DE10241246A1 - Elastisches Gummilager - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elastisches Gummilager mit einem Zwischenrohr, nämlich ein Buchsenlager mit einer in den elastomeren Lagerkörper eingeordneten Versteifungseinlage. DOLLAR A Die Aufgabe besteht insbesondere darin, ein gattungsgemäßes Lager so auszubilden, dass sich in seinem Lagerkörper nach der Vulkanisation durch Kalibrieren der Außenhülse in dem Elastomer eine Vorspannung erzeugen lässt, welche sowohl bezogen auf den Umfang als auch in axialer Richtung möglichst gleichmäßig verteilt ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Versteifungselement des ansonsten in bekannter Weise aufgebauten Lagers als ein bezogen auf seine axiale Erstreckung doppelseitig geschlitztes Zwischenrohr ausgebildet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein elastisches Gummilager mit einem Zwischenrohr, nämlich ein Buchsenlager mit einer in den elastomeren Lagerkörper eingeordneten Versteifungseinlage.
- Gummilager der Buchsenart, welche beispielsweise im Automobilbau zur Lagerung der Bauteile der Radaufhängung, beispielsweise der Querlenker eingesetzt werden, bestehen im Wesentlichen aus einem zumeist hohlzylindrischen, in der Regel metallischen Innenteil, einer dieses Innenteil umgebenden Außenhülse und einem dazwischen befindlichen sowie mit dem Innenteil und der Außenhülse durch Vulkanisation verbundenen elastomeren Lagerkörper.
- Zur Beeinflussung des Dämpfungsverhaltens, der so genannten Kennung, ist es außerdem bekannt, bei Lagern dieser Art in den elastomeren Lagerkörper ein zusätzliches Versteifungselement einzuordnen. Mittels dieses zumeist rohrförmigen aus einem harten Kunststoff oder Metall bestehenden Versteifungselementes lässt sich das Verhältnis zwischen der Radialkennung und der Torsionskennung vergrößern beziehungsweise die Torsionskennung absenken. Ein Buchsenlager mit einem in den Elastomer eingefügten rohrförmigen Versteifungselement (Zwischenrohr) ist beispielsweise in der
JP 07248422 - Um ein Lager mit guten Dämpfungseigenschaften und insbesondere langer Lebensdauer zu erhalten, ist es erforderlich in dem elastomeren Lagerkörper eine gewisse Vorspannung zu erzeugen. Dies wird im Allgemeinen durch eine Reduzierung des Durchmessers der Außenhülse erreicht. Allerdings wirkt sich die Reduzierung des Außenhülsendurchmessers bei Lagern mit einem rohrförmigen Versteifungselement ohne weitere Maßnahmen im Wesentlichen nur auf den Bereich zwischen der Außenhülse und dem Zwischenrohr aus. Es ist jedoch aus den genannten Gründen erforderlich, eine entsprechende Vorspannung, möglichst bereits im Zuge der Fertigung, auch zwischen dem Innenteil und dem als Zwischenteil eingefügten Versteifungselement zu erzeugen. In der Praxis wird dies gegenwärtig beispielsweise dadurch erreicht, dass das zylindrische Innenteil nach dem Zusammenfügen des Lagers aufgeweitet wird. Dies bedingt jedoch einen zusätzlichen Arbeitsschritt, durch welchen Mehrkosten entstehen. Zudem ist es als nachteilig anzusehen, dass bei dieser Verfahrensweise für das Innenteil keine hochfesten Materialien eingesetzt werden können.
- Aus der
JP 08219210 - Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Lager so auszubilden, dass dieses bei der Fertigung für das Vergießen mit dem Elastomer einfach zusammenzufügen beziehungsweise seine Teile einfach in das entsprechende Werkzeug einzusetzen sind und sich in seinem Lagerkörper nach der Vulkanisation durch Kalibrieren der Außenhülse in dem Elastomer eine Vorspannung erzeugen lässt, welche sowohl bezogen auf den Umfang als auch in axialer Richtung möglichst gleichmäßig verteilt ist.
- Die Aufgabe wird durch ein Lager mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Aus- beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
- Bei dem erfindungsgemäßen elastischen Gummilager, welches als Buchsenlager ausgebildet ist und aus einem im Wesentlichen zylindrischen (zumeist hohlzylindrischen) Innenteil, einer dieses umgebenden äußeren Hülse und einem dazwischen befindlichen sowie mit dem Innenteil und der Hülse durch Vulkanisation verbundenen elastomeren Lagerkörper besteht, ist in den Lagerkörper ein rohrförmiges Versteifungselement eingeordnet, welches mindestens zwei verteilt auf seinem Umfang angeordnete und im Wesentlichen in axialer Richtung verlaufende, nicht durchgängige Längsschlitze aufweist. Im Sinne der Erfindung ist jedoch das Zwischenrohr, abweichend vom Stand der Technik, bezogen auf seine axiale Erstreckung doppelseitig geschlitzt. Dabei geht von jedem der beiden axialen Enden des Zwischenrohres mindestens ein Längsschlitz aus, der zu diesem Ende hin geöffnet ist und in Richtung des jeweils anderen axialen Endes verläuft. Die Längsschlitze sind, wie bereits dargestellt, axial nicht durchgängig, erstrecken sich aber bezogen auf die axiale Richtung jeweils mindestens bis zur Mitte des Zwischenrohres. Durch die Verteilung der Längsschlitze sowohl auf den Umfang des Zwischenrohres als auch bezogen auf dessen axiale Erstreckung ist es möglich, in dem Elastomer auch in dessen sich radial zwischen dem Versteifungselement und dem Innenteil befindenden Bereich, ausschließlich durch die Reduzierung des Durchmessers der Außenhülse, eine sowohl bezogen auf den Umfang als auch die axiale Lagererstreckung sehr gleichmäßige Vorspannung aufzubauen. Die vermittels der Kalibrierung der Außenhülse bewirkte Gummikomprimierung führt zu einer hohen, über den gesamten Umfang nahezu gleichen radialen Steifigkeit des elastomeren Lagerkörpers. Das Verhältnis zwischen radialer Kennung und Torsionskennung wird erhöht und damit die radiale Belastbarkeit gesteigert. Die auf dem gesamten Umfang nahezu gleich große radiale Belastbarkeit erhöht dabei die Lebensdauer des Lagers. Durch die im Vergleich dazu geringere Torsionssteifigkeit wird beim Einsatz des erfindungsgemäßen Lagers im Bereich der Radaufhängung von Fahrzeugen, deren Fahrverhalten verbessert. Die Federung wird weicher. Aufgrund dessen, dass ein Aufweiten des Innenteils zur Erzeugung der Vorspannung nicht erforderlich ist, können für dieses hochfeste Materialen verwendet werden. Hierdurch wird die Standfestigkeit des Innenteils erhöht, was sich ebenfalls vorteilhaft auf die Lebensdauer des gesamten Buchsenlagers auswirkt. Zudem verringern sich die Fertigungskosten durch das Entfallen eines Arbeitsschrittes nach dem Zusammenfügen des Lagers und dessen Vulkanisation.
- Die dargestellten Vorteile sind besonders ausgeprägt, wenn die Längsschlitze wechselseitig zu den axialen Enden des Zwischenrohres geöffnet sind, das heißt wenn, bezogen auf den Umfang des Zwischenrohres, zueinander benachbart angeordnete Längsschlitze jeweils zu entgegengesetzten axialen Enden des Zwischenrohres geöffnet sind. Vorteilhafterweise sind die Längsschlitze dabei außerdem gleichmäßig auf den Umfang des Zwischenrohres verteilt angeordnet, das heißt, sie weisen zumindest im Bereich der axialen Enden des Zwischenrohres zueinander gleiche Abstände auf.
- Entsprechend einer bevorzugten Ausbildung verlaufen die Längsschlitze zudem parallel zueinander und zur Mittelachse des Lagers.
- Wie bereits dargestellt, erstrecken sich die Längsschlitze ausgehend vom jeweiligen axialen Ende des Zwischenrohres in axialer Richtung zumindest bis zu dessen Mitte. Als günstig hat es sich jedoch erwiesen, wenn die Längsschlitze über die axiale Mitte hinaus, aber selbstverständlich dennoch nicht durchgehend verlaufen, so dass sich die von gegenüberliegenden axialen Enden ausgehenden Längsschlitze hinsichtlich ihrer axialen Erstreckung überlappen. Die zu einem axialen Ende des Zwischenrohres geöffneten und von dem jeweils anderen axialen Ende durch einen Steg getrennten Längsschlitze bilden dabei zwei kammartig ineinandergreifende Strukturen aus.
- Bei einer besonders bevorzugten Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Lagers sind das Zwischenrohr und die darin eingearbeiteten Längsschlitze so dimensioniert, dass das Verhältnis zwischen der Höhe eines den jeweiligen Schlitz von einem axialen Ende des Zwischenrohres trennenden Steges zur axialen Gesamtlänge des Zwischenrohres dem Verhältnis aus der Breite des betreffenden Schlitzes und dem Durchmesser des Zwischenrohres entspricht. Entsprechend dieser Auslegung ergeben sich im Hinblick auf die Kalibriermöglichkeit mittels der Reduzierung des Durchmessers der Außenhülse und die gleichmäßige Verteilung der hierdurch im Elastomer aufgebauten Vorspannung besonders gute Verhältnisse.
- Darüber hinaus kann das Zwischenrohr entsprechend einer möglichen Weiterbildung der Erfindung auf seine Mantelfläche verteilt neben den Schlitzen zusätzliche, jedoch zu beiden axialen Enden hin verschlossene Ausnehmungen aufweisen. Diese wirken als Fließöffnungen, welche das Fließen des Elastomers bei der Vulkanisation begünstigen.
- Je nach dem vorgesehenen Einsatzzweck des Lagers kann zudem an einem axialen Ende oder an beiden axialen Enden des Zwischenrohres ein Flansch ausgebildet sein, wobei dieser von den vom betreffenden axialen Ende ausgehenden Längsschlitzen durchragt wird. Der Flansch kann eine in sich geschlossene Ringform aufweisen oder durch die Längsschlitze in Segmente aufgeteilt werden.
- Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist das Zwischenrohr im Bereich der axialen Enden (Stirnbereich) verteilt auf dem Umfang angeordnete Erhebungen auf. Diese Erhebungen können sowohl auf der äußeren Mantelfläche als auch auf der Innenfläche des Zwischenrohres oder sogar auf beiden Flächen ausgebildet sein. Um die Funktion des Elastomers zu gewährleisten, sind diese Erhebungen aber ausschließlich im Stirnbereich ausgebildet. Durch die Erhebungen wird ein optimales Einsetzen des Zwischenrohres beziehungsweise der Zwischenhülse in das Spritzwerkzeug erleichtert und damit das Einbringen des Elastomers verbessert. Ein hierzu gleichwirkendes Mittel stellt die Ausbildung solcher Erhebungen am Werkzeug selbst dar, durch welche sich entsprechende Erhebungen oder Vertiefungen auf der Gummikontur ausbilden. Das Zwischenrohr des Lagers wird je nach vorgesehenem Einsatz und den sich daraus ergebenden Anforderungen aus Stahl, Aluminium oder einem festen Kunststoff ausgebildet.
- Das erfindungsgemäße Buchsenlager wird vorzugsweise als vorgefertigte Baueinheit ausgebildet, für welche bei ihrem bestimmungsgemäßen Einbau eine Kalibrierung weitestgehend entbehrlich ist.
- Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels nochmals näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine beispielhafte Ausbildung für ein Zwischenrohr eines erfindungsgemäßen Lagers in einer perspektivischen Ansicht, -
2 das Zwischenrohr gemäß1 in einer Schnittdarstellung, -
3 ein erfindungsgemäßes Buchsenlager mit einem darin eingeordneten Zwischenrohr -
4 eine Modifizierung des Zwischenrohres nach1 und -
5 ein Zwischenrohr mit einem einseitig ausgebildeten Flansch. - Die
1 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausbildung des Zwischenrohres4 für das erfindungsgemäße Gummibuchsenlager. Das im Allgemeinen aus Stahlblech bestehende Versteifungselement4 besitzt die Form eines Hohlzylinders, in welchen gleichmäßig auf seinen Umfang verteilt jeweils um 90° versetzt vier Längsschlitze5 ,5' ,5'' ,5''' eingearbeitet sind. Die axial nicht durchgängigen Längsschlitze,5 ,5' ,5'' ,5''' sind in erfindungsgemäßer Weise so ausgebildet, dass das Zwischenrohr4 bezogen auf seine axiale Erstreckung beidseitig geschlitzt ist. Bei dem dargestellten Beispiel beginnen die Längsschlitze5 ,5' ,5'' ,5''' abwechselnd an jeweils einer der beiden axialen Stirnseiten6 ,7 des Zwischenrohres4 . Die Längsschlitze5 ,5' ,5'' ,5''' verlaufen parallel zueinander und zu der in der1 nicht dargestellten Längsachse8 des Versteifungselements4 . Vorzugsweise ist die Länge der jeweils nur zu einem axialen Ende6 des Teils offenen Schlitze5 ,5' ,5'' ,5 ''' so gewählt, dass die Höhe H des den Schlitz5 ,5' ,5'' ,5 ''' vom jeweils anderen axialen Ende7 des Zwischenrohres trennenden Steges9 zur axialen Gesamtlänge L des Zwischenrohres4 das gleiche Verhältnis aufweist wie die Breite B des betreffenden Längsschlitzes5 ,5' ,5'' ,5''' um Durchmesser D des Zwischenrohres4 . Diese, hinsichtlich der Maße bevorzugte Ausgestaltungsform wird nochmals durch die2 in einer Schnittdarstellung verdeutlicht. Die2 zeigt das Versteifungselement4 nach1 in einer Darstellung mit einem in axialer Richtung durch das Element geführten Schnitt. Bei ansonsten gleichen Abmaßen erstrecken sich die beiden auf dem Umfang jeweils benachbart zu dem aus der2 erkennbaren Schlitz5 angeordneten Längsschlitze5' ,5''' beginnend von der gegenüberliegenden axialen Stirnseite6 des zylindrischen Elements beziehungsweise Zwischenrohres4 in axialer Richtung (siehe hierzu1 ). - Das in dieser Weise ausgestaltete Versteifungselement
4 kann zusätzlich noch über mehrere auf seinem Umfang verteilte Ausnehmungen10 verfügen. Diese in den1 und2 nicht dargestellten so genannten Durchflussöffnungen oder – bohrungen10 begünstigen ein besseres Fließen des Elastomers beim Spritzen. In der3 ist das erfindungsgemäße Lager mit dem darin eingeordneten Zwischenrohr4 in einer Schnittdarstellung wiedergegeben. Das Lager besteht aus dem Innenteil1 , einer um das Innenteil herum angeordneten Außenhülse2 und dem dazwischen eingeordneten elastomeren Lagerkörper3 . In den elastomeren Lagerkörper3 ist das Versteifungselement4 mit den Längsschlitzen5 ,5' ,5'' ,5''' invulkanisiert, welches gemäß dem in der3 dargestellten Beispiel die schon erwähnten Durchflussbohrungen10 aufweist. - In der
4 ist eine modifizierte Form des Zwischenrohres4 nach1 wiedergegeben. Das im Beispiel gezeigte Zwischenrohr4 weist auf seiner Mantelfläche, im Bereich beider eixialen Enden6 ,7 , verteilt auf dem Umfang angeordnete Erhebungen11 auf. Vermittels dieser sich nicht über die gesamte axiale Länge des Bauteils erstreckenden Erhebungen11 wird ein optimales Einsetzen des Zwischenrohres4 in das Spritzwerkzeug zum Zusammenfügen des Lagers durch Einbringen des Elastomers zwischen Innenteil1 und Außenhülse2 begünstigt. Die Erhebungen11 dienen gleichzeitig als Führung und Abstandshalter, so dass die Längsschlitze5 ,5' ,5'' ,5''' des Zwischenrohres4 nicht an der Wandung des Spritzwerkzeugs zur Anlage gelangen. - Die
5 zeigst darüber hinaus ein Zwichenrohr4 als Einzelteil in perspektivischer Ansicht, an dem an einem axialen Ende6 ein Flansch ausgebildet ist, der sich in seinem äußeren Umfang radial erstreckt. Die Längsschlitze5' und5''' durchragen den Flansch bei diesem Beispiel. Das gegenüberliegende axiale Ende7 des Zwischenrohres4 weist hierbei keinen Flansch auf. -
- 1
- Innenteil
- 2
- äußere Hülse, Außenhülse
- 3
- elastomerer Lagerkörper
- 4
- Zwischenrohr, Versteifungselement
- 5, 5', 5'', 5'''
- Schlitze beziehungsweise Längsschlitze
- 6, 7
- axiale Enden
- 8
- Mittelachse
- 9
- Steg
- 10
- Ausnehmung, Durchflussöffnung beziehungsweise -bohrung
- 11
- Erhebung
- H
- Höhe des Steges
9 - L
- axiale
Länge des
Zwischenrohres
4 - B
- Breite
eines Schlitzes
5 ,5' ,5'' ,5''' - D
- Durchmesser
des Zwischenrohres
4
Claims (12)
- Elastisches Gummilager, ausgebildet als ein Buchsenlager, mit einem im Wesentlichen zylindrischen Innenteil (
1 ), einer dieses umgebenden äußeren Hülse (2 ) und einem dazwischen befindlichen sowie mit dem Innenteil (1 ) und der Hülse (2 ) durch Vulkanisation verbundenen elastomeren Lagerkörper (3 ), wobei in den Lagerkörper (3 ) ein Versteifungselement (4 ) eingeordnet ist, welches bezogen auf das Innenteil (1 ) sowie die äußere Hülse (2 ) als ein Zwischenrohr mit mindestens zwei verteilt auf seinem Umrang angeordneten und im Wesentlichen in axialer Richtung verlaufenden, nicht durchgängigen Längsschlitzen (5 ,5' ,5'' ,5''' ) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenrohr (4 ) bezogen auf seine axiale Erstreckung doppelseitig geschlitzt ist, so dass von beiden axialen Enden (6 ,7 ) des Zwischenrohres (4 ) zu diesen hin geöffnete Längsschlitze (5 ,5' ,5'' ,5''' ) ausgehen, welche in Richtung des jeweils anderen axialen Endes (7 ,6 ) verlaufen und sich mindestens bis zur axialen Mitte des Zwischenrolres (4 ) erstrecken. - Elastisches Gummilager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsschlitze (
5 ,5' ,5 '',5''' ) wechselseitig zu den axialen Enden (6 ,7 ) des Zwischenrohres (4 ) geöffnet sind, so dass bezogen auf den Umfang des Zwischenrohres (4 ) zueinander benachbart angeordnete Längsschlitze (5 ,5' ,5'' ,5''' ), jeweils zu entgegengesetzten axialen Enden (6 ,7 ) des Zwischenrohres (1 ) geöffnet sind. - Elastisches Gummilager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsschlitze (
5 ,5' ,5'' ,5''' ) bezogen auf den Umfang des Zwischenrohres (4 ) in einer gleichmäßigen Verteilung, mit zueinander zumindest im Bereich der axialen Enden (6 ,7 ) des Zwischenrohres (4 ) gleichen Abständen, angeordnet sind. - Elastisches Gummilager nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch ge+kennzeichnet, dass die Längsschlitze (
5 ,5' ,5'' ,5''' ) parallel zueinander und zur Mittelachse (8 ) des Lagers verlaufen. - Elastisches Gummilager nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Längsschlitze (
5 ,5' ,5'' ,5''' ) hinsichtlich ihrer axialen Erstreckung überlappen, so dass die zu einem axialen Ende (6 ,7 ) des Zwischenrohres geöffneten und von denn jeweils anderen axialen Ende (7 ,6 ) durch einen Steg (9 ) getrennten Längsschlitze (5 ,5' ,5'' ,5''' ) zwei kammartig ineinandergreifende Strukturen ausbilden. - Gummilager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenrohr (
4 ) und die darin eingebrachten Längsschlitze (5 ,5' ,5'' ,5''' ) so dimensioniert sind, dass sich die Höhe H eines den jeweiligen Schlitz (5 ,5' ,5'' ,5''' ) von einem axialen Ende (6 ,7 ) des Zwischenrohres (4 ) trennenden Steges (9 ) zur axialen Gesamtlänge L des Zwischenrohres (1 ) verhält wie die Breite B des betreffenden Längsschlitzes (5 ,5' ,5'' ,5''' ) zum Durchmesser D des Zwischenrohres (4 ). - Elastisches Gummilager nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Zwischenrohr (
4 ), auf dessen Mantelfläche verteilt, Ausnehmungen (10 ) eingebracht sind, welche bei der Vulkanisation eine Fließöffnung für das Elastomer bilden. - Elastisches Gummilager nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem der axialen Enden (
6 ,7 ) des Zwischenrohres (4 ) ein Flansch ausgebildet ist, wobei der Flansch von den Längsschlitzen (5 ,5' ,5'' ,5''' ), welche von dem betreffenden axialen Ende (6 ,7 ) ausgehen, durchragt wird. - Elastisches Gummilager nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenrohr (
4 ) beidseitig im Bereich seiner axialen Enden (6 ,7 ) auf dem Umfang verteilt angeordnete Erhebungen (11 ) aufweist. - Gummilager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (
11 ) auf der äußeren Mantelfläche oder/und auf der Innenfläche des Zwischenrohres (4 ) ausgebildet sind. - Elastisches Gummilager nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenrohr (
4 ) aus Stahl, Aluminium oder Kunststoff besteht. - Elastisches Gummilager nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager als vorgefertigte Baueinheit ausgebildet ist, für welche bei ihrem bestimmungsgemäßen Einbau eine Kalibrierung weitestgehend entbehrlich ist.
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