DE19500191C1 - Elastisches Lager zur Aufhängung eines dynamisch beanspruchten Funktionsteils - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Lager zur Aufhängung eines dynamisch beanspruchten Funktionsteils mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Derartige Lager werden beispielsweise zur Befestigung der Abgas­ anlage eines Kraftfahrzeuges am Fahrzeugboden verwendet. Dabei nimmt die Hülse einen Bolzen eines Halteteils für das Funktions­ teil auf. Bei thermischen Längenänderungen des Funktionsteils soll sich der Bolzen in der Hülse entlang deren Achse verschie­ ben. So wirken im Idealfall auf das Lager ausschließlich Kräfte in seiner Haupterstreckungsebene ein. Es besteht jedoch die Gefahr, daß der Bolzen des Halteteils bzw. die Hülse des Lagers beispielsweise durch Verschmutzung ihre relative Beweglichkeit verlieren. Dann treten bei den thermischen Längenveränderungen des Funktionsteils Kräfte senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Lagers auf. Diese Kräfte werden sehr groß, wenn das Lager keine Elastizität in ihrer Richtung aufweist. Sie können dann zur Beschädigung des Lagers selbst oder seiner Befestigung führen.

Ein elastisches Lager mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der DE-PS 42 11 397 bekannt. Hier ist der Haltebügel aus einem Metallband ausgebildet, das an der Grundplatte befestigt ist. Der Haltebügel ist so nur in der Haupterstreckungsebene des Lagers verformbar. Kräfte senkrecht zu dieser Haupterstreckungsebene kann das Lager nur durch Verformung der Federstreben, d. h. letztlich nur in geringem Umfang abfedern. Bei Belastungen der Hülse senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Lagers wirken dementsprechend große Kräfte auf die Befestigungspunkte des Haltebügels an der Grundplatte ein, die bei einer kostengünstigen Schweißverbindung leicht zum Bruch führen können. Bei dem bekannten Lager tritt eine Bruchgefahr aber auch dann auf, wenn der Haltebügel in der Haupterstreckungsebene des Lagers verformt wird, weil sich dabei Spannungsspitzen am Verbindungspunkt des Haltebügels zur Grund­ platte hin ausbilden.

Aus dem DE-GM 19 06 804 ist ein elastisches Lager zur Aufhängung eines dynamisch beanspruchten Funktionsteils bekannt, das in einem als geschlossener Block ausgebildeten Federkörper aus Elastomerwerkstoff zwei parallel zueinander angeordnete Hülsen zur Aufnahme von Halteteilen aufweist. Innerhalb des Federkör­ pers ist um die Hülsen herum eine verstärkende Einlage aus einem endlosen Fadenwickel angeordnet. Die Einlage dient als Anschlag für eine die beiden Hülsen auseinanderziehende Bean­ spruchung. Technische Gemeinsamkeiten mit einem elastischen Lager nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 weist dieses bekannte Lager nicht auf. Als nachteilig ist bei ihm anzusehen, daß die Anordnung der verstärkenden Einlage aus dem endlosen Fadenwickel in den Federkörper bei der Herstellung des Lagers Schwierigkeiten verursacht. So ist die Anordnung des Faden­ wickels in einem Vulkanisierwerkzeug für das Lager aufwendig, wenn eine genau definierte Lage erreicht werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastisches Lager nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 aufzuzeigen, daß auch bei Beanspruchungen senkrecht zu seiner Haupterstreckungs­ ebene eine hohe Lebensdauer aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht. Der Haltebügel besteht so im wesentlichen aus Elastomerwerkstoff und ist damit auch senkrecht zu der Haupterstreckungsebene des Lagers verformbar. Die reiß­ feste Einlage macht diese Verformungen des Haltebügels mit. Dabei ist es nicht notwendig, daß die Einlage ihrerseits der Verformung Rückstellkräfte entgegenbringt. Ihre Funktion setzt vielmehr nur dann ein, wenn das Lager überbelastet oder beschä­ digt wird. In diesem Fall dient die verliersicher an der Grundplatte befestigte Einlage ihrerseits als Verliersicherung für das in die Hülse eingeführte Halteteil des Funktionsteils.

Die reißfeste Einlage hat ganz allgemein den Zweck, Kräfte in ihrer Haupterstreckungsrichtung aufzunehmen. Bei dem aus Elastomerwerkstoff ausgebildeten Haltebügel sind Spannungsspitzen an dem Ansatzpunkt des Haltebügels an der Grundplatte vermeidbar. Sollten solche Spannungsspitzen dennoch auftreten und zu einer Beschädigung des Elastomerwerkstoffs in diesem Bereich führen, so ist dies bei dem neuen Lager unschäd­ lich, da dieser Bereich von der in dem Haltebügel angeordneten reißfesten Einlage überbrückbar ist.

Die reißfeste Einlage in dem Haltebügel kann eine in den Elasto­ merwerkstoff einvulkanisierte runde Litze aus Metalldraht sein. Dabei kommt es, wie bereits angesprochen, auf die elastischen Eigenschaften der Litze für das elastische Verhalten des Halte­ bügels und des gesamten Lagers nicht besonders an. Entscheidend ist vielmehr, daß eine runde Litze aus Metalldraht bruchun­ empfindlich gegenüber Verformungen in allen Richtungen senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsrichtung ist. Außerdem weist sie eine hohe Temperaturbeständigkeit auf.

Wenn statt der Litze aus Metalldraht eine Schnur aus Fasern in den Elastomerwerkstoff einvulkanisiert wird, ist darauf zu achten, daß diese ebenfalls temperaturstabil ist. Ansonsten ist die Aufgabe der Einlage als Verliersicherung beispielsweise für eine sich stark erhitzende Abgasanlage nicht geeignet. Die Einlage in dem Haltebügel kann auch dazu vorgesehen sein, Kipp­ momente der Hülse um den Haltebügel mit aufzufangen. Dafür ist es sinnvoll, daß die Einlage zwei parallel zueinander angeord­ nete Bahnen der Litze bzw. Schnur nebeneinander aufweist. Bei zwei Bahnen ist die Lagepositionierung der Litze bzw. Schnur in einem Vulkanisierwerkzeug zur Herstellung des Lagers noch ohne größeren Aufwand durchführbar.

Die beiden Bahnen der Litze bzw. Schnur können Teile einer an beiden Enden des Haltebügels über die Grundplatte herüberführen­ den geschlossenen Schlaufe sein. So ist in einfachster Weise das Abziehen der Einlage von der Grundplatte unmöglich gemacht. Diese Ausführungsform hat auch herstellungstechnische Vorteile: Die um die Grundplatte zusammengeklappte Schlaufe wird in aller Regel senkrecht zu der Haupterstreckungs­ ebene des Lager aufzufedern versuchen, wodurch sie hervorragend eine Lagefixierung durch in dieser Richtung angeordnete Anschläge in dem Vulkanisierwerkzeug erfahren kann.

Die Einlage kann auch ein in den Elastomerwerkstoff einvulkani­ siertes Band aus einem temperaturstabilen Gewebe sein. In Frage kommen insbesondere Drahtgewebe. Solche Drahtgewebe weisen im Gegensatz zu einem Metallband eine Verformbarkeit in jeder Rich­ tung, keine nennenswerten Rückstellkräfte gegenüber Verformungen und eine hervorragende Beständigkeit gegenüber wiederholten Verformungen auf. Entsprechend ist das neue Lager mit einem Band aus temperaturstabilem Gewebe als Einlage in dem Haltebügel durch eine extreme Belastbarkeit gekennzeichnet.

Um die Bruchgefahr an den Befestigungspunkten der Einlage an der Grundplatte voll­ ständig zu beseitigen, empfiehlt es sich, die Einlage an beiden Enden des Haltebügels an Grundplatte anzuhängen. Hierdurch ergibt sich eine lokale Gelenkigkeit, durch die eine Beschädigung der Einlage in diesem Bereich völlig ausgeschlossen wird. Die an die Grundplatte angehängte Einlage wird durch das Anvulkanisieren des Elastomerwerkstoffs für den Haltebügel zuverlässig fixiert.

Ein besonders einfacher Aufbau des neuen Lagers ergibt sich, wenn auch die Hülse aus dem Elastomerwerkstoff und einstückig vulkanisiert mit den Federstreben und dem Haltebügel ausgebildet ist. Gerade weil das neue Federlager auch Kräfte senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des Lagers auszugleichen vermag, ist ein leichtes Gleiten des Halteteils für das Funktionsteil in der Hülse nicht erforderlich. So kann hier auf eine beispielsweise metallische Einlage zugunsten einer einstückigen Ausbildung der Hülse, der Federstreben und des Haltebügels aus Elastomerwerk­ stoff verzichtet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 das elastische Lager in der Seitenansicht,

Fig. 2 das Lager gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von oben,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Lager gemäß Fig. 1 und

Fig. 4 und 5 Fig. 3 entsprechende Querschnitte durch zwei weitere Ausführungsformen des elastischen Lagers.

Das in Fig. 1 wiedergegebene elastische Lager 1 weist eine Grundplatte 2, einen Haltebügel 3 und innerhalb des Haltebügels 3 eine Hülse 4 auf. Die Hülse 4 dient zur Aufnahme eines bolzen­ förmigen Halteteils eines hier nicht dargestellten dynamisch beanspruchten Funktionsteils. Die Hülse 4 ist über Federstreben 5 aus einem Elastomerwerkstoff 6 an dem Haltebügel 3 und der Grundplatte 2 gelagert. Auch die Hülse 4 selbst kann aus dem Elastomerwerkstoff 6 ausgebildet sein. Einstückig mit den Federstreben 5 ist der Haltebügel 3 ausgebildet, der ebenfalls bis auf eine Einlage 7 aus dem Elastomerwerkstoff besteht. Die Einlage 7 ist reißfest, temperaturstabil und in allen Richtun­ gen, d. h. auch senkrecht zu der Zeichenebene, der Haupter­ streckungsebene des Lagers 1, verformbar. Die Einlage 7 ist verliersicher an der Grundplatte 2 befestigt. Dies geht näher aus Fig. 2 hervor. Die Einlage 7 ist als geschlossene Schlaufe ausgebildet, die von oben um die Grundplatte 2 herumgeschlagen ist. An den Anlagepunkten der Einlage 7 weist die Grundplatte 2 Einbuchtungen 8 auf, so daß die Einlage 7 nicht über die Außenabmessungen der Grundplatte hervorsteht. Fixiert ist die Befestigung 7 gegenüber der Grundplatte 2 dadurch, daß auch die Grundplatte 2 mit dem Elastomerwerkstoff 6 überzogen ist. D. h. sowohl die Grundplatte 2 als auch die Einlage 7 sind in den Elastomerwerkstoff eingebettet. Zur Befestigung des Lagers 1 beispielsweise an dem Fahrzeugboden eines Kraftfahrzeugs weist die Grundplatte 2 Befestigungslöcher 9 auf.

Die Anordnung der Einlage 7 in dem Haltebügel 3 ist näher dem Querschnitt gemäß Fig. 3 zu entnehmen. Die Einlage 7 weist zwei parallele Bahnen einer Litze aus Metalldraht 10 auf. Eine solche Litze ist in alle Richtungen verformbar und thermisch stabil, wodurch sie hervorragend für das Lager 1 geeignet ist. Durch die parallele Anordnung der beiden Bahnen werden von der Einlage 7 Kippmomen­ te, die auf den Haltebügel 3 einwirken, zumindest bei stärkerer Belastung des Haltebügels 3 teilweise aufgenommen.

Bei der Ausführungsform des Lagers gemäß Fig. 4, die einen Fig. 3 entsprechenden Querschnitt zeigt, ist die Einlage 7 nur einbahnig vorgesehen. Dabei weist die Einlage 7 eine Schnur 11 aus temperaturstabilen Fasern auf.

Bei der Ausführungsform des Lagers 1 gemäß Fig. 5, die wiederum einen Fig. 3 entsprechenden Querschnitt zeigt, ist die Einlage 7 ein Metallgewebeband 12. Ein solches Metallgewebeband weist eine hervorragende Verformbarkeit bei großer Stabilität gegenüber mehrfachen Verformungen und bei geringen elastischen Rückstellkräften auf. Bei dem Lager 1 spielt nicht die Einlage 7 die entscheidende Rolle für die Rückstellkräfte des Halte­ bügels 3 auf die Hülse 4, sondern der Elastomerwerkstoff 6.

Bezugszeichenliste

1 Lager
2 Grundplatte
3 Haltebügel
4 Hülse
5 Federstrebe
6 Elastomerwerkstoff
7 Einlage
8 Einbuchtung
9 Befestigungsloch
10 Litze
11 Schnur
12 Metallgewebeband

Claims (8)

1. Elastisches Lager zur Aufhängung eines dynamisch beanspruch­ ten Funktionsteils, mit einer Grundplatte, mit einem an der Grundplatte gelagerten, elastisch verformbaren Haltebügel, mit einer innerhalb des Haltebügels angeordneten Hülse zur Aufnahme eines Halteteils für das Funktionsteil und mit Federstreben aus Elastomerwerkstoff, über die die Hülse an dem Haltebügel gela­ gert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebügel (3) bis auf eine reißfeste Einlage (7) aus Elastomerwerkstoff (6) und ein­ stückig vulkanisiert mit den Federstreben (5) ausgebildet ist, daß die reißfeste Einlage (7) verliersicher an der Grundplatte (2) befestigt ist und sowohl in der Haupterstreckungsebene des Lagers (1) als auch senkrecht dazu verformbar ist.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (7) eine in den Elastomerwerkstoff (6) einvulkanisierte runde Litze (10) aus Metalldraht aufweist.

3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (7) eine in den Elastomerwerkstoff (6) einvulkanisierte Schnur (10) aus temperaturstabilen Fasern aufweist.

4. Lager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (7) zwei parallel zueinander angeordnete Bahnen der Litze (9) bzw. Schnur (10) nebeneinander aufweist.

5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bahnen Teile einer an beiden Enden des Haltebügels (3) über die Grundplatte (2) herüberführenden geschlossenen Schlaufe sind.

6. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (7) ein in den Elastomerwerkstoff (6) einvulkanisiertes Band (12) aus einem temperaturstabilen Gewebe ist.

7. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die reißfeste Einlage (7) an beiden Enden des Halte­ bügels (3) an die Grundplatte (2) angehängt ist.

8. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hülse (4) aus dem Elastomerwerkstoff (6) und ein­ stückig vulkanisiert mit den Federstreben (5) und dem Haltebügel (3) ausgebildet ist.