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Die
Erfindung betrifft ein elastisches Federaugenlager zur Lagerung
eines Federauges einer Blattfeder an einem Fahrzeug, nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Ein
solches gattungsgemäßes bekanntes elastisches
Federaugenlager (
DE
101 45 343 C1 ) besteht aus einem Gummi-Metallteil mit einem
inneren, zylindrischen Metallteil, welches mit einem Rahmenteil
des Fahrzeugs verbindbar ist, mit einem auf das innere Metallteil
festhaftend aufvulkanisierten rotationssymmetrisch umlaufenden Gummikörper mit beidseitigen
Stirnseiten, wobei das Gummi-Metallteil bei der Montage unter Aufbringung
einer Gummivorspannung in das Federauge einpressbar ist und der Gummikörper mit
seiner Umfangsfläche
direkt im Federauge anliegt. Das innere Metallteil überragt
dabei mit Metallteilüberständen zu
beiden Seiten den Gummikörper.
Auf diese Metallteilüberstände sind
Stützringe
aufgesteckt und axial fixiert, die im montierten, eingepressten
Zustand zur axialen Abstützung
des Gummikörpers
an den jeweils zugeordneten Stirnseiten des Gummikörpers mit
Ringanlageflächen
anliegen. Das Federauge übergreift
dabei mit seinen stirnseitigen Federaugenenden zumindest teilweise
die Stützringe
dergestalt, dass zwischen der Innenfläche der Federaugenenden und
der Außenumfangsfläche der
Stützringe
jeweils ein umlaufender Anschlag-Ringspalt verbleibt, so dass bei
starker radialer und/oder kardanischer Belastung die Stützringe beim
Einfedern als radiale Anschläge
wirken.
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Das
innere Metallteil ist zwischen Wangen eines rahmenseitigen Lagerbocks
unverdrehbar eingespannt, wobei die Stützringe bündig mit den Stirnseiten des
Metallrohrs abschließen.
Die axiale Länge des
Federauges ist geringer als die Länge des inneren Metallteils,
so dass im montierten Zustand beidseitig Axialspalte zwischen den
Wangen und Aufnahmeaugenstirnseiten verbleiben.
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Aufgabe
der Erfindung ist es die Relativlage der Bauteile der Federaugenlagerung
zu stabilisieren.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß Anspruch
1 ist an den Stützringen
im Bereich deren stirnseitigen Enden jeweils wenigstens ein radial
abstehendes Fixiergummielement angebracht, das sich im montierten
Zustand jeweils in den zugeordneten Axialspalt hineinerstreckt.
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Dieses
Fixiergummielement soll die Lage des Federauges auf dem Gummikörper fixieren
und ein mögliches
axiales Wandern des Federauges während
der Lagerlebensdauer aus seiner Mittenposition relativ zum Gummikörper auf
dessen Umfangsfläche
verhindern. Dies ist trotz der Gummivorspannung insbesondere bei
vielen Extrembelastungen nicht ganz auszuschließen und würde zu einem direkten und unannehmbaren
Kontakt zwischen einer metallischen Wange und einer metallischen
Stirnfläche
des Aufnahmeauges führen.
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Bevorzugt
werden die Stützringe
nach Anspruch 2 kostengünstig
und mit guter Funktion zumindest teilweise aus Kunststoff hergestellt.
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In
einer konstruktiv vorteilhaften Ausführung nach Anspruch 3 ist ein
Gummielement auf einen stabilen, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Innenring
eines Stützrings
aufvulkanisiert und bildet dabei zumindest teilweise die Umfangsfläche des Stützrings
mit einem geringeren Durchmesser im Bereich des Anschlag-Ringspalts
und mit einem größeren Durchmesser
im Bereich eines radial abstehenden Fixiergummielements.
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Gemäß Anspruch
4 können
die Stützringe auf
das innere Metallteil lose, insbesondere auch nach dem Einpressvorgang
des Gummi-Metallteils in das Federauge aufsteckbar sein und durch
seitliche Wangen eines rahmenseitigen Lagerbocks im fertig montierten
Zustand axial so fixiert werden, dass damit der Gummikörper axial
abgestützt
wird.
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Gemäß Anspruch
5 ist auf den Metallteilüberständen, mit
denen das innere Metallteil zu beiden Seiten den Gummikörper überragt
eine Gummihaut aufgebracht, die stirnseitig zu einem durchgehend oder
unterbrochen umlaufenden Sicherungsring verdickt ist. Zudem ist
an den Stützringen
stirnseitig im Bereich der Anlage am inneren Metallteil eine umlaufende
Nut vorgesehen. Ein Stützring
ist beim Aufstecken auf das innere Metallteil über den Sicherungsring schiebbar,
bis dieser in die Nut eingreift. Dadurch ist der Stützring gegen
ein Abfallen bis zur Endmontage zwischen den Wangen des Lagerbocks
gesichert.
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Alternativ
dazu werden nach Anspruch 6 bereits vor dem Einpressvorgang die
Stützringe
auf das innere Metallteil aufgepresst und dadurch axial fixiert, dergestalt,
dass im Herstellzustand zur Stirnseite des zugeordneten Gummikörpers ein
Abstand als Freiraum verbleibt, der so groß dimensioniert ist, dass im eingepressten
Einbauzustand der Freiraum durch die stirnseitige Gummiauswölbung so
weit ausgefüllt
ist, dass der Gummikörper
axial an den Stützringen
anliegt.
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Gemäß Anspruch
7 weist in an sich bekannter Weise im Herstellzustand der zylindrischen
Gummikörper
einen Außendurchmesser
größer als
der Innendurchmesser des Federauges mit radial konisch verlaufenden
Gummikörper-Stirnseiten
auf und der Innendurchmesser des Federauges ist größer als
der Außendurchmesser
der Stützringe
zur Ausbildung des Anschlag-Ringspalts.
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Weiter
wird nach Anspruch 8 zur Vergleichmäßigung der Gummivorspannung
im Gummikörper vorgeschlagen
in an sich bekannter Weise den Gummikörper durch eine axial mittlere,
umlaufende Gumminut in zwei Teilbereiche zu teilen, wobei nach dem Einpressvorgang
diese Gumminut durch die Gummiverdrängung geschlossen ist.
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In
einer ersten alternativen Ausführungsform nach
Anspruch 9 kann das wenigstens eine Fixiergummielement ein umlaufender
Fixiergummiringanschlag sein, der umlaufend in den Axialspalt eingreift und
bei entsprechender Dimensionierung zusätzlich zur Anschlag- und Fixierpositionierung
für das
Federauge vorteilhaft in einer weiteren Funktion zu einer Abdichtung
des Lagerinnenbereichs verwendet ist.
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In
einer demgegenüber
anderen Ausführungsform
nach Anspruch 10 sind mehrere am Stützringumfang verteilt angebrachte
Fixiergummielemente in der Art radial abstehender Gumminasen vorgesehen.
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Damit
kann durch mehrere am Umfang verteilte Gumminasen ebenfalls ein
seitliches Auswandern des Federauges gegenüber dem Gummikörper durch
seitliche Abstützung
an den Wangen verhindert werden. Ersichtlich ist bei beiden alternativen Ausführungsformen
nach den Ansprüchen
9 oder 10 zumindest der in Einpressrichtung gegenüberliegend am
Federauge positionierbare Stützring
erst nach dem Einpressvorgang montierbar, da sonst der radial abstehende
Fixier-Gummiringanschlag bzw. die radial abstehenden Gumminasen
beim Durchpressen durch das Federauge abgeschert werden würden. In einer
Weiterbildung nach Anspruch 11 der Ausführungsform mit den Gumminasen
wird daher vorgeschlagen, dass am Stützringumfang den Gumminasen
jeweils zugeordnete Aussparungen angebracht sind, in die die Gumminasen
einklappbar sind. Damit können
die Stützringe
mit Gumminasen vor dem Einpressvorgang auf dem inneren Metallteil
gemäß Anspruch
6 aufgepresst und dadurch axial fixiert sein. Beim Einpressvorgang
klappen dann die Gumminasen des in Einpressrichtung vorderen Stützrings
in die Aussparungen ein, ohne abgeschert zu werden und können nach
dem Durchpressen dieses Stützrings
durch das Aufnahmeauge wieder radial aufklappen. Ohne diese Maßnahme mit
den Aussparungen werden zweckmäßig lose
aufsteckbare Stützringe
gemäß Anspruch
4 verwendet, so dass diese auch nach dem Einpressen aufsteckbar
sind.
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Nach
Anspruch 12 weisen die Ringanlageflächen der Stützringe eine Stützstruktur
auf.
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Gemäß Anspruch
13 ist die Struktur der Ringanlagefläche gebildet durch in einer
Lagerquerebene eben verlaufende Segmentflächen, die an radial verlaufenden,
aus den ebenen Segmentflächen
vorstehenden und im in das Federauge eingepressten Zustand an den
zugeordneten Stirnseiten des Gummikörpers anliegenden Stützstegen
aneinandergrenzen. Gemäß Anspruch
14 sind 4 bis 10 Segmentflächen,
vorzugsweise 8 Segmentflächen
vorzusehen, denen nach Anspruch 15 ggf. jeweils eine radial abstehende
Gumminase zugeordnet ist.
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Die
Stützstege
und der Gummikörper
sind dabei so zu dimensionieren, dass auch bei toleranzbedingt größeren Federaugendurchmessern
und damit einer beim Einpressen des Gummi-Metallteils geringeren
stirnseitigen Auswölbung
des Gummikörpers
noch eine sichere abstützende
Anlage an den Stützstegen
der Ringanlagefläche
der Stützringe
erfolgt. Bei einem toleranzbedingt kleinen Federaugendurchmesser
legt sich der Gummi beim Einpressen des Gummikörpers an den ebenen Segmentflächen für eine axiale
Abstützung
an.
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Die
radial verlaufenden Stützstege
greifen bei einem Klein-Einbau mit kleinem Federaugendurchmesser
von vorneherein in das Gummimaterial der Gummikörperstirnseiten ein ebenso
auch bei einem Groß-Einbau
mit großem
Federaugendurchmesser, wenn durch eine Seitenbelastung Gummimaterial
der Stirnseiten des Gummikörpers über die Stützstege
hinweg verdrängt
werden. Ersichtlich wirken die Stützstege der gegen Verdrehung
fixierten Stützringe
dabei insbesondere bei größeren Verdrehwinkeln
als Hemmelemente, worüber
die Verdrehsteifigkeit in gewünschter
Weise zusätzlich
zur Federkonstante des Gummikörpers
erhöht
wird.
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Durch
die erfindungsgemäße Maßnahme mit radial
verlaufenden Stützstegen
in Verbindung mit ebenen Segmentflächen wird somit eine geeignete axiale
Abstützung
und Führung
des Federaugenlagers mit geeignet dimensionierbarer Verdreh-Federkennlinie
zur Verfügung
gestellt.
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In
einer alternativen an sich bekannten Ausbildung der Stützstruktur
der Ringanlageflächen
der Stützringe
nach Anspruch 16 ist diese durch wenigstens eine ringförmig umlaufende
Gummiaufnahmenut gebildet. Dabei kann nach Anspruch 17 eine radial
weiter außenliegende
ringförmige
Gummiaufnahmenut mit einem radial weiter innenliegenden, an der Ringanlagefläche ringförmig vorspringender
Gummistützsteg
kombiniert werden. Die Gummiaufnahmenut dient insbesondere bei einem
Klein-Einbau dazu eine radiale Verdrängung des Gummis in den Anschlag-Ringspalt
hinein zu verhindern, wobei auch ggf. der ringförmige Gummistützsteg ein
begrenzender Teil dieser ringförmigen
Gummiaufnahmenut ist.
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Anhand
einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch ein Federaugenlager mit einem Teillängsschnitt durch ein Gummi-Metallteil
und einer ersten Stützringausführung,
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2 eine
Seitenansicht der ersten Stützringausführung mit
einem Teillängsschnitt,
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3 eine
Draufsicht auf die Stützringausführung nach 2.,
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4 eine
Darstellung entsprechend 1 mit einer zweiten Stützringausführung,
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5 eine
vergrößerte Darstellung
der Einzelheit Y,
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6 eine
vergrößerte Darstellung
der Einzelheit X,
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7 eine
geschnittene Seitenansicht der zweiten Stützringausführung, und
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8 eine
vergrößerte Teilansicht
aus 7.
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In 1 ist
ein Federaugenlager 1 dargestellt mit einem Gummi-Metallteil 2,
das aus einem inneren Metallteil 3 und einem darauf festhaftend
vulkanisierten Gummikörper 4 aufgebaut
ist. Das Gummi-Metallteil 2 ist unter radialer Vorspannung
in ein Federauge 5 eingepresst. Das in das Federauge 5 eingepresste
Gummi-Metallteil 2 ist in einen rahmenseitigen Lagerbock 8 mittels
einer Spannschraube 11 und einer Mutter 12 eingebaut.
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Das
innere rohrförmige
Metallteil 3 überragt zu
beiden Seiten den Gummikörper 4 mit
Metallteilüberständen auf
die Stützringe 7a, 7b einer
ersten Ausführungsform
aufgesteckt sind. Ein Stützring 7b ist
in zwei Ansichten in den 2 und 3 im Einzelnen
gezeigt: Die Stützringe 7a, 7b bestehen
aus Kunststoff und weisen Ringanlageflächen 6a, 6b auf. Diese
Ringanlageflächen
sind durch radial verlaufende Stützstege 9a, 9b in
acht ebene Segmentflächen 10 aufgeteilt.
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Zudem
ist jeder Segmentfläche 10 ein
aufvulkanisiertes Gummiteil 13 zugeordnet, welches im stirnseitig äußeren Bereich
jeweils eine radial abstehende Gumminase 14 aufweist. Zudem
sind den Gumminasen 14 jeweils bezüglich des Stützringumfangs
angebrachte Aussparungen 15 zugeordnet, in die die Gumminasen 14 in
den Stützringumfangsbereich
einklappbar sind (Pfeil 16).
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Das
Federauge 5 übergreift
mit seinen stirnseitigen Federaugenenden die Stützringe 7a, 7b dergestalt,
dass zwischen der Innenfläche
der Federaugenenden und der Außenumfangsfläche der
Stützringe 7a, 7b jeweils
ein umlaufender Anschlag-Ringspalt 17a, 17b verbleibt.
Weiter ist die axiale Länge des
Federauges 5 geringer als die Länge des inneren Metallteils 3,
so dass im montierten Zustand gemäß 1 beidseitig
Axialspalte 18a, 18b zwischen den Wangen 19a, 19b des
Lagerbocks 8 und den Aufnahmeaugenstirnseiten verbleiben.
In diese Axialspalte 18a, 18b ragen die Gumminasen 14 hinein
und dienen dazu, das Federauge 5 mittig zwischen den Wangen 19a, 19b zu
halten.
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In
einem Vormontagezustand kann das Gummi-Metallteil 2 mit
aufgepressten und damit axial fixierten Stützringen 7a, 7b hergestellt
werden. Beim Einpressvorgang in das Federauge 5, im vorliegenden
Fall beispielsweise von links nach rechts, klappen die Gumminasen 14 des
Stützrings 7b in
die jeweils zugeordneten Aussparungen 15. Nach dem Einpressen
können
die Gumminasen 14 dann in den Axialspalt 18b wieder
wie gezeigt ausklappen und einragen.
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Die
Darstellung in 1 ist vertikal in zwei unterschiedliche
Einbausituationen des Gummi-Metallteils 2 in das Federauge 5 unterteilt.
In der linken Hälfte
(A) ist der Größteinbau
dargestellt, d. h. der Federaugeninnendurchmesser ist hier toleranzbedingt
am größten. Die
stirnseitige Auswölbung
des Gummikörpers 4 ist
hier relativ gering, jedoch ist die Dimensionierung so gewählt, dass
noch eine Anlage an den Stützstegen 7a sichergestellt
ist und somit eine für
die Funktion des Federaugenlagers wesentliche axiale Abstützung erfolgt.
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In
der rechten Hälfte
(B) ist der Kleinsteinbau dargestellt, wobei der toleranzbedingt
kleinste Federaugeninnendurchmesser gezeigt ist. Dabei legt sich durch
die stirnseitige Auswölbung
der Gummikörper 4 flächig an
die ebenen Segmentflächen 10 an,
wobei die Stützstege 9b in
die Gummistirnseiten hinein gedrängt
werden. Auch beim Größteinbau
(A) werden bei einer Seitenbelastung (in 1 nach links)
die Stützstege 9a in
den seitlich scherenden Gummikörper 4 eingedrückt. Damit
ergibt sich durch die radial angeordneten Stützstege 9a, 9b bei
einer Lagerverdrehung eine Erhöhung
der Verdrehsteifigkeit gegenüber
einer Ausführung
ohne solche radial angeordneten Stützstege.
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In 4 ist
ein weiteres Federaugenlager 20 dargestellt, das im grundsätzlichen
Aufbau dem Federaugenlager 1 aus 1 entspricht,
so dass gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Im Federaugenlager 20 sind jedoch andere Stützringe 7c, 7d einer
zweiten Ausführungsform verwendet.
Wie aus den 7 und 8 ersichtlich bestehen
die Stützringe 7c, 7d jeweils
aus einem Ringkörper 21c, 21d auf
den jeweils im Stirnseitenbereich ein radial abstehender Fixiergummiringanschlag 22c, 22d anvulkanisiert
ist. Im Gegensatz zur Ausführungsform
nach 1 ist dieser Anschlag hier ringförmig umlaufend.
Zudem sind hier anders als bei den Stützringen 7a, 7b die
Ringanlageflächen
mit einer ringförmig
umlaufenden radial äußeren Gummiaufnahmenut 23c, 23d und
einem radial weiter innen liegenden ringförmig vorspringenden Gummistützsteg 24c, 24d ausgebildet.
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Auf
den Metallteilüberständen, mit
denen das innere Metallteil 3 zu beiden Seiten den Gummikörper 4 überragt
ist eine Gummihaut 25 aufgebracht, die stirnseitig zu einem
durchgehend oder unterbrochen umlaufenden Sicherungsring 26 verdickt ist.
An den Stützringen 7c, 7d ist
stirnseitig im Bereich der Anlage am inneren Metallteil 3 eine
umlaufende Nut 27 vorgesehen, wobei jeweils der Stützring 7c, 7d beim
Aufstecken auf das innere Metallteil 3 über den Sicherungsring 26 schiebbar
ist, bis dieser in die Nut 27 eingreift und dadurch der
Stützring 7c, 7d gegen
ein Abfallen in einem eingepressten, noch nicht im Lagerbock 8 montierten
Zustand gesichert ist.
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In
Verbindung mit 4 und den Detaildarstellungen
nach 5 und 6 wird die Funktion der Stützringe 7c, 7d näher erläutert. Die
Darstellung in 4 ist horizontal in zwei unterschiedliche
Einbausituationen des Gummi-Metallteils 2 in
das Federauge 5 unterteilt. In der unteren Hälfte ist
der Größteinbau
(A) dargestellt, d. h. der Federaugeninnendurchmesser ist hier toleranzbedingt
am größten. Die
stirnseitige Auswölbung
des Gummikörpers 4 ist hier
relativ gering, jedoch noch so groß, dass eine Anlage an die
Gummistützstege 24c, 24d sichergestellt
ist.
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In
der oberen Hälfte
ist der Kleinsteinbau (B) dargestellt, wobei der toleranzbedingt
kleinste Federaugeninnendurchmesser gezeigt ist. Dabei wird durch
die stirnseitige Auswölbung
der Gummikörper 4 jeweils
in die Gummiaufnahmenut 23c, 23d hinein gedrängt. In
allen Einbausituationen erstreckt sich der ringförmig umlaufende und radial
abstehende Fixiergummiringanschlag 22c, 22d in
die Axialspalte 18a, 18b hinein und bewirkt, dass
der Gummikörper 4,
insbesondere bei seitlichen Extrembelastungen nicht bezüglich des
Federauges 5 seitlich auswandert.