DE4319689A1 - Abstützlager für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Abstützlager für Kraftfahrzeuge ge­ mäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Abstützlager sind grundsätzlich aus der Praxis be­ kannt und es besteht das Problem, über dem Federungsbereich des Lagers eine Federung zu erreichen, die zunächst weich ist und sich bei erhöhter Belastung progressiv verhärtet, so daß ei­ nerseits eine gute Führung und andererseits ein gutes Dämp­ fungsverhalten erreicht wird.

Ein solches Abstützlager wird im Rahmen der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 kostengünstig reali­ siert. Hierbei wird zunächst durch die Vorspannung der ela­ stischen Stützelemente im Rahmen der Montage eine gewisse Aus­ gangslage bestimmt und damit auch eine gute Führung des über das Lager gegenüber dem Tragteil abgestützten Elementes si­ chergestellt. Ausgehend hiervon ergibt sich im weiteren Verlauf der Einfederung über dem Kraftanstieg zunächst eine flache Fe­ derkennlinie, bis durch Deformation die elastischen Stützele­ mente unter zunehmender Belastung die napfförmigen Aufnahmen quasi ausfüllen. Ist dieser Zustand erreicht, so ergibt sich ein progressiver Anstieg der Federkennlinie, eine progressive Verhärtung, bis die die stützstangenseitigen Anschläge für die Federelemente sich beispielsweise auf den Rändern der napfförmigen Aufnahmen abstützen und dadurch eine in Stütz­ richtung quasi starre Verbindung hergestellt ist. Aufgrund dessen, daß erfindungsgemäß die in den napfförmigen Aufnahmen liegenden, vorzugsweise ringförmig in sich geschlossenen, zy­ lindrischen Stützelemente trotz des radial verbleibenden Frei­ raumes gegenüber den Napfwänden in den Näpfen radial geführt sind, ist auch in der Konstruktionslage bezogen auf die dort auftretenden Kräfte eine ausreichende radiale Führung der Stützstange im Abstützlager gewährleistet. Die radiale Abstüt­ zung der Stützelemente kann durch einzelne Stützrippen oder dgl. realisiert werden, die sich gegenüber den Napfwänden ab­ stützen oder die auch aus den Napfwänden ausgeformt sind.

Die Erfindung wird mit weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Abstützlager gemäß der Erfindung in der Konstruktionslage, d. h. bei über das Abstützlager gegenüber der Karosserie eines Fahrzeuges unter Vorspannung der ela­ stischen Elemente fixierter Stützstange, z. B. Kolbenstange eines Stoßdämpfers,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung bei einseitiger, kleiner Belastung des Lagers,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, bei stärkerer einseitiger Belastung des Lagers,

Fig. 4a und 4b Ausgestaltungsformen zur Zentrierung der elastischen Stützelemente innerhalb der napfförmigen Aufnahmen, sowie

Fig. 5a bis 7b weitere diesbezügliche Ausgestaltungen, und

Fig. 8 eine diagrammartige Darstellung des Verlaufes der Stützkräfte über dem Weg bei einem erfindungsgemäßen Abstützlager.

Das erfindungsgemäße Abstützlager 1 umfaßt in den dargestellten Ausführungsformen zwei napfförmige Aufnahmen 2, 3, die gegen­ über einem Tragteil 4, hier einem Karosserieblech eines Fahr­ zeuges, um eine zentrale Aufnahmeöffnung angeordnet sind. Die napfförmigen Aufnahmen sind gegenüber dem Tragteil 4 fixiert und bezogen auf das Tragteil 4 nach gegenüberliegenden Seiten offen. Die Aufnahmeöffnung 5 ist von einer Stützstange 6 durchsetzt, die in nicht weiter dargestellter Weise beispiels­ weise die Kolbenstange eines Stoßdämpfers oder dgl. sein kann. Die Durchmesser der Stützstange 6 ist derart, daß diese die Aufnahmeöffnung 5 mit Spiel durchsetzt, so daß eine freie Be­ weglichkeit der Stützstange gegenüber der Aufnahmeöffnung so­ wohl in axialer wie auch in Grenzen in radialer Richtung, und damit auch eine Winkelbeweglichkeit der Stützstange 6 gegeben ist.

Auf der Stützstange 6 sind in bekannter Weise Anschläge 7, 8 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel durch gegenüber der Stützstange fixierte Scheiben gebildet sind, wobei sich die Anschlagscheibe 7 auf einem Bund 9 der Stützstange und die An­ schlagscheibe 8 gegen eine Konterverschraubung 10 abstützt.

Zwischen den Anschlägen 7, 8 und den jeweils zugeordneten napfförmigen Aufnahmen 2, 3 liegen elastische Abstützelemente 11, 12, die jeweils durch ringförmige in sich geschlossene und im wesentlichen zylindrische Gummi- oder Elastomerkörper ge­ bildet sind. Die Distanz zwischen den scheibenförmigen An­ schlägen 7 und 8 ist durch eine auf der Stützstange 6 sitzende Hülse 13 vorgegeben, wobei die Länge dieser Hülse 13 so gewählt ist, daß bezogen auf die gezeigte Montagelage die elastischen Abstützelemente 11, 12 vorgespannt sind.

In dieser vorgespannten Lage der elastischen Abstützelemente 11, 12 ist zwischen den scheibenförmigen Anschlägen 7, 8 und dem oberen freien Rand der napfförmigen Aufnahmen 2, 3 jeweils ein freier Abstand gegeben, so daß entsprechend den aufzuneh­ menden Kräften die elastischen Abstützelemente 11, 12 axial zusammengedrückt werden können, und zwar maximal soweit, bis die in Überdeckung zu den freien Napfrändern liegenden schei­ benförmigen Anschläge 7 bzw. 8 gegen die jeweiligen Napfränder anschlagen und dadurch eine starre Verbindung zwischen der Stützstange 6 und dem Tragteil 4 bezogen auf die jeweilige Be­ lastungsrichtung darstellen.

In der dargestellten Konstruktionslage gemäß Fig. 1 ist trotz Vorspannung der elastischen Abstützelemente 11, 12 ein radialer Freiraum zwischen diesen und den Wänden der napfförmigen Auf­ nahmen 2, 3 gegeben, so daß bei Aufbringen einer Last, vgl. Fig. 2 und 3, die elastischen Abstützelemente, hier das Ab­ stützelement 12, zunächst soweit verformt wird, bis der Napf quasi ausgefüllt ist (Fig. 2). Bei Erhöhung der Last wird das elastische Element 12 (Fig. 3) nunmehr komprimiert, wodurch die aus Fig. 8 ersichtliche progressive Verhärtung über dem Weg ergibt.

Das erfindungsgemäße Abstützelement ist also, wie Fig. 8 zeigt, um die Nullage, die der in Fig. 1 dargestellten Ver­ spannlage entspricht, verhältnismäßig weich, und es tritt die gewünschte Verhärtung ein, sobald, wie in Fig. 2 dargestellt, die jeweilige napfförmige Aufnahme, hier die Aufnahme 3, über das elastische Element quasi aufgefüllt ist, so daß bei weiterer Belastung in Richtung des Pfeiles 14 nunmehr das elastische Abstützelement in das vorgegebene Volumen der napfförmigen Aufnahme 3 hineinverdichtet werden muß.

Die maximale Verschiebung in Richtung des Pfeiles ist durch die Überlappung zwischen dem jeweiligen Anschlag, hier den schei­ benförmigen Anschlag 7 und dem freien Rand der jeweiligen Wand des Napfes, hier der napfförmigen Aufnahme 3 begrenzt.

Fig. 4a bis 7b zeigen Ausgestaltungsmöglichkeiten zur Zen­ trierung der elastischen Abstützelemente innerhalb der napfförmigen Aufnahmen, wobei diese Zentrierung notwendig ist, um den angestrebten radialen Freiraum zwischen dem jeweiligen elastischen Abstützelement und der napfförmigen Aufnahme in der Konstruktionslage über den Umfang sicherzustellen.

Die Darstellungen gemäß Fig. 4a bis 7b zeigen dabei jeweils Varianten zur Möglichkeit der Zentrierung, wobei jeweils le­ diglich ausschnittsweise die in Fig. 1 obere, napfförmige Aufnahme 2 mit zugehörigem elastischem Abstützelement 11 im wesentlichen dargestellt ist und wobei im Hinblick auf die an­ gesprochenen Abwandlungen jeweils entsprechende, durch zusätz­ liche Kennbuchstaben unterschiedene Bezugszeichen verwendet sind.

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 4a und 4b sind zwei Aus­ gestaltungsformen gezeigt, bei denen die Zentrierung des ela­ stischen Abstützelementes 11a bzw. 11b in der jeweiligen Auf­ nahme 2a bzw. 2b dadurch erreicht ist, daß dem elastischen Ab­ stützelement 11a, 11b im übergangsbereich zwischen Boden und Wand der napfförmigen Aufnahme 2a, 2b eine Führung gegeben ist. Im Falle der napfförmigen Aufnahme 2a ist diese Führung durch einen schräg ansteigenden Übergangsbereich 15 verwirklicht, gegen den das elastische Abstützelement 11a sich im unteren Randbereich abstützt und dadurch auch eine radiale Führung erhält. Die Wandung des napfförmigen Aufnahmeelementes 2a schließt an diesen Übergangsbereich an und es ist in der Kon­ struktionslage hier ein Freiraum zwischen der Wandung und dem Abstützelement 11a gegeben.

Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 4b findet eine napfförmige Aufnahme 2b Verwendung, deren Wandungen schräg nach außen sich aufweiten und bei der das elastische Abstützelement 11b in der dargestellten Konstruktionslage im unteren Bereich durch die Napfwandung geführt ist, die aufgrund ihrer Aufweitung gegen den freien Rand für das elastische Abstützelement 11b gegen den freien Wandungsbereich zu ein Freivolumen läßt, in das das elastische Element 11b hineinverdichtet werden kann.

Bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 5a mit Draufsicht in Fig. 5b findet eine napfförmige Aufnahme 2c Verwendung, bei der, ähnlich der Ausgestaltung gemäß Fig. 4a, vom Boden zum Wandbereich ein abgeschrägter Übergangsbereich 16 vorhanden ist und bei der zusätzlich über den Umfang des napfförmigen Ele­ mentes einzelne Stützrippen, hier drei Stützrippen 17 in Hö­ henrichtung der Wand der napfförmigen Aufnahme 2c sich er­ strecken. Die Stützrippen bewirken, wie die linksseitige Dar­ stellung in Fig. 5a zeigt, partiell eine Führung des ela­ stischen Abstützelementes 11c, so daß über den größten Teil des Umfanges ein Verdichtungsfreiraum gegeben ist, wie er in Fig. 5b rechte Seite der Schnittdastellung gezeigt ist.

Fig. 6a, mit Draufsicht in 6b zeigt eine weitere Variante, wobei bei einer Gestaltung der napfförmigen Aufnahme 2d gemäß Fig. 1 das elastische Abstützelement 11d über seinen Umfang mit Stützrippen 18 versehen ist, die sich über einen Teil der Höhe des elastischen Abstützelementes erstrecken, und zwar be­ vorzugt über dessen mittleren Bereich, so daß oberhalb und unterhalb der Stützrippen 18 ebenfalls innerhalb der napfförmigen Aufnahme 2d Verdichtungsfreiräume verbleiben.

Bei den Ausgestaltungsformen gemäß Fig. 7a ist das elastische Abstützelement 11e mit einer über den Umfang verlaufenden Stützrippe 19 versehen, die bevorzugt etwa im mittleren Höhen­ bereich des elastischen Abstützelementes 11e und damit inner­ halb der napfförmigen Aufnahme 2e liegt.

Bei der weiteren in Fig. 7b gezeigten Ausgestaltungsform fin­ det ein elastisches Abstützelement 11f Verwendung, das in der napfförmigen Aufnahme 2f dadurch fixiert ist, daß es im Boden­ bereich über eine Haftschicht 20, insbesondere eine Vulkanisierung an der napfförmigen Aufnahme 2f festgelegt ist.

Claims (8)

1. Abstützlager für Fahrzeuge, insbesondere von Kraftfahr­ zeugen, mit durch eine Aufnahmeöffnung in einem Tragteil, ins­ besondere in der Karosserie mit radialem Spiel hindurchragender zentraler Stützstange und die Aufnahmeöffnung mit Abstand um­ schließenden, gegenüber dieser lagefesten und napfförmigen Aufnahmen für elastische Abstützelemente, die - bezogen auf die Ebene der Aufnahmeöffnung - nach gegenüberliegenden Seiten of­ fen sind, wobei die elastischen Stützelemente bei montiertem Abstützlager gegeneinander vorgespannt zwischen Anschlägen der Stützstange gehalten sind und die Stützstange axial und winkelbeweglich gegenüber dem Tragteil halten, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Stützelemente (11, 12) in montiertem Zu­ stand radialen Freiraum zu den Wänden der napfförmigen Auf­ nahmen (2, 3) aufweisen und gegenüber den napfförmigen Auf­ nahmen (2, 3) zumindest im wesentlichen unter Aufrechterhaltung des radialen Freiraumes zu den Napfwänden radial festgelegt sind.

2. Abstützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Stützelemente über einzelne Stützrippen (17, 18, 19) gegenüber den Napfwänden (2c, 2d, 2e) radial ab­ gestützt sind.

3. Abstützlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrippen (17) durch Ausformungen der Wände der napfförmigen Aufnahmen (2c), wie Einprägungen, Sicken oder dergleichen gebildet sind.

4. Abstützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrippen durch Wülste (18, 19) der elastischen Stützelemente (11d, 11e) gebildet sind.

5. Abstützlager nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrippen (17, 18) in Höhenrichtung der Wände der napfförmigen Aufnahmen (2c, 2d) verlaufen.

6. Abstützlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den elastischen Stützelementen (11e) zugeordneten Stützrippen (19) durch einen umlaufenden Ringwulst gebildet sind.

7. Abstützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Festlegung der elastischen Stützelemente (11f) der Bodenzone der napfförmigen Aufnahme (2f) zugeordnet ist.

8. Abstützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Festlegung der elastischen Abstützelemente (11a) dem Übergangsbereich zwischen Boden und Wänden der napfförmigen Aufnahmen (2a) zugeordnet ist.