DE19935864A1 - Schwenklager - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schwenklager mit einem Innenteil, einem büchsenförmigen Außenteil und einem dazwischen angeordneten, begrenzt elastischen Elastomerteil, das fest bzw. unverdrehbar mit dem Innenteil und dem Außenteil verbunden ist und eine Relativverdrehung mit zunehmender Torsionssteifigkeit ermöglicht. Zur Erzielung einer definierten Lagerkennung mit überproportional zunehmender Torsionssteifigkeit bei Radialverschiebungen, ist das Innenteil mit zumindest einem radialen Vorsprung versehen, dem eine radial sich fortsetzende Ausnehmung im Elastomerteil gegenüberliegt, wobei Radialflächen des Innenteils und des Elastomerteils zunehmend in Wirkverbindung treten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwenklager mit einem Innenteil, einem büchsen­ förmigen Außenteil und einem dazwischen angeordneten, begrenzt elasti­ schen Elastomerteil, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Schwenklager werden häufig für Radaufhängungen für Kraftfahr­ zeugen verwendet, wobei sie entweder symetrisch als Gummi-Metall-Lager (silentblocs) oder zur Erzielung definierter elastokinematischer Eigenschaften auch asymmetrisch aufgebaut sein können.

So ist z. B. beim Gegenstand der EP 0 271 879 B1 das ringförmige Elasto­ merteil mit nierenförmigen Ausnehmungen versehen, um damit eine gezielte Längsnachgiebigkeit sicherzustellen. Gemäß dem JP-Patent-Abstract 58-126 206 (A) ist das Innenteil des Schwenklagers mit einem radial abragenden Vorsprung versehen, der in das umgebende Elastomerteil eingebettet ist. Bei einer Torsionsbelastung des Schwenklagers wird damit eine gezielte De­ sachsierung des Lageraußenteils bzw. eine gezielte Kinematik eines daran angeformten Lenkers erreicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Schwenklager vorzu­ schlagen, daß abhängig von der Torsionsbelastung und/oder einer Radial­ belastung eine überproportional zunehmende Torsionssteifigkeit aufweist und welches dennoch baulich einfach aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß ist das Innenteil mit zumindest einem radialen Vorsprung versehen, dem eine radial sich fortsetzenden Ausnehmung im Elastomerteil gegenüberliegt, wobei Radialflächen des Innenteils und des Elastomerteils bei Relativverdrehung und/oder Radialverschiebung zunehmend in Wirkver­ bindung treten. D. h., daß das Elastomerteil im Bereich des Schwenkwinkels der freien Verdrehbarkeit des Innenteils nur auf Scherung, und dann zuneh­ mend über die Radialflächen des Vorsprungs auf Druck beansprucht wird. Da bei Druckbeanspruchung des Elastomerteils weit höhere Kräfte übertrag­ bar sind, steigt die Torsionssteifigkeit des Schwenklagers in definierter Weise überproportional an.

Dieser Effekt kann bei Verwendung eines derartigen Schwenklagers in Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen bei geringem Mehraufwand dazu genutzt werden, einen Nebenfedereffekt aufzubauen, der sowohl Nickbewe­ gungen beim Bremsen des Kraftfahrzeuges als auch Rollbewegungen beim Durchfahren von Kurven vorteilhaft entgegenwirkt.

Bevorzugt sind je Schwenklager zwei diametral gegenüberliegende Vor­ sprünge, ggf. aber auch sternförmig mehrere Vorsprünge, vorgesehen, die mit korrespondierenden Ausnehmungen zusammenwirken. Damit kann in gezielter Weise die Torsionssteifigkeit des Schwenklagers über dessen Schwenkwinkel beeinflußt und gesteuert werden.

Ein besonders weiches Ansprechen des Schwenklagers mit zunächst sehr geringer Torsionssteifigkeit kann durch in Lagerumfangsrichtung verlaufende Ausnehmungen im Elastomerteil erreicht werden, wobei diese Ausnehmun­ gen an die radialen Ausnehmungen anschließen. Durch eine entsprechende konstruktive Gestaltung der Bauteile kann dabei eine geringere Torsionsstei­ figkeit bei Torsionsbelastung des Schwenklagers und eine überproportional zunehmende höhere Torsionssteifigkeit bei gleichzeitig in einer definierten Belastungsebene auftretenden Radialbelastungen (z. B. durch einen Längs­ lenker an einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges beim Bremsen, bei einem Querlenker durch entsprechende Querkräfte bei Seitenkraftbela­ stung).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel­ heiten näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in raumbildlicher Darstellung ab­ schnittsweise einen Längslenker an einer Radaufhängung für Kraftfahrzeuge mit einem darin angeordneten Schwenklager, dessen Innenteil mit diametral gegenüberliegenden radialen Vorsprüngen versehen ist.

Der allgemein mit 10 bezeichnete Längslenker für eine Radaufhängung ei­ nes Kraftfahrzeuges weist ein büchsenförmig angeformtes Auge 12 auf, daß das Außenteil eines mit 14 bezeichneten Schwenklagers ist.

Das Schwenklager 14 weist ein in das Auge 12 einvulkanisiertes Elastomer­ teil 16 und ein Innenteil 18 auf.

Das Innenteil 18 z. B. aus Stahl besitzt eine zentrale Bohrung 20 für eine durchgehende Befestigungsschraube, mittels der das Innenteil 18 mit einer nicht dargestellten Konsole am Aufbau eines Kraftfahrzeuges verschraubbar ist.

Das Innenteil 18 weist zwei diametral gegenüberliegende, sich radial nach Außen erstreckende Vorsprünge 22, 24 auf, denen in einer einheitlichen Querebene Q-Q entsprechende Ausnehmungen (26, 28) gegenüberliegen.

Das Elastomerteil 16 weist ferner in Umfangsrichtung verlaufende Ausneh­ mungen 30, 32, 34, 36 auf, die jeweils an die Radialflächen 26a bzw. 28a der Ausnehmungen 26, 28 anschließen.

Dabei sind die Vorsprünge 22, 24 des Innenteils 18 in das einstückig ausge­ führte Elastomerteil 16 eingebettet, wobei die geometrische Auslegung so getroffen ist, daß jeweils zwischen den radial äußeren Begrenzungsflächen 30a, 32a, 34a, 36a und den radial äußeren Stirnflächen 22b und 24b der Vor­ sprünge 22, 24 ein geringer Spalt s verbleibt.

Durch diese geometrische Auslegung wird erreicht, daß bei einer reinen Tor­ sionsbelastung des Schwenklagers 14 die Vorsprünge 22, 24 des Innenteils 18 relativ im Elastomerteil 16 über einen begrenzten Schwenkwinkel ver­ drehbar sind, wobei nur der jeweilige Mittelsteg 16a auf Scherung bean­ sprucht wird.

Treten eingeleitet über den Längslenker 10 radial wirkende Kräfte und Mo­ mente in der horizontal liegenden Belastungsebene Q-Q auf, so wird einer der Vorsprünge 22, 24 entsprechend in die korrespondierende Ausnehmung 26, 28 hinein verlagert, wobei nunmehr bei Torsionsbelastung die Radialflä­ chen 22a bzw. 24a mit den entsprechenden Radialflächen 26a bzw. 28a des Elastomerteils 16 in Wirkverbindung treten. Dabei werden nun die entspre­ chenden Bereiche zusätzlich auf Druck belastet und damit die Torsionsstei­ figkeit wesentlich erhöht.

Es versteht sich, daß das Schwenklager 14 auf die geforderten elastokine­ matischen Eigenschaften und Torsionssteifigkeit entsprechend abstimmbar ist. So können die Vorsprünge 22, 24 selbstverständlich bereits teilweise in die Ausnehmungen 26, 28 einragen. Die Radialflächen 22a, 24a bzw. 26a, 28a können auch unter einem definierten Winkel konisch verlaufen, so daß auch darüber die Lagerkennlinie beeinflußbar ist. Die Ausnehmungen 26, 28 kön­ nen ferner von den Vorsprüngen 22, 24 aus betrachtet auch weniger tief aus­ geführt sein, um die Längsnachgiebigkeit des Schwenklagers 14 auf ein de­ finiertes Maß zu begrenzen.

Im Rahmen des beschriebenen Einsatzes als Schwenklager für eine Radaufhängung in einem Kraftfahrzeug ist selbstverständlich darauf zu ach­ ten, daß die Lagerquerebene Q-Q des Schwenklagers 14 im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, entsprechend dem Anforderungsprofil bzw. den beim Bremsen der Räder auftretenden Längskräften und/oder den beim Durchfahren von Kurven aufgrund der an den Rädern wirkenden Seitenkräf­ ten auftretenden Belastungen.

Claims (7)

1. Schwenklager mit einem Innenteil, einem büchsenförmigen Außenteil und einem dazwischen angeordneten, begrenzt elastischen Elastomerteil, das fest bzw. unverdrehbar mit dem Innenteil und dem Außenteil verbunden ist und eine Relativverdrehung mit zunehmender Torsionssteifigkeit er­ möglicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (18) mit zumindest einem radialen Vorsprung (22, 24) versehen ist, dem eine radial sich fort­ setzende Ausnehmung (26, 28) im Elastomerteil (16) gegenüberliegt, wo­ bei Radialflächen (22a, 24a bzw. 26a, 28a) des Innenteils (18) und des Elastomerteils (16) bei Relativverdrehung und/oder Radialverschiebung zunehmend in Wirkverbindung treten.

2. Schwenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei dia­ metral gegenüberliegende Vorsprünge (22, 24) vorgesehen sind, die mit zwei korrespondierenden Ausnehmungen (26, 28) zusammenwirken.

3. Schwenklager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die radialen Ausnehmungen (26, 28) des Elastomerteiles (16, 18) in Lagerumfangsrichtung verlaufende Ausnehmungen (30, 32, 34, 36) an­ schließen.

4. Schwenklager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmungen (30, 32, 34, 36) ein be­ grenzt freies Eintauchen der Vorsprünge (22, 24) bei Torsionsbelastung ermöglichen (Spalt s).

5. Schwenklager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (22, 24) des Innenteils (18) in Elastomermaterial des Elastomerteils (16) eingebettet sind.

6. Schwenklager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einer Radialverschiebung in einer defi­ nierten Lagerquerebene (Q-Q) durch Eintauchen der Vorsprünge (22, 24) des Innenteils (18) in die radial verlaufenden Ausnehmungen (26, 28) die Torsionsfestigkeit überproportional ansteigt.

7. Schwenklager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che an einem Lenker (Längslenker 10 und/oder Querlenker) für eine Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, wobei die besagte Lagerquerebene (Q-Q) im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist und Radialverschiebun­ gen insbesondere beim Bremsen und/oder bei Seitenkraftbeaufschlagung der Räder des Kraftfahrzeuges in der Lagerquerebene (Q-Q) liegen.