DE102007056947B4

DE102007056947B4 - Elastisches Lager für eine Aufhängung einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102007056947B4
Application number: DE200710056947
Authority: DE
Inventors: Nico Mackel; Alexander Noll; Volker Kalkhof
Original assignee: Anvis Deutschland GmbH
Current assignee: SumiRiko AVS Germany GmbH
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2027-11-28
Also published as: DE102007056947A1

Abstract

Elastisches Lager für eine Aufhängung einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein äußeres Rahmenteil (3) mit einer Lagerbuchse (7) und ein inneres Rahmenteil (5) mit einer weiteren Lagerbuchse (13), wobei die Rahmenteile (3, 5) über einen Federkörper elastisch aneinander angebunden sind und das äußere Rahmenteil (3) zwei, das innere Rahmenteil (5) zum zumindest teilweise umgreifende Greifarme (15, 17) aufweist, deren freie Enden eine Spannweite (s) in einer senkrecht zu einer Lastrichtung liegenden Querrichtung (Q) definieren, wobei die Spannweite (s) kleiner als eine maximale Ausdehnung (d) des inneren Rahmenteils (5) in Querrichtung ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Greifarme (15, 17) eine Aufnahme zum positionssicheren Aufnehmen eines Spannrings (27) aufweisen, der derart bemessen ist, dass ein Aufspreizen der Greifarme (15, 17) behindert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elastisches Lager für eine Aufhängung einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs. Das elastische Lager hat ein äußeres Rahmenteil mit einer Lagerbuchse insbesondere zum Anbinden an die Kraftfahrzeugkarosserie. Des weiteren hat das elastische Lager ein inneres Rahmenteil mit einer weiteren Lagerbuchse, über die insbesondere die Abgasanlage anzubringen ist. Für die elastische Aufhängung sind die Rahmenteile über einen Federkörper elastisch aneinander angebunden.
Ein gattungsgemäßes elastisches Lager ist aus DE 102 14 416 C1 bekannt, nach der ebenfalls zwei Rahmenteile vorgesehen sind, um den Bauraum in Lastrichtung der Abgasanlage so klein wie möglich zu halten. Das bekannte elastische Lager hat ein äußeres Rahmenteil, das zwei Greifarme zum zumindest teilweisen Umgreifen eines inneren Rahmenteils aufweist, deren Spannweite in einer senkrecht zu einer Lastrichtung liegenden Querrichtung kleiner als eine maximale Ausdehnung des inneren Rahmenteils in Querrichtung ist. Mit dieser Anordnung wird eine Verliersicherung in Lastrichtung bereitgestellt.
Es zeigte sich allerdings, daß tatsächlich im Falle eines Greifens des Federkörpers die auf die Greifarme wirkenden Spreizkräfte derart groß werden, daß ein Durchrutschen des inneren Rahmenteils an dem äußeren Rahmenteil vorbei kaum zu vermeiden ist. Zudem kann das bekannte elastische Lager ein selbständiges Lösen des inneren und äußeren Rahmenteils beim vollständigen Durchreißen des Federkörpers in Lagerbuchsachsenrichtung nicht verhindern.
Weitere elastische Lager sind in DE 101 47 514 B4 und DE 198 25 811 C1 offenbart.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere ein elastisches Lager für eine Aufhängung der Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs dahingehend zu verbessern, daß die Verliersicherungsfunktion des elastischen Lagers optimiert ist.
Diese Aufgabe wir durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Danach definieren die beiden Greifarme des äußeren Rahmenteils jeweils eine Aufnahme zum ortsdefinierten Positionieren eines Spannrings. Der Spannring ist derart bemessen, daß ein Aufspreizen der Greifarme blockiert ist. Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme ist eine deutliche Verbesserung der Verliersicherung durch die Versteifung mittels des Spannrings gewährleistet. Zudem zeigte sich überraschenderweise, daß der umlaufende Spannring auch ein Herauswandern des inneren Rahmenteils in Lagerbuchsachsenrichtung verhindert, was die Stabilität und die Verliersicherungsfunktion des elastischen Lagers deutlich verbessert.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Spannring eine flexible, elastische Aufhängung. Alternativ kann der Spannring ein starrer Bügel insbesondere aus Metall sein.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Aufnahme jeweils im Bereich des freien Endes der Greifarme ausgebildet.
Um die Steifigkeit des elastischen Lagers im Hinblick auf das Aufspreizen der Greifarme einzustellen, kann der Spannring aus einer Spreizrichtungsebene, auf der die Aufnahmen liegen, mehr oder weniger stark herausgewölbt sein.
Vorzugsweise ist die Federanordnung durch zwei bei der Aufhängung der Abgasanlage größtenteils auf Schub belastete Federarme gebildet.
Des weiteren kann die Federanordnung durch zwei Federarme mit jeweils einem karosserieseitigen und einem abgasanlagenseitigen Angriffsbereich an dem jeweiligen Armteil gebildet sein. Dabei liegt der abgasanlagenseitige Angriffsbereich in Lastrichtung größtenteils der Karosserie näher als der zugeordnete Karosserieangriffsbereich. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Federarme bei Belastung hauptsächlich auf Schub beansprucht sind. Auf diese Weise wird die Lebensdauer der elastischen Lager deutlich verbessert.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Federanordnung durch zwei im wesentlichen symmetrisch zu einer Mittelachse, die parallel zu der Lastrichtung ist, angeordnete Federarme bildet.
Vorzugsweise sind eine oder beide Lagerbuchsen innenseitig mit einem Elastomermaterial ausgekleidet. Dabei weist insbesondere die Auskleidung mehrere Einschnitte auf, Des weiteren betrifft die Erfindung ein elastisches Lager, das unabhängig oder zusätzlich zu den Merkmalen des oben genannten elastischen Lagers ausgebildet ist. Das innere Rahmenteil des elastischen Lagers kann zwei sich von dessen Lagerbuchse zwischen die Greifarme des äußeren Rahmenteils erstreckende Schenkel aufweisen. Erfindungsgemäß sind die Schenkel zur Bildung einer geschlossenen Ringstruktur miteinander verbunden.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind ein oder beide Lagerbuchsen durch einen Ringabschnitt des jeweiligen Rahmenteils gebildet, von welchem Ringabschnitt aus sich die Greifarme bzw. die Schenkel erstrecken.
Weitere Eigenschaften, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung eine bevorzugten Ausführung anhand der beiliegenden Zeichnung deutlich, in der 1 eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen elastischen Lagers zeigt.
Das in der Figur dargestellte elastische Lager zum Aufhängen einer Abgasanlage (nicht dargestellt) an der Bodengruppe eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) ist im allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen. Die elastische Aufhängung besteht aus zwei starren Rahmenteilen, nämlich einem äußeren Rahmenteil 3, das größtenteils der Karosserieseite K näher ist und einem inneren Rahmenteil 5, das der Abgasanlagenseite G näher ist.
Das äußere Rahmenteil 3 umfaßt eine Lagerbuchse 7, die zylindrisch ausgeführt ist und eine Lagerachse A definiert. Die Innenseite des die Lagerbuchse 7 bildenden äußeren Rahmenteils 3 ist mit Elastomermaterial ausgekleidet. Die Auskleidung 9 umfaßt im gleichen Umfangsabstand zueinander vier Einschnitte 11, welche dazu beitragen, einen Lagerzapfen (nicht dargestellt) der Karosserie K rutschsicher zu greifen.
Im wesentlichen auf einer Mittelachse M liegend und hin zur Abgasanlagenseite versetzt weist das innere Rahmenteil 5 eine abgasanlagenseitige Lagerbuchse 13 auf, die ebenfalls zylindrisch ist und eine Lagerachse B definiert, die auf der Mittelachse M liegt, so wie die Lagerachse A der Lagerbuchse 7. Wie in der Figur ersichtlich ist, ist die Ausdehnung der elastischen Aufhängung 1 in Mittelachsrichtung M durch die Lagerbuchsen begrenzenden Materialabschnitte der Rahmenteile 3, 5 begrenzt, wodurch eine raumsparende Realisierung der elastischen Aufhängung 1 in Mittelachsrichtung M geschaffen ist.
Das äußere Rahmenteil 3 hat zwei Greifarme 15, 17, die sich von der zylindrischen Lagerbuchse 7 im wesentlichen auf Höhe der Querachsrichtung Q_A im wesentlichen in einem 30 bis 70° Winkel hin zur Abgasanlagenseite G weg erstreckt. Der Greifarm 15, 17 hat eine halbabgewinkelte Ellenbogenform im wesentlichen in der Mitte der elastischen Aufhängung 1 in dessen Mittelachsrichtung M auf. Der Bogen liegt etwas über 90°. Die Greifarme 15, 17 umfassen jeweils ein verstärktes, freies Ende 19, 21. Die verstärkten Enden 19, 21 haben jeweils eine außenseitige Nut 23, 25, in der ein Spannring 27 positionssicher aufgenommen ist.
Der Spannring 27 kann eine flexible Schlaufe oder eine Stahlbügel sein, der hin zur Karosserieseite K gewölbt ist. Der Wölbungsmittelpunkt liegt im wesentlichen auf der Mittelachse M.
Das innere Rahmenteil 5 hat zwei Schenkel 31, 33, die sich von der den äußeren Rahmenteil zugewandten Oberseite in einem Winkel von 15 bis 45° gegenüber der Mittelachse M zur Karosserieseite K erstreckt und dabei eine V-Form bildet.
Die beiden Schenkel 31, 33 sind auf halber Höhe durch eine Rippe 35 miteinander verbunden, die sich im wesentlichen in Querrichtung Q erstreckt, die senkrecht zur Mittelachse M steht.
Die Enden der Schenkel 31, 33 sind miteinander über eine in das Innere der V-Form konkav gewölbte Strebe 39 miteinander verbunden, wodurch eine in sich geschlossene Struktur des inneren Rahmenteils 5 gebildet ist.
Beide Rahmenteile 3, 5 sind aus einem Stück gefertigt, insbesondere von einem Leichtmetallprofil-Langteil abgehängt.
Die Rahmenteile 3, 5 sind über zwei Federarme 41, 43 miteinander verbunden, die im Lastfall – wenn die Abgasanlage an der Lagerbuchse 13 angehängt ist – im wesentlichen als reine Schubfeder fungieren.
Ein Angriffsbereich 45, 47 des Federarms 41, 43 mit der Innenseite des jeweiligen Greifarms 15, 17 liegt der Abgasanlage G größtenteils näher als der Angriffsbereich 49, 51 des Federarms 41, 43 an dem inneren Rahmenteil 5, wodurch die hauptsächliche Schubbelastung in den Federarmen 41, 43 bei Belastung in Mittelachsrichtung M realisiert ist.
Wie in der Figur ersichtlich, ist die maximale Abmessung d des Federrahmenteils 5 in Querrichtung Q auf Höhe der Enden der Schenkel 31, 33 wesentlich großer als die Spannweite s der freien Enden 19, 21 der Greifarme 15, 17 des äußeren Rahmenteils 3. Aufgrund dieser strukturellen Maßnahme wird eine Verliersicherung insofern erreicht, als bei Versagen der Federarme 41, 43 eine Trennung der Rahmenteile 3, 7 in Mittelachsrichtung M verhindert wird, weil die Enden der Schenkel 31, 33 mit Hilfe der Versteifung durch die Strebe 39 an den freien Enden 19, 21 der Greifarme 15, 17 des äußeren Rahmenteils 3 hängen bleiben.
Dabei erweist sich der Spannring 27 als besondere Hilfe. Zum einen blockiert der Spannring 27 ein Spreizen der Greifarme 15, 17 bei großen Belastungskräften in Mittelachsrichtung M hin zu Abgasseite G. Zum anderen verhindert der Spannring 27 ein Herausfallen des inneren Rahmenteils 5 von dem äußeren Randteil 3 weg in Axialrichtung A, B, wodurch die Verlierfunktion optimiert ist.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste

1: elastisches Lager
3: äußere Rahmenteil
5: inneres Rahmenteil
7, 13: Lagerbuchse
9: Auskleidung
11: Einschnitte
15, 17: Greifarme
19, 21: freie Enden
23, 25: außenseitige Nut
27: Spannring
31, 33: Schenkel
35: Rippe
39: Strebe
41, 43: Federarme
45, 47: Angriffsbereich
A, B: Lagerachse
G: Abgasanlagenseite
K: Karosserieteil
M: Mittelachse
Q: Querrichtung
d: maximale Abmessung
s: Spannweite

Claims

Elastisches Lager für eine Aufhängung einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein äußeres Rahmenteil (3) mit einer Lagerbuchse (7) und ein inneres Rahmenteil (5) mit einer weiteren Lagerbuchse (13), wobei die Rahmenteile (3, 5) über einen Federkörper elastisch aneinander angebunden sind und das äußere Rahmenteil (3) zwei, das innere Rahmenteil (5) zum zumindest teilweise umgreifende Greifarme (15, 17) aufweist, deren freie Enden eine Spannweite (s) in einer senkrecht zu einer Lastrichtung liegenden Querrichtung (Q) definieren, wobei die Spannweite (s) kleiner als eine maximale Ausdehnung (d) des inneren Rahmenteils (5) in Querrichtung ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Greifarme (15, 17) eine Aufnahme zum positionssicheren Aufnehmen eines Spannrings (27) aufweisen, der derart bemessen ist, dass ein Aufspreizen der Greifarme (15, 17) behindert ist.
Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (27) eine flexible Schlaufe oder ein starrer Bügel aus Metall ist.
Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme jeweils im Bereich des feien Endes (19, 21) der Greifarme (15, 17) ausgebildet ist.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (27) aus einer Spreizrichtungsebene, in der die Aufnahmen liegen, heraus gewölbt ist, wobei ein Wölbungsmaximum in der Mitte der Spannweite (s) liegt.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung durch zwei bei Aufhängung der Abgasanlage auf Schub belastete Federarme (41, 43) gebildet ist.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung durch zwei Federarme (41, 43) mit jeweils einem karosserieseitigen und einem abgasanlagenseitigen Angriffsbereich an dem jeweiligen Rahmenteil gebildet ist, wobei der abgasanlagenseitige Angriffsbereich (45, 47) in Lastrichtung der Karosserie näher als der zugeordnete karosserieseitige Angriffsbereich liegt.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung durch zwei symmetrisch zu einer Mittelachse des Lagers, die parallel zur Lastrichtung ist, angeordnete Federarme (41, 43) gebildet ist.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Lagerbuchsen (7, 13) innenseitig mit Elastomermaterial ausgekleidet sind, wobei die Auskleidung mehrere Einschnitte aufweist.
Elastisches Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Rahmenteil (5) zwei sich von dessen Lagerbuchse zwischen die Greifarme (15, 17) erstreckende Schenkel (31, 33) aufweist, die zur Bildung einer geschlossen Ringstruktur miteinander verbunden sind.
Lager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Lagerbuchsen (7, 13) durch einen Ringabschnitt des jeweiligen Rahmenteils (3, 5) gebildet sind, von welchem Ringabschnitt aus sich die Greifarme (15, 17) oder die Schenkel (41, 43) erstrecken.