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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elastomerlager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein gattungsgemäßes Elastomerlager hat üblicherweise einen Innenteil und einen Außenteil sowie einen dazwischen angeordneten Elastomerkörper. Gattungsgemäß ist der Elastomerkörper mit einem Käfig verstärkt. Der Käfig ist üblicherweise in den Elastomerkörper einvulkanisiert.
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Gattungsgemäße Elastomerlager sind im Stand der Technik, insbesondere im Bereich des Kraftfahrzeugbaus, seit langem bekannt. Üblicherweise werden über diese zwei Teile bzw. Baugruppen miteinander verbunden und gelagert. Auf der Außenseite eines Elastomerkörpers ist hierzu als äußere Lagerteilaufnahme üblicherweise ein als Hülse ausgebildeter Außenteil vorgesehen. Sofern das Elastomerlager als Hydrolager ausgebildet ist, schließt diese Hülse zwischen sich und dem Elastomerkörper regelmäßig zumindest zwei üblicherweise einander gegenüberliegende radiale Ausgleichskammern ein, die üblicherweise über einen radialen Dämpfungskanal miteinander verbunden sind. Auch an den sich gegenüberliegenden axialen Enden kann das Elastomerlager axiale Ausgleichskammern aufweisen, die üblicherweise ebenfalls über einen Kanal, in diesem Fall einen axialen Ausgleichskanal miteinander verbunden sind. Die Kammern sind üblicherweise mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt und können miteinander kommunizieren. Ein als Hydrolager ausgebildetes Elastomerlager bewirkt aufgrund der Umlagerung der Hydraulikflüssigkeit beim Durchleiten von Stützkräften vibrierender Bauteile in einem Fahrzeug eine zusätzliche Dämpfung.
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Die
GB 411 622 A offenbart ein Elastomerlager mit einer Innenhülse, einer Außenhülse und zwei dazwischen angeordneten Zwischenhülsen, wobei zwischen zwei benachbarten Hülsen jeweils ein Elastomerkörper angeordnet ist. Die radial äußere Zwischenhülse ist an ihren axialen Enden mit radial nach außen abstehenden Zungen versehen, die jeweils in einem in der Außenhülse vorgesehenen, in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz angeordnet und in diesem begrenzt bewegbar sind.
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Die
DE 10 2004 019 917 A1 offenbart ein Lager für ein Kraftfahrzeug, mit einem Innenteil, welches an seiner Außenmantelfläche eine in Längsrichtung verlaufende erste Wellenkontur aufweist, einer das Innenteil umgreifenden Außenhülse, welche an ihrer Innenmantelfläche eine in Längsrichtung verlaufende zweite Wellenkontur aufweist, einem zwischen den beiden Wellenkonturen angeordneten und in Längsrichtung wellenförmig verlaufenden Elastomerkörper, über den das Innenteil mit der Außenhülse verbunden ist, wobei die beiden Wellenkonturen nicht äquidistant zueinander sind. Die Außenhülse weist an ihrer Außenmantelfläche eine in Längsrichtung verlaufende dritte Wellenkontur auf, wobei die Außenhülse von einer zweiten Außenhülse umgriffen ist, welche an ihrer Innenmantelfläche eine in Längsrichtung verlaufende vierte Wellenkontur aufweist, wobei zwischen der Außenhülse und der zweiten Außenhülse ein in Längsrichtung wellenförmig verlaufender zweiter Elastomerkörper angeordnet ist, über den die Außenhülse mit der zweiten Außenhülse verbunden ist.
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Ein Elastomerlager ist beispielsweise aus der
DE 102 32 393 B4 bekannt. Elastomerlager dieser Art müssen üblicherweise axiale Lasten übertragen. Des Weiteren dämpfen diese in radialer Richtung zu übertragende Lasten und Schwingungen. Die Übertragung von Stützlasten unter Zwischenschaltung des Elastomerkörpers erfolgt üblicherweise zwischen dem Innenteil, welcher hierzu regelmäßig zumindest an einem seiner stirnseitigen Enden mit einem Befestigungsflansch versehen ist, und der Außenumfangsfläche des Elastomerkörpers.
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Insbesondere mit Blick auf die Übertragung axialer Kräfte gibt es im Stand der Technik Maßnahmen, den Außenteil gegenüber dem Elastomerkörper zu sichern. So ist es bekannt, den Außenteil mit einer nach innen umbogenen Lasche zu versehen, welche den Elastomerkörper und den darin aufgenommenen Käfig an einer axialen Endseite übergreift. Damit wird eine einseitig sichere Übertragung axialer Kräfte zwischen dem Außenteil und dem Elastomerkörper bewirkt. Das Umbördeln der Lasche des Außenteiles bringt allerdings erhöhte Fertigungskosten mit sich. Auch ist es bekannt, im Rahmen eines Kalibriervorganges, bei welchem der Außenteil an die Außenumfangsfläche des Elastomerteils durch Kaltverformung angelegt wird, an dem Umfang des Außenteiles verteilt mehrere Eindrückungen vorzusehen, die radial nach innen ausgeformt werden und den Außenteil gegenüber dem Käfig in axialer Richtung sichern sollen. Der Käfig ist üblicherweise im Bereich der Radialkammern ausgespart, so dass die Eindrückungen im Wesentlichen gegen den dadurch ausgebildeten inneren Rand des Käfigs wirken.
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Sowohl das Ausformen von axial endseitig vorgesehenen Laschen an dem Außenteil wie auch das Kaltverformen von Eindrückungen bringen Nachteile mit sich. Zwar wird durch diese axialen Sicherungsmaßnahmen eine hohe statische Gegenkraft erzeugt, die ein Auspressen des Elastomerkörpers aus dem Außenteil verhindert. Dynamische Belastungen können aber nur begrenzt abgefangen werden. Bereits bei geringen Vorlasten von weniger als 100 N rutscht der Außenteil in Auspressrichtung relativ zu dem Elastomerkörper. Dies führt insbesondere bei Hydrolagern zu einem schnellen Flüssigkeitsaustritt und kann bei den mit umbördelten Laschen des Außenrohres versehenen Ausgestaltungen dazu führen, dass die Lasche bricht.
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Entsprechendes gilt für eine einseitig durch den Käfig ausgeformte Lasche. Aus tiefziehtechnischen Gründen ist das gegenüberliegende Ende des tiefgezogenen Käfigs radial nach innen gestellt. Die freie Stirnseite des Käfigs bildet dementsprechend einen radial nach innen vorspringenden scharfkantigen Rand aus. Bei einer radialen Auslenkung des Elastomerlagers wird das Elastomer zwischen diesem scharfkantigen Rand und der Außenumfangsfläche des Innenteils gequetscht, was zu hohen Flächenpressungen führt, so dass das elastomere Material schnell verschleißen kann. Des Weiteren besteht die Gefahr, dass der zunächst in das elastomere Material des Elastomerkörpers eingehüllte Käfig im Rahmen der Benutzung des Elastomerlagers freigelegt wird, so dass der durch das elastomere Material geschaffene Korrosionsschutz verloren geht. Der Käfig beginnt zu korrodieren. Bei Hydrolagern besteht die Möglichkeit eines Flüssigkeitsaustritts aus dem Lager.
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Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Elastomerlager der eingangs genannten Art zu schaffen, welches in vermindertem Maße dem zuvor beschrieben radialen Verschleiß ausgesetzt ist und darüber hinaus eine gute axiale Sicherung des Außenteiles relativ zu dem Innenteil erlaubt.
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Zur Lösung dieses Problems wird mit der vorliegenden Erfindung ein Elastomerlager mit den Merkmalen von Anspruch 1 angegeben. Dieses unterscheidet sich dadurch von dem Stand der Technik, dass der Außenteil in axialer Richtung formschlüssig zwischen den Enden des Käfigs gehalten ist.
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Danach liegt bei dem erfindungsgemäßen Elastomerlager der Außenteil zwischen sich gegenüberliegenden Teilen des Käfigs fest. Es handelt sich dabei um die axialen Endbereiche des Käfigs. Diese sind üblicherweise vor dem Umhüllen des Käfigs mit dem den Elastomerkörper ausbildenden Elastomermaterial durch Biegen hergestellt. Die den Außenteil in axialer Richtung formschlüssig einschließenden Enden des Käfigs können mehrfach umbogen sein.
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Mit Blick auf eine möglichst kompakte und raumsparende Ausgestaltung bilden die Enden gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung einen sich in radialer Richtung erstreckenden Endabschnitt aus. Dieser Endabschnitt geht üblicherweise unmittelbar von dem Hauptabschnitt des Käfigs ab, der sich in axialer Richtung erstreckt. Erfindungsgemäß ist das den Käfig ausformende Blechmaterial dementsprechend endseitig lediglich um 90° zur Ausformung von zwei sich gegenüber liegenden und den Außenteil zwischen sich einschließenden Endabschnitten umbogen. Auf der dem Außenteil gegenüberliegenden radialen Innenseite des Käfigs wird bei dieser bevorzugten Ausgestaltung durch diesen im Endbereich ein nach innen zeigender konvexer Krümmungsradius ausgeformt, der als Radialanschlag für den Innenteil bei einer radialen Auslenkung unter Zwischenlage des elastomeren Materials dienen kann, hierbei aber aufgrund seiner gleichmäßigen Krümmung das elastomere Material unkritisch beansprucht.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung überragt zumindest einer der Endabschnitte nicht eine durch den Außenteil gebildete Anlagefläche. Dementsprechend kann der Außenteil mit einem nur sehr geringen Übermaß zunächst auf den Elastomerkörper aufgeschoben und durch geringe radiale Kalkverformung an die Außenumfangsfläche des Elastomerkörpers und zwischen die einander gegenüberliegenden Enden des Käfigs einkalibriert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung überdecken die Enden des Käfigs den Außenteil radial um zumindest die halbe Wandstärke desselben. Dementsprechend ist der Außenteil zumindest über seine halbe Wandstärke formschlüssig zwischen den Enden des Käfigs in axialer Richtung fixiert. Die Fixierung erfolgt dabei üblicherweise unter Zwischenlage des elastomeren Materials des Elastomerkörpers, der üblicherweise den Käfig vollständig umhüllt.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung, die mit ihrer einzigen 1 eine Längsschnittansicht des Ausführungsbeispiels zeigt.
- Die 1 zeigt eine Längsschnittansicht eines Elastomerlagers 1, welches als Hydrolager ausgebildet ist und einen Innenteil 2, einen als zylindrische Hülse 3 ausgeformten Außenteil sowie einen dazwischen angeordneten Elastomerkörper 4 hat. Der Elastomerkörper 4 bildet an radial gegenüberliegenden Seiten radiale Ausgleichskammern 5 aus, die über ein Radialkanalelement 6, welches einen Radialkanal 7 ausformt, miteinander kommunizieren. Die in 1 gezeigte rechte radiale Ausgleichskammer 5 öffnet sich radial innenseitig zu einem in dem Innenteil 2 ausgesparten Befüllungskanal 8.
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Neben dem Elastomerkörper 4, der auf den Innenteil 2 aufvulkanisiert ist, ist ein weiteres Elastomerteil 9 an einem axialen Ende des Innenteils 2 vorgesehen, welches teilweise auf den den Innenteil 2 bekleidenden Elastomerkörper 4 und teilweise unmittelbar auf den Innenteil 2 aufgeschoben ist und einen Befestigungsflansch 10 abstützt, der an einem stirnseitigen Ende des Innenteils 2 montiert ist.
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In den Elastomerkörper 4 ist ein mit Bezugszeichen 11 gekennzeichneter Käfig einvulkanisiert. Die axialen Enden des Käfigs 11 sind mit Bezugszeichen 12 gekennzeichnet und radial nach außen um 90° gebogen. Hierdurch werden sich in radialer Richtung erstreckende Endabschnitte 13 ausgeformt. Die sich zunächst in radialer Richtung erstreckende Stirnseite des Käfigs 11 ist danach in axialer Richtung ausgerichtet. Zwischen diesem Endabschnitt 13 und einem mit Bezugszeichen 14 gekennzeichneten Hauptabschnitt bildet der Käfig 11 einen konvexen Krümmungsradius 15 aus.
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Der Endabschnitt 13 überragt in radialer Richtung zumindest eine radiale Innenumfangsfläche der Hülse 3. Der Endabschnitt 13 endet radial zwischen der Innenumfangsfläche und der Außenumfangsfläche der Hülse 3 und überdeckt die Hülse 3 zu etwa 2/3 ihrer Wandstärke. Zwischen den einander gegenüberliegenden Endabschnitten 13 und der Hülse 3 befindet sich elastomeres Material des Elastomerkörpers 4.
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Die Hülse 3 ist durch die zuvor beschriebene Ausgestaltung zwischen den Endabschnitten 13 in axialer Richtung formschlüssig gehalten. Es besteht daher nicht die Gefahr, dass die Hülse 3 bei übermäßiger axialer Belastung relativ zu dem Elastomerkörper 4 axial ausgepresst wird. Vielmehr wird durch die Ausgestaltung sichergestellt, dass die Hülse 3 in axialer Richtung fest relativ zu dem Käfig 11 und damit dem Elastomerkörper 4 gehalten ist.
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Der konvexe Krümmungsradius 15 dient als radialer Anschlag bei einer radialen Auslenkung des Innenteils 2 relativ zu der Hülse 3 unter Zwischenlage des elastomeren Materials des Elastomerkörpers 4. Bei einer radialen Auslenkung des Innenteils 2 stößt dementsprechend der Flansch 10 bzw. ein an dem gegenüberliegenden axialen Ende des Innenteils 2 vorgesehener Ring 16 gegen eine gleichmäßig gekrümmte Kontur des Käfigs 11, so dass eine Überbeanspruchung des elastomeren Materials nicht zu befürchten ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elastomerlager
- 2
- Innenteil
- 3
- Hülse
- 4
- Elastomerkörper
- 5
- radiale Ausgleichskammer
- 6
- Radialkanalelement
- 7
- Radialkanal
- 8
- Befüllungskanal
- 9
- weitere Elastomerkörper
- 10
- Befestigungsflansch
- 11
- Käfig
- 12
- Ende des Käfigs
- 13
- Endabschnitt
- 14
- Hauptabschnitt
- 15
- Krümmungsradius
- 16
- Ring
