DE102018130891A1 - Elastomerlager zur elastischen Lagerung eines Kugelgelenks sowie Kugelgelenksystem - Google Patents

Elastomerlager zur elastischen Lagerung eines Kugelgelenks sowie Kugelgelenksystem Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elastomerlager (12) zur elastischen Lagerung eines Kugelgelenkes (10) in einem Aufnahmeauge (14) eines Fahrwerks (16), aufweisend eine das Kugelgelenk (10) aufnehmende Innenhülse (28), eine die Innenhülse (28) unter Ausbildung eines Spaltes (30) umgebende Außenhülse (32) und einen innerhalb des Spaltes (30) angeordneten Elastomerkörper (34), der die Innenhülse (28) und die Außenhülse (32) miteinander verbindet, wobei der Elastomerkörper (34) wenigstens ein Radialpolster (58), das in eine Radialrichtung (R) wirkt, und wenigstens zwei Axialpolster (60, 62) aufweist, die in Axialrichtung (A) zueinander beanstandet sind und in entgegen gerichtete Axialrichtungen (A) wirken, wobei ein erstes Axialpolster (60) unter Vorspannung an einer ersten Axialpolsterinnenfläche (70) der Außenhülse (32) und einer ersten Axialpolsteraußenfläche (72) der Innenhülse (28) anliegt, und wobei ein zweites Axialpolster (62) unter Vorspannung an einer zweiten Axialpolsterinnenfläche (74) der Außenhülse (32) und einer zweiten Axialpolsteraußenfläche (76) der Innenhülse (28) anliegt. Ferner betrifft die Erfindung ein Kugelgelenksystem (10) für ein Fahrwerk (16).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elastomerlager zur elastischen Lagerung eines Kugelgelenks in einem Aufnahmeauge eines Fahrwerks, aufweisend eine das Kugelgelenk aufnehmende Innenhülse, eine die Innenhülse unter Ausbildung eines Spaltes umgebende Außenhülse und einen innerhalb des Spaltes angeordneten Elastomerkörper, der die Innenhülse und die Außenhülse miteinander verbindet. Ferner betrifft die Erfindung ein Kugelgelenksystem für ein Fahrwerk mit einem Kugelgelenk und einem Elastomerlager.
  • Kugelgelenke in einem Fahrwerk werden dazu verwendet, um sowohl eine Lenkbewegung als auch eine Federbewegung auf ein um zwei Achsen bewegliches Bauteil zu übertragen, wie beispielsweise bei einem Traggelenk, um einen Querlenker mit einem Achsschenkel zu verbinden, oder bei einem Spurstangenkopf, um eine Spurstange mit einem McPherson-Federbein oder einem Achsschenkel zu verbinden.
  • Ein herkömmliches Kugelgelenk weist einen Kugelgelenkkopf mit einer kugelähnlichen Form und eine den Kugelgelenkkopf aufnehmende Kugelpfanne auf. Der Kugelgelenkkopf ist innerhalb der Kugelpfanne in alle Richtungen rotatorisch bewegbar.
  • Kugelgelenke werden im Fahrwerk über ein Elastomerlager elastisch gelagert, um die von den Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen und auf das Kugelgelenk wirkenden Schwingungen zu bedämpfen. Zudem setzt ein Elastomerlager bei kleinen Amplituden die Nebenfederrate herab, da infolge der Losbrechmomente des Kugelgelenks bei kleinen Amplituden hohe Nebenfederraten auftreten. Darüber hinaus erlauben die Nachgiebigkeiten von Elastomerlagern eine gezielte Beeinflussung der Achsenkinematik beim Einfedern, wie zum Beispiel das Über- oder Untersteuern der Achsen. Bei einer starren Anbindung mittels eines Kugelkopfes gelingt dies nicht. Folglich kann durch die Ergänzung eines Kugelgelenks mit einem umgebenden Elastomerlager die zusätzliche Nachgiebigkeit zur Beeinflussung dieser Eigenschaften genutzt werden.
  • Aus KR 10 2017 0063066 A ist ein Elastomerlager für ein Kugelgelenk bekannt, das eine Innenhülse, eine die Innenhülse umgebende Außenhülse und einen dazwischen angeordneten und die Innenhülse und Außenhülse miteinander verbindenden Elastomerkörper aufweist. Das bekannte Elastomerlager ist nicht in der Lage, hohe kardanische Momente aufzunehmen. Außerdem weist das Elastomerlager keine lineare, radiale Steifigkeitscharakteristik auf, sondern ist sehr progressiv.
  • Herausforderung sind jedoch die hohen Momente, welche auf die Kugelgelenke wirken. Diese müssen auch vom Elastomerlager bei sehr begrenztem axialem Bauraum übertragen werden. Es ist daher ein kardanisch stark progressives Verhalten für diese Elastomerlager notwendig. Für die Entkopplung sind ferner niedrige radiale Steifigkeiten mit zunächst linearem Verhalten notwendig. Eine stark progressive, radiale Steifigkeitscharakteristik des Elastomerlagers ist außerdem notwendig, um eine straffe Radführung und direkte Anlenkung zu gewährleisten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elastomerlager sowie ein Kugelgelenksystem zu schaffen, die hohe kardanische Momente aufnehmen können, ein verbessertes progressives kardanisches Verhalten und zudem eine lineare, radiale Steifigkeitscharakteristik aufweisen.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein Elastomerlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Kugelgelenksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 13 vorgesch lagen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des Elastomerlagers sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Ein Elastomerlager zur elastischen Lagerung eines Kugelgelenks in einem Aufnahmeauge eines Fahrwerks weist eine das Kugelgelenk aufnehmende Innenhülse, eine die Innenhülse unter Ausbildung eines Spaltes umgebende Außenhülse und einen innerhalb des Spaltes angeordneten Elastomerkörper auf, der die Innenhülse und die Außenhülse miteinander verbindet, wobei der Elastomerkörper wenigstens ein Radialpolster, das in einer Radialrichtung wirkt, und wenigstens zwei Axialpolster aufweist, die in Axialrichtung zueinander beanstandet sind und in entgegengerichtete Axialrichtungen wirken, wobei ein erstes Axialpolster unter Vorspannung an einer ersten Axialpolsterinnenfläche der Außenhülse und einer ersten Axialpolsteraußenfläche der Innenhülse anliegt, und wobei ein zweites Axialpolster unter Vorspannung an einer zweiten Axialpolsterinnenfläche der Außenhülse und einer zweiten Axialpolsteraußenfläche der Innenhülse anliegt.
  • Durch zwei in Axialrichtung vorgespannte Axialpolster weist das Elastomerlager ein stark progressives kardanisches Verhalten auf, die im Gegensatz zu üblichen Axialanschlägen nicht erst nach einer gewissen Auslenkung in Eingriff kommen, sondern die beiden axial vorgespannten Axialpolster liefern auch in der unbelasteten Ausgangslage bereits einen signifikanten Anteil an der Axialkennung des Elastomerlagers. Hierdurch liefern die bei einer kardanischen Auslenkung des Elastomerlagers unter Druck belasteten Bereiche der schräg gegenüberliegenden Axialpolster auch die notwenige hohe kardanische Steifigkeit des Elastomerlagers. Die hohe kardanische Steifigkeit ermöglicht zudem, dass sich keine oder nur geringe Stick-Slip-Effekte durch das Zusammenspiel von Losbrechmoment des Kugelgelenks und kardanischer Nachgiebigkeit des Elastomerlagers ergeben. Da die Flächen, an denen die Axialpolster anliegen, in die Außenhülse integriert sind, ist das Elastomerlager sehr kurz und kann von beiden Seiten in ein Aufnahmeauge eingepresst werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jede der Axialpolsterinnenflächen maximal 20°, insbesondere maximal 10° zu einer Ebene geneigt, die senkrecht zur Axialrichtung ist. Dadurch liefern die Axialposter einen kaum spürbaren Beitrag zur radialen Steifigkeit des Elastomerlagers. Vorteilhaft sind die Axialpolsterinnenflächen radial nach außen um maximal 20°, insbesondere um maximal 10° zu einer Ebene geneigt, die senkrecht zur Axialrichtung ist. Die senkrecht zur Axialrichtung stehende Ebene verläuft in Radialrichtung.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Axialpolsterinnenflächen senkrecht zur Axialrichtung ausgerichtet. Dadurch wird das Axialpolster bei einer radialen Auslenkung des Lagers nur auf Schub belastet. Da die Axialpolster zudem nur einseitig, also entweder an der Außenhülse oder der Innenhülse gehaftet vorliegen, können die Polster auch nur sehr geringe Schubkräfte übertragen. Hierdurch liefern die Axialpolster nur einen sehr geringen Beitrag zur radialen Steifigkeit des Elastomerlagers, so dass die radiale Steifigkeitscharakteristik des Elastomerlagers durch das Radialpolster bestimmt wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt das Radialpolster unter Vorspannung an einer Radialpolsterinnenfläche der Innenhülse und einer Radialpolsteraußenfläche der Außenhülse an. Durch die Vorspannung des Radialpolsters in Radialrichtung wird eine lineare, radiale Steifigkeitscharakteristik erzielt. Das Radialpolster wird während des Einpressens des Elastomerlagers in ein Aufnahmeauge vorgespannt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Außenhülse einen in Radialrichtung einwärts abragenden Vorsprung auf, der die Axialpolsterinnenflächen bildet. Dadurch sind die Flächen zur Anlage der Axialpolster in die Außenhülse integriert, so dass das Elastomerlager kurz ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung bilden die in Axialrichtung zeigenden Stirnseiten des Vorsprungs die Axialpolsterinnenflächen. Weiterhin vorteilhaft bildet der Vorsprung die Radialpolsteraußenfläche. Insbesondere bildet die in Radialrichtung zeigende Stirnseite des Vorsprungs die Radialpolsteraußenfläche.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Innenhülse an ihren Enden jeweils einen in Radialrichtung auswärts abragenden Kragen auf, wobei die Kragen die Axialpolsteraußenflächen bilden. Vorteilhaft ist der Vorsprung zwischen den Kragen angeordnet, wobei zwischen der ersten Axialpolsterinnenfläche und der ersten Axialpolsteraußenfläche ein erster Axialspalt ausgebildet ist, innerhalb dem das erste Axialpolster angeordnet ist, und wobei zwischen der zweiten Axialpolsterinnenfläche und der zweiten Axialpolsteraußenfläche ein zweiter Axialspalt ausgebildet ist, innerhalb dem das zweite Axialpolster angeordnet ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens einer der Kragen als eine Scheibe ausgebildet, die mittels eines Sicherungselements an der Innenhülse festgelegt ist. Wenn die Scheibe an der Innenhülse festgelegt wird, werden die beiden Axialpolster vorgespannt. Vorteilhaft ist das Sicherungselement am Kugelgelenk, insbesondere einem Kugelgelenktopf festgelegt. Vorteilhaft ist die Scheibe als eine Lochscheibe ausgebildet. Dadurch kann die Scheibe auf das Kugelgelenk, insbesondere einem Kugelgelenktopf aufgeschoben werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Sicherungselement ein Sprengring. Vorteilhaft greift der Sprengring in eine im Kugelgelenk, insbesondere im Kugelgelenktopf eingebrachte Nut ein. Weiterhin vorteilhaft können beide Kragen als eine Scheibe ausgebildet sein, wobei jede Scheibe mittels eines Sicherungselements, insbesondere eines Sprengrings, an der Innenhülse festgelegt ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen der Innenhülse und der Außenhülse ein Freiweg in Radialrichtung ausgebildet, wobei die Innenhülse und/oder die Außenhülse einen radialen Endanschlag bilden, der die Bewegung von Innenhülse zu Außenhülse und umgekehrt begrenzt. Die Endanschläge nehmen somit die hohen radialen Lasten auf, indem sie die radiale Bewegung begrenzen. Somit weist das Elastomerlager infolge des vorgespannten Radialpolsters zunächst eine lineare Steifigkeitskennung in Radialrichtung auf, bis der radiale Endanschlag einsetzt, um die hohen radialen Lasten aufzunehmen und abzufangen. Weiterhin vorteilhaft kann der radiale Endanschlag mit einem elastomeren Anschlagpolster überzogen sein, um ein progressive Steifigkeitscharakteristik zu erzielen. Bevorzugt ist das Anschlagpolster aus dem Elastomer des Elastomerkörpers gebildet.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung bilden die Kragen den radialen Endanschlag. Somit nehmen die Kragen die hohen radialen Lasten auf. Vorteilhaft können die der Außenhülse zugewandten Stirnseiten der Kragen mit einem elastomeren Anschlagpolster und/oder die Außenhülse mit einem elastomeren Anschlagpolster überzogen sein.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Innenhülse und/oder die Außenhülse mehrteilig ausgebildet. Wenn die Innenhülse mehrteilig ist, können die Axialpolster definiert vorgespannt werden. Vorteilhaft sind die Innenhülse und/oder die Außenhülse zweiteilig ausgebildet.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Elastomerkörper an der Innenhülse und/oder der Außenhülse stoffschlüssig angebunden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Axialpolsteraußenflächen und die Axialpolsterinnenflächen innerhalb des Aufnahmeauges angeordnet. Dadurch weist das Elastomerlager eine kompakte und kurze Bauform auf, so dass das Elastomerlager von beiden Seiten in das Aufnahmeauge eingepresst werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kugelgelenksystem für ein Fahrwerk vorgeschlagen, das ein Kugelgelenk und ein Elastomerlager aufweist. Weiterhin vorteilhaft weist das Kugelgelenk einen Kugelgelenkkopf, einen Kugelgelenktopf zur Aufnahme des Kugelgelenkkopfes, wenigstens ein Gleitelement, das zwischen dem Kugelgelenkkopf und dem Kugelgelenktopf angeordnet ist, und wenigstens ein Fixierungselement auf, das den Kugelgelenkkopf und das Gleitelement in dem Kugelgelenktopf fixiert. Weiterhin vorteilhaft weist das Kugelgelenk eine Elastomermembran auf, die den Kugelgelenkkopf dichtend umgibt und an dem Kugelgelenktopf festgelegt ist. Die Elastomermembran schützt das Kugelgelenk vor Umwelteinflüssen, insbesondere vor Verschmutzung.
  • Nachfolgend werden ein Elastomerlager, ein Kugelgelenksystem sowie weitere Merkmale und Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren schematisch dargestellt sind. Hierbei zeigt:
    • 1 einen Längsschnitt durch ein Kugelgelenksystem, das in einem Aufnahmeauge eines Fahrwerks aufgenommenen ist und ein Kugelgelenk und ein Elastomerlager gemäß einer ersten Ausführungsform aufweist;
    • 2 einen Längsschnitt durch ein Kugelgelenksystem, das in einem Aufnahmeauge eines Fahrwerks aufgenommenen ist und ein Kugelgelenk und ein Elastomerlager gemäß einer zweiten Ausführungsform aufweist; und
    • 3 einen Längsschnitt durch ein Kugelgelenksystem, das in einem Aufnahmeauge eines Fahrwerks aufgenommenen ist und ein Kugelgelenk und ein Elastomerlager gemäß einer dritten Ausführungsform aufweist.
  • In 1 ist ein Kugelgelenksystem 10 gezeigt, das ein Kugelgelenk 11 und ein Elastomerlager 12 aufweist. Über das Elastomerlager 12 ist das Kugelgelenk 11 elastisch in einem Aufnahmeauge 14 eines Fahrwerks 16 gelagert. Dabei kann das Fahrwerk 16 beispielsweise Teil eines Fahrwerklenkers oder aber auch Teil eines Chassis sein.
  • Das Kugelgelenk 11 weist einen Kugelgelenkkopf 18 auf, der innerhalb eines hülsenförmigen Kugelgelenktopfes 20 angeordnet ist. Zwischen dem Kugelgelenkkopf 18 und dem Kugelgelenktopf 20 sind zwei Gleitelemente 22 angeordnet, die eine rotatorische Bewegung des Kugelgelenkkopfes 18 relativ zu dem Kugelgelenktopf 20 erlauben.
  • Der Kugelgelenkkopf 18 und die Gleitelemente 22 sind über ein Fixierungselement 24 in dem Kugelgelenktopf 20 festgelegt. Insbesondere ist das Fixierungselement 24 in den Kugelgelenktopf 20 eingepresst oder dort mittels eines nicht dargestellten Fixierungselementes festgelegt. Zum Schutz des Kugelgelenks 11 vor Verschmutzung ist eine Elastomermembran 26 vorgesehen, die endseitig in einen umlaufenden Rand 27 des Kugelgelenktopfes 20 eingeknüpft ist und dichtend an dem Kugelgelenkkopf 18 anliegt.
  • Das Elastomerlager 12 weist eine Innenhülse 28, eine die Innenhülse 28 unter Ausbildung eines Spaltes 30 umgebende Außenhülse 32 und einen innerhalb des Spaltes 30 angeordneten Elastomerkörper 34 auf, der die Innenhülse 28 und die Außenhülse 32 miteinander verbindet.
  • Die Innenhülse 28 ist aus Metall oder Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff und nimmt das Kugelgelenk 10 auf. Hierzu ist der Kugelgelenktopf 20 in die Innenhülse 28 eingesetzt. Zur Sicherung des Kugelgelenks 11 innerhalb der Innenhülse 28 ist an einem ersten Ende 36 der Innenhülse 28 eine Aussparung 38 eingebracht, in die ein von dem Kugelgelenktopf 20 abragender Absatz 40 einliegt.
  • Wie in 1 ersichtlich ist, weist die Innenhülse 28 an ihrem ersten Ende 36 einen in Radialrichtung R auswärts abragenden ersten Kragen 42 auf, der zu der Außenhülse 32 beabstandet ist. An einem zweiten Ende 44 der Innenhülse 28 ist eine Scheibe 46 angeordnet, die einen zweiten in Radialrichtung R auswärts abragenden Kragen 48 bildet, der ebenfalls zu der Außenhülse 32 beanstandet ist. Die Scheibe 46 ist mittels eines Sicherungselements 50, das vorliegend ein Sprengring 52 ist, an der Innenhülse 28 festgelegt, indem der Sprengring 52 in eine in den Kugelgelenktopf 20 eingebrachte Nut 54 eingreift.
  • Die Außenhülse 32 ist aus Metall oder Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff und einteilig ausgebildet. Über die Außenhülse 32 erfolgt die Anbindung des Elastomerlagers 12 an das Fahrwerk 16, indem die Außenhülse 32 in das Aufnahmeauge 14 des Fahrwerks 16 eingepresst ist. Die Außenhülse 32 weist mittig einen in Radialrichtung R einwärts abragenden Vorsprung 56 auf, der zwischen den beiden Kragen 42, 48 angeordnet ist.
  • Der Vorsprung 56 ist zu den beiden Kragen 42, 48 beabstandet, wobei zwischen dem Vorsprung 56 und dem ersten Kragen 42 ein erster Axialspalt 57 ausgebildet ist und wobei zwischen dem Vorsprung und dem zweiten Kragen 48 ein zweiter Axialspalt 59 ausgebildet ist. Wie zudem in 1 ersichtlich ist, ist der Vorsprung 56 zu der Innenhülse 28 beabstandet, wobei zwischen dem Vorsprung 56 und der Innenhülse 28 ein Radialspalt 61 ausgebildet ist.
  • Der Elastomerkörper 34 ist stoffschlüssig an die Außenhülse 32 angebunden und weist ein in Radialrichtung R wirkendes Radialpolster 58, ein in Axialrichtung A wirkendes erstes Axialpolster 60, ein zweites Axialpolster 62, das axial zu dem ersten Axialpolster 60 beabstandet ist und in die entgegengesetzte Axialrichtung A wirkt, und zwei Anschlagpolster 64 auf.
  • Das Radialpolster 58 ist in dem Radialspalt 61 angeordnet und liegt unter Vorspannung an einer von dem Vorsprung 56 gebildeten Radialpolsteraußenfläche 66 und einer von der Innenhülse 28 gebildeten Radialpolsterinnenfläche 68 an. Dabei ist das Radialpolster 58 haftend, zum Beispiel mittels Vulkanisation, an der Radialpolsteraußenfläche 66 festgelegt. Das Radialpolster 58 wird beim Einpressen des Elastomerlagers 12 in das Aufnahmeauge 14 vorgespannt.
  • Das erste Axialpolster 60 ist in dem ersten Axialspalt 57 angeordnet und liegt unter Vorspannung an einer von dem Vorsprung 56 gebildeten ersten Axialpolsterinnenfläche 70 und einer von dem ersten Kragen 42 gebildeten ersten Axialpolsteraußenfläche 72 an. Dabei ist das erste Axialpolster 60 haftend, zum Beispiel mittels Vulkanisation, an der ersten Axialpolsterinnenfläche 70 festgelegt.
  • Das zweite Axialpolster 62 ist in dem zweiten Axialspalt 59 angeordnet und liegt unter Vorspannung an einer von dem Vorsprung 56 gebildeten zweiten Axialpolsterinnenfläche 74 und einer von dem zweiten Kragen 48 gebildeten zweiten Axialpolsteraußenfläche 76 an. Dabei ist das zweite Axialpolster 62 haftend, zum Beispiel mittels Vulkanisation, an der zweiten Axialpolsterinnenfläche 74 festgelegt.
  • Wie in 1 ersichtlich ist, stehen die beiden Axialpolsterinnenflächen 70, 74 senkrecht zu der Axialrichtung A. Dadurch liefern die Axialpolster 60, 62 einen vernachlässigbaren Beitrag zur radialen Steifigkeit des Elastomerlagers 12.
  • Die beiden Axialpolster 60, 62 werden während der Montage der Scheibe 46 vorgespannt, indem die Scheibe 46 auf den Kugelgelenktopf 20 aufgeschoben und mittels des Sprengringes 52 festgelegt wird.
  • Da die Axialpolster 60, 62 vorgespannt sind, liefern sie auch in der unbelasteten Ausgangslage bereits einen signifikanten Anteil an der Axialkennung des Elastomerlagers 12. Hierdurch liefern die bei einer kardanischen Auslenkung des Elastomerlagers 12 unter Druck belasteten Bereiche der schräg gegenüberliegenden Axialpolster 60, 62 auch die notwendige hohe Kardaniksteifigkeit des Elastomerlagers 12. Die hohe Kardaniksteifigkeit wird benötigt, damit sich keine oder nur geringe Stick-Slip-Effekte durch das Zusammenspiel von Losbrechmoment des Kugelgelenkkopfes 18 und kardanischer Nachgiebigkeit des Elastomerlagers 12 ergeben. Da die Axialpolsterinnenflächen 70, 74 in die Außenhülse 32 integriert sind, an welcher die Axialpolster 60, 62 stoffschlüssig angebunden werden können, ist das Elastomerlager 12 sehr kurz und kann zudem von beiden Seiten in das Aufnahmeauge 14 eingepresst werden.
  • Der zwischen der Außenhülse 32 und den Kragen 42, 48 vorhandene Freiweg in Radialrichtung R bewirkt, dass sich die Innenhülse 28 in Radialrichtung R relativ zu der Außenhülse 32 und umgekehrt bewegen kann, wobei die Kragen 42, 48 als radialer Endanschlag 78 wirken. Der radiale Endanschlag 78 begrenzt bei hohen radialen Lasten eine Bewegung der Innenhülse 28 zur Außenhülse 32 und umgekehrt, wobei die Anschlagpolster 64 den Anschlag dämpfen.
  • Somit bewirkt das in Radialrichtung R vorgespannte Radialpolster 58 zunächst eine verhältnismäßig lineare, radiale Steifigkeitscharakteristik des Elastomerlagers 12, bevor die Steifigkeitscharakteristik des Radialpolsters 58 mit zunehmender Einfederung progressiver wird und schließlich der radiale Endanschlag 78 einsetzt, um die hohen Radiallasten aufzunehmen. Die radialen Maximalkräfte werden dabei außen am Elastomerlager 12 durch die beiden Kragen 42, 48 abgeleitet.
  • Nachfolgend werden weitere Ausführungsbeispiele für das Elastomerlager 12 beschrieben, wobei für gleiche und funktionsgleiche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
  • In 2 ist eine zweite Ausführungsform des Elastomerlagers 12 gezeigt, die sich von der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass das Radialpolster 58 sowohl an der Innenhülse 28 als auch an der Außenhülse 32 stoffschlüssig angebunden ist. Zudem sind beide Kragen 42, 48 aus Scheiben 46 gebildet. Die den ersten Kragen 42 bildende Scheibe 46 ist zwischen der Innenhülse und dem Absatz 40 angeordnet und die den zweiten Kragen 48 bildende Scheibe 46 ist, wie im ersten Ausführungsbeispiel, an der Innenhülse mittels des Sprengrings 52 festgelegt. Wie zudem in 2 ersichtlich ist, ist die Innenhülse 28 dadurch als einfacher und damit kostengünstiger Rohrabschnitt ausgeführt.
  • In 3 ist eine dritte Ausführungsform des Elastomerlagers 12 gezeigt, die sich von den anderen beiden Ausführungsformen dadurch unterscheidet, dass die Innenhülse 28 und der Elastomerkörper 34 zweiteilig sind. Die Innenhülse 28 weist zwei kongruente Innenhülsenabschnitte 80 auf, wobei jeder Innenhülsenabschnitt 80 einen Kragen 42, 48 aufweist, die jeweils mit einem Anschlagpolster 64 überzogen sind. Der Elastomerkörper 34 weist ebenfalls zwei kongruente Elastomerkörperabschnitten 82 auf, die vorliegend stoffschlüssig an die Innenhülse 28 angebunden sind. Durch die Zweiteiligkeit der Innenhülse 28 und des Elastomerkörpers 34 können die Axialpolster 60, 62 definiert in Axialrichtung A vorgespannt werden. Wie in 3 ersichtlich ist, ist die Innenhülse 28 mittels des Sprengringes 52 an dem Kugelgelenktopf 20 festgelegt.
  • Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass die Innenhülse 28 einteilig mit dem daran stoffschlüssig angebundenen Elastomerkörper 34 ist und die Außenhülse 32 zweiteilig ist und bei der Montage um die innere Baugruppe bestehend aus Innenhülse 28 und Elastomerkörper 34 herum gelegt wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Kugelgelenksystem
    11
    Kugelgelenk
    12
    Elastomerlager
    14
    Aufnahmeauge
    16
    Fahrwerk
    18
    Kugelgelenkkopf
    20
    Kugelgelenktopf
    22
    Gleitelement
    24
    Fixierungselement
    26
    Elastomermembran
    27
    umlaufender Rand
    28
    Innenhülse
    30
    Spalt
    32
    Außenhülse
    34
    Elastomerkörper
    36
    erstes Ende
    38
    Aussparung
    40
    Absatz
    42
    erster Kragen
    44
    zweites Ende
    46
    Scheibe
    48
    zweiter Kragen
    50
    Sicherungselement
    52
    Sprengring
    54
    Nut
    56
    Vorsprung
    57
    erste Axialspalt
    58
    Radialpolster
    59
    zweiter Axialspalt
    60
    erstes Axialpolster
    61
    Radialspalt
    62
    zweites Axialpolster
    64
    Anschlagpolster
    66
    Radialpolsteraußenfläche
    68
    Radialpolsterinnenfläche
    70
    erste Axialpolsterinnenfläche
    72
    erste Axialpolsteraußenfläche
    74
    zweite Axialpolsterinnenfläche
    76
    zweite Axialpolsteraußenfläche
    78
    radialer Endanschlag
    80
    Innenhülsenabschnitt
    82
    Elastomerkörperabschnitt
    R
    Radialrichtung
    A
    Axialrichtung
  • 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
    • KR 1020170063066 A [0005]

Claims (13)

  1. Elastomerlager (12) zur elastischen Lagerung eines Kugelgelenkes (10) in einem Aufnahmeauge (14) eines Fahrwerks (16), aufweisend eine das Kugelgelenk (10) aufnehmende Innenhülse (28), eine die Innenhülse (28) unter Ausbildung eines Spaltes (30) umgebende Außenhülse (32) und einen innerhalb des Spaltes (30) angeordneten Elastomerkörper (34), der die Innenhülse (28) und die Außenhülse (32) miteinander verbindet, wobei der Elastomerkörper (34) wenigstens ein Radialpolster (58), das in eine Radialrichtung (R) wirkt, und wenigstens zwei Axialpolster (60, 62) aufweist, die in Axialrichtung (A) zueinander beanstandet sind und in entgegen gerichtete Axialrichtungen (A) wirken, wobei ein erstes Axialpolster (60) unter Vorspannung an einer ersten Axialpolsterinnenfläche (70) der Außenhülse (32) und einer ersten Axialpolsteraußenfläche (72) der Innenhülse (28) anliegt, und wobei ein zweites Axialpolster (62) unter Vorspannung an einer zweiten Axialpolsterinnenfläche (74) der Außenhülse (32) und einer zweiten Axialpolsteraußenfläche (76) der Innenhülse (28) anliegt.
  2. Elastomerlager (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Axialpolsterinnenflächen (70, 74) maximal 20°, insbesondere maximal 10° zu einer Ebene geneigt ist, die senkrecht zur Axialrichtung (A) ist.
  3. Elastomerlager (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialpolsterinnenflächen (70, 74) senkrecht zur Axialrichtung (A) ausgerichtet sind.
  4. Elastomerlager (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radialpolster (58) unter Vorspannung an einer Radialpolsterinnenfläche (68) der Innenhülse (28) und einer Radialpolsteraußenfläche (66) der Außenhülse (32) anliegt.
  5. Elastomerlager (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (32) einen in Radialrichtung (R) einwärts abragenden Vorsprung (56) aufweist, der die Axialpolsterinnenflächen (70, 74) bildet.
  6. Elastomerlager (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (28) an ihren Enden (36, 44) jeweils einen in Radialrichtung (R) auswärts abragenden Kragen (42, 48) aufweist, wobei die Kragen (42, 48) die Axialpolsterinnenflächen (70, 74) bilden.
  7. Elastomerlager (12) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Kragen (42, 48) als eine Scheibe (46) ausgebildet ist, die mittels eines Sicherungselementes (50) an der Innenhülse (28) festgelegt ist.
  8. Elastomerlager (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenhülse (28) und der Außenhülse (32) ein Freiweg in Radialrichtung (R) ausgebildet ist, wobei die Innenhülse (28) und/oder die Außenhülse (32) einen radialen Endanschlag (78) bilden, der die Bewegung von Innenhülse (28) zu Außenhülse (32) und umgekehrt begrenzt.
  9. Elastomerlager (12) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kragen (42, 48) den radialen Endanschlag (78) bilden.
  10. Elastomerlager (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (28) und/oder die Außenhülse (32) mehrteilig ausgebildet ist.
  11. Elastomerlager (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (34) an der Innenhülse (28) und/oder der Außenhülse (32) stoffschlüssig angebunden ist.
  12. Elastomerlager (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialpolsteraußenflächen (72, 76) und die Axialpolsterinnenflächen (70, 74) innerhalb des Aufnahmeauges (14) angeordnet sind.
  13. Kugelgelenksystem (10) für ein Fahrwerk (16), aufweisend ein Kugelgelenk (11) und ein Elastomerlager (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
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