DE3108701A1

DE3108701A1 - Vorrichtung zur elastischen lagerung von maschinen oder maschinenteilen

Info

Publication number: DE3108701A1
Application number: DE19813108701
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ing.(grad.) 5483 Ahrweiler Brenner; Manfred 6410 Höhr-Grenzhausen Kolassa
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1981-03-07
Filing date: 1981-03-07
Publication date: 1982-09-23
Also published as: DE3108701C2

Description

Vorrichtung zur elastischen Lagerung von Maschinen
oder Maschinenteilen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elastischen Lagerung von Maschinen oder Masch-inenteilen, beispielsweise--Achslenkern von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem inneren Befestigungsteil, einem dasselbe unter Bildung eines Zwischenraumes umschließenden Gehäuse und einem unter Vorspannung in den Zwischenraum eingesetzten Gummikörper, der das Befestigungsteil elastisch mit dem Gehäuse verbindet.
Zur elastischen Lagerung von Achslenkern von Kraftfahrzeugen ist eine Vorrichtung bekannt, die aus einem als Hülse oder Zapfen ausgebildeten metallischen Befestigungsteil besteht, das unter Bildung eines ringförmigen Zwischenraumes von einem metallischen Gehäuse umschlossen ist. Das Gehäuse ist entweder direkt durch den Achslenker oder eine getrennte, in den Achslenker einsetzbare Hülse gebildet. In den ringförmigen Zwischenraum ist ein ebenfalls ringförmiger Gummikörper eingesetzt, der das Befestigungsteil elastisch mit dem Gehäuse verbindet. Der ringförmige Gummikörper kann, wenn das Befestigungsteil und das Gehäuse nicht sperrig sind, ohne weiteres durch Vulkanisation mit denselben verbunden sein.
Ist beispielsweise das Gehäuse ein großes sperriges Teil bzw. mit einem solchen Teil verbunden, ist das Anvulkanisieren des Gummikörpers entweder unmöglich oder zumindest schwierig und teuer, da eine komplizierte, druckdichte Form erforderlich ist. In diesem Fall wird der Gummikörper nur mit dem Befestigungsteil durch Vulkanisation verbunden und dann unter Vorspannung in das Gehäuse eingesetzt, in dem er nur durch Haftreibung ge-halten ist. Für eine sichere Montage einer ein hülsenartiges, metallisches Gehäuse aufweisenden Lagervorrichtung, beispielsweise in einem Achslenker, muß die das Gehäuse aufnehmende Bohrung glatt und mit engen Toleranzen hergestellt sein. Dies erfordert nicht nur hohe Fertigungskosten, sondern für die Montage sind auch große Kräfte erforderlich. Wenn das Gehäuse an seiner mit dem Gummikörper zusammenwirkenden Fläche glatt ist - das Gehäuse kann beispielsweise zur Gewichtseinsparung aus Kunststoff gefertigt sein - reicht die durch die Reibung erzielbare Haftung des Gummikörpers vielfach nicht aus, um die auftretende Belastung aufzunehmen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Lagerung von Maschinen oder Maschinenteilen der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß bei geringstem Aufwand eine dauerhafte, sichere Verbindung, die die auftretende Belastung aufnehmen kann, zwischen dem Gummikörper und dem Befestigungsteil und/oder dem Gehäuse erreicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der Gummikörper an seiner.mit dem Befestigungsteil und/oder dem Gehäuse zusammenwirkenden Fläche mindestens einen Nocken trägt und das Befestigungsteil und/oder das Gehäuse mindestens eine der Grundfläche des Nockens entsprechende und denselben aufnehmende Vertiefung aufweist.
Durch den in die Vertiefung des Befestigungsteiles und/oder des Gehäuses ragenden Nocken des Gummikörpers wird eine kraft- und formschlüssige Verbindung erzielt, wobei durch die Wahl der Anzahl der Nocken und der damit zusammenwirkenden Vertiefungen eine einfache Anpassung an die jeweils auftretende Belastung möglich ist. Diese kraft- und formschlüssige Verbindung gestattet es, das Befestigungsteil und/oder das Gehäuse aus Gründen der Gewichtseinsparung und des Korrosionsschutzes aus Kunststoff herzustellen, ohne daß dadurch die aufzunehmende Belastung nennenswert beeinträchtigt wird. Die Nocken und die Vertiefungen lassen es weiterhin zu, daß die Fertigungstoleranzen von Gummikörper, Befestigungs teil und/oder Gehäuse größer gewählt werden können, was den Herstellungsaufwand erheblich verringert und dennoch die gewünschte Belastung gewährleistet.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Dabei zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 eine weitere Ausbildung einer Vorrichtung, bei der Gummikörper sowohl mit dem Befestigungsteil als auch mit dem Gehäuse erfindungsgemäß verbunden ist, Fig. 3 einen Halbschnitt durch ein besonders ausgebildetes Gehäuse, Fig. 4 einen Halbschnitt durch einen mit dem Gehäuse der Fig. 3 zusammenwirkenden Gummikörper und Fig. 5 eine weitere Ausbildung eines Gummi körpers und eines Gehäuses.
Die in der Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Vorrichtung 1 dient zur elastischen Lagerung eines nur angedeuteten Achslenkers 2 an einem Rahmenteil 3 und besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem als Hülse ausgebildeten metallischen Befestigungsteil 4, das in an sich bekannter Weise mittels einer Schraube 5 in das Rahmenteil 3 drehfest eingespannt ist. Das Befestigungsteil 4 ist im vorliegenden Beispiel an seiner Mantelfläche mit einer umlaufenden, wulstartigen Verstärkung versehen und trägt einen ringförmigen, an den Stirnflächen konisch geformten Gummikörper 6, der mit dem hülsenförmigen Befestigungsteil 4 durch Vulkanisation - hier können einfache und mit vielen Nestern bestückte Vulkanisierformen verwendet werden - verbunden ist.
Der Gummikörper 6 ist an seiner äußeren Mantelfläche mit mehreren, beispielsweise acht, einstückig mit dem Gummikörper 6 geformten Nocken 7 versehen, die in zwei umlaufenden Reihen derart auf der Mantelfläche angeordnet sind, daß jede Reihe vier um 900 gegeneinander versetzte Nocken 7 aufweist. Die Nocken 7 der einen Reihe können dabei gegenüber den Nocken 7 der anderen Reihe um einen Winkel von 450 versetzt sein. Der Gummikörpert 6 ist unter radialer Vorspannung in ein ebenfalls als Hülse ausgebildetes Gehäuse 8 eingesetzt, das in diesem Ausführungsbeispiel zur Gewichtseinsparung und zur Vermeidung von Korrosion aus Kunststoff besteht. Das Gehäuse 8 besitzt acht als durchgehende Öffnungen geformte Vertiefungen 9, die entsprechend der Anordnung der Nocken 7 über das Gehäuse 8 verteilt sind, so daß die Nocken 7 des in das Gehäuse 8 eingesetzten Gummikörpers 6 formschlüssig in die Vertiefung 9 des Gehäuses 8 einrasten können. Ober diese formschlüssige Verbindung werden die auftretenden Axial- und Torsionsbelastungen aufgenommen. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Gummikörper 8 an seiner Mantelfläche im Übergangsbereich zur Stirnfläche einen umlaufenden Kragen 10 auf, der als axialer Anschlag dient.
Die Vorrichtung 1 ist mit dem Kunststoff-Gehäuse 8 in eine durchgehende Öffnung bzw. Bohrung 11 des Achslenkers 2 eingesetzt. Zur Sicherung des Gehäuses 8 in der Bohrung 11 ist das Gehäuse 8 an seiner Mantelfläche mit zwei umlaufenden Kragen 12,13 versehen, die unterschiedlich große Durchmesser aufweisen können und den Achslenker 2 - im Querschnitt gesehen - klammerartig umfassen. Zusätzlich oder anstelle des kleineren Kragens 13 kann die Mantelfläche des Gehäuses 8 eine umlaufende Erhöhung 14 besitzen, die in eine entsprechende Aussparung 15 des Achslenkers 2 einrastet. Diese Erhöhung kann auch durch mehrere Nocken gebildet sein, die in entsprechende Vertiefungen bzw. Uffnungen des Achslenkers 2 einschnappen. Beim Eindrücken des Gehäuses 8 in die Bohrung 11 kann durch die Verformung des Kunststoffes eine zusätzliche Vorspannung des Gummi körpers erzielt werden. Durch die Elastizität des Kunststoff-Gehäuses 8 können große Toleranzen zugelassen werden; die Montagekräfte sind gering.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt die Vorrichtung la ebenfalls ein hülsenartiges Befestigungsteil 4a, das entweder aus Metall oder aus Kunststoff besteht und das an seiner Mantelfläche eine Vielzahl von Vertiefungen 16a aufweist, die hier in drei umlaufenden Reihen angeordnet und gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Der Gummikörper 6a besitzt eine Ringform und trägt an seiner Innenfläche eine Vielzahl, der Anzahl und der Anordnung der Vertiefungen 16a entsprechend, von Nocken 17a, die bei dem unter Vorspannung auf das Befestigungsteil 4a aufgebrachten Gummikörper 6a in die Vertiefungen 16a einrasten und somit - neben der Haftreibung - den Gummikörper 6a gegen axiale Verschiebung und Verdrehung auf dem Befestigungsteil 4a sichern.
Der ringförmige Gummikörper 6a ist in diesem Beispiel zweischichtig ausgebildet, wobei die beiden Schichten durch einen einvulkanisierten, der Stützung dienenden Blechring 18a voneinander getrennt sind.
Auch an seiner äußeren Mantelfläche ist der Gummikörper 6a mit mehreren Nocken 7a versehen, die hier in zwei umlaufenden Reihen gleichmäßig verteilt und gegenüber den Innennocken 17a versetzt angeordnet sind. Die Nocken 7a ragen in als Bohrungen ausgebildete Vertiefungen 9a eines Gehäuses 8a, das hier einstückig mit einem Rahmenteil 3a ausgebildet ist.
Dabei ist der Gummikörper 6a ebenfalls unter Vorspannung in das Gehäuse 8a eingesetzt.
In der Fig. 3 der Zeichnung ist ein Gehäuse 8b gezeigt, das beispielsweise aus Kunststoff gefertigt ist und eine zylindrische, äußere Mantelfläche aufweist. An einer Stirnfläche schließt sich an diese Mantelfläche ein umlaufender Ringflansch 19b an. Von beiden Stirnflächen des Gehäuses 8b ausgehend, sind in die Innenwandung mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte, axial verlaufende, rillenartige Vertiefungen 9b eingearbeitet, die mit Abstand voneinander enden, so daß zwischen denselben, also im mittleren Bereich des Gehäuses 8b ein nicht unterbrochener, umlaufender Ring 20b entsteht. Die beidendigen rillenartigen Vertiefungen 9b, die beispielsweise der Innenwandung des Gehäuses 8b ein sägezahnartiges Profil geben, sind vorzugsweise um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt.
Das beschriebene Gehäuse 8b dient zur Aufnahme eines in Fig. 4 dargestellten, ringförmigen, rotationssymmetrischen Gummikörpers 6b, der auf einem als metallische Hülse ausgebildeten Befestigungsteil 4b aufvulkanisiert ist. Der Gummikörper 6b ist in seinem mittleren, äußeren Bereich mit einer umlaufenden der Anordnung des Ringes 20b entsprechenden Ringrille 21b versehen, von der nach beiden Stirnfl-ächen des Gummikörpers ebenfalls mehrere, gleichmäßig-über den Umfang verteilte, axial verlaufende Rillen führen. Durch diese Rillen bleiben ebenfalls axial verlaufende, rippenartige Nocken 7b erhalten, die dem Querschnitt, der Anzahl und der Anordnung der rillenartigen Vertiefungen 9b des Gehäuses 8b entsprechen. Der so ausgebildete Gummikörper 6b wird in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise unter Vorspannung in das Gehäuse 8b derart eingepreßt, daß einerseits der umlaufende Ring 20b in die Ringrille 21b unter Vorspannung einschnappt und andererseits die rippenartigen Nocken 7b in den rillenartigen Vertiefungen 9b unter Vorspannung zur Anlage kommen. Dadurch ergibt sich in axialer und in tangentialer Richtung eine sichere Fixierung und Abstützung des Gummikörpers 6b bei Schubbewegungen infolge von Verdrehung und/oder Axialbewegung.
In Abänderung dieses Ausführungsbeispieles ist es möglich, daß sich die rippenartigen Nocken 7b des Gummikörpers 6b und die rillenartigen Vertiefungen 9b des Gehäuses 8b in ihrer Längsausdehnung nur über einen mittleren Teilbereich oder annähernd über die gesamte Länge von Gummikörper 6b und Gehäuse 8b erstrecken. Dabei entfällt der umlaufende Ring 20b und die entsprechende Ringrille 21b.
Gemäß der Fig. 5 der Zeichnung ist der durch Vulkanisation mit dem Befestigungsteil 4b verbundene Gummikörper 6b der Fig. 4 mit einem zusätzlichen, der axialen Stützung dienenden Kragen 10b ausgerüstet und unter Vorspannung in ein aus Blech bestehendes Gehäuse 8b eingepreßt, das hier als einstückiges Bestandteil eines Rahmenteiles 3b ausgebildet ist.
In Abänderung der erläuterten Ausführungsbeispiele ist es möglich, den Gummikörper mit dem Gehäuse durch Vulkanisation zu verbinden und nur auf dem Befestigungsteil mittels Vorspannung und Nocken bzw. Vertiefungen zu sichern. Der Querschnitt bzw. die Form der Nocken und Vertiefungen kann beliebig gewählt werden.
Bezugszeichenliste 1,1a,1b Vorrichtung 2 Achslenker 3,3a,3b Rahmenteil 4,4a,4b Befestigungsteil 5 Schraube 6,6a,6b Gummikörper 7,7a,7b Nocken 8,8a,8b Gehäuse 9,9a,9b Vertiefungen 10,10b Kragen 11 Bohrung bzw. Uffnung 12 Kragen 13 Kragen 14 Erhöhung 15 Aussparung 16a Vertiefung 17a Nocken 18a Blechring 19b Ringflansch 20b Ring 21b Ringrille Leerseite

Claims

Patentansprüche Vorrichtung zur elastischen Lagerung von Maschinen oder Maschinenteilen, beispielsweise Achslenkern von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem inneren Befestigungsteil, einem dasselbe unter Bildung eines Zwischenraumes umschließenden Gehäuse und einem unter Vorspannung in den Zwischenraum eingesetzten Gummikörper, der das Befestigungsteil elastisch mit dem Gehäuse verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummikörper (6,6a,6b) an seiner mit dem Befestigungsteil (4,4a,4b) und/oder dem Gehäuse (8,8a,8b) zusammenwirkenden Fläche mindestens einen Nocken (7,7a,7b) trägt und das Befestigungsteil (4,4a,4b) und/oder das Gehäuse (6,6a,6b) mindestens eine der Grundfläche des Nockens (7,7a, 7b) entsprechende und denselben aufnehmende Vertiefung (9,9a,9b) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (7,7a,7b) einstückig mit dem Gummikörper (6,6a,6b) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (9,9a) als durchgehende Öffnung ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der Anspr. 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummikörper (6,6a,6b) mehrere Nocken (7,7a,7b) und das Befestigungsteil (4,4a,4b) und/oder das Gehäuse (8,8a,8b) mehrere Vertiefungen (9,9a,9b) aufweist, die gleichmäßig über die zusammenwirkenden Flächen verteilt angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (7,7a,7b) und die Vertiefungen (9,9a,9b) mindestens in zwei Reihen angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken 7,7a,7b) und die Vertiefungen (9,9a,9b) einer Reihe gegenüber der benachbarten Reihe versetzt angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach mindestens einem der Anspr. 4 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (7b) und die Vertiefungen (9b) sägezahnartigen Querschnitt aufweisen und als in axialer Richtung verlaufende Rippen bzw. Rillen ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nocken (7b) und die Vertiefungen (9b) annähernd über die gesamte Länge des Gummikörpers (6b) und des Befestigungsteiles (4b) und/oder Gehäuses (8b) erstrecken.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8., dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (7b) unter Vorspannung in die Vertiefungen (9b) einrastbar sind.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummikörper (6b) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummikörper (6,6b) mit dem Befestigungsteil (4,4b) oder dem Gehäuse durch Vulkanisation verbunden ist.
12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (4,4a,4b) und das Gehäuse (8,8a,8b) hülsenartig ausgebildet sind und der Gummikörper (6,6a,6b) ringförmigen Querschnitt aufweist.
13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil und/oder Gehäuse (8) aus Kunststoff gebildet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) an seiner Außenfläche Vorsprünge (14) aufweist, die mit Ausnehmungen (15) eines Rahmenteiles (3) oder dgl. zusammenwirken.