DE7331009U

DE7331009U - Gleit/Gummitorsionslager zur Aufnahme von axialen und radialen Kräften

Info

Publication number: DE7331009U
Application number: DE7331009U
Authority: DE
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1973-08-25
Filing date: 1973-08-25
Publication date: 1979-01-18
Also published as: FR2241722B1; FR2241722A1; DE2365798A1

Description

Dainaer-Benz Aktiengesellschaft Paint 9913M

Stuttgart-Untertürkheim den 31.7.73

ΕΡΤ/ρδ-ha

Gleit/Gummitorsions-Lagerung zur Aufnahme |

von axialen und radialen Kräften I

radial und axial

Die Erfindung betrifft eine/elastische nachgiebige Schwenklagerung eines lediglich Winkelbewegungen ausführenden Bauteiles insbesondere bei der Einzelradaufhängung von Fahrzeugrädern zur Aufnahme von axial und/oder radial zur

Schwenkachse gerichteten Kräften und deren Ableitung in I

einen Rahmen, mit zwei koaxial zueinander angeordneten |

durch unter radialer Vorspannung stehenden gummielastischen |

Werkstoff in stoßabsorbierender Schichtstärke (Radial- I

polster) untereinander ausgefüllten Hülsen (Innen- und 1

Außenhülse), von denen eine mit dem Rahmen und eine mit §

dem Bauteil verbunden ist und die beide bei Schwenkbewegung t

des Bauteiles an der Kontaktfläche des gummielastischen |

Materials unbeweglich auf ihm haften bleiben und mit wenig- ! stens einem mit dem Bauteil mitbewegten und wenigstens

einem weiteren korrespondierenden mit dem Rahmen mitbewegten [

Axialbund, zwischen welchen Bunden eine Schicht aus gummi- |

elastischem Werkstoff von stoßabsorbierender Stärke |

(Axialpolster) angeordnet ist. g

Solche Lager sind als Torsionslager bekannt, bei denen C

bei Schwenkbewegungen der Innen- gegenüber der Außen-HUlse |

sich das vorgespannte Gummipolster wie ein Kuchenteig |

zwischen bewegten Flächen abwälzt. Die Druckvvrepannung |

7331009 18.0179

■ * "': · ί ::'*:· ·*" 'jaim 99t3/t

- 2

des eingeschlossenen Gummipolsters und die Haftung an den bewegten Teilen erlaubt nur einen beschränkten Schwenkwinkel, damit die Torsionsspannung in dem Gummi nicht unzulässig hoch ansteigt. Dis beim Verschwenken auftretenden Rückstellkräfte nimmt man in Kauf. Bei der Anwendung für die Einzelradaufhängung von Fahrzeugrädern erhält man bei der Radeinfederung ohnehin durch die komprimierte Fahrzeugfeder eine Gegenkraft» Da solche Lager keine Gleitstellen haben, sind sie auch bei starker Schmutzeinwirkung wartungsfrei. Es hat wegen der Gleitfreiheit auch keinerlei Losbrechmoment, da jeglicher Obergang vom Zustand der Ruhe- in die Gleitreibung fehlt. Dies kommt der Forderung nach Federungskomfort sehr entgegen.

Ein Nachteil an diesen Lagern ist der durch die max. zulässige Torsionsspannung begrenzte Schwenkweg der relativ zueinander bewegbaren Teile, was bei 'der Anwendung der Einzelradaufhängung auf eine Begrenzung des Radfederweges hinausläuft. Insbesondere in den Axialpolstern sind die Torsionswege besonders groß. Andererseits ist es für ein sicheres Auffangen der Axialkräfte erforderlich, die Axialpolster im Durchmesser ausreichend groß zu gestalten, in der Stärke aber auf ein bestimmtes Maß zu beschränken, damit die Einfederung in Axialrichtung des Lagers nicht zu groß wird. Die Forderung nach einem großen Axialbund und einer gewissen axialen Federhärte (große axiale Tragfähigkeit) einerseits und einem großen Schwenkwinkel andererseits laufen daher einander entgegen und machen das eingangs genannte Lager ungeeignet für die Anwendung bei großen Axiallasten und großen Schwenkbewegungen.

7331009 18.0179

- 3 - .. Palm

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Lagerung so zu verbessern, daß sie auch bei großen Schwenkwinkeln ohne weiteres große Axiallasten auffangen können, ohne aber in axialer Richtung schwammig zu sein. Eine Axialbelastung der Schwenklagerung und eine Radialbelastung in bestimmten Richtungen tritt bei Einzelradaufhängungen beim Bremsen auf. Bei diesem Vorgang darf die genaue Führung der Räder nicht beeinträchtigt werden.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der eingangs genannten Schwenklagerung das oder die beiden Axialpolster gegenüber dem Radialpolster getrennt ist bzw. sind und/oder daß zwischen einem oder Je einem der korrespondierenden Axialbunde und dem zugehörigen Axialpolster ein Axialgleitlager angeordnet ist.

Die Trennung der Gummipolster fUr die Radial- bzw. die Axialkräfte zum einen und das Auffangen der Axialkrafte durch je ein Gleitlager zum anderen beseitigen das Problem der Torsionsbeanspruchung im Axialpolster. Es kann hinsichtlich des Durchmessers und der axialen Stärke ganz nach den Bedürfnissen der Axialbelastung und der Federhärte in Axialrichtung ausgelegt werden. Eine Schubbeanspruchung des Axialpolsters beim Verschwenken tritt nicht auf. Eine gewisse Verbesserung der bekannten Schwenklagerung im Sinne der Erfindung tritt auch schon ein, wenn von den beiden erwähnten Merkmalen lediglich das eine verwendet wird, nämlich, daß zwar ein Axialgleitlager vorgesehen wird, aber auf eine bauteilmäßige Trennung vom Radialpolster und Axialpolster verzichtet wird oder diese Trennung nur unvollständig vorgenommen wird, z.B. in Form einer Usfangsrille an der Übergangsstelle von dem

**Daim

-H-

Radial- in das Axialpolster.

Um die Hülsen der Schwenklagerung besonders einfach zu gestalten, um andererseits dem Axialpolster eine gewisse Foriastabilität zu geben, ist vorgesehen,, daß das Axialpolster axial auf beiden Stirnseiten ndr%inem aufvulkanisierten Versteifungsblech versehen ist, von denen eines den einen Axialbuiid bildet und sich an einer der Stirnseiten der einen Hülse abstützt und von denen das andere mit dem mit der anderen Hülse verbundenen als Axialgleitlagerring ausgebildeten Axialbund als Axialgleitlager zusammenarbeitet. Dabei kann zur besseren* Anlage das eine sich an der einen Hülse stirnseitig abstützende Versteifungsblech eine kreisförmige zur Lagerachse konzentrische Sicke aufweisen, die als Zentrierschulter des Axialpolsters an der Hülsenstirnseite dient.

Um das im Hinblick auf die Schmutzeinwirkung nicht so unproblematisch wie des Torsionslager zu behandelnde Axialgleitlager möglichst gut gegen Schmutzzutritt zu schützen, ist vorgesehen, daß an dem Gummipolster eine ringförmige im Querschnitt hakenförmige den Gleitlagerspalt und den Axialgleitlagerring mit radialem Abstand axial übergreifende und an dessen Rückseite an einer achssenkrechten Fläche unter Vorspannung anliegende Dichtlippe angebracht ist. Ein Axialschlag und ein Radialschlag des Axialgleitlagerringes ist aufgrund dieser Ausgestaltung der Dichtlippe ohne weiteres möglich, ohne daß die Dichtlippe von der Dichtfläel·* abhebt. Die Dichtlippe ist wegen dem Fehlen einer entsprechenden Gegenfläche oder -kante auch bei stärksten Radialaus·» schlagen der Lagerteile nicht der Gefahr ausgesetzt,

7331009 18.0179

¹ , < · ' ι < ι ι ι
I t

■DAim 9913A

awisehen zwei aetailischen sieh annähernden Kanten abge- }

quetscht oder abgescheuert zu werden. Um die Dichtlippe f

auch bei starker Deformation des Axiaipolsters form- |

stabil zu halten, derart, daß sie nicht von der Dicht-* ■'

fläche örtlich abhebt, ist zweckmäßigerweise das gleit- f

lagerseitige als Gleitlagerecheibe dienende Versteifungs- |

blech des Axialpolstere bis in die Wurzel der hakenför- ξ

migen Dichtlippe hineinerstreckt. Zum Schutz der Dicht- ä

lippe bei extremen Axialausschlägen der Schwenklagerung f

kann in dem Axialgleitlagerring eine sich über die axiale '

Erstreckung der Dichtlippe hinauserstreckende Anschlag- I

schulter vorgesehen sein. ,'

* (sog. DU-Scheibe) sowie vorzugsweise mit einer Lebensdauer-Fettfüllong

Um das Axialgleitlager wartungsfrei zu machen, dadurch, daß es auf jegliches/schmiermittel verzichten kann und um darüber hinaus ein Losbrechmoment des Gleitlagers zum Verschwinden zu bringen, kann das als Gleitlagerscheibe dienende Versteifungsblech auf der Gleitseite mit einer Bronzesinterschicht und einer darin eingebetteten Polytetrafluoräthylen-Schicht/versehen sein. Um einen Schmutz- und Wasserzutritt in den Raum zwischen Axial- und Radialpolster zu verhindern - in diesem Raum endigt radial innen der Axialgleitlagerspalt - zum Schutz dieses Gleitspaltendes also ist vorteilhafterweiee das hülsenseitige Versteifungsblech des Axial* polsters auf der äußeren Stirnseite mit einer dünnen guraaielastischen Schicht versehen. '

Es ist vielfach wünschenswert, die in mehrere Teile auf- I

geteilte Schwenklagerung an dem schwenkbar zu befestigenden Bauteil oder asa dem Rahmen vorzumontieren. Diesem |

:* \ ^{Daim 99tt3/}"

-B-

Wunech kann dadurch begegnet werden, daß das hülsenseitigc Veretftifungsblech des Axialpolsters sich an der Stirnseite der äußeren Hülse des Radiallagers abstützt und daß der Axialgleitlagerring am entsprechenden Stirnende der inneren Hülse befestigt ist und daß zu diesem Zweck die innere Hülse axial um das Gesamtmaß von Axiallager und Axialpolster gegenüber dem Stirnende der äußeren Hülse verlängert ist. Zweckmäßigerweise kann die Befestigung zwischen der inneren Radiallagerhülse und dem Axiallagergleitring durch einen Rändel-PreQsitz erfolgen. Dies erlaubt eine Vormontage der Schwenklagerung auch unter Vorspannung des oder der Axialpolster auf da^ Einbaumaß, ohne daß die Schwenklagerung auffedert oder zusi Einbau durch sin Hilfswerkzeug axial zusammengedrückt zu werden brauchte.

Um durch eine die Schwenklagerung im Einbauzustand axial verspannende und in der Soll-Lage fixierende Spannschraube auch die Axialgleitlagerscheiben mit zu erfassen, kann vorgesehen werden, daß der Axialgleitlagerring eine das Stirnende der inneren Hülse des Radiallagers übergreifende radial nach innen gerichtete Schulter aufweist.

Um die Radialsteifigkeit des Radialpolsters /zu erhöhen, kann in dem Radialpolster eine weiture radial zwischen der äußeren und der inneren Hülse verlaufende Blechhülse angeordnet sein. Diese Zwischenhülse dient aber auch gleichzeitig zur Stabilisierung des Radialpolsters bei einer etwaigen nicht rotationssymmetrischen Ausgestaltung des Polsters. Eine derartige Asymmetrie ist z. B. angebracht bei Schwenklagerungen für Querlenker van Einzelradaufhängungen an Fahrzeugen zur Aufnahm· von Radial-

* bei etwa gleicher Torsionsweichheit

'^Ml »· Ii

- 7 - Palm 99ΉΑ

kraftCfJi, deren Wirkungsrichtung im wesentlichen auf zwei zueinander senkrechte Ebenen (Schwerkraftrichtung und Horizontalrichtung) beschränkt ist. Zur optimalen Abstimmung der Federeigenschaften des Radialpolsters auf die Radialkräfte der beiden Wirkungsebenen ist es zweckmäßig, das Radialpolster und/oder die Außenhül&e so zu gestalten, daß die Elastizität der Schwenklagerung in den beiden Wirkungsebenen unterschiedliche Federcharakteristiken aufweist. Durch geeignete Abweichungen der Außenhülse von der Kreisform Otter durch geeignete Hohlraumanordnung in dem Radialpolster kann Einfluß auf die Federkennlinie der Schwenklagerung genommen werden.

Da die Schwenklager bei der Anwendung auf Querlenker in Einzelradaufhängungen in Horizontalrichtung zwar unsymmetrisch durch die !Bremskräfte \ir--l Seitenführungskräfte beansprucht werden, die Einzelelemente für alle Schwenklager der Querlenker eines Wagens aber alle gleich ausgebildet sein sollen, ist es aus Fertigungsgründen und zur Montageerleichterung zweckmäßig, die Federcharakteristik der Schwenklagerung in Horizontalrichtung symmetrisch zu einer Mittellage zu gestalten. Da die Einfederung der Schwenklagernng; beim Bremsen nicht zu groß werden darf, damit die Führung der Räder nicht in unzulässigem Ausmaß beeinträchtigt wird und die Lenkung nicht zu "schwammig¹¹ wird, ist die Kennlinie der Elastizität der Scbwenklagerung in Horizontalrichtung vorteilhafterweise progressiv ansteigend auszulegen. Dies kann z.B. dadurch bewirkt werden, daß das Radialpols£er in noch nicht eingebautem Zustand an den steilen, die im * Einbauzustand in Richtung der Horizontalkräfte zu liegen kommen, sich über einen Teil des !Anfanges erstreckende Höcker aufweist, an denen in Umfangsrichtung gesehen, ausgehend von ihrer Mitte, je Umfangslängenein-

7331009 18J179

neit Ausnenraungen von zu den Rändern der Höcker hin zunehmender Größe angebracht sind. Diese Ausnehmungen können zweckmäßigerweise in Form wenigstens einer vorzugsweise axialsymmetrisch zur Mitte des Radialpolsters angeordneten in Umfangsrichtung verlaufende Rillen unterschiedlicher Tiefe angebracht sein.

Zur besseren Absorption der von den Rädern her übertragenen Fahrbannstößen kann die Kennung der Schwenklager-Elastizität in Schwerkraftrichtung weicher sein, als in Horizontalrichtung, zumal durch eine Unexaktheit der Querlenkerlagerung in Schwerkraftrichtung die Exaktheit der Radführung bei weitem nicht in dem Haß beeinflußt wird j wie durch eine Unexaktheit in Horizontalrichtung. Da die Schwenklagerung in Schwerkraftrichtung ständig durch das Eigengewicht des Fahrzeuges vorbelastet ist, kann dem ständigen Wirken dieser Grundbelastung in einer Richtung dadurch Rechnung getragen werden, daß die Federkennung der Schwenklagerung in Schwerkraftrichtung zumindest in unbelastetem Zustand der Schwenklagerung asymmetrisch zu einer Mittelposition ausgebildet ist, z. 3. dadurch, daß die innere Hülse und gegebenenfalls die Zwischenhülse exzentrisch in Schwerkraftrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, derart, daß unter dem auf ein Schwenklager entfallenen Anteil des Fahrzeuggewichtes als Lagervorbelastung die Hülsen zueinander konzentrisch liegen.

Die Weichheit der Schwenklagerung in Schwerkraftrichtung kann dadurch erreicht werden, daß das Radialpolster an den im Einbauzustand in Schwerkraftrichtung zu Oberst und zu unterst liegenden Stellen Abplattungen aufweist,

7331009 18.0179

Daim

zwischen denen sich beiderseits je ein kreisbogenförmiger Höcker erstreckt. Diese Höcker waren ja bereits weiter eben schon erwähnt worden. Bei dieser'/ Aus gestaltung tragen lediglich die außerhalb der Zwischenhülse angeordneten gummielastischen Teile des Radialpolsters zur Federweichheit des Radialpolsters in Schwerkraftrichtung bei. liai auch noch die gunffiiielas ti sehen innerhalb der Zwischenhiilse angeordneten «erkstoffteile mit zur Gestaltung der Fedarweichheit in Schwerkraftrichtung heranzuziehen, kann vorgesehen sein, daß das Radialpolster zwischen der Innenhülse und der Zwischenhülse eine'durch einen verbleibenden axial in der Mitte des Radialpolsters verlaufenden schmalen Zwischensteg unterbrochene nierenförmige Ausnehmung aufweist, welche im Einbauzustand an der in Schwerkraftrichtung tiefsten Stelle angeordnet ist. Diese nierenförmige Ausnehmung kann sich in Umfangsrichtung etwa über einen Winkel von 60° erstrecken»

Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden noch näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine

erfindungsgemäße Schwenklagerung,

Fig. 2 und 3 einen achsparallelen Längsschnitt

und eine axiale Stirnansicht des die Radialkräfte übernehmenden Teils der Schwenklagerung in demontiertem Zustand; die Schnittdarstellung der Fig. 1 ist entlang der Linie I - I der Fig. 2 genommen; und

- 10 -

7331009 18.01.79

i .-j

- 10 - Palm 9943Α

Pig. h einen achsparallelen Schnitt durch das die Axialkräfte übernehmende Teil der Schwenklagerung.

Bei dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Radial-Torsionalagerteil 1 ist auf eine Innenhillse 2 mit der ge<vmetrisehen Achse 2* ein durch eine Zwischenhülse 3 geometrische Achse 3*) unterbrochenes Rüdialpclster h a. und k b aus Gummi aufgebracht. Die Zwischenhülse weist gegenüber den Stirnseiten 5 des Gummipolsters aus Fertigungsund Festigkeitsgründen einen gewissen Überstand auf. Aus den gleichen Gründen sowie zur Beeinflussung der Radialsteifigkeit ist auch eine Umfangsrille an der Zwischenhülse angebracht. Die Innenhülse weist gegenüber den Stirnseiten 5 des Radialpolsters k a/k b beiderseits einen erheblichen Überstand 6 bzw. gegenüber der Stirnseite der strichpunktiert angedeuteten Außenhülse 13 den Überstand 6* auf. Dieser Überstand dient zur Befestigung des noch zu behandelnden Axiallagers. Ihn nicht so enge Fertigungstoleranzen einhalten zu müssen und um gleichwohl in allen Fällen einen gut haltbaren aber auch leicht einpreßbaren Preßsitz zu bekommen, ist an den Enden der Innenhülse eine das Material etwas aufwerfende Rändelung angebracht.

Das Radialpolster ist nicht rotationssyinmetrisch ausgebildet. Vielmehr ist die ZwischenhUlse 3 im entspannten Zustand des Radiallagerteiles 1 leicht exzentrisch zur Innenhülse 2 angeordnet, so daß die entsprechenden Achsen 2* bzw. 3* einen kleinen Abstand voneinander haben. Die noch zu besprechende Außenkontur des äußeren Radialpolsters h b ist zwar bereichsweise zylindrisch geformt; die Achse k* dieser Zylinderflache liegt Jedoch in der gleichen Richtung wie auch die der ZwischenhüJLse aber um

7331009 18.0179

• · « · »III > , • ··■·■!..

Daim

- 11 -

einen größeren Betrag exzentrisch zu der Achse 2' der Innenhülse. Diese Exzentrizitätsrxchtung legt an dem Teil 1 eine Ebene 7 fest, die be ic; Einbau in die Schwenklagerung in die Richtung der Grundradialbelastung aufgrund des Fahrzeuggewichtes gelegt werden muß. Symmetrisch £u dieser Ebene 7, jedoch entgegengesetzt zu der Exzentrizitätsrxchtung ist zwischen der Innen- und der Zwischenhülse eine nierenförmige Ausnehmung 8 angebracht, die aus Fertigungsgründen durch eine kle'ine in der Lagermitte liegende Zwischenwand 9 unterbrochen isrt. Die Ausnehmung 8 erstreckt sich etwa über einen Winkel von 60°. In Richtung der Ebene 7 an der Ober- und an der Unterseite des La^erteiles 1 weist der Polsterkörper Ub Abplattungen 10 auf, wodurch beiderseits rechts und links kreisbogenförmige Hocker 11 verbleiben, die sich über einen WJnkelraum von etwa 100 bis 110° erstrecken. In die Höcker ist mittig jeweils eine sich in UmfangsriaV tung erstreckende Rille 12 von unterschiedlicher Tiefe eingearbeitet. Und zwar beginnend in der Höckermitte - in Umfangsrichtung gesehen - mit der Rillentiefe 0 wird die Rille zu den Rändern hin zunehmend tiefer.

Konzentrisch zu der Achse 2' der Innenhülse ist die Innenkontur der Außenhülse 13 strichpunktiert eingezeichnet, in die das Teil 1 eingepreßt wird. Diese konzentrische Lage nehmen die Hülsen aber erst unter der Radial-Gru»dbelastung aufgrund der Deformation der Höcker 11 und der Ausnehmung 8 ein. Durch die Materialwegnahme im Bereich der Ebene 7 (Ausnehmungen 10 und 8) ist die Federcharakteristik des Radialpolsters 4a/Ub in dieser Richtung relativ weich. Umgekehrt ist dureh die quer zur Ebene 7 sich erstreckenden Höcker 11 die Federcharakteristik in dieser Richtung relativ hart. Aufgrund der zur Höckermitte hin

7331009 1~8.O1.79

nachlassenden Tiefe der Rille 12 wird mit zunehmender Seit en verspannung der Radialpolster die Kennung inaner härter.

Durch das Einpressen des Lagerteiles 1 in die mit dem schwenkbar zu lagernden Bauteil 11 verbundene Außenhülse 13 wird wenigstens der äußere Teil ^b des Radialpolsters "ta/fb einer starken radialen Vorspannung unterworfen. Diese Vorspannen% erlaubt ein innerhalb bestimmter Grenzen relativ leichtes und gefahrloses Tordieren der Innenhülse 2 gegenüber der Außenhülse 13. Dabei wird das Radialpolster in dem ringförmigen Zwischenraum zwischen den Hülsen in Umfangsrichtung gewalkt, ohne daß es jedoch zu Relativbewegungen zwischen Gummipolster und Hülsen in den gegenseitigen Kontaktflächen kommt.

Das in Figur Ί dargestellte Axiallager 15 weist ein sich aohssenkrecht erstreckendes axial beiderseits durch je ein Versceifungsblech 16 und 17 geschütztes und stabilisiertes Axialpolster 18 aus Gummi vom stoßabsorbierender Schichtstärke auf. Das eine an die Stirnseite der bereits erwähnten Außenhülse 13 des Lagers (siehe Fig. 1) sich abstützende htlsenseitige Versteifungsblech 16 weist eine konzentrisch zur Lagerachse angeordnete umlaufende Sicke 19 zur Zentrierung des Axiallagers und eine Gummibeschichtung 20 auf. Die Gummibeschichtung dient zur Abdichtung des Spaltes zwischen Stirnseite der Außenhülse und dem Versteifungsblech 16 gegen Wasser, Schlamm und Staub. Das Versteifungsblech 16 hat die Aufgabe, die Axialkräfte von der Hülsenstirneeite - seine Kontur ist strichpunktiert angedeutet - über eine große Fläche in das Axialpolstsr 13 zu überführen«

- 13 -

ι ι ·

I ) Il

tI Il

I I I I

- 13 -

Das ander· vvx-äivifuugäirlöuh 17 disr.t sir.sr Shf.lishsn Aufgabe« Dieses Versteifungsblech arbeitet mit einem Axialgleitring 21 zusammen und es muß die von diesem Gleitring ausgeübten Axialkräfte großflächig in das Axialpolster überführen. Daneben wirkt das Versteifungsblech 17 aber auch als eine Gleitlagerscheibe. Zur Verminderung der Gleitreibung zwischen den Lagerscheiben 21 und 17 weist das Versteifungsblech 17 eine Beschichtung auf, die aus einer Schicht Sinterbronze und einer darin eingebetteten Schicht aus Polytetraflueräthylen (PTFE) besteht. Diese Gleitschicht sowie eine*Schmieren des Gleitlagerspaltes völlig entbehrlich und beseitigen ein Losbrechmoment des Lagers, da PTFE optimale Gleiteigeaschaften hinsichtlich Selbstschmierung und Ruhereibungskoeffizient besitzt. Zum schutz des GleitflächenspälieS gegen Schmutzzutritt ist zum einen die Gummibeschichtung (Schutz am radial inneren Ende des Gleitlagerspaltes) und zum anderen eine mit dem Gummipolster verbundene ringförmige, im Querschnitt hakenförmige, den Gleitspalt und den Axialgleitlagerring übergreifende Dichtlippe 23 angeordnet. Um eine Radialbewegung des Axialgleitringes 21 gegenüber der Dichtlippe zuzulassen, ohne daß die Dichtlippe von innen angestoßen wird, ist die Lippe 23 in einem radialen Abstand gegenüber der Außenkontur des Ringes 21 angeordnet. Um auch Axialbewegungen des Ringes 21 ohne abzuheben folgen zu können, ist die Lippe in ihrem nahezu achssenkrecht radial nach innen verlaufenden Teil leicht schräg angeordnet. Der Ring 21 ist in bezug auf die völlig entspannte Lippe 23 so stark, daß diese mit Vorspannung auf der Rückseite 2«* des Axialgleitringes 21 anliegt, der dort entsprechend fein bearbeitet ist. Das Versteifungsblech 17 erstreckt sich bis in die Wurzel der Dichtlippe hinein, um Deformationen des Polsterkörpers 18 von der

* Lebenedauer-rtMrlfiftflg ff&gfcezn ein nachträgliches

Diohtlipp· abzuschirmen, so da» diese auch bei einseitiger Polsterkompression formstabil bleibt und stets dichtend an der Dichtfläche 24 anliegt.

Der Axialgleitring weist eine gestufte Bohrung auf. Der erste größere Durchmesser 25 dieser Bohrung ist auf den Durchmesser der Innenhülse 2 abgestimmt, derart_t daß dieser Teil auf die Hülse mit großer Haltekraft aufpreßbar ist. Die sich daran anschließende Schulter 26 soll das Axiallager in Längsrichtung eindeutig auf der Innenhülse fixieren und im übrigen eine Möglichkeit bieten, auch den Axialgleitring 21 mit der Innenhülse axial zu verspannen. Darüber hinaus wird durch diese Formgebung ein Axial die Dichtlippe überragender ringförmiger Anschlag 27 geschaffen, der dem Berührungs- und Stoßschutz der Dichtlippe dient* Diese soll vor die Dichtlippe deformierenden und sie dadurch örtlich etwa aufwölbenden Berührungen und auch vor die Dichtlippe örtlich zerquetschenden Stößen geschützt werden. Radial nach außen liegt die Dichtlippe ohnehin frei, so daß aus dieser Richtung keine Beeinträchtigung der Dichtlippe bzw. ihrer Funktion zu befürchten ist. ν

Nachdem nun die wichtigsten Einzelteile der Schwenklagerung im einzelnen vorgestellt sind, kann die Besehreibung der in Figur 1 in gegenüber der Größe der· Figuren 2 bis <t verkleinerten Maßstab dargestellten Schwenklagerung kurzer gehalten «erden. Dargestellt ist im Grundriß eine Schwenklagerung «ines PKW-Vorderradquerlenkers (14, teilweise angedeutet), dessen grundsätzliche Anordnung und Wirkung hier als bekannt vorausgesetzt werden kann. Der Querlenker IH mit der Außenhülse 13 ist schwenkbar in dem

- 15 -

¹ ' ' ' · · ι Il ι ι ι j ι . ι ι

• > I I I I , , J-,

• Il I I I I I ι ,

•••III·! ,

• · ·

Daim 9943/H

- 15 -

Fahrzeugrahmen 28 gelagert, der eine die Schwenklagerung axial übergreifende tragfähige Lagergabel 29 aufweist. Zwischen die Arme der Gabel 29 sind die in oder an der Außenhülse 13 angeordneten Einzelteile 1 ν und 15 der Schwenklagerung durch eine Spannschraube 29 (mit Mutter 30) fest eingeklemmt, so daß die beiden Axialgleitringe 21 und die Innenhülse 2 des Radiallagerteiles 1 rahmenfest und untereinander unbeweglich verbunden sind. Das Radiallager ist in einer solchen Umfangelage in die Außenhülse eingepreßt, daß die nierenförmige Ausnehmung 8 in Richtung der radialen Grundlast, die durch das Fahrzeugeigengewicht bedingt ist, fällt. Je nach Neigung der Wirkungslinie des Querlenker-s zur horizontalen und je nach Hebe !verhältnis zu den an ihm etwa angreifenden Abstützfedern kann die Wirkrichtung der Eigengewichtskraf^: >..f die Schwenklagerung mehr oder weniger stark von der vertikalen abweichen. In dieser Beschreibung ist der Einfachheit halber davon ausgegangen, daß diese eigengewichtsbedingte (Srundradiallast in die Schwerkraftrichtung fällt. Beim Bremsen wird auf den Querlenker ein nach hinten gerichtetes Moment ausgeübt, wodurch in einer wenigstens in etwa horizontalen Richtung Radialkräfte auf die Schwenklagerung sowie Axialkräfte ausgeübt werden. Da in Horizontalrichtung die Federkenatmg des nachgiebigen RadiaJllagers vergleichsweise hart und progressiv ansteigend ist, ist die exakte Geradführung der Räder auch beim Bremsen oder bei starker Traktion /gewährleistet. In Vertikalrichtung ist die Federkennung weicher, um Fahrbahnstöße und Vibrationen möglichst weitgehend abzubauen und nicht auf den Fahrzeugrahmen gelangen zu lassen.

- 16 -

•oder bei starken Querkräften in Kurven

7331009 18. DI. 79

Daim 99H3/U

- 16 -

Aufgrund der Einfederung der Querlenker vollführt dieser Schwenkbewegungen. Diese Sehw*nkb#wegung«n können ven der Schwenklagerung auch bei größeren Ausschlägen schadlos und ohne unzulässige Spannungeüberschreitungen in den Gummipolstern mitgemacht werden. Die Relativbewegungen beim Verschwenken zwischen einem bestimmten Put Jet auf der Innenfläche der Außenhölce und einem ihm bei Mittellage radial zugeordneten Punkt auf der Außenfläche der inneren Hülse sind wegen der relativ kleinen Durchmesser der beiden Hülsen in Längeneinheiten .·; relativ gering und die Neigung der Verbindungslinie % gegenüber dem Radialstrahl wegen der relativ zum Durch-■; messer großen Stärke des Radialpolsters ebenfalls relativ gering. Bsi einer Ausbildung des Axiallagers als Torsionslager ließe sich dies nicht feststellen, da der mittlere Durchmesser des Axiallagers !notwendigerweise größer ist als der beim Radiallager und die Polsterstärke geringer. Wegen der Ausführung des Axiallagers als Gleitlager, welches aufgrund verschiedener Maßnahmen nahezu ebenso unempfindlich gegen Schmiermittelfreiheit und gegen Schmutz ist wie ein Torsionslager, ist das Axiallager im Schwenkweg völlig unbehindert. Der Versuch, ein als Torsionslager ausgebildetes Axiallager auch für größere Schwenkwege geeignet zu machen, würde nicht nur zu einem Paar von recht gro&veltraigen Axiallagern führen» sondern wtlrde auch su Sückstellkräften führen, deren Größe gegenüber den Federkräften nicht völlig vermachiäßigbar wäre. Die Lager hätten ein gewisses Eigenfederverhalten, welches je nach Alterungszustand veränderlich ware und bei der Bemessung der Fahrzeugfederung nicht mit berücksichtigt werden könnte.

Claims

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 9913/1

Stuttgart-UntertÜrkheim den 31.7.73

EPT/pö-ha

Ansprüche

1. Elastische nachgiebige Schwenklagerung eines lediglich Winkelbewegungen ausführenden Bauteiles insbesondere bei der Einzelradaufhängung von Fahrzeugrädern zur Aufnahme von axial und/oder radial zur Schwenkachse gerichteten Kräften und deren Ableitung in einen Rahmen, mit zwei koaxial zueinander angeordneten durch unter radialer Vorspannung stehenden gummielastischen Werkstoff in stoßabsorbierender Schichtstärke (Radialpolster) untereinander ausgefüllten HtIsen (Innen- und Außenhülse), von denen eine mit dpa Rahmen und eine mit dem Bauteil verbunden ist und die beide bei Schwenkbewegung des Bauteiles an der Kontaktfläche des gummielast is chen Materials unbeweglich auf ihm haften bleiben und mit wenigstens einem mit dem Bauteil mitbewegten und wenigstens einem weiteren korrespondierenden mit dem Rahmen mitbewegten Axialbund, zwischen welchen Bunden eine Schicht aus gummielaßt is chem Werkstoff von stoßabsorbierender Stärke (Axialpolster) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die beiden Axialpolster (18) gegenüber dem Radialpolster (IaMb) getrennt ist bzw.

/oder sind und'daQ zwischen einem oder je einem der korrespondierenden Axialbunde (21) und dem zugehörigen Axialpolster (18) ein Axialgleitlager (17/21) angeordnet ist·

7331009 18.0179

2. Schwenklagerung nach Anspruch I* dadurch gekennzeichnet, daß das Axialpolster (18) axial auf beiden Stirnseiten mit einem aufVulkanisierten Versteifungsblech (16 u. 17) versehen ist, von denen eines (16) den einen Axialbund bildet und sieh an einer der Stirnseiten der einem Hülse (13) abstützt und von denen das andere (17) mit dem mit der anderen Hüls ? (2) verbundenen als Axialgleitlagerring ausgebildeten Axialbund (21) als Axialgleitlager (17/21) zusammenarbeitet.

3. Schwenklagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine sich an der einen Hülse (13) stirnseitig abstützende Versteifungsblech (16) eine kreisförmige zur Lagerachse konzentrische

Sicke (IS) aufweist, die als Zentrierschulter des

Axialpolsters (18) an der Hülsenstirnseite (Hülse

13) dient.

% «*. Schwenklagerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gummipolster (18) eine ringförmige im Querschnitt hakenförmige, den Gleit lagerspalt und den Axialgleitlagerring (21) mit

radialem Abstand axial übergreifende und an dessen

Rückseite an einer achssenkrechten Fläche

= unter Vorspannung anliegende Dichtlippe (23) an-

\ gebracht ist.

5. Schwenklagerung nach Anspruch %, dadurch gekennzeichnet, daß das gleitlagerseitige als Gleitlager" scheibe dienende Versteifungsblech (17) des Axialpolsters (18) sich bis in die Wurzel der

7331009 18.01.79

. . ' · · I I • Ill ι , , ,

Daim 99H3/H

hakenförmigen Dichtlippe (23) hineinerstreckt.

6. Schwenklagerung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daft das als Gleitlagerscheibe dienende Versteifungsbleeh (17) auf der Gleitseite mit einer Bronzesinterschicht und einer darin eingebetteten Polytetrafluoräthylen-Schicht (22) versehen ist.

7. Schwenklagerung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenseitige Versteifungsbleeh (16) des Axialpolsters 018) sich an der Stirnseite der äußeren Hülse (15)

lagerring (21) am entsprechenden Stirnende der inneren Hülse (2) befestigt ist und daß zu diesem Zweck die innere Hülse (2) axial um das Geeamtmaß von Axiallager und Axialpolster gegenüber dem Stirnende der äußeren Hülse (13) verlängert ist (Oberstand 6').

8. Schwenklagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung zwischen der inneren Radiallagerhülse (2) und dem Axiallagergleitring €21) Anteil eiaen Preösitz (7/26) erfolgt.

9. 3chw*aklagerung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenoxeiehnet, daß der Axialgleitlagerring (21) ein das Stirnende der inneren Hülse (2) des Radial· lag*?8 ©!ergreifende radial nach innen gerichtete Schulter (2S) aufweistο

10. Schwenklagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet _s daß der Axiaigieixiagerring (21) eine sieh Ober die axiale Erstreckung der Dichtlippe (23) hinauserstreckende Anschlagsehulter (27) aufweist.

11. Schwenklagerung nach einem der Ansprüche 2-10, dadurch gekennzeichnet« daß das hülsenseitige Versteifungsblech (16) des Axialpolsters (18) auf der äußeren Stirnseite eine dünne gummielastische Schicht (20) aufweist.

1?.. Schwenklagerung nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Radialpolster (4a/4b) eine weitere radial zwischen der äußeren (13) und der inneren Hülse (2) verlaufende Blechhülse (3) angeordnet ist.

13. Schwenklagerung für Querlenker von Einzelradaufhängungen an Fahrzeugen nach einem der Ansprüche 1-12 zur Aufnahme von Radialkräften, deren Wirkungsrichtungen im wesentlichen auf 2 zueinander senkrechten Ebenen (Schwerkraftrichtung und Horizontalrichtung) beschränkt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Radialpolster (Ua/4b) und/oder die Außenhülse (13) so gestaltet ist, daß die Elastizität der Sehwenklagerung in den beides Wirktragsebencn unterschiedliche Federeharakteristiken aufweist.

14. Sehwenklagerung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Radialpolster (4a/4b) und/oder die Außenhülse (13) so ausgebildet ist, daß die

733100S iaot79

Daim

-S-

Fedareharakteristik der 3chw«nkl«g«s-urtg in Herizont elrichtung symmetrieeh zu einer Mittellage ist.

15. Schwenklagerung nach Anspruch If, dadurch gekennzeichnet t daß das Radialpoleter (laAb) und/oder die Außenhülse (13) so ausgebildet ist» daß die Federkennlinie in Horizontalrichtung progressiv ansteigend verläuft.

16. Schwenklagerung nach einem der Ansprüche 13 - IS, dadurch gekennzeichnet» daß die innere Hülse (2) und gegebenenfalls die Zwisohenhülse (3) exzentrisch in Schwerkraftriehtung (Ebene 7) versetzt zueinander angeordnet eindl, derart» daß unter dem auf ein Schwenklager entfallenen Anteil des Fahrzeuggewichtes als Lagervorbelastung die Hülsen (13» 2, und 3) zueinander konzentrisch liegen· .

17. Schwenklagerung nach einem der Ansprüche 13 - 16» dadurch gekennzeichnet» daß das Radialpolster (HaMb) und/oder die Außenhülse (13) so gestaltet ist» daß die Federkennlinie in Schwerkraftrichtung (Ebene 7) weicher ist als in Horizontalrichtung.

18. Sehwenklagerung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet» daß das Radialpolster (WHb) an den in Einbauzustand in Sohwerkraftrichtung zu oberet und zu unterst liegenden Stellen Abplattungen (10) aufweist, zwischen denen sich beiderseits je ein kreisbogenf&rmiger Höcker (11) erstreckt.

7331009 18.0179

19. Schwenklagerung nach Anspruch 16, dadurch gekennaeiehnet, daß das Radialpolster (^aAb) zwischen der Innenhülse (2) und der Zwischenhülse (3) eine vorzugsweise durch einen verbleibenden Axial in der Mitte des Radialpolsters (Ua/Ib) verlaufenden schmalen Zwischensteg (9) unterbrochene nierenförmige Ausnehmung (8) aufweist, welche im Hinbauzustand an der in Schwex*kraftriehtung (Ebene 7) tiefsten Stelle angeordnet Ist.

20. Schwenklagerung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung Kl 8) sich in Umfangsrichtung etwa über einen Winkel von 60° erstreckt.

S 21. Schwenklagerung nach Anspruch 15 und 18, dadurch

gekennzeichnet, daß die Höcker CLl) in Umfangsrichtung gesehen, ausgehend von ihrer Mitte, je Umfangelängeneinheit Ausnehmungen (12) von zu den Rändern hin zunehmender Größe aufweisen.

; 22. Schwenklagerung nach Anspruch 21, dadurch gekenn-"i zeichnet, daß die Ausnehmungen in Form wenigstens

eiiier vorzugsweise axialsymmetrisch zur Mitte des

Radialpolsters (Ib) angeordneten in Umfang»riehtung verlaufenden Rille (12) unterschiedlicher Tiefe angebracht sind.

?331Q§9