DE4033805A1 - Elastisches lager, insbesondere fuer aggregate von fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elastisches Lager, insbeson­ dere für Aggregate von Fahrzeugen, mit einem ellipsoid­ förmigen Gehäuse für vorzugsweise elastomere, längs einer primären Trennebene voneinander getrennt Lagerelemente, an denen sich eine ellipsoidförmige Aufnahme abstützt.

Übliche elastische Lager sind in Fahrzeugen meist als zy­ lindrische oder konische Lager, ggf. mit Anschlägen, aus­ gebildet. Diese Lager sind leicht montierbar, besitzen jedoch aufgrund der Beanspruchungsart des elastomeren La­ gerelementes lediglich ein mäßiges Dämmvermögen. Bei op­ timaler Orientierung ist mit zumindest teilweise ellipso­ idförmigen Lagerelement-Aufnahmen eine verbesserte Dämm­ wirkung erzielbar. Jedoch kann eine derartige ellipsoid­ förmige, elastische Lagerung, wie sie beispielsweise in der DE-Z ATZ 86f (1984) 12, Seite 545 gezeigt ist, nicht voll befriedigen.

Ein elastisches Lager mit verbessert anpaßbarem Dämmvermögen aufzuzeigen, hat sich daher die Erfindung zur Aufgabe gestellt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Lager­ elemente auch längs einer zur primären Trennebene im we­ sentlichen orthogonalen sekundären Trennebene voneinander getrennt sind. Durch diese Ausbildung ist es möglich, die elastomeren Lagerelemente hinsichtlich optimaler Dämmwir­ kung zu orientieren. Diese Ausführung führt vorteilhaf­ terweise bei Schwenkbewegungen zu einer reinen Schubbean­ spruchung der Lagerelemente. Zwar ermöglicht es bereits die primäre Trennebene, bei optimaler Orientierung zur Störkraftebene das Dämmvermögen des Lagers zu erhöhen. Bei mehreren Störkraftebenen, wie sie beispielsweise bei Kraftfahrzeugen im Zusammenhang mit der Lagerung von Hin­ terachsgetrieben auftreten, ist eine optimale Anpassung jedoch nur durch die sekundäre und gegebenfalls weitere Trennebenen möglich. Neben der bereits angesprochenen Lagerung von Hinterachsgetrieben kann ein erfindungsge­ mäßes elastisches Lager aber auch bei der Lagerung der Fahrschemel, der Achslenker, der Dämpfer oder der Federzylinder eines Kraftfahrzeuges zum Einsatz kommen, oder auch als Stützlager für Motor, Getriebe oder Auspuff Verwendung finden.

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung be­ schreiben die Unteransprüche.

Bei ausgeprägter Symmetrie kann das Gehäuse als Rota­ tionsellipsoid ausgebildet sein. Die Aufnahme kann aus einer Buchse oder einem Bolzen bestehen, die bzw. der in Lagermitte verdickt ist. Diese Verdickung kann ebenfalls die Form eines Ellipsoids oder einer Kugel haben. Bevor­ zugt nur an der Aufnahme ist das elastomere Lagerelement gehaftet. Es ist aber auch möglich, die Aufnahme mehrtei­ lig auszubilden, wobei beispielsweise die angesprochene Buchse aus zwei Teilen besteht, die in einer in etwa in Lagermitte verlaufenden primären Trennebene verdickt sind. In dieser Trennebene können diese beiden Teile der Aufnahme eine ebene Fügefläche bilden oder durch eine ko­ nische oder gestufte Fügefläche bei Verspannung der Auf­ nahmeteile zu einer Einheit vereint werden.

Neben den oben lediglich beispielshaft genannten Anwen­ dungsfällen kann ein erfindungsgemäßes elastisches Lager an Fahrzeugen aber auch bei den Feder- oder Dämpferbein­ achsen mit drehbar gelagerter Dämpferkolbenstange zum Einsatz kommen. Gemäß Anspruch 4 trägt die Aufnahme hierzu ein Wälzlager. Aufgrund der mit den elliptischen Oberflächen erzielbaren Vorteile kann dabei neben konven­ tionellen Rillenkugellagern auch auf die Dünnringlager­ technik zurückgegriffen werden. Insbesondere empfiehlt sich hier eine 4-Punkt-Lagerung. Es ist jedoch auch mög­ lich, die Laufringe des Wälzlagers oder die Wälzkörper selbst in der Aufnahme und/oder auf der Achse des zu lagernden Aggregates zu führen.

Wie bereits erwähnt, besteht das Gehäuse des elastischen Lagers vorzugsweise aus zwei Teilen, deren Abstandsdiffe­ renz im ungespannten und montierten Zustand die opti­ mierte Vorspannung des Lagers bzw. der Lagerelemente er­ gibt. Selbstverständlich kann die Vorspannung vom Betrag "0" sein. Eine geringe Vorspannung mit großer Wiederhol­ genauigkeit ist mittels Distanzscheiben erzielbar, wobei die Härte der elastomeren Lagerelemente in den einzelnen Segmenten den geforderten Kraft-Weg-Kennungen angepaßt werden kann. Vorzugsweise ist dabei die mit Wälzlagern versehene Ausführungsform derart vorgespannt, daß bei ma­ ximalen axialen Kräften in keinem der Lagersegmente eine Zugspannung auftritt.

Eine besonders vorteilhafte Gestaltung des zweigeteilten Gehäuses beschreibt Anspruch 7. Mit der darin beschriebe­ nen Überlappung ist es möglich, daß beispielsweise ein kurzer zylindrischer Teil der oberen Gehäusehälfte in der Nähe der primären Trennebene die untere Gehäusehälfte zentriert. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es möglich, beispielsweise die untere Gehäusehälfte oberhalb der Trennebene mit der steiferen oberen Gehäusehälfte zu verstemmen. In diesem Zusammenhang kann es sich empfeh­ len, die Befestigungsfläche des Lagergehäuses an umgren­ zenden Bauteilen aus dem Bereich der primären Trennebene beispielsweise nach oben in den Randbereich des oberen Gehäuseteiles zu verlegen. Dabei kann das Gehäuse auch in einer Lagerbohrung aufgenommen werden, wenn vorzugsweise eine zylindrische Außenkontur entsteht. Mittels Siche­ rungsringen, durch einen Preßsitz oder Durchstellungen in eine Rille oder durch Clinchen kann das Gehäuse dabei in der Bohrung fixiert werden. Es ist jedoch auch möglich, zur Befestigung des erfindungsgemäßen Lagers je einen Flansch einer Gehäusehälfte im Bereich der primären Trennebene vorzusehen. Zur Montageerleichterung können dabei die Flansche geclincht, mit zumindest einer Schraube verstemmt oder mit mit einem Flansch reib­ schlüssig verbundenen Rändelbolzen versehen werden.

Die im folgenden beschriebenen Prinzipskizzen dienen als bevorzugte Ausführungsbeispiele der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 den Schnitt durch eine erste Form eines erfin­ dungsgemäßen Lagers,

Fig. 2 den Schnitt A-A aus Fig. 1,

Fig. 3 die Ansicht B von Fig. 1,

Fig. 4 Abwandlungen (links/rechts) des Beispiels nach Fig. 1,

Fig. 5 zwei Varianten (links/rechts) eines elastischen Lagers mit zusätzlichem Wälzlager, sowie Fig. 6 zwei weitere Varianten für ein zusätzlich dreh­ bar wälzgelagertes Aggregat.

Das jeweils gezeigte elastische Lager besteht im wesent­ lichen aus einem zweigeteilten Gehäuse 1 mit den beiden Gehäuseteilen 1a, 1b, vier elastomeren Lagerelementen 2a, 2b, 2c, 2d sowie einer Aufnahme 3, an der ein zu lagern­ des Fahrzeug-Aggregat befestigt ist. Das Gehäuse 1 hin­ gegen ist auf nicht gezeigte Weise direkt mit dem Fahr­ zeug verbunden.

Die den Lagerelementen 2a, 2b, 2c, 2d zugewandten Ober­ flächen des Gehäuses 1 sowie der Aufnahme 3 stellen in allgemeiner Form Ellipsoide und in den speziellen Ausfüh­ rungsformen Kugeln dar. Bei optimaler Orientierung ist hierdurch ein äußerst gutes Dämmvermögen erzielbar. Eine optimale Orientierung wird dabei dadurch ermöglicht, daß die Lagerelemente 2a, 2b, 2c, 2d nicht nur längs einer primären Trennebene 4, sondern auch längs einer hierzu im wesentlichen orthogonalen sekundären Trennebene 12 - wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich - voneinander ge­ trennt sind.

Bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform ist die Aufnahme als einteilige Buchse, die in Lagermitte, d. h. in Umgebung der primären Trennebene 4 des Gehäuses 1 verdickt ist, ausgebildet. Nur im Bereich dieser Ver­ dickung von der Form eines Ellipsoids bzw. einer Kugel sind die elastomeren Lagerelemente 2a, 2b, 2c, 2d ge­ haftet.

Fig. 4 zeigt demgegenüber eine aus zwei Aufnahmeteilen 3a, 3b bestehende Aufnahme in zwei Ausführungsformen (links bzw. rechts). Durch die im Bereich der primären Trennebene 4 verlaufende gestufte bzw. konische Fügeflä­ che bilden diese Aufnahmeteile 3 bei Verspannen des Lagers eine Einheit.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich von dem nach den Fig. 1 bis 3 auch durch die Ausbildung des Gehäuses 1. Wie ersichtlich, können die beiden Gehäu­ seteile 1a, 1b entweder einen im Bereich der primären Trennebene 4 verlaufenden Flansch bilden, oder ander­ weitig miteinander verbunden sein.

Ein Beispiel für eine derartige anderweitige Gestaltung der Gehäuseverbindung zeigen auch die Fig. 5, 6. In die­ sen beiden Varianten ist der Flansch 5 des oberen Gehäu­ seteiles 1a in dessen oberen Bereich gelegt, um diese elastischen Lager beispielsweise bei gelenkten Federbein­ achsen verbauen zu können. Während dabei beim Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 5 auch das untere Gehäuseteil 1b bis an den Flansch 5 geführt ist, überlappen sich beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 die beiden Gehäuseteile 1a, 1b in einem zylindrischen Abschnitt 6, womit eine vorteilhafte Zentrierung erzielt wird.

Die Aufnahmen 3 bzw. die Aufnahmeteile 3a, 3b der elasti­ schen Lager nach den Fig. 5, 6 tragen Wälzlager 7, an denen sich ein an der Buchse 8 befestigtes Fahrzeugaggre­ gat drehbar abstützt. Diese Lagerausbildung ist besonders geeignet für Feder- oder Dämpferbeinachsen von Fahrzeugen mit drehbar gelagerter Dämpferkolbenstange.

Wie Fig. 5 zeigt, kann das Wälzlager als Rillenkugellager oder als Vierpunktlager mit geteiltem Außenring ausgebil­ det sein. Bezüglich ihrer Trennebene 4 dementsprechend verschiedenartig gestaltet sind dabei die Aufnahmeteile 3a, 3b. Die Buchse 8 kann entweder durch Distanzhüllen oder durch einen überbreiten Wälzlager-Innenring gebildet werden.

Die rechte Hälfte des Ausführungsbeispieles nach Fig. 6 zeigt die Anwendung der Dünnringlagertechnik für die ge­ zeigten Wälzkörper 11. Der Innenring ist als üblicher Dünnring ausgeführt, der in eine abgesetzte Hülse ein­ gepreßt ist. Eine lagerbündige Ausführung sichert eine kostengünstige Einstellung der Lagerluft.

Die in der linken Hälfte von Fig. 6 dargestellte Ausbil­ dungsform verzichtet auf den Dünnring. Die Hülse bzw. Buchse 8 aus Bau-, Automatenstahl oder NE-Metall ist mit zwei Bünden 9a, 9b versehen, die die beiden Laufringe 10a, 10b sowie die nicht gezeigten Dichtscheiben aufneh­ men. Für die leichtere Montage der Laufringe kann eine schraubenförmige Rille in einem der beiden Bünde vorgese­ hen sein.

Während selbstverständlich der Außenring des Wälzlagers 7 ebenso wie der Innenring mit einem Dünnring versehen sein kann, ist es auch hier möglich, die Laufringe 10a, 10b direkt in den Aufnahmeteilen 3a, 3b, die hierzu ebenfalls mit Bünden 9a, 9b versehen sind, abzustützen. Eine bevor­ zugte Ausführung nimmt die beiden Laufringe 10a, 10b in einem Lagersitz auf, dessen Länge das Lagerspiel mitbe­ stimmt. Dabei werden vorzugsweise in einem der beiden Aufnahmeteile 3a, 3b gehärtete Anlaufscheiben für die Dichtscheiben eingepreßt (nicht gezeigt).

Neben den gezeigten Ausführungsformen sind auch weitere Varianten möglich, die unter den Inhalt der Patentansprü­ che fallen. Stets ist es dabei möglich, aufgrund der el­ lipsoidischen Ausbildung und der zumindest zwei Trennebe­ nen für die Lagerelemente das Dämmvermögen des erfin­ dungsgemäßen elastischen Lagers zu optimieren. Auch zeichnen sich die gezeigten Lager durch einfachsten Auf­ bau aus.

Claims (8)

1. Elastisches Lager, insbesondere für Aggregate von Fahrzeugen, mit einem ellipsoidförmigen Gehäuse (1) für vorzugsweise elastomere, längs einer primären Trennebene (4) voneinander getrennte Lagerelemente (2a, 2b, 2c, 2d), an denen sich eine ellipsoid­ förmige Aufnahme (3, 3a, 3b) abstützt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lagerelemente (2a, 2b, 2c, 2d) auch längs einer zur primären Trennebene (4) im wesentlichen orthogonalen sekundären Trennebene (12) voneinander getrennt sind.

2. Elastisches Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) und/oder die Aufnahme (3) als Rotationsellipsoid ausgebildet ist.

3. Elastisches Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (3, 3a, 3b) mehrteilig ausgebildet ist und in der Lagermitte eine Trennebene (4) aufweist.

4. Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (3, 3a, 3b) ein Wälzlager (7) zur drehbaren Aufnahme des Aggre­ gates trägt.

5. Elastisches Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (7) als Dünnringlager ausgebildet ist.

6. Elastisches Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (3, 3a, 3b) und/oder die im Wälzlager (7) geführte Achse (Buchse 8) des Aggregates mit Bünden (9a, 9b) versehen sind, die der Fixierung von Wälzlager-Laufringen (10a, 10b) dienen oder selbst Wälzkörper (11) führen.

7. Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beide Teile (1a, 1b) des zweigeteilten Gehäuses (1) in einem vorzugsweise zylindrischen Abschnitt (6) überlappen.

8. Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (1a, 1b) des zweigeteilten Gehäuses (1) miteinander ver­ stemmt sind.