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Die Erfindung betrifft ein elastisches Federbeinkopflager für ein Kraftfahrzeug, das zur elastischen Anbindung des Federbeinkopfes einer Federdämpfungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs an das Kraftfahrzeugchassis dient gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einstellen einer Druckvorspannung in einem elastischen Ringkörper eines Federbeinkopflagers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 18.
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Es ist bekannt, das Kopfende eines Federbeins, das eine Dämpferstange eines Federdämpfungssystems eines Kraftfahrzeugs sein kann, unter Zuhilfenahme eines Elastomerkörpers an die Kraftfahrzeugkarosserie elastisch anzubinden. Es stellte sich heraus, dass bekannte Federbeinkopflager nicht ausreichend genug auf die verschiedenen Belastungsarten während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs abgestimmt sind. Beispielsweise bei einem stehenden Fahrzeug treten relativ hohe, konstante Dauerlasten auf, die sich je nach Ladungszustand des Kraftfahrzeugs auch verändern können. Bei den meisten bekannten Federbeinkopflagern, die eine elastische Wegbegrenzung bei Hub- oder Zugbelastung bereitstellen, sind die elastischen Wegbegrenzer zu weich und werden bei statischer Last stets zusammengedrückt, so dass ein elastischer, puffernder Anschlag im Fahrbetrieb bei weitergehender vertikaler Hub- oder Zugbelastung nicht mehr vorhanden ist. Zudem kommt es häufig vor, dass elastische Wegbegrenzer, die stets belastet sind, keine ausreichende Dauerfestigkeit aufweisen. Es wäre zwar denkbar, den elastischen Anschlagsbegrenzungsweg zu erhöhen, allerdings bestehen diesbezüglich konstruktive Grenzen, weil der Bauraum eines elastischen Dämpfungssystems für Kraftfahrzeuge insbesondere in Axialrichtung stark begrenzt ist, die im Folgenden als Längsrichtung des Federbeins oder der Dämpfungsstange angesehen werden soll. Eine Radialrichtung steht senkrecht zu der oben definierten Axialrichtung.
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Aus
DE 1 95 45 170 A1 ist ein gattungsgemäßes Federbeinkopflager mit einem Elastomerringkörper, einem außen an den Elastomerringkörper anvulkanisierten Flanschteil und einer in den Elastomerringkörper eingesetzten Innenhülse bekannt. Die Innenhülse weist im Vergleich zu der im Elastomerkörper vorgesehenen Materialaussparung eine Übergröße auf. Im Montagezustand ist der Elastomerkörper dementsprechend gedehnt und an das Flanschteil gepresst, wodurch einen sicherer Halt zwischen dem Elastomerkörper, der Innenhülse und dem Flanschteil erreicht werden soll. Die Herstellung eines solchen Lagers gestaltet sich allerdings schwierig, da die Hülse unter großem Kraftaufwand und starken Verspannungen in den Elastomerkörper eingepresst werden muss. Dabei können Beschädigungen des Elastomerkörpers oder Verspannungen auftreten, die das Einstellen einer gewünschten Federkennlinie erschweren.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere ein elastisches Federbeinkopflager für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das im Hinblick auf jegliche Betriebssituation des Kraftfahrzeugs, nämlich beispielsweise im Stand- oder Fahrbetrieb, auch eine optimal abstimmbare Anbindung des Federbeinkopfs an das Kraftfahrzeug bereitstellen kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Danach ist ein elastisches Federbeinkopflager für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, das einen elastischen Ringkörper insbesondere aus einem Elastomermaterial sowie einen starren Montageflansch mit einem ersten ringförmigen Endbereich, der mit dem Ringkörper fest verbunden ist und in dem Ringkörper eingebettet ist, und wenigstens einem zweiten Endbereich zur Befestigung an ein karosserieseitiges Bauteil des Kraftfahrzeugs aufweist. Zudem hat das erfindungsgemäße elastische Federbeinkopflager eine starre Innenarmatur mit einem durch eine Innenseite der Innenarmatur begrenzten Innenraum zur axialen Aufnahme des Federbeinkopfs oder eines damit verbundenen Kopplungsglieds sowie einer Außenseite, die mit dem Ringkörper fest verbunden ist und die von dem ringförmigen ersten Endbereich radial umgeben ist. Es sei klar, dass vorzugsweise der Elastomer-Ringkörper an der Außenseite der Innenarmatur anvulkanisiert ist. Des Weiteren sei klar, dass der Innenraum insbesondere bei einer hülsenförmigen Innenarmatur zylindrisch ausgebildet ist, was eine einfache Anbindung eines unter Umständen zylindrischen Federbeinkopfes zulässt. Erfindungsgemäß ist zwischen dem ersten ringförmigen Endbereich und der Innenarmatur im Wesentlichen ein ringförmiger Dämpfungsabschnitt des Ringkörpers definiert, wobei die Innenarmatur derart strukturiert ist, dass eine Abmessung der Außenseite der Innenarmatur geweitet werden kann, um auf diese Weise den Dämpfungsabschnitt zumindest radial auf Druck vorzuspannen.
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Es zeigte sich, dass mit der radialen Vorspannung des Dämpfungsabschnitts das Elastizitätsmodul des Ringkörpers im Bereich dessen Dämpfungsabschnitts deutlich erhöht werden kann, wodurch eine hohe Dämpfungsrate bei geringen Federwegen erreicht wird. Besonders vorteilhaft an der erfinderischen Maßnahme ist es, die gewünschte Vorspannung durch eine Aufweitung der Innenarmatur von innen zu realisieren, weil auf diese Weise eine konstruktive Veränderung des Federbeinkopfes sowie des karosserieseitigen Teils des Federbeinkopflagers nicht oder nur kaum einhergehen muss. Insbesondere der Montageflansch des Federbeinkopflagers kann unverändert bleiben, der lediglich als Reaktio-Struktur zu Aufweitkräften dient, die an der Innenarmatur eingeleitet werden.
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Vorzugsweise ist der Ringkörper aus einem Elastomerwerkstoff an der Außenseite der Innenarmatur anvulkanisiert.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Montageflansch durch mehrere in Umfangsrichtung voneinander getrennte zweite Endbereiche gebildet. Dabei kann es vorteilhaft sein, drei zweite Endbereiche vorzusehen, die in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind. Die drei zweiten Endbereiche sind durch ein Kopplungsstück miteinander und mit dem ersten Endbereich fest verbunden. Der wenigstens eine zweite Endbereich hat einen flachen Auflagebereich zum Anlegen des karosserieseitigen Bauteils, wobei in dem flachen formschlüssigen Auflagebereich eine Öffnung vorgesehen ist, um eine Vernietung oder Verschraubung des Federbeinkopflagers an die Kraftfahrzeugkarosserie zu ermöglichen.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat der Ringkörper eine radial umlaufende Dichtlippe, die im Übrigen unterbrechungsfrei 360° umlauft. Die Dichtlippe ist vorzugsweise kreisförmig ausgebildet. Die Dichtlippe liegt bei einer Eigenverformung berührend an dem karosserieseitigen Bauteil unter Ausbildung einer vollumlaufenden Dichtkontaktfläche an. Vorzugsweise sind der Ringkörper und die Dichtlippe aus einem Stück, insbesondere aus einem Elastomerstück gespritzt, gefertigt.
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Es kann von Vorteil sein, neben der vor allem radialen Vorspannung durch das radiale Aufweiten der Innenarmatur auch axiale Vorspannungen in dem Dämpfungsabschnitt des Ringkörpers hervorzurufen. Es zeigte sich, dass ein auf Druck in Axialrichtung und in Radialrichtung vorgespannter Dämpfungsabschnitt weit weniger Spitzenspannungen im Betrieb des Federbeinkopflagers zeigt, wie wenn der Dämpfungsabschnitt lediglich radial auf Druck vorgespannt wäre. Die Vorspannung auch in Axialrichtung kann dadurch realisiert werden, dass der Ringkörper derart dimensioniert ist, dass der vorgespannte Dämpfungsabschnitt zumindest an einem seiner axialen Endzonen über einen benachbarten axialen Endrand der Innenarmatur vorsteht. Sollte eine Anschlagsscheibe benachbart dem axialen Endrand der Innenarmatur ortsfest vorgesehen sein, kann das über den axialen Endrand ausweichende Material des Dämpfungsabschnitts an der starren Anschlagsscheibe nicht vorbei ausweichen, wodurch eine axiale Vorspannung in dem Dämpfungsabschnitt eingehalten ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Ringkörper derart dimensioniert, dass zumindest einer seiner axialen Endzonen bereits während der Montage, also bevor der Dämpfungsabschnitt radial vorgespannt ist, über einem zu der Endzone benachbarten axialen Endrand der Innenarmatur axial vorsteht. Der axiale Überstand vor der radialen Vorspannung des Dämpfungsabschnitt ist etwas kleiner als etwa 1 mm und liegt vorzugsweise bei etwa 0,2 mm bis 0,5 mm, und vergrößert sich, wenn die radiale Vorspannung durch das Weiten der Innenarmatur aufgebracht wird. Der axiale Überstand der axialen Endzone kann dann größer als 1 mm sein. Auf diese Weise kann dem Ringkörper im Bereich des Dämpfungsabschnitts neben der radialen Vorspannung auch ein axialer Vorspannungsanteil mitgegeben werden, wenn ein axiales Ausweichen des Überstands verhindert wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist zusätzlich wenigstens eine Anschlagsscheibe, vorzugsweise zwei Anschlagsscheiben, benachbart einem axialen Endrand der Innenarmatur angeordnet. Die wenigstens eine Anschlagsscheibe erstreckt sich radial über die Außenseite der Innenarmatur hinaus, wodurch ein axiales Ausweichen des Ringkörpers beim Weiten der Innenarmatur durch die wenigstens eine Außenanschlagsscheibe verhindert ist. Auf diese Weise wird, wie oben angegeben ist, der Dämpfungsabschnitt axial vorgespannt. Dabei kann die wenigstens eine Anschlagsscheibe an dem axialen Endrand der Innenarmatur berührend anliegen.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann der Ringkörper auch elastische Wegbegrenzer für eine Hub- oder Zugbelastung in Axialrichtung aufweisen. Dafür kann der Ringkörper wenigstens ein elastisches Anschlagskissen aufweisen, vorzugsweise zwei elastische Anschlagskissen, insbesondere jeweils eins an jeder axialen Endzone des Ringkörpers. Das Anschlagskissen ist fern oder durch einen Materialeinschnitt getrennt von dem unter Druckspannung gesetzten Dämpfungsabschnitt ausgebildet, so dass das Anschlagskissen stets von der erzeugten Druckvorspannung unbeeinflusst bleibt. Auf diese Weise ist ein Ringkörper bereitgestellt, der zum einen Teil der Druckvorspannung, zum anderen Teil druckvorspannungsfrei ist. Vorzugsweise ist das Anschlagskissen in einem, zumindest in Axialrichtung lastfreien Zustand des Federbeinkopflagers mit einem axialen Spalt zur wenigstens einen Anschlagsscheibe ausgebildet. Auf diese Weise wird bei einer axialen Belastung zuerst der Dämpfungsabschnitt, der vorgespannt ist und damit ein höheres Elastizitätsmodul aufweist, verformt, bevor überhaupt das weiche Anschlagskissen als Wegbegrenzer in Eingriff mit einem ortsfesten Karosserieteil kommen kann.
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Vorzugsweise sind der Ringkörper und das Anschlagskissen aus einem Stück, insbesondere aus einem Elastomerstück gespritzt, gefertigt.
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Um das Aufweiten der Innenarmatur zu realisieren, kann eine radiale Abmessung des Innenraums der Innenarmatur kleiner als die radiale Außenabmessung des Federbeinkopfs sein, so dass beim axialen Einsetzen des Federbeinkopfs in den Innenraum der Innenarmatur deren Außenabmessung geweitet und der Dämpfungsabschnitt radial auf Druck vorgespannt wird. Auf diese Weise kann der Federbeinkopf in den Innenraum vorzugsweise mit Hilfe einer mit dem Federbeinkopf zu verschraubenden Mutter eingepresst sein.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung hat die Innenarmatur eine hülsenartige Anordnung aus wenigstens zwei, voneinander separaten, im Wesentlichen ringförmigen, starren Hülsen-Halbschalen. Vorzugsweise sind es genau zwei Hülsen-Halbschalen. Die wenigstens zwei Hülsen-Halbschalen können unter Umständen über Sollbruchstege für eine vereinfachte Montage des Federbeinkopflagers aneinander gekoppelt sein. In dem Augenblick, an dem die Kräfte zum Aufweiten der Hülsen-Halbschalen wirken, werden die Sollbruchstege zerstört und die Hülsen-Halbschalen sind strukturell voneinander separiert.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung haben die wenigstens zwei Hülsen-Halbschalen eine im Querschnitt kreisförmige Teilringform, die allerdings geringfügig kleiner als ein idealer kreisförmiger Halbring ist, vorzugsweise einen Umfang von weniger als 180° aufweist.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die wenigstens zwei Hülsen-Halbschalen in deren geweiteten Zustand zur Erzeugung der Vorspannung durch ein insbesondere hülsenförmiges Kunststoffteil insbesondere aus Polyamid, vorzugsweise PA66, gehalten, um die Vorspannung in dem Dämpfungsabschnitt aufrecht zu erhalten, wobei vorzugsweise das Kunststoffteil im Querschnitt im Wesentlichen eine Kreisform aufweist. Vorzugsweise ist das Kunststoffteil um die wenigstens zwei Hülsen-Halbschalen gespritzt. Es sei klar, dass die Kraft zum Weiten der Hülsen-Halbschalen und damit zum Aufbauen der Druckspannung im Dämpfungsabschnitt mit Hilfe des Spritzdrucks zum Spritzen des Kunststoffteils erzeugt werden können.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Innenarmatur aus einem Metall, insbesondere Aluminium, gebildet. Alternativ kann die Innenarmatur aus Kunststoff gefertigt sein. Vorzugsweise ist die Innenarmatur, insbesondere die zwei Hülsen-Halbschalen, aus einem Kunststoff gebildet, wobei für eine ökonomische Fertigung sowie zum simultanen Aufrechterhalten der radialen Vorspannung in dem Ringkörper das zu der Innenarmatur liegende, hülsenförmige Kunststoffteil sowie die Innenarmatur durch ein Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahren hergestellt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind zwei Hülsen-Halbschalen derart achsensymmetrisch mit den Hülsenendrändern zugewandt gegenüberliegend angeordnet, dass eine Symmetrieachse der Hülsen-Halbschalen parallel zu einer Längsachse und zwar Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs liegt.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind in dem Dämpfungsabschnitt zum Einstellen der Steifigkeit des Federbeinkopflagers zwei Aussparungen ausgebildet, die sich diametral gegenüberliegen und jeweils achsensymmetrisch mit einer gemeinsamen Symmetrieachse geformt sind, die parallel zu einer Längsachse oder in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs liegt.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorzugsweise ein Außenring im Querschnitt L-förmig vorgesehen, der den ersten Endbereich des Montageflansches radial außen umgibt und an einer Außenseite des Ringkörpers fest verbunden ist, wobei insbesondere der Außenring zur Aufnahme eines Wälzlagers ausgelegt ist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einstellen einer Druckvorspannung in einem elastischen Ringkörper, insbesondere in einem ringförmigen Dämpfungsabschnitt, eines insbesondere oben genannten erfindungsgemäßen Federbeinkopflagers eines Kraftfahrzeugs. Erfindungsgemäß wird die Druckvorspannung in dem ringförmigen Dämpfungsabschnitt hervorgerufen, der zwischen dem ersten ringförmigen Endbereich des Montageflansches zum Befestigen des Federbeinkopflagers an ein karosserieseitiges Bauteil des Kraftfahrzeugs und der Innenarmatur des Federbeinkopflagers liegt. Dabei wird die Außenabmessung der Innenarmatur geweitet und auf diese Weise der Dämpfungsabschnitt radial unter Druck vorgespannt.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird beim Weiten der Innenarmatur ein radiales Ausweichen des Materials des Dämpfungsabschnitts insbesondere aufgrund eines zweiten, in dem Ringkörper eingebetteten Endbereiches eines Montageflansches zum Befestigen des Federbeinkopfslagers verhindert, der die Innenarmatur radial angibt.
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Vorzugsweise wird beim Weiten der Innenarmatur ein axiales Ausweichen des Materials des Dämpfungsabschnitts insbesondere aufgrund wenigstens einer Anschlagsscheibe benachbart einer axialen Endzone des Dämpfungsabschnitts verhindert, so dass der Dämpfungsabschnitt auch axial auf Druck vorgespannt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird die Innenarmatur durch Beaufschlagung der Innenseite der Innenarmatur mit einem Spritzdruck für das Spritzen der Innenarmatur mittels Kunststoff geweitet.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Innenmatrize in die Innenarmatur eingesetzt. Die Innenmatrize zusammen mit der Innenarmatur und gegebenenfalls mit einer Innenseite des Dämpfungsabschnitts begrenzen einen dichten Spritzraum, in den Kunststoff unter Druck eingespritzt wird, um die Innenarmatur weiten zu lassen und um den Dämpfungsabschnitt auf Druck vorzuspannen.
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Es sei klar, dass der Spritzdruck für den Kunststoff zu einer Einstellung der Vordruckspannung eingestellt werden kann. Vorzugsweise wird nach der Befestigung des Kunststoffs die Innenmatrize entfernt, so dass ein hülsenförmiges Kunststoffteil bleibt, das die Vorspannung in dem Dämpfungsabschnitt aufrecht hält.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden wenigstens zwei voneinander separate, im Wesentlichen ringförmige Hülsen-Halbschalen lose oder lediglich über Sollbruchstege als Montagehilfe miteinander gekoppelt in den Innenraum der Innenarmatur eingesetzt, bevor die Innenmatrize zur Bildung eines Spritzraums positioniert wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die Innenarmatur, insbesondere die wenigstens zwei Hülsen-Halbschalen, sowie das hülsenförmige Kunststoffteil, das die Vorspannung in dem Dämpfungsabschnitt aufrecht erhalten soll, aus einem Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahren hergestellt, wobei das Maß der in dem Dämpfungsabschnitt zu erzeugenden Vorspannung von dem Spritzdruck beim Spritzen des Kunststoffteils sowie der hülsenförmigen Halbschalen abhängt.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
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1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen elastischen Federbeinkopflagers;
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2 eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Federbeinkopflagers entlang der Schnittlinie II-II gemäß 1,
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3 eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Federbeinkopflagers entlang der Schnittlinie III-III gemäß 2; und
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4 eine Querschnittsansicht gemäß 3 ohne ein karosserieseitiges Bauteil des Kraftfahrzeugs.
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In den 1 bis 4 ist das erfindungsgemäße elastische Federbeinkopflager für ein Kraftfahrzeug im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen.
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Das Federbeinkopflager 1 hat als Hauptbestandteile einen starren Montageflansch 3, aus einem Blechteil gefertigt, einen elastischen Ringkörper 5 aus einem Elastomermaterial sowie einer Hülsenanordnung aus Metall, die als Innenarmatur 7 einen Innenraum 11 des elastischen Federbeinkopflagers 1 begrenzt.
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Der Montageflansch 3 hat einen ersten ringförmigen Endbereich 13, der im Wesentlichen vollständig in dem Elastomermaterial des Ringkörpers 5 eingebettet ist und sich ringförmig entlang einer idealen Kreislinie um eine Axialachse A erstreckt. Der erste Endbereich 13 des Montageflansches 3 besteht größtenteils aus einem idealzylindrischen Ringabschnitt, der koaxial zur Axialachse A ist.
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Wie in 2 ersichtlich ist, steht die Axialachse A senkrecht zu einer Montageebene, die von den Achsen X und Y aufgespannt wird. Es sei angemerkt, dass das Federbeinkopflager 1 derart an der Kraftfahrzeugkarosserie (bei 25) angeordnet ist, dass sich die Radialachse X im Wesentlichen in Fahrtrichtung oder Längsrichtung des Fahrzeugs (nicht dargestellt) liegt, wobei die zur Achse X senkrechte Radialachse Y senkrecht zur Fahrtrichtung und Längsachse des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Des Weiteren hat der Montageflansch 3 einen zweiten Endbereich 15, der sich hauptsächlich im Wesentlichen radial von dem ersten ringförmigen Endbereich 13 wegerstreckt. Der Montageendbereich 15 des Montageflansches 3 endet in drei flache Montagezonen 17, 19, 21, die im Wesentlichen parallel zur Montageebene ausgebildet sind. In den Montagezonen 17 bis 21 sind jeweils eine Bohrung zur Aufnahme einer Befestigungsschraube 23 eingesetzt. Die Montageschraube 23 befestigt den Montageflansch 3 an ein karosserieseitiges Bauteil 25.
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Der erste ringförmige Ringbereich 13 ist dem zweiten Montageendbereich 15 über ein gestuftes Verbindungsstück 27, deren Stufenform zur Versteifung des Montageflansches 3 insbesondere bei Belastung in Radialrichtung dient. Auch das Verbindungsstück 27 ist beidseitig von Elastomermaterial des Ringkörpers 5 belegt.
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Zwischen der Innenarmatur 7 und dem ringförmigen Endbereich 13 des Montageflansches 3 ist ein ring- oder hülsenförmiger Dämpfungsabschnitt 31 des Ringkörpers 5 vorgesehen, der sich über die gesamte axiale Ausdehnung der Innenarmatur 7 erstreckt.
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Der Ringkörper 5 hat des Weiteren unvorgespannte Wegbegrenzer 33, 35, welche in einem Abstand von einem anderen ortsfesten Bauteil angeordnet sind und eine Hub- oder Zugbewegung des Federbeinkopflagers relativ zum ortsfesten Bauteil federnd aufnehmen.
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Wie in 3 dargestellt ist, kann in den Innenraum 11 der Innenarmatur 7 das Kopfende 37 eines Federbeinkopfs eingesetzt sein, wobei eine Endmutter 39 mit einem Gewinde des Kopfendes 37 veranschaulicht werden kann. Beim Anziehen der Endmutter 39 wird die Innenarmatur 7 radial nach außen geweitet, wodurch der Dämpfungskörper 31 des Ringkörpers 5 radial unter Druck vorgespannt wird, weil die Innenarmaturweitung mit einer plastischen Verformung darstellt.
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An den ringförmigen Endrändern 43, 45 der Innenarmatur 7 ist jeweils anliegend eine Anschlagsscheibe 47, 49 vorgesehen, welche das Elastomermaterial des Dämpfungsabschnitts 31 daran hindert, beim Aufweiten der Innenarmatur 7 axial auszuweichen, wodurch neben den radialen Druckvorspannungen in dem Dämpfungsabschnitt auch axiale Druckspannungen erzeugt werden.
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Wie insbesondere in den 3 und 4 ersichtlich ist, ist der Dämpfungsabschnitt 31 von den Wegbegrenzern 33, 35 über einen Einschnitt 51, 53 in Kraftfluss im Wesentlichen getrennt, wodurch gewährleistet ist, dass die als Anschlagswülste ausgebildeten Wegbegrenzer 33, 35 unter keiner Druckvorspannung stehen.
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2 zeigt zusätzlich zu der Ausführung gemäß 3 und 4 einen im Innenraum 11 der Innenarmatur 7 angeordneten Kunststoffring 61 aus einem Polyamidkunststoffmaterial, insbesondere PA66.
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Der Kunststoffring 61 dient dazu, die Druckvorspannungen in dem ringförmigen Dämpfungsabschnitt 31 des Ringkörpers 5 aufrecht zu erhalten.
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In der 2 dargestellten Ausführung ist die Innenarmatur 7 durch zwei ringförmige Hülsen-Halbschalen 63, 65 gebildet, die geringfügig kleiner als eine idealer Halbring sind.
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Um die Vorspannung in dem Dämpfungsabschnitt 31 des Ringkörpers 5 hervorzurufen, wird eine nicht dargestellte Formgebungsinnenmatrize in den Innenraum 11 eingesetzt, die zusammen mit den Hülsen-Halbschalen 63, 65 und einer Innenseite des Dämpfungsabschnitts 31 einen geschlossenen dichten Spritzraum definieren, der in 2 von dem Kunststoffringteil 61 ausgefüllt ist.
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Beim Weiten der Hülsen-Halbschalen 63, 65 wird in den Spritzraum flüssiger Kunststoff unter Druck eingespritzt, der die Hülsen-Halbschalen 63, 65 auseinander treibt. Während eines Verfestigungsvorgangs des Kunststoffs bleibt der Spritzdruck bestehen. Sobald das Kunststoffringteil 61 sich verfestigt hat, werden die Druckvorspannungen in dem Dämpfungsabschnitt 31 gehalten.
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Wie auch in 2 ersichtlich ist, hat der Dämpfungsabschnitt 31 zwei sich diametral gegenüberliegende Schlitzöffnungen 71, 73, die sich teilweise ringförmig um die Axialachse herum erstrecken. Die Schlitzöffnungen 71, 73 sind achsensymmetrisch ausgebildet, wobei die Symmetrieachse der Radialachse X entspricht, die sich in Längsrichtung oder in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckt. Mit der Einbringung der Schlitzöffnung 71, 73 wird die Steifigkeit des Dämpfungsabschnitts 31 des Ringkörpers 5 in Radialrichtung X insbesondere gegenüber der dazu senkrechten Radialquerrichtung Y verringert, was einen vorteilhaften Einfluss auf die Betriebsfähigkeit des elastischen Federbeinkopflagers 1 hat.
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Es sei angemerkt, dass auch die Hülsen-Halbschalen 61, 63 in einer zur Symmetrieachse X achsensymmetrischen Anordnung liegen, wobei die Endränder benachbart der Symmetrieachse X angeordnet sind.
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Mit dem erfindungsgemäßen Federbeinkopflager kann die Federsteifigkeit des Ringkörpers 5 wie gewünscht eingestellt werden, je nachdem, wie stark die Innenarmatur 7 geweitet wird. Auch die funktionelle Trennung des Dämpfungsabschnitts 31 von dem Wegbegrenzer 33, 35 erweitern die Einsatzfähigkeit des erfindungsgemäßen elastischen Federbeinkopflagers 1.
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Wie in 3 und 4 ersichtlich ist, hat der Ringkörper 5 im Bereich des Verbindungsstücks 27 des Montageflansches 3 eine Dichtlippe 75, die ringförmig auf einer Kreisbahn umläuft und eine Dichtekontaktfläche zwischen dem karosserieseitigen Bauteil 25 und dem Ringkörper 5 bereitstellt.
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Sämtliche Bestandteile des Ringkörpers 5, nämlich der Dämpfungsabschnitt 31, die Wegbegrenzer 33, 35 und die Dichtlippe 75 sind in einem Fertigungsschritt gebildet, nämlich in einem Spritzvorgang.
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Radial dem ringförmigen Endbereich 13 umgebend ist ein L-förmiger Haltering 77 vorgesehen, der ein Wälzlager (nicht dargestellt) einer Federbeinkopfanordnung aufnehmen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federbeinkopflager
- 3
- Montageflansch
- 5
- Ringkörper
- 7
- Innenarmatur
- 11
- Innenraum
- 13
- erster Endbereich
- 15
- zweiter Endbereich
- 17, 19, 21
- Montageendzonen
- 23
- Befestigungsschraube
- 25
- karosserieseitiges Bauteil
- 27
- Verbindungsstück
- 31
- Dämpfungsabschnitt
- 33, 35
- Wegbegrenzer (Anschlagskissen)
- 37
- Kopfende
- 39
- Endmutter
- 43, 45
- Endränder
- 47, 49
- Anschlagsscheibe
- 51, 53
- Einschnitt
- 61
- Kunststoffring
- 63, 65
- Hülsen-Halbschalen
- 71, 73
- Schlitzöffnungen
- 75
- Dichtlippe
- 77
- L-förmiger Haltering
- A
- Axialachse
- X, Y
- Radialachse
