DE3033784C2 - - Google Patents
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- DE3033784C2 DE3033784C2 DE3033784A DE3033784A DE3033784C2 DE 3033784 C2 DE3033784 C2 DE 3033784C2 DE 3033784 A DE3033784 A DE 3033784A DE 3033784 A DE3033784 A DE 3033784A DE 3033784 C2 DE3033784 C2 DE 3033784C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
- F16C11/04—Pivotal connections
- F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
- F16C11/0614—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part of the joint being open on two sides
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Lager gemäß Oberbegriff von
Anspruch 1.
Eine Anordnung dieser Art ist aus der USA 30 20 101 be
kannt. Hierbei handelt es sich um ein Drehlager mit ei
nem dreiteiligen Kugelelement, das unter Zwischenschal
tung eines elastisch verformbaren Ringkörpers auf zwei
mit einer Zentralbohrung für ein Lagerteil versehenen
Seitenhülsen aufgenommen ist. Der elastische Ringkörper
gestattet dabei einen gewissen Radialversatz geringer
Amplitude mit Selbstrückstellung zwischen dem Kugelele
ment und den Seitenhülsen bzw. dem diese aufnehmenden
Lagerteil. Infolge fehlender Abstützung in Umfangsrich
tung sind jedoch federnd bzw. selbstrückstellend ablau
fende Rotationsbewegungen zwischen dem Kugelelement und
den Seitenhülsen bzw. dem diese aufnehmenden Lagerteil
nicht möglich. Da die Seitenhülsen mit stirnseitigen
Flanschen direkt am Kugelelement anliegen sind auch
Kippbewegungen zwischen Kugelelement und dem die Seiten
hülsen aufnehmenden Lagerteil ausgeschlossen. Gleichzei
tig ist jede Art von Axialverschiebung unterbunden.
Aus dem DE-GM 75 12 293 ist ein Radialgleitlager für ei
ne rotierbare Welle bekannt. Die Welle ist hierbei dreh
bar in einer Lagerbüchse aufgenommen, die unter Zwischen
schaltung von Gummipuffern an einem Lagergehäuse aufge
hängt ist. Die Gummipuffer ermöglichen zwar im Rahmen
ihrer Elastizität federnde Radial- und Winkelversatzbe
wegungen zwischen der Welle und dem Lagerhäuse. Theore
tisch wäre auch eine federnde Radialversatzbewegung zwi
schen Welle und Lagergehäuse möglich. Hierzu kann es je
doch infolge der Drehlagerung der Welle bei regulärem
Betrieb nicht kommen.
Die US-A 10 19 424 zeigt ein selbsteinstellendes Dreh
lager für eine rotierbare Welle. Die Welle ist dabei
drehbar in einer Lagerbüchse aufgenommen, die mit einem
Kugelteil verbunden ist, das in einem Lagergehäuse auf
genommen ist. Die praktisch als Zwischenstück fungieren
de Lagerbüchse ist hierzu mit einem Radialflansch ver
sehen, der von zwei das Kugelteil bildenden Ringen flan
kiert und hiermit durch Schraubbolzen verbunden ist, die
in axialer Richtung durch Federn abgestützt sind. Die
den Schraubbolzen zugeordneten Bohrungen des lagerbüch
senseitigen Flansches besitzen gegenüber dem Schraubbol
zendurchmesser Übermaß. Im Rahmen dieses Übermaßes wären
zwar ein Radialversatz und eine Drehbewegung der Lager
büchse gegenüber dem Kugelteil möglich, sobald die durch
die Federn erzeugte, reibschlüssige Verbindung zwischen
dem lagerbüchsenseitigen Flansch und den das Kugelteil
bildenden Ringen überwunden ist. Infolge des vorgesehe
nen Reibschlusses fehlt jedoch eine selbsttätige Rück
stellbewegung. Nach einmaligem Verbrauch des durch das
Übermaß gegebenen Spiels liegen die Teile starr aneinan
der an. Die durch das Übermaß zwischen Bohrungsdurch
messer und Schraubbolzendurchmesser an sich gegebenen
Bewegungsmöglichkeiten kommen hier daher praktisch nicht
zum Tragen. Abgesehen davon kann bei der bekannten An
ordnung der Fall von Drehbewegungen zwischen Kugelteil
und Welle infolge der Drehlagerung der Welle bei norma
len Betriebsbedingungen ohnehin nicht vorkommen. Hinzu
kommt, daß Winkelversatzbewegungen infolge der flächi
gen Anlage der das Kugelteil bildenden Ringe am lager
büchsenseitigen Flansch ganz ausgeschlossen sind.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorlie
genden Erfindung, ein Lager gattungsgemäßer Art so zu
verbessern, daß federnde Drehbewegungen etc. kleiner
Amplitude zwischen dem Zwischenstück und dem dieses ab
stützenden Lagerteil möglich sind und daß derartige Be
wegungen im Falle größerer Bewegungsamplituden unterbun
den sind und dementsprechend durch eine Gleitbewegung
zwischen dem Zwischenstück und dem anderen Lagerteil
aufgenommen werden.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Maßnahmen
des Anspruchs 1 gelöst.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird sicher
gestellt, daß die eigentliche Lagerfläche zwischen dem
Zwischenstück und dem hiermit in gleitender Anlage sich
befindenden, anderen Lagerteil nur im Falle größerer Be
wegungsamplituden beansprucht werden. Kleinere Bewegun
gen werden zwischen dem Zwischenstück und dem dieses
aufnehmenden Lagerteil kompensiert, was insgesamt eine
schonende Betriebsweise und eine lange Lebensdauer ge
währleistet. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen führen dem
entsprechend zu einem geringen Wartungs- und Instandhal
tungsaufwand und gewährleisten dennoch eine hohe Zuver
lässigkeit. Da die aus elastischem Material bestehende
Muffe nur Bewegungen mit verhältnismäßig kleiner Ampli
tude aufzunehmen hat, ergibt sich in vorteilhafter Weise
auch eine sehr kompakte Bauweise.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildun
gen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprü
chen angegeben.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Lager,
Fig. 2 eine Ansicht der Anordnung in Fig. 1 in Rich
tung des Pfeils II gesehen und
Fig. 3 eine andere Ausführungsform des erfindungs
gemäßen Lagers in der Fig. 2 entsprechenden
Darstellung.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Lager besteht
aus einem inneren Lagerteil 2, einem Zwischenstück 4 und
einem äußeren Lagerteil 6. Das innere Lagerteil 2 wird
durch einen Zapfen bzw. Bolzen gebildet, der zum Zwecke
seiner Befestigung an einem bei 10 angedeuteten Bauteil
mit Ausnehmungen 8 versehen ist. Das äußere Lagerteil 6
wird durch einen Lagerring gebildet, der in eine ent
sprechende Bohrung eines weiteren Bauteils 12 einge
setzt ist. Das dargestellte Lager ist selbstausrich
tend. Ein Lager der dargestellten Art kann beispiels
weise innerhalb des Federungssystems eines Kraftfahr
zeugs Verwendung finden, um z. B. Relativdrehungen zwi
schen den Federungssystem-Bauteilen 10 bzw. 12 be
züglich der Längsachse des inneren Lagerteils 2 auf
zunehmen. Das dargestellte Lager kann somit etwa zur
Abstützung eines Lenkers zum Verhindern von Schlinger
bewegungen (anti-roll bar) zweckmäßig Verwendung fin
den.
Das Zwischenstück 4 ist mittels einer Muffe 14 aus
elastomerem Material nachgiebig auf dem durch einen
Zapfen bzw. Bolzen gebildeten inneren Lagerteil 2 ab
gestützt. Diese Muffe 14 verleiht dem Zwischenstück 4
eine erst ab einem gewissen Grad begrenzte Bewegungs
freiheit gegenüber dem inneren Lagerteil 2. Die äuße
re Oberfläche des Zwischenstücks 4 ist kugelig ausge
führt und befindet sich in Oberflächengleitkontakt
mit einem selbstschmierendem Laufmantel 16, der auf
dem durch einen Lagerring gebildeten äußeren Lager
teil 6 festgelegt ist. Der genannte Laufmantel 16
kann z. B. aus Polytetrafluoräthylen bestehen.
Das Zwischenstück 4 und das innere, durch einen Bolzen
bzw. Zapfen gebildete Lagerteil 2 sind, wie am besten
aus Fig. 2 erkennbar ist, in einem Bereich seitlich
neben der Muffe 14 mit jeweils einer, hier durch in
gegenseitigem Zahneingriff stehende Verzahnungen 18
bzw. 19 gebildeten, einen gegenseitigen Formschluß
bewirkenden Profilierung versehen. Zwischen den Ver
zahnungen 18 bzw. 19 ist dabei, wie bei 20 angedeutet,
so viel Spiel vorgesehen, daß eine Relativdrehung zwi
schen dem inneren Lagerteil 2 und dem Zwischenstück 4
in der Größenordnung von vorzugsweise etwa plus/minus
3° möglich ist. Es ist aber auch ohne weiteres mög
lich, einen größeren oder kleineren Bewegungsbereich
vorzusehen, sofern dies erwünscht ist.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das innere Lagerteil 2 mit einem seitlich neben
der Muffe 14 angeordneten Flansch 22 versehen, der
mit parallelen Abflachungen 24 ausgestattet ist. Die
ser Flansch 22 greift in eine zu den Abflachungen 24
parallele Seitenwandungen aufweisende Nut 26 des Zwi
schenstücks 4 ein. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
ist zwischen den Abflachungen 24 und den hierzu pa
rallelen Seitenwandungen der Nut 26 ausreichend Spiel
vorgesehen, wie ebenfalls bei 20 angedeutet ist, um
eine begrenzte Drehbewegung zwischen dem inneren,
durch einen Bolzen gebildeten Lagerteil 2 und dem Zwi
schenstück 4 zu ermöglichen.
Ein erfindungsgemäßes Lager vorstehend beschriebener
Art arbeitet wie folgt:
Bewegungen mit kleiner Amplitude und hoher Frequenz
bewirken Relativbewegungen zwischen dem inneren, durch
einen Bolzen gebildeten Lagerteil 2 und dem Zwischen
stück 4. Diese Bewegungen werden durch die aus elasto
merem Material bestehende Muffe 14 aufgenommen. Wenn
jedoch die Bewegungsausschläge so groß werden, daß die
Verzahnungen 18 und 19 mit einander gegenüberliegen
den Zahnflanken aneinander zur Anlage kommen (Fig. 2)
oder daß die Abflachungen 24 zur Anlage an den benach
barten Seitenwandungen der Nut 26 kommen (Fig. 3),
wird durch den bewerkstelligten Formschluß jede wei
tere Relativbewegung zwischen dem inneren Lagerteil 2
und dem Zwischenstück 4 verhindert. Anstelle dessen
kommt es nunmehr zu Relativbewegungen zwischen dem Zwi
schenstück 4 und dem äußeren, durch einen Lagerring
gebildeten Lagerteil 6, wobei das Zwischenstück 4
eine gleitende Bewegung auf dem Laufmantel 16 ausführt.
Da die äußere Oberfläche des Zwischenstücks 4 kugelig
ausgebildet ist, kann auch eine Relativbewegung zwi
schen den Bauteilen 10 und 12 um eine zur Längsachse
des inneren Lagerteils 2 senkrechte Achse stattfin
den. Das erfindungsgemäße Lager funktioniert dabei
praktisch in ähnlicher Weise wie vorstehend für den
Fall von Drehungen um die Längsachse des inneren La
gerteils 2 beschrieben ist, d. h. Bewegungen mit klei
ner Amplitude werden durch die aus elastomerem Mate
rial bestehende Muffe 14 aufgenommen und Bewegungen
mit größerer Amplitude werden durch eine Gleitbewe
gung des Zwischenstücks 4 auf dem Laufmantel 16 auf
genommen. Es ist lediglich dafür zu sorgen, daß im
Bereich des gegenseitigen Eingriffs bezüglich jeder
Drehachse das gewünschte Bewegungsspiel gegeben ist.
Der Laufmantel 16 kann auf den das äußere Lagerteil 6
bildenden Lagerring aufgeklebt sein. Es wäre aber
auch denkbar, den das äußere Lagerteil 6 bildenden
Lagerring insgesamt aus einem geeigneten, selbst
schmierenden Material herzustellen. Das durch einen
Bolzen bzw. Zapfen gebildete innere Lagerteil 2, die
aus elastomerem Material bestehende Muffe 14 und das
Zwischenstück 4 können miteinander verklebt oder ein
fach mit entsprechend festem Preßsitz aufeinander
festgelegt sein.
Vorstehend sind zwar einige besonders vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Maßnahmen näher
beschrieben, ohne daß jedoch hiermit eine Beschrän
kung verbunden sein soll. Vielmehr stehen dem Fach
mann eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung, um
den allgemeinen Gedanken der erfindungsgemäßen Lösung
an die Verhältnisse des Einzelfalls anzupassen.
Claims (8)
1. Lager, insbesondere für die Federung von Fahrzeugen,
mit zwei um eine Drehachse relativ zueinander dreh
beweglichen Lagerteilen und einem zwischen diesen
Lagerteilen angeordneten Zwischenstück, wobei das
Zwischenstück mittels einer Muffe aus elastischem
Material die zwischen dem das Zwischenstück abstüt
zenden Lagerteil und dem Zwischenstück angeordnet
ist, abgestützt ist und sich in gleitender Anlage
am anderen Lagerteil befindet, dadurch gekennzeich
net, daß die Drehbewegung zwischen dem das Zwi
schenstück (4) abstützenden Lagerteil (2) und dem
Zwischenstück (4) um die Drehachse entgegen der Fe
derkraftwirkung der Muffe ermöglicht ist und durch
formschlüssige Kontaktnahme des Zwischenstückes (4)
mit dem das Zwischenstück (4) abstützenden Lager
teil (2) begrenzt ist.
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Zwischenstück (4) und das dieses nachgiebig ab
stützende Lagerteil (2) im Bereich ihrer formschlüs
sig miteinander zusammenwirkenden Abschnitte mit
ineinander greifenden Verzahnungen (18 bzw. 19)
versehen sind.
3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Zwischenstück (4) und das dieses nachgiebig auf
nehmende Lagerteil (2) im Bereich ihrer formschlüs
sig ineinander greifenden Abschnitte mit einer
parallele Wandungen aufweisenden Nut (26) bzw. mit
parallel zu den Nutwandungen verlaufenden Abflachun
gen (24) versehen sind.
4. Lager nach wenigstens einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gegensei
tige Verschwenk- bzw. Verdrehbarkeit des Zwischen
stücks (4) relativ zu dem dieses nachgiebig ab
stützenden Lagerteil (2) durch den formschlüssigen
Eingriff im Bereich der Abschnitte (18, 19 bzw. 24,
26) auf plus/minus 3° begrenzt ist.
5. Lager nach wenigstens einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem
Zwischenstück (4) und dem gleitend hiermit zusam
menwirkenden weiteren Lagerteil (6) ein selbst
schmierender Laufmantel (16) vorgesehen ist.
6. Lager nach wenigstens einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischen
stück (4) und das gleitend hiermit zusammenwirken
de weitere Lagerteil (6) zumindest im Bereich des
gegenseitigen Eingriffs kugelig ausgebildet sind.
7. Lager nach wenigstens einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Lager
teil (2) als Bolzen bzw. Zapfen ausgebildet ist,
der das als Ring ausgebildete weitere Lagerteil (6)
durchsetzt.
8. Lager nach wenigstens einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die relativ
zueinander bewegbaren beiden Lagerteile (2 bzw. 6)
in die Federung eines Fahrzeugs, insbesondere eines
Kraftfahrzeugs, integriert sind.
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