WO2010112006A1

WO2010112006A1 - Elastomergelen

Info

Publication number: WO2010112006A1
Application number: PCT/DE2010/000367
Authority: WO
Inventors: Cengiz Erdogan; Richard Partyka
Original assignee: Trw Automotive Gmbh
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2010-10-07
Also published as: CN102448747A; EP2414180A1; ES2525560T3; EP2414180B1; US8770884B2; KR20120005010A; US20120107038A1; DE102009016139A1; CN102448747B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elastomergelenk (10), mit einem Gehäuse (12) mit einer Durchgangsöffnung (14), die axial entlang der Längsachse (16) des Elastomergelenks verläuft, einem Gelenkzapfen (18), der sich durch die Durchgangsöffnung (14) des Gehäuses (12) erstreckt, einem Elastomerkörper (20), der an dem Gelenkzapfen (18) befestigt und radial zwischen dem Gelenkzapfen (18) und dem Gehäuse (12) angeordnet ist, und mit zumindest einem Stützring (22), der an einer Stirnseite der Durchgangsöffnung (14) an dem Elastomerkörper (20) befestigt ist, wobei ein Drahtring (32) den Stützring (22) gegenüber dem Gehäuse (12) arretiert, so dass der Gelenkzapfen (18) in dem Gehäuse (12) axial gesichert gehalten ist.

Description

Elastomergelenk

Die Erfindung betrifft ein Elastomergelenk, insbesondere für Fahrwerksteile von Kraftfahrzeugen, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Elastomergelenke sind wartungsfrei, unempfindlich gegenüber äußeren Umwelteinflüssen und werden insbesondere im Automobilbau zur präzisen Achsführung sowie zur Erhöhung des Fahrkomforts eingesetzt. Bei solchen Elastomergelenken wird ein elastischer Elastomerkörper in axialer Richtung vorgespannt, wodurch sich eine einstellbare radiale Federkennung ergibt.

DE 37 15 360 C2 zeigt ein gattungsgemäßes Elastomergelenk, bei dem ein hülsenförmiger Elastomerkörper zwischen zwei Stützringen vorgespannt ist. An der Innenumfangsfläche eines zylindrischen Gehäuses sind in einer mittleren Zone Materialausnehmungen vorgesehen, so dass ein Raum geschaffen wird, in den hinein der Elastomerkörper ausweichen kann. Hierdurch wird die Vorspannung des Elastomerkörpers in diesem Bereich reduziert, woraus sich eine mit steigender Belastung progressive Federkennung ergibt. Zur axialen Sicherung des Elastomerkörpers innerhalb des Gehäuses stützt sich einer der beiden Stützringe gegen eine innere Schulter des Gehäuses ab, wobei der andere Stützring durch einen bei der Gelenkmontage eingelegten Sprengring gehalten wird.

Der Sprengring, der zum Beispiel bei dem Elastomergelenk gemäß DE 37 15 360 C2 zum Einsatz kommt, ist auch als so genannter "Seeger-Ring" bekannt. Der Seeger-Ring zeichnet sich dadurch aus, dass er als Normteil sehr preisgünstig auf dem Markt zu beziehen ist und eine einfache Demontage des Elastomergelenks ermöglicht. Jedoch unterliegt der Seeger-Ring dem Nachteil, dass aufgrund seines rechteckigen Querschnitts bei axialen Belastungen ein Kippmoment auf ihn einwirkt, was zu einem Ausknüpfen des Seeger-Rings aus einer Nut, die in einer Innenumfangsfläche des Gehäuses ausgebildet ist, führen kann. Zumindest führt ein solches Kippmoment zu häufigen axialen Verschiebungen des Seeger-Rings, wodurch es bei dem Stützring, der in Kontakt mit dem Seeger-Ring ist, Ermüdungsbrüche auftreten können. Ein weiterer Nachteil des Seeger-Rings besteht darin, dass seine Kreisüberdeckung lediglich ca. 270° beträgt, woraus ebenfalls die Gefahr eines Ausknüpfens resultieren kann.

Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Elastomergelenk mit einfachen und robusten Verriegelungsmitteln zu schaffen.

Die Aufgabe wird durch ein Elastomergelenk mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Ein erfindungsgemäßes Elastomergelenk eignet sich insbesondere zur Verwendung für Fahrzeugsteilen von Kraftfahrzeugen, und umfasst ein Gehäuse mit einer Durchgangsöffnung, die axial entlang der Längsachse des Elastomergelenks verläuft. Des Weiteren umfasst das Elastomergelenk einen Gelenkzapfen, der sich durch die Durchgangsöffnung des Gehäuses erstreckt, und einen Elastomerkörper, der an dem Gelenkzapfen befestigt und radial zwischen dem Gelenkzapfen und dem Gehäuse angeordnet ist. Ein Stützring ist an einer Stirnseite der Durchgangsöffnung an dem Elastomerkörper oder an dem Gelenkzapfen angebracht, wobei ein Verriegelungselement den Stützring gegenüber dem Gehäuse arretiert, so dass der Gelenkzapfen in dem Gehäuse axial gesichert gehalten ist. Das Verriegelungselement ist aus einem Drahtring gebildet.

Die Verwendung des Drahtrings in einer Funktion als Verriegelungselement, mittels dessen der Stützring gegenüber dem Gehäuse arretiert wird, hat den Vorteil, dass in Folge des geeigneten Querschnitts eines solchen Drahtrings insbesondere bei einer axialen Belastung des Gelenkzapfens keine Kippmomente auftreten, die zu einem Ausknüpfen bzw. Lösen des Drahtrings führen. Der Drahtring kann aus einem herkömmlichen Federrundstahl hergestellt sein, was sich vorteilhaft in niedrigen Herstellungs- bzw. Beschaffungskosten niederschlägt.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Drahtring einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt aufweisen. Halbzeuge mit einem solchen Querschnitt sind massenhaft verfügbar und entsprechend preiswert. Ein kreisrunder Querschnitt verhindert wie vorstehend das Entstehen eines Kippmoments und gewährleistet zudem eine ausreichende Überdeckung mit einer angrenzenden Wandung des Gehäuses. Alternativ kann der Drahtring auch einen anderen geeigneten Querschnitt aufweisen, bei dem in gleicher weise wie beim kreisförmigen Querschnitt jedenfalls kein Kippmoment bei einer Belastung des Elastomergelenks hervorgerufen wird. Hierzu eignet sich ein mehreckiger öder ein ovaler Querschnitt. Ein mehreckiger Querschnitt des Drahtrings hat vorzugsweise die Form eines Dreiecks, wobei eine Spitze dieses Dreiecks in Richtung der angrenzenden Stirnseite der Durchgangsöffnung gerichtet ist und eine Orthogonale, die durch diese Spitze verläuft und sich auf die der Spitze gegenüberliegenden Grundseite des Dreiecks bezieht, mit der Längsachse des Elastomergelenks einen Winkel von kleiner als 90° einschließt. Gleiches gilt muta- tis mutandis für den ovalen Querschnitt, dessen Längsachse in Richtung der angrenzenden Stirnseite der Durchgangsöffnung weist und mit der Längsachse des Elastomergelenks einen Winkel kleiner als 90° einschließt.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann eine Innenumfangsfläche des Gehäuses eine Nut aufweisen, deren Kontur an den Querschnitt des Drahtrings angepasst ist. Dies führt dazu, dass sich der Drahtring im montierten Zustand harmonisch an die Innenumfangsfläche des Gehäuses anlegt, ohne dass es dabei zu einem Verkanten oder dergleichen kommt. Eine solche Nut lässt sich preisgünstig in der Innenumfangsfläche des Gehäuses vorgeben, zum Beispiel durch einen zerspanenden Vorgang oder unmittelbar beim Urformen des Gehäuses, zum Beispiel als Gussteil. Bei allen der vorstehend genannten möglichen Querschnittsformen für den Drahtring ergibt sich dabei der Vorteil, dass insbesondere bei axialer Belastung des Elastomergelenks der Drahtring in die Nut hineingedrückt wird, ohne dass dabei ein Kippmoment und/oder ein axiales Verschieben des Drahtrings entstehen. Somit lassen sich ein unerwünschtes Ausknüpfen oder gar Ermüdungsbrüche an dem Stützring wirkungsvoll vermeiden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Drahtring eine Kreisüberdeckung von zumindest 300°, und insbesondere eine Kreisüberdeckung von zumindest 340° oder gar mehr aufweisen. Eine solche Kreisüberdeckung ist in jedem Fall größer als jene eines Seeger-Rings. Dies führt zu dem Vorteil, dass die Verschiebungen der freien Enden des Drahtrings bei einer axialen Belastung des Gelenkzapfens geringer sind, wodurch die Kontaktstellen des Stützrings an den freien Enden des Drahtrings geringer beansprucht werden. Im Ergebnis können somit Ermüdungsbrüche des Stützrings vermieden werden. Vergleichsversuche haben ergeben, dass bei gleichen Belastungen in axialer Richtung ein Elastomergelenk mit Drahtring keine Brucherscheinungen an dem Stützring aufwies, wohingegen eine vergleichbare Ausführungsform mit Seeger- Ring Brucherscheinungen am Stützring zeigte.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Drahtring mit einer Anlagefläche des Stützrings in Kontakt sein, wobei diese Anlagefläche mit der Längsachse des Elastomergelenks einen Winkel von im Wesentlichen 45° einschließt. Ein solcher Winkel der Kontaktfläche des Stützrings relativ zur Längsachse des Elastomergelenks hat den Vorteil, dass bei einer axialen Belastung des Gelenkzapfens bzw. des Elastomergelenks eine Kraftresultierende geeignet radial in Richtung der innerhalb der Innenumfangsfläche des Gehäuses ausgebildeten Nut aufweist. Hierdurch wird ein Ausknüpfen des Drahtrings aus der Nut wirkungsvoll verhindert, so dass eine sichere Positionierung des Gelenkzapfens innerhalb des Gehäuses in axialer Richtung gewährleistet ist.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Stützring angrenzend zur Anlagefläche eine Auswölbung aufweisen, die in Richtung der Stirnseite der Durchgangsöffnung einen Scheitelpunkt aufweist. Eine Strecke zwischen diesem Scheitelpunkt und einer Stelle, bei der die Nut in die Innenumfangsfläche des Gehäuses übergeht, ist hierbei kleiner als der Durchmesser des Drahtrings gewählt. Dies führt zu dem Vorteil, dass der Drahtring bei montiertem Elastomergelenk wegen des zu engen Durchlasses zwischen Scheitelpunkt und der Wandung der Innenumfangsfläche daran gehindert ist, in Richtung der Stirnseite der Durchgangsöffnung auszuwandern. Dies verhindert zusätzlich ein unerwünschtes Ausknüpfen des Drahtrings und erhöht somit die Betriebssicherheit.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Stützring aus einem Blechstanzteil gebildet sein. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten aus. Ein solches Blechstanzteil kann einschließlich der vorstehend genannten abgewinkelten Anlageflächen in einem Arbeitsschritt hergestellt werden, ohne dass anschließend Nachbearbeitungen oder dergleichen erforderlich sind.

Der elastische Elastomerkörper ist im montierten Zustand stets axial vorgespannt, wodurch sich eine vorbestimmte bzw. gewünschte Federkennung des Elastomergelenks ergibt. Diese Vorspannung kann dadurch erzielt werden, dass der Elastomerkörper zwischen den Stützringen eingespannt wird. Hierbei können die Stützringe direkt an dem Gelenkzapfen befestigt sein, wobei sie den Elastomerkörper beiderseits an seinen axialen Stirnseiten nach Art eines Deckels umfassen. Bei einer solchen Ausführungsform ist eine Torsionsbewegung des Elastomerkörpers bezüglich des Gehäuses gewährleistet. Alternativ können die Stützringe direkt an den Elastomerkörper befestigt sein, z.B. durch Anvulkanisieren. Hierbei sind die Stützringe radial an einer Außenumfangsfläche des Elastomerkörpers befestigt bzw. anvulkanisiert. Dies ermöglicht sowohl eine Torsionsbewegung des Elastomerkörpers bezüglich des Gehäuses als auch eine kardanische Kippbewegung in einem bestimmten Winkelbereich relativ zur Längsachse des Elastomergelenks, zum Beispiel in einem Winkelbereich von 15°.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das Gehäuse eine von außen zugängliche Bohrung aufweisen, die angrenzend an den Drahtring mündet. Durch diese Bohrung kann ein Hilfswerkzeug eingeführt werden, z. B. ein, Dorn oder dergleichen, dessen Spitze dann in Kontakt mit zumindest einem freien Ende des Drahtrings gelangt. Mittels dieses Hilfswerkzeugs ist ein gezieltes Ausknüpfen des Drahtrings aus der Nut möglich, um das Elastomergelenk bei Bedarf zu demontieren.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann an beiden Stirnseiten der Durchgangsöffnung ein Stützring vorgesehen sein, der jeweils durch ein Verriegelungselement in Form des Drahtrings gegenüber dem Gehäuse arretiert ist. Dies führt zu dem Vorteil, dass eine Innenumfangsfläche des Gehäuses symmetrisch ausgebildet sein kann, was zu Kostenvorteilen führt. Anders ausgedrückt, ist bei einer solchen Ausführungsform der Gelenkzapfen beiderseits im Bereich der jeweiligen Stirnseite der Durchgangsöffnung mittels eines Drahtrings an dem Gehäuse fixiert. Somit ist es nicht erforderlich, innerhalb des Gehäuses einen Schulterabschnitt oder dergleichen vorzusehen, an dem ansonsten ein Stützring zur axialen Fixierung anliegen würde.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 ein erfindungsgemäßes Elastomergelenk in einer seitlichen

Querschnittsansicht,

Figur 2 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs I von Figur 1 ,

Figur 3 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs I von Figur 1 , in einer modifizierten Ausführungsform,

Figur 4 . einen Teilbereich des Elastomergelenks gemäß Figur 1 , bezüglich dessen ein axialer Belastungsfall dargestellt ist,

Figur 5 eine Vergrößerung des Bereichs A von Figur 4, Figur 6 eine Draufsicht auf einen Drahtring des erfindungsgemäßen

Elastomergelenks,

Figur 7 eine Seitenansicht des Drahtrings von Figur 6,

Figur 8 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Elastomergelenks in einer seitlichen Querschnittsansicht,

Figuren 9a, 9b jeweils Seitenansichten eines Teils des Elastomergelenks Gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 8, wobei alternative Querschnittsformen für einen Drahtring dargestellt sind,

Figur 10 ein erfindungsgemäßes Elastomergelenk in einer seitlichen

Querschnittsansicht gemäß einer weiteren Ausführungsform,

Figur 11 ein herkömmliches Elastomergelenk in einer seitlichen

Querschnittsansicht,

Figur 12 eine Draufsicht auf ein Verriegelungselement in Form eines herkömmlichen Seeger-Rings,

Figur 13 eine Seitenansicht des Seeger-Rings gemäß Figur 12,

Figur 14 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs Il von Figur 11 in einem axialen Belastungsfall, und

Figur 15 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs III von Figur 11 bei

Einwirkung einer axialen Belastung.

Figur 11 zeigt ein herkömmliches Elastomergelenk 1 in einer seitlichen Querschnittsansicht. Das Elastomergelenk 1 weist ein Gehäuse 12 mit einer Durchgangsöffnung 14 auf, die sich axial einer Längsachse 16 des Elastomergelenks 10 erstreckt. Ein Gelenkzapfen 18 erstreckt sich durch die Durchgangsöffnung 14 bzw. ist in dieser aufgenommen. An einer Außenumfangsfläche des Gelenkzapfens 18 ist ein Elastomerkörper 20 befestigt, der mit seiner Außenumfangsfläche im mittigen Bereich des Elastomergelenks 1 an einer Innenumfangsflä- che des Gehäuses 12 anliegt. Der Elastomerkörper 20 kann an dem Gelenkzapfen 18 bzw. an der Innenumfangsfläche des Gehäuses 12 durch Anvulkanisieren, Verkleben oder dergleichen befestigt sein. Mittels des Elastomerkörpers 20 ist eine Bewegung des Gelenkzapfens 18 relativ zum Gehäuse 12 rotato- risch um die Längsachse 16 und/oder kardanisch, d.h. im Wege einer Kippbewegung um die Längsachse 16, möglich.

An dem Elastomerkörper 20 sind im Bereich der beiden Stirnseiten der Durchgangsöffnung 14 ein oberer Stützring 22 und ein unterer Stützring 24 befestigt, zum Beispiel durch Anvulkanisieren, Verkleben oder dergleichen. Mittels der Stützringe 22, 24 ist der Elastomerkörper 20 axial, d.h. in Richtung der Längsachse 16, vorgespannt. Der untere Stützring 24 sitzt auf einem Schulterabschnitt 26 an der Innenumfangsfläche des Gehäuses 12 auf, so dass er axial positioniert ist. Der obere Stützring 22 ist durch ein Verriegelungselement 28 in Form eines Sprengrings (auch als "Seeger-Ring" bekannt) gesichert, der in Figur 12 in einer Draufsicht und in Figur 13 in einer Seitenansicht einzeln dargestellt ist. Der Seeger-Ring 28 greift im montierten Zustand in eine Nut 30 ein, die in der Innenumfangsfläche des Gehäuses 12 ausgebildet ist. Bei montiertem Seeger-Ring 28 ist somit auch der obere Stützring 22 axial innerhalb des Gehäuses 12 positioniert. Im montierten Zustand gemäß der Darstellung von Figur 11 ist somit der Gelenkzapfen 18 gegen ein Herausfallen aus dem Gehäuse 12 gesichert.

Die axiale Fixierung des oberen Stützrings 22 innerhalb des Gehäuses 12 mittels des Seeger-Rings 28 ist insofern nachteilig, als dass der Seeger-Ring 28 ab einer bestimmten Belastungshöhe des Elastomergelenks 1 aus der Nut 30 ausknüpfen kann. Figur 15 zeigt den Bereich III von Figur 11 , wenn eine axiale Belastung auf den Gelenkzapfen 18 und damit auch auf den Seeger-Ring 28 einwirkt. In Figur 15 stellen Pfeile die Kraftrichtung bzw. die resultierenden Kräfte dar, die bei axialer Belastung auf den Seeger-Ring 28 einwirkt. Figur 14 zeigt den Bereich Il von Figur 11 , und entspricht spiegelbildlich der Darstellung von Figur 15. In Figur 14 ist der Vorgang des Ausknüpfens des Seeger-Rings 28 aus der Nut 30 dargestellt, in Folge einer axial wirkenden Kraft F_3x. Wegen des rechteckigen Querschnitts des Seeger-Rings 28 führt die axiale Kraft F_ax dazu, dass ein Kippmoment auf den Seeger-Ring 28 einwirkt, welches letztlich das Ausknüpfen des Seeger-Rings 28 zur Folge hat. Eine Schädigung des Elastomergelenks 1 kann einerseits dadurch auftreten, dass der Seeger-Ring 28, wie in Figur 14 gezeigt, aus der Nut 30 ausknüpft, so dass der obere Stützring 22 nicht länger innerhalb des Gehäuses 12 gesichert ist. Eine weitere Möglichkeit der Schädigung bei dem Elastomergelenk 10 gemäß Figur 11 besteht darin, dass in dem oberen Stützring 22 in den Bereichen, die in Kontaktanlage mit den beiden freien Enden des Seeger-Rings 28 sind, Ermüdungsbrüche auftreten. Solche Ermüdungsbrüche resultieren daraus, dass eine axiale Belastung des Gelenkzapfens 18 zu kleinen axialen Verschiebungen des Seeger-Rings 28 führt, insbesondere im Bereich seiner beiden freien Enden. Solche Verschiebungen werden dadurch unterstützt, dass der Seeger- Ring 28, wie in Figur 12 gezeigt, eine Kreisüberdeckung von ungefähr 270° aufweist, so dass die freien Enden relativ weit voneinander beabstandet sind. Dieser Abstand ist in Figur 13 durch die Strecke L2 kenntlich gemacht. Insgesamt unterliegt somit die axiale Sicherung des oberen Stützrings 22 mittels des Seeger-Rings 28 wegen der genannten Schadensmöglichkeiten einer geringen Betriebssicherheit.

In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Elastomergelenk 10 in einer seitlichen Querschnittsansicht gezeigt. Dieses Gelenk entspricht in seinem wesentlichen Aufbau dem Gelenk von Figur 8 - wesentliche Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und zur Vermeidung von Wiederholungen nicht nochmals erläutert.

Ein wesentlicher Unterschied des Elastomergelenks 10 gemäß Figur 1 gegenüber dem herkömmlichen Elastomergelenk 1 gemäß Figur 11 besteht in der Sicherung zumindest einer der beiden Stützringe. Anstelle eines Seeger-Rings 28 wird bei dem Elastomergelenk von Figur 1 der obere Stützring 22 mittels eines Drahtrings 32 axial gesichert in dem Gehäuse 12 gehalten. Der Drahtring 32 kann aus einem herkömmlichen Federrundstahl oder dergleichen hergestellt sein. Entsprechend ist die Herstellung dieses Drahtrings bzw. dessen Beschaffung sehr kostengünstig. Figur 2 zeigt den Bereich I von Figur 1 in einer vergrößerten Ansicht. Der obere Stützring 22 weist angrenzend zu seiner Außenumfangsfläche eine Anlagefläche 34 auf, die mit dem Drahtring 32 in Kontakt ist. An einer Innenumfangsflä- che 36 des Gehäuses 12 ist eine Nut 38 ausgebildet, deren Kontur an den im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt des Drahtrings angepasst ist. Im montierten Zustand schmiegt sich somit der Drahtring 32 harmonisch in die Nut 38 ein , ohne dass es dabei zu einem Verkanten oder dergleichen kommt.

In den Figuren 3 und 4 ist der Bereich I von Figur 1 jeweils in einer vergrößerten Darstellung gezeigt. Figur 3 verdeutlicht, dass die Anlagefläche 34 mit der Längsachse 16 (bzw. mit einer Parallelen zur Längsachse 16) einen Winkel von 45° einschließt. Anders ausgedrückt, ist eine Oberfläche der Anlagefläche 34 gegenüber der Längsachse 16 um einen Winkel von 45° geneigt. Figur 4 verdeutlicht die vorteilhafte Wirkung dieser Winkelbeziehung. Bei Auftreten einer axialen Kraft F_ax, die auf den Gelenkzapfen 18 und somit auch auf den oberen Stützring 22 wirkt, erfährt der Drahtring 32 eine resultierende Kraft F_res, die in Richtung der Nut 38 gerichtet ist. Entsprechend wird der Drahtring 32 durch die Kraft Fr_es in die Nut 38 hineingedrückt, so dass ein selbsttätiges Ausknüpfen des Drahtrings 32 aus der Nut 38 bei einer axialen Belastung des Elastomergelenks 10 nicht möglich ist. Hierdurch ist die Betriebssicherheit des Elastomergelenks 10 wesentlich verbessert.

Es versteht sich, dass der vorstehend genannte Winkel von 45° zwischen der Anlagefläche 34 und der Längsachse 16 auch andere Werte annehmen kann, zum Beispiel größer oder kleiner 45°. Für diesen Winkel ist lediglich von Bedeutung, dass er geeignet so gewählt ist, dass bei einer auf den Drahtring 32 einwirkenden Belastung (in radialer und/oder in axialer Richtung) die Kraftresultierende Fre_s steht in Richtung der Nut 38 zeigt, so dass ein Ausknüpfen des Drahtrings 32 verhindert ist.

Figur 5 zeigt den Bereich A von Figur 4 in einer vergrößerten Darstellung. Zur Vereinfachung ist hierbei der Drahtring 32 nicht gezeigt. Der obere Stützring 22 weist angrenzend zur Anlagefläche 34 eine Auswölbung 44 auf, die in Richtung der angrenzenden Stirnseite der Durchgangsöffnung 14 einen Scheitelpunkt 46 hat. Der Abstand zwischen diesem Scheitelpunkt 46 und einer Stelle 48, an der die Nut 38 in die Innenumfangsfläche 36 des Gehäuses 12 übergeht, bestimmt sich als Strecke s. Von Bedeutung ist, dass die Strecke s kleiner als der Durchmesser des Drahtrings 32 gewählt ist. In montiertem Zustand ist dies auch in den Darstellungen von Figur 2 und Figur 4 gezeigt. Indem die Strecke s kleiner als der Durchmesser des Drahtrings 32 gewählt ist, kann der Drahtring bereits aus geometrischen Zwängen nicht aus der Nut 38 ausknüpfen.

Der Drahtring 32 ist in Figur 6 in einer Draufsicht gezeigt. Figur 7 zeigt diesen Drahtring 32 in einer Seitenansicht. Der Drahtring 32 weist eine Kreisüberdeckung von etwa 340° auf, und entsprechend ist der Abstand zwischen den beiden freien Enden des Drahtrings 32 (in Figur 6 durch die Strecke L1 dargestellt) kleiner als der Abstand der beiden freien Enden des Seeger-Rings 28 (gemäß der Strecke L2 von Figur 10). Der geringere Abstand der beiden freien Enden des Drahtrings 32 zueinander bzw. seine größere Kreisüberdeckung als im Vergleich zum Seeger-Ring führt zusätzlich zu einer größeren Betriebssicherheit, da die beiden freien Enden des Drahtrings 32 geringeren axialen Verschiebungen bei Auftreten von axialen Belastungen unterliegen. Des Weiteren können wegen des runden Querschnitts des Drahtrings 32 keine Ausknüpf- bzw. Kippmomente im Bereich der Nut 38 auftreten, wodurch die axiale Sicherung des oberen Stützrings 22 innerhalb des Gehäuses 12 weiter verbessert ist.

Ähnlich wie bei der Ausführungsform von Figur 11 sitzt bei der Ausführungsform von Figur 1 der untere Stützring 24 auf einem Schulterabschnitt 26 auf, der an einer Innenumfangsfläche des Gehäuses 12 ausgebildet ist. Hierdurch ist der untere Stützring 24 axial bezüglich des Gehäuses 12 festgelegt. In Abweichung von der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform kann jedoch auch ein unterer Stützring verwendet werden, der baugleich mit dem oberen Stützring 22 ist. In Entsprechung zu der Anlagefläche 34 eines solchen Stützrings wäre dann im unteren Bereich des Gehäuses 12 anstelle des Schulterabschnitts 26 eine geeignete Fase oder dergleichen vorgesehen, an der sich diese Anlagefläche 34 anlegt. Die Verwendung von baugleichen Stützringen bringt neben Kostenein- sparungen den wesentlichen Vorteil mit sich, dass sich dadurch eine Montage des Elastomergelenks 10 vereinfacht, weil eine Verwechslung von verschiedenen Stützringen ausgeschlossen ist.

Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsform des Elastomergelenks 10. Im Unterschied zur Ausführungsform von Figur 1 sind bei der Ausführungsform von Figur 8 sowohl der obere Stützring 22 als auch der untere Stützring 24 beide durch einen Drahtring 32 axial gesichert. Die Ausgestaltung der Stützringe und der komplementären Nuten bei der Ausführungsform von Figur 8 entspricht der Darstellung gemäß Figur 2, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen darauf Bezug genommen wird. Die Ausführungsform von Figur 8 hat den Vorteil, dass eine Innenumfangsfläche des Gehäuses 12 vollständig symmetrisch zur Querachse 40 des Elastomergelenks 10 ausgebildet ist, da der Schulterabschnitt 26 (vgl. Figur 1) weggelassen ist. Bei der Ausführungsform von Figur 8 können der obere und der untere Stützring 22, 24 aus gleichen Teilen bestehen, was sich günstig auf die Herstellungskosten auswirkt.

In den Figuren 9a und 9b sind vergrößerte Teilbereiche des Elastomergelenks 10 bezüglich des Bereichs I von Figur 1 gezeigt, wobei hierin der Drahtring 32 einen alternativen Querschnitt aufweist, nämlich in Form eines Dreiecks (Figur 9a) bzw. in Form eines Ovals (Figur 9b). Bei der dreieckigen Querschnittsform weist die Spitze des Dreiecks in Richtung der angrenzenden Stirnseite der Durchgangsöffnung 14, wobei eine Orthogonale 52, die durch die Spitze des Dreiecks verläuft und sich auf eine der Spitze gegenüberliegende Grundseite bezieht, mit der Längsachse 16 (bzw. einer Parallelen 16' dazu) einen Winkel α einschließt. Gleiches gilt für den Drahtring 32 mit ovalem Querschnitt (Figur 9b), wobei eine Längsachse 54 dieses Ovals mit der Längsachse 16 des Elastomergelenks 10 (bzw. einer Parallelen 16' dazu) einen Winkel ß einschließt. Die Winkel α bzw. ß sind jeweils kleiner als 90°.

Es versteht sich, dass bei den Ausführungsformen des Drahtrings 32 gemäß der Figuren 9a bzw. 9b die Nut 38, die an der Innenumfangsfläche 36 des Gehäuses 12 ausgebildet ist, komplementär zum Querschnitt des Drahtrings 32 ausgebildet ist. Entsprechend resultieren hieraus die gleichen Vorteile wie bei der kreisrunden Querschnittsform des Drahtrings gemäß Figur 4, wonach eine Kraftresultierende bei Beanspruchungen des Drahtrings 32 stets in Richtung der Nut 38 zeigt und deshalb ein Ausknüpfen des Drahtsrings 32 wirkungsvoll verhindert ist.

Figur 10 zeigt eine weitere Modifikation des Elastomergelenks 10. Einziger Unterschied gegenüber der Ausführungsform gemäß Figur 1 besteht darin, dass in dem Gehäuse 12 eine seitliche Bohrung 50 vorgesehen ist, die \/on außen zugänglich ist. Die Bohrung 50 führt radial nach innen und mündet angrenzend an den Drahtring 32. Mittels der Bohrung 50 kann bei Bedarf eine Demontage des Elastomergelenks 10 vorgenommen werden. Dies erfolgt in der Weise, dass zunächst der obere Stützring 22 zwangsweise axial nach innen, d.h. in Richtung des unteren Stützrings 24 verschoben wird, gegen die Vorspannung des Elastomerkörpers 20. Hierdurch wird der Drahtring 32 im Bereich der Durchgangsöffnung 14 von dem oberen Stützring 22 freigegeben. Anschließend kann ein Hilfswerkzeug, zum Beispiel in Form eines Doms, durch die Bohrung 50 von außen eingeführt werden, wobei sich dann der Drahtring 32 mit der Spitze dieses Dorns aus der Nut 38 aushebeln lässt. Vorzugsweise gelangt die Spitze des Dorns in Kontakt mit dem Drahtring 32 im Bereich eines seiner freien Enden.

Das erfindungsgemäße Elastomergelenk 10 weist gegenüber einem herkömmlichen Elastomergelenk eine verbesserte Leistungsfähigkeit dahingehend auf, dass auch bei größeren axialen bzw. radialen Belastungen keine Schädigungen des Gelenks (zum Beispiel in Form eines Ausknüpfens des Drahtrings oder von Brucherscheinungen am Stützring) auftreten. Zusätzlich ist die Bereitstellung des Drahtrings 32 mit äußerst preisgünstigen Mitteln möglich, wobei der an sich bekannte Aufbau eines Eiastomergelenks zur Verwendung eines solchen Drahtrings nur geringe Modifikationen erfordert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Elastomergelenk (10), insbesondere für Fahrwerksteile von Kraftfahrzeugen, umfassend ein Gehäuse (12) mit einer Durchgangsöffnung (14), die axial entlang der Längsachse (16) des Elastomergelenks (10) verläuft, einen Gelenkzapfen (18), der sich durch die Durchgangsöffnung (14) des Gehäuses (12) erstreckt, einen Elastomerkörper (20), der an dem Gelenkzapfen (18) befestigt und radial zwischen dem Gelenkzapfen (18) und dem Gehäuse (12) angeordnet ist, und zumindest einen Stützring (22), der an einer Stirnseite der Durchgangsöffnung (14) an dem Elastomerkörper (20) oder an dem Gelenkzapfen (18) angebracht ist, wobei ein Verriegelungselement den Stützring gegenüber dem Gehäuse (12) arretiert, so dass der Gelenkzapfen (18) in dem Gehäuse (12) axial gesichert gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement aus einem Drahtring (32) gebildet ist.

2. Elastomergelenk (10) nach Anspruch 1 , bei dem der Drahtring (32) einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

3. Elastomergelenk (10) nach Anspruch 1 , bei dem der Drahtring (32) einen im Wesentlichen ovalen Querschnitt aufweist, wobei die Längsachse (54) des Ovals in Richtung der angrenzenden Stirnseite der Durchgangsöffnung weist und mit der Längsachse (16, 16') des Elastomergelenks (10) einen Winkel (ß) kleiner als 90° einschließt.

4. Elastomergelenk (10) nach Anspruch 1 , bei dem der Drahtring (32) einen mehreckigen Querschnitt aufweist.

5. Elastomergelenk (10) nach Anspruch 4, bei dem der Drahtring (32) einen dreieckigen Querschnitt aufweist, wobei eine Spitze des dreieckigen Querschnitts in Richtung der angrenzenden Stirnseite der Durchgangsöffnung gerichtet ist und eine Orthogonale (52) , die durch diese Spitze verläuft und sich auf die der Spitze gegenüberliegenden Grundseite des dreieckigen Querschnitts bezieht, mit der Längsachse des Elastomergelenks (10) einen Winkel (α) kleiner als 90° einschließt.

6. Elastomergelenk (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Drahtring (32) mit einer Anlagefläche (34) des Stützrings (32) in Kontakt ist, wobei diese Anlagefläche (34) mit der Längsachse (16) des Elastomergelenks (10) einen Winkel von im Wesentlichen 45° einschließt.

7. Elastomergelenk (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine Innenumfangsfläche (36) des Gehäuses (12) eine Nut (38) aufweist, deren Kontur an den Querschnitt des Drahtrings (32) angepasst ist.

8. Elastomergelenk (10) nach Anspruch 7, bei dem der obere Stützring (22) angrenzend zur Anlagefläche (34) eine Auswölbung (44) mit einem Scheitelpunkt (46) aufweist, wobei eine Strecke (s) zwischen dem Scheitelpunkt (46) und einer Stelle (48), an der die Nut (38) in die Innenumfangsfläche (36) des Gehäuses (12) übergeht, kleiner als der Durchmesser des Drahtrings (32) ist.

9. Elastomergelenk (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Drahtring (32) eine Kreisüberdeckung von zumindest 300° aufweist.

10. Elastomergelenk (10) nach Anspruch 9, bei dem der Drahtring (32) eine Kreisüberdeckung von zumindest 340° aufweist.

11. Elastomergelenk (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der Stützring (22, 24) aus einem Blechstanzteil gebildet ist.

12. Elastomergelenk (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , bei dem der Stützring (22, 24) an dem Elastomerkörper (20) befestigt ist.

13. Elastomergelenk (10) nach Anspruch 12, bei dem der Stützring (22, 24) an dem Elastomerkörper (20) anvulkanisiert ist.

14. Elastomergelenk (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem das Gehäuse (12) eine von aussen zugängliche Bohrung (50) aufweist, die angrenzend an den Drahtring (32) mündet.

15. Elastomergelenk (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem an beiden Stirnseiten der Durchgangsöffnung ein Stützring (22, 24) vorgesehen ist, der jeweils durch ein Verriegelungselement in Form des Drahtrings (32) gegenüber dem Gehäuse (12) arretiert ist.