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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein elastisches Lager zum Abstützen eines
Bauteils, insbesondere ein Stützlager
für ein
Federbein eines Kraftfahrzeugs, mit einem an einem Tragteil festlegbaren Gehäuse, das
mindestens zwei miteinander verbundene Gehäuseteile aufweist, und einem
Dämpfungselement
zum Aufnehmen einer mit dem abzustützenden Bauteil verbundenen
Lagerplatte, um Bewegungen zwischen dem Bauteil und dem Tragteil
in einer Belastungsrichtung abzudämpfen, wobei die Gehäuseteile
bezüglich
dieser Belastungsrichtung nebeneinander angeordnet sind.
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Ein
derartiges elastisches Lager ist aus der JP-A 08326810 bekannt.
Dieses Lager weist zwei aneinander befestigbare Gehäuseteile
auf, die in einer Belastungsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Jedes
der Gehäuseteile
weist an seiner Oberseite und an seiner Unterseite ein im wesentliches
starres Element auf. Die beiden starren Elemente jedes Gehäuseteils
sind über
ein Dämpfungselement
miteinander verbunden. Auf Grund der Elastizität des Dämpfungselements kann ein seitlicher
Versatz von mit dem Lager verbundenen Bauteilen auftreten.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein elastisches Lager bereitzustellen,
das bei geringem konstruktiven Aufwand die Montagetoleranzen in
Belastungsrichtung verringert und gleichzeitig einen seitlichen
Versatz ausschließt.
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Erfindungsgemäß wird zur
Lösung
dieser Aufgabe bei einem Lager der eingangs genannten Art vorgeschlagen,
daß jedes
Gehäuseteil
ein im wesentlichen U-förmiges
Innenteil mit einem Innenraum aufweist, in dem das Dämpfungselement
aufgenommen ist, das aus einem Polyurethanweichschaum besteht.
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Da
das Gehäuse
in Axialrichtung geteilt ist und die Gehäuseteile nebeneinander liegen,
treten bei dem erfindungsgemäßen Lager
keine Montagetoleranzen in Belastungsrichtung auf. Die Lagerplatte wird
seitlich von dem Dämpfungselement
und dem das Dämpfungselement
umschließenden
Innenteil geführt.
Ein seitlicher Versatz wird daher ausgeschlossen. Das erfindungsgemäße Lager
zeichnet sich durch eine einfache und mit geringem Aufwand realisierbare
Konstruktion aus. Durch die Verwendung eines aus Polyurethanweichschaum
hergestellten Dämpfungselementes
tritt im Gegensatz zu einem gummielastischen Dämpfungselement bei kleinen
Amplituden keine dynamische Verhärtung
auf, was insbesondere beim Einsatz als Stützlager für ein Federbein vorteilhaft
ist. Im Gegensatz zu einem gummielastischen Material weist Polyurethanweichschaum
in die Struktur eingebrachte Hohlräume auf, die eine dynamische
Verhärtung
bei kleinen Amplituden verhindern.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen
hervor.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung sind die Gehäuseteile identisch ausgebildet.
Hierdurch werden die Teilevielfalt reduziert und die Stückzahl der
Gehäuseteile
erhöht.
Es ergeben sich wesentliche Einsparungen bei der Herstellung und
Lagerhaltung. Weiter wird die Montage vereinfacht.
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Vorteilhaft
weisen die Gehäuseteile
Verbindungselemente zur Befestigung aneinander auf. Ein zusätzliches
Bauteil, das nach dem Zusammenführen
der Gehäuseteile
angebracht und fixiert werden muß, kann entfallen. Hierdurch
werden weitere Kostensenkungen erreicht.
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Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Verbindungselemente mit
einem Stift und einer hiermit zusammenwirkenden Aufnahme ausgebildet. Diese
Stifte werden in Aufnahmen an einem Gehäuseteil eingesetzt und beim
Verbinden der Gehäuseteile
in die jeweils zugehörige
Aufnahme des weiteren Gehäuseteils
eingeführt.
Die Herstellung der Gehäuseteile
wird verbilligt.
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Vorteilhaft
ist jedem Gehäuseteil
ein Teil des Dämpfungselements
zugeordnet. Die Teile des Dämpfungselements
können
in das Innenteil des zugeordneten Gehäuseteils eingeschäumt werden.
Zusätzliche
Montageschritte zum Verbinden des Dämpfungselements mit den Gehäuseteilen
beim Zusammenbau des Lagers sind nicht erforderlich.
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In
erster vorteilhafter Weiterbildung ist das Dämpfungselement getrennt von
dem Innenteil hergestellt und mit diesem verbunden. Sowohl das Innenteil
als auch das Dämpfungselement
können
einfach und kostengünstig
hergestellt werden. In Abhängigkeit
von den Randbedingungen wird das jeweils geeignete Dämpfungselement
in das Innenteil des Lagers eingesetzt und mit diesem verbunden.
Hierdurch lassen sich eine größere Flexibilität und eine rasche
Anpassung an unterschiedliche Randbedingungen erreichen.
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In
zweiter vorteilhafter Weiterbildung ist das Dämpfungselement in den Innenraum
des Innenteils eingeschäumt.
Hierdurch wird eine sichere Verbindung zwischen dem Innenteil und
dem Dämpfungselement
erreicht.
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Gemäß einer
anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist das Dämpfungselement auf die Lagerplatte
aufgeschäumt.
Beim Zusammenbau des erfindungsgemäßen Lagers wird die Lagerplatte
zusammen mit dem Dämpfungselement
in die Gehäuseteile eingesetzt.
Es können
unterschiedliche Lagerplatten mit Dämpfungselementen mit unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften
auf Vorrat gehalten werden, die je nach Bedarf in die zugehörigen Gehäuseteile
eingesetzt werden.
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Vorteilhaft
weist das Innenteil einen Überzug zur
Umhüllung
auf. Hierdurch wird das Innenteil mit Ausnahme der Seitenflächen, die
sich an den weiteren Gehäuseteilen
anlegen, vollständig
von dem Dämpfungselement
und dem Überzug
abgedeckt und vor Beschädigungen
geschützt.
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In
vorteilhafter Weiterbildung ist der Überzug mit dem Dämpfungselement
verbunden. Auf Grund dieser Verbindung wird das Innenteil gegenüber der Umgebung
mit Ausnahme seiner Seitenfläche
dichtend abgeschlossen.
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Vorteilhaft
besteht das Innenteil aus Kunststoff oder einem Leichtmetall, insbesondere
Magnesium, Aluminium oder Zink. Da das Innenteil durch das Dämpfungselement
und den Überzug
vollständig abgedeckt
wird, kann ein Innenteil aus einem leichten, korrosionsempfindlichen
Material ohne aufwendige Korrosionsschutzmaßnahmen verwendet werden. Das
Gesamtgewicht des erfindungsgemäßen Lagers
wird hierdurch verringert.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Innenteil an seinem Außenumfang
mit einem ringförmigen
Ansatz versehen. Dieser Ansatz dient als Anschlag zum Abstützen des
Lagers gegenüber dem
Tragteil.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung ist das Innenteil mit Rippen zur Versteifung
versehen. Diese Rippen verringern das Gewicht und die Herstellungskosten
des Innenteils ohne Beeinträchtigung
der Stabilität.
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Vorteilhaft
weist das Dämpfungselement
einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt
auf. Die Lagerplatte des abzustützenden
Bauteils wird in diesen U-förmigen
Querschnitt eingesetzt, der seinerseits im U-förmigen
Innenteil aufgenommen ist. Hierdurch ergibt sich eine gute Abstützwirkung
in Belastungsrichtung nach oben und unten. Gleichzeitig wird das
Innenteil durch das Dämpfungselement
vor einem unerwünschten
Kontakt mit der Lagerplatte geschützt.
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Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Dämpfungselement Rippen und Nuten
und/oder einen oder mehrere Hohlräume auf. Hierdurch kann die
Dämpfungscharakteristik
des Dämpfungselements
eingestellt und an die jeweils vorherrschenden Randbedingungen angepaßt werden.
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Vorteilhaft
ist das Gehäuse
des Lagers von einer Kappe überdeckt.
Diese Kappe verhindert eine Beschädigung des Überzugs und des Innenteils
und erhöht
somit die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Lagers.
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben,
die in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt sind.
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Dabei
zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagers;
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Gehäuseteils;
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3 eine
Ansicht des Gehäuseteils
gemäß 2 im
Teilschnitt;
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4 eine
perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Gehäuseteils;
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5 eine
Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Lagers; und
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6 eine
perspektivische Darstellung eines Dämpfungselements.
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1 zeigt
eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Lagers 10.
Das Lager 10 dient zum Abstützen eine Kolbenstange 11 eines
nicht näher
dargestellten Federbeins gegenüber
einem Tragteil 12 einer Fahrzeugkarosserie.
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Das
Lager 10 umfaßt
ein Gehäuse 14 zur Abstützung einer
Lagerplatte 16, die mittels einer Mutter 17 an
der Kolbenstange 11 festgelegt ist. Das Gehäuse 14 umfaßt zwei
Gehäuseteile 19, 20,
die identisch ausgebildet sind. Jedes der Gehäuseteile 19, 20 weist
ein im Querschnitt im wesentlichen U-förmiges Innenteil 21 auf.
Durch diese Form des Innenteils 21 ergibt sich eine hohe
Steifigkeit in der Belastungsrichtung 18. In dem Innenteil 21 ist
ein Dämpfungselement 15 aus
elastomerem Material aufgenommen. Das Dämpfungselement 15 wird
zusammen mit einem an der Außenseite
des Innenteils 21 angeordneten Überzug 22 auf das
Innenteil 21 aufgebracht. Lediglich die Seitenflächen 37 der
Gehäuseteile 19, 20 werden
nicht von dem elastomeren Material abgedeckt.
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Sobald
das erfindungsgemäße Lager 10 zusammengesetzt
ist, sind die Innenteile 21 vollständig gekapselt. Es können daher
Innenteile 21 aus einem korrosionsempfindlichen und leichten
Material ohne aufwendige Korrosionsschutzmaßnahmen verwendet werden.
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Die
Gehäuseteile 19, 20 weisen
zur Befestigung aneinander jeweils vier Aufnahmen 23 auf.
Zur Befestigung werden in diese Aufnahmen Stifte 28 eingesetzt.
Diese Stifte 28 greifen beim Zusammenführen der Gehäuseteile 19, 20 in
die jeweils zugeordnete Aufnahme 23 ein. Ein zusätzliches
Verbindungselement, das nach dem Zusammenbau der Gehäuseteile 19, 20 angebracht
wird, ist nicht erforderlich.
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In
montiertem Zustand ist das Gehäuse 14 des
Lagers 10 an dem Tragteil 12 der nicht näher dargestellten
Fahrzeugkarosserie festgelegt. Eine Kappe 13 deckt das
Gehäuse 14 an
seiner oberen Seite ab.
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Da
die Gehäuseteile 19, 20 bezüglich der Belastungsrichtung 18 nebeneinander
angeordnet sind und somit eine Vertikalteilung des Gehäuses 14 vorliegt,
treten keine montagebedingten Toleranzen in Belastungsrichtung auf.
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In
den weiteren Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Bauteile
mit denselben Bezugszeichen wie in 1 versehen.
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Die 2 und 3 zeigen
schematisch Ausführungsformen
eines Gehäuseteils 19 in
Form einer Halbschale. Es sind daher zwei dieser Gehäuseteile 19 zum
Ausbilden des erfindungsgemäßen Lagers
erforderlich. Alternativ können
selbstverständlich
auch drei oder mehr Gehäuseteile 19 verwendet
werden.
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Das
Innenteil 21 weist einen Innenraum 27 auf, in
dem das Dämpfungselement 15 aufgenommen
ist. Die einzelnen Gehäuseteile 19 kön nen hierdurch
zusammen mit dem Dämpfungselement 15 vollständig vorgefertigt
werden.
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Das
Gehäuseteil 19 weist
Stifte 28 sowie Aufnahmen 23 zur Befestigung an
einem weiteren Gehäuseteil
auf. Die Stifte 28 sowie die Aufnahmen 23 sind
hierbei über
Kreuz versetzt zueinander angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht die
Verwendung identischer Gehäuseteile 19.
Hierdurch werden die Teilevielfalt reduziert und die Stückzahl der
Gehäuseteile 19 erhöht.
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Zur
Verankerung sind die Stifte 28 mit Vorsprüngen 36 versehen.
Die Aufnahmen 23 weisen eine entsprechend geformte Innenwand
mit korrespondierenden Vorsprüngen
auf. Beim Zusammenbau des Lagers 10 werden die Stifte 28 in
die Aufnahmen 23 eingeführt.
In der Endposition greifen die Vorsprünge 36 der Stifte 28 und
die der Aufnahmen 23 ineinander. Hierdurch werden die Gehäuseteile 19, 20 zuverlässig aneinander
befestigt. Separate Befestigungsmittel sind nicht erforderlich.
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Das
Innenteil 21 ist mit Ausnahme der Seitenflächen 37 zur
Anlage an den weiteren Gehäuseteilen 19, 20 vollständig von
dem Dämpfungselement 15 und
dem Überzug 22 abgedeckt
und hierdurch gegenüber
der Umgebung gekapselt.
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Das
Dämpfungselement 15 weist
Rippen 25 und Nuten 26 auf. Durch die Formgebung
der Rippen 25 und der Nuten 26 kann die Steifigkeit
des Dämpfungselements 15 beeinflußt werden.
Das Dämpfungsverhalten
des erfindungsgemäßen Lagers 10 kann
somit an unterschiedliche Rand- und Einsatzbedingungen angepaßt werden.
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In 3 ist
dargestellt, daß das
Innenteil 21 mit Rippen 34 zur Versteifung versehen
ist. Diese Rippen verringern das Gewicht des Innenteils 21 ohne
Beeinträchtigung
der Stabilität.
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4 zeigt
eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
eines Gehäuseteils 19.
Dieses Gehäuseteil 19 weist
ein Innenteil 21 auf, das an seinem Außenumfang mit einem ringförmigen Ansatz 30 versehen
ist. Der Ansatz 30 kann als Anschlag zum Abstützen des
Lagers 10 gegenüber
dem Tragteil 12 eingesetzt werden. Das Dämpfungselement 15 in
dem Innenraum 27 weist eine Reihe von Hohlräumen 31 auf.
Durch die Wahl der Anzahl, Größe und Anordnung
dieser Hohlräume 31 kann
die Steifigkeit in Belastungsrichtung 18 eingestellt werden.
Dies ermöglicht
ein Anpassen der Dämpfungseigenschaften
des elastischen Lagers 10 an den jeweiligen Einsatzfall.
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Die
Lagerplatte 16 der Kolbenstange 11 sitzt auf einer
Hülse 32 mit
einem Ansatz 33 zur Fixierung in Belastungsrichtung 18.
Das Material der Lagerplatte 16 kann bei dieser Gestaltung
unabhängig
vom Material der Kolbenstange 11 gewählt werden. Weiter kann über die
Wahl der Länge
der Hülse 32 eine Anpassung
an unterschiedliche Kolbenstangen 11 erfolgen.
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5 zeigt
schematisch eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Lagers 10.
Zum Zusammenbau werden die beiden Gehäuseteile 19, 20 in
Richtung 24 aufeinander zubewegt. Die zwischen den Gehäuseteilen 19, 20 angeordnete
Lagerplatte 16 wird hierbei automatisch in das Dämpfungselement 15 der
Gehäuseteile 19, 20 eingesetzt.
In montiertem Zustand greifen die Stifte 28 in die gegenüberliegenden
Aufnahmen 23.
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6 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Dämpfungselements 15,
das getrennt von dem Innenteil 21 hergestellt und nach
der Herstel lung mit diesem verbunden wird. Das Dämpfungselement 15 besteht
aus einem Polyurethanweichschaum mit einer Reihe von Poren 38.
Es ist im Querschnitt im wesentlich U-förmig ausgebildet. Nach der
Herstellung wird das Dämpfungselement 15 in
den Innenraum 27 des zugehörigen Innenteiles 21 eingesetzt
und dort auf geeignete Weise befestigt.
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Da
das Gehäuse 14 in
Axialrichtung geteilt ist und die Gehäuseteile 19, 20 bezüglich der
Belastungsrichtung 18 nebeneinander angeordnet sind, treten
keine Montagetoleranzen in Belastungsrichtung 18 auf. Eine
Beeinträchtigung
des Dämpfungsverhaltens
durch Montagetoleranzen wird daher vollständig ausgeschlossen.