DE19831116A1 - Elastisches Lager mit einem Federkörper aus Elastomerwerkstoff in einem starren Haltebügel - Google Patents

Abstract

Ein elastisches Lager (1), insbesondere für die Lagerung einer Abgasanlage an einem Fahrzeugboden, weist einen Federkörper (3) aus einem Elastomerwerkstoff (4) auf, der in einem im Vergleich zu dem Federkörper (3) starren, hutprofilförmigen Haltebügel (3) angeordnet ist. Dabei ist der Haltebügel (3) aus einem durch Querschnittsverformungen versteiften Metallband (6) ausgebildet, an das der Elastomerwerkstoff (4) des Federkörpers (3) unter Ausbildung einer Korrosionsschutzschicht (16) für das Metallband (6) angespritzt ist. Das Metallband (6) ist durch lokale Versickungen (13 bis 15) versteift und weist außerhalb der Versickungen (13 bis 15) einen flachen Querschnitt auf. Insbesondere sind die Versickungen (13 und 14) in den Ecken (9 und 11) des hutprofilförmigen Haltebügels (3) vorgesehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Lager, insbeson­ dere für die Lagerung einer Abgasanlage an einem Fahrzeugboden, mit einem Federkörper aus einem Elastomerwerkstoff, der in einem im Vergleich zu dem Federkörper starren, hutprofilförmigen Haltebügel angeordnet ist, wobei der Haltebügel aus einem durch Querschnittsverformungen versteiften Metallband ausgebildet ist, an das der Elastomerwerkstoff des Federkörpers unter Ausbildung einer Korrosionsschutzschicht für das Metallband angespritzt ist.

Bei einem bekannten elastischen Lager der eingangs beschriebenen Art ist das Metallband zumindest im Bereich seiner beiden nach unten gerichteten Teile und seines dazwischen befindlichen Mit­ telteils durchgängig mit einem gekrümmten Querschnitt versehen, wobei die Ränder des Querschnitts zu dem innerhalb des hutpro­ filförmigen Haltebügels angeordneten Federkörper hin gebogen sind. Die freien Enden des Metallbands, die mit Befestigungs­ löchern versehen sind, laufen flach aus. Die Formstabilität des Haltebügels bei dem bekannten elastischen Lager ist insbesondere bei der Verwendung eines relativ dünnen Metallbands nur gering. Die Verwendung eines dickeren Metallbands erhöht die Kosten für das elastische Lager und sein Gewicht in unerwünschter Weise. Unabhängig von der Dicke des Metallbands ist eine relativ große Menge von Elastomerwerkstoff für die Ausbildung der Korrosions­ schutzschicht erforderlich, da der durch die Krümmung des Quer­ schnitts des Metallbands seitlich abgeschattete Bereich voll mit dem Elastomerwerkstoff ausgefüllt werden muß. Eine Negativform eines Spritzwerkzeugs kann diesen Bereich nicht ausfüllen, ohne das Entformen des elastischen Lagers unmöglich zu machen. Die für die Ausbildung der Korrosionsschutzschicht erforderlichen Mengen des Elastomerwerkstoffs sind insbesondere dann erheblich, wenn der Elastomerwerkstoff ein hochwertiger Silikonkautschuk ist, wie er beispielsweise verwendet werden muß, um eine gute Standfestigkeit des elastischen Lagers gegenüber erhöhten Temperaturen im Bereich einer Abgasanlage zu erreichen.

Bei einem weiteren elastischen Lager der eingangs beschriebenen Art ist zusätzlich eine auf die freien Enden des den Haltebügel ausbildenden Metallbands aufgeschweißte Grundplatte vorgesehen. Diese Grundplatte hält zwar den Abstand der freien Enden und deren räumlich Lage konstant. Zur Ausbildung wirklich stabiler Haltebügel muß aber dennoch auf relativ dicke Metallbänder zurückgegriffen werden, die das Lager sehr schwer werden lassen, wobei auch da zusätzliche Gewicht der Grundplatte zu berücksich­ tigen ist. Hinzu kommt wieder der hohe Kostenaufwand für die Ausbildung der Korrosionsschutzschicht für das Metallband aus dem Elastomerwerkstoff, weil die Korrosionsschutzschicht nur dann das gesamte Metallband abdeckt, wenn der durch die Krümmung des Metallband seitlich abgeschattete Bereich voll mit dem Elastomerwerkstoff aufgefüllt wird.

Ein möglichst harter Haltebügel ist bei einem elastischen Lager der eingangs beschriebenen Art insofern von Interesse, als daß nur durch ihn sichergestellt werden kann, daß sich das Lager nicht statisch oder dynamisch soweit verformt, daß es an andere Bauteile anschlägt. Weiterhin ist es wichtig, daß die verblei­ bende Elastizität des als solches ungedämpften Metallband eine Steifigkeit aufweist, die möglichst weit oberhalb der Steifig­ keit des Federkörpers aus Elastomerwerkstoff liegt, damit gute schwingungsisolierende Eigenschaften für das elastische Lager erhalten werden. Diese hohen Steifigkeiten werden bei den bekannten elastischen Lagern der eingangs beschriebenen Art nur bei hohem Gewicht und hohem Kostenaufwand insbesondere für den Elastomerwerkstoff erreicht. Dies gilt vor allem, wenn der von dem Haltebügel begrenzte Federkörper aus Elastomerwerkstoff vergleichsweise groß ist, um relativ große vertikale und/oder horizontale Bewegungen des von dem elastischen Lager abge­ stützten Bauteils relativ zu dem Haltebügel zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastisches Lager der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, bei dem der Halte­ bügel trotz kostengünstiger Herstellbarkeit und geringem Gewicht sehr formstabil ist und dennoch keine großen Mengen an Elasto­ merwerkstoff bei der Ausbildung der Korrosionsschutzschicht für das Metallband erfordert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Metallband durch lokale Versickungen versteift ist und außerhalb des Bereichs der Versickungen einen flachen Querschnitt auf­ weist. Dabei bedeutet, daß die Versickungen nur lokal vorgesehen sein sollen, daß sie sich weder über die gesamte Breite noch über die gesamte Länge des Metallbands erstrecken. Auch eine auf den Bereich zwischen den freien Enden beschränkte durchgängige Versickung ist in diesem Sinne nicht als lokal anzusehen. Vielmehr weist das Metallband bei dem neuen elastischen Lager auch in dem Bereich zwischen den freien Enden, die zur Befe­ stigung des Haltebügels beispielsweise an einem Fahrzeugboden vorgesehen sind, Bereiche mit flachem Querschnitt auf. In diesen Bereichen ist das Anbringen der Korrosionsschutzschicht mit besonders geringem Materialaufwand bezüglich des Elastomer­ werkstoffs verbunden. Die auch bezüglich der Breite des Metallbands nur lokalen Versickungen weisen ein vergleichsweise geringes Innenvolumen auf, selbst wenn sie eine relativ große Tiefe besitzen. Insgesamt kann der Materialaufwand für den Elastomerwerkstoff zum Ausbilden der Korrosionsschutzschicht daher erheblich reduziert werden. Gleichzeitig ist auch mit den nur lokalen Versickungen eine erhebliche Versteifung des Metallbands möglich, so daß auch sehr große Federkörper noch in relativ leichtgewichtigen Haltebügeln angeordnet werden können. Das Anbringen der Versickungen und das Verformen des Metallbands zu dem Haltebügel kann in einem gemeinsamen Schritt erfolgen und ist daher mit keinem grundsätzlich zusätzlichen Aufwand verbunden.

Insbesondere sind die Versickungen in den Ecken des hutprofil­ förmigen Haltebügels versehen. Vor allem hier würde ein Haltebügel aus nicht versteiftem, d. h. flachem Metallband zu Verformungen bei Beanspruchungen des elastischen Lagers neigen.

In einer konkreten vorteilhaften Ausführungsform des neuen elastischen Lagers sind die Versickungen in den Ecken des hutprofilförmigen Haltebügels schneidenförmig. Das heißt, sie weisen eine mit ihrer Tiefe kontinuierlich abnehmende Breite auf, wobei sie aber durchaus einen abgerundeten Grund und abgerundete Übergänge zu dem angrenzenden Bereich des Metall­ bands aufweisen können. Mit einer schneidenförmigen Versickung wird eine besonders große Erhöhung der Profiltiefe des Metall­ bands erreicht, ohne daß die Versickung zuviel Elastomerwerk­ stoff beim Ausbilden der Korrosionsschutzschicht in einem zweiteiligen Spritzwerkzeug aufnimmt.

Bei der konkreten vorteilhaften Ausführungsform sind die Ver­ sickungen in den unteren Ecken des hutprofilförmigen Haltebügels nach außen gerichtet und laufen in den jeweils nach oben angren­ zenden Teil des Metallbands lang aus. Auf diese Weise werden die nach oben an die unteren Ecken des hutprofilförmigen Haltebügels angrenzenden Teile des Metallbands über ihre wesentliche Länge ausgesteift. Zentralgebiet der Aussteifung bleiben aber dennoch die Ecken des Haltebügels. Der Bereich der Versickungen in den unteren Ecken muß aber keinesfalls nutzlos mit Elastomerwerk­ stoff aufgefüllt werden. Wenn der Federkörper im Bereich der Versickungen in den unteren Ecken des hutprofilförmigen Halte­ bügels an das Metallband angespritzt ist, dient der in den Versickungen selbst befindliche Elastomerwerkstoff zur groß­ flächigen Verankerung des Federkörpers.

Bei dem neuen elastischen Lager stützt sich der Federkörper vorzugsweise nicht in dem Mittelbereich des sich zwischen den beiden unteren Ecken des hutprofilförmigen Haltebügels befind­ lichen Mittelteils des Metallbands ab. Dies berücksichtigt einen in diesem Mittelbereich flachen Querschnitt des Metallbands, der gegenüber direkten vertikalen Kräften bei dem neuen elastischen Lager vergleichsweise weich ist. Wenn sich der Federkörper aber nicht an diesem Mittelbereich abstützt, ist diese Weichheit unschädlich und macht sich in keiner Form negativ bemerkbar.

Eine Belastung des Mittelteils des Metallbands zwischen den beiden unteren Ecken in vertikaler Richtung wird beispielsweise dann vermieden, wenn sich die Unterseite des Federkörpers bogen­ förmig zwischen den unteren Ecken des hutprofilförmigen Halte­ bügels erstreckt. So wird der untere Bereich des Federkörpers bei vertikalen Belastungen auf Druck beansprucht, der die unteren Ecken des Federkörpers auseinander drückt. In dieser Richtung weist das neue elastische Lager eine maximale Form­ stabilität auf.

In den oberen Ecken des hutprofilförmigen Haltebügels können die Versickungen nach innen gerichtet sein und in den jeweils beiden angrenzenden Teilen des Metallbands kurz auslaufen. Die Ver­ sickungen in den oberen Ecken des hutprofilförmigen Haltebügels weisen dann entsprechend nur ein kleines seitlich abgeschattetes Volumen auf.

Die im Bereich der Versickungen in den oberen Ecken des Halte­ bügels vergrößerte Oberfläche des Metallbands kann auch für eine besonders gute Verankerung des Federkörpers genutzt werden, indem der Federkörper auch im Bereich dieser Versickungen an das Metallband angespritzt ist.

Zusätzlich können Versickungen in den freien Enden des Metall­ bands in der Nachbarschaft von Befestigungslöchern für den Haltebügel vorgesehen sein, um hier eine Versteifung der Befestigungsbereiche des Haltebügels zu bewirken.

Wenn der Haltebügel des neuen elastischen Lagers als hutprofil­ förmig bezeichnet wird, bedeutet dies nicht unbedingt, daß beispielsweise der Randbereich des den Haltebügel ausbildenden Metallbands eine exakte Hutprofilform aufweist. Vielmehr ist es bevorzugt, wenn das Metallband im Bereich der Längsmittelebene des Haltebügels die Hutprofilform aufweist. Das heißt insbeson­ dere, daß der Grund der Versickungen zu der Hutprofilform gehört, obwohl das Wort Versickungen darauf hindeutet, daß dieser Grund gegenüber der Hutprofilform versetzt ist.

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

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des neuen elastischen Lagers in der Seitenansicht,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des neuen elastischen Lagers in der Seitenansicht,

Fig. 3 den Haltebügel des elastischen Lagers gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 in der Seitenansicht,

Fig. 4 den Haltebügel gemäß Fig. 3 in der Längsansicht und

Fig. 5 den Haltebügel gemäß den Fig. 3 und 4 in der Ansicht von oben.

Das in Fig. 1 dargestellte elastische Lager 1 weist einen Haltebügel 2 auf, innerhalb dessen ein Federkörper 3 aus einem Elastomerwerkstoff 4 angeordnet ist. Der Haltebügel 2 ist hutprofilförmig und aus einem in den Fig. 3 und 5 separat dargestellten Metallband 6 ausgebildet. In den horizontalen freien Enden 7 des Metallbands 6 sind Befestigungslöcher 8 beispielsweise zum Anschrauben des elastischen Lagers 1 von unten an einen Fahrzeugboden vorgesehen. Im Anschluß an obere Ecken 9 des Haltebügels befinden sich sich nach unten erstreckende Teile 10 des Metallbands 6, die an unteren Ecken 11 des Haltebügels 2 enden. Zwischen den unteren Enden 2 des Haltebügels befindet sich ein horizontaler Mittelteil 12 des Metallbands 6. Das Metallband 6 ist durch Versickungen 13 bis 15 lokal ausgesteift. Die Versickungen 13 dienen zur Aussteifung der oberen Ecken 9 des Haltebügels 2. Die Versickungen 14 dienen zum Aussteifen der unteren Ecken 11 des Haltebügels 2 und der sich daran nach oben angrenzenden Teile 10 des Metallbands 6, in die hinein die Versickungen 14 flach auslaufen. Die Versickungen 15 dienen zum Aussteifen der freien Enden 7 des Metallbands 6 im Randbereich der Befestigungslöcher 8. Die Versickungen 13 und 14 zeigen im Querschnitt einen abgerundeten spitzen Winkel und sind insoweit "schneidenförmig". Die Versickungen 15 sind dem gegen­ über flach rinnenförmig. Bei der Herstellung des elastischen Lagers 1 wird das Metallband 2 in eine zweiteilige Form einge­ bracht, die anschließend mit Elastomerwerkstoff 4 ausgespritzt wird. Dabei werden der Federkörper 3 und eine Korrosionsschutz­ schicht 16 für das Metallband 2 aus dem Elastomerwerkstoff ausgebildet. Von dem Elastomerwerkstoff 4, beidem es sich hier um einen wertvollen Silikonkautschuk handelt, verschwindet in den Versickungen 13 bis 15 nur eine geringe Menge. Das seitlich zu der Haupterstreckungsebene des elastischen Lagers 1 abge­ schattete Innenvolumen der Versickungen 13 bis 15 ist ver­ gleichsweise klein. Zudem wird der Elastomerwerkstoff 4 in den nach außen gerichteten Versickungen 14 in den unteren Ecken 11 des Haltebügels 2 zum Verankern des Federkörpers 3 an dem Metallband 6 genutzt. Dort kann der Elastomerwerkstoff 4 eine besonders großflächige Gummi-Metall-Verbindung mit dem Metall­ band 6 eingehen. Eine große Anbindungsfläche ergibt sich für den Federkörper 4 auch im Bereich der oberen Ecken 9 des Haltebügels 2. Das Innenvolumen der Versickungen 13 kann für die Anbindung allerdings nicht genutzt werden, weil sie nach innen gerichtet sind und sich dieses Volumen daher an der Außenseite des Metall­ bands 6 befindet. In dem Mittelbereich 12 zwischen den unteren Ecken 11 ist das Metallband 6 flach gehalten und kann so mit minimalen Materialaufwand an Elastomerwerkstoff 4 mit der Korrosionsschutzschicht 16 versehen werden. Der Federkörper 3 stützt sich in der gegenüber vertikalen Belastungen relativ weichen Mitte des Mittelteils 12 nicht nach unten ab, so daß deren Weichheit für die Eigenschaften des elastischen Lagers 1 unerheblich ist. Alle relevanten Elastizitäten des Haltebügels 2 sind bei dem elastischen Lager 1 um ein Vielfaches größer als die relevanten Elastizitäten des Federkörpers. Die eigentliche Hutprofilform nimmt bei dem Haltebügel 2 des elastischen Lagers 1 das Metallband 6 nur in der Längsmittelebene des elastischen Lagers 1 an, d. h. insbesondere am Grund der Versickungen 13 und 14. Das heißt, streng genommen handelt es sich bei den Ver­ sickungen 13 und 14 um keine Versickungen in einem hutförmigen Metallband 6 sondern das mit den Versickungen 13 und 14 versehene Metallband 6 bildet den hutförmigen Haltebügel 2 aus.

Bei dem elastischen Lager 1 gemäß Fig. 1 ist der Federkörper X- förmig und weist von einer zentralen Lagerbuchse 17 für ein abzustützendes Befestigungselement ausgehend zwei schräg nach unten in die unteren Ecken 11 führende Federarme 18 und zwei schräg nach oben in die oberen Ecken 9 führende Federarme 19 auf. Die unteren Federarme 18 überspannen den Mittelbereich 12 des Metallbands 6 zwischen den unteren Ecken 11 in einer Art Spitzbogen, so daß bei einer vertikalen Belastung der Lager­ buchse 17 die unteren Ecken 11 auseinandergedrückt werden. Gegen diese Form der Belastung weist das elastische Lager 1 trotz des flachen Querschnitts des Metallbands 6 in dem Mittelbereich 12 eine maximale Steifigkeit auf.

Bei dem elastischen Lager 1 gemäß Fig. 2 ist nur der Feder­ körper 3 aus dem Elastomerwerkstoff 4 in anderer Weise ausge­ bildet. Die unteren Arme 18 verlaufen nicht geradlinig zwischen der Lagerbuchse 17 und den unteren Ecken 14 sondern sind ge­ krümmt, und die oberen Arme 19 sind jeweils dreifach vorgesehen und erstrecken sich von einer nach oben gerichteten Verlängerung 20 der Lagerbuchse 17 schräg nach unten in den Übergangsbereich zwischen den Versickungen 13 und den Versickungen 14. Hierdurch wird eine Zugbelastung der oberen Federarme 19 bei vertikalen Belastungen der Lagerbuchse 17 gegenüber dem Haltebügel 2 weitestgehend vermieden.

Bezugszeichenliste

1

elastisches Lager

2

Haltebügel

3

Federkörper

4

Elastomerwerkstoff

5

Silikonkautschuk

6

Metallband

7

freies Ende

8

Befestigungsloch

9

obere Ecke

10

Teil (des Metallbands)

11

untere Ecke

12

Mittelteil (des Metallbands)

13

Versickung

14

Versickung

15

Versickung

16

Korrosionsschutzschicht

17

Lagerbuchse

18

unterer Federarm

19

oberer Federarm

20

Verlängerung (der Lagerbuchse)

Claims (10)

1. Elastisches Lager, insbesondere für die Lagerung einer Abgasanlage an einem Fahrzeugboden, mit einem Federkörper aus einem Elastomerwerkstoff, der in einem im Vergleich zu dem Federkörper starren, hutprofilförmigen Haltebügel angeordnet ist, wobei der Haltebügel aus einem durch Querschnitts­ verformungen versteiften Metallband ausgebildet ist, an das der Elastomerwerkstoff des Federkörpers unter Ausbildung einer Korrosionsschutzschicht für das Metallband angespritzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (6) durch lokale Versickungen (13 bis 15) versteift ist und außerhalb des Bereichs der Versickungen (13 bis 15) einen flachen Querschnitt aufweist.

2. Elastisches Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versickungen (13 und 14) in den Ecken (9 und 11) des hutprofilförmigen Haltebügels (2) vorgesehen sind.

3. Elastisches Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versickungen (13 und 14) in den Ecken (9 und 11) des hutprofilförmigen Haltebügels (2) schneidenförmig sind.

4. Elastisches Lager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Versickungen (14) in den unteren Ecken (11) des hutprofilförmigen Haltebügels (3) nach außen gerichtet sind und in dem jeweils nach oben angrenzenden Teil (10) des Metall­ bands (6) lang auslaufen.

5. Elastisches Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkörper (3) im Bereich der Versickungen (14) in den unteren Ecken (11) des hutprofilförmigen Haltebügels (3) an das Metallband (6) angespritzt ist.

6. Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Federkörper (3) nicht an dem sich zwischen den beiden unteren Ecken (11) des hutförmigen Halte­ bügels (3) befindlichen Mittelteil (12) des Metallbands (6) abstützt.

7. Elastisches Lager nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Unterseite des Federkörpers (3) bogen­ förmig zwischen den unteren Ecken (11) des hutprofilförmigen Haltebügels (3) erstreckt.

8. Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Versickungen (13) in den oberen Ecken (9) des hutprofilförmigen Haltebügels (3) nach innen gerichtet sind und in den jeweils beiden angrenzenden Teilen (7 und 10) des Metallbands (6) kurz auslaufen.

9. Elastisches Lager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkörper (3) auch im Bereich der Versickungen (13) in den oberen Ecken (9) des hutprofilförmigen Haltebügels (3) an das Metallband (6) angespritzt ist.

10. Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Versickungen (15) zusätzlich in den freien Enden (7) des Metallbands (6) in der Nachbarschaft von Befestigungslöchern (8) für den Haltebügel (3) vorgesehen sind.