DE19805401C2 - Elastomerfeder mit einer Buchse zur Aufnahme eines Lagerbolzens - Google Patents
Elastomerfeder mit einer Buchse zur Aufnahme eines LagerbolzensInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Elastomerfeder mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Elastomerfedern werden beispielsweise bei der Lagerung der
Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs am Fahrzeugboden verwendet.
Elastomerfedern weisen in vorteilhafter Weise sowohl schwin
gungsdämmende als auch schwingungsdämpfende Eigenschaften auf.
Bei der Montage der Elastomerfedern wird ein Lagerbolzen in die
innerhalb des Grundkörpers angeordnete Buchse eingebracht.
Anschließend soll der Lagerbolzen in der Buchse einen spielfrei
en Sitz haben. Dies ist nur zu realisieren, wenn der Lagerbolzen
im Vergleich zu dem freien Querschnitt der Buchse etwas über
maßig ist. Gleichzeitig soll aber das Einbringen des Lagerbol
zens in die Buchse problemlos möglich sein, selbst wenn der
Lagerbolzen einen Kopf mit vergrößertem Querschnitt aufweist,
der ein Zurückziehen des Lagerbolzens aus der Buchse verhindern
soll, nachdem er einmal durch die gesamte Buchse hindurch und
rückwärtig aus der Buchse wieder heraus getreten ist.
Eine Elastomerfeder mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Pa
tentanspruchs 1 ist aus der EP 0 320 088 A1 bekannt. Die be
kannte Elastomerfeder weist einen Federarme ausbildenden Grund
körper und eine innerhalb des Grundkörpers angeordnete Buchse
zur Aufnahme eines durch die Elastomerfeder abzustützenden
Lagerbolzens auf, wobei der Grundkörper unter Verwendung von
Elastomerwerkstoff einstückig mit der Buchse ausgebildet ist und
wobei zwischen der Buchse und dem Grundkörper ein die Buchse um
schließender bandförmiger Kraftübertragungsring vorgesehen ist.
Das Einsetzen eines Lagerbolzens in die Buchse der bekannten
Elastomerfeder ist durch den Verformungswiderstand der Buchse
und des Kraftfübertragungsrings schwierig, insbesondere wenn der
Lagerbolzen einen Kopf mit vergrößertem Querschnitt aufweist.
Aus der DE 35 19 868 A1 ist ein elastisches Lager bekannt, bei
dem eine Ringfeder aus Elastomerwerkstoff in den Zwischenraum
zwischen zwei steifen Buchsen aus Metall einvulkanisiert ist.
Dabei weist die äußere Buchse auch auf ihrer Außenseite noch
eine Korrosionsschutzschicht aus Elastomerwerkstoff auf, ohne
dass hier jedoch ein weiterer Federbereich entsteht. Der innere
Teil der Ringfeder aus Elastomerwerkstoff weist zwar seinerseits
Buchsenform auf, doch dient dieser Bereich nicht zum Einschieben
eines Lagerbolzens. Vielmehr ist er fest an eine steife Buchse
aus Metall anvulkanisiert. Erst in dieser wird ein Befesti
gungselement in Form einer Schraube eingeschoben.
Aus der US 3,147,963 ist eine aus Elastomerwerkstoff ausgebil
dete Buchse bekannt, in die eine durchbrochene Hülse eingebettet
ist. Die Buchse ist in eine Passbohrung eingesetzt und nimmt
ihrerseits einen Lagerbolzen mit rundem Querschnitt unter
allseitiger Anlage des Elastomerwerkstoffs an den Lagerbolzen
auf, wobei ihr zunächst unrunder freier Querschnitt elastisch
deformiert wird.
Aus der DE 43 24 000 A1 ist eine Elastomerfeder mit einem Grund
körper und mit einer innerhalb des Grundkörpers angeordneten
Buchse zur Aufnahme eines Lagerbolzens bekannt, bei der der
Grundkörper und die Buchse unter Verwendung von Elastomerwerk
stoff ausgebildet sind und bei der der Grundkörper im Quer
schnitt steifer ist als die Buchse. Hier sind der Grundkörper
und die Buchse als einstückiger und durchgängiger Formkörper aus
Elastomerwerkstoff ausgebildet. Die Buchse weist einen mehrecki
gen oder sternförmigen freien Querschnitt auf. Dieser Quer
schnitt ist beim Einbringen des Lagerbolzens in die Buchse
leichter verformbar als der Querschnitt des darum angeordneten
Grundkörpers. Bei der bekannten Elastomerfeder ist die
Innenoberfläche der Buchse von einer Hülse aus einem flexiblen
Werkstoff ausgebildet, die ein Verschieben des Lagerbolzens in
axialer Richtung gegenüber der Hülse erleichtern soll, da der
Gegenstand der DE 43 24 000 A1 ein elastisches Gleitlager ist.
Die notwendigerweise ihrerseits mehreckige oder sternförmige
Hülse ist aufwendig in der Herstellung. Darüberhinaus besteht
die Gefahr, daß von den Spitzen des mehreckigen oder
sternförmigen freien Querschnitts der Buchse durch die Hülse
hindurch Risse gebildet werden, die sich in dem Grundkörper der
Elastomerfeder fortsetzen, mit der Gefahr, daß die gesamte
Elastomerfeder zerstört wird.
Die Gefahr einer Rißbildung ist besonders groß, wenn eine
Elastomerfeder mit einer Buchse mit mehreckigen oder sternförmi
gem freien Querschnitt bei einem elastischen Lager zur Aufhän
gung eines dynamisch beanspruchten Funktionsteils verwendet
wird, wie es aus der DE 195 00 192 C1 bekannt ist. Ein solches
Lager wird nahezu ausschließlich in radialer Richtung zu dem
Lagerbolzen beansprucht. Das heißt, auf die flexible Hülse und
den dahinter angeordneten Elastomerwerkstoff im Bereich der
Spitzen des freien Querschnitts der Buchse wirken erhebliche
Spannungen ein. Diese können nur durch eine sehr großzügige und
damit kostspielige Dimensionierung des Grundkörpers der Elasto
merfeder zuverlässig aufgenommen werden. Weiterhin stellt sich
als nachteilig heraus, daß beim Einschieben eines Lagerbolzens
mit übermaßigem Kopf in die mit dem flexiblen Material ausge
kleidete Buchse ein sehr großer Einschubwiderstand auftritt,
solange sich der Kopf innerhalb der Buchse befindet, und daß der
Einschubwiderstand schlagartig in sich zusammenbricht, wenn der
Kopf rückwärtig aus der Buchse austritt. Dies ist für eine volle
Kontrolle der beiden Bauteile beim Zusammenbau des elastischen
Lagers unerwünscht. Letztlich ist auch zu beobachten, daß die
flexible Hülse bei bestimmten Vibrationen des Lagerbolzens
diesen Vibrationen nicht vollständig zu folgen vermag, so daß es
zu Relativbewegungen der Hülse und des Lagerbolzens kommt, bei
denen die Hülse von dem Lagerbolzen abhebt und sich wieder an
diesen anlegt. Damit geht eine unerwünschte Geräuschentwicklung
einher.
Der Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde,
eine Elastomerfeder der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen,
die verbesserte Eigenschaften sowohl beim Einsetzen des Lager
bolzens als auch beim Aufnehmen von Schwingungen in radialer
Richtung zum Lagerbolzen aufweist und gleichzeitig kostengünstig
herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Elastomerfeder mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Elastomerfeder sind in den
Unteransprüchen 2 bis 8 beschrieben.
Der Kraftübertragungsring zieht eine Trennlinie zwischen dem die
Buchse und dem den Grundkörper ausbildenden Elastomerwerkstoff.
Der Kraftübertragungsring verhindert so, daß sich irgendwelche
Spannungsspitzen aus dem Bereich der Buchse unmittelbar in den
Bereich des Grundkörpers fortpflanzen.
Vielmehr verteilt der Kraftübertragungsring die Spannungsspitzen
über größere Bereiche des Grundkörpers. Der Grundkörper kann
daher vergleichsweise schwach dimensioniert werden, ohne daß
Bedenken bezüglich seiner Lebensdauer auftreten. Bei der
Ausgestaltung der Buchse innerhalb des Kraftübertragungsrings
bestehen bei der neuen Elastomerfeder große Freiheiten. So kann
die Buchse für ein besonders kontrolliertes Einschieben eines
Lagerbolzens mit übermaßigem Kopf optimiert sein. Durch die
geringere Steifigkeit der Buchse im Querschnitt ergibt sich bei
der neuen Elastomerfeder jedoch immer die effektive Reihenschal
tung von zwei Federn unterschiedlicher Steifigkeit. Die vom
Lagerbolzen aus gesehen erste Feder wird von dem Elastomerwerk
stoff der Buchse innerhalb des Kraftübertragungsrings ausgebil
det, während der Elastomerwerkstoff des Grundkörpers die zweite
Feder ausbildet. Die erste Feder ist relativ weich und stützt
den Lagerbolzen gegenüber dem Kraftübertragungsring ab. Die
zweite Feder ist relativ steif und stützt den Kraftübertragungs
ring gegenüber irgendeinem weiteren Lager- oder Bauteil ab.
Der Kraftübertragungsring bei der neuen Elastomerfeder kann
weitgehend starr ausgebildet sein. Entscheidend ist jedoch nur,
daß er im Querschnitt deutlich steifer ist als der Grundkörper.
So ist die Ausbildung des Kraftübertragungsrings aus hartem
Kunststoff ohne weiteres möglich. Zur einfachen Anbindung des
Kraftübertragungsrings an den Elastomerwerkstoff der Buchse und
des Grundkörpers ist der Kraftübertragungsring vorzugsweise aus
Metall ausgebildet. Der Kraftübertragungsring aus Metall sollte
bei den auftretenden Kräften ausschließlich elastisch und nicht
plastisch verformt werden. Dieser Anforderung wird aber von
allen nicht weichgeglühten Kraftübertragungsringen aus Metall in
aller Regel problemlos eingehalten.
Der Kraftübertragungsring ist ein Bandring. Ein Bandring weist
in vorteilhafter Weise ein große Innenfläche zur Aufnahme der
Kräfte aus dem die Buchse ausbildenden Elastomer
werkstoff auf. Gleichzeitig weist er eine große Außenfläche zur
Weitergabe dieser Kräfte an den Elastomerwerkstoff des Grundkör
pers auf. Zudem sind die Innenfläche und die Außenfläche radial
nach innen bzw. außen ausgerichtet, also genau in Richtung der
typischerweise auftretenden Belastungen der Elastomerfeder.
Der Kraftübertragungsring kann radiale Durchbrechungen aufwei
sen. Er ist also nicht notwendigerweise geschlossen ausgebildet
und trennt nicht notwendigerweise den die Buchse ausbildenden
Elastomerwerkstoff vollständig von dem den Grundkörper ausbil
denden Elastomerwerkstoff. Die radialen Durchbrechungen sind für
die oben beschriebenen Funktion des Kraftübertragungsrings
unschädlich. Sie ermöglichen aber die einstückige Ausbildung des
Elastomerwerkstoffs des Grundkörpers und des Elastomerwerkstoffs
der Buchse. Das heißt, die Elastomerfeder kann einstückig aus
Elastomerwerkstoff gespritzt werden. Bei einer bestehenden
Vorrichtung zur Herstellung der Elastomerfeder reicht es aus,
jeweils einen Kraftübertragungsring einzusetzen und hierfür
gegebenenfalls Fixiervorrichtungen zu schaffen. Es müssen aber
keine zusätzlichen Anspritzdüsen für die Buchse bzw. den Grund
körper vorgesehen werden, wenn diese nicht bereits vorhanden
waren. Der Elastomerwerkstoff fließt durch die vorhandenen
Anspritzdüsen im Bereich des Grundkörpers bis in den Bereich der
Buchse bzw. umgekehrt.
Es ist nicht notwendig, daß der Kraftübertragungsring ein
geschlossener Ring ist. Das heißt, der Kraftübertragungsring
kann beispielsweise aus einem Metallbandabschnitt ausgebildet
sein, dessen freien Enden nicht fest miteinander verbunden sind,
sondern nur aneinander anstoßen. Durch die Verbindung des Kraft
übertragungsrings mit dem Elastomerwerkstoff der Buchse einer
seits und dem Elastomerwerkstoff des Grundkörpers andererseits
wird seine Ringform ausreichend stabilisiert, auch wenn der
Kraftübertragungsring ein offener Ring ist.
In einer konkreten Ausführungsform der neuen Elastomerfeder
weist die Buchse von einem zentralen Durchgangsbereich ausgehen
de, radial verlaufende Ausnehmungen in den sie ausbildenden
Elastomerwerkstoff aus. Grundsätzlich ist es zwar auch denkbar,
die Buchse aus einem anderen, weicheren Elastomerwerkstoff
auszubilden, als den Grundkörper. Bevorzugt ist aber die Ausbil
dung aus demselben Elastomerwerkstoff, wobei die geringere
Steifigkeit der Buchse durch deren Formgebung realisiert wird.
Hierzu zählen die radial verlaufenden Ausnehmungen in dem
Elastomerwerkstoff der Buchse, die einem mehreckigen oder stern
förmigen freien Querschnitt der Buchse entsprechend. Eine Innen
auskleidung dieses freien Querschnitts ist bei der neuen Elasto
merfeder typischerweise nicht vorhanden, aber grundsätzlich
möglich.
Bei einem sternförmigen oder mehreckigen freien Querschnitt der
Buchse sind Verformungen der Buchse aufgrund radialer Kräfte auf
den Lagerbolzen denkbar, bei denen Teile der Buchse, die
zunächst an dem Lagerbolzen anliegen, von dem Lagerbolzen
abheben und sich nach dem Rückgang der Belastung wieder an den
Lagerbolzen anlegen. Hieraus kann eine unerwünschte Geräusch
quelle resultieren. Vorzugsweise weist die Buchse daher einen
zentralen Durchgangsbereich auf, dessen freier Querschnitt so
abgestimmt ist, daß er allseitig an dem Lagerbolzen anliegt und
der dem Lagerbolzen bei allen radialen Bewegungen folgt, ohne
daß Bereiche des Elastomerwerkstoffs von dem Lagerbolzen abheben
und sich anschließend wieder anlegen. Um in diesem Fall die
geringere Steifigkeit der Buchse durch Formmaßnahmen zu reali
sieren, kann die Buchse mehrere sacklochartige, um den zentralen
Durchgangsbereich herum angeordnete und parallel zu diesem
verlaufende Ausnehmungen in dem sie ausbildenden Elastomer
werkstoff aufweisen. Statt der sacklochartigen Ausnehmungen
können auch ansonsten in gleicher Weise angeordnete Durchbrech
ungen vorgesehen sein. Die gesamte Buchse weist dann im Quer
schnitt die Form einer Revolvertrommel auf.
Statt der parallel zu dem zentralen Durchgangsbereich angeordne
ten Ausnehmungen kann die Buchse auch mindestens ein sackring
lochartige, d. h. eine sowohl sacklochartig in der Buchse endende
als auch ringförmig ausgebildete, und koaxial um den zentralen
Durchgangsbereich herum angeordnete Ausnehmung in dem sie
ausbildenden Elastomerwerkstoff aufweisen. Diese sackring
lochartige Ausnehmung kann nicht als durchgängige Durchbrechung
ausgebildet sein, weil hierdurch die Materialverbindung zwischen
dem Elastomerwerkstoff um den zentralen Durchgangsbereich und
dem Elastomerwerkstoff um die ringlochartige Durchbrechung
aufgehoben würde. Es ist aber denkbar, zwei sackringlochartige
Ausnehmungen in sich gegenüberliegende Stirnflächen der Buchse
vorzusehen. Wenn diese beiden Ausnehmungen gleiche Innen- und
Außendurchmesser aufweisen, verbleibt zwischen ihnen ein
radialer Steg mit einem reduzierten aber definierten
Verformwiderstand. Diese Anordnung weist auch einen besonders
günstigen Einschubwiderstand beim Einschieben eines Lagerbolzens
mit übermaßigem Kopf auf. Zunächst ist der Einschubwiderstand
klein, weil der freie Querschnitt des Durchgangsbereichs noch
nicht von dem Steg radial abgestützt wird. Im Bereich des Stegs
ist der Einschubwiderstand relativ groß. Er nimmt dann aber im
Bereich der rückwärtigen sackringlochartigen Ausnehmung wieder
ab, bis er mit dem Austreten des Kopfes aus dem zentralen
Durchgangsbereich auf den axialen Reibungswiderstand zwischen
dem Lagerbolzen und der Buchse zurückgeht. Ein Zurückziehen des
Lagerbolzens aus der Buchse kann durch eine geeignete Form des
übermaßigen Kopfes des Lagerbolzens zuverlässig verhindert
werden. Ebenso wie die sackringlochartigen koaxialen
Ausnehmungen können auch die um den zentralen Durchgangsbereich
angeordneten und parallel zu diesem verlaufenden Ausnehmungen in
beiden sich gegenüberliegenden Stirnflächen der Buchse
vorgesehen sein. Hierdurch wird auch ein ähnliches Verhalten
beim Einschieben eines Lagerbolzens in die Buchse erreicht. Die
Buchse bleibt jedoch in der Regel etwas steifer als bei zwei
sackringlochartigen und koaxial zu dem zentralen
Durchgangsbereich verlaufenden Ausnehmungen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein elastisches Lager zur Aufhängung einer Abgasanlage
an einem Fahrzeugboden mit einer ersten Ausführungs
form der neuen Elastomerfeder,
Fig. 2 ein Detail der neuen Elastomerfeder in der Ausführung
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 die Buchse einer ersten gegenüber den Fig. 1 und 2
abgewandelten Ausführungsform der neuen Elastomer
feder,
Fig. 4 die Buchse einer zweiten gegenüber den Fig. 1 und
2 abgewandelten Ausführungsform der neuen Elastomer
feder,
Fig. 5 die Buchse einer dritten gegenüber den Fig. 1 und
2 abgewandelten Ausführungsform der neuen Elastomer
feder,
Fig. 6 die Buchse einer weiteren gegenüber den Fig. 1 und
2 abgewandelten Ausführungsform der neuen Elastomer
feder in einer axialen Ansicht und einem axialen
Längsschnitt sowie einen zugehörigen Lagerbolzen,
Fig. 7 die Buchse einer weiteren gegenüber den Fig. 1 und
2 abgewandelten Ausführungsform der neuen Elastomer
feder in einer axialen Ansicht in einem axialen
Längsschnitt,
Fig. 8 die Buchse einer weiteren gegenüber den Fig. 1 und
2 abgewandelten Ausführungsform der neuen Elastomer
feder und
Fig. 9 ein elastisches Lager zur Aufhängung eines dynamischen
beanspruchten Funktionsteils mit zwei neuen Elastomer
federn, deren Buchse der Ausführungsform gemäß den
Fig. 1 und 2 entspricht.
Das elastische Lager 1 gemäß Fig. 1 weist eine an ihren beiden
Enden abgekröpfte Befestigungsplatte 2 zur Befestigung an dem
Fahrzeugboden eines Kraftfahrzeugs auf. An die Befestigungs
platte ist ein hufeisenförmiger Haltebügel 3 mit beiden Enden
angehängt. Während die Befestigungsplatte 2 möglichst starr,
insbesondere aus Metall ausgebildet ist, ist der Haltebügel 3 in
der Zeichenebene elastisch verformbar, wobei er in seinen
Aufhängepunkten 4 gegenüber der Befestigungsplatte 2 verschwenkt
wird. Der Haltebügel 3 besteht typischwerweise aus einem in
Elastomerwerkstoff 5 eingebetteten Metallbandabschnitt 6. Der
Elastomerwerkstoff 5 überzieht auch die Lagerplatte 2, um diese
gegen Korrosion zu schützen. Im Bereich der Aufhängepunkte 4
weist die Lagerplatte 2 parallel zur zeichenebene verlaufende
nach unten abgewinkelte Bereiche 7 auf, die den Haltebügel 3 in
den Aufhängepunkten 4 senkrecht zur Zeichenebene stabilisieren.
Auch diese abgewinkelten Bereiche der Lagerplatte sind von dem
Elastomerwerkstoff 5 zum Korrosionsschutz überzogen. Innerhalb
des Haltebügels 3 ist unter Verwendung des Elastomerwerkstoffs
5 eine Elastomerfeder 8 ausgebildet. Die Elastomerfeder 8 weist
einen Grundkörper 9 und eine Buchse 10 auf, wobei die Buchse 10
innerhalb des Grundkörpers 9 vorgesehen ist und zur Aufnahme
eines hier nicht dargestellten Lagerbolzens dient. Zur Aufnahme
des Lagerbolzens weist die Buchse 10 einen zentralen Durchgangs
bereich 11 auf. Der Grundkörper 9 weist zwei untere Federarme 12
und zwei obere Federarme 13 auf. Die unteren Federarme 12
erstrecken sich von der Buchse 10 nach unten zu dem Haltebügel
3. Die oberen Federarme 13 erstrecken sich von der Buchse 10
nach oben zu der Befestigungsplatte 2. Die Elastomerfeder 8
dient nicht nur zur elastischen Abstützung des Lagerbolzens
gegenüber dem Haltebügel 3 und der Grundplatte 2, sondern auch
zum Dämpfen von Schwingungen des Lagerbolzens bzw. einer mit
Hilfe des Lagerbolzens an dem Fahrzeugboden des Kraftfahrzeugs
zu lagernden Abgasanlage.
Aus Fig. 2 geht der Aufbau der Elastomerfeder 8 näher hervor.
Fig. 2 zeigt die Buchse 10 und den angrenzenden Teil des
Grundkörpers 9 in vergrößerter Darstellung eines Schnitts durch
das elastische Lager 1 gemäß Fig. 1. Die Buchse 10 ist trotz
der in Fig. 2 unterschiedlichen Schraffur unter Verwendung
desselben Elastomerwerkstoffs 5 ausgebildet wie der Grundkörper
9. Dennoch weist die Buchse eine geringere Steifigkeit gegenüber
Verformungen ihres Querschnitts auf als der Grundkörper 9. Dies
wird durch Ausnehmungen 14 erreicht, die sich in radialer
Richtung von dem Durchgangsbereich 11 in den Elastomerwerkstoff
5 erstrecken. Die Ausnehmungen 14 erleichtern das Einschieben
eines Lagerbolzens in den zentralen Durchgangsbereich 11. Dabei
besteht aufgrund von Spannungsspitzen an den Spitzen 15 der
radialen Ausnehmungen 14 keine Gefahr, daß sich Risse in den
Elastomerwerkstoff 5 ausbilden, die sich in dem Grundkörper 9
fortpflanzen. Zwischen der Buchse 10 und dem Grundkörper 9 ist
ein die Buchse 10 umschließender Kraftübertragungsring 16
vorgesehen, der jegliche im Bereich der Buchse 10 lokal
auftretende Kräfte großflächig auf den angrenzenden Grundkörper
9 verteilt. Aus diesem Grund kann der Grundkörper 9 um die
Buchse 10 bzw. den Kraftübertragungsring 16 herum relativ
schwach dimensioniert ausgebildet sein, ohne daß die Belast
barkeit der Elastomerfeder hierdurch beschränkt wird. Auffällig
in Fig. 2 ist insbesondere das geringe Übermaß der Elastomer
feder 8 gegenüber den Spitzen 15 der senkrecht nach oben und
unten ausgerichteten Ausnehmungen 14 in dem Elastomerwerkstoff
5 der Buchse 10. Effektiv wirkt die Buchse 10 bei der Elastomer
feder 8 gemäß den Fig. 1 und 2 wie eine erste weiche Feder,
die der zweiten härteren Feder des Grundkörpers 9 bezüglich dem
Lagerbolzen vorgeschaltet ist. Durch die Aufteilung der
Elastomerfeder 8 in tatsächlich zwei Federn ist eine weitere
Abstimmungsmöglichkeit bei der gezielten Schwingungsdämpfung und
-dämmung
zwischen der von dem Lagerbolzen gehaltenen Abgasanlage und dem
Fahrzeugboden gegeben.
Der freie Querschnitt der Buchse 10 gemäß Fig. 2, d. h. die dort
von der Buchse 10 radial begrenzte Querschnittsfläche des
Durchgangsbereichs 11, ist darauf abgestimmt, daß bei dem
elastischen Lager gemäß Fig. 1 für die Lagerung einer
Abgasanlage an einem Fahrzeugboden durch thermische Ausdehnungen
der Abgasanlage relativ große seitliche Verschiebungen des
Lagerbolzens auftreten, die nicht vibrationsbedingt sind.
Entsprechend weist der freie Querschnitt der Buchse 10 in
seitlicher Richtung keine Ausnehmungen 14 auf, in die der
Lagerbolzen sonst eingedrückt werden könnte. Ein solches
Eindrücken würde den Elastomerwerkstoff 5 der Buchse 10 als
erste Dämpfungs- und Dämmungsstufe gegenüber Vibrationen des
Lagerbolzens ausschalten. Vielmehr läge der Lagerbolzen fast
unmittelbar an dem Kraftübertragungsring 16 an. Fig. 3 zeigt
eine Buchse 10 mit Kraftübertragungsring 16 für einen Anwen
dungsfall, in dem neben den radialen Vibrationen des auch hier
nicht dargestellten Lagerbolzens keine überlagerten seitlichen
Verschiebungen des Lagerbolzens gegenüber der Elastomerfeder
auftreten. Entsprechend sind die Ausnehmungen 14 in rotations
symmetrischer Anordnung um die Achse 17 des zentralen Durch
gangsbereichs 11 herum angeordnet. Der Kraftübertragungsring 16
ist als Bandring ausgebildet, d. h. er basiert auf einem ring
förmig gebogenen Metallbandabschnitt 20. Dabei sind die freien
Enden 19 des Metallbandabschnitts 20 nicht fest miteinander
verbunden sondern grenzen nur auf Stoß aneinander an. Die
Ringform des Kraftübertragungsrings 16 wird durch den ihn
einschließenden Elastomerwerkstoff 5 stabilisiert. Weiterhin
weist der Kraftübertragungsring 16 Durchbrechungen 18 auf, durch
die der Elastomerwerkstoff 5 der Buchse 10 mit dem Elastomer
werkstoff 5 des hier nicht dargestellten Grundkörpers 9 in
Verbindung steht. Das heißt, der gesamte Elastomerwerkstoff 5
der Elastomerfeder 8 ist einstückig ausgebildet. Insbesondere
ist der Elastomerwerkstoff 5 der Buchse 10 ohne die Verwendung
zusätzlicher Anspritzdüsen vom Grundkörper 9 her durch die
Durchbrechungen 18 hindurch gespritzt. Der Kraftübertragungsring
18 kann elastisch verformbar sein. Er ist jedoch in jedem Fall
deutlich steifer als der ihn umgebende Grundkörper der Elasto
merfeder und insbesondere viel steifer als die durch ihre
Formgebung ihrerseits weicher als der Grundkörper gehaltene
Buchse 10.
Fig. 4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der
Buchse 10 mit dem sie umgebenden Kraftübertragungsring 16. Hier
laufen die radialen Ausnehmungen 14 nicht spitz zu, sondern sie
werden von jeweils einem Abschnitt des Kraftübertragungsrings 16
abgeschlossen. Auch die radialen Ausnehmungen in dem Elastomer
werkstoff 5 der Buchse 10 gemäß Fig. 5 laufen nicht spitz zu.
Sie enden hier im Elastomerwerkstoff 5 mit Abstand vor dem
Kraftübertragungsring 16. So besteht keine Gefahr, daß der
Lagerbolzen im Bereich einer Ausnehmung 14 bis zu dem Kraft
übertragungsring 16 gelangt und so die von der Buchse 10
ausgebildete erste weichere Feder ausgeschaltet wird.
Fig. 6 zeigt in den Darstellungen a) und b) eine Buchse 10 ohne
radiale, von dem Durchgangsbereich 11 ausgehende Ausnehmungen.
Stattdessen sind in dem Elastomerwerkstoff 5 der Buchse 10 zwei
sackringlochartige und koaxial um den zentralen Durchgangsbe
reich 11 herum angeordnete Ausnehmungen 21 und 22 vorgesehen.
Zwischen den Ausnehmungen 21 und 22 verbleibt ein Steg 23 des
Elastomerwerkstoffs 5, der einen den Durchgangsbereich 11 umge
benden schlauchabschnittförmigen Bereich der Buchse 10, im
Folgenden Schlauchabschnitt 24, aus dem Elastomerwerkstoff 5 mit
dem Kraftübertragungsring 16 verbindet. Der Steg 23 ist
ringförmig um den Schlauchabschnitt 24 herum vorgesehen. Wie aus
der Abb. 6b) ersichtlich, ist der Steg 23 trichterförmig,
wobei er entgegen der Richtung auf den Schlauchabschnitt 24
zuläuft, in der ein in Fig. 6c) dargestellter Lagerbolzen 25
in die Buchse 10 einzuschieben ist. Beim Einschieben des
Lagerbolzens 25, der einen im Querschnitt übermaßigen Kopf 26
aufweist, wird der Steg 23 damit in vorteilhafter Weise auf
Druck beansprucht. Der
Vorschubwiderstand beim Einschieben des Lagerbolzens 25 in die
Buchse 10 ist erst geringer, bis der Kopf 26 den Bereich des
Stegs 23 erreicht. Während der Kopf 26 den Steg 23 passiert, ist
der Vorschubwiderstand am größten. Danach nimmt er wieder ab,
bis er sich beim Austreten des Kopf 26 aus dem Schlauchabschnitt
24 auf den Gleitreibungswiderstand zwischen dem Lagerbolzen 25
und dem Schlauchabschnitt 24 reduziert. In keinem Fall bricht er
beim rückwärtigen Austreten des Kopf 26 aus der Buchse 10
schlagartig von seinem Maximalwert auf null zusammen.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsform der Buchse 10 dargestellt,
bei der der Vorschubwiderstand beim Einschieben eines Lagerbol
zens 25 ähnlich verläuft wie bei der Ausführungsform gemäß Fig.
6. Allerdings sind hier statt der Ausnehmungen 21 und 22 gemäß
Fig. 6 einzelne sacklochartige und parallel zu dem Durchgangs
bereich 11 angeordnete Ausnehmungen 27 und 28 vorgesehen, die
jeweils als Gruppe ringförmig um die Achse 17 herum angeordnet
sind. Auch dabei wird in gewisser Weise ein Schlauchabschnitt 24
ausgebildet, der über einen Steg 23 mit dem Kraftübertragungs
ring 16 verbunden ist. Dabei ist zusätzlich der Schlauchab
schnitt 24 in einem nach außen von dem Steg 23 begrenzten
Bereich 29 unterbrochen, um zu vermeiden, daß auf den Kopf 26
beim Passieren des Stegs 23 deutlich größere seitliche Kräfte
wirken, als vor und hinter dem Steg 23. Hierdurch werden die für
den Lagerbolzen 25 beim Einschieben in die Buchse 10 erforder
lichen Vorschubkräfte geglättet.
Fig. 8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Buchse gemäß
Fig. 7 mit acht statt sechs parallel zu der Achse 17 und rota
tionssymmetrisch untereinander angeordneten Ausnehmungen 27 bzw.
28.
Fig. 9 zeigt ein elastisches Lager 1 mit zwei an einer Befesti
gungsplatte 2 anvulkanisierten Elastomerfedern 8 aus Grundkörper
9 und Buchse 10 mit zwischengeordnetem Kraftübertragungsring 16.
Dabei ist der zentrale Durchgangsbereich 11 der beiden Buchsen
10 wie bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Buchse
ausgebildet, gegenüber diesen Figuren jedoch um 90° verdreht. So
sind keine radialen Ausnehmungen 14 direkt nach unten oder oben
gerichtet. Dies entspricht einer vornehmlichen Beanspruchung des
elastischen Lagers 1 gemäß Fig. 9 in vertikaler Richtung. Bei
vertikaler Beanspruchung des elastischen Lagers 1 gemäß Fig. 9
besteht nicht die Gefahr, daß in die zentralen Durchgangsberei
che 11 eingeschobene Lagerbolzen in den Bereich einer radialen
Ausnehmung 14 eintreten und bis zu dem Kraftübertragungsring 16
gelangen können.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 elastisches Lager
2 Befestigungsplatte
3 Haltebügel
4 Aufhängepunkt
5 Elastomerwerkstoff
6 Metallbandabschnitt
7 abgewinkelter Bereich
8 Elastomerfeder
9 Grundkörper
10 Buchse
11 Durchgangsbereich
12 Federarm
13 Federarm
14 radiale Ausnehmung
15 Spitze
16 Kraftübertragungsring
17 Achse
18 Durchbrechung
19 freies Ende
20 Metallbandabschnitt
21 Ausnehmung
22 Ausnehmung
23 Steg
24 Schlauchabschnitt
25 Lagerbolzen
26 Kopf
27 Ausnehmung
28 Ausnehmung
29 Bereich
1 elastisches Lager
2 Befestigungsplatte
3 Haltebügel
4 Aufhängepunkt
5 Elastomerwerkstoff
6 Metallbandabschnitt
7 abgewinkelter Bereich
8 Elastomerfeder
9 Grundkörper
10 Buchse
11 Durchgangsbereich
12 Federarm
13 Federarm
14 radiale Ausnehmung
15 Spitze
16 Kraftübertragungsring
17 Achse
18 Durchbrechung
19 freies Ende
20 Metallbandabschnitt
21 Ausnehmung
22 Ausnehmung
23 Steg
24 Schlauchabschnitt
25 Lagerbolzen
26 Kopf
27 Ausnehmung
28 Ausnehmung
29 Bereich
Claims (8)
1. Elastomerfeder mit einem Federarme ausbildenden Grundkörper
und mit einer innerhalb des Grundkörpers angeordneten Buchse zur
Aufnahme eines durch die Elastomerfeder abzustützenden Lager
bolzens, wobei der Grundkörper unter Verwendung von Elastomer
werkstoff einstückig mit der Buchse ausgebildet ist und wobei
zwischen der Buchse und dem Grundkörper ein die Buchse um
schließender bandförmiger Kraftübertragungsring vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftübertragungsring (16) im
Querschnitt steifer ist als der Grundkörper (9) und daß der
Grundkörper (9) im Querschnitt steifer ist als die Buchse (10),
so daß die Buchse (10) wie eine erste weiche Feder wirkt, die
der zweiten härteren Feder des Grundkörpers (9) bezüglich des
Lagerbolzens vorgeschaltet ist.
2. Elastomerfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kraftübertragungsring (16) radiale Durchbrechungen (18)
aufweist.
3. Elastomerfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Kraftübertragungsring (16) ein offener Ring ist.
4. Elastomerfeder nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kraftübertragungsring (16) aus hartem
Kunststoff oder aus Metall ausgebildet ist.
5. Elastomerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Buchse (10) von einem zentralen Durch
gangsbereich (11) ausgehende, radial verlaufende Ausnehmungen
(14) in dem sie ausbildenden Elastomerwerkstoff (5) aufweist.
6. Elastomerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Buchse (10) mehrere sacklochartige, um
einen zentralen Durchgangsbereich herum angeordnete und parallel
zu diesem verlaufende Ausnehmungen (27, 28) in dem sie ausbil
denden Elastomerwerkstoff (5) aufweist.
7. Elastomerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Buchse (10) mindestens eine sackring
lochartige und koaxial um einen zentralen Durchgangsbereich (11)
herum angeordnete Ausnehmung (21, 22) in dem sie ausbildenden
Elastomerwerkstoff (5) aufweist.
8. Elastomerfeder nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß Ausnehmungen (21, 22 bzw. 27, 28) in beiden sich gegen
überliegenden Stirnflächen der Buchse (10) vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998105401 DE19805401C2 (de) | 1998-02-11 | 1998-02-11 | Elastomerfeder mit einer Buchse zur Aufnahme eines Lagerbolzens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998105401 DE19805401C2 (de) | 1998-02-11 | 1998-02-11 | Elastomerfeder mit einer Buchse zur Aufnahme eines Lagerbolzens |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19805401A1 DE19805401A1 (de) | 1999-08-19 |
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ID=7857281
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19805401C2 (de) |
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DE102022117571A1 (de) | 2022-07-14 | 2024-01-25 | Wegu Gmbh Leichtbausysteme | Vorrichtung mit einem Federkörper aus Elastomerwerkstoff und einer in dem Federkörper ausgebildeten Lagerbuchse |
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1998
- 1998-02-11 DE DE1998105401 patent/DE19805401C2/de not_active Expired - Fee Related
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---|---|
DE19805401A1 (de) | 1999-08-19 |
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