DE4033592A1

DE4033592A1 - Elastisches mittellager fuer eine laengswelle

Info

Publication number: DE4033592A1
Application number: DE4033592A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Hoffmann; Miloslav Petrzelka
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1990-10-23
Filing date: 1990-10-23
Publication date: 1992-05-07
Also published as: JPH04357320A; FR2670543A1; US5295744A; FR2670543B1; DE4033592C2

Description

Die Erfindung betrifft ein elastisches Mittellager für eine Längswelle für Kraftfahrzeugantriebe, mit einem in einem Gehäuse gehaltenen Wälzlager, wobei das Gehäuse - insbesondere mit einer Konsole - zur Befestigung an der Karosserie des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist.

Die Längswellen im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen unterliegen durch unausgeglichene Massenkräfte und -momen te der rotierenden Motorteile sowie durch nicht zu vermei dende Drehschwingungen des Motor-Getriebe-System und den federnden Ausgleichsbewegungen der Antriebsanordnung ge genüber dem Fahrzeug einer dauernden Belastung durch Rota tions- und Biegeschwingungen. Hierbei weisen die Schwin gungen im Resonanzbereich der Antriebswelle besonders große Amplituden auf, wodurch die Lagerteile und die Ge lenke erheblich beansprucht werden. Des weiteren führen die Schwingungen zu störenden Geräuschen im Fahrzeuginnen raum.

Mittellager der oben genannten Art sind sowohl bei geteil ten Wellen mit einem Zwischengelenk - dort in der Nabe des Zwischengelenks - als auch bei zunehmend verwendeten unge teilten Wellen - z. B. aus Faserverbundwerkstoff - zur Reduzierung der Biegeschwingungen erforderlich.

Bisher ist eine Bauweise üblich, bei der das Wälzlager auf die Welle axial und radial fest aufgezogen wird und das Gehäuse des Lagers zwischen äußerem Lagerring und Konsole elastische Elemente hat, insbesondere in Form eines Ring balges aus einem Elastomer.

Aus der DE 39 31 387 ist beispielsweise ein solches Ge häuse bekannt, das hydraulische Dämpfungskammern aufweist.

Problematisch bei bisherigen Zwischenlagern ist das Auf ziehen des Wälzlagers auf die Rohrwelle, insbesondere wenn diese aus Faserverbundwerkstoff besteht und zur Ausbildung eines Lagersitzes weniger geeignet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mittellager bereitzustellen, das einfach zu montieren und konstruktiv einfach ist.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß in den inneren Lagerring des Wälzlagers ein Trägerring mit elastischen Mitteln zur Aufnahme der zu lagernden Welle zugeordnet ist.

Durch diese Maßnahmen wird eine Längswellenlagerung ge schaffen, bei der auf die Herstellung eines bearbeiteten Lagersitzes und eines Axialanschlages auf der Welle ver zichtet werden kann. Eine solche Längswellenlagerung ist insbesondere für nichtmetallische Rohrwellen ohne beson dere Oberflächenbearbeitung geeignet. Durch ent sprechende Werkstoffauswahl für die elastischen Mittel, beispielsweise Kunststoffe, Gummi oder andere Elastomere kann die erforderliche Dämpfung relativ einfach bestimmt werden.

Die zu erzielende Dämpfung kann auch durch die Geometrie der dämpfenden Mittel variiert werden. Dabei ist es bei einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, daß die elastischen Elemente als ringförmige Lippen unter Bil dung eines Hohlraumes an einem Ringsteg, der den inneren Lagering trägt, axial außenliegend paarweise angeordnet sind. Eine andere günstige Ausgestaltung kann darin lie gen, daß O-Ringe paarweise formschlüssig in einen Ring steg, der den inneren Lagerring hält, als elastische Ele mente eingesetzt werden. Eine weitere Ausgestaltung für die elastischen Elemente besteht aus einem einen Hohlraum bildenden Ringkörper innerhalb eines Ringstegs, der den inneren Lagerring trägt.

Die Montage eines derartigen Mittellagers ist relativ einfach, da dazu die beiden elastischen Elemente lediglich auf die unbearbeitete Rohrwelle aufgeschoben werden müssen. Nach Erreichen des gewünschten Wellenabschnitts ist das Lager fertig positioniert. Eventuelle Schwingungen der Längswelle werden überwiegend von den elastischen Mitteln aufgefangen und nicht auf die Karosserie des Kraftfahrzeuges übertragen.

Zur Befestigung der Lagerung an der Fahrzeugkarosserie ist es vorgesehen, das gesamte Mittellager mittels einer Be festigungskonsole am Gehäuse, das ebenfalls aus ela stischem Kunststoff besteht, zu befestigen. Anstelle einer üblichen Verschraubung mit dem Fahrzeug können auch Rast mittel am Fahrzeug vorgesehen werden, die die axiale Po sitionierung des Gehäuses mit der Konsole bestimmen und gegebenenfalls zusätzlich eine vertikale Sicherung um fassen.

Zur Halterung des Wälzlagers im Gehäuse und auf dem Trä gerring ist es vorgesehen, daß das Wälzlager jeweils zwischen einem dem äußeren Lagerring zugeordneten äußeren Bund und ringförmigen Rastmitteln im Gehäuse und zwischen einem dem inneren Lagerring zugeordneten inneren Bund und ringförmigen Rastmitteln am Trägerring axial gehalten ist.

Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung darge stellt und wird nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 die Axialansicht eines elastischen Mittellagers mit axial innenliegenden Dämpfungsmitteln und radial außen liegender Befestigungskonsole,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Mittellager nach der Fig. 1 mit einem Paar elastischer Lippen,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Mittellager nach der Fig. 1 mit einem einen Hohlraum mit eingefülltem Dämpfungsmittel bildenden Ringkörper,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Mittellager nach der Fig. 1, mit einer elastischen Abstützung in Form von radial innenliegenden O-Ringen.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zwischenlager 10 soll eine schematisch dargestellte Welle 11, beispiels weise die Längswelle im Antriebsstrang eines Kraftfahr zeuges, im biegekritischen Drehzahlbereich dämpfend ab stützen. Das Zwischenlager 10 besteht im wesentlichen aus einem üblichen Wälzlager, das bei dem Ausführungsbeispiel als Rillenlager dargestellt ist und aus einem inneren Lagerring 12 und einem äußeren Lagerring 14 besteht, zwischen denen die Wälzkörper 13 in bekannter Weise einge füllt sind.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist dem äußeren Lagerring 14 ein Gehäuse 15 zugeordnet, welches auf einer Seite in eine Befestigungskonsole 16 übergeht. Wie die Figuren weiter zeigen, ist die Befestigungskonsole 16 mit einem Flansch 17 versehen, der mehrere Bohrungen 18 aufweist. Durch die Bohrungen 18 können Befestigungsmittel, bei spielsweise handelsübliche Schrauben gesteckt werden, mit denen das Zwischenlager 10 an einer nicht dargestellten Kraftfahrzeugkarosserie befestigt werden kann. Es kann jedoch auch eine Rastverbindung zwischen Karosserie und Zwischenlager 10 vorgesehen werden.

Dem inneren Lagerring 12 ist ein innerer Trägerring 19 zugeordnet. Der Trägerring 19 weist einen Ringsteg 28 auf, dessen Innendurchmesser dabei nicht unwesentlich größer ist als der Außendurchmesser der zu lagernden Welle 11. Die sich dabei ergebende Durchmesserdifferenz ist durch elastische Mittel, die bei dem gezeigten Ausführungsbei spiel als elastische Lippen 20 ausgebildet sind, über brückt. Die elastischen Lippen 20 liegen unter Vorspannung auf der Außenoberfläche der zu lagernden Welle 11 an und bilden zu dieser einen umlaufenden Hohlraum 21. Über die elastischen Lippen 20 ist der Trägerring 19 drehfest mit der Welle 11 verbunden, die sich in dem Wälzlager 13 drehen kann.

Zur Festlegung des Wälzlagers ist sowohl das Gehäuseteil 15 mit einem radial nach innen weisenden Bund 22 als auch der Trägerring 19 an einer Seite mit einem radial nach außen weisendem Bund 23 versehen. Die Bunde 22 und 23 bilden die eine Anlage für das zu positionierende Wälzla ger.

Auf der den Bunden 22 und 23 axial gegenüberliegenden Seite weisen sowohl das Gehäuse 15 elastische Rastmittel 24 als auch der Trägerring 19 elastische Rastmittel 25 auf. Diese federnd ausgebildeten konischen Rastmittel 24 und 25 sind in ihren Abmessungen auf die Abmessungen des Wälzlagers 13 abgestimmt. An Stelle der Bunde 22 und 23 könnten weitere Rastmittel treten, so daß die Montage von beiden Seiten des Wälzlagers möglich wird.

Bei der Ausführung nach der Fig. 3 ist ein doppelwandiger Ringkörper 30 einstückig mit dem Ringsteg 28 verbunden. Der Ringkörper 30 sitzt auf der Außenoberfläche der zu lagernden Welle 11 auf und bildet einen Hohlraum 21, der mit einem Elastomer 29 verfüllt ist. Das Elastomer 29 kann dabei durch einen oder mehrere verschließbare Füllkanäle 26 eingefüllt werden. Dieses Elastomer härtet nach der Einfüllung aus und bewirkt eine elastische Dämpfung für die zu lagernde Welle 11. Anstelle des Elastomers kann auch ein Dämpfungsfluid eingefüllt sein, welches in abge dichteten Kammern über nicht näher dargestellte Drossel stellen eine Dämpfungsfunktion ausüben kann.

Bei der in der Fig. 4 dargestellten Ausführung sind zwischen dem Ringsteg 28 des Trägerrings 19 und der zu lagernden Welle 11 eine Mehrzahl von O-Ringen 27 angeord net, die formschlüssig in den Ringsteg 28 eingreifen.

Bezugszeichenliste

10 Zwischenlager
11 Welle
12 innerer Lagerring
13 Walzkörper
14 äußerer Lagerring
15 äußeres Gehäuseteil
16 Befestigungskonsole
17 Flansch
18 Bohrung
19 Trägerring
20 elastische Lippe
21 Hohlraum
22 äußerer Bund
23 innerer Bund
24 äußere Rastmittel
25 innere Rastmittel
26 Füllkanal
27 O-Ring
28 Ringsteg
29 Elastomerkörper
30 doppelwandiger Ringkörper

Claims

1. Elastisches Mittellager für eine Längswelle für Kraft fahrzeugantriebe, mit einem in einem Gehäuse gehalte nen Wälzlager, wobei das Gehäuse - insbesondere mit einer Konsole - zur Befestigung an der Karosserie des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem inneren Lagerring (12) des Wälzlagers (13) ein Trägerring (19) mit elastischen Mitteln zur Aufnahme der zu lagernden Welle (11) zugeordnet ist.

2. Mittellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerring (19) einen Ringsteg (28) und ela stische Elemente (20) aufweist, mit denen die Welle (11) abgestützt ist.

3. Mittellager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente zwei ringförmige Lippen (20) sind, die axial außenliegend am Ringsteg (28) angeordnet sind. (Fig. 2)

4. Mittellager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente als in den Ringsteg (28) paarweise formschlüssig eingelegte O-Ringe (27) ausge bildet sind. (Fig. 4)

5. Mittellager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente als doppelwandiger einen Hohlraum (21) bildender Ringkörper ausgebildet sind. (Fig. 3)

6. Mittellager nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einen zwischen den elastischen Elementen und der Welle (11) gebildeten Hohlraum (21) ein Elastomer (25) eingefüllt ist.

7. Mittellager nach den Amsprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einen zwischen den elastischen Elementen und der Welle (11) gebildeten Hohlraum (21) ein Dämpfungs medium eingefüllt ist.

8. Mittellager nach einem der Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Lagerring (12) auf dem Ringsteg (28) zwischen einem Bund (23) und umfangsverteilten oder ringförmigen Rastmitteln (25) gehalten ist und/oder daß der äußere Lagerring (14) im Gehäuse (15) zwischen einem Bund (22) und umfangsverteilten oder ringförmi gen Rastmitteln (24) gehalten ist.