DE3119150A1 - "elastische lager zur aufnahme gedaempfter schwingungen" - Google Patents

Description

• n Elastisches Lager zur Aufnahme gedämpfter Schwingungen n,
• Die Erfindung betrifft ein Lager fUr ein Bauteil, das relativ zu einem Lagersitz in allen Richtungen gedkmpfte Schwingungen sowie eine Drehbewegung um einen-bestimmten Winkel ausführt, wobei zwischen dem Lager sitz und dem Bauteil mindestens ein gummielastisches Element angeordnet ist.
• Ein Lager der genannten Art wird beispielsweise zur Halterung von Mc Pherson-Federbeinen in Kraftfahrzeugen verwendet.
• Solche Federbeine-bestehen aus einem Stoßdämpfer sowie einem Federsystem und müssen neben den Lenkbewegungen auch relativ große Einfederungen aufnehmen. Da das Raumangebot in Kraftfahrzeugen relativ gering ist, muß insbesondere das Lager sehr kompakt ausgebildet sein. Das bekannte Lager für Mc Pherson-Federbeine besteht im wesentlichen aus einem Federsitz, der über ein elastisches Bauteil mit dem Stoßdämpferstößel verbunden ist, Widerlagern an dem Stoßdämpferstößel, die in Federrichtung wirken, sowie einem Gummi-Metallelement, dessen Gummiteil zwischen den Widerlagern sitzt und dessen als Drehlager ausgebildetes Metallteil mit dem Karosserieblech verbunden ist. Ein solches Lager ist relativ aufwendig und besteht aus einer Vielzahl von Teilen, so daß die Montage zeitraubend ist und das Lager selbst einen erheblichen Kostenfaktor darstellt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Lager der eingangs' genannten Art so zu gestalten, daß es einfacher im Aufbau ist und mi't weniger Bauteilen die Gesamtfunktion 'erftillt, nämlich Schockabsorbierung und damit Dämpfung von Ger,Uuschen sowie die Ausführung einer Drehbewegung.
• Erfindungsgemäß.wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Lagersitz auf gegenüberliegenden Seiten Je eine ringförmige Lagerbahn aufweist, daß an dem zu lagernden Bauteil zwei den-Lagerbahnen zugewandte ringförmige Lagerschalen vorgesehen sind und daß zwischen Je einer Lagerschale des Bauteils und einer Lagerbahn des Lagersitzes mehrere über den Umfang verteilt angeordnet, , kugelähnliche Gummikörper angeordnet sind.
• Die Gummikugeln Jeder Lage sind vorzugsweise zu einer Einheit miteinander verbunden, und zwar zweckmäßig über Stege mit einem außerhalb des Lagerbereichs liegenden umlaufenden Haltering.
• Durch die Verbindung der einzelnen Kugeln miteinander wird die Montage erheblich erleichtert und ferner wird dadurch verhindert, daß die Kugeln bei Entlastung der Lagerselle-herausrutschen können.
• Die Stege können an der Innenseite des Halteringes angeordnet sein und zur Ringmitte weisen, wobei die Gummikugeln an den Enden der Verbindungsstege sitzen. Bei dieser Konstruktion liegt der Haltering an einer Stelle, an der er nicht stört.
• Darüber hinaus können sich die Kugeln bei dieser Anordnung relativ frei drehen, wobei lediglich die Stege,,die zweckmäßig einen runden Querschnitt aufweisen, etwas verwunden werden.-Der umlaufende Haltering kann einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
• Die Gummikugeln, der Haltering sowie die Verbindungsstege sind vorzugsweise einstückig ausgebildet und bestehen aus demselben Material. Dadurch ist die Herstellung relativ einfach, denn es braucht nur eine einzige Form verwendet zu werden.
• Die Gummikugeln können von den Stegen in gleichmäßigen Abständen über den Umfang verteilt gehalten werden. Dadurch entsteht eine kugellagerähnliche Anordnung.
• Bei axialer Belastung werden die Gllmmikdrper verformt. Um in belastetem Zustand eine kugelähnliche Form der Gummikörper zu erhalten, die reibungsmäßig am günstigsten ist, können die Gummikörper bei unbelastetem Lager eine etwa ellipsoide bzw.
• faßförmige Gestalt aufweisen, wobei die Längsachse des Ellipsoid.
• in Belastungsrichtung liegt und die Länge des Ellipsoids so gewählt ist, daß die Gummikörper im belasteten statischen Zustand annähernd kugelförmig sind.
• Zur besseren Lagerung der Kugeln in den kugellagerähnlichen Anordnungen können in den Lagerschalen Taschen zur Aufnahme der Kugeln vorgesehen sein, wobei die Länge der Taschen,dem Abwälzweg der Gummikugeln bei maximalem Ausschlag in Drehrichtung entspricht.
• Wenn das Lager für ein Federbein zur Halterung eines Kraftfahrzeugvorderrades vorgesehen ist, sind die beiden Lagerschalen zweckmäßig auf dem Stoßdämpferstößel befestigt, während der Lager sitz mit seinen beiden ringförmigen Lagerbahnen an der Karosserie sitzt.
• Der Lagersitz kann als gesondertes Teil ausgebildet und mit Hilfe von Befestigungselementen an der Karosserie befestigbar sein. Dadurch ist es möglich, das Lager als komplette Baueinheit anzubieten, die im Kraftfahrzeugmontagewerk und in Servicestationen komplett eingebaut werden kann.
• Alternativ ist es auch möglich, den Lagersitz einstückig mit dem Karosserieblech auszubilden, wobei die Lagerbahnen durch Verformung des Karosserieblechs gebildet werden. Diese Ausspanlose führungsform nutzt die ohnehin stattfindendeVVerformung des Karosseriebleches aus, so daß kein gesondertes Bauteil als Lagersitz erforderlich ist. Bei dieser Ausführungsform muß das -Lager im Montagewerk bzw. in Servicestationen aus Einzelteilen zusammengesetzt werden. Dies stellt Jedoch keinen montagemäßig erheblichen Mehraufwand dar, zumal die Einzelteile gemeinsam als Bausatz verpackt sein können.
• Die untere Lagerschale kann gleichzeitig als Sitz für die' Feder verwendet werden, so daß kein gesondertes Widerlagerteil für die Feder erforderlich ist.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung.
• beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 zwei Ausführungsbeispiele eines Lagers zur Anwendung bei einem Kraftfahrzeug-Federbein, Fig. 2 die Draufsicht auf einen Gummi-Kugel-Ring und Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 2.
• In Fig. 1 ist der obere Teil eines Kfz-Federbeins dargestellt, von dem der Stoßdäm.rstößel 1 sowie die Feder 2 zu sehen ist.
• Uber ein Lager 3a bzw. 3b sind der Stößel 1 sowie die Feder 2 an dem Karosserieblech 4a bzw. 4b gehaltert.
• ZunEchst soll die auf der linken Seite der Fig. 1 dargestellte Ausführungsform des Lagers beschrieben werden. Das Lager 3a besteht aus einem ringförmigen Lagersitz 5, einer oberen Lager schale 6, einer unteren Lagerschale 7 sowie zwei aus einer Mehrzahl von Gummikugeln bestehenden Lagerelementen 8 und 9, die zwischen dem Lagersitz 5 einerseits und der Jeweiligen Lagerschale 6 bzw. 7 andererseits angeordnet sind.
• Der Lagersitz 5 besteht aus einer Blechronde, in deren Oberseite eine ringförmige Lagerbahn 10 und in die Unterseite eine weitere Lagerbahn 11 eingedrückt ist. Der Durchmesser der oberen Lagerbahn 10 ist dabei etwas kleiner als der der unteren Lagerbahn 11. Der äußere Abschnitt 1'2 des Lagersitzes 5 kann mit Hilfe von Schrauben 13 oder sonstigen Befestigungselementen an dem Karosserieblech 4a befestigt werden.
• Die obere Lagerschale 6 besteht ebenso wie der Lagersitz 5 aus einem geformten Blechring. An den inneren Rand des Blechrings schließt sich ein zylindrischer Abschnitt 14 an, der auf das obere, im Querschnitt etwas reduzierte Ende 15 des Stoßdämpferstößels 1 aufgesteckt ist. Mit seinem unteren Ende 16 liegt der zylindrische Bereich 14 an einem Absatz 17 des Stoßdämpferstößels 1 an und wird mit Hilfe einer-Mutter 18, die auf das obere, mit Gewinde versehene Ende 19 des Stoßdämpferstößels 1 aufgeschraubt ist, fest gegen den Absatz 17 1 gedrückt und somit auf dem Stoßdämpferstößel 1 festgehalten.
• Die untere Lagerschale 7 besteht ebenfalls aus einem ringförmigen Blechteil, dessen innerer Rand -20 gegen das nach außen gebogene Ende 16-des die obere Lagerschale6 bildenden Blechteils anliegt, während der äußere Rand 21 als Gegenlager für die Feder 2 dient.
• Die beiden Lagerelemente 8 und 9, die zwischen den Lagerschalen 6 bzw. 7 einerseits und den Lagerbahnen 10 bzw.11 des Lagersitzes 5 andererseits angeordnet sind, sind im einzelnen in Fig. 2 und 3-dargestellt. Diese Lagerelemente bestehen aus einer Mehrzahl von kugelähnlichen Gummikörpern 22, die über radial nach außen gerichtete, im Querschnitt kreisförmige Stege 23 mit einem außen umlaufenden Haltering 24 verbunden sind. Der Haltering 24 ist im Querschnitt etwa quadratisch ausgebildet, wobei die Quadratseite etwa dem Durchmesser der Stege 23 entspricht. Die Stege 23 gehen von der inneren weite des Halteringes 24 aus. Die bummikörper 22 sind in gleichmäßigen Abständen über den Umfang verteilt angeordnet.
• Bei dem~dargestellten Ausführungsbeispielsind zu sind zwölf Gummikörper 22 vorgesehen.
• Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, sind die Gummikörper 22 in Belastungsrichtung etwas gestreckt ausgebildet und weisen.eine etwa ellipsoide bzw. faßförmige Gestalt auf. Die Längsabmessung des Ellipsoids ist dabei so gewählt, daß die Gummikörper 22 bei Belastung etwa kugelförmig verformt werden, so daß sie abwälzungs- und reibungsmäßig eine optimale Form haben.
• Bei dem auf der linken Seite der Fig. 1 veranschaulichten AusfUhrungsbeispiel besteht das Lager aus einer zusammenhängenden, einbaufähigen kompletten Baueinheit, das lediglich einerseits an dem Stoßdämpferstößel 1 und andererseits an dem Karosserieblech 4a befestigt zu werden braucht.
• Das auf der rechten Seite der Fig. 1 dargestellte AusfUhrungsbeispiel weist sämtliche Funktionsteile auf wie bei dem auf der linken Seite dargestellten Ausführungsbeispiel. Die Anordnung umfaßt einen Lagersitz 25, eine obere Lagerschale 26, eine untere Lagerschale 27 sowie zwei Gummi-Lagerelemente 28 bzw. 29, die genauso ausgebildet sind wie das in Fig. 2 dargestellte Lagerelement.
• Diese auf der rechten Seite'der Fig. 1 dargestellte AusfUhrungsform unterscheidet sich Jedoch in einigen Konstruktionsmerkmalen fon der auf der linken Seite der Figur dargestellten AusfUhrungsform. Der Lagersitz 25 ist bei dieser Ausführungsform einstückig mit dem Karosserieblech 4b ausgebildet. Man kann bei diesem Ausführungsbeispiel somit die ohnehin stattfindende Verformung des Karosserieblechs ausnutzen, um die Lagerbahnen 30 bzw. 31 in den Lagersitz 25 einzudrücken.
• Die Lagerschalen 26 und 27, die einzeln an dem Stoßdämpferstl3el 1 befestigt werden müssen, sind mit radial nach innen gerichteten Flanschen 32 bzw. 33 versehen, die, auf das obere im Querschnitt reduzierte Ende des Stoßdämpferstößels 1 aufgesteckt, an einem Anschlag 34 anliegen und mit Hilfe einer auf das Gewindeende 19 des Stoßdämpferstößels 1 aufgedrehte Mutter 35 gehalten werden.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Einzelteile des Lagers einzeln montiert.
• Auf der rechten Seite der Fig. 1 sind die Lagerschalen 26 und 27 mit FUhrungstaschen 36 bzw. 37 versehen, die eine bessere Führung der Gummikörper ermöglichen. Derartige Taschen können selbstverständlich auch bei dem auf der rechten Seite dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein.
• Leerseite

Claims (15)

1. AnsprUche (i) Lager fUr ein Bauteil, das relativ zu einem Lagersitz in allen Richtungen gedämpfte Schwingungen sowie eine Drehbewegung um einen bestimmten Winkel ausfUhrt, wobei zwischen dem Lagersitz und dem Bauteil mindestens ein gummielastisches Element angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Lagersitz (5; 25) auf gegenüberliegenden Seiten Je eine ringförmige Lagerbahn (10, 11; 30, 31) aufweist, daß an dem zu lagernden Bauteil (1) zwei den Lagerbahnen zugewandte ringförmige Lagerschalen (6, 7; 26, 27) vorgesehen sind und daß zwischen Je einer Lagerschale des Bauteils und einer Lagerbahn des Lagersitzes mehrere Uber den Umfang verteilt angeordnete, kugelähnliche Gummikörper (22) angeordnet sind.
2. 2. Lager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Gummikugeln (22) Jeder Lage zu einer Einheit (8, 9; 28, 29) miteinander verbunden sind.
3. 3. Lager,nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Gummikugeln (22) Uber Stege (23) mit einem außerhalb des Lagerbereichs liegenden umlaufenden Halte ring (24) verbunden sind.
4. 4. Lager nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n nz e i c-h n e t, daß die Stege (23) an der Innenseite des Halteringes (24) angeordnet sind und zur Ringmitte weisen und daß die Gummikugeln (22) an den-Enden der Verbindungsstege (23) sitzen.
5. 5. Lager nach Anspruch 3 oder 4, d a d u-r c h g e -,k e n n z e i c h n e t, daß die Stege (23) einen runden Querschnitt aufweisen.
6. 6. Lager nach einem der AnsprUche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der umlaufende Haltering (24) einen quadratischen bzw. rechteckigen Querschnitt aufweist.
7. 7. -Lager nach einem der AnsprUche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Gummikugeln (22), der Haltering (24) sowie die Verbindungsstege (23) einstUckig ausgebildet sind und aus demselben Material bestehen.
8. 8. Lager nach einem der AnsprUche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Gummikugeln (22) von den Stegen (23) in e;leichmäRigen Abständen Uber- den Umfang verteilt gehalten sind.
9. 9. Lager nach einem der AnsprUche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e-i c h n e t, daß die Gummikörper (22) bei unbelastetem Lager eine ellipsoide Gestalt aufweisen, wobei die Längsachse des jeweiligen Ellipsoids in Belastung richtung liegt und die Länge des Ellipsoids so gewählt ist, daß die Gummikörper in belastetem Zustand annähernd kugelförmig sind.
10. 10. Lager nach einem der AnsprUche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in den Lagerschalen (26, 27) Taschen (36, 37) zur Aufnahme der Kugeln (22) vorgesehen sind, wobei die Länge der Taschen dem Abwälzweg der Cummikugeln bei maximalem Ausschlag in Drehrichtung entspricht.
11. 11. Lager nach einem der AnsprUche 1 bis 10 fur ein Federbein zur Halterung eines Kraftfahrzeugvorderrades, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiden Lagerschalen (6,7;26, 27) auf dem Stoßdämpferstößel (1) befestigt sind und daß der Lagersitz (& 25) mit seinen beiden ringförmigen Lagerbahnen (10, 11 bzw. 30, 31) an der Karosserie sitzt.
12. 12. Lager nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Lagersitz (5) als gesondertes Teil ausgebildet und mit Hilfe von Befestigungselementen (13) an dem Karosserieblech (4a) befestigbar ist.
13. 13. Lager nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Lagersitz (25) einstückig mit dem Karosserieblech (4b) ausgebildet ist, wobei die Lagerbahnen (30, 31) durch Verformung des Karosserieblechs gebildet sind.
14. 14. Lager nach einem der Ansprüche 11 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die untere Lagerschale (7; 27)-a-ls Sitz für die Feder (2) ausgebildet istx
15. 15. Lagerelement bestehend aus einer ringförmigen Anordnung von Gummikugeln (22), die einstückig über Stege (23) mit einem Haltering (24) verbunden sind.