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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sichern der Außenhülse eines rotationssymmetrischen Aggregatelagers, insbesondere für Aggregatelagerungen von Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine Vorrichtung zum Sichern der Außenhülse eines rotationssymmetrischen Aggregatelagers beschreibt beispielsweise die
DE 103 55 062 A1 (zum Beispiel
28), bei der die Außenhülse des Aggregatelagers zu deren Sicherung in einem Aufnahmeauge einerseits mit einem starren Ringbund und andererseits mit einer wulstförmig umlaufenden Erweiterung versehen ist. Die Erweiterung bewirkt aber zwangsläufig eine erschwerte Montage des Aggregatelagers beim Einsetzen der Außenhülse in das Aufnahmeauge und kann bei scharfkantigen Außenhülsen beim Einsetzen beschädigt werden, zum Beispiel abgeschert werden.
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Weiter ist aus der
DE 10 2004 045 669 A1 ein gattungsbildendes Gummibuchsenlager mit einem segmentierten Außenteil bekannt, das eine Innenhülse, einen Elastomerkörper sowie eine Außenhülse aufweist. Im eingepressten Zustand liegt ein Ringbund des einen stirnseitigen Außenhülsenendes am zugeordneten Aufnahmeauge an, während das gegenüberliegende, segmentierte Außenhülsenende mittels einer Schnapplippenausgestaltung das gegenüberliegende stirnseitige Ende des Aufnahmeauges elastisch hintergreift.
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Weiter ist aus der
JP 2009-085315 A ein Dämpfungslager mit einem Elastomerkörper bekannt, bei dem zur Einstellung der Antivibrationseigenschaften ein Adapterelement zwischen Elastomerkörper und Aufnahmeauge eingesetzt wird.
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Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine fertigungstechnisch einfache und montagegünstige, aber dennoch zuverlässig wirkende Vorrichtung anzugeben.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß Anspruch 1 wird eine Vorrichtung zum Sichern der Außenhülse eines rotationssymmetrischen Aggregatelagers, insbesondere für Aggregatelagerungen von Kraftfahrzeugen, vorgeschlagen, die in ein Aufnahmeauge eines Tragteils eingesetzt ist eine Außenhülse, einen Elastomerkörper und ein Lagerinnenteil aufweist, wobei die Außenhülse an den Stirnseiten des Aufnahmeauges einerseits über ein Anschlagelement, vorzugsweise ein unelastisches. bzw. festes und/oder stabiles Anschlagelement (zum Beispiel ein Ringbund), und andererseits über eine elastisch nachgiebige Erweiterung gehalten ist. Die Erweiterung ist durch wenigstens eine umfangsseitig umlaufende radial federnde Rastnase gebildet, die im montierten Zustand das Aufnahmeauge hintergreift, insbesondere dort einschnappt bzw. elastisch einschnappt. Mit einer derartigen Rastnase kann ein mit einem gegenüberliegenden Anschlagelement, das bevorzugt als stabiler Ringbund ausgebildet ist, vergleichbarer Formschluss erreicht werden, der die Außenhülse zuverlässig in dem Aufnahmeauge bzw. in der büchsenförmigen Aufnahme sichert. Dabei ist durch die federnd angebundene wenigstens eine Rastnase die Montage des Aggregatelagers vorteilhaft vereinfacht, weil dadurch ein zuverlässiges Einschnappen ohne Abscheren bewirkt werden kann. Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass zur vorteilhaften federnden Anbindung der wenigstens einen Rastnase, die Außenhülse radial unterhalb der wenigstens einen Rastnase eine Hinterschneidung aufweist, die sich axial bis über die jeweilige Rastnase hinweg in die Außenhülse hinein erstreckt. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, relativ harte, unelastische Werkstoffe für die Außenhülse zu verwenden und dennoch die Montagekräfte niedrig zu halten. Weiter weist die die Außenhülse erfindungsgemäß wenigstens an einem stirnseitigen Ende, vorzugsweise an den beiden stirnseitigen Enden, wenigstens eine sich nach radial innen erstreckende Ringwand auf, an der sich der Elastomerkörper abstützt. Weiter erfindungsgemäß schließt sich die auf der Seite oder im Bereich der wenigstens einen Rastnase ausgebildete Ringwand unmittelbar an die Hinterschneidung nach radial innen an und/oder ist Bestandteil der Hinterschneidung.
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Es können sowohl mehrere, umfangsverteilte Rastnasen vorgesehen sein oder es kann an der Außenhülse eine einzige ringförmig umlaufende Rastnase ausgebildet sein, die gegebenenfalls höhere Haltekräfte aufnehmen kann als mehrere Rastnasen und die fertigungstechnisch nahezu keinen Mehraufwand erfordert.
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Die wenigstens eine Rastnase kann besonders montagegünstig eine Einführschräge aufweisen, deren kleinster Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Aufnahmeauges ist. Damit bildet die wenigstens eine Rastnase eine Vorzentrierung des Aggregatelagers beim Einsetzen in das Aufnahmeauge. Der Winkel der Einführschräge kann dabei bevorzugt etwa 30 Grad betragen.
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Weiter kann optional vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Ringwand in Richtung zum Elastomerkörper hin mit einer Schrägfläche ausgebildet ist, an der sich der Elastomerkörper abstützt, vorzugsweise mit einem Schenkel eines X-förmig ausgebildeten Elastomerkörpers abstützt. Diese Maßnahmen erlauben einzeln sowie in Kombination untereinander eine vorteilhafte Versteifung des Lageraufbaus und können zudem die vorteilhafte Vorspannung von insbesondere der wenigstens einen Rastnase in Richtung deren Eingriffstellung unterstützen.
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Aus Einbaugründen bzw. zu einer axial kurz bauenden Konstruktion kann es besonders zweckmäßig sein, wenn in dem Aufnahmeauge eine zur Stirnseite offene Ringnut eingeformt ist und die wenigstens eine Rastnase innerhalb der Ringnut die dort gebildete Ringschulter hintergreift. Die Rastnase kann damit quasi in das Aufnahmeauge dergestalt hinein verlagert werden, dass diese außenbündig mit dem Aufnahmeauge ist und keinen gegebenenfalls störenden Überstand aufweist.
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Die Außenhülse ist bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, der die erforderliche Elastizität, aber auch eine ausreichende Festigkeit der Rastnase sicherstellt. Ferner kann die Außenhülse zusätzlich mit Presssitz in der büchsenförmigen Aufnahme gehalten sein.
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Schließlich besteht eine bevorzugte Verwendung der angeführten Aggregatelager an einer Mehrpunktaufhängung, insbesondere in einer Dreipunktaufhängung oder Vierpunktaufhängung, eines Differenzialgetriebes an einer angetriebenen Achse von Kraftfahrzeugen, wobei die Aufnahmeaugen in einem das Differenzialgetriebe tragenden Hilfsrahmen ausgeführt sind, in die die Außenhülse der Aggregatelager mit ihrem jeweiligen Ringbund und ihren jeweiligen Rastnasen entsprechend eingesetzt sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
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Die schematische Zeichnung zeigt in:
- 1 eine raumbildliche Teilansicht eines über eine Mehrpunktlagerung an einem Hilfsrahmen aufgehängten Differenzialgetriebes für eine angetriebene Hinterachse eines Kraftfahrzeugs;
- 2 einen Längsschnitt durch eines der Aggregatelager nach 1, dessen Außenhülse in einem Aufnahmeauge des Hilfsrahmens mittels eines Ringbunds einerseits und wenigstens einer umlaufenden Rastnase andererseits axial gesichert ist; und
- 3 eine Einzelheit Z des Aggregatelagers nach 2 mit einer über eine Hinterschneidung federnd angelenkte wenigstens eine Rastnase.
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In der 1 ist nur abschnittsweise ein Hilfsrahmen 10 an einer angetriebenen Hinterachse für Kraftfahrzeuge dargestellt, der unter anderem einen Längsholm 12 und einen Querholm 14 aufweist und an dem schwingungsisoliert über zum Beispiel drei Aggregatelager 16 (auf der Zeichnung sind nur die zwei linksseitig montierten Aggregatelager 16 ersichtlich) ein Differenzialgetriebe 18 gelagert ist.
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Gegebenenfalls könnten auch vier oder mehr Aggregatelager 16 in einer Vierpunkt- oder Mehrpunktaufhängung vorgesehen sein, wobei dann im Falle einer Vierpunktlagerung die beiden rechtsseitigen Aggregatelager 16 im Wesentlichen spiegelbildlich gleich an dem rechten Längsholm des Hilfsrahmens 10 angeordnet wären.
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Über die Aggregatelager 16 sind neben der statischen Belastung die aus den Antriebskräften und -momenten resultierenden, dynamischen Belastungen abgestützt, die unter anderem über die antreibende Kardanwelle auf den Antriebsflansch 20 des Differenzialgetriebes und über die abtreibenden Gelenkwellen (nicht ersichtlich) wirken.
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Die rotationssymmetrischen Aggregatelager 16 (2 und 3) weisen im Wesentlichen einen rohrförmigen Lagerkern 22, eine rotationssymmetrische Außenhülse 24 und einen dazwischen befindlichen, gummielastischen Ringkörper 26 auf, der hier eine X-Form mit vier X-Schenkeln 26a aufweist. Der Lagerkern 22 ist hier beispielhaft mittels einer diesen durchragenden Schraube 28 mit dem Gehäuse des Differenzialgetriebes 18 fest verbunden.
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Es sei bemerkt, dass das Aggregatelager 16 im Folgenden nur soweit beschrieben ist, als dies für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist.
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Die Außenhülse 24, die gemäß der oberen Hälfte der Zeichnung 2 auch zweiteilig sein kann, ist zum Beispiel aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und in ein Aufnahmeauge 30 des das Aggregatelager 16 aufnehmenden Längsholms 12 (dies kann auch ein Querholm 14 sein) eingepresst.
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Dabei weist die Außenhülse 24 an der dem Kopf der Schraube 28 zugewandten Stirnseite ein vorzugsweise als Ringbund 32 ausgebildetes stabiles Anschlagelement auf, das sich an dem Längsholm 12, diesen übergreifend, entsprechend abstützt.
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An der entgegengesetzten Stirnseite der Außenhülse 24 ist eine umlaufende, ringförmige Rastnase 34 (vgl. auch 3) ausgebildet, die dort federnd angelenkt ist und die im montierten Zustand formschlüssig eine in das Aufnahmeauge 30 eingearbeitete Ringschulter 30a hintergreift. Die Rastnase könnte gegebenenfalls aber auch die Stirnseite der Außenhülse 24 unmittelbar hintergreifen. Ebenso könnten umfangsverteilt mehrere voneinander beabstandete Rastnasen 34 vorgesehen sein.
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Die Ringschulter 30a schließt an eine zur Stirnseite der Außenhülse 24 offene Ringnut 30b an, wobei die wenigstens eine Rastnase 34 im Wesentlichen innerhalb der Ringnut 30b liegt, und somit bündig mit einer Außenfläche des Aufnahmeauges 30 ist.
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Die federnde Anlenkung der wenigstens einen Rastnase 34 ist vorteilhaft durch wenigstens eine radial unterhalb der jeweiligen Rastnase 34 ausgebildete, vorzugsweise umlaufende Hinterschneidung 36 unterstützt, die sich von der Stirnseite der Außenhülse 24 ausgehend über die Rastnase 34 hinaus in die Außenhülse 24 hinein erstreckt (3). Die Außenhülse 24 ist dabei durch eine radial nach innen ragende Ringwand 24a verstärkt ausgeführt, an der auch der hier im Querschnitt X-förmige elastische Ringkörper 26 mit einem X-Schenkel 26a in axialer Richtung anliegt und abgestützt ist. Zudem sind die anderen, gegenüberliegenden X-Schenkel 26a an einer ringbundseitigen Ringwand 32a abgestützt. Wie weiter dargestellt, sind die beiden stirnseitig angeordneten Ringwände 24a, 32a hier in Richtung zum Elastomerkörper 26 hin mit einer Schrägfläche 33 ausgebildet, an der sich der Elastomerkörper 26 mit einem Schenkel 26a eines des X-förmig ausgebildeten Elastomerkörpers 26 abstützt. Diese spezielle X-Lageranordnung ermöglicht zudem ein vorteilhaftes Vorspannen von sowohl dem Ringbund 32 als auch der wenigstens einen Rastnase 34 in deren Eingriffsstellung.
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An der wenigstens einen Rastnase 34 ist ferner in einem Winkel α von hier beispielhaft ca. 30 Grad zur Lagermittelachse eine Einführschräge 34a angeformt, deren kleinster Durchmesser kleiner als der Durchmesser der büchsenförmigen Aufnahme 30 ist, wodurch bei der Montage des Aggregatelagers 16 die Außenhülse 24 vorzentrierbar ist.
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Das Aggregatelager 16 wird als Montageeinheit mit der Rastnase 34 voraus in das Aufnahmeauge 30 eingepresst, wobei zunächst die Rastnase 34 radial nach innen in den Freiraum der Hinterschneidung 36 hinein verformt wird.
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Mit dem Anlegen des Ringbundes 32 der Außenhülse 24 an dem Längsholm 12 kann die Rastnase 34 die Ringschulter 30a des Aufnahmeauges 30 hintergreifen bzw. in die Ringnut 30b einschnappen. Der Formschluss zum Sichern der Außenhülse 24 bzw. des Aggregatelagers 16 in der büchsenförmigen Ausnehmung 30 bzw. in dem Längsholm 12 ist damit hergestellt.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Gegebenenfalls könnten, wie bereits zuvor erwähnt, anstelle einer einzigen umlaufenden Rastnase 34 auch mehrere, umfangsverteilte Rastnasen 34 an der Außenhülse 24 vorgesehen sein.
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Die Außenhülse 24 kann wie in 2 dargestellt einteilig (untere Hälfte) oder zweiteilig (obere Hälfte) ausgeführt sein, abhängig von der jeweiligen Lagerkonstruktion.
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Gegebenenfalls kann die Rastnase 34 auch unmittelbar die korrespondierende Stirnseite der Außenhülse 24 hintergreifen.
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Ebenso kann anstelle des Ringbundes 32 an der der wenigstens einen Rastnase 34 gegenüberliegenden Seite auch ein anderes stirnseitiges am Aufnahmeauge 30 anliegendes bzw. dort angreifendes bzw. eingreifendes Anschlagelement vorgesehen sein. Dieses Anschlagelement kann zum Beispiel auch durch mehrere umfangsseitig beabstandete Stege oder dergleichen gebildet sein.
