Die Erfindung betrifft ein Gummilager mit axialer Dämpfung, welches im wesentlichen
aus einem Innenteil, einem das Innenteil abschnittsweise umgebenden und mit ihm durch
Vulkanisation verbundenen Elastomer, Kammern für ein Dämpfungsmittel, einem
Kanalträger mit Dämpfungsmittelkanal und einer die vorgenannten Teile aufnehmenden
Lagerhülse besteht.
Gummilager werden in unterschiedlichster Ausführung hergestellt und insbesondere im
Automobilbau vielfach eingesetzt. Dort dienen Sie beispielsweise zur Lagerung der
Radaufhängung oder als Hilfsrahmenlager. Je nach Einsatzzweck werden
unterschiedliche Anforderungen an das Dämpfungsverhalten der Gummilager gestellt.
Dabei läßt sich das Dämpfungsverhalten sowohl durch die Auswahl der Materialien,
insbesondere des Elastomers, als auch durch die konstruktive Gestaltung des Lagers
beeinflussen.
Es ist bekannt, Gummilager so auszubilden, daß sie Kammern zur Aufnahme eines
Dämpfungsmittels, vorzugsweise eines hydraulischen Dämpfungsmittels, aufweisen.
Zur Erzielung einer hohen Dämpfungswirkung nutzt man den durch eine Massedämpfung
hervorgerufenen Tilgereffekt. Dazu werden in dem Lager Dämpfungsmittelkanäle
vorgesehen, welche die Dämpfungsmittel enthaltenden Kammern miteinander verbinden,
so daß das Dämpfungsmittel zwischen den Kammern zirkulieren kann und durch das Hin-
und Herschwingen seiner Masse den Tilgereffekt hervorruft.
Ein solches Lager mit Kammern für das Dämpfungsmittel und einem speziell
ausgebildeten Dämpfungsmittelkanal ist beispielsweise durch die DE 197 29 290 A
beschrieben. Bei diesem Lager ist zwischen dem Lagerinnenteil und der Außenhülse ein
Kanalträger eingeordnet, in welchem der die radial verteilt angeordneten Kammern
miteinander verbindende Dämpfungsmittelkanal ausgebildet ist. Durch die Menge und die
Art des Dämpfungsmittels sowie selbstverständlich durch die Größe der
Dämpfungsmittelkammern läßt sich das Dämpfungsverhalten des Lagers beeinflussen.
Allerdings ist das in der Schrift offenbarte Lager vornehmlich im Hinblick auf eine
Beeinflussung des Dämpfungsverhaltens bei radial eingetragenen Kräften ausgebildet.
Insbesondere bei Hilfsrahmenlagern spielt aber das axiale Dämpfungsverhalten des
Lagers eine wichtige Rolle. Insofern ist es wünschenswert, ein Gummilager so
auszubilden, daß auch im Hinblick auf eine axiale Dämpfung der Tilgereffekt genutzt und
das Dämpfungsverhalten variiert werden kann.
DE 36 32 612 A1 offenbart eine elastische Tragkonstruktion mit einer Flüssigkeits
füllung. Diese Tragkonstruktion besteht aus einem mehrstückigen, zylinderförmigen
Lagerinnenteil, dessen beiden Endbereiche einen größeren Durchmesser als der zwischen
diesen Endbereichen liegende Mittelbereich des Lagerinnenteils aufweisen. Zwischen den
beiden Endbereichen ist ein Drosselteil eingesetzt, das über einen Gummiring mit einer
Metallhülse verbunden ist, welche das Mittelteil umgibt. Dadurch wird zwischen dem
unteren Endbereich und dem Drosselteil eine untere Flüssigkeitskammer und zwischen
dem oberen Endbereich und dem Drosselteil eine obere Flüssigkeitskammer gebildet. Das
Drosselteil ist von einer äußeren Manschette umgeben, mit der es derart zusammenwirkt,
dass ein umlaufender Drosselkanal gebildet wird, von welchem die obere und die untere
Flüssigkeitskammer miteinander verbunden werden.
DE 197 13 003 A1 offenbart eine Hülsengummifeder mit hydraulischer Dämpfung für
Lagerungen in Kraftfahrzeugen. Auf einem einstückigen Lagerinnenteil sitzt eine Kanal
platte, von welcher zwei mit Flüssigkeit gefüllte Kammern räumlich voneinander getrennt
sind, wobei die Kanalplatte einen Drosselkanal enthält, über den die beiden Kammern
miteinander verbunden sind. Die erste Kammer ist nach unten durch einen Elastomer
körper und die zweite Kammer nach oben durch eine dichtend verschließende Kappe
begrenzt, wobei sowohl der Elastomerkörper als auch die dichtend verschließende Kappe
zwischen dem einstückigen Lagerteil und einer äußeren Lagerhülse angeordnet sind.
DE 41 43 080 C2 offenbart ein fluidgefülltes, zylindrisches Elastiklager zur flexiblen
Verbindung von zwei Bauteilen. Um eine innere Metallhülse herum sitzt ein aus
kragender Ring, von welchem eine mit Flüssigkeit gefüllte Kammer räumlich in zwei
Ringabteile geteilt ist, die über einen gedrosselten Kanal miteinander verbunden sind.
Nach oben und nach unten ist die Kammer von zwei Gummikörpern begrenzt, die
zwischen der inneren Metallhülse und einer äußeren Hülse angeordnet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gummilager mit axialer Dämpfung zu schaffen, dessen
Kennungsverhalten in einfacher Weise unterschiedlich ausgelegt werden kann.
Die Aufgabe wird durch ein Gummilager mit axialer Dämpfung entsprechend den
Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw.
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
Das Gummilager besteht in bekannter Weise aus einem Lagerinnenteil, einem das
Lagerinnenteil abschnittsweise umgebenden, mit ihm durch Vulkanisation verbundenen
Elastomer und weist Kammern zur Aufnahme eines Dämpfungsmittels sowie einen die
Zirkulation des Dämpfungsmittels zwischen den Kammern ermöglichenden
Dämpfungsmittelkanal auf. Die genannten Lagerteile werden von einer im wesentlichen
zylinderförmigen Lagerhülse aufgenommen. Das Lagerinnenteil ist, wie auch bei anderen
aus dem Stand der Technik bekannten Lagern, mehrstückig ausgebildet. Außerdem weist
das Lagerinnenteil an den axialen Lagerenden jeweils einen Abschnitt mit einem
gegenüber dem mittleren Bereich des Lagerinnenteils vergrößerten Durchmesser auf.
Erfindungsgemäß ist zwischen den im Durchmesser vergrößerten Abschnitten des
Lagerinnenteils ein den Kanalträger mit Kammern für das Dämpfungsmittel angeordnet.
Dieser Kanalträger besteht aus einer Innenhülse, einem mit der Innenhülse durch
Vulkanisation verbundenen Elastomer und einen die Innenhülse und das Elastomer
umgebenden, mit ihnen ebenfalls durch Vulkanisation verbundenen Kanalring. In die
Außenkontur des Kanalrings ist mindestens eine Nut eingearbeitet, die zwischen dem
Kanalring und der Außenhülse des Lagers mindestens einen Kanal ausbildet, über den die
in dem Kanalträger gebildeten Kammern sowie sich bei der Montage zwischen dem
Kanalträger und den im Durchmesser erweiterten Abschnitten des Lagerinnenteils
ausbildende Kammern miteinander verbunden sind.
Gemäß einer Ausgestaltungsmöglichkeit besteht das mehrstückige Lagerinnenteil aus
zwei Tragkörpern, von denen einer den gesamten mittleren Bereich des Lagerinnenteils
und einen sich daran anschließenden, im Durchmesser gegenüber diesem Bereich
vergrößerten Abschnitt des einen axialen Lagerendes ausbildet. Der andere Tragkörper ist
dabei als ein Ring ausgebildet, welcher das andere, im Durchmesser erweiterte, axiale
Lagerende des Lagerinnenteils bildet. Dabei ist der letztere Tragkörper erfindungsgemäß
auf den, den mittleren Bereich des Lagerinnenteils ausbildenden ersten Tragkörper
aufgeschoben. Beide Tragkörper sind im Bereich der axialen Lagerenden von einem
Elastomer umgeben, welches mit ihnen und jeweils einem Außenring durch
Vulkanisation verbunden ist.
Vorteilhafterweise ist bei dem so ausgebildeten Gummilager an dem Tragkörper auf dem
den mittleren Bereich des Lagerinnenteils ausbildenden Teil in der Nähe des im
Durchmesser vergrößerten Abschnitts ein Absatz zur axialen Lagefixierung des
Kanalträgers vorgesehen.
Für eine lagerichtige Montage des Lagers ist der den mittleren Bereich des
Lagerinnenteils ausbildende Teil des Tragkörpers auf seiner Umfangsfläche außerdem mit
einer Abflachung versehen.
Der Kanal für das Dämpfungsmittel verläuft im Sinne der Erfindung schräg- oder
wendelförmig auf der Außenkontur des Kanalringes. Dabei verbindet der
Dämpfungsmittelkanal diejenigen Kammern miteinander, welche sich bei der Montage
zwischen dem Kanalträger und den im Durchmesser erweiterten Abschnitten des
Lagerinnenteils ausbilden. Diese Kammern bilden sich aufgrund der Gestaltung des
Lagerinnenteils und des Kanalträgers einander axial gegenüberliegend in der Nähe der
axialen Lagerenden aus. Eine sowohl radial wie auch axial wirkende und durch eine
entsprechende Gestaltung der Lagerteile leicht zu variierende Dämpfung ergibt sich,
wenn zwischen der oder den in der Nähe eines axialen Lagerendes gebildeten Kammern
und den Kammern in dem Kanalträger eine das Zirkulieren von Dämpfungsmittel
ermöglichende Verbindung besteht.
Der modulare Aufbau des Lagers ermöglicht es in besonders günstiger Weise das
Dämpfungsverhalten des Lagers auf den jeweiligen Einsatzzweck abzustimmen. Durch
unterschiedliche Formen des erfindungsgemäß vorgesehenen Kanalträgers ist es zudem
auf einfache Weise möglich, das Kennungsverhalten unterschiedlich auszulegen. So
weisen die Außenkontur der Innenhülse des Kanalträgers sowie das die Innenhülse
umgebende Elastomer und somit die Außenkontur des Kanalträgers einen von der
Kreisform abweichenden Querschnitt auf, während seine Innenkontur einen annähernd
kreisförmigen Querschnitt besitzt. Damit ist es möglich das Kennungsverhalten des
Lagers zu variieren, ohne das Lagerinnenteil in seiner Form zu verändern, insbesondere
ohne bei dem Lagerinnenteil von der zylindrischen Form abzugehen. Beispielsweise ist es
ohne erhöhten Fertigungsaufwand möglich, durch eine quadratische oder rechteckige
Form des Kanalträgerquerschnitts ein in Umfangsrichtung unterschiedliches
Kennungsverhalten des Lagers zu erreichen. Das mehrstückige, aus den Tragkörpern
bestehende Lagerinnenteil kann dabei auch aus relativ dünnen Hohlprofilelementen
bestehen.
Insgesamt wird mit der Erfindung ein Lageraufbau geschaffen, der sich durch hohe
Flexibilität im Hinblick auf eine Anpassung der wesentlichen Lagerkennwerte auf den
jeweiligen Einsatzzweck auszeichnet. Dies wird vor allem durch den modularen
Lageraufbau, insbesondere aber durch den Kanalträger erreicht, welcher durch die Form
seiner Außenkontur einerseits eine hohe Variabilität im Hinblick auf das radiale
Dämpfungsverhalten des Lagers ermöglicht und andererseits eine Feinabstimmung des
axialen Dämpfungsverhaltens durch eine in weiten Grenzen veränderbare Länge des
Dämpfungsmittelkanals zuläßt. Die dargestellten Vorteile werden zudem mit einem
vergleichsweise einfachen Lageraufbau erreicht.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert
werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 Das erfindungsgemäße Lager in einer axial geschnittenen Darstellung,
Fig. 2 Das Lager gemäß Fig. 1 in einer axonometrischen, teilweise geschnittenen
Darstellung,
Fig. 3 Den Kanalträger des Lagers gemäß Fig. 1 und 2 in einer axialen
Schnittdarstellung,
Fig. 4 Den Kanalträger gemäß Fig. 3 in einer axonometrischen Darstellung,
Fig. 5 Den Kanalträger gemäß Fig. 3 und 4 in einer radial geschnittenen Darstellung,
Fig. 6 Einen Tragkörper des Lagerinnenteils in einer axial geschnittenen Darstellung,
Fig. 7 Den Tragkörper gemäß Fig. 6 in einer axonometrischen Darstellung,
Fig. 8 Einen weiteren gemeinsam mit dem Tragkörper gemäß Fig. 6 das Lagerinnenteil
ausbildenden Tragkörper.
Die Fig. 1 veranschaulicht den Aufbau des erfindungsgemäßen Lagers anhand einer
Schnittdarstellung, bei welcher der Schnitt axial durch das Lager geführt ist. Das Lager ist
im wesentlichen aus einem Lagerinnenteil 1, einem das Lagerinnenteil 1 umgebenden
Kanalträger 11 sowie einer diese Teile aufnehmenden Lagerhülse 10 gebildet. Das
Lagerinnenteil 1 ist mehrstückig ausgebildet und besteht in dem dargestellten Beispiel aus
zwei Tragkörpern 16, 17, von denen einer den gesamten mittleren Bereich 4 des
Lagerinnenteils 1 und einen gegenüber diesem mittleren Bereich 4 im Durchmesser
erweiterten Abschnitt 2 am axialen Ende des Lagers ausbildet, während der andere
Tragkörper 17 aus einem ringförmigen Element besteht, welches auf den ersten
Tragkörper 16 aufgeschoben ist. Der Kanalträger 11, welcher das Lagerinnenteil 1
umgibt, besteht aus einer Innenhülse 13 und einem Kanalring 15, wobei zwischen der
Innenhülse 13 und diesem Kanalring 15 Kammern 5, 5' zur Aufnahme eines
Dämpfungsmittels ausgebildet sind. Bei der Montage des Lagers bilden sich durch die
spezielle Formgebung der Tragkörper 16, 17 und des Kanalträgers 11 zwischen den im
Durchmesser erweiterten Abschnitten 2, 3 des Lagerinnenteils 1 und dem Kanalträger 11
weitere Kammern 6, 7 aus. Die Kammern 6, 7 sind durch einen auf der Außenkontur des
Kanalringes 15 verlaufenden Kanal 12 miteinander verbunden. Der Kanal 12 ist
besonders gut in der axonometrischen Darstellung gemäß Fig. 4 zu erkennen. Er verläuft
wendel- oder spiralförmig auf der Außenkontur des Kanalringes 15, so daß er die
einander axial gegenüberliegenden Kammern 6, 7 miteinander verbindet. Das
Lagerinnenteil 1 ist ebenso wie der Kanalträger 11 abschnittsweise von einem
Elastomer 9, 9' umgeben und mit diesem durch Vulkanisation verbunden.
Die besondere Ausbildung des Kanalträgers 11 wird noch einmal durch die Fig. 3
bis 5 verdeutlicht. In der Fig. 3 erkennt man die Innenhülse 13 des Kanalträgers 11,
welche durch Vulkanisation mit einem Elastomer 14 und mit dem ringförmigen Kanalring
15 verbunden ist. Zwischen dem Kanalring 15 und der Innenhülse 13 sind
Dämpfungsmittelkammern 5, 5' ausgebildet. Diese Kammern 5, 5' stehen mit wenigstens
einer der sich zwischen dem Tragkörper 16 und dem Kanalträger 11 bei der
Lagermontage an den axialen Enden des Lagers ausbildenden Kammern 6 bzw. 7 in
Verbindung. Eine Möglichkeit der Kanalführung ist in der Fig. 4 zu erkennen. Der
wendelförmig um den Kanalring 15 umlaufende Kanal 12 verbindet die gleichzeitig mit
den Kammern 5, 5' des Kanalträgers 11 in Verbindung stehende
Dämpfungsmittelkammer 6 mit der axial gegenüberliegend angeordneten
Dämpfungsmittelkammer 7. Die von dem Kanalträger 11 ausgebildeten Kammern 5, 5'
sind in der Fig. 5, welche eine radial geschnittene Darstellung des Kanalträgers 11 zeigt,
ebenfalls gut erkennbar. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die
Innenhülse 13 des Kanalträgers 11 eine Außenkontur mit einem annähernd quadratischen
Querschnitt. Durch diese Außenkontur wird das Kennungsverhalten des Lagers bestimmt.
Dabei ermöglicht es die spezielle Ausbildung des Lagers, das Kennungsverhalten ohne
Veränderung der Innengeometrie des Lagerinnenteils 1 zu variieren. Dies ist ein
bedeutender Vorteil dieser modularen Ausführungsform des Gummilagers. Die
Lagereigenschaften, wie Dämpfungsverhalten und Kennungsverhalten, werden
hauptsächlich durch die Ausbildung des Kanalträgers 11, insbesondere der Außenkontur
seiner Innenhülse 13 und des Kanals 12 bestimmt.
Durch die Fig. 6 wird nochmals die Ausbildung des gemäß Fig. 1 oberen Tragkörpers 16
des Lagerinnenteils 1 veranschaulicht. Der Tragkörper 16 bildet gemäß dem dargestellten
Beispiel den gesamten mittleren Bereich 4 des Lagerinnenteils 1 und den axialen
Abschluß des einen Lagerendes aus. Dieser axiale Abschluß ist in seinem Durchmesser
gegenüber dem mittleren Bereich 4 vergrößert. Im Bereich des axialen Abschlusses ist der
Tragkörper 16 durch Vulkanisation mit einem Elastomer 18 und einem, eine Dichtlippe
ausbildenden Außenring 19 umgeben. Auf dem Bereich 4 mit verringertem Durchmesser
ist entsprechend der dargestellten Ausführungsform in der Nähe des axialen Abschlusses
ein Absatz 20 vorgesehen. An diesem Absatz wird der Kanalträger 11 des Lagers in
axialer Richtung fixiert. Der zweite Tragkörper 17, welcher gemeinsam mit dem
Tragkörper 16 das Lagerinnenteil 1 ausbildet, ist in der Fig. 8 nochmals als Einzelheit
dargestellt. Es handelt sich hierbei um einen auf den vom Tragkörper 16 ausgebildeten
mittleren Bereich 4 aufschiebbaren Ring, welcher ebenfalls durch Vulkanisation mit
einem Elastomer 18' und einem Außenring 19' umgeben ist.
Liste der Bezugszeichen
1
Lagerinnenteil
2
Abschnitt
3
Abschnitt
4
mittlerer Bereich
5
,
5
' Kammer
6
Kammer
7
Kammer
9
,
9
' Elastomer
10
Lagerhülse
11
Kanalträger
12
Kanal
13
Innenhülse
14
Elastomer
15
Kanalring
16
Tragkörper
17
Tragkörper
18
,
18
' Elastomer
19
,
19
' Außenring
20
Absatz
21
Abflachung