DE10302790B3

DE10302790B3 - Lagerbuchse, insbesondere zum Lagern von schwingungsbeanspruchten Bauteilen eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10302790B3
Application number: DE2003102790
Authority: DE
Inventors: Jerome Kiefer
Original assignee: Trelleborg Automotive Technical Centre GmbH
Current assignee: Trelleborg Automotive Germany GmbH
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2023-01-25

Abstract

Eine Lagerbuchse, die insbesondere zum Lagern von schwingungsbeanspruchten Bauteilen eines Kraftfahrzeugs dient, weist ein inneres Lagerelement (10), ein das innere Lagerelement (10) in radialer Richtung (x) umgebendes äußeres Lagerelement (20) und einen zwischen dem inneren Lagerelement (10) und dem äußeren Lagerelement (20) angeordneten Dämpfungskörper (30) auf. Der Dämpfungskörper (30) besteht aus einem elastisch verformbaren Werkstoff und gestattet eine in die Lagerbuchse eingeleitete Schwingungen dämpfende Relativbewegung zwischen dem inneren Lagerelement (10) und dem äußeren Lagerelement (20). Um auf einfache Weise eine aktiv beeinflussbare Anpassung des Dämpfungsverhaltens zu erzielen, weist die Lagerbuchse wenigstens ein Stellmittel (40) auf, das zum Begrenzen der Relativbewegung zwischen dem inneren Lagerelement (10) und dem äußeren Lagerelement (20) von einer ersten Stellung (A) in zumindest eine zweite Stellung (B) verfahrbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerbuchse, die insbesondere zum Lagern von schwingungsbeanspruchten Bauteilen eines Kraftfahrzeugs dient. Die Lagerbuchse weist ein inneres Lagerelement, ein das innere Lagerelement in radialer Richtung umgebenes äusseres Lagerelement und einen zwischen dem inneren Lagerelement und dem äusseren Lagerelement angeordneten Dämpfungskörper auf. Der Dämpfungskörper besteht aus einem elastisch verformbaren Werkstoff und gestattet eine dämpfende Relativbewegung zwischen dem inneren Lagerelement und dem äusseren Lagerelement.
Lagerbuchsen sind im wesentlichen buchsenförmige Lager, die Kräfte sowohl in radialer als auch in axialer Richtung aufnehmen können. Das Dämpfungsverhalten der Lagerbuchse wird vornehmlich durch die Steifigkeit des beispielsweise aus einem gummielastischen Werkstoff bestehenden Dämpfungskörpers bestimmt. Die Steifigkeit des Dämpfungskörpers wird durch den Werkstoff und die Bauform des Dämpfungskörpers beeinflusst. So lässt sich das Verhältnis von axialer Steifigkeit zu radialer Steifigkeit des Dämpfungskörpers beispielsweise durch das Vorsehen von Ausnehmungen verändern.

Lagerbuchsen werden häufig im Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs, zum Beispiel als Lenkerlager, eingesetzt. Um den in diesem Fall auftretenden dynamischen Belastungen zu genügen, sind Lagerbuchsen bekannt, die zusätzlich eine hydraulische Dämpfung bewirken. So beschreibt die DE 39 09 609 C2 eine Lagerbuchse, die mit einem ersten Dämpfungskörper, der mit einer Flüssigkeit gefüllte Kammern aufweist, und einem zweiten Dämpfungskörper, der aus einem gummielastischen Werkstoff besteht, versehen ist. Der erste Dämpfungskörper und der zweite Dämpfungskörper weisen unterschiedliche Steifigkeiten auf, um ein an unterschiedliche Belastungen angepasstes Dämpfungsverhalten zu erreichen.

Weiterhin offenbart die WO 01/73315 A1 eine Lagerbuchse, die ein abgestuftes Dämpfungsverhalten ermöglicht. Zu diesem Zweck weist die bekannte Lagerbuchse einen Dämpfungskörper auf, der in radialer Richtung durch wenigstens eine Zwischenhülse in mehrere, hinsichtlich des Dämpfungsverhaltens voneinander unabhängig abstimmbare Dämpfungsbereiche unterteilt wird. Der Dämpfungskörper besteht aus einem elastomeren Werkstoff und ist mit Kammern versehen, die mit einer Flüssigkeit gefüllt sind. Um den einzelnen Dämpfungsbereichen ein unterschiedliches Dämpfungsverhalten zu verleihen, können unterschiedliche elastomere Werkstoffe oder Flüssigkeiten unterschiedlicher Viskosität zur Bildung der Dämpfungsbereiche vorgesehen werden. Wenngleich es durch die unterschiedlichen Dämpfungsbereiche möglich ist, Schwingungen unterschiedlicher Amplituden oder auseinanderliegender Frequenzbereiche zu dämpfen oder zu isolieren, eignet sich die bekannte Lagerbuchse nicht, das Dämpfungsverhalten an den jeweiligen Betriebszustand anzupassen. Grundsätzlich wäre es zwar möglich, die Kammern des Dämpfungskörpers mit einer sogenannten elektroviskosen Flüssigkeit zu füllen, deren Viskosität durch eine angelegte elektrische Spannung veränderbar ist. Ein solches aktives Lager ist aber mit einem verhältnismässig hohen Fertigungsaufwand verbunden.

Ausserdem ist aus der DE 199 37 686 C1 ein Motorlager bekannt, das mit einem durch eine Schaltvorrichtung blockierbaren Federelement versehen ist. Die Schaltvorrichtung weist zwei radial um die Längsachse des Motorlagers angeordnete Übertragungsglieder auf, die in einem Blockierzustand des Federelements zwischen einer Kontaktfläche eines Blockierelements und einer Konusfläche eines verschieblich angeordneten Betätigungselements selbsthemmend einklemmbar sind. Das Betätigungselement kann beispielsweise durch einen Elektromagneten, hydraulisch oder pneumatisch in Richtung der Längsachse des Motorlagers verschoben werden. Das Federelement setzt sich aus wenigstens zwei auf einem konzentrischen Radius zur Längsachse des Motorlagers angeordneten Schraubenfedern zusammen. Die Schaltvorrichtung des Motorlagers gewährleistet, dass in dem Blockierzustand des Federelements eine Selbsthemmung zwischen den kraftübertragenden Gliedern auftritt, so dass verhältnismässig grosse Kräfte in Richtung der Längsachse des Motorlagers übertragen werden können. Ein federratenschaltbares Motorlager, das wenigstens zwei parallel oder seriell angeordnete Federelemente aufweist, die durch eine Schaltvorrichtung blockierbar sind, wird zudem in der WO 00/61964 A1 beschrieben. Gemeinsam ist den bekannten Motorlagern, dass die Schaltvorrichtung eine Begrenzung der Relativbewegung zwischen einem Traglagerelement und einem Auflagerelement, die durch die Federelemente miteinander verbunden sind, ausschliesslich in Richtung der Längsachse des Motorlagers hervorruft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerbuchse der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass sich auf einfache Weise eine aktiv beeinflussbare Anpassung des Dämpfungsverhaltens erzielen lässt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Lagerbuchse mit den oben genannten Merkmalen in Übereinstimmung mit Anspruch 1 erfindungsgemäss zumindest ein Stellmittel vorgesehen, das zum Begrenzen der Relativbewegung zwischen dem inneren Lagerelement und dem äusseren Lagerelement von einer ersten Stellung in zumindest eine zweite Stellung in radialer Richtung verfahrbar ist.

Die erfindungsgemässe Lagerbuchse beruht auf der Erkenntnis, die Steifigkeit des Dämpfungskörpers durch das Stellmittel zu verändern. Auf diese Weise lässt sich eine aktive Lagerbuchse realisieren, deren Steifigkeit an den jeweiligen Betriebszustand angepasst ist. Das Verfahren des Stellmittels zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung beeinflusst die Verformungsfähigkeit des Dämpfungskörpers und damit die Relativbewegung zwischen dem inneren Lagerelement und dem äusseren Lagerelement. Das Stellmittel kann zwar grundsätzlich derart ausgestaltet sein, dass sich ein kontinuierliches Verfahren zwischen einer Anfangsstellung und einer Endstellung und damit eine Vielzahl an unterschiedlichen Steiflgkeitszuständen ergibt. In Hinsicht auf eine praxisgerechte und betriebssichere Ausgestaltung hat es sich aber als zweckmässig erwiesen, das Stellmittel in Art eines Schalters auszubilden, der in kurzen Schaltzeiten zwischen zwei Steifigkeitszuständen schaltet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Lagerbuchse stellen die Gegenstände der Ansprüche 2 bis 14 dar.

Um eine kompakte Bauweise der Lagerbuchse zu realisieren, ist es von Vorteil, wenn zwischen dem äusseren Lagerelement und dem Dämpfungskörper wenigstens ein Spalt ausgebildet ist, in dem das Stellmittel angeordnet ist. Das Stellmittel kann auf diese Weise unmittelbar auf den Dämpfungskörper einwirken, um dessen Verformungsfähigkeit und damit die Relativbewegung zwischen dem inneren Lagerelement und dem äusseren Lagerelement zu beeinflussen. Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise auch zwi schen dem inneren Lagerelement und dem Dämpfungskörper wenigstens ein Spalt ausgebildet sein, in dem das Stellmittel angeordnet ist.

Bevorzugt ist das Stellmittel durch eine elektronische Steuereinheit gesteuert, um beispielsweise eine Regelung der Steifigkeit der Lagerbuchse in Abhängigkeit von sensorisch erfassten Betriebszuständen zu ermöglichen. Eine zuverlässige Steuerung des Stellmittels ergibt sich dann, wenn das Stellmittel vorteilhafterweise elektrisch angetrieben ist. Grundsätzlich kann das Stellmittel allerdings auch hydraulisch oder pneumatisch ausgebildet sein.

Das Stellmittel kann gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemässen Lagerbuchse eine Klemmplatte aufweisen, die in radialer Richtung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verfahrbar ist. Die Klemmplatte weist eine den Dämpfungskörper zugewandte Klemmfläche auf, die in Abhängigkeit von der Form des Dämpfungskörpers eben oder vorzugsweise konkav gekrümmt ausgebildet sein kann. Durch Verfahren der unmittelbar am Dämpfungskörper angreifenden Klemmplatte in radialer Richtung lässt sich die Verformungsfähigkeit des Dämpfungskörpers beeinflussen und damit die Steifigkeit der Lagerbuchse sowohl in radialer als auch in axialer Richtung verändern.

Um auf in konstruktiver Hinsicht einfache Weise ein schnelles Verfahren der Klemmplatte zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zu erreichen, ist die Klemmplatte bevorzugt mit wenigstens einem Kniehebel verbunden, der durch eine Antriebsspindel auslenkbar ist. Der durch die zweckmässigerweise von einem Elektromotor angetriebene Antriebsspindel auslenkbare Kniehebel gewährleistet zudem ein zuverlässiges Hin- und Herbewegen der Klemmplatte zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung.

Bevorzugt ist der Kniehebel an einem Ende gelenkig mit der Klemmplatte und am anderen Ende gelenkig mit einer Führungsmutter, die durch die An triebsspindel in axialer Richtung verfahrbar ist, verbunden. Auf diese Weise lässt sich die Rotationsbewegung der Antriebsspindel in eine Translationsbewegung der Klemmplatte übertragen.

Um eine verlässliche Übertragung der Rotationsbewegung der Antriebsspindel in die Translationsbewegung der Klemmplatte sicherzustellen, ist der Kniehebel bevorzugt durch ein Kippglied abgestützt. Das in der Kniekehle des Kniehebels angreifende Kippglied wird bei Bewegung der Führungsmutter durch den Kniehebel derart verschwenkt, dass die Klemmplatte eine Zwangsführung in radialer Richtung der Lagerbuchse erfährt.

Weiterhin ist es von Vorteil, die Antriebsspindel mit einem Absatz zu versehen, der in axialer Richtung ortsfest in einer Spindelführung gehalten ist. Der Absatz gewährleistet eine in axialer Richtung der Lagerbuchse stationäre Anordnung der Antriebsspindel. Die Spindelführung ist zweckmässigerweise derart ausgestaltet, dass sie einen den Verfahrweg der Klemmplatte begrenzenden Anschlag bildet. Auf diese Weise ergibt sich eine hohe Funktionsintegration, die zu einer verhältnismässig geringen Anzahl an Bauteilen führt und damit zu einer in wirtschaftlicher Hinsicht kostengünstigen Fertigung beiträgt.

Der Dämpfungskörper besteht zweckmässigerweise aus einem elastomeren Werkstoff, vorzugsweise Naturkautschuk, um dem Dämpfungskörper eine Ermüdungsbeständigkeit zu verleihen, die auch vergleichsweise hohen dynamischen Wechselbeanspruchungen standhält. Demgegenüber können das innere Lagerelement und das äussere Lagerelement in an sich bekannter Weise aus Metall, zum Beispiel Aluminium, oder Kunststoff, zum Beispiel Polyamid, oder einem Faserverbundwerkstoff gefertigt sein.

Der Dämpfungskörper ist gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemässen Lagerbuchse durch wenigstens eine Verstärkungsplatte, die vorzugsweise aus Metall besteht, armiert. Durch die Armierung lässt sich die Steifigkeit des Dämpfungskörpers stellenweise erhöhen, um eine gezielte Verformungsfähigkeit des Dämpfungskörpers zu erreichen. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zwei Verstärkungsplatten und zwei Klemmplatten vorzusehen, die paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Die Verstärkungsplatten tragen auf diese Weise zu einer Verformungsfähigkeit des Dämpfungskörpers bei, die hauptsächlich in Richtung der Verfahrbewegung der Klemmplatten liegt. Durch das Verfahren der Klemmplatten zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung lässt sich somit die Steifigkeit der Lagerbuchse bei einem verhältnismässig geringen Verfahrweg der Klemmplatten signifikant verändern.

In Hinsicht auf ein praxisgerechtes Dämpfungsverhalten der Lagerbuchse ist es von Vorteil, das innere Lagerelement mit wenigstens einer Anschlagplatte zu versehen, die in axialer Richtung einem an dem Dämpfungskörper ausgebildeten Anschlag gegenüberliegend angeordnet ist. Die Anschlagplatte begrenzt die Relativbewegung von innerem Lagerelement und äusserem Lagerelement in axialer Richtung und ermöglicht somit eine wirksame Dämpfung von Schwingungen übermässiger Amplituden.

Einzelheiten und weitere Vorteile der erfindungsgemässen Lagerbuchse ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. In den das Ausführungsbeispiel lediglich schematisch darstellenden Zeichnungen veranschaulichen im einzelnen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Lagerbuchse;
2 eine Draufsicht auf die Lagerbuchse gemäss 1;
3 eine Ansicht von unten auf die Lagerbuchse gemäss 1;
4 einen Schnitt gemäss der Linie IV-IV in 2;
5 einen Schnitt gemäss der Linie V-V in 2;
6 einen Schnitt gemäss der Linie VI-VI in 2, der Stellmittel in einer ersten Stellung zeigt;
7 einen Schnitt gemäss 6, der die Stellmittel in einer zweiten Stellung zeigt, und
8 einen Schnitt gemäss der Linie VIII-VIII in 6.
Die in den 1 bis 8 gezeigte Lagerbuchse dient zum Lagern von schwingungsbeanspruchten Bauteilen eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise im Bereich der Radaufhängung. Die Lagerbuchse weist ein inneres Lagerelement 10 und ein koaxial zu diesem angeordnetes äusseres Lagerelement 20 auf. Das innere Lagerelement 10 und das äussere Lagerelement 20 sind im wesentlichen hülsenförmig ausgestaltet und aus Metall oder Kunststoff gefertigt. Das innere Lagerelement 10 weist einen Durchgang 11 auf, der zur Aufnahme eines zu lagernden Bauteils dient. Zwischen dem inneren Lagerelement 10 und dem äusseren Lagerelement 20 ist ein Dämpfungskörper 30 angeordnet, der aus einem elastomeren Werkstoff, beispielsweise Naturkautschuk, besteht. Der Dämpfungskörper 30 gestattet eine Relativbewegung zwischen dem inneren Lagerelement 10 und dem äusseren Lagerelement 20, durch die in die Lagerbuchse eingeleitete Schwingungen gedämpft oder isoliert werden.
Wie insbesondere die 1 und 4 erkennen lassen, ist das innere Lagerelement 10 mit einer oberen Anschlagplatte 12 und einer unteren Anschlagplatte 13 versehen. Der Dämpfungskörper 30 weist einen oberen Anschlag 32 und einen unteren Anschlag 33 auf, die in axialer Richtung y der Lagerbuchse den Anschlagplatten 12, 13 in einem Abstand a gegenüberliegen. Die Anschlagplatten 12, 13 begrenzen die Verformungsfähigkeit des Dämpfungskörpers 30 in axialer Richtung y und dienen dazu, Schwingungen übermässiger Amplituden zu dämpfen.
Weiterhin ist der Dämpfungskörper 30 durch zwei Verstärkungsplatten 34 armiert, die zum Beispiel aus Metall bestehen und in radialer Richtung x gegenüberliegend angeordnet sind, wie insbesondere die 4 und 8 zu erkennen geben. Der Dämpfungskörper 30 weist zwei sich gegenüberliegende Ausnehmungen auf, die jeweils einen sich orthogonal zu den Verstärkungsplatten 34 erstreckenden Spalt 31 zwischen dem äusseren Lagerelement 20 und dem Dämpfungskörper 30 bilden. In den Spalten 31 sind jeweils Stellmittel 40 angeordnet, die zum Beeinflussen der Verformungsfähigkeit des Dämpfungskörpers 30 und damit zur Veränderung der Steifigkeit der Lagerbuchse zwischen einer ersten Stellung A und einer zweiten Stellung B verfahrbar sind.
Die Stellmittel 40 weisen jeweils eine Klemmplatte 41 auf, die in radialer Richtung x zwischen der ersten Stellung A und der zweiten Stellung B verfahrbar ist. Die Klemmplatte 41 ist mit einer dem Dämpfungskörper 30 zugewandten Klemmfläche 42 versehen, die eine an eine gegenüberliegende Kontaktfläche 35 des Dämpfungskörpers 30 angepasste Kontur aufweist. Demzufolge ist die Klemmfläche 42 im vorliegenden Fall eben ausgebildet. Je nach Ausgestaltung der Kontaktfläche 35 kann die Klemmfläche 42 auch gekrümmt, zum Beispiel konkav, sein.
Die Klemmplatte 41 ist ferner mit zwei Kniehebeln 43 verbunden, die durch eine Antriebsspindel 45 auslenkbar sind. Wie insbesondere die 6 und 7 erkennen lassen, sind die Kniehebel 43 jeweils an einem Ende gelenkig mit der Klemmplatte 41 und am anderen Ende gelenkig mit einer Führungsmutter 44 verbunden. Die Führungsmutter 44 greift in ein Gewinde der sich in axialer Richtung y erstreckenden Antriebsspindel 45 ein und lässt sich somit bei einer Rotationsbewegung der Antriebsspindel 45 in axialer Richtung y verfahren. Um die Antriebsspindel 45 in axialer Richtung y stationär anzuordnen, ist eine Spindelführung 48 an der Innenwandung des äusseren Lagerelements 20 angeordnet. Das äussere Lagerelement 20 weist zu diesem Zweck Bohrungen 22 auf, in welche die Spindelführung 48 befestigende Schrauben 49 eingreifen, wie insbesondere aus den 1 und 8 ersichtlich ist.
Die Antriebsspindel 45 ist mit einem Absatz 47 versehen, der die Antriebsspindel 45 formschlüssig in der Spindelführung 48 lagert, wie insbesondere die 5 bis 7 erkennen lassen. Die Antriebsspindel 45 ist beidseitig des Absatzes 47 mit Gewinden unterschiedlicher Orientierung versehen, so dass die mit den Kniehebeln 43 verbundenen Führungsmuttern 44 bei einer Rotationsbewegung der Antriebsspindel 45 entgegengesetzt bewegt werden. Dies hat zur Folge, dass die Kniehebel 43 gegensinnig ausgelenkt werden, um die Klemmplatte 41 in radialer Richtung x zwischen der ersten Stellung A und der zweiten Stellung B zu verfahren.
Wie insbesondere die 5 bis 7 erkennen lassen, werden die Kniehebel 43 durch Kippglieder 46 abgestützt, die zum einen eine zuverlässige Auslenkung der Kniehebel 43 bei Bewegung der Führungsmuttern 44 und zum anderen eine ausreichende Widerstandsfähigkeit der Klemmplatte 41 in der zweiten Stellung B sicherstellen. Die in der Kniekehle der Kniehebel 43 angreifenden Kippglieder 46 sind an der Spindelführung 48 gelagert. Die Spindelführung 48 bildet darüber hinaus einen Anschlag, der den Verfahrweg der Klemmplatte 41 in der ersten Stellung A begrenzt, wie aus 6 ersichtlich ist.
Die Antriebsspindel 45 wird von einem Elektromotor 50 angetrieben, der in einem Gehäuse 51 angeordnet ist. Das Gehäuse 51 ist mittels Schrauben 53 an einer Verbindungsplatte 52 befestigt, wie insbesondere aus 3 ersichtlich ist. Die 3 und 5 zeigen ferner, dass die Verbindungsplatte 52 mittels Schrauben 53 an einem Flansch 21 des äusseren Lagerelements 20 befestigt ist. In 5 ist überdies zu erkennen, dass der an einem Ende mit Anschlusskontakten 56 für die elektrische Stromversorgung versehene Elektromotor 50 am anderen Ende mit einem aus Zahnrädern 54, 55 bestehenden Getriebe verbunden ist, welches das von dem Elektromotor 50 erzeugte Drehmoment auf die Antriebsspindel 45 überträgt.
Wie insbesondere die 6 und 7 erkennen lassen, ist jeder Klemmplatte 41 eine eigene Antriebsspindel 45 zugeordnet, die von einem Elektromotor 50 angetrieben wird. Dies ermöglicht, die Klemmplatten 41 unabhängig voneinander zwischen der ersten Stellung A und der zweiten Stellung B zu verfahren. Um eine möglichst gleichmässige Massenverteilung der Lagerbuchse zu erreichen, sind die Elektromotoren 50 in entgegengesetzten Richtungen angeordnet, wie insbesondere aus den 2 und 3 ersichtlich ist. Zudem sind die Elektromotoren 50 in einem vorgegebenen Abstand b von der unteren Anschlagplatte 13 entfernt angeordnet, so dass das Gehäuse 51 bei einer Torsionsbeanspruchung des Dämpfungskörpers 30 einen Anschlag für die untere Anschlagplatte 13 bildet.
Die zuvor beschriebene Lagerbuchse zeichnet sich durch eine aktiv beeinflussbare Anpassung des Dämpfungsverhaltens aus. Grund hierfür sind die Stellmittel 40, durch die sich die Steifigkeit des Dämpfungskörpers 30 verändern lässt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Verfahren der Klemmplatte 41 zwischen der ersten Stellung A und der zweiten Stellung B die Verformungsfähigkeit des Dämpfungskörpers 30 und damit die Relativbewegung zwischen dem inneren Lagerelement 10 und dem äusseren Lagerelement 20, durch die in die Lagerbuchse eingeleitete Schwingungen gedämpft werden, beeinflusst. Werden die Klemmplatten 41 von der in 6 gezeigten ersten Stellung A in die in 7 gezeigte zweite Stellung B verfahren, so wird die von der Verformungsfähigkeit des Dämpfungskörpers 30 abhängende Relativbewegung zwischen dem inneren Lagerelement 10 und dem äusseren Lagerelement 20 begrenzt mit der Folge, dass sich die Steifigkeit der Lagerbuchse erhöht. Die Antriebsspindel 45 erlaubt grundsätzlich ein kontinuierliches Verfahren der Klemmplatten 41. Bei entsprechender Steuerung der Elektromotoren 50 ist es jedoch auch möglich, die Klemmplatten 41 annähernd sprunghaft zu verfahren, um in Art eines Schalters zwischen den unterschiedlichen Steifigkeitszuständen in der ersten Stellung A und der zweiten Stellung B zu schalten. Die Kipphebel 43 tragen in diesem Fall dazu bei, den zwischen der ersten Stellung A und der zweiten Stellung B vorhan denen maximalen Verfahrweg c bei einer vergleichsweise geringen Fortbewegung der Führungsmuttern 44 zu überbrücken. Die Steifigkeit der Lagerbuchse lässt sich somit in relativ kurzer Zeit an den jeweiligen Betriebszustand anpassen. Nicht zuletzt eignet sich die Lagerbuchse daher in besonderem Masse für eine aktive Dämpfung, bei der die Steifigkeit mittels einer elektronischen Steuereinheit geregelt wird. Im Unterschied zu herkömmlichen hydraulischen oder pneumatischen Dämpfungssystemen ist eine solche aktive Lagerbuchse nahezu wartungsfrei und besonders betriebssicher.

10: inneres Lagerelement
11: Durchgang
12: obere Anschlagplatte
13: untere Anschlagplatte
20: äusseres Lagerelement
21: Flansch
22: Bohrung
23: Schraube
30: Dämpfungskörper
31: Spalt
32: oberer Anschlag
33: unterer Anschlag
34: Verstärkungsplatte
35: Kontaktfläche
40: Stellmittel
41: Klemmplatte
42: Klemmfläche
43: Kniehebel
44: Führungsmutter
45: Antriebsspindel
46: Kippglied
47: Absatz
48: Spindelführung
49: Schraube
50: Elektromotor
51: Gehäuse
52: Verbindungsplatte
53: Schraube
54: Zahnrad
55: Zahnrad
56: Anschlusskontakt
A: erste Stellung
B: zweite Stellung
a: Abstand
b: Abstand
c: Verfahrweg
x: radiale Richtung
y: axiale Richtung

Claims

Lagerbuchse, insbesondere zum Lagern von schwingungsbeanspruchten Bauteilen eines Kraftfahrzeugs, mit einem inneren Lagerelement (10), einem das innere Lagerelement (10) in radialer Richtung (x) umgebenden äusseren Lagerelement (20) und einem zwischen dem inneren Lagerelement (10) und dem äusseren Lagerelement (20) angeordneten Dämpfungskörper (30), der aus einem elastisch verformbaren Werkstoff besteht und eine dämpfende Relativbewegung zwischen dem inneren Lagerelement (10) und dem äusseren Lagerelement (20) gestattet, gekennzeichnet durch wenigstens ein Stellmittel (40), das zum Begrenzen der Relativbewegung zwischen dem inneren Lagerelement (10) und dem äusseren Lagerelement (20) von einer ersten Stellung (A) in zumindest eine zweite Stellung (B) in radialer Richtung (x) verfahrbar ist.
Lagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem inneren Lagerelement (10) und dem Dämpfungskörper (30) wenigstens ein Spalt (31) ausgebildet ist, in dem das Stellmittel (40) angeordnet ist.
Lagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem äusseren Lagerelement (20) und dem Dämpfungskörper (30) wenigstens ein Spalt (31) ausgebildet ist, in dem das Stellmittel (40) angeordnet ist.
Lagerbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel (40) durch eine elektronische Steuereinheit gesteuert ist.
Lagerbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel (40) elektrisch angetrieben ist.
Lagerbuchse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel (40) eine Klemmplatte (41) aufweist, die in radialer Richtung (x) zwischen der ersten Stellung (A) und der zweiten Stellung (B) verfahrbar ist, wobei die Klemmplatte (41) mit einer ebenen oder einer vorzugsweise konkav gekrümmten Klemmfläche (42) versehen ist.
Lagerbuchse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmplatte (41) mit wenigstens einem Kniehebel (43) verbunden ist, der durch eine Antriebsspindel (45) auslenkbar ist.
Lagerbuchse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebel (43) an einem Ende gelenkig mit der Klemmplatte (41) und am anderen Ende gelenkig mit einer Führungsmutter (44), die durch die Antriebsspindel (45) in axialer Richtung (y) verfahrbar ist, verbunden ist.
Lagerbuchse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebel (43) durch ein Kippglied (46) abgestützt ist.
Lagerbuchse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspindel (45) mit einem Absatz (47) versehen ist, der in axialer Richtung (y) ortsfest in einer Spindelführung (48) gehalten ist.
Lagerbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (30) aus einem elastomeren Werkstoff, vorzugsweise Naturkautschuk, besteht.
Lagerbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (30) durch wenigstens eine Verstärkungsplatte (34), die vorzugsweise aus Metall besteht, armiert ist.
Lagerbuchse nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch zwei Verstärkungsplatten (34) und zwei Klemmplatten (41), die paarweise gegenüberliegend angeordnet sind.
Lagerbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Lagerelement (10) mit wenigstens einer Anschlagplatte (12, 13) versehen ist, die in axialer Richtung (y) einem an dem Dämpfungskörper (30) ausgebildeten Anschlag (32, 33) gegenüberliegend angeordnet ist.