DE19928599C1 - Elastisches Lager zum Abstützen eines Bauteils - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elastisches Lager (10) zum Abstützen eines Bauteils (11), insbesondere ein Stützlager für ein Federbein eines Kraftfahrzeugs. Das Lager (10) umfaßt ein Gehäuse (14), das an einem Tragteil (12) festlegbar ist. Das Gehäuse (14) weist mindestens zwei miteinander verbundene Gehäuseteile (19, 20) auf. In dem Gehäuse (14) ist ein Dämpfungselement (15) zum Aufnehmen einer mit dem abzustützenden Bauteil (11) verbundenen Lagerplatte (16) angeordnet. Das Dämpfungselement (15) dient zum Dämpfen von Bewegungen zwischen dem Bauteil (11) und dem Tragteil (12) in einer Belastungsrichtung (18). Zur Verringerung der Montagetoleranzen in diese Belastungsrichtung (18) sind die Gehäuseteile (19, 20) nebeneinander angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elastisches Lager zum Abstützen eines Bauteils, insbesondere ein Stützlager für ein Federbein eines Kraftfahrzeugs, mit einem an einem Tragteil festlegbaren Gehäuse, das mindestens zwei miteinander verbundene Gehäuseteile aufweist, und einem Dämpfungselement zum Aufnehmen einer mit dem abzustützen­ den Bauteil verbundenen Lagerplatte, um Bewegungen zwischen dem Bauteil und dem Tragteil in einer Belastungsrichtung abzudämpfen, wobei die Gehäuseteile bezüglich dieser Belastungsrichtung nebenein­ ander angeordnet sind.

Ein derartiges elastisches Lager ist aus der JP-A 08326810 bekannt. Dieses Lager weist zwei aneinander befestigbare Gehäuseteile auf, die in einer Belastungsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Jedes der Gehäuseteile weist an seiner Oberseite und an seiner Unterseite ein im wesentliches starres Element auf. Die beiden starren Elemente jedes Gehäuseteils sind über ein Dämpfungselement miteinander verbunden. Auf Grund der Elastizität des Dämpfungselements kann ein seitlicher Versatz von mit dem Lager verbundenen Bauteilen auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein elastisches Lager bereitzustellen, das bei geringem konstruktiven Aufwand die Montage­ toleranzen in Belastungsrichtung verringert und gleichzeitig einen seitli­ chen Versatz ausschließt.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe bei einem Lager der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß jedes Gehäuseteil ein In­ nenteil mit einem Innenraum aufweist, in dem das Dämpfungselement aufgenommen ist.

Da das Gehäuse in Axialrichtung geteilt ist und die Gehäuseteile ne­ beneinander liegen, treten bei dem erfindungsgemäßen Lager keine Montagetoleranzen in Belastungsrichtung auf. Die Lagerplatte wird op­ timal aufgenommen, so daß die gewünschte Dämpfungscharakteristik gewährleistet ist. Die Konstruktion des erfindungsgemäßen Lagers ist einfach und mit geringem Aufwand realisierbar. Weiter wird die Lager­ platte seitlich von dem Dämpfungselement und den das Dämpfungs­ element umschließenden Innenteilen geführt. Ein unerwünschter seitli­ cher Versatz wird daher ausgeschlossen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung besteht das Dämpfungsele­ ment aus einem elastomeren Material oder einem Polyurethanschaum, insbesondere einem Polyurethanweichschaum. Beide Materialien sind einfach zu verarbeiten, so daß die Herstellung des erfindungsgemäßen elastischen Lagers vereinfacht wird. Weiter lassen sich unterschiedli­ che Federungs- und Dämpfungscharakteristiken erreichen.

In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Gehäuseteile identisch ausgebil­ det. Hierdurch werden die Teilevielfalt reduziert und die Stückzahl der Gehäuseteile erhöht. Es ergeben sich wesentliche Einsparungen bei der Herstellung und Lagerhaltung. Weiter wird die Montage vereinfacht.

Vorteilhaft weisen die Gehäuseteile Verbindungselemente zur Befesti­ gung aneinander auf. Ein zusätzliches Bauteil, das nach dem Zusam­ menführen der Gehäuseteile angebracht und fixiert werden muß, kann entfallen. Hierdurch werden weitere Kostensenkungen erreicht.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Verbindungselemente mit einem Stift und einer hiermit zusammenwirkenden Aufnahme aus­ gebildet. Diese Stifte werden in Aufnahmen an einem Gehäuseteil ein­ gesetzt und beim Verbinden der Gehäuseteile in die jeweils zugehörige Aufnahme des weiteren Gehäuseteils eingeführt. Die Herstellung der Gehäuseteile wird verbilligt.

Vorteilhaft ist jedem Gehäuseteil ein Teil des Dämpfungselements zu­ geordnet. Die Teile des Dämpfungselements können in das Innenteil des zugeordneten Gehäuseteils einvulkanisiert werden. Zusätzliche Montageschritte zum Verbinden des Dämpfungselements mit den Ge­ häuseteilen beim Zusammenbau des Lagers sind nicht erforderlich.

In erster vorteilhafter Weiterbildung ist das Dämpfungselement ge­ trennt von dem Innenteil hergestellt und mit diesem verbunden. So­ wohl das Innenteil als auch das Dämpfungselement können einfach und kostengünstig hergestellt werden. In Abhängigkeit von den Rand­ bedingungen wird das jeweils geeignete Dämpfungselement in das In­ nenteil des Lagers eingesetzt und mit diesem verbunden. Hierdurch lassen sich eine größere Flexibilität und eine rasche Anpassung an un­ terschiedliche Randbedingungen erreichen.

In zweiter vorteilhafter Weiterbildung ist das Dämpfungselement in den Innenraum des Innenteils einvulkanisiert oder eingeschäumt. Ein Dämp­ fungselement aus einem elastomeren Material wird in den Innenraum des Innenteils einvulkanisiert, während ein Dämpfungselement aus ei­ nem Polyurethanschaum eingeschäumt wird. In beiden Fällen wird eine sichere Verbindung zwischen dem Innenteil und dem Dämpfungsele­ ment erreicht.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist das Dämpfungse­ lement auf die Lagerplatte aufvulkanisiert oder aufgeschäumt. Beim Zusammenbau des erfindungsgemäßen Lagers wird die Lagerplatte zu­ sammen mit dem Dämpfungselement in die Gehäuseteile eingesetzt. Es können unterschiedliche Lagerplatten mit Dämpfungselementen mit unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften auf Vorrat gehalten wer­ den, die je nach Bedarf in die zugehörigen Gehäuseteile eingesetzt werden.

Vorteilhaft weist das Innenteil einen Überzug zur Umhüllung auf. Hier­ durch wird das Innenteil mit Ausnahme der Seitenflächen, die sich an den weiteren Gehäuseteilen anlegen, vollständig von dem Dämpfungs­ element und dem Überzug abgedeckt und vor Beschädigungen ge­ schützt.

In vorteilhafter Weiterbildung ist der Überzug mit dem Dämpfungsele­ ment verbunden. Auf Grund dieser Verbindung wird das Innenteil ge­ genüber der Umgebung mit Ausnahme seiner Seitenfläche dichtend abgeschlossen.

Vorteilhaft besteht das Innenteil aus Kunststoff oder einem Leichtme­ tall, insbesondere Magnesium, Aluminium oder Zink. Da das Innenteil durch das Dämpfungselement und den Überzug vollständig abgedeckt wird, kann ein Innenteil aus einem leichten, korrosionsempfindlichen Material ohne aufwendige Korrosionsschutzmaßnahmen verwendet werden. Das Gesamtgewicht des erfindungsgemäßen Lagers wird hier­ durch verringert.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Innenteil an seinem Au­ ßenumfang mit einem ringförmigen Ansatz versehen. Dieser Ansatz dient als Anschlag zum Abstützen des Lagers gegenüber dem Tragteil.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Innenteil mit Rippen zur Versteifung versehen. Diese Rippen verringern das Gewicht und die Herstellungskosten des Innenteils ohne Beeinträchtigung der Stabilität.

Vorteilhaft weist das Dämpfungselement einen im wesentlichen U- förmigen Querschnitt auf. Die Lagerplatte des abzustützenden Bauteils wird in diesen U-förmigen Querschnitt eingesetzt, der seinerseits im U- förmigen Innenteil aufgenommen ist. Hierdurch ergibt sich eine gute Abstützwirkung in Belastungsrichtung nach oben und unten. Gleichzei­ tig wird das Innenteil durch das Dämpfungselement vor einem uner­ wünschten Kontakt mit der Lagerplatte geschützt.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Dämpfungselement Rippen und Nuten und/oder einen oder mehrere Hohlräume auf. Hier­ durch kann die Dämpfungscharakteristik des Dämpfungselements ein­ gestellt und an die jeweils vorherrschenden Randbedingungen angepaßt werden.

Vorteilhaft ist das Gehäuse des Lagers von einer Kappe überdeckt. Diese Kappe verhindert eine Beschädigung des Überzugs und des In­ nenteils und erhöht somit die Lebensdauer des erfindungsgemäßen La­ gers.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Lagers;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Gehäuseteils;

Fig. 3 eine Ansicht des Gehäuseteils gemäß Fig. 2 im Teil­ schnitt;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausfüh­ rungsform eines Gehäuseteils;

Fig. 5 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Lagers;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Dämpfungsele­ ments; und

Fig. 7 einen Schnitt durch eine Lagerplatte mit daran angebrach­ tem Dämpfungselement.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen Lagers 10. Das Lager 10 dient zum Abstützen einer Kolbenstange 11 eines nicht näher dargestellten Federbeins gegenüber einem Tragteil 12 einer Fahrzeugkarosserie.

Das Lager 10 umfaßt ein Gehäuse 14 zur Abstützung einer Lagerplatte 16, die mittels einer Mutter 17 an der Kolbenstange 11 festgelegt ist. Das Gehäuse 14 umfaßt zwei Gehäuseteile 19, 20, die identisch aus­ gebildet sind. Jedes der Gehäuseteile 19, 20 weist ein im Querschnitt im wesentlichen U-förmiges Innenteil 21 auf. Durch diese Form des Innenteils 21 ergibt sich eine hohe Steifigkeit in der Belastungsrichtung 18. In dem Innenteil 21 ist ein Dämpfungselement 15 aus elastomerem Material aufgenommen. Das Dämpfungselement 15 wird zusammen mit einem an der Außenseite des Innenteils 21 angeordneten Überzug 22 auf das Innenteil 21 aufgeformt und vulkanisiert. Lediglich die Sei­ tenflächen 37 der Gehäuseteile 19, 20 werden nicht von dem elasto­ meren Material abgedeckt.

Sobald das erfindungsgemäße Lager 10 zusammengesetzt ist, sind die Innenteile 21 vollständig gekapselt. Es können daher Innenteile 21 aus einem korrosionsempfindlichen und leichten Material ohne aufwendige Korrosionsschutzmaßnahmen verwendet werden.

Die Innenteile 21 sind mit einem oder mehreren Kanälen 35 versehen, durch die das Material für das Dämpfungselement 15 eingespritzt wird, so daß eine materialeinstückige Verbindung zwischen dem Dämpfung­ selement 15 und dem Überzug 22 vorliegt.

Die Gehäuseteile 19, 20 weisen zur Befestigung aneinander jeweils vier Aufnahmen 23 auf. Zur Befestigung werden in diese Aufnahmen Stifte 28 eingesetzt. Diese Stifte 28 greifen beim Zusammenführen der Gehäuseteile 19, 20 in die jeweils zugeordnete Aufnahme 23 ein. Ein zusätzliches Verbindungselement, das nach dem Zusammenbau der Gehäuseteile 19, 20 angebracht wird, ist nicht erforderlich.

In montiertem Zustand ist das Gehäuse 14 des Lagers 10 an dem Tragteil 12 der nicht näher dargestellten Fahrzeugkarosserie festgelegt. Eine Kappe 13 deckt das Gehäuse 14 an seiner oberen Seite ab.

Da die Gehäuseteile 19, 20 bezüglich der Belastungsrichtung 18 ne­ beneinander angeordnet sind und somit eine Vertikalteilung des Gehäu­ ses 14 vorliegt, treten keine montagebedingten Toleranzen in Bela­ stungsrichtung auf.

In den weiteren Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen schematisch Ausführungsformen eines Ge­ häuseteils 19 in Form einer Halbschale. Es sind daher zwei dieser Ge­ häuseteile 19 zum Ausbilden des erfindungsgemäßen Lagers erforder­ lich. Alternativ können selbstverständlich auch drei oder mehr Gehäu­ seteile 19 verwendet werden.

Das Innenteil 21 weist einen Innenraum 27 auf, in dem das Dämp­ fungselements 15 aufgenommen ist. Die einzelnen Gehäuseteile 19 können hierdurch zusammen mit dem Dämpfungselement 15 vollstän­ dig vorgefertigt werden.

Das Gehäuseteil 19 weist Stifte 28 sowie Aufnahmen 23 zur Befesti­ gung an einem weiteren Gehäuseteil auf. Die Stifte 28 sowie die Auf­ nahmen 23 sind hierbei über Kreuz versetzt zueinander angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht die Verwendung identischer Gehäuseteile 19. Hierdurch werden die Teilevielfalt reduziert und die Stückzahl der Gehäuseteile 19 erhöht.

Zur Verankerung sind die Stifte 28 mit Vorsprüngen 36 versehen. Die Aufnahmen 23 weisen eine entsprechend geformte Innenwand mit kor­ respondierenden Vorsprüngen auf. Beim Zusammenbau des Lagers 10 werden die Stifte 28 in die Aufnahmen 23 eingeführt. In der Endpositi­ on greifen die Vorsprünge 36 der Stifte 28 und die der Aufnahmen 23 ineinander. Hierdurch werden die Gehäuseteile 19, 20 zuverlässig an­ einander befestigt. Separate Befestigungsmittel sind nicht erforderlich.

Das Innenteil 21 ist mit Ausnahme der Seitenflächen 37 zur Anlage an den weiteren Gehäuseteilen 19, 20 vollständig von dem Dämpfungs­ element 15 und dem Überzug 22 abgedeckt und hierdurch gegenüber der Umgebung gekapselt.

Das Dämpfungselement 15 weist Rippen 25 und Nuten 26 auf. Durch die Formgebung der Rippen 25 und der Nuten 26 kann die Steifigkeit des Dämpfungselements 15 beeinflußt werden. Das Dämpfungsverhal­ ten des erfindungsgemäßen Lagers 10 kann somit an unterschiedliche Rand- und Einsatzbedingungen angepaßt werden.

In Fig. 3 ist dargestellt, daß das Innenteil 21 mit Rippen 34 zur Ver­ steifung versehen ist. Diese Rippen verringern das Gewicht des Innen­ teils 21 ohne Beeinträchtigung der Stabilität.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausfüh­ rungsform eines Gehäuseteils 19. Dieses Gehäuseteil 19 weist ein In­ nenteil 21 auf, das an seinem Außenumfang mit einem ringförmigen Ansatz 30 versehen ist. Der Ansatz 30 kann als Anschlag zum Abstüt­ zen des Lagers 10 gegenüber dem Tragteil 12 eingesetzt werden. Das Dämpfungselement 15 in dem Innenraum 27 weist eine Reihe von Hohlräumen 31 auf. Durch die Wahl der Anzahl, Größe und Anordnung dieser Hohlräume 31 kann die Steifigkeit in Belastungsrichtung 18 ein­ gestellt werden. Dies ermöglicht ein Anpassen der Dämpfungseigen­ schaften des elastischen Lagers 10 an den jeweiligen Einsatzfall.

Die Lagerplatte 16 der Kolbenstange 11 sitzt auf einer Hülse 32 mit einem Ansatz 33 zur Fixierung in Belastungsrichtung 18. Das Material der Lagerplatte 16 kann bei dieser Gestaltung unabhängig vom Material der Kolbenstange 11 gewählt werden. Weiter kann über die Wahl der Länge der Hülse 32 eine Anpassung an unterschiedliche Kolbenstangen 11 erfolgen.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Explosionsdarstellung des erfindungs­ gemäßen Lagers 10. Zum Zusammenbau werden die beiden Gehäuse­ teile 19, 20 in Richtung 24 aufeinander zubewegt. Die zwischen den Gehäuseteilen 19, 20 angeordnete Lagerplatte 16 wird hierbei auto­ matisch in das Dämpfungselement 15 der Gehäuseteile 19, 20 einge­ setzt. In montiertem Zustand greifen die Stifte 28 in die gegenüberlie­ genden Aufnahmen 23.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Dämpfungsele­ ments 15, das getrennt von dem Innenteil 21 hergestellt und nach der Herstellung mit diesem verbunden wird. Das Dämpfungselement 15 besteht aus einem Polyurethanweichschaum mit einer Reihe von Poren 38. Es ist im Querschnitt im wesentlich U-förmig ausgebildet. Nach der Herstellung wird das Dämpfungselement 15 in den Innenraum 27 des zugehörigen Innenteiles 21 eingesetzt und dort auf geeignete Weise befestigt.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch eine Lagerplatte 16 mit einem aufvul­ kanisierten Dämpfungselement 15 aus elastomerem Material. Bei dieser Ausgestaltung wird ein einteiliges Dämpfungselement 15 verwendet, das sich über den gesamten Umfang der Lagerplatte 16 erstreckt. Bei der Montage des erfindungsgemäßen Lagers 10 wird die Lagerplatte 16 zusammen mit dem Dämpfungselement 15 in den Innenraum 27 der Gehäuseteile 19, 20 eingesetzt. Nach dem Verbinden der Gehäuse­ teile 19, 20 wird die Kolbenstange 11 über die Mutter 17 an der La­ gerplatte 16 fixiert.

Da das Gehäuse 14 in Axialrichtung geteilt ist und die Gehäuseteile 19, 20 bezüglich der Belastungsrichtung 18 nebeneinander angeordnet sind, treten keine Montagetoleranzen in Belastungsrichtung 18 auf. Eine Beeinträchtigung des Dämpfungsverhaltens durch Montagetole­ ranzen wird daher vollständig ausgeschlossen.

Claims (17)

1. Elastisches Lager zum Abstützen eines Bauteils (11), insbeson­ dere Stützlager für ein Federbein eines Kraftfahrzeugs, mit einem an einem Tragteil (12) festlegbaren Gehäuse (14), das minde­ stens zwei miteinander verbundene Gehäuseteile (19, 20) auf­ weist, und einem Dämpfungselement (15) zum Aufnehmen einer mit dem abzustützenden Bauteil (11) verbundenen Lagerplatte (16), um Bewegungen zwischen dem Bauteil (11) und dem Trag­ teil (12) in einer Belastungsrichtung (18) abzudämpfen, wobei die Gehäuseteile (19, 20) bezüglich dieser Belastungsrichtung (18) nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gehäuseteil (19, 20) ein Innenteil (21) mit einem In­ nenraum (27) aufweist, in dem das Dämpfungselement (15) auf­ genommen ist.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (15) aus einem elastomeren Material oder ei­ nem Polyurethanschaum, insbesondere einem Polyurethanweich­ schaum, besteht.

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (19, 20) identisch ausgebildet sind.

4. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gehäuseteile (19, 20) Verbindungselemente (23, 28) zur Befestigung aneinander aufweisen.

5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindungselemente mit einem Stift (28) und einer hiermit zusam­ menwirkenden Aufnahme (23) ausgebildet sind.

6. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß jedem Gehäuseteil (19, 20) ein Teil des Dämpfungsele­ ments (15) zugeordnet ist.

7. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Dämpfungselement (15) getrennt von dem Innenteil (21) hergestellt und mit diesem verbunden ist.

8. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Dämpfungselement (15) in den Innenraum (27) des Innenteils (21) einvulkanisiert oder eingeschäumt ist.

9. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Dämpfungselement (15) auf die Lagerplatte (16) aufvulkanisiert oder aufgeschäumt ist.

10. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß das Innenteil (21) einen Überzug (22) zur Umhüllung aufweist.

11. Lager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (22) mit dem Dämpfungselement (15) verbunden ist.

12. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Innenteil (21) aus Kunststoff oder einem Leichtmetall, insbesondere Magnesium, Aluminium oder Zink, besteht.

13. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Innenteil (21) an seinem Außenumfang mit ei­ nem ringförmigen Ansatz (30) versehen ist.

14. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Innenteil (21) mit Rippen (34) zur Versteifung versehen ist.

15. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dämpfungselement (15) einen im wesentli­ chen U-förmigen Querschnitt aufweist.

16. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dämpfungselement (15) Rippen (25) und Nu­ ten (26) und/oder einen oder mehrere Hohlräume (31) aufweist.

17. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (14) des Lagers (10) von einer Kappe (13) überdeckt ist.