DE19500192C1

DE19500192C1 - Elastisches Lager zur Aufhängung eines dynamisch beanspruchten Funktionsteils

Info

Publication number: DE19500192C1
Application number: DE1995100192
Authority: DE
Inventors: Michael Dietz
Original assignee: WEGU GUMMI- und KUNSTSTOFFWERKE WALTER DRAEBING KG 34123 KASSEL DE; Wegu Gummi und Kunststoffwerke Walter Draebing KG
Current assignee: Wegu Gummi und Kunststoffwerke Walter Draebing KG
Priority date: 1995-01-05
Filing date: 1995-01-05
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2015-01-06

Description

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

Derartige Lager werden beispielsweise bei der Befestigung der Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs am Fahrzeugboden verwendet.

Eine elastisches Lager mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der DE-PS 42 11 397 bekannt. Dabei besteht der Haltebügel aus einem elastischen Metallband, bei spielsweise einem Federstahlband. Das Metallband ist an seinen beiden Enden starr an der Grundplatte befestigt. Seitliche Bewegungen des dynamisch beanspruchten Funktionsteils, deren Wege nicht von dem Federelement aus Elastomerwerkstoff allein aufgenommen werden, verformen den Haltebügel in der Haupter streckungsebene des Lagers. Dabei kommt es zwangsläufig zu Spannungsspitzen dort, wo die starre Befestigung des elastischen Metallbands an der Grundplatte beginnt. Hierdurch ergibt sich einerseits eine starke Beanspruchung des Metallbands in diesem Bereich, die hohe Materialqualitäten verlangt, um eine Bruch gefahr auszuschließen. Andererseits wird auch die Befestigung des Metallbands an der Grundplatte selbst extrem beansprucht. Gerade kostengünstige Schweißbefestigungen neigen daher leicht zum Bruch. Insgesamt kann mit dem bekannten Lager nur dann eine große Lebensdauer erreicht werden, wenn kostspielige Materialien und Herstellungsverfahren Ver- bzw. Anwendung finden.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein ela stisches Lager nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 aufzuzeigen, das bei einfacher Herstellbarkeit eine lange Lebensdauer aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 erreicht. Bei dem neuen Lager ist der Halte bügel nicht starr, sondern gelenkig an der Grundplatte gelagert. Hierdurch ist eine Bruchgefahr des Haltebügels in diesem Bereich gänzlich ausgeschlossen. Auch bei einfacher Ausbildung der Gelenkes ist eine dauerhafte Lagerung des Haltebügels an der Grundplatte realisierbar. Gleichzeitig erleichtern die Gelenke eine Verformung des Haltebügels in der Haupterstreckungsebene des Lagers. Entsprechend kann der Lagerbügel auch so ausgebildet sein, daß er bei starrer Befestigung an der Grundplatte nicht unter die Bezeichnung verformbar fiele. Hierdurch ergibt sich die Anwendbarkeit auch einfacherer und damit kostengünstiger Materialien für den Haltebügel.

An die Gelenke zwischen dem Haltebügel und der Grundplatte werden bei dem neuen Lager keine besonderen Anforderungen gestellt. So werden bereits Gelenke mit ausreichender Funktions tüchtigkeit erhalten, wenn der Haltebügel an seinen Enden T-förmig ausgebildet wird und die Grundplatte in den Bereichen der Gelenke jeweils eine Durchbrechung aufweist, durch die ein T-förmiges Ende des Haltebügels hindurchgreift. Dabei liegen die jeweils zwei seitlichen Ausläufer der T-förmigen Enden auf den Bereichen der Grundplatte auf, die die Durchbrechung begrenzen.

Trotz der durch die Grundplatte hindurchgreifenden T-förmigen Enden kann das neue Lager eine ebene Befestigungsseite aufwei sen, wenn die Grundplatte im Bereich der Durchbrechungen Vertiefungen zur Aufnahme der T-förmigen Enden aufweist. Die Vertiefungen können in die Grundplatte eingearbeitet sein; die Grundplatte kann aber auch eine entsprechende Durchbiegung aufweisen.

Die Relativlage der Grundplatte und des Haltebügels in den beiden Gelenken kann durch an die Grundplatte und den Haltebügel anvulkanisierten Elastomerwerkstoff elastisch fixiert sein. Gerade bei einfach ausgebildeten Gelenken ist es unvermeidbar, daß zwischen dem Haltebügel und der Grundplatte ein gewisses Spiel auftritt. Dieses ist jedoch durch anvulkanisierten Elastomerwerkstoff in einfacher Weise überbrückbar. Die beim Anvulkanisieren einge haltene Relativlage zwischen dem Haltebügel und der Grundplatte wird dabei beibehalten. Eine Beschädigung des Elastomerwerk stoffs im Bereich der Gelenke tritt erst nach sehr starker Beanspruchung des neuen Lagers auf. Sie bleibt jedoch ohne nennenswerte Auswirkungen, weil das gesamte Lager und damit auch die Gelenke aufgrund des zwischen der Grundplatte und dem Haltebügel angeordneten Federelements eine stabile Grundposition aufweist.

Der Elastomerwerkstoff, aus dem das Federelement besteht, kann an den Haltebügel und die Grundplatte anvulkanisiert sein, wobei gleichzeitig die Gelenke zwischen diesen beiden Bauteilen fixiert werden und beide Bauteile mit einer Korrosionsschutz schicht überzogen werden. Durch den gegen Korrosion schützenden Überzug des Haltebügels und der Grundplatte aus Elastomerwerk stoff müssen bei dem neuen Lager keine besonderen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der Materialien für die Grund platte und den Haltebügel gestellt werden.

Wenn eine besonders große seitliche Verformbarkeit in der Haupt erstreckungsebene des Lagers erreicht werden soll, um große Wege des dynamisch beanspruchten Funktionsteils aufzunehmen, kann der Haltebügel mehrteilig ausgebildet sein, wobei zwischen den einzelnen Teilen Gelenke vorgesehen sind, die Schwenkbewegungen in der Haupterstreckungsebene des Lagers zulassen. Die einzelnen Teile des Haltebügels selbst können dabei starr ausgebildet sein.

Im Regelfall ist es jedoch ausreichend und aufgrund des Kosten vorteils zu bevorzugen, wenn der Haltebügel ein einstückiges Stanzteil aus Metallblech ist. Bei dem Stanzvorgang können auch die T-förmigen Enden des Haltebügels herausgearbeitet werden. Wenn es weniger auf die Einhaltung geringer Stückkosten ankommt, ist es natürlich auch möglich, das Metallblech an seinen Enden hülsenförmig umzubiegen und in die Hülsen jeweils einen Schar nierstift einzubringen.

In der kostengünstigsten Variante des neuen Lagers weist dieses nur drei einfache Bauteile auf. Dies sind die Grundplatte, die ebenfalls aus einem Metallbandabschnitt formbar ist, der Halte bügel aus Metallblech und das Federelement aus Elastomerwerk stoff, dessen Lagerbohrung dann hülsenlos ausgebildet ist. Dabei bedeutet hülsenlos, daß die Innenwandung der Lagerbohrung nicht von einer zusätzlichen Aufnahmehülse zur Aufnahme des Halteteils für das Funktionsteil ausgebildet wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Ausführungsbei spielen näher erläutert und beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 das elastische Lager in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 die Grundplatte und den Haltebügel des elastischen Lagers gemäß Fig. 1 im Querschnitt,

Fig. 3 die Grundplatte des elastischen Lagers gemäß Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 4 den Haltebügel des elastischen Lagers gemäß Fig. 1 in Draufsicht und

Fig. 5 die Grundplatte und den Haltebügel einer zweiten Ausführungsform des elastischen Lagers im Querschnitt.

Das in Fig. 1 wiedergegebene elastische Lager 1 ist zur Aufhän gung eines dynamisch beanspruchten Funktionsteils beispielsweise der Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs am Fahrzeugboden vorge sehen. Hierzu weist es eine Lagerbohrung 2 zur Aufnahme eines Halteteils für das Funktionsteil auf. Das Halteteil sowie das Funktionsteil sind hier nicht dargestellt. Bei der dynamischen Beanspruchung des Funktionsteils ist das elastische Lager 1 zur Aufnahme von Wegen in seiner Haupterstreckungsebene, der Zeichenebene, vorgesehen. Hierbei verschiebt sich die Lage der Lagerbohrung 2 gegenüber einer Grundplatte 3 des Lagers 1. Ein Teil dieses Weges wird von einem Federelement 4 aus Elastomer werkstoff 5 aufgenommen, der Rest von einem an der Grundplatte 3 gelagerten Haltebügel 6. Der Haltebügel 6 und die Grundplatte 3 umschließen das Federelement 4 und die darin vorgesehene Lagerbohrung 2 ringförmig. Sie stellen damit eine Verliersiche rung für das in die Lagerbohrung eingebrachte Halteteil für das Funktionsteil in der Haupterstreckungsebene des Lagers 1 dar. Zwischen den Haltebügel 6 und der Grundplatte 3 sind zwei Gelenke 7 vorgesehen. Der Aufbau der Gelenke 7 wird näher anhand der Fig. 2 bis 4 erläutert. Aus Fig. 1 geht noch hervor, daß der Elastomerwerkstoff 5 nicht nur das Federelement 4 ausbildet, sondern auch die Grundplatte 3 und den Haltebügel 6 überzieht. Dies ergibt eine Korrosionsschutzschicht für die Grundplatte 3 und den Haltebügel 6. Gleichzeitig fixiert der Elastomerwerk stoff die Relativstellung der Grundplatte 3 und des Haltebügels 6 in den beiden Gelenken 7.

In den Fig. 2 bis 4 sind die Grundplatte 3 und der Haltebügel ohne den Elastomerwerkstoff 5 dargestellt. Entsprechend ist das Federelement 4 weggelassen. Ansonsten entspricht Fig. 2 Fig. 1, während in Fig. 3 und Fig. 5 die Grundplatte 3 bzw. der Haltebügel 6 gesondert dargestellt sind. Die Grundplatte 3 weist im Bereich ihrer Enden Befestigungslöcher 8 auf, durch die beispielsweise Befestigungsschrauben hindurchgreifen können. Weiterhin sind in der Grundplatte 3 Durchbrechungen 9 vorge sehen. Die Durchbrechungen 9 beginnen im Innenbereich der Grundplatte und erstrecken sich bis in den Bereich von Durch biegungen 10 der Grundplatte 3. Der Haltebügel 6 ist aus Metallband ausgestanzt und weist zwei T-förmige Enden 11 auf. Zwischen den Enden 11 ist das Metallband U-förmig gebogen. Die T-förmigen Enden 11 greifen durch die Durchbrechungen 9 durch die Grundplatte 3 hindurch. Dabei liegen die seitlichen Ausläufe 12 auf dem Grund der Durchbiegungen 10 seitlich der Durch brechungen 9 auf. Auf diese Weise sind die Gelenke 7 zwischen dem Haltebügel 6 und der Grundplatte 3 ausgebildet. Die Tatsache, daß der Haltebügel 6 seitliche Wege in der Haupter streckungsebene des Lagers 1 aufzunehmen vermag, beruht bei dem Lager 1 nicht allein auf der Verformbarkeit des Haltebügels 6, sondern auch auf den Gelenken 7, die eine zusätzliche Beweg lichkeit des Haltebügels 6 gegenüber der Grundplatte 3 ergeben. Dabei treten jedoch keine Spannungsspitzen zwischen der Grund platte 3 und dem Haltebügel 6, die einerseits zu Materialbe lastungen des Haltebügels und andererseits zur Belastung der Befestigung des Haltebügels an der Grundplatte führen, auf. Hierdurch wird eine extreme Standfestigkeit des Lagers 1 erreicht. Trotz der Beweglichkeit des Haltebügels 6 gegenüber der Grundplatte 3 weist das Lager 1 eine stabile Grundstellung auf, d. h. die Lagerbohrung 2 kehrt immer wieder in dieselbe Relativposition zu der Grundplatte 3 zurück. Dies ist auf den Elastomerwerkstoff 5 zurückzuführen, der nicht nur das Feder element 4 ausbildet, sondern auch die Relativstellung der Grundplatte 3 und des Haltebügels 6 in den Gelenken 7 elastisch fixiert. Dabei kommt es nicht zwingend auf den Elastomerwerkstoff an den unmittelbaren Kontaktflächen des Haltebügels 6 und der Grund platte 3 im Bereich der Gelenke 7 an. Vielmehr ist hierfür beispielsweise auch das Federelement 4 von Bedeutung.

Die Beweglichkeit des Haltebügels 6 gegenüber der Grundplatte 3 bei dem Lager 1 wird besonders anhand von Fig. 5 deutlich. Fig. 5 zeigt die Grundplatte 3 und den Haltebügel 6 von einer zweiten Ausführungsform des Lagers 1. Hier ist der Haltebügel 6 nicht einstückig sondern dreiteilig ausgebildet, wobei zwischen zwei benachbarten Teilen jeweils Gelenke 13 vorgesehen sind. Die Gelenke 13 erlauben ebenso wie die Gelenke 7 Schwenkbewegungen in der Haupterstreckungsebene des Lagers 1, der Zeichenebene. Die Gelenke 7 und 13 erlauben zusammen eine mit 6′ angedeutete Bewegung des Haltebügels 6. Rückstellkräfte für den Haltebügel 6, um in seine Ausgangsposition zurückzukehren, werden dabei vollständig über den Elastomerwerkstoff bzw. das Federelement 4 aufgebracht. Die Gelenke 7 und 13 bei der Ausführungsform des Lagers 1 gemäß Fig. 5 weisen jeweils einen Scharnierstift 14 auf, der von den hülsenförmig umgebogenen Enden des Haltebügels bzw. seiner Teile umschlossen wird. An der Grundplatte 3 liegen die Scharnierstifte 14 auf dem Grund einer eingepreßten Vertiefung 15 an. Die Ausführungsform des Lagers 1 gemäß Fig. 5 ist insgesamt aufwendiger und damit weniger kostengünstig als die Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 4. Sie ermöglicht jedoch extreme Verschiebungen der Lagerbohrung 2 innerhalb des Haltebügels 6 relativ zu der Grundplatte 3.

Bezugszeichenliste

1 Lager
2 Lagerbohrung
3 Grundplatte
4 Federelement
5 Elastomerwerkstoff
6 Haltebügel
7 Gelenk
8 Befestigungsloch
9 Durchbrechung
10 Durchbiegung
11 T-förmiges Ende
12 Auslauf
13 Gelenk
14 Scharnier
15 Vertiefung

Claims

1. Elastisches Lager zur Aufhängung eines dynamisch beanspruch ten Funktionsteils, mit einer Grundplatte, mit einem Haltebügel, der an seinen beiden Enden an der Grundplatte gelagert und in der Haupterstreckungsebene des Lagers verformbar ist, und mit einem Federelement aus Elastomerwerkstoff, das von der Grund platte und dem Haltebügel ringförmig umschlossen wird und eine Lagerbohrung zur Aufnahme eines Halteteils für das Funktionsteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Enden des Haltebügels (6) und der Grundplatte (3) Gelenke (7) ausgebildet sind, die jeweils eine Schwenkbewegung des Haltebügels (6) relativ zu der Grundplatte (3) in der Haupterstreckungsebene des Lagers (1) zulassen.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebügel (6) an seinen Enden (11) T-förmig ausgebildet ist und daß die Grundplatte (3) in den Bereichen der Gelenke (7) jeweils eine Durchbrechung (9) aufweist, durch die die T-förmigen Enden (11) des Haltebügels (6) hindurchgreifen.

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativlage der Grundplatte (3) und des Haltebügels (6) in den beiden Gelenken (7) durch an die Grundplatte (3) und den Halte bügel (6) anvulkanisierten Elastomerwerkstoff (5) elastisch fixiert ist.

4. Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grund platte (3) und der Haltebügel (6) von dem Elastomerwerkstoff (5) überzogen sind, der zugleich das Federelement (4) ausbildet.

5. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß der Haltebügel (6) mehrteilig ausgebildet ist, wobei zwischen den einzelnen Teilen Gelenke (13) vorgesehen sind, die Schwenkbewegungen in der Haupterstreckungsebene des Lagers (1) zulassen.

6. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß der Haltebügel (6) einstückig aus Metallblech ausge stanzt ist.

7. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß die Lagerbohrung (2) in dem Federelement (4) hülsenlos ausgebildet ist.