DE102017111996A1 - bearing arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung 1 umfassend ein Innenteil 2 und eine Außenhülse 3 sowie eine Versteifungsstruktur 4, die an dem Innenteil 2 in einer radialen Richtung r der Lageranordnung 1 zur Außenhülse 3 hin angeordnet ist, sowie ein elastisches Material 5, das in radialer Richtung r zwischen der Versteifungsstruktur 4 und der Außenhülse 3 angeordnet ist. Die Versteifungsstruktur 4 weist zumindest einen Vorsprung 6 mit einer Höhe A und einer Breite B sowie zumindest einen Sohlenbereich 7 mit einer Höhe C und einer Breite D auf, wobei in einer axialen Richtung a der Lageranordnung 1 die Sohlenbereiche 7 und Vorsprünge 6 alternierend angeordnet sind. Die Vorsprünge 6 weisen in radialer Richtung r von der Außenoberfläche 11 des Innenteils 2 weg. In axialer Richtung a der Lageranordnung 1 ist die Höhe A der Vorsprünge 6 und/oder die Höhe C der Sohlenbereiche 7 variiert und/oder die Höhe A der Vorsprünge 6 und/oder die Höhe C der Sohlenbereiche 7 in einer Umfangsrichtung U variiert. The invention relates to a bearing assembly 1 comprising an inner part 2 and an outer sleeve 3 and a stiffening structure 4, which is arranged on the inner part 2 in a radial direction r of the bearing assembly 1 to the outer sleeve 3, and an elastic material 5, in the radial direction r between the stiffening structure 4 and the outer sleeve 3 is arranged. The stiffening structure 4 has at least one projection 6 with a height A and a width B and at least one sole region 7 with a height C and a width D, wherein in an axial direction a of the bearing assembly 1, the sole regions 7 and projections 6 are arranged alternately. The projections 6 point in the radial direction r away from the outer surface 11 of the inner part 2. In the axial direction a of the bearing assembly 1, the height A of the projections 6 and / or the height C of the sole regions 7 is varied and / or the height A of the projections 6 and / or the height C of the sole regions 7 varies in a circumferential direction U.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung umfassend ein Innenteil und eine Außenhülse sowie eine Versteifungsstruktur und en elastisches Material gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.The invention relates to a bearing arrangement comprising an inner part and an outer sleeve and a stiffening structure and an elastic material according to the features of claim 1.
In vielen Bereichen der Technik, insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie, kommen vielgestaltige Lageranordnungen zum Einsatz. Dabei unterliegen sie vielgestaltigen Kräften, die axiale, radiale, kardanische oder torsional Lasten in eine Lageranordnung einleiten. Teilweise werden die Lageranordnungen in verschiedenen Lastrichtungen unterschiedlich stark belastet, so dass beispielsweise in axialer und radialer Richtung der Lageranordnung unterschiedliche Steifigkeiten des Lagers erforderlich sind.In many areas of technology, especially in the automotive industry, multifarious bearing arrangements are used. They are subject to various forces that introduce axial, radial, gimbal or torsional loads in a bearing assembly. In some cases, the bearing assemblies are loaded differently in different load directions, so that different stiffnesses of the bearing are required, for example, in the axial and radial directions of the bearing assembly.
In der
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lageranordnung bereitzustellen, die gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Steifigkeitseigenschaften aufweist.It is the object of the invention to provide a bearing assembly which has improved stiffness properties over the prior art.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Lageranordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 12.This object is achieved by a bearing arrangement with the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung umfassend ein Innenteil und eine Außenhülse sowie eine Versteifungsstruktur, die an dem Innenteil in einer radialen Richtung der Lageranordnung zur Außenhülse hin angeordnet ist, sowie ein elastisches Material, das in radialer Richtung zwischen der Versteifungsstruktur und der Außenhülse angeordnet ist. Die Versteifungsstruktur weist zumindest einen Vorsprung mit einer Höhe
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass die Versteifungsstruktur geometrisch so ausgebildet ist, dass die auftretenden Lasten eines spezifischen Lastfalls optimal aufgenommen werden können. Die Lageranordnung ist dann für die zu erwartenden Lastfälle maßgeschneidert ausgeführt.The basic idea of the invention is that the stiffening structure is geometrically designed so that the occurring loads of a specific load case can be optimally absorbed. The bearing assembly is then tailored to the expected load cases.
Üblicherweise sind derartige Lageranordnungen, die insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignet sind, weitestgehend zylindrisch geformt. Als axiale Richtung wird im Rahmen der Erfindung wird eine Richtung parallel zur Höhe des Zylinders betrachtet, eine radiale Richtung wird in entsprechender Weise als eine Richtung parallel zu einem Radius des Zylinders betrachtet.Usually, such bearing assemblies, which are particularly suitable for motor vehicles, largely cylindrical in shape. As the axial direction is considered in the invention a direction parallel to the height of the cylinder, a radial direction is considered in a corresponding manner as a direction parallel to a radius of the cylinder.
Bei den Lageranordnungen kann es sich beispielsweise um Gummi-Lager, Gummi-Metall-Lager oder Gleitlager handeln.The bearing arrangements may be, for example, rubber bearings, rubber-metal bearings or plain bearings.
Das Innenteil kann als zylindrische Hülse oder als zylindrischer Bolzen ausgeführt sein. Bei der Außenhülse handelt es zumeist ebenfalls um eine zylindrische Hülse. Beide Komponenten können aus metallischen Materialien oder aus Kunststoff gefertigt sein.The inner part can be designed as a cylindrical sleeve or as a cylindrical bolt. The outer sleeve is usually also a cylindrical sleeve. Both components can be made of metallic materials or of plastic.
Das elastische Material ist idealerweise stoffschlüssig mit den anliegenden Komponenten der Lageranordnung verbunden, beispielsweise anvulkansiert oder angeklebt. Das elastische Material kann aber auch in die Lageranordnung eingespritzt werden.The elastic material is ideally cohesively connected to the adjacent components of the bearing assembly, for example, anvulkansiert or glued. The elastic material can also be injected into the bearing assembly.
An der Außenoberfläche des Innenteils schließt sich in radialer Richtung eine Versteifungsstruktur an. Die Versteifungsstruktur weist zumindest einen Vorsprung auf, der in radialer Richtung durch eine Höhe
Die Versteifungsstruktur kann beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff oder aus Kunststoff ausgeführt sein.The stiffening structure may for example be made of a metallic material or plastic.
Die Höhen von Vorsprüngen und Sohlenbereichen werden von der Außenoberfläche des Innenteils aus gemessen. Grundsätzlich ist mit der Höhe die maximale Ausdehnung der Vorsprünge oder Sohlenbereiche in radialer Richtung gemeint. Es ist folglich möglich, dass über die Breite eines Vorsprungs oder Sohlenbereiches die jeweilige radiale Ausdehnung variiert. Insbesondere bei den Vorsprüngen ist es auch möglich, dass sich die axiale Ausdehnung der Vorsprünge über die Höhe ändert, beispielsweise die Vorsprünge zu ihrem radialen, auf die Außenhülse weisenden Ende hin sukzessive schmaler werden. Dann wird als die Breite der Vorsprünge eine mittlere Ausdehnung in axialer Richtung verstanden.The heights of protrusions and sole regions are measured from the outer surface of the inner part. Basically, the height means the maximum extent of the projections or sole regions in the radial direction. It is thus possible that the respective radial extent varies over the width of a projection or sole region. In particular, in the projections, it is also possible that the axial extent the projections on the height changes, for example, the projections to its radial, pointing to the outer sleeve end are successively narrower. Then, the width of the protrusions is understood to mean an average extent in the axial direction.
In axialer Richtung wechseln sich Vorsprünge und Sohlenbereiche ab, wobei es unerheblich ist, ob in axialen Endbereichen der Lageranordnung ein Vorsprung oder ein Sohlenbereich angeordnet ist. Bevorzugt weist die Lageranordnung zumindest einen Vorsprung und zwei Sohlenbereiche oder zwei Vorsprünge und einen Sohlenbereich aufweist.In the axial direction, projections and sole regions alternate, it is irrelevant whether a projection or a sole region is arranged in axial end regions of the bearing arrangement. The bearing arrangement preferably has at least one projection and two sole regions or two projections and a sole region.
Durch die Variation der Höhe
Durch eine Variation der Höhe
In bevorzugter Weise steigt die Höhe
Weiterhin bevorzugt weist die Höhe
Weiterhin bevorzugt weist die Höhe
Aber auch darüber hinaus ist jeglicher Verlauf der Höhen von Vorsprüngen und/oder Sohlenbereichen möglich. Die Variation der Höhen kann linear, exponentiell oder parabolisch erfolgen. Es können mehrere Maximal- oder Minimalwerte vorgesehen sein.But beyond that, any course of the heights of protrusions and / or sole areas is possible. The variation of the heights can be linear, exponential or parabolic. Several maximum or minimum values can be provided.
In einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist in axialer Richtung der Lageranordnung die Breite
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Höhe
Neben einer ellipsenförmigen oder ovalen Ausführungsform sind noch weitere Ausführungsformen möglich. So kann beispielsweise über eine in Umfangsrichtung alternierende Höhe
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass zwischen dem elastischen Material und der Außenhülse eine zweite Versteifungsstruktur mit zweiten Vorsprüngen und zweiten Sohlenbereichen angeordnet ist, wobei die Vorsprünge in radialer Richtung von der Innenoberfläche der Außenhülse wegweisen.Furthermore, provision may be made for a second stiffening structure with second projections and second sole areas to be arranged between the elastic material and the outer sleeve, wherein the projections point away from the inner surface of the outer sleeve in the radial direction.
Bevorzugt sind die Vorsprünge der Versteifungsstruktur und die zweiten Vorsprünge der zweiten Versteifungsstruktur in axialer Richtung betrachtet überlappend ausgeführt. Das bedeutet, dass die Vorsprünge der einen Versteifungsstruktur gegenüberliegend einem Sohlenbereich der anderen Versteifungsstruktur angeordnet sind und in den Bereich zwischen zwei Vorsprüngen der anderen Versteifungsstruktur hineinragen.Preferably, the projections of the stiffening structure and the second projections of the second stiffening structure are designed to be overlapping in the axial direction. That is, the protrusions of one stiffening structure are disposed opposite to a sole region of the other stiffening structure and project into the region between two protrusions of the other stiffening structure.
Weiter bevorzugt ist die zweite Versteifungsstruktur komplementär zu der Versteifungsstruktur ausgeführt. Das bedeutet, dass jedem Vorsprung und jedem Sohlenbereich der einen Versteifungsstruktur jeweils ein Sohlenbereich und ein Vorsprung der anderen Versteifungsstruktur zugeordnet ist. Es ist dabei aber nicht notwendig, dass die Höhen und Breiten der Vorsprünge und Sohlenstrukturen mit korrespondierenden Abmessungen ausgebildet sind. More preferably, the second stiffening structure is executed complementary to the stiffening structure. This means that each projection and each sole region of the one stiffening structure is assigned one sole region and one projection of the other stiffening structure. However, it is not necessary that the heights and widths of the projections and sole structures are formed with corresponding dimensions.
Durch die Verwendung einer zweiten Versteifungsstruktur in einer erfindungsgemäßen Lageranordnung wird insbesondere die axiale Steifigkeit erhöht.By using a second stiffening structure in a bearing arrangement according to the invention, in particular the axial rigidity is increased.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Versteifungsstruktur einstückig und werkstoffeinheitlich mit dem Innenteil ausgestaltet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, das bei der Herstellung der Lageranordnung weniger Einzelteile verbaut werden müssen. Ein Fügen des Innenteils mit der Versteifungsstruktur als zusätzlicher Arbeitsschritt entfällt.In a further embodiment, it is provided that the stiffening structure is configured in one piece and with the same material as the inner part. This has the advantage that fewer parts must be installed in the production of the bearing assembly. A joining of the inner part with the stiffening structure as an additional step is eliminated.
Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch möglich, dass die Versteifungsstruktur als separates Bauteil ausgestaltet ist. Dies bringt Vorteile hinsichtlich der Materialwahl mit sich, da die Versteifungsstruktur unabhängig von der übrigen Lageranordnung konzipiert und hinsichtlich der Steifigkeitsanforderungen ausgelegt werden kann.In the context of the invention, it is also possible that the stiffening structure is designed as a separate component. This has advantages in terms of the choice of materials, since the stiffening structure can be designed independently of the rest of the bearing assembly and designed in terms of stiffness requirements.
Insbesondere ist die Versteifungsstruktur beabstandet zu dem Innenteil angeordnet. Insbesondere bei einer als Gleitlager ausgeführten Lageranordnung ist dies notwendig. Der zwischen Innenteil und Versteifungselement entstehende Spalt kann beispielsweise mit einem Gleit- oder Schmiermittel gefüllt sein.In particular, the stiffening structure is arranged at a distance from the inner part. This is necessary in particular in the case of a bearing arrangement constructed as a slide bearing. The resulting gap between the inner part and the stiffening element may for example be filled with a lubricant or lubricant.
Die vorstehend aufgeführten Ausgestaltungen der Versteifungsstruktur lassen sich ohne weiteres auch auf die zweiten Versteifungsstrukturen im Zusammenhang mit der Außenhülse übertragen. Es ist auch dort eine entsprechende Dimensionierung der Höhen und Breiten von zweiten Vorsprüngen oder zweiten Sohlenbereichen möglich, ebenso wie beispielsweise eine ein- oder mehrteilige Ausgestaltung der zweiten Versteifungsstruktur mit der Außenhülse.The above-mentioned embodiments of the stiffening structure can be readily transferred to the second stiffening structures in connection with the outer sleeve. There is also a corresponding dimensioning of the heights and widths of second projections or second sole areas possible, as well as, for example, a one- or multi-part design of the second stiffening structure with the outer sleeve.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn an den axialen Enden der Lageranordnung Abschlussscheiben vorgesehen sind. Diese zumeist kreisrunden Scheiben werden auf das Innenteil aufgepresst und dienen als Anschlag in axialer Richtung.Furthermore, it has proven to be advantageous if provided at the axial ends of the bearing assembly lenses. These mostly circular discs are pressed onto the inner part and serve as a stop in the axial direction.
Weitere Merkmale ergeben sich aus den nachfolgenden Zeichnungen. Identische oder einander entsprechende Merkmale werden mit jeweils identischen Bezugszeichen versehen.Further features will become apparent from the following drawings. Identical or corresponding features are provided with identical reference numerals.
Es zeigen
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Lageranordnung -
2 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Lageranordnung -
3 ein drittes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Lageranordnung -
4 ein viertes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Lageranordnung -
5 ein fünftes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Lageranordnung -
6 ein sechstes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Lageranordnung -
7 ein siebtes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Lageranordnung -
8 ein achtes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Lageranordnung -
9 ein neuntes Ausführungsbeispiel für eine Lageranordnung mit Variation der Versteifungsstruktur im Umfangsrichtung -
10 das Ausführungsbeispiel der 9 im Querschnitt
-
1 a first embodiment of a bearing assembly according to the invention -
2 A second embodiment of a bearing arrangement according to the invention -
3 a third embodiment of a bearing assembly according to the invention -
4 A fourth embodiment of a bearing assembly according to the invention -
5 a fifth embodiment of a bearing assembly according to the invention -
6 a sixth embodiment of a bearing arrangement according to the invention -
7 a seventh embodiment of a bearing assembly according to the invention -
8th an eighth embodiment of a bearing assembly according to the invention -
9 A ninth embodiment of a bearing assembly with variation of the stiffening structure in the circumferential direction -
10 the embodiment of9 in cross section
Eine erste Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Lageranordnung
Die Lageranordnung
Die Versteifungsstruktur
Die Versteifungsstruktur kann in diesem Beispiel als Kunststoffbauteil, das beispielsweise guss- oder spritzgusstechnisch hergestellt ist, ausgeführt sein.The stiffening structure may be embodied in this example as a plastic component, which is produced for example by casting or injection molding technology.
Eine Lageranordnung
Das Ausführungsbeispiel in
Eine Lageranordnung
Die in
Eine Lageranordnung
Die Lageranordnung
Eine Lageranordnung
In
Eine Lageranordnung
Die in
Eine Lageranordnung
Ein Ausführungsbeispiel mit einer zweiten Versteifungsstruktur
Die zweiten Sohlenbereiche
Ebenfalls auf der Ausführungsform gemäß
Gleichzeitig ist die Lageranordnung
Eine Ausführungsform der Erfindung, in der die Höhe
Weitere möglichem, aber nicht dargestellte Ausführungsformen sehen vor, dass die Lageranordnung
Ebenfalls kann auch eine zweite Versteifungsstruktur
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Lageranordnungbearing arrangement
- 22
- Innenteilinner part
- 33
- Außenhülseouter sleeve
- 44
- Versteifungsstrukturstiffening structure
- 55
- elastisches Materialelastic material
- 66
- Vorsprunghead Start
- 77
- Sohlenbereichsole area
- 88th
- Symmetrieachseaxis of symmetry
- 99
- erstes axiales Endefirst axial end
- 1010
- zweites axiales Endesecond axial end
- 1111
- Außenoberfläche von 2Outer surface of 2
- 1212
- zweite Versteifungsstruktursecond stiffening structure
- 1313
- Innenoberfläche von 3Inner surface of 3
- 1414
- zweiter Vorsprungsecond lead
- 1515
- zweiter Sohlenbereichsecond sole area
- 1616
- Abschlussscheibelens
- 1717
- Spaltgap
- AA
- Höhe von 6Height of 6
- Amax A max
- maximale Höhe von 6maximum height of 6
- Amin A min
- minimale Höhe von 6minimum height of 6
- BB
- Breite von 6Width of 6
- CC
- Höhe von 7Height of 7
- Cmax C max
- maximale Höhe von 7maximum height of 7
- Cmin C min
- minimale Höhe von 7minimum height of 7
- DD
- Breite von 7Width of 7
- Ee
- Höhe von 14Height of 14
- FF
- Breite von 14Width of 14
- GG
- Höhe von 15Height of 15
- HH
- Breite von 15Width of 15
- aa
- axiale Richtungaxial direction
- rr
- radiale Richtungradial direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1589251 A1 [0003]EP 1589251 A1 [0003]
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