DE102009053592A1

DE102009053592A1 - Lager für ein Fahrwerksbauteil und Fahrwerksbauteil

Info

Publication number: DE102009053592A1
Application number: DE200910053592
Authority: DE
Inventors: Francesco Germano; Peter Mevissen
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2011-05-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lager (1) für ein Bauteil (5) eines Kraftfahrzeugs, welches Lager (1) mindestens eine innere Hülse (2) und mindestens eine äußere Hülse (6) aufweist, wobei zwischen der inneren Hülse (2) und der äußeren Hülse (6) ein Elastomerelement (4) angeordnet ist, wobei das Lager (1) in Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist, wobei das Elastomerelement (4) ein wellenförmiges Profil aufweist, derart, dass die Kontaktflächen zwischen dem Elastomerelement (4) und der inneren Hülse (2) und die Kontaktflächen zwischen dem Elastomerelement (4) und der äußeren Hülse (6) wellig ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager für ein Bauteil eines Kraftfahrzeuges, welches Lager mindestens eine innere Hülse und mindestens eine äußere Hülse aufweist, wobei zwischen der inneren Hülse und der äußeren Hülse ein Elastomerelement angeordnet ist, und wobei das Lager in Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist.
Ein derartiges Lager ist aus der DE 27 03 038 A1 bekannt, welche ein Motorlagerelement offenbart, mit einem in einer Lagerhülse angeordneten Elastomerkörper und einer von dem Elastormerkörper umschlossenen Lagerbuchse, wobei der Elastomerkörper zwei, beiderseits der Lagerbuchse und einander gegenüberliegend angeordnete Hohlräume aufweist, welche gemäß der DE 27 03 038 A1 die Hohlräume nierenförmig ausgebildet sein können. Lager mit nierenförmig ausgebildeten Hohlräumen werden auch als Nierenlager bezeichnet.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Lager der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem die dynamische Steifigkeit und die Rückprallelastizität verbessert werden, und welches eine feinere fahrdynamische Abstimmung beim Einsatz im Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Lager mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Fahrwerksbauteil, welches mindestens ein in einem Auge des Fahrwerksbauteils angeordnetes, derartiges Lager aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch und beispielhaft,
1 ein als Lenker ausgebildetes Fahrwerksbauteil mit einem Lager,
2 ein als Lenker ausgebildetes Fahrwerksbauteil mit einem Lager, und
3 eine Übersicht von Fahrwerksbauteilen mit Lager.
Die 1 und 2 zeigen ein als Lenker ausgebildetes Bauteil 5 eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bauteil 5, hier ein Fahrwerksbauteil 5, im gezeigten Beispiel zwei Lager 1, 1h aufweist. In den 1 und 2 sind das Fahrwerksbauteil 5 und die Lager 1, 1h in schematischer Schnittzeichnung dargestellt, um insbesondere den Aufbau des Lagers 1 besser zu verdeutlichen. Das Lager 1 ist in Form eines Hohlzylinders ausgebildet. Im gezeigten Beispiel ist das Lager 1 in einem ein Auge 3 ausbildenden Bereich des Fahrwerkbauteils 5 angeordnet. Auch das Lager 1h ist in einem Auge des Fahrwerkbauteils 5 angeordnet und in Form eines Hohlzylinders ausgebildet.
Ein Bereich 3 des Fahrwerksbauteils 5 umschließt das Lager 1. Das Lager 1 umschließt zylinderförmig eine Öffnung 7. Durch die Öffnung 7 kann z. B. ein nicht näher dargestellter Befestigungsbolzen oder ein weiteres nicht näher dargestelltes Bauteil geführt werden. Das Lager 1 weist im gezeigten Beispiel eine innere Hülse 2 und eine äußere Hülse 6 auf, wobei zwischen der inneren Hülse 2 und der äußeren Hülse 6 ein Elastomerelement 4 vorgesehen ist. Im gezeigten Beispiel ist die äußere Hülse 6 einschalig aufgebaut. In alternativer, nicht näher dargestellter Ausführung hierzu, kann insbesondere die äußere Hülse 6 des Lagers 1 mehrere Schalen aufweisen.
Das Elastomerelement 4 kann an die innere Hülse 2 und/oder an die äußere Hülse 6 vulkanisiert sein.
Die innere Hülse 2 weist auf ihrer der Öffnung 7 zugewandten Innenseite im gezeigten Beispiel eine zumindest im wesentlichen glatte Oberfläche auf. Die äußere Hülse 6 weist auf ihrer dem Fahrwerksbauteil 5 zugewandten Außenseite im gezeigten Beispiel eine zumindest im wesentlichen glatte Oberfläche auf.
Die innere Hülse 2 kann beispielsweise aus Aluminium, aus einer Aluminiumlegierung, aus Stahl oder aus einem ähnlichen Werkstoff bestehen. Die innere Hülse 2 kann auch aus einem Kunststoff bestehen. Mit Vorteil kann die innere Hülse aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen, wobei das Elastomerelement 4 ohne Vorbehandlung an die innere Hülse 2 vulkanisiert werden kann. Die äußere Hülse 6 kann beispielsweise aus Aluminium, aus einer Aluminiumlegierung oder aus einem Kunststoff bestehen. Sowohl die innere Hülse 2 als auch äußere Hülse 6 können vorteilhaft für viele Anwendungen geschlossen, d. h. ohne Einkerbungen und mit ununterbrochener Mantelfläche ausgebildet sein. Die äußere Hülse 6 des Lagers 1 kann in alternativer, in den Zeichnungen nicht näher dargestellter Ausführung mindestens einen Schlitz aufweisen. Der mindestens eine Schlitz kann vorzugsweise parallel zur Achse des Hohlzylinders verlaufen. Der mindestens eine Schlitz kann die äußere Hülse 6 einkerben oder durchbrechen. Die Einkerbung ist dabei vorzugsweise auf der Außenseite der äußeren Hülse 6 angeordnet. Durch derartige Maßnahmen kann die Elastizität des Lagers 1 weiter definiert werden. Auch bei Vorsehen des nicht näher dargestellten Schlitz weist die äußere Hülse 6 auf ihrer dem Fahrwerksbauteil 5 zugewandten Außenseite vorzugsweise eine – mit Ausnahme des Schlitz – zumindest im wesentlichen glatte Oberfläche auf.
Das Elastomerelement 4 weist ein wellenförmiges Profil auf, das heißt, dass die Kontaktflächen des Elastomerelements 4 zur inneren Hülse 2 sowie die Kontaktflächen des Elastomerelements 4 zur äußeren Hülse 6 wellig ausgebildet sind. Die Kontaktflächen können beispielsweise ein sinusförmiges Profil aufweisen. Weiterhin beispielhaft kann die Geometrie des Profils der Kontaktflächen allgemeiner als Zusammensetzung von Sinus- und Kosinuswellen beschrieben werden. Die innere Hülse 2 weist auf ihrer dem Elastomerelement 4 zugewandten Seite, d. h. auf ihrer Außenseite, eine korrespondierende wellige Kontaktfläche auf. Die äußere Hülse 6 weist auf ihrer dem Elastomerelement 4 zugewandten Seite, d. h. auf ihrer Innenseite, eine korrespondierende wellige Kontaktfläche auf.
Die welligen Kontaktflächen des Elastomerelements 4, der inneren Hülse 2 und der äußeren Hülse 6 sind im Wesentlichen in Form von Mantelflächen eines Zylinders ausgebildet, wobei sich die wellig Oberflächenform dadurch ergibt, dass sich konvexe Wellenkämme mit konkaven Wellentälern abwechseln. Dabei können sich beispielsweise die Scheitel der Wellenkämme und die Senken der Wellentäler parallel zur Achse des durch das Lager 1 gebildeten Hohlzylinders erstrecken. Alternativ können die genannten Scheitel und Senken auch wendelartig um die Mantelflächen verlaufen. In dieser alternativen Ausgestaltung ähnelt die Anordnung der Scheitel der Wellenkämme und der Senken der Wellentäler der Schraubenlinie eines Gewindes.
Das Elastomerelement 4 weist bei optimaler Gummimischung mit hoher Rückformelastizität mit Vorteil eine Shore-Härte mit einem Wert zwischen ungefähr 45 und ungefähr 60 auf. Durch diese verhältnismäßig geringe Shore-Härte wird die Elastizität des das Elastomerelement 4 ausbildenden Gummikörpers erhöht, was sich positiv auf die dynamische Steifigkeit und die Rückprallelastizität des Lagers 1 auswirkt. Gleichzeitig wird der Verlustwinkel stark minimiert wird, was eine bessere fahrdynamische Abstimmung des Lagers 1 ermöglicht. Durch die wellenförmige Ausbildung des Elastomerelements 4 kann die gleiche Radialsteifigkeit erzielt werden wie bei Lagern mit Elastomerelementen, die eine größere Shore-Härte aber keine wellenförmige Ausbildung aufweisen. Dieser Steifigkeitsgewinn wird erzielt, da die wellenförmige Geometrie die Querdehnung einschränkt. Dementsprechend führt bereits eine verhältnismäßig kleine radiale Bewegung zu Progression. Die wellenförmige Ausbildung des Elastomerelements 4 bewirkt zudem eine hohe axiale Steifigkeit. Die axiale Kennung steigt relativ bald stark progressiv an. Beim Einsatz in Sportwagen weist das Elastomerelement 4 vorzugsweise eine Shore-Härte mit einem Wert von weniger als ungefähr 50 auf, beim Einsatz in schwereren Personenkraftwagen von weniger als ungefähr 60.
3 zeigt in schematischer Darstellung beispielhaft Einsatzmöglichkeiten der beschriebenen Lager 1 als Lager 1a, 1b, 1c, 1d, 1f, 1g in Lenkern eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs bzw. als Lager 1a, 1e im Bereich eines Federbeins eines Kraftfahrzeugs, hier als Lager 1e einer Gabel eines Federbeins. Die beschriebenen Lager 1 sind auch zum Einsatz als in 3 schematisch dargestellte Fahrwerkslager 9a, 9b, 9c, 9d an Stellen geeignet, an denen im bislang so genannte Nierenlager zum Einsatz kommen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2703038 A1 [0002, 0002]

Claims

Lager (1) für ein Bauteil (5) eines Kraftfahrzeugs, welches Lager (1) mindestens eine innere Hülse (2) und mindestens eine äußere Hülse (6) aufweist, wobei zwischen der inneren Hülse (2) und der äußeren Hülse (6) ein Elastomerelement (4) angeordnet ist, wobei das Lager (1) in Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (4) ein wellenförmiges Profil aufweist, derart, dass die Kontaktflächen zwischen dem Elastomerelement (4) und der inneren Hülse (2) und die Kontaktflächen zwischen dem Elastomerelement (4) und der äußeren Hülse (6) wellig ausgebildet sind.
Lager (1) nach Patentanspruch 1, wobei sich Wellentäler und Wellenkämme der Kontaktflächen parallel zur Achse des Hohlzylinders erstrecken.
Lager (1) nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die äußere Hülse (6) des Lagers (1) mindestens einen Schlitz aufweist, welcher Schlitz parallel zur Achse des Hohlzylinders verläuft, wobei der Schlitz die äußere Hülse (6) von ihrer Außenseite aus einkerbt oder durchbricht.
Lager (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die äußere Hülse (6) des Lagers (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
Lager (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die äußere Hülse (6) des Lagers (1) aus einem Kunststoff besteht.
Lager (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei die innere Hülse (2) des Lagers (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
Lager (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei die innere Hülse (2) des Lagers (1) aus einem Stahl besteht.
Lager (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei die innere Hülse (2) des Lagers (1) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht.
Fahrwerksbauteil (5), welches mindestens ein in einem Auge des Fahrwerksbauteils (5) angeordnetes Lager (1) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 8 aufweist.
Fahrwerksbauteil (5) nach Patentanspruch 9, wobei das Fahrwerksbauteil (5) als Lenker einer Radaufhängung ausgebildet ist.