DE3613123A1 - Elastisches dreh- gleitlager fuer fahrwerksteile in kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elastisches Dreh-Gleitla­ ger für die Lagerung von Fahrwerksteilen in Kraft­ fahrzeugen, welches die Gattungsmerkmale nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 aufweist.

Die DE-OS 33 46 666 offenbart ein Lager mit den Gattungsmerkmalen, bei dem die Torsionsbewegung zwischen einer Gleitbüchse und einem ringförmigen Elastomerkörper erfolgt, welcher an seiner Gleitfläche mit Schmiermittel gefüllte Schmiertaschen aufweist, wobei diese Gleitflächen auch begrenzt axial aufeinander beweglich sind, um z.B. Bautoleranzen auszugleichen. Alle Gleit-Schiebe­ bewegungen erfolgen somit nur über den an den Gleitflächen gegebenenfalls mit Schmiermittel benetzten Elastomerkörper. Auch die Aussteifung des Elastomerkörpers durch ein in diesen eingebettetes Rohr ist aus der Druckschrift bekannt.

Demgegenüber beschreibt die DE-AS 14 25 944 ein Lager, bei dem die Gleitbüchse einerseits festhaftend mit dem Elastomerkörper verbunden ist und andererseits auf einer Gleitfläche eines starren Lagerteils gleitet, so daß es Bautoleranzen und Materialverformungen während des Betriebes eines Kraftfahrzeuges nur über molekulare Verformung des Elastomerkörpers ausgleichen kann, besonders bei axialer Bewegung. Zwecks gegenseitiger Abstützung ist die paarweise Anordnung der Bauteile des Lagers erforderlich. Kardanische Auslenkungen des Lagers sind nicht oder nur in einem geringen Maße möglich, führen dann aber zu übermäßigen Belastungen der Gleitbüchse, vor allem an den Kanten, weil durch die dabei auftretenden Verkantungen die allgemein verwendete, handelsübliche, geschlitzte Gleitbuchse Deformationen unterliegt, die als ein Verschleiß­ merkmal anzusehen sind und bis zum plastischen Verformungsbereich auftreten. Somit sind Ein­ federungen in Anlehnung an die Fahrwerkskinematik und die Geräuschisolation deutlich eingeengt.

Aufgabe der Erfindung ist die Gestaltung eines Dreh-Gleitlagers mit den Gattungsmerkmalen, welches ohne Beeinträchtigung der vorteilhaften Wirkungen bekannter Ausbildungen bei großer axialer Verschieb­ barkeit des Gelenkzapfens gegenüber dem äußeren Gehäuse bei kardanischen Auslenkungen keine Kippmo­ mente auf die Gleitbüchse wirksam werden läßt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem elastischen Dreh-Gleitlager, welches die Ausbildungsmerkmale nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufweist.

Die Anordnung der Gleitbüchse im unmittelbaren Kontakt mit einer Gegengleitfläche größerer Länge an einem der beiden Lagerteile, und zwar vorwiegend auf dem mittigen Gelenkzapfen oder an der Innenseite des äußeren Gehäuses, bewirkt einerseits gegen Null tendierende Drehmomente im Lager bei unbegrenzter Torsion, aber andererseits auch große axiale Ver­ schiebemöglichkeiten nach beiden Seiten ohne Stick-Slip-Effekt. Dadurch können Bautoleranzen und Materialverformungen, z.B. durch Temperatur, Be­ triebsbelastungen oder dergleichen, sowohl axial als auch radial ausgeglichen werden, ohne daß zusätzliche Kräfte in das Lager eingehen. Bei kardanischen Auslenkungen verhindert die die Gleitbüchse umgebende Zwischenhülse, daß sich aus der molekularen Ver­ formung des Elastomerkörpers ergebende Kippmomente auf die Gleitbüchse übertragen werden, so daß letztere stets nur radial belastet wird und somit keinen Verformungskräften ausgesetzt ist. Je nach Belastung kann dadurch für die Gleitbüchse das Material mit den besten Lagereigenschaften ausgewählt werden, z.B. eine Gleitbüchse aus hochfestem Kunst­ stoff oder eine Stahlbüchse. Bei extrem hohen Radialkräften im Lager kann ggf. die Verwendung einer PTFE-Beschichtung der Gleitflächen der Gleitbüchse und ggf. der Gegenfläche des Lagerteils vorgesehen sein.

Die Rückseite der Zwischenhülse kann bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung in ihrer Kontur der Lagerbelastung angepaßt sein, z.B. dadurch, daß die Rückseite der Zwischenhülse zur Vergrößerung des maximal möglichen Auslenkwinkels und zur Verkleinerung des Kardanmomentes konisch nach beiden Enden hin ausgebildet wird. Eine solche oder ähnliche Ausbildung ist vorteilhaft bei Lagern mit einem Winkel zwischen der Torsionsachse und der Stützachse des Gelenkzapfens.

Die Gestaltung des Dreh-Gleitlagers mit einer Zwischenhülse trennt Verformungen des Elastomer­ körpers sowie Dreh-Gleitbewegungen strikt vonein­ ander. Bei kardanischen Auslenkungen werden über die Zwischenhülse Deformationen und Verkantungen der Gleitbuchse verhindert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der Zeichnung teils schematisch im Schnitt durch eine Ebene der Drehachse des Gelenkzapfens dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 1a eine teilweise Seitenansicht des Beispieles nach Fig. 1,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit Dichtungs­ mitteln an den Enden des Lagers,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit schräger Stützachse des Gelenkzapfens,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel mit profi­ lierter Zwischenhülse in Anpassung an eine schräge Stützachse des Gelenkzapfens und

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel mit Anschlägen zur axialen Wegbegrenzung.

Bei dem Dreh-Gleitlager nach den Ausführungs­ beispielen ist zwischen einem inneren Gelenkzapfen 1 und einem äußeren Gehäuse 2 ein Elastomerkörper 3 ohne oder vorteilhaft mit einer gewissen Vorspannung angeordnet. Bei den Beispielen nach den Fig. 1, 2, 3 und 5 ist der Elastomerkörper zwischen dem äußeren Gehäuse 2 und einer inneren Zwischenhülse 4 eingesetzt, die eine Gleitbüchse 5 als ein geschlossener Ring schützend umschließt und diese Gleitbüchse 5 an ihren Enden geringfügig überragt, so daß die Gleitbüchse 5 geschützt innerhalb der Zwischenhülse 4 angeordnet ist. Die Gleitfläche für die Gleitbüchse 5 auf der Mantelfläche des Gelenkzapfens 1 ist um die Wegstrecke der gewünschten axialen Beweglichkeit des Lagers auf dem Gelenkzapfen 1 verlängert.

Das Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1 zeigt ein Längsprofilsprofil mit einer einseitigen Auskehlung 6 des Elastomerkörpers zur Erzielung geringerer Kippmomente bei Auslenkbewegungen des Gelenkzapfens 1 gegenüber dem Gehäuse 2. Gegen­ überliegend ist auf der linken Seite der Fig. 1 die Möglichkeit der Anordnung einer Ausbeulung 6 a für eine gewünschte Erhöhung der Momente gegenüber dem Gehäuse 2 dargestellt. Außerdem ist in dieser Figur dargestellt, daß die dem Elastomerkörper zugewandte Formgebung der Zwischenhülse 4 zur Vergrößerung der möglichen kardanischen Auslenkwinkel und zur Verkleinerung des Kardanmoments nach beiden Seiten konisch, eventuell mit teilweise zylindrischer Kontur, ausgebildet sein kann. Anstelle dieser konischen Ausbildung ist auch eine kugelige bzw. sphärische Formgebung möglich, wobei sinngemäß das Gehäuse 2 auf der Innenseite eine ähnliche Kontur erhalten kann. In der Fig. 1a eine im Querschnitt nierenförmige Ausnehmung 6 b beispielhaft vorgesehen,

die wahlweise auch paarig sich einander gegenüberliegend oder als durchgehende Ausnehmung ausgebildet sein kann und zur Kennung bestimmter Verformungsverhältnisse, der konstruktiven Opti­ mierung sowie der Körperschallisolierung dient. Die Zwischenhülse 4 und das äußere Gehäuse konnen besonders zur Beeinflussung der Kardanik eine Form erhalten, durch die eine Einschnürung des Elastomerkörpers erfolgt.

Zur Abdichtung der Enden des Lagers ist in der linken Zeichnungshälfte der Fig. 2 eine Balgdichtung 7 dargestellt, die mittels Sprengringe 8, Klemmringe oder dergleichen einerseits am Außenmantel des Gelenkzapfens 1 und andererseits an der Zwischenhülse 4 befestigt ist. In der rechten Hälfte ist eine integrierte Dichtung aus einem Dichtungsring 9 dar­ gestellt, der in das Ende der Zwischenhülse 4 eingesetzt ist und gegen die Stirnkante der Gleitbüchse 5 liegt.

Das Ausführungsbeispiel in der Fig. 3 zeigt einen Gelenkzapfen 1 mit einer schrägen Anordnung der Stützachse 10, so daß diese einen Winkel mit der Torsionsachse 11 einschließt. Auch dieses Ausfüh­ rungsbeispiel kann mit geeigneten Querschnitts­ profilen des Elastomerkörpers weiterentwickelt werden.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 zeigt eine Kombinationsmöglichkeit der Ausbildungen nach den Fig. 1 bis 3, wobei hauptsächlich der Elastomer­ körper 3 in den inneren Bereich des Lagers und die Gleitfunktionen in den äußeren Bereich des Lagers gelegt wurden. Dieses Beispiel zeigt das Quer­ schnittsprofil der Zwischenhülse 4 entsprechend Fig. 2 bei der Ausbildung des Gelenkzapfens 1. Das Profil der Zwischenhülse 4 ist in diesem Falle zur Erzielung einer Zwangsführung bei einer Verformung des Elastomerkörpers 3 ebenfalls an die Schräglage der Belastungsachse 10 gegenüber der Torsionsachse 11 profiliert.

Schließlich zeigt das Ausführungsbeispiel entspre­ chend Fig. 5 Anschläge 12 zur Begrenzung des axialen Verschiebeweges, welche gleichzeitig eine Verlier­ sicherung beim Transport des Lagers von der Herstellung zum Einbau bilden. Zur Erreichung möglichst weicher Anschläge ist das Material des Elastomerkörpers 3 an den Enden um die Zwischenhülse 4 herumgeführt, so daß es an der Grenze des axialen Verschiebeweges weich gegen die Anschläge 12 trifft.

Claims (7)

1. Elastisches Dreh-Gleitlager für die Lagerung von Fahrwerksteilen in Kraftfahrzeugen mit einem vor­ gespannten, ringförmigen Elastomerkörper zwischen einem inneren Tragzapfen und einem demgegenüber axial beweglichen äußeren Gehäuse sowie einer haftend mit dem Elastomerkörper verbundenen Gleitbüchse, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbüchse (5) axial ver­ schiebbar auf dem die Gegengleitfläche des Lagers aufweisenden Lagerteil (1 oder 2) und daß zwischen der Gleitbüchse (5) und dem Elastomerkörper (3) eine Zwischenhülse (4) angeordnet ist, die die Gleitbüchse (5) umschließt und mit dem Elastomerkörper (3) eine haftende Verbindung aufweist.

2. Elastisches Dreh-Gleitlager nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischenhülse (4) die Gleitbüchse (5) an beiden Enden überragt.

3. Elastisches Dreh-Gleitlager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegen­ gleitfläche für die Gleitbüchse (5) diese in der axialen Länge überragt.

4. Elastisches Dreh-Gleitlager nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite der Zwischenhülse (4) in ihrer Kontur der Lagerbelastung angepaßt ist.

5. Elastisches Dreh-Gleitlager nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Anschläge (12) für die Begrenzung der axialen Verschiebbarkeit gegen Polster an den Stirnflächen der Zwischenhülse (4) wirksam sind.

6. Elastisches Dreh-Gleitlager nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtungsbalge (7) an den äußeren Lagerenden vorgesehen und einerseits an der Zwischenhülse (4) sowie andererseits an dem die Gegengleitfläche für die Gleitbüchse (5) tra­ genden Lagerteil befestigt sind.

7. Elastisches Dreh-Gleitlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den überragenden Enden der Zwischenhülse (4) Gleitdichtungen (9) eingesetzt sind, die an den Stirnkanten der Gleitbüchse (5) anliegen.