-
Die Erfindung betrifft ein Elastomer-Metall-Lager, insbesondere als Konuslager, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Ein bekanntes, gattungsgemäßes Elastomer-Metall-Lager (
DE 10 2004 047 173 A1 ) ist als elastisches Motorlager zur Lagerung einer Brennkraftmaschine an einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Es weist ein zentrales, stabiles und starres Innenrohr aus relativ dickwandigem Metall auf mit einer durch das Innenrohr geführten Verbindungsschraube, mit der ein erstes zu lagerndes Bauteil, hier ein Aufbauträger, mit dem Innenrohr verbindbar ist.
-
Das Innenrohr ist von einem, sich bei einem vertikalen Einbau nach unten konisch verjüngenden Elastomer-Ringteil umschlossen, in das ein stabiles, starres Anschlussteil, hier ein Blechrohr angeformt ist, welches einen vom Elastomer-Ringteil radial abstehenden Anschlussbereich zum Anschluss eines zweiten zu lagernden Bauteils, hier eine Motorstütze, aufweist. Weiter ist eine obere, in einer Radialebene liegende Druckplatte mit einer Bohrung, durch die die Verbindungsschraube geführt ist, vorgesehen.
-
Die Druckplatte, hier als Druckscheibe, liegt an der oberen Stirnseite des Innenrohrs und ein plattenförmiger Teil des Aufbauträgers an der unteren Stirnseite des Innenrohrs an. Beide Teile sind mit der Verbindungsschraube gegen das Innenrohr verschraubt. Die Druckscheibe hat somit bezüglich des Innenrohrs und des Elastomer-Ringteils im montierten Zustand eine ortsfeste unveränderliche Lage. Zwischen der Druckscheibe und dem Elastomer-Ringteil liegt hier ein Spann-Ringteil aus Elastomermaterial von oben her mit einer Dichtlippe auf der Motorstütze, dergestalt dass bei allen Ein- und Ausfederzuständen die Dichtlippe die Motorstütze abdichtet und bei starker Ausfederung zusätzlicher Druck auf das Elastomer-Ringteil aufbringbar ist.
-
Die Federkonstante ist somit hier für eine bestimmte Lagerstelle durch die unveränderliche Geometrie und unveränderliche Relativlage der Bauteile und die Elastomerhärte vorgegeben und kann an die Lagerstelle nicht durch eine Veränderung angepasst oder nicht nachträglich an der Lagerstelle betriebsbedingt verändert und eingestellt werden. Änderungen der Federkonstante eines solchen gattungsgemäßen Standardlagers sind nur durch andere Lagerdimensionierungen, nicht jedoch am selben Lager möglich.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Elastomer-Metall-Lager so weiterzubilden, dass dessen Federkonstante, vorzugsweise in axialer Richtung, ohne Änderungen an den Bauteilen oder der Elastomerhärte in einem gewissen Bereich veränderbar und einstellbar ist.
-
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Gemäß Anspruch 1 ist die Druckplatte zur Einstellung unterschiedlicher Federkonstanten um die Verbindungsschraube in ihrer Radialebene verschwenkbar. Die zur Druckplatte hin gerichtete Fläche des Elastomer-Ringteils weist wenigstens einen Abstützwulst auf, der in die Radialebene der Druckplatte ragt und der sich über einen Teilbereich des Umfangs des Elastomer-Ringteils erstreckt.
-
Die Druckplatte weist eine asymmetrische Form mit wenigstens einem Flügelbereich mit einer Langseite und einer Schmalseite auf, dergestalt, dass in einer ersten Dreheinstellung der Druckplatte deren wenigstens ein Flügelbereich beabstandet zum wenigstens einen Abstützwulst, ohne diesen zu überdecken liegt und in einer zweiten Dreheinstellung der Druckplatte deren wenigstens ein Flügelbereich den wenigstens einen Abstützwulst an diesem anliegend überdeckt.
-
Im Einstellbereich liegt somit zwischen der Druckplatte und dem Elastomer-Ringteil in der ersten Dreheinstellung ein Freiraum, in dem sich das Elastomer-Ringteil bei einer Lagerbelastung hinein verformt. Der wenigstens eine Abstützwulst ist dabei von keinem Flügelbereich der Druckplatte überdeckt, so dass auch im Abstützwulstbereich eine weitgehend freie Verformung des Elastomer-Ringteils möglich ist. Durch Verschwenkung der Druckplatte in die zweite Dreheinstellung überdeckt der wenigstens eine Flügelbereich der Druckplatte anliegend einen zugeordneten Abstützwulst, so dass im Vergleich zur ersten Dreheinstellung der Freiraum für eine Verformung des Elastomer-Ringteils verkleinert ist bzw. eine belastungsabhängige Verformung des Elastomer-Ringteils durch die am wenigstens einen Abstützwulst anliegenden Flügelbereich der Druckplatte beschränkt und behindert ist. Eine solche Einschränkung der Elastomer-Materialverformung führt zu einer vergleichsweise Vergrößerung der Federsteifigkeit insbesondere in einer axialen Richtung. Bei einer Verschwenkung der Druckplatte in die zweite Dreheinstellung kann gegebenenfalls ein zugeordneter Abstützwulst verformt werden und dadurch eine Vorspannung im Elastomer-Ringteil aufgebracht werden, so dass auch dadurch bereits die Federsteifigkeit erhöht werden kann. Gegebenenfalls kann durch eine nicht vollständige Überdeckung eines zugeordnete Abstützwulsts ein Zwischenwert einer Federsteifigkeit eingestellt werden, der zwischen den beiden Extremstellungen bei einer Nichtüberdeckung und einer vollständigen Überdeckung liegen.
-
Damit ist mit einem sehr einfachen und kostengünstigen Lageraufbau die Möglichkeit geschaffen, die Federsteifigkeit des Elastomer-Metall-Lagers zu verändern und einfach an bestimmte Lagergegebenheiten in gewissen Grenzen anzupassen.
-
Vorteilhaft können somit auch erfindungsgemäße einstellbare Elastomer-Metall-Lager, welche an unterschiedliche Einbaugegebenheiten angepasst werden können, in größerer Stückzahl vorgehalten werden, ohne dass für jeden speziellen Lagereinsatz solche Lager subjektiv dimensioniert und hergestellt werden müssen. Die Modifikation eines gattungsgemäßen Elastomer-Lagers zur Realisierung der Einstellbarkeit ist durch die Verwendung einer in ihrer Drehstellung veränderbare Druckplatte in Verbindung mit wenigstens einem am Elastomer-Ringteil zur Druckplatte hin gerichteten Abstützwulst einfach und kostengünstig durchführbar.
-
Explizit wird darauf hingewiesen, dass im Begriff „Elastomer-Metall-Lager“ das Wort „Metall“ in fachüblicher Weise weit auszulegen ist, so dass neben starren, weitgehend unverformbaren Metallmaterialien auch vergleichbare andere Materialien, insbesondere unverformbare, starre Kunststoffmaterialien mit umfasst sein sollen. Unter dem Begriff „Elastomer“ wird fachüblich meistens vulkanisierbarer „Gummi“ verstanden, wobei jedoch auch Gummiersatzstoffe mit umfasst sein sollen.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind am Elastomer-Ringteil zwei radial gegenüberliegende, gleiche in Richtung der Druckplatte gerichtete Abstützwulste angeformt. Die Druckplatte ist dabei bezüglich einer durch die Verbindungsschraube gebildeten zentralen Drehachse entsprechend mit zwei gegenüberliegenden Flügelbereichen ausgebildet, so dass in der ersten Drehstellung die zwei Abstützwulste ohne Überdeckung durch die zwei Flügelbereiche der Druckplatte frei liegend und in der zweiten Drehstellung die zwei Abstützwulste durch die zwei Flügelbereiche der Druckplatte anliegend überdeckt sind.
-
Grundsätzlich ist eine einflügelige Ausbildung der Druckplatte mit einem oder mehreren Abstützwulsten möglich, wobei die Druckplatte entsprechend einem einflügeligen, einseitigen Hebel zur Erhöhung der Federkonstante über einen Abstützwulst verschwenkbar ist. Durch die bevorzugte Ausbildung einer zweiflügeligen Druckplatte mit zwei Flügelbereichen entsprechend einem zweiseitigen Hebel ist ersichtlich im Elastomer-Ringteil eine angestrebte gleichmäßigere Belastung des Elastomer-Materials möglich.
-
Bei einer solchen zweiflügeligen Ausführung der Druckplatte können sich die beiden zugeordneten Abstützwulste vorzugsweise in einem radial äußeren Umfangsteilbereich von 45° bis 70°, insbesondere von 60° erstrecken, wobei dann die Schmalseiten der Flügelbereiche etwa gleich der Länge der Abstützwulst sein sollen.
-
Die Eckbereiche der zweiflügeligen Druckplatte können abgerundet sein und die Druckplatte kann etwa eine Ovalform mit zentraler Bohrung aufweisen.
-
Für eine Ausprägung radial äußerer Elastomerwulste und deren Funktion kann im Herstellzustand im Umfangsbereich zwischen den Elastomerwulsten und dem Innenrohr eine nach radial außen verlaufende Abflachung an der zur Druckplatte hin gerichteten Fläche des Elastomer-Ringteils angeformt sein.
-
Vorstehend ist als bevorzugte Ausführungsform eine Druckplatte mit zwei gegenüberliegenden Flügelbereichen als Abstützbereiche an zugeordneten Elastomerwulsten beschrieben worden. Zudem kann bei entsprechender Ausgestaltung und Funktion auch eine dreiflügelige Druckplatte oder eine Druckplatte mit noch weiteren Flügeln verwendet werden. Solche aufwendigen Ausführungsformen mit mehrflügeligen Druckplatten und zugeordneten mehreren Abstützwulsten sollen vom Schutz mitumfasst sein.
-
Mit der Verbindungsschraube kann vorteilhaft ein plattenförmiges Anschlussteil des ersten zu lagernden Bauteils über eine dort angebrachte Bohrung stirnseitig mit dem Innenrohr über die zwischengeschaltete und damit ebenfalls fixierte Druckplatte verbunden sein.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Elastomer-Ringteil ein Elastomer-Konusteil, das sich gegenüberliegend zur Druckscheibe konisch verjüngt. Das angeformte Anschlussteil ist als stabiles Topfteil mit offenem Topfboden, durch den das Innenrohr ragt, ausgebildet, wobei der Topfrand als vom Elastomer-Ringteil abragende, kragenförmige Anschlussplatte ausgeführt sein kann. Weiter kann im Bereich des Topfbodenrandes des offenen Topfbodens das Elastomer-Ringteil einen umlaufenden Elastomerwulst als Elastomer-Anschlag aufweisen, der im Herstellzustand das Innenrohr in der Axialrichtung überragt und der im eingebauten Lagerzustand unter Vorspannung und statischer Last gegenüber einer stirnseitig mit dem Innenrohr mit der Spannschraube verschraubten Anschlagplatte einen Anschlagfreiraum aufweist.
-
Das Elastomer-Metall-Lager wird vorzugsweise mit vertikaler Achse und oben liegender Druckplatte an der Lagerstelle eingebaut. Das erfindungsgemäße Lager ist beispielsweise zur Lagerung von Aggregaten, insbesondere zur Lagerung einer Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug geeignet, kann jedoch auch zur Lösung anderer Lageraufgaben, zum Beispiel als Fahrerhauslager oder Kabinenlager herangezogen werden.
-
Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 einen Längsschnitt durch ein Herstellteil eines mechanischen einstellbaren Elastomer-Metall-Lagers,
- 2 eine Einbausituation des Elastomer-Metall-Lagers nach 1 in einer ersten weichen Einstellung,
- 3 eine perspektivische Ansicht der Einbausituation nach 2,
- 4 einen Längsschnitt durch das Elastomer-Metall-Lager nach 1 in einer Einbausituation mit einer relativ harten Einstellung,
- 5 eine perspektivische Ansicht der Einbausituation nach 4, und
- 6 eine Einbausituation nach den 4 und 5 unter statischer Last.
-
In 1 ist ein Herstellteil eines mechanisch verstellbaren Elastomer-Metall-Lagers 1 in der Art eines Konuslagers gezeigt, welches ein zentrales, stabiles starres Innenrohr 2 aus Metall aufweist. Wie aus der Einbausituation der 2, 4 und 6 ersichtlich, ist mit einer zentralen Verbindungsschraube 3 durch das Innenrohr 2 ein erstes zu lagerndes Bauteil 4, hier beispielsweise ein Aufbauteil eines Fahrzeugs, verbunden. Ein Elastomer-Ringteil 5 als tragendes Elastomer-Teil umschließt das Innenrohr 2 und ist konkret als Gummiringteil am Innenrohr 2 anvulkanisiert.
-
In das Elastomer-Ringteil 5 ist ein Anschlussteil als stabiles Topfteil 6 angeformt, welches einen offenen Topfboden 7 aufweist, durch den das Innenrohr 2 ragt und das mit einem Topfrand als radial vom Elastomer-Ringteil 5 abragende Anschlussplatte 8 ausgebildet ist. Wie aus der Einbausituation der 2, 4 und 6 ersichtlich ist, ist mit dieser Anschlussplatte 8 ein zweites zu lagerndes Bauteil 9, beispielsweise eine Motorstütze einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs verbunden.
-
Das Elastomer-Metall-Lager ist mit vertikaler Achse 10 eingebaut, wobei in einem oberen Stirnseitenbereich eine massive Druckscheibe 11 angeordnet ist mit einer zentralen Bohrung 15, durch die ebenso wie durch das Bauteil 4 die Verbindungsschraube 3 geführt ist. In den perspektivischen Darstellungen der 3 und 5 sind wegen einer besseren Übersichtlichkeit sowohl die Verbindungsschraube 3 als auch das erste zu lagernde Bauteil 4, das zweite zu lagernde Bauteil 9 und die Anschlagplatte 14 weggelassen.
-
Das Elastomer-Ringteil 5 ist ein Elastomer-Konusteil, das sich gegenüberliegend zur Druckplatte 11 konisch verjüngt. Im Bereich des Topfbodenrandes des offenen Topfbodens 7 weist das Elastomer-Ringteil 5 einen umlaufenden Elastomerwulst als Elastomer-Anschlag 12 auf, der im Herstellzustand entsprechend 1 das Innenrohr 2 in Axialrichtung überragt. In der in 6 dargestellten Einbausituation mit relativ harter Einstellung und unter statischer Last ist ein Anschlagfreiraum 13 zwischen dem Elastomeranschlag 12 und einer Anschlagplatte 14 gebildet, welche mit der Verbindungsschraube 3 von unten her stirnseitig mit dem Innenrohr 2 verschraubt ist.
-
Die Druckplatte 11 ist über ihre zentrale Bohrung 15 um die Verbindungsschraube 3 in einer Radialebene zur Einstellung unterschiedlicher Federkonstanten verschwenkbar.
-
Die obere, zur Druckplatte 1 hin gerichtete Fläche des Elastomer-Ringteils weist zwei radial gegenüberliegende gleiche Abstützwulste 16a, 16b auf, welche sich etwa in einem Umfangsbereich von 60° am Elastomer-Ringteil 5 erstrecken. Die Abstützwulste 16a, 16b liegen mit ihren oberen Bereichen in der Radialebene der Druckplatte 11. Zur Ausprägung der radial äußeren Elastomerwulste 16a, 16b ist zwischen diesen und dem Innenrohr 2 an der Oberseite des Elastomer-Ringteils 5 eine radial nach außen verlaufende Abflachung 17 angeformt.
-
Die Druckplatte 11 weist zu beiden Seiten der zentralen Bohrung 15 in einem zweiflügeligen Aufbau zwei Druckplattenbereiche als Flügelbereiche 18a, 18b auf mit Langseiten 19a, 19b in einer Richtung und in einer Querrichtung mit Schmalseiten 20a, 20b, so dass durch vorhandene Rundungen etwa eine Ovalform ausgebildet ist.
-
Die Funktion des mechanisch verstellbaren Elastomer-Metall-Lagers 1 wird anhand der 2 bis 6 weiter erläutert.
-
Wie aus den 2, 4 und 6 ersichtlich, stützt sich in der Einbaulage der Schraubenkopf 22 der Verbindungsschraube 3 am oberen ersten zu lagernden Bauteils 4 und eine Schraubenmutter 23 von unten her an der Anschlagplatte 14 über das Innenrohr 2 als Distanzstück ab. Zugleich ist damit zwischen dem oberen stirnseitigen Rand des Innenrohrs 2 und dem ersten zu lagernden Bauteil 4 die Druckplatte 11 in ihrer jeweiligen Dreheinstellung eingeklemmt und fixiert.
-
In den 2 und 3 ist eine Dreheinstellung der Druckplatte 11 für ein relativ weiches Elastomer-Metall-Lager 1 gezeigt. Dabei liegen die Abstützwulste 16a, 16b außerhalb des Bereichs der Druckplatte 11, das heißt die Druckplatte 11 liegt in einer Drehstellung, bei der die Flügelbereiche 18a, 18b mit ihren Langseiten 19a, 19b die Abstützwulste 16a, 16b nicht abdecken. Die Schmalseiten 20a, 20b liegen in einem Abstand zu den Abstützwulsten 16a, 16b, ohne diese zu überdecken.
-
In den 4, 5 und 6 ist dagegen eine Dreheinstellung der Druckplatte 11 dargestellt für eine relativ harte Einstellung des Elastomer-Metall-Lagers 1. Dazu ist die Druckplatte 11 im Vergleich zu den 2 und 3 um 90° verdreht, so dass die Druckplatte 11 mit den Flügelbereichen 18a, 18b und ihren Langseiten 19a, 19b auf den Abstützwulsten 16a, 16b liegt und diese überdeckt. Im Vergleich zu der weichen Einstellung nach den 2 und 3 kann somit in der harten Einstellung eine betriebsbedingte belastungsabhängige Verformung des Elastomer-Ringteils 5 stark behindert werden, so dass die Federkonstante, insbesondere in vertikaler Richtung entsprechend erhöht ist.
-
Die endgültige Einbausituation mit der harten Einstellung nach den 4 und 5 ist in Verbindung mit einer statischen Last in 6 dargestellt, wodurch das Elastomer-Ringteil 5 so verformt ist, dass der Elastomer-Anschlag 12 von der Anschlagplatte 14 mit einem dazwischenliegenden Anschlagfreiraum 13 abgehoben ist und zwischen der Anschlussplatte 8 und der Druckplatte 11 ein umlaufender Gummiwulst 24 ausgebildet ist.
-
Bei dem mechanisch verstellbaren Elastomer-Metall-Lager 1 als Konuslager können somit durch eine Drehverstellung der Druckplatte 11 um 90° zwei zugeordnete Federeinstellungen mit zwei unterschiedlichen Federkonstanten eingestellt werden und an vorliegenden Lagergegebenheiten gegebenenfalls auch nach einem Einbau angepasst werden, wobei die Schraubenspannung der Verbindungsschraube 3 wegen des Innenrohres 2 als Distanzstück in den unterschiedlichen Einstellbereichen gleich bleiben kann.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102004047173 A1 [0002]
