DE10253262A1

DE10253262A1 - Gummi-Metall-Lager für eine Radaufhängung

Info

Publication number: DE10253262A1
Application number: DE2002153262
Authority: DE
Inventors: Thilo Dr. Hinze
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2004-05-27

Abstract

Ein Gummi-Metall-Lager (11) für eine Radaufhängung umfaßt ein starres Außenteil (14), ein starres Innenteil (12), ein weiches Gummielement (13), das zwischen dem Außenteil (14) und dem Innenteil (12) angeordnet ist, sowie optional ein in das Gummielement (13) eingebettetes, starres Zwischenteil (15). Zur Optimierung der Lageranbindung ist das Innenteil (12) als Zapfen ausgebildet. An dem Zapfen ist das Gummielement (13) befestigt. Zudem weist der Zapfen einen aus dem Gummielement (13) hinausragenden, konischen Befestigungsabschnitt (17) zur Anbindung an ein benachbartes Bauteil (19) auf. Das erfindungsgemäße Gummi-Metall-Lager (11) zeichnet sich durch einen geringen Montageaufwand, eine kompakte und leichtgewichtige Bauweise sowie eine geringe und damit für den Fahrkomfort günstige Torsionssteifigkeit aus.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gummi-Metall-Lager für eine Radaufhängung, umfassend ein starres Außenteil, ein starres Innenteil und ein weiches Gummielement, das zwischen dem Außenteil und dem Innenteil angeordnet ist.
Derartige Gummi-Metall-Lager sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und werden beispielsweise in Radaufhängungen von Personenkraftwagen aber auch anderen Fahrzeugtypen eingesetzt.
Ein herkömmliches Gummi-Metall-Lager ist in 2 beispielhaft dargestellt. Dieses Lager 1 besteht aus einem hülsenförmigen Innenteil 2, einem Gummielement 3 sowie einem hülsenförmigen Außenteil 4. Um bei einer hohen Radialsteifigkeit eine geringe Torsionssteifigkeit (Verdrehsteifigkeit) zu gewährleisten, ist in dem Gummielement 3 eine starre Zwischenhülse 5 angeordnet, die das Gummielement 3 in ein äußeres Hülsenelement und ein inneres Hülsenelement unterteilt.
Die hohe Radialsteifigkeit ermöglicht ein direktes Anlenken des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt. Dies ist für die Fahrdynamik günstig. Eine geringe Torsionssteifigkeit gewährleistet zudem einen guten Federungskomfort, weil dadurch der Anteil der nichtlinearen dynamischen Kennlinie des Gummielements an der Gesamtfederrate gering bleibt.
Üblicherweise wird das in 2 dargestellte, bekannte Lager 1 in einen Lenker 6 der Radaufhängung eingepreßt und anschließend mit Hilfe einer Schraube 7, die durch das hülsenförmige Innenteil gesteckt wird, sowie einer Mutter 8 an einem angrenzenden Bauteil 9 befestigt.
Die herkömmliche Konstruktion ist in der Art und Weise ihrer Befestigung nachteilig. So erfordert die reibschlüssige Schraubenverbindung zwischen dem Gummilager und beispielsweise einem Radträger der Radaufhängung aufgrund hoher Querkräfte sehr hohe Vorspannkräfte. Hieraus resultiert wiederum die Notwendigkeit eines großen Schraubendurchmessers, womit zwangsläufig auch der Durchmesser des Lagers stark anwächst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Lager mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 vorgeschlagen, bei dem das Innenteil als Zapfen ausgebildet ist. An dem Zapfen ist das Gummielement befestigt, vorzugsweise anvulkanisiert. Zudem weist der Zapfen einen aus dem Gummielement hinausragenden konischen Befestigungsabschnitt zur Anbindung an ein benachbartes Bauteil auf.

Durch die Verwendung eines Zapfens mit konischem Befestigungsabschnitt als Lagerkern anstelle einer zylindrischen Innenhülse mit Durchgangsloch für die Anbindung eines benachbarten Bauteils, beispielsweise eines Radträgers einer Radaufhängung, läßt sich die Lagerbefestigung optimieren.

Der Konussitz ermöglicht eine sehr gute, formschlüssige Kraftübertragung quer zur Lagerachse, die geringere Vorspannkräfte als eine Schraube erfordert. Dies ermöglicht wiederum einen geringeren Materialeinsatz und eine kompaktere Bauform des Lagers.

Bei gleichbleibender Radialsteifigkeit kann darüber hinaus wegen des geringeren Durchmessers die Torsionssteifigkeit vermindert werden, wodurch sich zusätzlich der Fahrkomfort verbessern läßt.

Weiterhin besitzt die erfindungsgemäße Lösung gegenüber der Schraubenvariante ein geringeres Gewicht.

Aufgrund der geringeren benötigten Vorspannkräfte wird überdies eine Erleichterung bei der Montage erzielt.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 ein Gummi-Metall-Lager gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und in
2 ein Gummi-Metall-Lager herkömmlicher Bauart.
Das Ausführungsbeispiel zeigt ein Gummi-Metall-Lager 11 für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, das beispielsweise zwischen einem Querlenker und einem Radträger, jedoch auch an anderer Stelle eingebaut werden kann.
Das erfindungsgemäße Gummi-Metall-Lager 11 umfaßt ein starres, metallisches Innenteil 12 in Form eines massiven Zapfens, an dem ein Gummielement 13 befestigt, vorzugsweise anvulkanisiert ist.
Das Gummielement 13 ist wiederum von einem starren Außenteil 14 umgeben, das bei der hier beispielhaft dargestellten Einbausituation in den Querlenker 16 eingepreßt ist. Vorzugsweise ist das Außenteil 14 als metallische Hülse ausgebildet, in der das Gummielement 13 befestigt ist. Dies kann beispielsweise durch Anvulkanisieren erfolgen.
In das Gummielement 13 ist ein starres Zwischenteil 15 konzentrisch eingebettet, das das Gummielement 13 in ein äußeres und ein inneres Hülsenelement unterteilt. Durch die beiden Gummischichten zwischen dem Außenteil 14 und dem Zwischenteil 15 einerseits und dem Innenteil 12 und dem Zwischenteil 15 andererseits ergibt sich eine hohe Radialsteifigkeit, die ein direktes Anlenken des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt ermöglicht. Zudem bleibt die Torsionssteifigkeit gering und damit für den Fahrkomfort günstig. Dabei ist die vorzugsweise aus Metall gefertigte Zwischenhülse 15 in bezug auf das Außenteil 14 und das Innenteil 12 berührungsfrei, beispielsweise konzentrisch, angeordnet.
Das Innenteil 12, das wie bereits ausgeführt, als massiver Zapfen ausgebildet ist, weist einen konischen Befestigungsabschnitt 17 auf, der aus dem eigentlichen Lager 11 bzw. aus dem Gummielement 13 hinausragt. An diesem Befestigungsabschnitt 17 wird ein benachbartes Bauteil, hier beispielhaft der Radträger 19 befestigt, der seinerseits eine Öffnung mit einer konischen Anlagefläche 20 aufweist.
Bei der Montage wird der Zapfen des Lagers 11 durch die Öffnung des Radträgers 19 hindurchgeführt, bis sich der konische Befestigungsabschnitt 17 des Innenteils 12 an der konischen Anlagefläche 20 formschlüssig abstützt. Hierbei erfolgt gleichzeitig eine Zentrierung zwischen dem Lager 11 bzw. Innenteil 12 und dem benachbarten Teil bzw. Radträger 19 in bezug auf die Lagerachse A.
Zur Verspannung der konischen Flächen dient eine Befestigungsmutter 18, die abschließend auf einen Gewindeabschnitt 21 aufgeschraubt wird, der an das verjüngte Ende des konischen Befestigungsabschnitts 17 anschließt. Durch Anziehen der Mutter 18 wird der Radträger 19 gegen das Innenteil 12 des Lagers 11 verspannt. Zu diesem Zweck kann das gegenüberliegende Ende 22 des Zapfens bzw. Innenteils 12 einen Werkzeugansatz aufweisen, über den beim Spannen ein Gegenmoment aufbringbar ist.
Der Konussitz sorgt für eine sehr gute, formschlüssige Kraftübertragung senkrecht zur Lagerachse A.
Das Drehmoment an der Befestigungsmutter 18 fällt gegenüber der Schraubenvariante deutlich niedriger aus, da der Konus den Festsitz verstärkt.
Aufgrund der geringeren benötigten Vorspannkraft und dem Entfall der Schraube läßt sich das erfindungsgemäße Lager 11 mit kleinerem Durchmesser ausbilden, als das in 2 dargestellte, herkömmliche Lager 1.
Insbesondere ergeben sich ein kleinerer Außendurchmesser des Innenteils 12 und des Außenteils 14, so daß das Lager 11 mit Zapfen in bezug auf seine Axiallänge schlanker wird. In den 1 und 2 ist dies durch das Verhältnis des Durchmessers D des Außenteils 14 zu dessen Axiallänge L ausgedrückt. Dieses beträgt bei dem herkömmlichen Lager 1 in 2 etwa 1,40, bei dem Lager 11 nach dem Ausführungsbeispiel in 1 hingegen lediglich etwa 1,23.
Überdies ergibt sich eine Gewichtsersparnis von etwa 17 %. Eine weitere Verminderung des Gewichts kann durch eine hohle Ausbildung des Zapfens erzielt werden.
Eine weitere Verminderung von Lagerdurchmesser und Gewicht kann dadurch erzielt werden, daß das Gewinde 21 und damit das Innenteil 12 im Durchmesser kleiner gewählt wird, da die Vorspannkraft im Vergleich zur herkömmlichen Variante kleiner ist.

1: Gummi-Metall-Lager
2: Innenteil
3: Gummielement
4: Außenteil
5: Zwischenteil
6: Querlenker
7: Schraube
8: Mutter
9: benachbartes Bauteil/Radträger
11: Gummi-Metall-Lager
12: Innenteil/Zapfen
13: Gummielement
14: Außenteil
15: Zwischenteil
16: Querlenker
17: konischer Befestigungsabschnitt
18: Befestigungsmutter
19: benachbartes Bauteil/Radträger
20: konische Anlagefläche
21: Gewindeabschnitt
22: gegenüberliegendes Ende
A: Lagerachse
D: Durchmesser des Außenteils 4 bzw. 14
L: Axiallänge des Außenteils 4 bzw. 14

Claims

Gummi-Metall-Lager für eine Radaufhängung, umfassend: ein starres Außenteil (14), ein starres Innenteil (12), und ein weiches Gummielement (13), das zwischen dem Außenteil (14) und dem Innenteil (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (12) als Zapfen ausgebildet ist, an dem das Gummielement (13) befestigt, vorzugsweise anvulkanisiert ist und der einen aus dem Gummielement (13) hinausragenden, konischen Befestigungsabschnitt (17) zur Anbindung an ein benachbartes Bauteil (19) aufweist.
Gummi-Metall-Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (14) als metallische Hülse ausgebildet ist, in der das Gummielement (13) festgelegt, vorzugsweise anvulkanisiert ist.
Gummi-Metall-Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gummielement (13) ein starres Zwischenteil (15) eingebettet ist.
Gummi-Metall-Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (15) als in das Gummielement (13) eingebettete Hülse ausgebildet und in bezug auf das Außenteil (14) und das Innenteil (12) berührungsfrei angeordnet ist.
Gummi-Metall-Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (12) bzw. der Zapfen an dem verjüngen Ende des konischen Befestigungsabschnitts (17) einen Gewindeabschnitt (21) aufweist.
Gummi-Metall-Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen massiv ausgebildet ist.
Gummi-Metall-Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen hohl ausgebildet ist.
Gummi-Metall-Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt eine andere, nicht-konische Form aufweist, die eine formschlüssige Verbindung mit dem angrenzenden Bauteil gewährleistet.