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Gelenklager, insbesondere zur Lagerung von Achslenkern in Kraftfahrzeugen - Dokument DE10002746B4
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10002746B4 12.02.2004
Titel Gelenklager, insbesondere zur Lagerung von Achslenkern in Kraftfahrzeugen
Anmelder Jörn ELZA GmbH, 71336 Waiblingen, DE;
MAN Nutzfahrzeuge AG, 80995 München, DE
Erfinder Zawadzki, Bernd, 71404 Korb, DE;
Mursinsky, Jörg, 71364 Winnenden, DE;
Stummer, Josef, 85716 Unterschleißheim, DE;
Nickels, Thomas, 81541 München, DE;
Geidobler, Manfred, 83564 Soyen, DE
Vertreter Neubauer Liebl, 85051 Ingolstadt
DE-Anmeldedatum 22.01.2000
DE-Aktenzeichen 10002746
Offenlegungstag 09.08.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.02.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.02.2004
IPC-Hauptklasse F16F 1/393
IPC-Nebenklasse B60G 7/02   F16F 15/08   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Gelenklager, insbesondere zur Lagerung von Achslenkern in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein bekanntes gattungsgemäßes Gelenklager (DE 196 27 753 C2) besteht aus einem um eine Lagerachse rotationssymmetrischen, metallischen, vorzugsweise rohrförmigen Lagerinnenteil als erstem Lagerteil, das im wesentlichen eine ballige Verdickung als Doppel-Konusbereich aufweist mit Lagerinnenteil-Konusbereichen an gegenüberliegenden Endbereichen und mit einem Lagerinnenteil-Mittenzylinderbereich im Bereich der Längsmitte. Das Gelenklager umfasst weiter ein metallisches Lagergehäuse als zweites Lagerteil, das einen zylindrischen Innenraum als Aufnahmeauge und Axial-Spannelemente aufweist. Eine Elastomerschicht ist unter Vorspannung zwischen dem Lagerinnenteil und dem Lagergehäuse mit je einem entsprechenden Elastomer-Konusbereich und einem Elastomer-Anschlag angebracht dergestalt, dass Relativbewegungen molekular in der Elastomerschicht aufnehmbar sind. An der Außenkontur jedes Elastomer-Konusbereichs ist eine stabile Außenschale angehaftet, vorzugsweise anvulkanisiert, die eine zylindrische Außenform aufweist und mit einer Innenkontur an die Außenkontur des Elastomer-Konusbereichs angepasst ist. Die Außenschale ist formschlüssig in den zylindrischen Innenraum des Lagergehäuses eingepresst. Zwischen der Außenkontur des Elastomeranschlags und einem diesem zugeordneten Zylinderwandbereich des Lagergehäuseinnenraums ist wenigstens in Teilbereichen ein Luftspalt als freier Federweg ausgebildet, so dass bei einer radialen Auslenkung in Richtung des Luftspalts ein Anschlag mit einem starken Anstieg der Federkennung erfolgt.

Bei diesem Gelenklager ist das Lagerinnenteil einstückig geformt und zwei gleiche in der Lagerlängsmitte angrenzende Elastomer-Metall-Halbschalen sind auf das einstückige Lagerinnenteil aufgesetzt. Die Elastomer-Metall-Halbschalen sind auf dem Lagerinnenteil beim Aufbringen der Vorspannung durch einen Reibschluss festgelegt und gegen Verdrehen gesichert. Zur Förderung dieses Reibschlusses kann im unmittelbaren Anlagebereich eine Blecheinlage verwendet werden, die an der Anlageseite eine dünne Gummischichtauflage aufweist. Ein Zwischenrohr, welches die Elastomerschicht in etwa gleiche Schichtdicken teilt mit der Funktion einer Stabilisierung der Gummibewegung im Inneren der Elastomerschicht bei einer Lagerauslenkung ist im gattungsgemäßen Gelenklager nicht realisiert. Das einstückige ballige Lagerinnenteil bedingt hier die Montage mittels aufsteckbaren und durch Reibschluss mittels Vorspannung gehaltener Elastomer-Metall-Halbschalen. Damit sind von vorneherein Vorgaben bezüglich der Ausbildung der Elastomerschicht der Größe der Vorspannung, der Anordnung von Blecheinlagen usw. für eine erforderliche feste Anlageverbindung einzuhalten, wodurch Konstruktionsfreiräume und Verwendungsmöglichkeiten beschränkt sein können.

Das vorstehende Gelenklager wird beispielsweise in Verbindung mit den bisher üblichen Achslenkern bei Nutzfahrzeugen in der Art stehend angebrachter Flachstahllenker verwendet, die ein jeweils am Lenkerende gerolltes und um 90° verdrehtes Aufnahmeauge aufweisen. Solche Flachstahllenker werden insbesondere bei Nutzfahrzeugen in Verbindung mit zusätzlichen Stabilisierungs- und Dämpfungselementen eingesetzt. Neuere Gusslenker sind dagegen biege- und verwindungssteifer, wodurch damit die vorstehend genannten Gelenklager aufgrund ihrer konstruktionsbedingten Vorgaben weniger geeignet sind. Zudem wird angestrebt, die zusätzlich in der Gesamtanordnung bisher erforderlichen Stabilisierungs- und Dämpfungselemente wegfallen zu lassen und deren Funktion im Gelenklager zu integrieren.

Zudem ist ein elastisches Lager bekannt (DE 40 33 805 A1), mit einem quer zur Längsachse geteilten Lagerinnenteil, bestehend aus Aufnahmeteilen, wobei das Verbinden oder Zusammenfügen der beiden Aufnahmeteile in der Trennebene zu einer Einheit vorgesehen ist. Elastomerschichten können haftend an den Aufnahmeteilen befestigt werden. Zwischenbleche sind hier nicht vorgesehen.

Weiter ist ein in eine zylindrische Elastomerschicht eines Gelenklagers eingeformtes Zwischenrohr bekannt (DE 43 22 304 C1), wobei eine einzige zylindrische Buchsenform des Zwischenrohrs vorliegt und wodurch die Elastomerschicht zweilagig ausgeführt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Gelenklager so weiterzubilden, dass die Einsatz- und Anpassungsmöglichkeiten vergrößert werden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist das Lagerinnenteil im Bereich des Lagerinnenteil-Mittenzylinderbereichs in einer quer zur Lagerinnenteil-Längsachse verlaufenden Trennebene in zwei miteinander in einer Anlageverbindung fest und verdrehsicher verbindbare Lagerinnenteil-Konuselemente geteilt, die vorzugsweise als Gleichteile ausgebildet sind und entsprechend jeweils einen Lagerinnenteilkonusbereich und einen Lagerinnenteil-Mittenzylinderbereich aufweisen. Die Elastomerschicht umfasst jeweils einen direkt an die Lagerinnenteil-Konusbereiche angehafteten, vorzugsweise anvulkanisierten Elastomer-Konusbereich und einen auf dem Lagerinnenteil-Mittenzylinderbereich angehafteten vorzugsweise anvulkanisierten Elastomeranschlag.

Durch die Teilung des Lagerinnenteils in zwei vorzugsweise als Gleichteile ausgebildete Lagerinnenteil-Konuselemente wird vorteilhaft die Herstellung und Montage wesentlich vereinfacht und damit auch kostengünstiger. Dies beruht zum einen auf der gießtechnisch, insbesondere formentechnisch einfachen Herstellbarkeit der Lagerinnenteil-Konuselemente auf die zugleich die Elastomerschicht jeweils direkt anvulkanisierbar ist. Zum anderen wird hier auch die Bauteilvielfalt reduziert, da gegenüber dem gattungsgemäßen Stand der Technik keine auf einen einstöckigen Lagerinnenteil-Doppelkonus von beiden Seiten her aufsteckbare Elastomer-Metallhalbschalen mehr benötigt werden. Durch die direkte Anhaftung ist es nicht mehr erforderlich, im Lageraufbau Bedingungen für eine Reibschlussverbindung wie im Stand der Technik zu berücksichtigen, so dass Freiräume für angepasste Lagergestaltungen möglich sind. Weiter ist gemäß Anspruch 1 die Elastomerschicht durch wenigstens ein seiner Kontur folgendes eingeformtes Zwischenrohr mehrlagig, vorzugsweise zweilagig, mit jeweils in etwa gleicher Schichtdicke ausgebildet und der Übergangsbereich zwischen einem Zwischenrohr-Mittenzylinderbereich und einem Zwischenrohr-Konusbereich ist durch dünne Verbindungsstege gebildet. Damit können durch das Zwischenrohr vorteilhaft in an sich bekannter Weise Relativbewegungen in den Elastomerschichten stabilisiert werden. Durch die dünnen Verbindungsstege im Übergangsbereich zwischen dem Zwischenrohr-Mittenzylinderbereich und dem Zwischenrohr-Konusbereich wird vorteilhaft erreicht, dass die einzelnen Zwischenrohrteile während der gesamten Vulkanisationsvorbereitung zusammenhängen. Diese Zwischenrohrteile sollen jedoch während des Gelenkbetriebs entkoppelt sein und nicht mehr zusammenhängen. Daher sind diese Verbindungsstege so auszuführen, dass sie im Lagerbetrieb brechen, wobei durch diese Bruchstellen die Funktion des Lagers nicht beeinträchtigt ist. Durch das Vorsehen solcher Verbindungsstege wird somit die Montage und Herstellung insbesondere bei der Vulkanisationsvorbereitung weiter vereinfacht und die Anordnung und Gestaltung solcher Zwischenbleche kann für große Einsatz- und Anpassungsmöglichkeiten in weiten Grenzen variiert werden.

Grundsätzlich kann der Elastomer-Anschlag z. B. durch ein noppenartiges Einzelelement oder auch durch mehrere voneinander beabstandete Einzelelemente gebildet sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird nach Anspruch 2 ein umlaufender Elastomer-Anschlag als Elastomer-Mittenzylinderbereich mit einem zugeordneten umlaufenden Luftspalt beansprucht, so dass die Anschlagwirkung in allen Radialrichtungen ausbildbar ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist nach Anspruch 3 vorgesehen, dass der Elastomer-Mittenzylinderbereich und/oder der dieser zugeordnete Zylinderwandbereich des Lagergehäuse-Innenraums so ausgebildet ist, dass Bereiche mit unterschiedlichen Spaltabständen zwischen der Elastomer-Mittenzylinderform und dem Zylinderwandbereich ausbildbar sind. Damit lassen sich je nach den gegebenen Erfordernissen z. B. Längs- und Hochrichtungsanschläge mit unterschiedlichen freien Federwegen ausbilden, was zu einer erhöhten Flexibilität bei der gezielten Auslegung eines Gelenklagers führt.

Nach Anspruch 4 ist vorgesehen, dass der Elastomer-Mittenzylinderbereich zumindest in Teilbereichen mit dem Elastomer-Konusbereich verbunden ist, was insbesondere beim Vulkanisiervorgang vorteilhaft ist, wobei im Übergangsbereich zwischen dem Elastomer-Mittenzylinderbereich und dem Elastomer-Konusbereich eine radial umlaufende Elastomernut ausgebildet ist. Mit einer derartigen umlaufenden Elastomernut wird eine zweckmäßige Entkopplung zwischen der Wirkung des Elastomer-Mittenzylinderbereichs und der angrenzenden Elastomerschichten erreicht.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 wird am Lagerinnenteil und vorzugsweise auch entsprechend an der Elastomerschicht für weitere Anpassungen und Dimensionierungen ein weiterer Seitenzylinderbereich anschließend an den Konusbereich vorgesehen.

Gemäß Anspruch 6 weist die Elastomerschicht im Elastomer-Konusbereich und im Elastomer-Seitenzylinderbereich an radial gegenüberliegenden Bereichen jeweils in einer axialen Draufsicht eine winkelsegmentförmige Elastomer-Aussparung auf. Vorteilhaft ergibt sich hier eine winkelabhängige Einstellmöglichkeit der Federkennung im Gelenklager.

Nach Anspruch 7 erstreckt sich das Zwischenrohr in etwa über die axiale Länge des Elastomerzwischenbereichs und weist an radial gegenüberliegenden Bereichen jeweils in einer Draufsicht eine winkelsegmentförmige Zwischenrohr-Aussparung im Bereich eines Zwischenrohr-Seitenzylinderbereichs und einem Zwischenrohr-Konusbereich auf, die den Elastomer-Aussparungen zugeordnet sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist nach Anspruch 8 vorgesehen, dass die Lagerinnenteil-Konuselemente an den einander zugeordneten Stirnseiten durch eine Reibschluss- und/oder Formschlussverbindung, vorzugsweise eine Steckverbindung, verdrehsicher und radial abgestützt verbindbar sind.

In einer konkreten Ausführungsform ist nach Anspruch 9 vorgesehen, dass jedes Lagerinnenteil-Konuselement an den einander zugeordneten Stirnseiten in einer ersten Stirnseitenhälfte wenigstens eine Nut aufweist und radial gegenüberliegend an einer zweiten Stirnseitenhälfte wenigstens ein Zapfen als Gegenstück zu dieser Nut vorgesehen ist. Mit einem derartigen Aufbau wird erreicht, dass zwei miteinander zu verbindende Lagerinnenteil-Konuselemente für ein Zusammenfügen um 180° gegeneinander verdreht werden können, so dass jeweils ein Zapfen einer Nut zugeordnet, um eine form- und reibschlüssige Verbindung der beiden Lagerinnenteile zu erreichen. Vorteilhaft ist hier der Zapfen mit einem Übermaß gegenüber der zugeordneten Nut ausgebildet, wodurch ein Presssitz gebildet wird.

In einer einfach herzustellenden, konkreten Ausführungsform können die Nut kreisbogenförmig und der Zapfen mit einem Übermaß gegenüber der Nut ebenfalls kreisbogenförmig ausgebildet werden. Zur Verbindung der beiden Lagerinnenteil-Konuselemente können auch andere, geeignete Verbindungselemente vorgesehen sein, so z. B. eine Passstiftverbindung.

Um sicherzustellen, dass die Elastomerschicht bei zusammengefügten Lagerinnenteil-Konuselementen im Bereich der Elastomer-Mittenzylinderform durchgehend und spaltfrei ausgebildet ist, soll die Elastomerschicht in diesem Bereich der Elastomer-Mittenzylinderform wenigstens mit einem Teilbereich über die Randkante des Lagerinnenteil-Konuselements überstehen.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 10 wird erreicht, dass beim Einpressen des vormontierten Bauteils in das Lagergehäuse bereits eine radiale Vorspannung in der Elastomerschicht des Elastomerzwischenbereichs aufgebracht werden kann. Dies erfolgt durch ein Zusammenziehen der im Außendurchmesser vor dem Einpressen größeren Außenschalen in das Lagergehäuse. Die Außenschalen können dabei relativ stabile Außenschalen mit einem oder mehreren Längsschlitzen sein. Alternativ kann anstelle solcher stabiler Außenschalen ggf. auch ein biegeweiches, gerolltes sowie ggf. längsgeschlitztes Rohr verwendet werden, das sich an den geringeren Innendurchmesser des Lagergehäuses anpasst.

Gemäß Anspruch 11 wird die axiale Vorspannung in an sich bekannter Weise zwischen einer Lagergehäuseschulter und einem Sicherungsring im Lagergehäuse aufgebracht.

Nach Anspruch 12 werden vorteilhaft an der Kante der Einpressseite des Lagergehäuses sowie ggf. an einer gehäuseinneren Kante einer Ringnut Einlaufschrägen als Fasen angebracht, um eine Beschädigung der Außenkontur der Außenschalen zu vermeiden und zudem die Ringnut frei von einem Abrieb durch den Einpressvorgang zu halten.

Weiter kann gemäß Anspruch 13 vorgesehen sein, dass die Außenschale an radial gegenüberliegenden Bereichen jeweils eine in einer axialen Draufsicht vorzugsweise winkelsegmentförmige Außenschalen-Aussparung aufweist, die entsprechend den Elastomer-Aussparungen zugeordnet sind. Die Außenschale ist im Bereich des Elastomer-Konusbereichs radial umlaufend ausgebildet. Derartige auf die Elastomer-Aussparungen abgestimmte Aussparungen erleichtern z. B. die Formherstellung.

Vorzugsweise wird bei den vorstehenden Ausführungsformen ein relativ flacher Konuswinkel von 15° bis 30°, vorzugsweise 22,5°, verwendet.

Zur Befestigung des Lagerinnenteils können an sich bekannte, seitlich angeformte Pratzen verwendet werden. Vorzugsweise wird das Lagerinnenteil jedoch rohrförmig ausgebildet und mit einem durchgehenden Bolzen beispielsweise an einem Fahrzeugaufbau befestigt.

Ein erfindungsgemäßes Gelenklager ist zur Lagerung eines Achslenkers geeignet, insbesondere eines geschmiedeten oder gegossenen, weitgehend biege- und verdrehsteifen, achsseitig festen Längslenkers für eine Vorderachse eines Nutzfahrzeugs.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

1 im wesentlichen eine schematische Ansicht einer als Anlagefläche ausgebildeten Stirnseite eines Lagerinnenteil-Konuselements eines zweigeteilten Lagerinnenteils,

2 eine schematische Draufsicht auf ein Lagerinnenteil-Konuselement mit aufvulkanisierter Elastomerschicht und darauf angehafteter Außenschale,

3 eine schematische Seitenansicht eines Lagerinnenteil-Konuselements,

4 eine vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheit C aus 3,

5 eine vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheit D aus 3,

6 eine schematische, axiale Draufsicht auf eine vordere Endseite eines Lagerinnenteil-Konuselements mit anvulkanisierter Elastomerschicht und angehafteter Außenschale sowie mit radial gegenüberliegenden, winkelsegmentförmigen Aussparungen,

7 eine vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheit V aus 6,

8 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie B-B der 9,

9 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A der 6,

10 eine vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheit X aus 9,

11 eine vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheit Y aus 9,

12 eine schematische Draufsicht auf ein Zwischenrohr,

13 eine schematische Vorderansicht des Zwischenrohrs nach 12,

14 eine vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheit D aus 12,

15 eine schematische Seitenansicht des Zwischenrohrs gemäß 12,

16 eine schematische Seitenansicht eines vormontierten Lagerbauteils, bei dem zwei als Gleichteile ausgebildete Lagerinnenteil-Konuselemente miteinander verbunden sind,

17 eine schematische Schnittansicht durch ein Lagergehäuse eines montierten Gelenklagers, und

In der 1 ist schematisch im wesentlichen ein Lagerinnenteil-Konuselement 1 eines zweigeteilten Lagerinnenteils 2 dargestellt. Dieses Lagerinnenteil-Konuselement 1 ist in der 3 in einer Seitenansicht dargestellt. Das Lagerinnenteil 2 besteht aus zwei als Gleichteile ausgebildeten Lagerinnenteil-Konuselementen 1, die jeweils einen Lagerinnenteil-Seitenzylinderbereich 3, einen Lagerinnenteil-Konusbereich 4 und einen Lagerinnenteil-Mittenzylinderbereich 5 aufweisen. Die Trennebene zwischen den beiden Lagerinnenteil-Konuselementen 1, von denen hier aus Übersichtlichkeitsgründen lediglich eines dargestellt ist, verläuft quer zur Längsachse 6 des Lagerinnenteils 2 und damit quer zur Längsachse der Lagerinnenteil-Konuselemente 1.

Wie dies aus den 1 und 3 weiter ersichtlich ist, sind die Lagerinnenteil-Konuselemente 1 an einander zugeordneten Stirnseiten 7 durch eine Steckverbindung miteinander verdrehsicher und radial abstützbar verbindbar. Dazu ist an den einander zugeordneten Stirnseiten 7 jeweils in einer ersten Stirnseitenhälfte 8 eine kreisbogenförmig ausgebildete Nut 9 und radial gegenüberliegend an einer zweiten Stirnseitenhälfte 10 als Gegenstück zu dieser Nut 9 ein kreisbogenförmig ausgebildeter Zapfen 11 ausgebildet. Um zwei Lagerinnenteil-Konuselemente 1 miteinander verbinden zu können, werden diese um 180° gegeneinander verdreht, so dass jeweils ein Zapfen 11 einer Nut 9 zugeordnet ist. Die Nut-Zapfen-Paarung ist, wie dies insbesondere aus den 4 und 5 schematisch ersichtlich ist, die jeweils eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit C bzw. D der 3 zeigen, leicht konisch bzw. mit einem Übermaß des Zapfens 11 gegenüber der Nut 9 ausgebildet, damit die beiden Lagerinnenteil-Konuselemente 1 mit einem Presssitz miteinander verdrehsicher und radial abgestützt verbindbar sind.

Wie dies aus der 6 in Verbindung mit der 9 weiter ersichtlich ist, ist auf jedes der Lagerinnenteil-Konuselemente 1 je eine Elastomerschicht 12 direkt aufvulkanisiert. Wie dies insbesondere aus der 9 ersichtlich ist, weist diese Elastomerschicht 12 einen Elastomer-Seitenzylinderbereich 13, einen Elastomer-Konusbereich 14 und einen Elastomer-Mittenzylinderbereich 15 auf.

In den 10 und 11 ist jeweils eine vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheiten X und Y, die jeweils den endseitigen Bereich der Elastomerschicht 12 zeigen, dargestellt.

Wie dies aus der 10 ersichtlich ist, steht die Elastomerschicht 12 im Bereich der Elastomer-Mittenzylinderform 15 endseitig mit einem Teilbereich über die Randkante des Lagerinnenteil-Konuselements 1 über, wodurch sichergestellt ist, dass bei einer Verbindung zweier Lagerinnenteil-Konuselemente 1 zu einem Lagerinnenteil 2, die im Längsmittenbereich aneinandergrenzenden, endseitigen Elastomerschichten 12 spaltfrei aneinanderliegen. Die in der 11 dargestellten Freiräume im Bereich des Elastomer-Seitenzylinderbereichs 13 ermöglichen, dass bei einer radialen und axialen Verspannung der Bauteile gegeneinander das Elastomermaterial, z. B. ein Gummimaterial, dorthin ausweichen kann.

Wie dies aus der 9 weiter ersichtlich ist, ist in die Elastomerschicht 12 ein seiner Kontur folgendes Zwischenrohr 16 eingeformt, das Relativbewegungen in der Elastomerschicht 12 stabilisiert. Das Zwischenrohr 16 ist in den 12 bis 15 als einzelnes Bauteil in unterschiedlichen Ansichten dargestellt.

In der 12 ist eine Draufsicht auf das Zwischenrohr 16 dargestellt, aus dem ersichtlich ist, dass der Übergangsbereich zwischen einem Zwischenrohr-Mittenzylinderbereich 17 und einem Zwischen-Konusbereich 18 durch dünne Verbindungsstege 19 gebildet ist. Diese Verbindungsstege 19 halten die einzelnen Zwischenrohrteile während der gesamten Vulkanisationsvorbereitung zusammen und dürfen bzw. sollen bei der Montage oder während des Betriebs brechen, ohne dass hierdurch die Funktion des Lagers beeinträchtigt werden würde. In der 14 ist eine vergrößerte Detaildarstellung eines der Verbindungsstege 19 gezeigt. An den Zwischenrohr-Konusbereich 18 schließt sich schließlich ein Zwischenrohr-Seitenzylinderbereich 20 an.

Wie dies aus der 9 weiter ersichtlich ist, ist im Übergangsbereich zwischen dem Elastomer-Mittenzylinderbereich 15 und dem Elastomer-Konusbereich 14 eine radial umlaufende Elastomernut 21 ausgebildet. Diese Elastomernut 21 ist insbesondere auch aus der 2 ersichtlich, die eine Draufsicht auf eine auf ein Lagerinnenteil-Konuselement 1 aufvulkanisierte Elastomerschicht 12 zeigt. In der 8 ist ein Schnitt entlang der Linie B-B der 9 gezeigt, aus dem ersichtlich ist, dass im Bereich der Elastomernut 21 ferner Elastomerstege 22 ausgebildet sind, in denen teilweise Verbindungsstege 19 einvulkanisiert sind.

Der 9 kann weiter entnommen werden, dass an der Außenkontur des Elastomer-Konusbereichs 14 und des Elastomer-Seitenzylinderbereichs 13 eine stabile Außenschale 23 anvulkanisiert ist, die eine zylindrische Außenform aufweist. Der dem Elastomer-Seitenzylinderbereich 13 zugeordnete Außenschalenbereich 24 weist einen geringeren Außendurchmesser auf als der dem Elastomer-Konusbereich 14 zugeordnete Außenschalenbereich 25. Die Außenschale 23 ist mit einer Innenkontur jeweils an die Außenkontur des Elastomer-Konusbereichs 14 und des Elastomer-Seitenzylinderbereichs 13 angepasst.

Wie dies aus der 9 weiter ersichtlich ist, weist die Außenschale 23 im Außenschalenbereich 25 ferner einen größeren Außendurchmesser auf als der Elastomer-Mittenzylinderbereich 15.

Wie dies der 6 in Verbindung mit 9 zudem entnommen werden kann, weist die Elastomerschicht im Elastomer-Konusbereich 14 und im Elastomer-Seitenzylinderbereich 13 an radial gegenüberliegenden Bereichen jeweils eine in der Draufsicht winkelsegmentförmig ausgebildete Elastomer-Aussparung 26 auf. Ebenso weist das Zwischenrohr 16, wie dies insbesondere aus den 13 und 15 ersichtlich ist, an radial gegenüberliegenden Bereichen jeweils eine in der Draufsicht winkelsegmentförmig ausgebildete Zwischenrohraussparung 27 im Bereich des Zwischenrohr-Seitenzylinderbereichs 20 und dem Zwischenrohr-Konusbereich 18 auf, die, wie dies insbesondere aus den 6 und 9 ersichtlich ist, jeweils den Elastomer-Aussparungen 26 zugeordnet sind.

Den 6 und 9 kann weiter entnommen werden, dass auch die Außenschale 23 an radial gegenüberliegenden Bereichen jeweils eine in der Draufsicht winkelsegmentförmige Außenschalen-Aussparungen 28 aufweist, die ebenfalls den Elastomer-Aussparungen 26 und damit den Zwischenrohr-Aussparungen 27 zugeordnet sind. Die Elastomer-Aussparungen 26 sind dabei lediglich im Außenschalenbereich 24 der Außenschale 23 ausgebildet.

Wie dies den 6 und 9 weiter entnommen werden kann, weist die Außenschale 23 am Außenschalenbereich 25 in einem mittleren Bereich der Aussparungen 26, 27, 28 gesehen zwei gegenüberliegende, durchgehende Längsschlitze 29, 30 auf, die, wie dies insbesondere auch die vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheit V der 7 zeigt, mit einem Elastomer-Füllmaterial 31 ausgefüllt sein können.

In der 16 sind zwei Lagerinnenteil-Konuselemente 1 zu einem Lagerinnenteil 2 zusammengefügt. Dieses Lagerbauteil wird, wie dies in der 17 schematisch dargestellt ist, zur Ausbildung eines Gelenklagers in ein metallisches Lagergehäuse 33, das einen zylindrischen Innenraum 34 als Aufnahmeauge aufweist, eingepresst, wobei die Außenschalen 23 zur Aufbringung einer Vorspannung in der Elastomerschicht 12 axial zwischen einer im Lagergehäuse 33 seitlich radial nach innen abstehenden Schulter 35 und einem in eine seitlich gegenüberliegende Ringnut 36 eingesetzten Sicherungsring 37 als Axial-Spannelemente axial verspannbar sind.

Der Außendurchmesser der Außenschalen 23 ist im Außenschalenbereich 25 größer als der Innendurchmesser des Lagergehäuses 33, so dass zur Aufbringung einer radialen Vorspannung das vormontierte Bauteil unter Reduzierung des Außendurchmessers und Schließen der Längsschlitze 29, 30 unter Erhöhung der Vorspannung in der Elastomerschicht 12 in das Lagergehäuse 33 eingepresst ist. Dabei wird, wie dies in der 17 schematisch dargestellt ist, zwischen der Außenkontur des Elastomer-Mittenzylinderbereichs 15 und einem dieser zugeordneten Zylinderwandbereich des Innenraums 34 des Lagergehäuses 33 ein radial umlaufender Luftspalt 38 als freier Federweg ausgebildet. Dadurch erfolgt bei einer radialen Auslenkung in Richtung des Luftspalts 38, die größer als der Spaltabstand ist, ein Anschlag mit einem sprunghaften Anstieg der Federkennung.

Wie der 17 weiter entnommen werden kann, ist der Elastomer-Mittenzylinderbereich 15 und/oder der dieser zugeordnete Zylinderwandbereich des Lagergehäuse-Innenraums 34 so ausgebildet, dass Bereiche mit unterschiedlichen Spaltabständen zwischen dem Elastomer-Mittenzylinderbereich 15 und dem Zylinderwandbereich ausbildbar sind. Beispielsweise beträgt der in der 17 dargestellte obere Spaltabstand ca. 0,5 mm, während der in der 17 untere Spaltabstand in etwa ca. 1,5 mm beträgt. Um den Einpressvorgang zu erleichtern ist, wie dies in der 17 ebenfalls gezeigt ist, an der Kante der Einpressseite 39 des Lagergehäuses 33 eine Einlaufschräge 40 als erste Fase und entsprechend eine zweite Einlaufschräge 41 als zweite Fase an der gehäuseinneren Kante der Ringnut 36 angebracht.

In der 17 ist in der oberen Zeichnungshälfte schematisch die Seitenansicht auf die ausgesparten Bereiche und in der unteren Zeichnungshälfte schematisch die Seitenansicht auf die nicht ausgesparten Bereiche dargestellt.

Das Gelenklager ist vorzugsweise zur Lagerung eines Achslenkers, vorzugsweise eines gegossenen, weitgehend biege- und verdrehsteifen, achsseitig festen Längslenkers für eine Vorderachse eines Nutzfahrzeugs eingesetzt.


Anspruch[de]
  1. Gelenklager, insbesondere zur Lagerung von Achslenkern in Kraftfahrzeugen,

    mit einem um eine Lagerachse rotationssymmetrischen, metallischen, vorzugsweise rohrförmigen Lagerinnenteil als erstem Lagerteil, das im wesentlichen eine ballige Verdickung als Doppel-Konus-Bereich aufweist mit Lagerinnenteil-Konusbereichen an gegenüberliegenden Endbereichen und mit einem Lagerinnenteil-Mittenzylinderbereich im Bereich der Längsmitte,

    mit einem metallischen Lagergehäuse als zweitem Lagerteil, das einen zylindrischen Innenraum als Aufnahmeauge und Axial-Spannelemente aufweist,

    mit einer Elastomerschicht, die zwischen dem Lagerinnenteil und dem Lagergehäuse mit je einem entsprechenden Elastomer-Konusbereich und einem Elastomer-Anschlag unter Vorspannung angebracht ist dergestalt, dass Relativbewegungen molekular in der Elastomerschicht aufnehmbar sind, wobei

    an der Außenkontur jedes Elastomer-Konusbereichs eine stabile Außenschale angehaftet, vorzugsweise anvulkanisiert, ist, die eine zylindrische Außenform aufweist und mit einer Innenkontur an die Außenkontur des Elastomer-Konusbereichs angepasst ist, und

    die Außenschale formschlüssig in den zylindrischen Innenraum des Lagergehäuses eingepresst ist und zwischen der Außenkontur des Elastomer-Anschlags und einem diesem zugeordneten Zylinderwandbereich des Lagergehäuse-Innenraums wenigstens in Teilbereichen ein Luftspalt als freier Federweg ausgebildet ist, so dass bei einer radialen Auslenkung in Richtung des Luftspalts ein Anschlag mit einem starken Anstieg der Federkennung erfolgt,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass das Lagerinnenteil (2) im Bereich des Lagerinnenteil-Mittenzylinderbereichs (5) in einer quer zur Lagerinnenteil-Längsachse (6) verlaufenden Trennebene in zwei miteinander in einer Anlageverbindung fest und verdrehsicher verbindbare Lagerinnenteil-Konuselemente (1) geteilt ist, die vorzugsweise als Gleichteile ausgebildet sind und entsprechend jeweils einen Lagerinnenteil-Konusbereich (4) und einen Lagerinnenteil-Mittenzylinderbereich (5) aufweisen,

    dass die Elastomerschicht (12) jeweils einen direkt an die Lagerinnenteil-Konusbereiche (4) angehafteten, vorzugsweise anvulkanisierten Elastomer-Konusbereich (14) und einen auf dem Lagerinnenteil-Mittenzylinderbereich (5) angehafteten, vorzugsweise anvulkanisierten Elastomer-Anschlag (15) umfasst,

    dass die Elastomerschicht (12) durch wenigstens ein seiner Kontur folgendes, eingeformtes Zwischenrohr (16) mehrlagig, vorzugsweise zweilagig, mit jeweils in etwa gleicher Schichtdicke ausgebildet ist,

    dass der Übergangsbereich zwischen einem Zwischenrohr-Mittenzylinderbereich (17) und einem Zwischenrohr-Konusbereich (18) durch dünne Verbindungsstege (19) gebildet ist.
  2. Gelenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomer-Anschlag als Elastomer-Mittenzylinderbereich (15) umlaufend auf dem Lagerinnenteil-Mittenzylinderbereich (5) angebracht ist, wobei zwischen dem Elastomer-Mittenzylinderbereich (15) und dem Lagergehäuse (33) ein umlaufender Luftspalt (38) ausgebildet ist.
  3. Gelenklager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomer-Mittenzylinderbereich (15) und/oder der dieser zugeordnete Zylinderwandbereich des Lagergehäuse-Innenraums (34) so ausgebildet ist, dass Bereiche mit unterschiedlichen Spaltabständen zwischen dem Elastomer-Mittenzylinderbereich (15) und dem Zylinderwandbereich ausbildbar sind.
  4. Gelenklager nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

    dass der Elastomer-Mittenzylinderbereich (15) zumindest in Teilbereichen mit dem Elastomer-Konusbereich (14) verbunden ist, und \

    dass im Übergangsbereich zwischen dem Elastomer-Mittenzylinderbereich (15) und dem Elastomer-Konusbereich (14) eine radial umlaufende Elastomernut (21) ausgebildet ist.
  5. Gelenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

    dass an den beiden Endseiten der Lagerinnenteil-Konuselemente (1) eine jeweils gleiche seitliche Zylinderform als Lagerinnenteil-Seitenzylinderbereich (3) anschließend an den Lagerinnenteil-Konusbereich (4) vorgesehen ist, deren Durchmesser kleiner als der des Lagerinnenteil-Mittenzylinderbereichs (5) ist, und

    dass die Elastomerschicht (12) vorzugsweise eine am Lagerinnenteil-Seitenzylinderbereich (3) angehaftete, vorzugsweise anvulkanisierten Elastomer-Seitenzylinderbereich (13) aufweist, der vorzugsweise mit dem Elastomer-Konusbereich (14) verbunden ist.
  6. Gelenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerschicht (12) im Elastomer-Konusbereich (14) und in einem Elastomer-Seitenzylinderbereich (13) an radial gegenüberliegenden Bereichen jeweils eine in einer axialen Draufsicht winkelsegmentförmige Elastomer-Aussparung (26) aufweist.
  7. Gelenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Zwischenrohr (16) in etwa über die axiale Länge der Elastomerschicht (12) erstreckt und an radial gegenüberliegenden Bereichen jeweils eine in der Draufsicht winkelsegmentförmige Zwischenrohr-Aussparung (27) in einem Zwischenrohr-Konusbereich (18) sowie in einem Zwischenrohr-Seitenzylinderbereich (20) aufweist, dem in der Elastomerschicht (12) ausgebildeten winkelsegmentförmigen Elastomer-Aussparungen (26) entsprechend zugeordnet sind.
  8. Gelenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerinnenteil-Konuselemente (1) an den einander zugeordneten Stirnseiten (7) als Anlageflächen durch eine Reibschluss- und/oder Formschlussverbindung, vorzugsweise eine Steckverbindung, verdrehsicher und radial abgestützt verbindbar sind, wobei der axiale Zusammenhalt durch die Axial-Spannelemente (35, 36, 37) erfolgt.
  9. Gelenklager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

    dass jedes Lagerinnenteil-Konuselement (1) an den einander zugeordneten Stirnseiten (7) in einer ersten Stirnseitenhälfte (8) wenigstens eine Nut (9) aufweist und radial gegenüberliegend an einer zweiten Stirnseitenhälfte (10) wenigstens einen Zapfen (11) als Gegenstück zu dieser Nut (9) aufweist dergestalt,

    dass zwei Lagerinnenteil-Konuselemente (1) um 180° gegeneinander verdreht durch die wenigstens eine Nut-Zapfen-Paarung (9, 11) vorzugsweise mit einem Presssitz zu einem Lagerinnenteil (2) verbindbar sind.
  10. Gelenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

    dass die Außenschalen (23) jeweils zwei gegenüberliegende, durchgehende Längsschlitze (29, 30) aufweisen oder die Außenschalen (23) aus einem biegeweichen, gerollten, gegebenenfalls längsgeschlitztem Rohr hergestellt sind, und

    dass dabei im Vormontagezustand der Außendurchmesser der Außenschalen (23) größer als der Innendurchmesser des Lagergehäuses (33) ist, so dass die Lagerinnenteil-Konuselemente (1) unter Reduzierung des Außendurchmessers, Schließen des oder der Längsschlitze (29, 30) und Erhöhung der Vorspannung in der Elastomerschicht (12) in das Lagergehäuse (33) einpressbar sind.
  11. Gelenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Verbindung zweier Lagerinnenteil-Konuselemente (1) ausgebildete Lagerbauteil in das Lagergehäuse (33) einsetzbar und die Außenschalen (23) zur Aufbringung einer Vorspannung in der Elastomerschicht (12) axial verspannbar sind, wobei die axiale Verspannung zwischen den Axial-Spannelementen als einer im Lagergehäuse (33) seitlich radial nach innen abstehenden Schulter (35) und einem in eine seitlich gegenüberliegende Ringnut (36) eingesetzten Sicherungsring (37) erfolgt.
  12. Gelenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kante der Einpressseite (39) des Lagergehäuses (33) eine Einlaufschräge (40) als erste Fase und entsprechend eine zweite Einlaufschräge (41) als zweite Fase an der gehäuseinneren Kante einer Ringnut (36) angebracht sind.
  13. Gelenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale (23) an radial gegenüberliegenden Bereichen jeweils eine in einer axialen Draufsicht vorzugsweise winkelsegmentförmige Außenschalen-Aussparung (28) aufweist, die in der Elastomerschicht (12) ausgebildeten Elastomer-Aussparungen (26) zugeordnet sind.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






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