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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Lager gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2008 009 978 D3 ist ein Lager für eine Welle bekannt, wobei das Lager eine Aufnahme für die Welle und einen Hüllkörper umfasst, wobei der Hüllkörper die Aufnahme zumindest teilweise umgibt, wobei die Aufnahme mit dem Hüllkörper durch ein Federelement aus einem Elastomer elastisch beweglich verbunden ist, wobei das Federelement zwei Abschnitte aufweist und wobei ein erster Abschnitt mit dem Hüllkörper und ein zweiter Abschnitt an der Aufnahme angeordnet ist.
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Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des Federelements bilden ein im Querschnitt L-förmiges Federelement aus. Der Verbindungsbereich ist ringförmig ausgestaltet und kann als Wulst oder Armierung ausgestaltet sein.
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Ein solches Lager findet insbesondere in Kraftfahrzeugen mit Längswellen Verwendung. Bevorzugt wird ein solches Lager in Kraftfahrzeugen mit einem Heckantrieb oder einem Allradantrieb verbaut.
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Das Lager mit dem L-förmigen Federelement nutzt die Dämpfungseigenschaften eines Elastomers. In der Praxis ist es aber häufig erforderlich, zusätzlich zu einer elastomeren Dämpfung weitere Dämpfungsmittel zu nutzen.
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DE 1 525 034 C offenbart eine elastische Lagerhalterung für geteilte Antriebswellen. Die Lagerhalterung hat radial nach außen erstreckende Stützen, die jeweils einen Steg aufweisen. An den Stegen ist ein Gehäuse befestigt.
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Aus
JP 2010-216 579 A ist ein dynamischer Dämpfer bekannt, der sich radial nach außen erstreckende Speichen und einen daran anschließenden Gummikörper hat. In den Gummikörper ist ein Kanal eingelassen.
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JP H07-174 175 A offenbart ferner eine Buchse, die radial nach außen erstreckende Speichen aufweist. An die Speichen schließt sich außen ein Außenzylinder an, an welchem ein Anschlaggummi befestigt ist.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Lager anzugeben, welches nach problemloser Fertigung neben einer elastomeren Dämpfung eine weitere Dämpfungsmöglichkeit bereitstellt.
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Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass ein elastisch deformierbarer Verbindungsbereich mit Ausnehmungen erlaubt, das elastomere Federelement problemlos aus einem Vulkanisationswerkzeug zu entformen. Die Speichen nebst Ausnehmungen erlauben die Anordnung weiterer elastomerer Elemente am ersten oder zweiten Abschnitt des Federelements, welche ohne Hinterschneidungen aus einem Vulkanisationswerkzeug entformt werden können. Die Speichen können eine elastomere Dämpfung herstellen, wobei die weiteren vorgesehenen Elemente beispielsweise ein hydraulisch dämpfendes Element aufnehmen können. Desweiteren ist denkbar, dass die weiteren Elemente als Radialanschläge fungieren können. Insoweit können in einem Vulkanisationswerkzeug mittels zweier Formeinsätze zwei Typen von Lagern problemlos hergestellt werden, nämlich ein Lager mit konventionellem Gummianschlag und ein Lager mit einem eingeknüpften hydraulischen Anschlag. Insoweit ist ein Lager angegeben, welches nach problemloser Fertigung neben einem elastomeren Dämpfungsmittel ein weiteres Dämpfungsmittel bereitstellen kann.
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Ferner ist ein hydraulisch dämpfendes Element vorgesehen, welches dem Verbindungsbereich axial abgewandt angeordnet ist. Durch die axial abgewandte Anordnung kann das hydraulisch dämpfende Element seine Dämpfungswirkung entfalten, wenn der zweite Abschnitt in radialer Richtung ausgelenkt wird.
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Folglich ist die eingangs genannte Aufgabe gelöst.
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Die Speichen könnten sich in radialer Richtung erstrecken und in axialer Richtung deformierbar oder auslenkbar sein, wobei sich der erste oder der zweite Abschnitt in axialer Richtung erstreckt und in radialer Richtung deformierbar oder auslenkbar ist. Durch diese konkrete Ausgestaltung kann der erste oder zweite Abschnitt in radialer Richtung verkippt werden und so seine elastomere Dämpfung entfalten. Die Speichen könnten in axialer Richtung verkippt werden und auf diese Weise ihre elastomere Dämpfung entfalten. Die konkrete Ausgestaltung stellt eine Hintereinanderschaltung zweier Federn da, wobei sich eine Feder in radialer Richtung und eine zweite Feder in axialer Richtung erstreckt.
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Am zweiten Abschnitt könnten Radialnocken ausgebildet sein, welche in radialer Richtung von der Oberfläche des zweiten Abschnitts abragen. Die Radialnocken könnten einstückig mit dem zweiten Abschnitt ausgebildet sein. Die Radialnocken können im Wesentlichen quaderförmig und aus Gummi ausgestaltet sein. Die Radialnocken wirken als Radialanschläge, wenn der zweite Abschnitt gegen die Achse des Lagers verkippt und in radialer Richtung ausgelenkt wird. Die Radialanschläge schlagen am ersten Abschnitt an und führen zu einer Progression in radialer Richtung. Die Weichheit des Radialanschlags kann durch geeignete Wahl des Elastomers bzw. Gummis eingestellt werden.
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Die Radialnocken könnten den Ausnehmungen axial gegenüberliegen, wobei zwischen den Radialnocken Aussparungen ausgebildet sind, welche den Speichen axial gegenüberliegen. Durch diese konkrete Ausgestaltung ist das Federelement nebst Radialnocken in einem Vulkanisationswerkzeug ohne Hinterschnitte fertigbar. Das Federelement kann durch axiales Verfahren der Formwerkzeuge des Vulkanisationswerkzeugs aus diesem freigegeben werden. Insoweit ist eine Entformung ohne Hinterschnitte ermöglicht.
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Vor diesem Hintergrund könnten benachbarte Radialnocken in Umfangsrichtung voneinander in axialer Richtung beabstandet sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung ist es möglich, ein hydraulisch dämpfendes Element zwischen den Radialnocken hindurch zu führen, sodass diese das hydraulisch dämpfende Element zwischen sich aufnehmen und halten.
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Vor diesem Hintergrund könnte in Umfangsrichtung einem ersten Radialnocken ein axial beabstandeter zweiter Radialnocken folgen, wobei dem zweiten Radialnocken ein dritter Radialnocken folgt, welcher axial auf der gleichen Höhe positioniert ist wie der erste Radialnocken. Bei dieser konkreten Ausgestaltung folgen die Radialnocken einander in regelmäßig wiederkehrenden Abständen sowohl in radialer als auch in axialer Richtung. Hierdurch ist es möglich, ein ringförmiges hydraulisch dämpfendes Element aufzunehmen. Das ringförmige hydraulisch dämpfende Element umfängt konzentrisch den zweiten Abschnitt.
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Das hydraulisch dämpfende Element kann als fluidgefüllter Ringschlauch ausgebildet sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung wird ein Fluid innerhalb des fluidgefüllten Ringschlauchs an einer Stelle, an welcher der Ringschlauch radial anschlägt, mit Druck beaufschlagt und in Umfangsrichtung verdrängt. Das umlaufende Fluid kann so bei geeigneter Viskosität eine hydraulische Dämpfung enthalten. Vorzugsweise weist der Ringschlauch eine Schweißnaht auf, an welcher das Fluid zunächst zum Stillstand kommt und dann in umgekehrter Richtung zurückläuft. Insoweit führt das Fluid eine oszillierende Bewegung aus.
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Das hydraulisch dämpfende Element könnte von Radialnocken gehalten sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung ist ein fluidgefüllter Ringschlauch problemlos zwischen die Radialnocken einklipsbar.
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Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt könnten im nicht verbauten Zustand zumindest bereichsweise konzentrisch zwischen der Aufnahme und dem Hüllkörper angeordnet sein, wobei der zweite Abschnitt zylindrisch ausgebildet und mit einem Ende an der Aufnahme angelenkt ist. Durch diese konkrete Ausgestaltung kann der zweite Abschnitt gegen die Achse des Lagers verkippt und in radialer Richtung ausgelenkt werden. Bevorzugt kann der zweite Abschnitt relativ zum ersten Abschnitt einen Axialweg von mindestens 12 mm zurücklegen. So kann eine Axialbewegung einer in der Aufnahme aufgenommenen Welle zufriedenstellend gedämpft werden. Im montierten Zustand im Kraftfahrzeug bewirkt die Gewichtskraft der Welle, dass Aufnahme und Hüllkörper nicht mehr konzentrisch zueinander angeordnet sind.
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Das hier beschriebene Lager eröffnet die Möglichkeit, ohne großen Aufwand zwischen einem konventionellen Lager, welches von Radialanschlägen aus Gummi Gebrauch macht, und einem hydraulisch dämpfenden Lager zu wechseln. Je nach den Anforderungen an die zu realisierende Akustik kann zwischen einem konventionellen und einem hydraulischen Lager gewechselt werden. Das hier beschriebene Lager ist problemlos axial aus einem Spritzgusswerkzeug bzw. einem Vulkanisationswerkzeug entformbar.
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Das hier beschriebene Lager findet insbesondere in Kraftfahrzeugen mit Längswellen Verwendung. Die Kraftfahrzeuge weisen Heckantrieb oder Allradantrieb auf.
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Mit dem hier beschriebenen Lager ist eine Isolation von Triebstrangschwingungen des Fahrzeugbodens möglich. Des Weiteren können Wellentaumelbewegungen gedämpft werden.
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Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Lagers anhand der Zeichnung zu verweisen.
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In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
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Figurenliste
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In der Zeichnung zeigen
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Lagers, welches mit einem fluidgefüllten Ringschlauch versehen ist,
- 2 eine Draufsicht auf das Lager gemäß 1 von rechts,
- 3 eine weitere perspektivische Ansicht des Lagers gemäß 3,
- 4 eine schematische Ansicht der Fertigung des fluidgefüllten Ringschlauchs, wobei der Ringschlauch eine Schweißnaht aufweist,
- 5 eine perspektivische Ansicht zweier unterschiedlicher Lager, wobei das linke Lager Radialnocken aufweist, welche als Radialanschläge dienen, und wobei das rechte Lager Radialnocken aufweist, welche einen fluidgefüllten Ringschlauch aufnehmen, und
- 6 eine perspektivische Ansicht des rechten Lagers gemäß 5, aus welcher hervorgeht, dass der zweite Abschnitt eine zylindrische Kontur aufweist, wobei der zweite Abschnitt bei einer Radialauslenkung verkippbar ist.
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Ausführung der Erfindung
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1 zeigt ein Lager für eine Welle, umfassend eine Aufnahme 1 für eine nicht gezeigte Welle und einen Hüllkörper 2, wobei der Hüllkörper 2 die Aufnahme 1 zumindest teilweise umgibt, wobei die Aufnahme 1 mit dem Hüllkörper 2 durch ein Federelement 3 aus einem Elastomer elastisch beweglich verbunden ist, wobei das Federelement 3 zwei Abschnitte 4, 5 aufweist und wobei ein erster Abschnitt 4 am Hüllkörper 2 und ein zweiter Abschnitt 5 an der Aufnahme 1 angeordnet ist. Die Abschnitte 4, 5 sind durch einen elastisch deformierbaren Verbindungsbereich 6 miteinander verbunden, welcher Speichen 7 aufweist, die durch Ausnehmungen 8 voneinander beabstandet sind.
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Der erste Abschnitt 4 ist an der Inneren Umfangfläche des Hüllkörpers 2 angeordnet. Der zweite Abschnitt 5 ist an der zylindrischen Aufnahme 1 verschwenkbar angelenkt. Der Hüllkörper 2 ist ebenfalls zylindrisch ausgebildet und konzentrisch zur Aufnahme 1 angeordnet.
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Die Speichen 7 erstrecken sich in radialer Richtung und sind in axialer Richtung deformierbar oder auslenkbar. Der zweite Abschnitt 5 erstreckt sich in axialer Richtung und ist in radialer Richtung deformierbar oder auslenkbar. Der zweite Abschnitt 5 ist als im Wesentlichen zylindrische Gummispur ausgestaltet. Die zylindrische Gummispur weist eine Länge von etwa 20 mm auf. Eine Speiche 7 weist in radialer Richtung eine Länge von etwa 13 mm auf.
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Am zweiten Abschnitt 5 sind Radialnocken 9a, 9b ausgebildet, welche in radialer Richtung von der Oberfläche des zweiten Abschnitts 5 abragen. Die Radialnocken 9a, 9b ragen in radialer Richtung sternförmig ab.
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Die Radialnocken 9a, 9b liegen den Ausnehmungen 8 axial gegenüber, wobei zwischen den Radialnocken 9a, 9b Aussparungen 10 ausgebildet sind, welche den Speichen 7 axial gegenüber liegen. Die Aussparungen 10 beabstanden die Radialnocken 9a, 9b in Umfangsrichtung voneinander.
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Benachbarte Radialnocken 9a, 9b sind in Umfangsrichtung voneinander auch in axialer Richtung beabstandet. In Umfangsrichtung folgt einem ersten Radialnocken 9a ein axial beabstandeter zweiter Radialnocken 9b, wobei dem zweiten Radialnocken 9b ein dritter Radialnocken 9c folgt, welcher axial auf der gleichen Höhe positioniert ist wie der erste Radialnocken 9a.
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Am Lager ist ein hydraulisch dämpfendes Element 11 vorgesehen, welches dem Verbindungsbereich 6 axial abgewandt angeordnet ist. Bevor das hydraulisch dämpfende Element 11 am ersten Abschnitt 4 anschlägt, muss dieses einen freien Radialweg von etwa 4,5 mm zurücklegen.
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Das hydraulisch dämpfende Element 11 ist als fluidgefüllter Ringschlauch ausgebildet.
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Das hydraulisch dämpfende Element 11 wird von den Radialnocken 9a, 9b, 9c und weiteren nicht gezeigten gleichen Radialnocken gehalten.
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Der erste Abschnitt 4 und der zweite Abschnitt 5 sind zumindest bereichsweise konzentrisch zwischen der Aufnahme 1 und dem Hüllkörper 2 angeordnet, wobei der zweite Abschnitt 5 zylindrisch ausgebildet und mit einem Ende an der Aufnahme 1 angelenkt ist. Der zweite Abschnitt 5 ist derart angelenkt, dass er gegen die Achse des Lagers in radialer Richtung verkippbar ist.
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2 zeigt eine Draufsicht von rechts auf das Lager gemäß 1. Es ist erkennbar, dass die Radialnocken 9a, 9b, 9c in axialer Richtung den Ausnehmungen 8 des Verbindungsbereichs 6 gegenüberliegen.
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3 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des Lagers gemäß 1 in einer teilweise geschnittenen Ansicht.
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4 zeigt in einer schematischen Ansicht das hydraulisch dämpfende Element 11, welches als Ringschlauch ausgebildet ist. Die gestrichelten Linien zeigen, dass der Ringschlauch aus einem länglichen Schlauch mit zwei Schlauchenden 11a, 11b gefertigt wird. Der Schlauch wird zunächst mit einem Fluid befüllt, dann zu einem Ring geformt und schließlich als Ringschlauch ausgebildet, in dem die beiden Schlauchenden 11a, 11b miteinander verschweißt werden. Hierbei entsteht eine Schweißnaht 11c, an welcher das Fluid innerhalb des Ringschlauchs beidseitig anstoßen kann, um eine oszillierende Bewegung auszuführen.
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5 zeigt zwei Lager in einer perspektivischen Ansicht. Das linke Lager zeigt Radialnocken 9d, welche im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet sind und als Radialanschläge fungieren. Die Radialanschläge kommen am Abschnitt 4 zur Anlage. Das linke Lager gemäß 5 entfaltet lediglich eine elastomere Dämpfung. Das rechte Lager gemäß 5 zeigt neben der elastomeren Dämpfung durch die Speichen 7 und den zweiten Abschnitt 5 eine hydraulische Dämpfung durch das hydraulisch dämpfende Element 11, nämlich den Ringschlauch gemäß 4. Der Ringschlauch wird von Radialnocken 9a, 9b, 9c fixiert.
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6 zeigt das rechte Lager gemäß 5 für eine Welle, umfassend eine Aufnahme 1 für eine nicht gezeigte Welle und einen Hüllkörper 2, wobei der Hüllkörper 2 die Aufnahme 1 zumindest teilweise umgibt, wobei die Aufnahme 1 mit dem Hüllkörper 2 durch ein Federelement 3 aus einem Elastomer elastisch beweglich verbunden ist, wobei das Federelement 3 zwei Abschnitte 4, 5 aufweist und wobei ein erster Abschnitt 4 am Hüllkörper 2 und ein zweiter Abschnitt 5 an der Aufnahme 1 angeordnet ist. Die Abschnitte 4, 5 sind durch einen elastisch deformierbaren Verbindungsbereich 6 miteinander verbunden, welcher Speichen 7 aufweist, die durch Ausnehmungen 8 voneinander beabstandet sind.
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Der zweite Abschnitt 5 ist an der Aufnahme 1 derart angeordnet, dass er bei einer Radialauslenkung verkippbar ist. Der zweite Abschnitt 5 weist eine zylindrische Kontur auf. Der zweite Abschnitt 5 ist an dem Ende der Aufnahme 1 angelenkt, an welchem das hydraulisch dämpfende Element 11 angeordnet ist.
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Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
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Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass die zuvor ausgewählten Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.
