DE102005015796B3

DE102005015796B3 - Aufhängung für eine schwingende Last, insbesondere für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102005015796B3
Application number: DE102005015796A
Authority: DE
Inventors: Klaus Steinmaier; Markus Schilder
Original assignee: SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2005-04-06
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-04-07
Also published as: CN101151442A; JP2008534380A; US20080191117A1; WO2006105846A1; KR20070119734A; EP1866527A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufhängung für eine schwingende Last, insbesondere für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elastomerkörper (26), der mindestens ein Befestigungsloch aufweist, das mit einer Armierung ausgekleidet ist, und mit einem durch das Befestigungsloch hindurchgesteckten Aufhängebolzen (20). Bei dieser Aufhängung ist vorgesehen, dass die Armierung eine Schale ist, die das Befestigungsloch vorwiegend auf dessen durch den Aufhängebolzen (20) hauptsächlich belasteter Seite seines Querschnitts auskleidet, und der Aufhängebolzen (20) einen aus dem Befestigungsloch herausragenden, verdickten Kopf (24) hat.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufhängung für eine schwingende Last, insbesondere für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elastomerkörper, der mindestens ein Befestigungsloch aufweist, das mit einer Armierung ausgekleidet ist, und mit einem durch das Befestigungsloch hindurchgesteckten Aufhängebolzen.

Eine Aufhängung dieser Gattung ist beispielsweise aus DE 37 37 987 C2 bekannt. Dort sind in einem rautenförmigen Elastomerkörper zwei einander diametral gegenüberliegende Befestigungslöcher ausgebildet, die mit je einer zylindrischen Buchse ausgekleidet sind. Um die beiden Buchsen herum erstreckt sich ein in den Elastomerkörper eingebettetes Schlingenpaket.

Auch das Dokument DE 43 09 952 B4 zeigt eine Aufhängung für eine schwingende Last, bei der der untere Befestigungbolzen in einer Armierungsbuchse aufgenommen ist. Die Armierungsbuchse besitzt an beiden Seiten Flansche und einen im Wesentlichen rautenförmigen hohlzylindrischen Rohrkörper, der sich durch den Elastomerköper hindurch erstreckt. In der Armierung sind Schlitze vorgesehen, die mit korrespondierenden Auskragungen am Bolzen im Stile einer Bajonettverbindung zusammenwirken.

Darüber hinaus ist aus dem Dokument JP 08-300959 A eine Aufhängung bekannt, bei der Schlingenpakete derart in den Elastomerkörper eingebettet sind, dass sie im Bereich eines Befestigungslochs innerhalb von Rippenstrukturen des Elastomerkörpers verlaufen, so dass diese nicht in unmittelbare Anlage mit einem in das Befestigungsloch einsteckbaren Aufhängebolzen gebracht werden können.

Weitere Aufhängungen der genannten Gattung sind aus DE 198 25 810 C1 sowie DE 198 25 811 C1 und DE 100 13 121 C1 bekannt. Gemäß DE 198 25 810 C1 können die Buchsen, mit denen die Befestigungslöcher ausgekleidet sind, aus Stahl oder aus einem wärmeisolierenden harten Werkstoff bestehen, oder auch weggelassen werden, so dass die Aufhängebolzen unmittelbar in die Befestigungslöcher eingesetzt werden. Letzteres ist ein Rückgriff auf ältere Aufhängungen beispielsweise gemäß DE 26 58 358 B2 oder DE 30 34 370 C2 , bei denen aus Blech geprägte Aufhängehaken von kreisbogenförmigem Querschnitt unmittelbar in entsprechende Befestigungslöcher eines Elastomerkörpers eingreifen.

Aufhängungen der hier angesprochenen Gattung werden im Allgemeinen nicht nur durch das – in seiner Wirkung ggf. durch dynamische Einflüsse vergrößerte – Gewicht der aufgehängten Last beansprucht sondern auch dadurch, dass die Last, beispielsweise Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, in Folge von Massenträgheitskräften und/oder von Wärmedehnungen, pendelnde Bewegungen ausführt. Vor allem wegen solcher Bewegungen hat man es für wünschenswert gehalten, die Befestigungslöcher im Elastomerkörper mit Buchsen auszukleiden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Aufhängebolzen, wie beispielsweise aus DE 37 37 987 C2 ersichtlich, durch einen an ihnen einstückig ausgebildeten Bund den Elastomerkörper nur einseitig gegen unbeabsichtigte axiale Verschiebung sichern können; für eine Sicherung gegen Verschieben in entgegengesetzter Richtung ist es erforderlich, auf das durch die zugehörige Buchse hindurchgesteckte Ende des Aufhängebolzens ein Sicherungselement, beispielsweise in Gestalt eines in eine Nut im Endbereich des Aufhängebolzens eingerasteten Federrings, vorzusehen.

Um eine rasche Montage gattungsgemäßer Aufhängungen zu ermöglichen, ist es indessen üblich geworden, den Elastomerkörper auf Aufhängebolzen mit pilzförmigem Kopf aufzurasten. Dies ist nur möglich, wenn die Befestigungslöcher sich vorübergehend weiten lassen, also nicht mit Buchsen ausgekleidet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufhängung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, dass sie die Vorteile großer Verschleißfestigkeit, auch bei starken pendelnden Bewegungen der aufgehängten Last, einerseits und der leichten Montierbarkeit andererseits in sich vereinigt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

– die Armierung eine Schale ist, die das Befestigungsloch vorwiegend auf dessen durch den Aufhängebolzen hauptsächlich belasteter Seite seines Querschnitts auskleidet, und
– der Aufhängebolzen einen aus dem Befestigungsloch herausragenden verdickten Kopf hat.

Die erfindungsgemäße Schale ist im Querschnitt vorzugsweise höchstens halbkreisförmig; im Allgemeinen genügt es, wenn die Schale einen Querschnitt hat, der einem Viertel oder auch nur einem Sechstel eines Kreises entspricht.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Schale Strukturen, beispielsweise Löcher oder Rillen, zu ihrer Verankerung im Elastomerkörper aufweist.

Unabhängig von der Art ihrer Verankerung im Elastomerkörper ist es zweckmäßig, wenn die Schale äußere Längsrippen aufweist, auf denen mindestens ein Schlingenpaket aufliegt, wobei dieses durch in Zwischenräume zwischen den Längsrippen eingedrungene Masse des Elastomerkörpers fixiert ist.

Gemäß einer Weiterbildung weist die Schale Flansche zur seitlichen Abstützung mindestens eines Schlingenpakets auf.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Schale an ihren den Elastomerkörper berühren den Flächen mit einem Haftvermittler beschichtet ist.

Beim Herstellen des Elastomerkörpers durch Spritzen oder Vulkanisieren ist es erforderlich, in dem hierzu verwendeten Formwerkzeug die bzw. jede Schale vorübergehend derart zu fixieren, dass sie an der richtigen Stelle umspritzt bzw. einvulkanisiert wird. Zu diesem Zweck ist an der Schale vorzugsweise mindestens eine Klammer ausgebildet, mit der die Schale an einem Bolzen innerhalb des Formwerkzeugs fixierbar ist.

Die Klammer kann von Fingern gebildet sein, die von einander gegenüberliegenden Längsrändern der Schale wegragen.

Zweckmäßigerweise ist an jedem Ende der Schale eine Klammer ausgebildet.

Wie bei bekannten gattungsgemäßen Aufhängungen wird der Elastomerkörper vorzugsweise aus Gummi oder gummiartigem Kunststoff hergestellt. Je nach Art des für den Elastomerkörper verwendeten Materials werden die erfindungsgemäßen Schalen entweder einvulkanisiert, beim Spritzen des Elastomerkörpers aus Kunststoff eingebettet oder auch in den fertigen Elastomerkörper nachträglich eingeklebt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen ist
1 ein senkrechter Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Aufhängung für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs;
2 der Schnitt II-II in 1;
3 der Schnitt III-III in 2;
4 ein vergrößerter Ausschnitt aus 2;
5 den Schnitt V-V in 4;
6 ein gegenüber 2 abgewandeltes Ausführungsbeispiel im Schnitt VI-VI in 7;
7 der Schnitt VII-VII in 6;
8 ein weiteres Ausführungsbeispiel im Schnitt VIII-VIII in 9;
9 der Schnitt IX-IX in 8;
10 eine erste Ausführungsform einer Schale in Stirnansicht;
11 die zu 10 gehörige Draufsicht;
12 eine abgewandelte Schale in Stirnansicht;
13 die zu 12 gehörige Draufsicht;
14 eine weiter abgewandelte Schale;
15 die zu 14 gehörige Draufsicht;
16 eine wiederum abgewandelte Schale in Stirnansicht;
17 die zu 16 gehörige Draufsicht;
18 eine erneut abgewandelte Schale in Stirnansicht;
19 die zu 18 gehörige Draufsicht;
20 eine weiter abgewandelte Schale im Schnitt XX-XX in 21;
21 die Ansicht in Richtung des Pfeils XXI in 20;
22 eine Variante zu 20, gezeichnet als Schnitt XXII-XXII in 23;
23 die Ansicht in Richtung des Pfeils XXIII in 22.
In 1 ist eine Aufhängung 10 dargestellt, mit der ein Rohr 12 der Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs am Boden 14 des Kraftfahrzeugs aufgehängt ist. Zur Aufhängung 10 gehören ein unterer Stahlbügel 16, der am Rohr 12 angeschweißt ist, sowie ein oberer Stahlbügel 18, der am Boden 14 angeschweißt ist. An den beiden Stahlbügeln 16 und 18 ist einstückig je ein kreiszylindrischer Aufhängebolzen 20 ausgebildet, der mit einem Bund 22 beginnt und mit einem pilzförmigen Kopf 24 endet. Die beiden Stahlbügel 16 und 18 sind miteinander durch einen Elastomerkörper 26 verbunden, der in der Ansicht gemäß 2 einen Umriss ähnlich einem auf einer Spitze stehenden, jedoch abgerundeten Quadrat hat und nahe seiner unteren und seiner oberen Ecke je ein Befestigungsloch 28 aufweist. Das untere Befestigungsloch 28 ist in seinem unteren Bereich, und das obere Befestigungsloch 28 ist in seinem oberen Bereich mit einer viertelzylindrischen Schale 30 ausgekleidet. Die beiden Schalen 30 bestehen im dargestellten Beispiel aus Metall; sie können jedoch auch aus einem Kunststoff bestehen, der – nötigenfalls durch einen Haftvermittler vermittelt – fest am Elastomerkörper 26 haftet, andererseits aber mit dem zugehörigen Aufhängebolzen 20 eine reibungsarme Gleitpaarung bildet. Um die beiden Schalen 30 herum erstreckt sich ein in den Elastomerkörper 26 eingebettetes Schlingenpaket 32, das aus zahlreichen Windungen zugfesten Fadens oder Drahtes gebildet ist.
Der Elastomerkörper 26 samt den beiden in ihn eingebetteten Schalen 30 und dem Schlingenpaket 32 bildet eine vorgefertigte, beispielsweise vulkanisierte Einheit, ehe die Aufhängung 10 in der aus 1 ersichtlichen Weise zusammengebaut wird. Der Zusammenbau geschieht dadurch, dass der Elastomerkörper 26 auf die beiden Aufhängebolzen 20 aufgerastet wird. Dabei werden die Befestigungslöcher 28, deren Durchmesser eng an denjenigen der Aufhängebolzen 20 angepasst ist, vom zugehörigen pilzförmigen Kopf 24 vorübergehend aufgeweitet, um dann ihre kreisförmige Querschnittsform wieder anzunehmen, sobald der Kopf 24 des zugehörigen Aufhängebolzens 20, wie in 1 dargestellt, vollständig durch das betreffende Befestigungsloch 28 hindurchgeschoben worden ist. Der Elastomerkörper 26 liegt dann mit einer seiner beiden Stirnflächen, in 1 mit der linken, an den beiden Bunden 22 an, und mit der gegenüberliegenden Stirnseite an der Basis der beiden Köpfe 24. Die beiden Schalen 30 sind in ihrer Länge so bemessen, dass sie mit geringem Axialspiel in den Zwischenraum zwischen Bund 22 und Kopf 24 des zugehörigen Aufhängebolzens 20 passen.
Der Elastomerkörper 26 ist in bezog auf eine in 2 waagerechte Mittelebene X sowie in bezog auf eine senkrechte Mittelebene Y, welche die Achsen der beiden Befestigungslöcher 28 enthält, symmetrisch und weist eine zentrale Aussparung 34 auf, die gemäß 2 die Form eines Doppelpfeils hat.
In 6 und 7 ist ein gegenüber dem in 1 bis 5 dargestellten Elastomerkörper 26 abgewandelter Elastomerkörper 36 abgebildet, dessen äußerer Umriss in beiden Ansichten bzw. Schnitten rechteckig ist. Dieser Elastomerkörper 36 ist so bemessen, dass er für sich alleine im Stande ist, alle im Betrieb auftretenden Kräfte zu übertra gen; eine Verstärkung entsprechend dem in 1 bis 5 dargestellten Schlingenpaket 32 ist hier nicht vorgesehen. Die beiden Befestigungslöcher 28 sind jedoch auch bei dem in 6 und 7 dargestellten Elastomerkörper 36 mit je einer teilzylindrischen Schale 30 armiert.
Der Vollständigkeit halber ist in 8 und 9 ein Elastomerkörper 38 dargestellt, der nur ein einziges Befestigungsloch 28 aufweist. Dieses entspricht dem bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen unteren Befestigungsloch 28 und ist wie dieses an seiner Unterseite mit einer teilzylindrischen Schafe 30 armiert. An Stelle eines oberen Befestigungslochs weist der Elastomerkörper 38 in 8 und 9 eine in ihn ein gebettete Aufhängeplatte 40 auf. In den Elastomerkörper 38 sind außerdem seitliche Versteifungen 42 und eine mittlere Versteifung 44 eingebettet.
Aus 10 und 11 einerseits sowie 12 und 13 andererseits ist ersichtlich, dass die Querschnittsform der Schalen 30 entsprechend den auftretenden Belastungen und auch entsprechend dem für die Schalen gewählten Werkstoff in gewissen Grenzen variiert werden kann. Der Querschnitt sollte jedoch nicht wesentlich mehr als halb kreisförmig sein und nicht wesentlich weniger als viertelkreisförmig.
Die in 14 und 15 dargestellte Schale 30 ist mit Strukturen 46 zu ihrer Verankerung im Elastomerkörper 26 bzw. 36 bzw. 38 versehen. Diese Strukturen 46 können, wie abgebildet, beispielsweise kreisförmige Löcher sein.
Die in 16 und 17 abgebildete Schale 30 hat an ihren beiden Enden je einen radial nach außen ragenden Flansch 48, der dazu bestimmt ist, das Schlingenpaket 32 gegen seitliche Verschiebung zu sichern.
Die in 18 und 19 abgebildete Schale 30 ist an ihrer Außenseite mit Längsrippen 50 versehen, deren äußere Mantelflächen als Auflageflächen für das Schlingenpaket 32 dienen, während die zwischen den Längsrippen 50 gebildeten Längsnuten dazu vorgesehen sind, Material des Elastomerkörpers 26 bzw. 36 bzw. 38 aufzunehmen und dadurch für eine feste Einbettung des Schlingenpakets 32 zu sorgen.
Die in 20 und 21 abgebildete Schale 30 hat an ihren beiden Enden je ein Paar von ihren Längsrändern 52 in Umfangsrichtung wegragende Klammerfinger 54. Jedes Paar dieser Klammerfinger bildet eine Klammer 54, 54, mit der sich die Schale 30 an einem zylindrischen Bolzen innerhalb eines Formwerkzeugs zum Spritzgießen oder Vulkanisieren des zugehörigen Elastomerkörpers 26 bzw. 36 fixieren lässt.
Die Schale gemäß 22 und 23 unterscheidet sich von der in 20 und 21 abgebildeten dadurch, dass sie nur ein einziges Paar Klammerfinger 54 aufweist, und dass dieses im mittleren Bereich der Schafe angeordnet ist.

Claims

Aufhängung für eine schwingende Last, insbesondere für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elastomerkörper (26; 36; 38), der mindestens ein Befestigungsloch (28) aufweist, das mit einer Armierung ausgekleidet ist, und mit einem durch das Befestigungsloch (28) hindurchgesteckten Aufhängebolzen (20), dadurch gekennzeichnet, dass – die Armierung eine Schale (30) ist, die das Befestigungsloch (28) vorwiegend auf dessen durch den Aufhängebolzen (20) hauptsächlich belasteter Seite seines Querschnitts auskleidet, und – der Aufhängebolzen (20) einen aus dem Befestigungsloch (28) herausragenden, verdickten Kopf (24) hat.
Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (30) im Querschnitt höchstens halbkreisförmig ist.
Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (30) Strukturen (46) zu ihrer Verankerung im Elastomerkörper (26; 36; 38) aufweist.
Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (30) äußere Längsrippen (50) aufweist, auf denen mindestens ein Schlingenpaket (32) aufliegt, wobei dieses durch in Zwischenräume zwischen den Längsrippen eingedrungene Masse des Elastomerkörpers (26; 36; 38) fixiert ist.
Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (30) Flansche (48) zur seitlichen Abstützung mindestens eines Schlingenpakets (32) aufweist.
Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (30) an ihren den Elastomerkörper (26; 36; 38) berührenden Flächen mit einem Haftvermittler beschichtet ist.
Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schale (30) mindestens eine Klammer (54, 54) ausgebildet ist, mit der die Schale (30) an einem Bolzen innerhalb eines Formwerkzeugs zum Formen des Elastomerkörpers (26; 36; 38) fixierbar ist.
Aufhängung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammer (54, 54) von Fingern gebildet ist, die von einander gegenüberliegenden Längsrändern (52) der Schale (30) wegragen.
Aufhängung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ende der Schale (30) eine Klammer (54, 54) ausgebildet ist.