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Die
Erfindung betrifft ein elastomeres Buchsenlager mit mindestens einem
Axialanschlag, wobei sich eine besonders vorteilhafte Ausbildungsform
auf ein Buchsenlager mit beidseitigem Axialanschlag bezieht.
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Elastomere
Buchsenlager, wie sie insbesondere im Fahrzeugbau für die
Lagerung von Teilen des Fahrwerks vielfach eingesetzt werden, bestehen
im Allgemeinen aus einem im Wesentlichen zylindrischen Innenteil,
einem das Innenteil umgebenden, mit ihm durch Vulkanisation verbundenen
elastomeren Lagerkörper, welcher eine Tragfeder ausbildet, und
aus einer die vorgenannten Teile aufnehmenden, in der Regel ebenfalls
metallischen Außenhülse. Bei einigen Ausbildungsformen
ist die Außenhülse mit dem Lagerkörper
ebenfalls durch Vulkanisation haftend verbunden. Je nach Einsatzfall
müssen durch die Buchsenlager unterschiedliche radiale
und axiale Dämpfungskennlinien sowie Anschlagfunktionen
bereitgestellt werden. Dabei werden durch radiale und/oder axiale
an dem Lager ausgebildete Anschläge die radialen und/oder
axialen Federwege des elastomeren Lagerkörpers begrenzt.
Neben der Erfüllung vorgegebener Funktionen wird durch
entsprechende Anschläge und die durch sie bewirkte Begrenzung
des Federwegs der Lagerkörper vor Überlastung
und damit vor Beschädigung und Zerstörung geschützt.
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Zur
Ausbildung von Axialanschlägen bei elastomeren Buchsenlagern
ist es beispielsweise bekannt, stirnseitig außen am Gehäuse,
das heißt an der Außenhülse, einen Flansch vorzusehen,
welcher durch eine nach radial außen gerichtete Auskragung der
Außenhülse an der betreffenden Stirnseite realisiert
ist. Ein entsprechendes, beidseitig mit Axialanschlägen
versehenes elastomeres Buchsenlager wird beispielsweise durch die
DE 42 40 188 C2 beschrieben.
Für Lager, bei denen der Axialanschlag insbesondere im
Bereich der Verbindung mit den Anbauteilen durch einen entsprechenden
Flansch realisiert ist, wird am Einbauort relativ viel Bauraum benötigt.
Zur Funktion der Lager ist es außerdem erforderlich, dass
die Anbauteile am Kraftfahrzeug über eine entsprechende
Geometrie verfügen. Gegebenenfalls wird für die
Funktion des Lagers an den betreffenden Anbauteilen außerdem
eine zusätzliche Scheibe benötigt.
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Eine
weitere bekannte Lösung besteht darin, die axialen Enden
der Außenhülse zur Realisierung einer axialen
Anschlagfunktion nach radial innen umzubördeln. Zwar wird
hierdurch der notwendige Bauraum für die Montage des Lagers
am Einbauort verringert. Jedoch ist ein derartiges Umbördeln
nur begrenzt möglich. Aufgrund der radialen Bewegungen des
Lagerkörpers bei entsprechender Belastung des Lagers ist
dabei die zur Ausbildung der Axialanschläge zur Verfügung
stehende Fläche in vielen Fällen zu gering. Zudem
treten bei großen, auf das Lager wirkenden Lasten hohe
spezifische Flächenbelastungen auf, welche bei großen
axialen Wegen häufig zu Dauerlaufproblemen führen.
Schließlich ist bei Lagern der letztgenannten Art die Möglichkeit
der Einstellung des Verhältnisses zwischen axialer und
radialer Steifigkeit deutlich eingeschränkt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein elastomeres Buchsenlager mit einem Axialanschlag
oder mit beidseitigem Axialanschlag bereitzustellen, bei dessen
Montage am Einsatzort wenig Bauraum benötigt wird und welches
darüber hinaus eine hohe Dauerlauffestigkeit besitzt.
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Die
Aufgabe wird durch ein elastomeres Buchsenlager mit den Merkmalen
des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Aus- beziehungsweise Weiterbildungen
der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
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Das
zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagene elastomere Buchsenlager
ist zur Montage in einem Aufnahmeauge und zur Befestigung an einem Anbauteil
am Einsatzort des Lagers vorgesehen. Es besteht, wie grundsätzlich
bekannt, aus einem zylinderförmigen, das heißt,
einem annähernd beziehungsweise im Wesentlichen zylindrischen
metallischen Innenteil, einem das Innenteil umgebenden und mit ihm
durch Vulkanisation verbundenen elastomeren Lagerkörper
und einer vorzugsweise, jedoch nicht zwingend zum Innenteil konzentrisch
angeordneten Außenhülse, in welche das aus dem
Innenteil und dem Lagerkörper gebildete Gummi-Metall-Teil eingeschoben
ist. Die Außenhülse besteht vorzugsweise ebenfalls
aus Metall. Im bestimmungsgemäß verbauten Zustand
des Lagers ist das Gummi-Metall-Teil gemeinsam mit dem es umgebenden,
aber mit ihm nicht haftend verbundenen Außenhülse
in das Aufnahmeauge eingepresst und an dem Anbauteil befestigt,
beispielsweise verschraubt. Das Buchsenlager weist mindestens einen
Axialanschlag auf.
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Erfindungsgemäß ist
der mindestens eine Axialanschlag als ein innerer Anschlag an einem
axialen Ende des Buchsenlagers ausgebildet. Dabei ragt der elastomere
Lagerkörper an dem betreffenden, mit dem Axialanschlag
versehenen axialen Ende des Lagers mit einem Abschnitt aus der Außenhülse
heraus. Dieser aus der Außenhülse herausragende
Abschnitt des Lagerkörpers, dessen Außendurchmesser
größer ist als der Innendurchmesser der Außenhülse,
wird durch das Aufnahmeauge zumindest teilweise aufgenommen, das
heißt in einem Teilabschnitt umfasst. Nach der Montage
des Lagers in dem Aufnahmeauge bildet der vorgenannte aus der Außenhülse
herausragende Abschnitt des Lagerkörpers einen elastomeren
Puffer aus, der zwischen der Befestigung an dem Anbauteil beziehungsweise dessen
an das Lager angrenzender Geometrie und einer Außenkontur
des von dem Lagerkörper durchragten axial- beziehungsweise
stirnseitigen sowie von dem Aufnahmeauge vollständig umfassten
Endes der Außenhülse in der axialen Richtung vorgespannt
ist. Der Axialanschlag, nämlich der Puffer mit der angrenzenden
Außenkontur des von ihm durchragten stirnseitigen Endes
der Außenhülse, ist innerhalb des Aufnahmeauges
angeordnet beziehungsweise kann sich beim axialen Einfedern des
Lagers in axialer Richtung im Innern des Aufnahmeauges in bewegen.
Insoweit wird der Axialanschlag im Kontext der Beschreibung und
der Patentansprüche als innerer Axialanschlag bezeichnet.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist
der Puffer außerdem durch das ihn auch ohne Belastung zumindest
teilweise aufnehmende Aufnahmeauge in der radialen Richtung vorgespannt.
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Je
nach der Geometrie des Anbauteils, an welchem das Lager für
den bestimmungsgemäßen Einsatz befestigt wird,
erfolgt die Befestigung unmittelbar an einem entsprechenden Plateau
des Anbauteils oder über eine zusätzlich einzufügende
Scheibe. Dabei ist entweder das betreffende Plateau des Anbauteils
oder aber der Durchmesser der gegebenenfalls eingefügten
Scheibe so bemessen, dass das Plateau beziehungsweise die Scheibe,
im Hinblick auf die Auslegung des Axialanschlags als innerer Anschlag,
sich bei entsprechender axialer Belastung des Buchsenlagers und
daraus resultierender axialer Federwege, in das Aufnahmeauge hineinbewegen können.
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Bei
einer bevorzugten praxisgerechten Ausbildungsform ist der aus der
Außenhülse herausragende, den Puffer für
den Axialanschlag ausbildende Abschnitt des Lagerkörpers
vom übrigen Lagerkörper durch eine auf dem Außenumfang
des Lagerkörpers umlaufende Nut abgesetzt. In diese Nut
greift das einfach oder mehrfach abgewinkelte, vorzugsweise zunächst
nach radial innen und dann nach radial außen umgelegte
stirnseitige, von dem Puffer durchragte Ende der das Innenteil und
den Lagerkörper aufnehmenden Außenhülse
mit ein. Hierbei wird der Puffer, wie vorgesehen, zwischen dem vorgenannten
stirnseitigen Ende der Außenhülse und der an das
Lager angrenzenden Geometrie des Anbauteils axial vorgespannt. Die
schon erwähnte Nut ist bei dieser Ausbildungsform vorzugsweise
in einem radial inneren Abschnitt nach axial außen abgewinkelt,
so dass durch sie bezüglich der radialen Richtung ein Hinterschnitt
in dem Puffer ausgebildet ist.
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Je
nach Einsatzfall kann das erfindungsgemäße Buchsenlager
selbstverständlich auch axial beidseitig mit Axialanschlägen
ausgestattet sein. Gemäß einer besonders vorteilhaften
und daher im Falle einer Ausbildung mit beidseitigem Axialanschlag
bevorzugten Ausbildungsform ist dabei der andere beziehungsweise
zweite Axialanschlag mit Hilfe eines an dem Innenteil ausgebildeten
Flansches realisiert. Das Innenteil weist hierzu an seinem entsprechenden
axialen Ende eine nach radial außen gerichtete Auskragung
auf, während der elastomere Lagerkörper im Abstand
davon eine axial umlaufende Ausnehmung aufweist. Nach dem Einschieben
des Gummi-Metall-Teils in die Außenhülse wird
im Zuge eines Kalibriervorgangs ein Abschnitt der Außenhülse
unter Ausbildung einer Sicke in die vorgenannte Ausnehmung des elastomeren
Lagerkörpers eingedrückt. Dadurch wird an dem betreffenden
Lagerende zwischen der besagten Ausnehmung des Lagerkörpers
mit der in diese hineinragenden Sicke der Außenhülse
und dem an dem Innenteil ausgebildeten Flansch von dem sich in der
axialen Richtung dazwischen erstreckenden Abschnitt des Lagerkörpers ein
zusammen mit dem Flansch ebenfalls als innerer Axialanschlag wirkender
elastomerer Puffer ausgebildet, der zumindest axial, vorzugsweise
aber auch radial vorgespannt ist. Auch dieser Puffer ist zumindest
teilweise, vorzugsweise nahezu vollständig von dem Aufnahmeauge
umfasst und kann sich in der axialen Richtung innerhalb des Aufnahmeauges
bewegen. Je nach Belastung bewegt sich dabei gegebenenfalls sogar
der Flansch in das Aufnahmeauge hinein, so dass der von dem Puffer
und dem Flansch gebildete Axialanschlag ebenfalls als innerer Axialanschlag
anzusehen ist. Dabei resultiert die gegebenenfalls radiale Vorspannung
daraus, dass der den Puffer ausbildende Abschnitt des Lagerkörpers
zumindest teilweise von Außenhülse aufgenommen
ist oder gegen das Aufnahmeauge arbeitet. Durch die bei dieser Ausbildungsform
in die Außenhülse des Lagers eingeformte Sicke
und den auf der dem Flansch abgewandten Seite, also in Richtung
des anderen Axialanschlags angrenzenden Abschnitt des Lagerkörpers
wird dabei in besonders vorteilhafter Weise ein Widerlager für
den an dem Anbauteil anliegenden Puffer beziehungsweise Axialanschlag
gebildet, welcher beim Einfedern des Lagers in der axialen Richtung
die axiale Position des Lagers in dem Aufnahmeauge stabilisiert.
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Das
erfindungsgemäße Lager kann noch vorteilhaft dadurch
weitergebildet sein, dass es, bezogen auf die Umfangsrichtung, Abschnitte
mit unterschiedlicher radialer Dämpfung aufweist. Dabei
liegt die Außenhülse in einem radial stärker
dämpfenden Bereich an dem Elastomer des Lagerkörpers
an, während in einem Bereich mit geringerer Dämpfung zwischen
dem Elastomer des Lagerkörpers und der Außenhülse
ein geringer Abstand verbleibt.
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Details
der Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
nochmals näher erläutert werden. In den zugehörigen
Zeichnungen zeigen:
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1:
eine mögliche Ausbildungsform des erfindungsgemäßen
Buchsenlagers im Einbauzustand,
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2:
das Gummi-Metall-Teil des Buchsenlagers gemäß 1,
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3:
das Gummi-Metall-Teil gemäß 2 nach
dem Einschieben in die Außenhülse,
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4:
das Buchsenlager gemäß 3 nach der
Kalibrierung der Außenhülse,
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5:
das Buchsenlager im Falle seiner vollständigen Aufnahme
durch das Aufnahmeauge.
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Die 1 zeigt
eine mögliche Ausbildungsform des erfindungsgemäßen
elastomeren Buchsenlagers in einer axial geschnittenen Darstellung.
Das Lager besteht aus dem zylinderförmigen metallischen
Innenteil 1, dem das Innenteil 1 umgebenden, mit
ihm durch Vulkanisation verbundenen elastomeren Lagerkörper 2 und
der das solchermaßen gebildete Gummi-Metall-Teil 1, 2 aufnehmenden
metallischen Außenhülse 3. Die Darstellung
zeigt das Lager nach der Montage am Einbauort, das heißt
nach dem Einpressen in ein Aufnahmeauge 4 und nach seiner Verschraubung
an einem entsprechenden Anbauteil 5. Das Lager verfügt über
zwei integrierte, als innere Anschläge ausgebildete Axialanschläge 6, 10,
wobei diese spezielle Ausbildungsform mit zwei integrierten Axialanschlägen
die bevorzugte Ausbildung des erfindungsgemäßen
Lagers im Falle einer Ausstattung mit beidseitigem Axialanschlag 6, 8, 10, 11 darstellt.
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Der
in der Abbildung untere Axialanschlag 6, 8 ist
durch einen in der axialen Richtung a an einem stirnseitigen Endes 8 aus
der Außenhülse 3 herausragenden Abschnitt 7 des
elastomeren Lagerkörpers 2 gebildet. Dieser Abschnitt 7 bildet
einen elastomeren Puffer 6, der in der axialen Richtung
zwischen der Außenkontur des betreffenden vom Aufnahmeauge 4 vollständig
umfassten axialen beziehungsweise stirnseitigen Endes 8 der
Außenhülse 3 und einem Plateau 15 des
Anbauteils 5, an dem das Lager befestigt ist, axial vorgespannt
ist. Der Außendurchmesser des elastomeren Puffers 6 ist
größer als der Innendurchmesser der Außenhülse 3,
aber zumindest nach dem Einpressen in das Aufnahmeauge 4 geringer
als der oder gleich dem Innendurchmesser des Aufnahmeauges 4.
Der Puffer 6 ist, wie in der Darstellung zu erkennen, teilweise
durch das Aufnahmeauge 4 aufgenommen, das heißt
in dem Teilabschnitt 14 von dem Aufnahmeauge umfasst. Gegebenenfalls
wird er hierbei durch das Aufnahmeauge 4 auch in der radialen
Richtung r vorgespannt. In dem gezeigten Beispiel verfügt
das Anbauteil 5 über ein entsprechendes Plateau 15,
an dem das Lager verschraubt ist und welches sich, aufgrund seiner
geringen Abmessungen, bei einem axialen Einfedern des Lagers in
Folge entsprechender auf das Lager wirkender axialer Belastungen
in das Aufnahmeauge 4 mit hineinbewegen kann.
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Der
in der Abbildung obere Axialanschlag 10, 11 des
Lagers ist dadurch ausgebildet, dass das Innenteil 1 einen
radial nach außen auskragenden Flansch 11 aufweist
und axial unterhalb dieses Flansches 11 in dem elastomeren
Lagerkörper 2 eine Ausnehmung 12 ausgebildet
ist, in welche ein Abschnitt der Außenhülse 3 im
Zuge der nach dem Einschieben des Gummi-Metall-Teils 1, 2 in
die Außenhülse 3 erfolgenden Kalibrierung
der Außenhülse 3 unter Ausbildung einer
Sicke 13 hineingedrückt wurde. Hierdurch ist zwischen
dem Flansch 11 und der Ausnehmung 12 des Lagerkörpers 2 mit
der in diese hineingedrückten Sicke 13 der Außenhülse 3 durch den
betreffenden Abschnitt des Lagerkörpers 2 ebenfalls
ein elastomerer in axialer und in radialer Richtung vorgespannter
Puffer 10 gebildet. Die axiale Vorspannung resultiert aus
der Anordnung zwischen dem Flansch 11 und der Ausnehmung 12 des
Lagerkörpers 2 beziehungsweise der Sicke 13.
Die radiale Vorspannung resultiert daraus, dass der in die Außenhülse 3 eingeschobene
Lagerkörper 2 vor dem Einschieben einen gegenüber
dem Innendurchmesser der Außenhülse 3 größeren
Außendurchmesser aufweist und der Puffer 10 zumindest
teilweise, im gezeigten Beispiel nahezu vollständig, von
der Außenhülse 3 aufgenommen ist. Es
ist ein besonderer Vorteil des in der 1 dargestellten
Ausführungsbeispiels, dass durch die in die Außenhülse 3 zur Ausbildung
des Puffers 10 eingeformte Sicke und den in Richtung des
anderen Puffers 6 angrenzenden Abschnitt des Lagerkörpers 2 ein
Widerlager für den Puffer 6 gebildet wird, das
beim axialen Einfedern des Lagers dessen axiale Position innerhalb
Aufnahmeauge 4 stabilisiert.
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Die 2 zeigt
das aus dem Innenteil 1 und dem mit ihm durch Vulkanisation
verbundenen elastomeren Lagerkörper 2 bestehende
Gummi-Metall-Teil 1, 2 ebenfalls in axial geschnittener
Darstellung. In der Darstellung ist die äußere
Kontur des elastomeren Lagerkörpers 2 mit der
unterhalb des Flansches 11 des Innenteils 1 angeordneten,
auf dem Umfang umlaufenden Ausnehmung 12 und mit der im
Bereich des anderen axialen Endes auf dem Außenumfang des
Lagerkörpers 2 umlaufenden Nut 9 besonders
gut zu erkennen. Das Gummi-Metall-Teil 1, 2 wird
bei der Fertigung als separates Teil hergestellt, ist also, wie schon
mehrfach ausgeführt, mit der Außenhülse 3 nicht
haftend verbunden. Vielmehr wird das Gummi-Metall-Teil 1, 2,
wie in der 3 gezeigt, lediglich in die
Außenhülse 3 eingeschoben beziehungsweise
eingepresst. Durch die in dem elastomeren Lagerkörper 2 ausgebildete
Nut 9 und das in diese eingreifende, doppelt umgelegte
stirnseitige Ende 8 der Außenhülse 3 wird
dabei die Einpresstiefe des Gummi-Metall-Teils 1, 2 in
die Außenhülse 3, bezogen auf die axiale
Richtung a, festgelegt.
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Die 3 zeigt
das das Lager nach dem Einschieben des Gummi-Metall-Teils 1, 2 in
die Außenhülse 3, aber vor der Kalibrierung.
Hingegen zeigt die 4 das Lager gemäß der 3 nochmals
nach der Kalibrierung der Außenhülse 3,
das heißt nach der Reduzierung des Durchmessers der Außenhülse 3,
ebenfalls in einem Axialschnitt. Wie in der 4 zu erkennen,
wird ein Abschnitt der Außenhülse 3 bei der
Kalibrierung unter Ausbildung der Sicke 13 in die an dem
Lagerkörper 2 ausgebildete Ausnehmung 12 hineingedrückt.
Ferner ist in der 4 erkennbar, dass das Lager,
bezogen auf die Umfangsrichtung u, Bereiche unterschiedlicher radialer
Dämpfung aufweist. Dabei liegen in einem Bereich stärkerer
Dämpfung der elastomere Lagerkörper 2 und
die Außenhülse 3 unmittelbar aneinander
an, während (in der Abbildung rechts) in einem Bereich
geringerer radialer Dämpfung zwischen ihnen ein Abstand
besteht.
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Die 5 zeigt
das vorstehend beschriebene Buchsenlager nochmals nach der Montage,
das heißt nach dem Einpressen in ein Aufnahmeauge 4, wobei
bei der hier dargestellten Ausbildungsform das Lager komplett durch
das Aufnahmeauge 4 aufgenommen, das heißt der
Puffer 6 über seine gesamte axiale Erstreckung
vom Aufnahmeauge 4 umfasst ist.
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- 1
- Innenteil
- 2
- Lagerkörper
- 3
- Außenhülse
- 4
- Aufnahmeauge
- 5
- Anbauteil
- 6
- Puffer
- 7
- Abschnitt
- 8
- stirnseitiges
Ende
- 9
- Nut
- 10
- Puffer
- 11
- Flansch
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Sicke
- 14
- Teilabschnitt
- 15
- Plateau
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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