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Die Erfindung betrifft ein Radiallager,
insbesondere zur Lagerung von Maschinen, Maschinenteilen und/oder
Kraftfahrzeugteilen, umfassend ein sich entlang einer Längsachse
des Radiallagers erstreckendes, mit einem zu lagernden Körper über zumindest
eine Momentstütze
verbindbares, im wesentlichen starres Innenteil und ein widerlagerbildendes, das
Innenteil, insbesondere zumindest bereichsweise, koaxial umgebendes,
im wesentlichen starres Außenteil
und zumindest einen, das Innenteil mit dem Außenteil verbindenden elastischen
Tragkör per,
wobei das Innenteil im wesentlichen in zur Längsachse senkrechter Richtung
relativ zum Außenteil
bewegbar ist.
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Aus dem Stand der Technik ist eine
Vielzahl von Radiallagern, insbesondere zum Einsatz in der Kraftfahrzeugtechnik,
bekannt. So offenbart die
US 6,019,342 eine
Antivibrationsvorrichtung. In diesem gattungsgemäßen Lager sind zwei starre
Kraftglieder über
einen elastomeren Körper
miteinander verbunden. Der Elastomerkörper weist eine erste und zweite Auskragung
auf, die sich parallel zueinander erstrecken. Die Auskragungen dienen
dazu, die relativen Bewegungen der Kraftglieder entlang einer vorbestimmten
Achse und in eine vorbestimmte Richtung zu begrenzen. Die zweite
Auskragung ist weniger steif als die erste und kommt bei einer Bewegung
früher
in Kontakt mit einer entsprechenden Gegenfläche, als die erste Auskragung.
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Ferner offenbart die
EP 0 748 949 B1 ein gattungsgemäßes Radiallager,
insbesondere zum Einsatz bei der Lagerung von Kraftfahrzeugmotoren. Das
Radiallager umfaßt
eine Außenhülse und
eine zur Außenhülse koaxial
als Buchsenkern ausgebildete Innenhülse, wobei die Außen- und
die Innenhülse über Tragkörper miteinander
verbunden sind. Weiterhin sind in einem zwischen Innen- und Außenhülse vorliegenden
Freiraum mindestens ein radial ausgerichteter Elastomerkörper und
mindestens ein Gummiendanschlag angeordnet, wobei der Gummiendanschlag
nach einer vorbestimmbaren Einfederung des Elastomerkörpers wirkt.
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Nachteilig bei den gattungsgemäßen Radiallagern
ist jedoch, daß wenn
die Innenhülse
bzw. das erste Kraftglied über
den Gummiendanschlag bzw. die erste Auskragung in Kontakt mit der
Außenhülse bzw.
dem zweiten Kraftglied kommt, eine Kraftübertragung in die Außenhülse bzw.
das zweite Kraftglied sehr lokal stattfindet. Dementsprechend kommt
es aufgrund der hohen punktuellen Belastung zu einer schnelleren
Ermüdung
des Materials der Außenhülse bzw.
des zweiten Kraftgliedes, die zu einer Zerstörung dieser Teile der Radiallager
führen
können.
Somit ist den gattungsgemäßen Radiallagern
eine hohe Ausfallrate eigen bzw. muß die Struktur der Außenhülse bzw.
des zweiten Kraftglieds groß dimensioniert
werden, was zu einem erhöhten
Gewicht bzw. vergrößerten Dimensionen
des Radiallagers führt.
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Ferner offenbart die
DE 41 42 587 A1 einen Hilfsrahmen
mit schwenkbar daran angelenkten Dreiecksquerlenkern, wobei der
Hilfsrahmen und der Dreiechsquerlenker über gattungsgemäße Lager
miteinander verbunden sind. Der Hilfsrahmen findet über eine
gabelförmige
Momentstütze
Angriff an einem Innenteil des Lagers, während der Dreiechsquerlenker
mit dem Außenteil
des Lagers verbunden ist. Nachteilig bei einem derartigen Lager
ist jedoch, daß die über die
gabelförmige
Momentstütze
in das Lager eingebrachte Kraft nicht zentrisch innerhalb des Lagers
abgetragen wird. Dies kann ebenfalls zu lokalen Überbeanspruchungen des Lagers
führen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, die gattungsgemäßen Radiallager
derart weiterzuentwickeln, daß die
Nachteile des Stands der Technik überwunden werden, insbesondere
eine gleichmäßige Abtragung
von innerhalb des Lagers wirkenden und von außen in das Lager eingebrachten
Kräften
sichergestellt ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß das
Außenteil
zumindest eine, insbesondere im wesentlichen in radialer Richtung
verlaufende, erste Öffnung
zur Hindurchführung
der Momentstützen
durch das Außenteil
aufweist.
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Dabei kann insbesondere vorgesehen
sein, daß der
Tragkörper
zum Hindurchführen
der Momentstütze
zumindest eine zweite Öffnung
und/oder das Innenteil zur Aufnahme der Momentstütze zumindest eine dritte Öffnung aufweist,
wobei sich die erste, zweite und/oder dritte Öffnung zumindest teilweise überdecken.
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Bevorzugt ist erfindungsgemäß, daß die erste,
zweite und/oder dritte Öffnung
im wesentlichen mittig bezüglich
der Länge
des Radiallagers angeordnet ist bzw. sind.
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In einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Innenteil, der elastische
Tragkörper
und/oder das Außenteil,
vorzugsweise entlang einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Radiallagers,
im Bereich der ersten, zweiten und/oder dritten Öffnung mehrteilig, insbesondere
zweiteilig, ausgeführt
ist bzw. sind, wobei vorzugsweise die beiden Teile des Innenteils, des
elastischen Tragkörpers
und/oder des Außenteils
im wesentlichen spiegelsymmetrisch zu der Ebene ausgebildet sind.
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Ein erfindungsgemäßes Radiallager kann auch dadurch
gekennzeichnet sein, daß das
Innenteil mittels einer Steck-, Klipp-, Schweiß-, Kleb- und/oder Schraubverbindung
mit der Momentstütze verbindbar
ist, wobei die Schraubverbindung zumindest ein von dem Innenteil
oder der Momentstütze umfaßtes Außengewinde
und eine von der Momentstütze
oder dem Innenteil umfaßten
Gewindebohrung und/oder einen durch eine Bohrung im Innenteil und
der Momentstütze
verlaufenden Gewindebolzen, wobei vorzugsweise die Bohrung des Innenteils und/oder
der Momentstütze
zumindest bereichsweise ein Innengewinde und/oder eine aufgesetzte
Mutter aufweist bzw. aufweisen, umfaßt, oder das Innenteil einstöckig mit
der Momentstütze
ausbildbar ist.
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Ein Radiallager gemäß der Erfindung
weist zumindest ein Prallsegment, mittels dem im wesentlichen ab
einer ersten Auslenkung des Innenteils aus seiner Ruhelage eine
Kraft auf das Außenteil übertragbar
ist, und/oder zumindest einen Endanschlag, mittels dem im wesentlichen
ab einer zweiten Auslenkung des Innenteils aus seiner Ruhelage eine
Kraft auf das Außenteil übertragbar
ist, wobei die erste Auslenkung geringer als die zweite Auslenkung
ist, auf.
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Dabei kann insbesondere vorgesehen
sein, daß zumindest
zwei, vorzugsweise im wesentlichen in einer gemeinsamen radialen
Ebene, insbesondere gemeinsam mit dem Prallsegment, angeordnete,
und unter einem, insbesondere einem in einer radialen Ebene des
Radiallagers liegenden, ersten Winkel voneinander beabstandete Endanschläge vorhanden sind,
wobei das Prallsegment vorzugsweise zwischen den Endanschlägen angeordnet
ist.
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Dabei ist bevorzugt, daß der erste
Winkel (α) im
Bereich von 30° bis
150° liegt.
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Bei den vorgenannten Alternativen
kann vorgesehen sein, daß das
Prallsegment zumindest einen ersten mit dem Innenteil verbundenen
elastischen Körper
und/oder zumindest einen zweiten mit dem Außenteil verbundenen elastischen
Körper
umfaßt
und/oder das Prallsegment durch die Kontur des Innenteils und/oder
des Außenteils
gebildet ist, wobei vorzugsweise der erste elastische Körper und/oder die
Kontur des Innenteils eine zu dem zweiten elastischen Körper und/oder
der Kontur des Außenteils komplementäre Oberflächenform
aufweist bzw. aufweisen, vorzugsweise die Oberflächenformen gleiche Radien aufweisen.
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Ferner kann vorgesehen sein, daß der Endanschlag
zumindest einen dritten mit dem Innenteil verbundenen elastischen
Körper
und/oder zumindest einen vierten mit dem Außenteil verbundenen elastischen
Körper
umfaßt
und/oder der Endanschlag durch die Kontur des Innenteils und/oder
des Außenteils
gebildet ist, wobei vorzugsweise der dritte elastische Körper und/oder
die Kontur des Innenteils eine zu dem vierten elastischen Körper und/oder
der Kontur des Außenteils
komplementäre
Oberflächenform aufweist
bzw. aufweisen, vorzugsweise die Oberflächenformen gleiche Radien aufweisen.
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Bei den beiden vorgenannten Alternativen
ist es besonders vorteilhaft, wenn der erste, zweite, dritte und/oder
vierte elastische Körper
zumindest zwei Bereiche unterschiedlicher Elastizität aufweist
bzw. aufweisen.
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Insbesondere kann auch vorgesehen
sein, daß der
erste und zweite elastische Körper,
der dritte und vierte elastische Körper und/oder der erste, zweite,
dritte und/oder vierte elastische Körper einstückig ausgebildet sind.
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Vorteilhafte Ausführungsformen des Radiallagers
sehen vor, daß der
erste, zweite, dritte und/oder vierte elastische Körper zumindest
einen Hohlraum, zumindest eine denselben bzw. dieselben zumindest
bereichsweise durchsetzende Bohrung und/oder zumindest einen Hohlkanal
aufweist bzw. aufweisen, wobei der Hohlraum, die Bohrung und/oder
der Hohlkanal mit einem Fluid, insbesondere Luft, füllbar ist
bzw. sind, der Hohlraum, die Bohrung und/oder der Hohlkanal zur
Einstellung der elastischen Eigenschaften des bzw. der elasti schen
Körper
vorzugsweise mittels zumindest eines Ventils zum Hinzufügen und/oder
Entnehmen von Fluid aus dem Hohlraum, der Bohrung und/oder dem Hohlkanal öffnenbar
und verschließbar
ist bzw. sind, der Hohlraum, die Bohrung und/oder der Hohlkanal
zumindest eine Verbindung mit der Umgebung des bzw. der elastischen
Körpers)
mittels zumindest eines Drosselelementes aufweist bzw. aufweisen
und/oder zumindest zwei voneinander getrennte oder über zumindest
ein Ventil und/oder zumindest ein Drosselelement miteinander in
Wirkverbindung stehende Hohlräume,
Bohrungen und/oder Hohlkanäle
in dem bzw. den elastischen Körper(n)
vorhanden sind.
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Ferner kann vorgesehen sein, daß der erste und/oder
dritte elastische Körper
und/oder der das Prallsegment oder den Endanschlag bildende Bereich
des Innenteils zumindest bereichsweise eine bezüglich der Längsachse des Radiallagers geneigte Kontur
aufweist, wobei die Kontur vorzugsweise ausgehend von einer, insbesondere
auf der Höhe
der ersten Öffnung
liegenden, radialen Ebene, entlang der Längsachse des Radiallagers in
radialer Richtung nach außen
geneigt ist.
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Mit der Erfindung wird auch vorgeschlagen, daß der zweite
und/oder vierte elastische Körper und/oder
der das Prallsegment oder den Endanschlag bildende Bereich des Außenteils
zumindest bereichsweise eine bezüglich
der Längsachse
des Radiallagers geneigte Kontur aufweist, wobei die Kontur vorzugsweise
ausgehend von einer, insbesondere auf Höhe der ersten Öffnung liegenden,
radialen Ebene entlang der Längsachse
des Radiallagers in radialer Richtung nach außen geneigt ist.
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Ferner wird die Aufgabe durch ein
Radiallager, insbesondere zur Lagerung von Maschinen, Maschinenteilen
und/oder Kraftfahrzeugteilen, umfassend ein sich entlang einer Längsachse
des Radiallagers erstreckendes, mit einem zu lagernden Körper über zumindest
eine Momentstütze
verbindbares im wesentlichen starres Innenteil und ein widerlagerbildendes,
das Innenteil, insbesondere zumindest bereichsweise koaxial, umgebendes
im wesentlichen starres Außenteil,
zumindest einen das Innenteil mit dem Außenteil verbindenden elastischen
Tragkörper, wobei
das Innenteil im wesentlichen in zur Längsachse senkrechter Richtung
relativ zum Außenteil
bewegbar ist, zumindest ein Prallsegment, mittels dem im wesentlichen
ab einer ersten Auslenkung des Innenteils aus seiner Ruhelage eine
Kraft auf das Außenteil übertragbar
ist, und zumindest einen Endanschlag, mittels dem im wesentlichen
ab einer zweiten Auslenkung des Innenteils aus seiner Ruhelage eine Kraft
auf das Außenteil übertragbar
ist, wobei die erste Auslenkung geringer als die zweite Auslenkung
ist, wobei zumindest zwei unter einem, insbesondere in einer radialen
Ebene des Radiallagers liegenden ersten Winkel radial beidseitig
voneinander beabstandete Endanschläge vorhanden sind, gelöst.
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Dabei ist bevorzugt, daß die Endanschläge im wesentlichen
in einer gemeinsamen radialen Ebene, vorzugsweise gemeinsam mit
dem Prallsegment, angeordnet sind, wobei das Prallsegment insbesondere
zwischen den Endanschlägen
angeordnet ist.
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Dabei ist bevorzugt, daß der erste
Winkel (α) im
Bereich von 30° bis
150° liegt.
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Ein erfindungsgemäßes Radiallager kann dadurch
gekennzeichnet sein, daß das
Prallsegment zumindest einen ersten mit dem Innenteil verbundenen
elastischen Körper
und/oder zumindest einen zweiten mit dem Außenteil verbundenen elastischen Körper umfaßt und/oder
das Prallsegment durch die Kontur des Innenteils und/oder des Außenteils
gebildet ist, wobei vorzugsweise der erste elastische Körper und/oder
die Kontur des Innenteils eine zu dem zweiten elastischen Körper und/oder
der Kontur des Außenteils
komplementäre
Oberflächenform
aufweist bzw. aufweisen, vorzugsweise die Oberflächenformen gleiche Radien aufweisen.
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Ferner kann vorgesehen sein, daß die Endanschläge jeweils
zumindest einen dritten mit dem Innenteil verbundenen elastischen
Körper
und/oder jeweils zumindest einen vierten mit dem Außenteil
verbundenen elastischen Körper
umfassen und/oder die Endanschläge
durch die Kontur des Innenteils und/oder des Außenteils gebildet sind, wobei
vorzugsweise der dritte elastische Körper und/oder die Kontur des
Innenteils eine zu dem vierten elastischen Körper und/oder der Kontur des
Außenteils
komplementäre
Oberflächenform
aufweist bzw. aufweisen, vorzugsweise die Oberflächenformen gleiche Radien aufweisen.
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Bei den vorgenannten Alternativen
ist bevorzugt, daß der
erste, zweite, dritte und/oder vierte elastische Körper zumindest
zwei Bereiche unterschiedlicher Elastizität aufweist bzw. aufweisen.
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Ferner kann vorgesehen sein, daß der erste und
zweite elastische Körper,
der dritte und vierte elastische Körper und/oder der erste, zweite,
dritte und/oder vierte elastische Körper einstückig ausgebildet sind.
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Eine bevorzugte Ausführungsform
des Radiallagers ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der erste,
zweite, dritte und/oder vierte elastische Körper zumindest einen Hohlraum,
zumindest eine denselben bzw. dieselben zumindest bereichsweise
durchsetzende Bohrung und/oder zumindest einen Hohlkanal aufweist
bzw. aufweisen, wobei der Hohlraum, die Bohrung und/oder der Hohlkanal
mit einem Fluid, insbesondere Luft, füllbar ist bzw. sind, der Hohlraum,
die Bohrung und/oder der Hohlkanal zur Einstellung der elastischen
Eigenschaften des bzw. der elastischen Körper vorzugsweise mittels zumindest
eines Ventils zum Hinzufügen
und/oder Entnehmen von Fluid aus dem Hohlraum, der Bohrung und/oder
dem Hohlkanal öffnenbar
und verschließbar ist
bzw. sind, der Hohlraum, die Bohrung und/oder der Hohlkanal zumindest
eine Verbindung mit der Umgebung des bzw. der elastischen Körpers) mittels zumindest
eines Drosselelementes aufweist bzw. aufweisen und/oder zumindest
zwei voneinander getrennte oder über
zumindest ein Ventil und/oder zumindest ein Drosselelement miteinander
in Wirkverbindung stehende Hohlräume,
Bohrungen und/oder Hohlkanäle
in dem bzw. den elastischen Körper(n) vorhanden
sind.
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Es kann vorgesehen sein, daß eine,
insbesondere im an das Radiallager angrenzenden Bereich, gabelförmig ausgeführte Momentstütze Angriff an
den axialen Enden des Innenteils findet.
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Dabei ist bevorzugt, daß der erste,
zweite, dritte und/oder vierte elastische Körper und/oder der das Prallsegment
oder den Endanschlag bildende Bereich des Innenteils und/oder Außenteils
entlang der Längsachse
des Radiallagers zumindest bereichsweise gewölbte Kontur aufweist, vorzugsweise im
wesentlichen halbkreisförmig
ausgebildet ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform
des Radiallagers sieht vor, daß das
Außenteil,
der zweite und/oder der vierte elastische Körper zumindest eine insbesondere
im wesentlichen in radialer Richtung verlaufende erste Öffnung zur
Hindurchführung
der Momentstütze
durch das Außenteil
aufweist.
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Dabei kann vorgesehen sein, daß der Tragkörper zum
Hindurchführen
der Momentstütze
zumindest eine zweite Öffnung
und/oder das Innenteil, der erste und/oder dritte elastische Körper zur
Aufnahme der Momentstütze
zumindest eine dritte Öffnung
aufweist, wobei sich die erste, zweite und/oder dritte Öffnung zumindest
teilweise überdecken.
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Bei den beiden vorgenannten Alternativen
ist bevorzugt, daß die
erste, zweite und/oder dritte Öffnung
im wesentlichen mittig bezüglich
der Länge
des Radiallagers angeordnet ist bzw. sind.
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Vorteilhafter Weise ist in einem
erfindungsgemäßen Radiallager
vorgesehen, daß das
Innenteil, der elastische Tragkörper,
der erste, zweite, dritte und/oder vierte elastische Körper und/oder
das Außenteil,
vorzugsweise entlang zumindest einer Ebene senkrecht zur Längsachse
des Radiallagers im Bereich der ersten, zweiten und/oder dritten Öffnung mehrteilig,
insbesondere zweiteilig, ausgeführt
ist bzw. sind, wobei vorzugsweise die beiden Teile des Innenteils,
des Tragkörpers,
des ersten, zweiten, dritten und/oder vierten elastischen Körpers und/oder des
Außenteils
im wesentlichen spiegelsymmetrisch zu der Ebene ausgebildet ist
bzw. sind.
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Ferner ist bevorzugt, daß der erste
und/oder dritte elastische Körper
und/oder der das Prallsegment oder den Endanschlag bildende Bereich
des Innenteils zumindest bereichsweise eine bezüglich der Längsachse des Radiallagers geneigte
Kontur aufweist, wobei die Kontur vorzugsweise ausgehend von einer,
insbesondere auf Höhe
der ersten Öffnung liegenden
Ebene entlang der Längsachse
des Radiallagers in radialer Richtung nach außen geneigt ist.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des
Radiallagers sieht vor, daß der
zweite und/oder vierte elastische Körper und/oder der das Prallsegment
oder den Endanschlag bildende Bereich des Außenteils zumindest bereichsweise
eine bezüglich
der Längsachse
des Radiallagers geneigte Kontur aufweist, wobei die Kontur vorzugsweise
ausgehend von einer, insbesondere auf Höhe der ersten Öffnung liegenden Ebene
entlang der Längsachse
des Radiallagers in radialer Richtung nach außen geneigt ist.
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Schließlich kann vorgesehen sein,
daß das Innenteil
mittels einer Steck-, Klipp-, Schweiß-, Kleb- und/oder Schraubverbindung
mit der Momentstütze verbindbar
ist, wobei die Schraubverbindung zumindest ein von dem Innenteil
oder der Momentstütze umfaßtes Außengewinde
und eine von der Momentstütze
oder dem Innenteil umfaßten
Gewindebohrung und/oder einen durch eine Bohrung sowohl im Innenteil
als auch der Momentstütze
verlaufenden Gewindebolzen, wobei vorzugsweise die Bohrung des Innenteils
und/oder der Momentstütze
zumindest bereichsweise ein Innengewinde und/oder eine aufgesetzte
Mutter aufweist bzw. aufweisen, umfaßt, oder das Innenteil einstückig mit
der Momentstütze ausbildbar
ist.
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Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis
zugrunde, daß ein
Radiallager, insbesondere zum Einsatz in der Kraftfahrzeugtechnik,
derart ausgebildet werden kann, daß Kräfte, die innerhalb des Lagers
entstehen bzw. diesem von außen
aufgeprägt
werden, so im Radiallager abgetragen werden können, daß eine lokale Überbeanspruchung
des Lagers vermieden wird. Durch eine Öffnung innerhalb des Außenteils
des Lagers wird erreicht, daß eine Momentstütze in der
Mitte der Längsachse
des Radiallagers Angriff an das Innenteil finden kann und somit
eine über
die Momentstütze
auf das Lager übertragene
Kraft zentrisch in das Lager abgetragen wird. Neben dieser vorteilhaften
Kraftübertragung
in das Lager vereinfacht sich die Geometrie und der Aufbau der Momentstütze. Bei
Verwendung einer gabelförmigen
Momentstütze
muß insbesondere
der Gabelbereich erhöhten
Festigkeitsanforderungen genügen,
um eine Überbeanspruchung
der Momentstütze und
damit eine Fehlfunktion derselben zu vermeiden. Aufgrund der Hebelwirkung
der Gabel kommt es nämlich
zur Ausbildung von Kräften
innerhalb der Momentstütze,
die nicht an das Lager übertragen werden
und somit von der Momentstütze
selbst aufgenommen werden. So werden im Stand der Technik im wesent lichen
Momentstützen
eingesetzt, die aus Stahl bestehen. Bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Radiallagers
kann dagegen eine Momentstütze
eingesetzt werden, die aus einem Leichtbaumaterial, insbesondere
Aluminium, Magnesium, einer Keramik oder dergleichen, besteht. Darüber hinaus führt die
Ausformung der Momentstütze
in Gabelform dazu, daß aufgrund
der Hebelwirkung der Gabel Kraftkomponenten in das Lager übertragen
werden und von diesem aufgenommen werden, die bei einem zentrischen
Angriff der Kraft nicht auftreten. Ferner sind bei einem gabelförmigen Angriff
der Momentstütze
an das Radiallager Freiwege in der Umgebung des Radiallagers zur
Aufnahme der Momentstütze
freizuhalten. Somit wird durch das erfindungsgemäße Radiallager sowohl den Leichtbauanforderungen,
als auch den Anforderungen an einen geringeren Platzbedarf, die
immer größere Bedeutung
im Kraftfahrzeugbau bekommen, genüge getan. Insbesondere die
zweiteilige Ausführung
des Radiallagers mit einem zentrischen Kraftangriff der Momentstütze führt zu einer
vereinfachten Montage und ermöglicht einen
modularen Aufbau des Radiallagers, was zu einer einfachen Einstellung
der Lagercharakteristiken führt
und Lagerkosten reduziert, da nur eine begrenzte Anzahl unterschiedlicher
Einzelkomponenten vorzuhalten ist.
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Darüber hinaus können durch
die Erfindung die innerhalb des Lagers wirkenden Kräfte so abgetragen,
daß eine Überbeanspruchung
der Komponenten des Lagers vermieden wird. Gemäß der Erfindung kann der Endanschlag
nämlich
seine Kraft in einem großen
Winkel (größer als
40°) abtragen.
Dies bewirkt, daß die
Kräfte,
die bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lagern in einer
radialen Ebene wirken, in zumindest zwei Radialebenen aufgeteilt werden.
Diese Teilung führt
dazu, daß die
Kraftkomponenten in den umgebenden Bauteilen relativ niedrig sind.
Vorteilhaft hierbei ist insbesondere, wenn die Endanschläge derart
ausgeformt sind, daß komplementäre Oberflächen in
Anschlag kommen, um eine punktuelle Belastung zu vermeiden und damit
eine größtmögliche Fläche zur
Erreichung einer geringen Flächenlast
wirkt. Somit wird in dem erfindungsgemäßen Radiallager eine gleichmäßige Kraftverteilung
erzielt, was zu einer erhöhten
Belastbarkeit des Lagers bei gleicher Dimensionierung des Lagers bzw.
der das Lager umgebenden Bauteile im Vergleich zu einem im wesentlichen
nur in einer Ebene parallel zu der Längsachse des Radiallagers wirkenden
Endanschlag führt.
Andererseits werden Ermüdungserscheinungen
des Materials verringert und somit eine erhöhte Lebensdauer des Radiallagers bewirkt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Beschreibungen, in
der bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung beispielshaft anhand schematischer Zeichnungen im
Einzelnen erläutert
sind.
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Dabei zeigt:
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1 Eine
Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Radiallager;
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2 eine
Schnittansicht entlang der Längsachse
des Radiallagers der 1;
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3 eine
Schnittansicht aus der Richtung A der 2 des
Radiallagers der 1 und 2;
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4 eine
Schnittansicht aus Richtung C der 3;
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5 eine
Teilschnittansicht aus Richtung D der 3;
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6 eine
Teilschnittansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Radiallagers;
und
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7 eine
Teilschnittansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radiallagers.
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In 1 ist
ein erfindungsgemäßes Radiallager 1 in
Aufsicht dargestellt. Mit dem Radiallager 1 ist eine Momentstütze 3 verbunden,
die wiederum über ein
Gelenk mit einem Träger 5 in
Verbindung steht. Unter Momentstütze
im Sinne der Erfindung wird im allgemeinen ein Element verstanden,
daß zur
Herstellung einer Verbindung zwischen einem durch das Radialla ger
zu lagerndem Körper
und dem Radiallager dient. Diese Momentstütze kann mit dem Körper verbindbar
sein oder einstückig
mit diesem und/oder dem Innenteil des Radiallagers ausgeführt sein.
Wie 1 zu entnehmen ist,
ist das Radiallager 1 zweiteilig ausgeführt. Es umfaßt einen
oberen Lagerteil 7 sowie einen unteren Lagerteil 9.
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In 2 ist
eine Schnittansicht des Radiallagers 1 der 1 entlang der X-Z-Ebene des Radiallagers 1 dargestellt.
Hierbei entspricht die Z-Achse der Längsachse des Radiallagers.
Als radiale Richtung wird in dieser Erfindung eine zur Längsachse senkrechte
Richtung verstanden. Die Bezugszeichen entsprechen denjenigen der 1, wobei in 2 die Momentstütze, die sich in 1 entlang der X-Achse des
Radiallagers erstreckt, nicht dargestellt ist. Wie 2 zu entnehmen ist, bestehen sowohl das
obere Lagerteil 7 als auch das untere Lagerteil 9 aus
einem das Gehäuse
des jeweiligen Lagerteils 7, 9 bildenden Außenteil 11, 11' sowie
einem Innenteil 13, 13'. Dabei weisen sowohl das
Außenteil 11 des oberen
Lagerteils 7 als auch das Außenteil 11' des unteren
Lagerteils 9 eine Aussparung 15, 15' auf,
so daß das
Außenteil 11, 11' des
Radiallagers 1 im zusammengebauten Zustand eine Öffnung aufweist, durch
welche die Momentstütze 3 in
das Innere des Radiallagers 1 hineinreicht. Ferner weist
das Innenteil 13, 13' ebenfalls Aussparungen 17, 17' auf,
die zur Aufnahme der Momentstütze 3 dienen.
Die Momentstütze 3 wird über einen
in 2 nicht dargestellten
Gewindebolzen 19 mit dem Innenteil 13, 13' kraft-
und formschlüssig
verbunden. Hierzu weist das Innenteil 13' eine Bohrung 21' auf,
durch welche der Gewindebolzen 19 hindurchgeführt wird,
während
in eine Bohrung 21 des Innenteils 13 ein Gewinde 23 eingelassen
ist. In dieses Gewinde 23 wird der Gewindebolzen 19 eingeschraubt.
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Neben der in den 1 und 2 dargestellten Verbindung
der Momentstütze 3 mit
dem Innenteil 13, 13' des Radiallagers 1 kann
in einer nicht dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radiallagers
vorgesehen sein, daß eine
Momentstütze durch
eine Klippverbindung mit einem Innenteil verbunden wird, die Momentstütze selbst
ein Gewinde aufweist und das Innenteil eine Gewindebohrung aufweist,
in welche die Momentstütze
eingeschraubt wird oder andere aus dem Stand der Technik bekannte
Verfahren zur Befestigung der Momentstütze an dem Innenteil des Radiallagers
realisiert werden.
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Der zweiteilige Aufbau des Radiallagers 1 bietet
verschiedene Vorteile. Einerseits wird eine leichtere Montage der
Momentstütze
an dem Radiallager ermöglicht
und andererseits ist das Radiallager so modular aufgebaut und es
können
verschiedene obere Lagerteile mit verschiedenen unteren Lagerteilen
zur Einstellung bestimmter Lagercharackteristiken miteinander kombiniert
werden.
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In Zwischenraum zwischen dem Innenteil 13, 13' und
dem Außenteil 11, 11' sind
verschiedene Elastomerkörper
angeordnet. Der Aufbau und die Verteilung der einzelnen Elastomerkörper wird
im Folgenden anhand der 3,
die eine Schnittansicht durch das untere Lagerteil 9 aus
Richtung A in 2 darstellt,
erläutert.
Das Innenteil 13' ist über
Tragkörper
in Form von Stegen 25, die im wesentlichen entlang der
Y-Richtung verlaufen, mit dem Außenteil 11' verbunden.
Die Stege 25 dienen zur Aufnahme der im unteren Lagerteil 9 wirkenden
Kräfte
im ruhenden Zustand eines über
das Radiallager 1 abgestützten Körpers. Kommt es zu einer Bewegung
des durch das Radiallager 1 abgestützten Körpers, so sind zur Aufnahme
der dadurch entstehenden Kräfte
zwischen dem Innenteil 13' und dem Außenteil 11' Prallsegmente
sowie Endanschläge
angeordnet. Das in den 1 bis 3 dargestellte Radiallager 1 ist
insbesondere zur Aufnahme von Kräften,
die entlang der X-Achse des Radiallagers 1 wirken, die
beispielsweise der Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeuges entspricht,
ausgelegt. Hierzu sind die Endanschläge vorzugsweise symmetrisch
zu dem in X-Richtung liegenden Prallsegment angeordnet. In anderen
nicht dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsformen des Radiallagers
kann auch vorgesehen sein, daß eine
größere Anzahl
von Prallsegmenten bzw. Endanschlägen und eine unterschiedliche
Anordnung dieser vorgesehen ist. Hierbei können insbesondere Prallsegmente
in beliebigen radialen Richtungen vorgesehen sein, wobei vorzugsweise
jeweils zumindest zwei Endanschläge
die vorzugsweise symmetrisch zu beiden Seiten der Prallsegmente
angeordnet sind, vorliegen. Ferner kann eine andere Anordnung, als
in der in 3 dargestellten
Y-Richtung, der Stege 25 oder eine andere Form der Stege 25 gewählt werden, ohne
sich vom Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung zu entfernen.
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Entlang der X-Richtung ist auf der
in 3 dargestellten linken
Seite des unteren Lagerteils 9 ein Prallsegment bestehend
aus Elastomerkörpern 29 und 31 angeordnet.
Auf der den Elastomerkörpern 29, 31 gegenüberliegenden
Seite des Lagerteils 9 ist darüberhinaus ein Prallsegment
bestehend aus Elastomerkörpern 33 und 35 ausgebildet.
Kommt es zu einer Auslenkung des Innenteils 13' relativ
zum Außenteil 11' aufgrund einer Krafteinwirkung
auf das Radiallager 1 in X-Richtung, so gelangt das Innenteil 13' über den
Elastomerkörper 31 bzw. 33 in
Kontakt mit dem Außenteil 11' über den
Elastomerkörper 29 bzw.
35. Dies führt
dazu, daß das
Innenteil 13' durch das Außenteil 11' abgestützt wird,
jedoch im wesentlichen akustisch entkoppelt vom Außenteil 11' bleibt. Insbesondere
werden als Material für
die Elastomerkörper 29, 31, 33, 35 Werkstoffe
mit geringer Härte und
gutem dynamischen Verhalten verwendet. In aus dem Stand der Technik
bekannten Radiallagern werden regelmäßig relativ harte elastische
Prallkörper eingesetzt,
deren Shore A- Härte
im allgemeinen im Bereich von 70 liegt. In einem erfindungsgemäßen Radiallager
sind hingegen auch elastische Prallkörper mit einer Härte von
30-55 Shore A, insbesondere auch im Bereich von 40 bis kleiner 50,
einsetzbar. Eine derartige Materialauswahl wird durch eine Funktionalitätstrennung
zwischen den Prallsegmenten und den nachfolgend beschriebenen Endanschlägen in Form
von Elastomerkörpern 39, 39' erreicht.
Erfolgt eine stärkere
Auslenkung des Innenteils 13' relativ zum Außenteil 11' so
gelangt das Innenteil 13' bei einer Auslenkung in Richtung
des Prallsegments 33, 35 in Anschlag mit Elastomerkörpern 39, 39',
die Endanschläge
für das
Innenteil 13' darstellen. Eine derartige Auslenkung des
Innenteils 13' wird insbesondere bei Stoßbelastungen,
die auf das Innenteil 13' übertragen werden, erreicht.
Durch die Aufteilung in Prallsegmente und Endanschläge wird
eine Funktionstrennung vorgenommen. Dabei sind die Prallsegmente
für den
akustischen Bereich, die Endanschläge für die Kräfte oberhalb des maximalen
Drehmoments ausgelegt. Wie 3 zu
entnehmen ist, sind die Elastomerkörper 39, 39' unter
einem Winkel α zueinander
angeordnet, und befinden sich jeweils insbesondere entlang im wesentlichen
der gesamten Längsachse
des Radiallagers. Diese Anordnung der Endanschläge bewirkt, daß eine Stoßkraft,
die in X-Richtung auf das Innenteil 13' wirkt, nicht punktuell auf
das Außenteil 11' übertragen
wird, sondern in zwei Kraftkomponenten F1,
F2 in einer Ebene senkrecht zur Längsachse
(Z) des Lagers aufgeteilt wird. Hierbei ist es besonderes vorteilhaft,
wenn der Winkel α im
Bereich von 30°–150° liegt. Zweckmäßigerweise
ist der Winkel α größer als
40° und
kleiner als 110° und
bevorzugt im Bereich von 60° und
70°. Somit
trägt der
Endanschlag seine Kraft in einem großen Winkel auf das Außenteil 11' ab,
was zu einer Reduzierung der auf die Elastomerkörper 39, 39' wirkende
Kraftkomponente bewirkt und somit eine gleichmäßige Kraftübertragung auf das Außenteil 11' sicherstellt.
Hierbei wirkt sich insbesondere vorteilhaft aus, wenn die Kontur
der Elastomerkörper 39, 39' sowie
der Oberflächenbereiche 41, 41' des
Innenteils 13' aufeinander abgestimmt sind. Insbesondere
ist in dem Radiallager 1 vorgesehen, daß die Oberflächen 41, 41' und 39, 39' jeweils
gewölbt
sind, wobei die Radien dieser Wölbung
RA bzw. RB gleich sind.
Dies führt
dazu, daß die
auf das Innenteil 13' wirkende Kraft in einer Flächenlast
auf die Endanschläge
abgetragen wird. Die Verwendung der Endanschläge innerhalb des Radiallagers 1 bewirkt,
daß bei
Dimensionierung der Elastomerkörper 33, 35 Stoßkräfte nicht
einbezogen werden müssen.
Diese werden über
die Elastomerkörper 39, 39' auf
das Außenteil 11' übertragen.
Durch eine geeignete Auswahl der Abstände zwischen den Elastomerkörpern 33, 35 bzw.
dem Innenteil 13' und den Elastomerkörpern 39, 39' läßt sich
eine im wesentlichen frei einstellbare Federcharakteristik des Radiallagers
in X-Richtung einstellen. In einer weiteren nicht dargestellten
Ausführungsform
kann vorgesehen sein, daß die
Prallsegmente und/oder Endanschläge
durch Elastomerkörper
gebildet werden, die das Innenteil mit dem Außenteil verbinden. In dieser
Ausführungsform
werden die Dämpfungscharakteristiken über die elastischen
Eigenschaften dieser Elastomerkörper eingestellt.
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In der in den 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsform
des Radiallagers 1 wird die Steuerung des Endanschlages
dadurch erreicht, daß der
Freigang zwischen dem Innenteil 13' und den Elastomerkörpern 39, 39' eingestellt
und ferner die Endanschlagsprogression durch die Dicke der Elastomerkörper 39, 39' eingestellt
werden kann.
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In 4 ist
eine Schnittansicht des unteren Lagerteils 9 aus Richtung
C der 3 dargestellt. Wie
aus 4 ersichtlich, sind
die Oberflächen
der Elastomerkörper 33, 35 bzw. 29, 31 nicht
planparallel zueinander ausgerichtet. In 4 ist das untere Lagerteil 9 im
unbelasteten Zustand des Radiallagers dargestellt. Wird das Radiallager
nun mit einem Moment belastet, so kommt es zu einer Rotation des
inneren Lagerteils 13' relativ zum Außenteil 11' aufgrund
der über
die Momentstütze übertragene
Kraft, so daß dann
die gegenüberliegenden
Oberflächen der
Elastomerkörper 33, 35 bzw. 29, 31 parallel
zueinander ausgerichtet sind. Dies bewirkt bei einer dynamischen
Belastung des Radiallagers 1 eine gleichmäßige Flächenbelastung
der Elastomerkörper 33, 35 bzw. 31, 29 und
damit eine gleichmäßige Kraftübertragung
auf das Außenteil 11',
wodurch ebenfalls punktuelle Belastungen desselben vermieden werden.
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In 5 ist
eine Teilschnittansicht des unteren Lagerteils 9 aus Richtung
D der 3 dargestellt. Wie
aus einem Vergleich der 4 und 5 ersichtlich ist der Abstand
zwischen den Elastomerkörpern 33, 35 bzw. 31, 29,
die die Prallsegmente bilden geringer als der Abstand zwischen dem
Elastomerkörper 39 bzw.
der Oberfläche 41 des
Innenteils 13', die einen Endanschlag bilden.
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In 6 ist
eine weitere Ausführungsform
eines unteren Lagerteils 9' dargestellt. Die Darstellung entspricht
der Sicht aus Richtung C in 3.
Wie 6 zu entnehmen ist,
weist das untere Lagerteil 9' ein Innenteil 13'' und
ein Außenteil 11'' auf.
Als Prallsegment dienen Elastomerkörper 33' und 35'.
Die Elastomerkörper 33', 35' weisen
in ihrem Inneren Hohlräumen 43, 45 auf.
Eine derartige Ausgestaltung der Elastomerkörper 33', 35' ermöglicht es,
daß die Dämpfungseigenschaften
der Elastomerkörper 33', 35' in
einem weiten Bereich einstellbar sind. Insbesondere lassen sich
auf einfache Weise die Dämpfungseigenschaften
der Elastomerkörper 33', 35' einstellen,
indem ein nicht dargestellte Drosselstellen eine Verbindung der
Hohlräume 43, 45 mit
der Umgebung bilden. Ferner kann vorgesehen sein, daß der Druck
eines Fluids innerhalb der Hohlräume 43, 45 auch
während
des Betriebes des Radiallagers einstellbar ist, um auch während des
Betriebes des Radiallagers die Dämpfungs-
und Federeigenschaften des Radiallagers einstellen zu können.
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Schließlich ist in 7 eine Teilschnittansicht eines weiteren
erfindungsgemäßen Radiallagers 1' dargestellt.
Entgegen dem Radiallager 1 ist das Radiallager 1' einteilig
ausgeführt
und eine nicht dargestellte gabelförmige Momentstütze ist
mit einem Innenteil 47 in der aus dem Stand der Technik bekannten
Weise verbunden. Ferner umfaßt
das Radiallager 1' ein Außenteil 49 und ein
Prallsegment zwischen dem Innenteil 47 und dem Außenteil 49, das
von Ela stomerkörpern 51, 53 gebildet
wird. Wie 7 zu entnehmen
ist, sind die Oberflächen
der Elastomerkörper
nicht komplementär
zueinander ausgeführt,
sondern weisen beide eine gewölbte Oberfläche auf.
Dies bewirkt, daß bei
einer Rotation des Innenteils 47 durch eine auf das Radiallager 1' wirkende
Kraft der Abstand zwischen den Elastomerkörpern 51, 53 konstant
bleibt.
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Die in der vorstehenden Beschreibung,
in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der
Erfindung können
sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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- 1,
1'
- Radiallager
- 3
- Momentstütze
- 5
- Träger
- 7
- Lagerteil
- 9,
9'
- Lagerteil
- 11,
11', 11''
- Außenteil
- 13,
13', 13''
- Innenteil
- 15,
15'
- Aussparung
- 17,
17'
- Aussparung
- 19
- Gewindebolzen
- 21,
21'
- Bohrung
- 23
- Gewinde
- 25
- Stege
- 29
- Elastomerkörper
- 31
- Elastomerkörper
- 33
- Elastomerkörper
- 35
- Elastomerkörper
- 39,
39'
- Elastomerkörper
- 41,
41'
- Oberfläche
- 43
- Hohlraum
- 45
- Hohlraum
- 47
- Innenteil
- 49
- Außenteil
- 51
- Elastomerkörper
- 53
- Elastomerkörper
- F1, F2
- Kraftkomponente
- α
- Winkel