( 5 ) arranged warehouse ( 1 ) according to one of the claims 1 to 8. Fahrwerksbauteil (5) nach Patentanspruch 9, wobei das Fahrwerksbauteil (5) als Lenker einer Radaufhängung ausgebildet ist.Suspension component ( 5 ) according to claim 9, wherein the chassis component ( 5 ) is designed as a handlebar of a suspension.
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