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Die Erfindung betrifft ein Hydrolager mit einer elastischen Tragfeder, einer von der Tragfeder teilweise umschlossenen Arbeitskammer, die mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, einer elastischen, elastomeren Rollmembran, einer von der Rollmembran teilweise umschlossenen Ausgleichskammer, einer die Arbeitskammer von der Ausgleichskammer trennende Trenneinheit, die zwischen der Tragfeder und der Rollmembran angeordnet ist, einem sich zwischen der Arbeitskammer und der Ausgleichkammer erstreckenden Drosselkanal zum Austausch von Hydraulikflüssigkeit, und einem Befestigungsring, der radial außenseitig zu der Tragfeder, der Trenneinheit und der Rollmembran angeordnet ist, wobei die Tragfeder und die Rollmembran mit dem Befestigungsring jeweils umlaufend dichtend verbunden sind.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie, einem Motorantrieb und einem als Hydrolager ausgestalteten Motorlager, das eine lagernde Verbindung zwischen dem Motorantrieb und der Fahrzeugkarosserie herstellt.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung einer Einheit aus einem Klemmring und einer Rollmembran für ein Hydrolager.
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Hydrolager, die auch als Hydrauliklager bezeichnet werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie dienen zur elastischen Abstützung von Aggregaten, insbesondere von Kraftfahrzeugmotoren. Mit Hilfe derartiger, sich z. B. zwischen einem Motor und einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere dem Chassis, des Kraftfahrzeugs befindenden Hydrolagern soll verhindert werden, dass Vibrationen des Motors auf das Chassis übertragen werden, da die Vibrationen von einem Fahrgast des Kraftfahrzeugs oftmals als unangenehme Geräusche wahrgenommen werden.
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In ihrer Grundversion weist ein derartiges Hydrolager üblicherweise eine elastomere Tragfeder, insbesondere ein entsprechendes Gummielement, auf, die auch als Tragkörper bezeichnet wird. Die Tragfeder dient zur Aufnahme von äußeren Kräften. Außerdem dient die Tragfeder zum teilweise umschließen einer Arbeitskammer, die vorzugsweise einen Teil eines hydraulischen Dämpfers des Hydrolagers bildet. Um die Arbeitskammer umgreifen zu können, kann die Tragfeder beispielsweise nach Art eines Hohl-Konus ausgestaltet sein. Die Tragfeder kann also einen einseitig geöffneten Hohlraum ausbilden. Dabei kann die Wandung der Arbeitskammer zumindest teilweise von der Tragfeder gebildet sein. In diesem Fall bildet der Hohlraum der Tragfeder zumindest einen Teil der Arbeitskammer aus. Die Tragfeder kann auch in der Weise ausgestaltet sein, dass sie eine Mantelwandung der Arbeitskammer bildet. Auch in diesem Fall umschließt die Tragfeder die Arbeitskammer zumindest teilweise. Mit dem Umschließen ist deshalb ein zumindest teilweises Umschließen gemeint.
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An der oberen, spitzen Stirnseite der Tragfeder kann eine obere Abdeckung vorgesehen sein, an der ein Anschlusselement zur Befestigung des Motors angebracht ist. Das Anschlusselement ist beispielsweise ein Gewindebolzen, der mit dem Motor verschraubt werden kann.
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Der genannte hydraulische Dämpfer eines Hydrolagers umfasst vorzugsweise zumeist mindestens zwei Kammern, nämlich die Arbeitskammer und die Ausgleichskammer. In Längsrichtung des Hydrolagers ist die Ausgleichskammer für gewöhnlich unterhalb der Arbeitskammer angeordnet. Um die Arbeiterkammer und die Ausgleichskammer räumlich voneinander zu trennen, ist zwischen der Ausgleichskammer und der Arbeitskammer eine Trenneinheit, insbesondere ausgestaltet als eine Trennwand, angeordnet. Außerdem ist ein sich zwischen der Arbeitskammer und der Ausgleichkammer erstreckender Drosselkanal zum Austausch von Hydraulikflüssigkeit vorgesehen. Mittels des Drosselkanals entsteht deshalb eine hydraulische Kopplung zwischen der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer. Vorzugsweise ist der Drosselkanal zumindest abschnittsweise von der Trenneinheit ausgebildet. Alternativ kann der Drosselkanal auch von der Trenneinheit getrennt ausgebildet sein. Vorzugsweise sind auch die Ausgleichskammer zumindest teilweise und/oder der Drosselkanal zumindest teilweise mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Als Hydraulikflüssigkeit wird vorzugsweise ein Gemisch aus Glykol und Wasser eingesetzt.
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Die Ausgleichskammer dient zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit aus der Arbeitskammer, wenn der Druck in der Arbeitskammer steigt und Hydraulikflüssigkeit durch den Drosselkanal in Richtung der Ausgleichskammer strömt. Die Ausgleichskammer ist von einer elastischen Rollmembran des Hydrolagers teilweise umschlossen. Die Rollmembran ist dazu als Elastomer-Rollmembran ausgestaltet, so dass sich ein Volumen der Ausgleichskammer verändern kann. Bezüglich des Umschließens wird bevorzugt auf die vorherigen Erläuterungen zu der Tragfeder analog Bezug genommen. Mit dem Umschließen ist deshalb ein zumindest teilweises Umschließen gemeint. Außerdem bildet die Rollmembran vorzugsweise einen einseitig geöffneten Hohlraum aus. Dabei kann die Wandung der Ausgleichskammer zumindest teilweise von der Rollmembran gebildet sein. In diesem Fall bildet der Hohlraum der Rollmembran zumindest einen Teil der Ausgleichskammer aus.
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Bei einer Belastung des Hydrolagers wirkt eine Kraft in Längsrichtung des Hydrolagers auf die Tragfeder, so dass sich diese elastisch verformt. Diese Verformung wird auch als Einfedern der Tragfeder bezeichnet. Die Arbeitskammer ist von der Tragfeder zumindest teilweise umschlossen, so dass sich die Arbeitskammer durch das Einfedern der Tragfeder verkleinert wird. Damit steigt der Druck in der Arbeitskammer an, woraufhin ein Teil der Hydraulikflüssigkeit aus der Arbeitskammer durch den Drosselkanal in die Ausgleichskammer strömt. Für die strömende Hydraulikflüssigkeit stellt der Drosselkanal einen Strömungswiderstand dar. Das Durchströmen von Hydraulikflüssigkeit durch den Drosselkanal dämpft deshalb die Einfederbewegung.
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Ein derartiges Hydrolager ist beispielsweise aus dem Dokument
DE 693 00 371 T2 bekannt.
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Um einen Flüssigkeitsaustritt aus dem Hydrolager effektiv zu verhindern, ist ein Befestigungsring vorgesehen. Der Befestigungsring kann nach Art eines Rohrabschnitts ausgestaltet sein. Der Befestigungsring erstreckt sich von der Tragfeder zu der Rollmembran. Alternativ oder ergänzend kann der Befestigungsabschnitt als Befestigungsmittel zwischen der Tragfeder und der Rollmembran dienen. Dabei ist es vorgesehen, dass der Befestigungsring radial außenseitig zu der Tragfeder, der Trenneinheit und der Rollmembran angeordnet ist, und dass die Tragfeder und die Rollmembran mit dem Befestigungsring jeweils umlaufend dichtend verbunden sind. Somit können die Tragfeder, der Befestigungsring und die Rollmembran einen Innenraum des Hydrolagers begrenzen. Die Verbindungen zu dem Befestigungsring können dabei in Axialrichtung des Befestigungsrings voneinander beanstandet sein. Der so entstehende Raum zwischen der Tragfeder und der Rollmembran dient zur Aufnahme der Trenneinheit. Zwischen der Arbeiterkammer und der Ausgleichkammer kann also die Trenneinheit, insbesondere die Trennwand, angeordnet sein. Die Trenneinheit kann dabei die Öffnung des Hohlraums der Tragfeder und/oder die Öffnung des Hohlraums der Rollmembran zumindest im Wesentlichen schließen, so dass sich die Arbeiterkammer beziehungsweise die Ausgleichkammer ausbilden können.
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Um eine Baueinheit aus Tragfeder, Befestigungsring, Trenneinheit und Rollmembran herzustellen, sind mehrere Schritte notwendig. So ist beispielsweise die Verbindung zwischen der Tragfeder und dem Befestigungsring herzustellen. Der Befestigungsring ist vorzugsweise aus einem Kunststoff, insbesondere auf Basis eines Elastomers, hergestellt. Alternativ oder ergänzend kann der Befestigungsring metallisch sein. So ist es denkbar, dass der Befestigungsring aus einem Verbundwerkstoff hergestellt ist, der beispielsweise metallische und elastomere Komponenten aufweist. Bei der Verbindung zwischen der Tragfeder und dem Befestigungsring handelt es sich vorzugsweise um eine stoffschlüssige Verbindung. Alternativ oder ergänzend kann auch eine kraftschlüssige und/oder ein formschlüssige Verbindung vorgesehen sein. Vorzugsweise übergreift der Befestigungsring mit einer stirnseitigen Öffnung die Tragfeder, wobei sich die Verbindung zwischen einer radial innenseitigen Mantelfläche des Befestigungsrings und einer radial außenseitigen Fläche der Tragfeder ausbildet. Durch die gegenüber angeordnete, stirnseitige Öffnung des Befestigungsrings kann die Trenneinheit in den rohrförmigen Hohlraum des Befestigungsrings eingesetzt sein. Daraufhin folgt die Rollmembran. Die Rollmembran kann dazu ebenfalls in den rohrförmigen Hohlraum des Befestigungsrings eingesetzt sein und/oder in dieser zumindest einfassen. Schließlich ist eine dichtende Verbindung zwischen der Rollmembran und dem Befestigungsring herzustellen. Mit der Verbindung ist also auch eine Dichtung zwischen der Rollmembran und dem Befestigungsring herzustellen. Diese dichtende Verbindung verhindert, dass Hydraulikflüssigkeit ungewollt aus dem Hydrolager an einer Stelle zwischen der Rollmembran und dem Befestigungsring austritt.
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In der Praxis wurde festgestellt, dass die Herstellung der dichtenden Verbindung zwischen der Rollmembran und dem Befestigungsring aufwändig ist. So kann die Rollmembran beispielsweise an die innenseitige Mantelfläche des Befestigungsrings angeklebt sein. Bei einer derartigen Klebung sind jedoch Trocknungszeiten einzuhalten, die eine hohe Herstellungsdauer verursachen. Alternativ kann die Rollmembran durch einen metallischen Klemmring, insbesondere nach Art eines Spreizringes, die dichtende Verbindung zu dem Befestigungsring herstellen, indem der Klemmring die Rollmembran umlaufend gegen die innenseitige Mantelwandung des Befestigungsrings drückt beziehungsweise presst. Der metallische Klemmring weist in Radialrichtung eine höhere Steifigkeit, insbesondere Federsteifigkeit, als die Rollmembran auf. Der metallische Klemmring dient deshalb zur Herstellung einer kraftschlüssigen, dichtenden Verbindung zwischen der Rollmembran und dem Befestigungsring. In der Praxis hat sich die Herstellung der dichtenden Verbindung zwischen der Rollmembran und dem Befestigungsring mittels des metallischen Klemmrings jedoch als zeitaufwändig erwiesen, da zunächst eine exakte Positionierung der Rollmembran gegenüber dem Befestigungsring, sodann eine Positionierung des in Montagestellung vorgespannten, metallischen Klemmring gegenüber der Rollmembran und schließlich eine Freigabe des metallischen Klemmrings zur Überführung in eine zugehörige Klemmstellung notwendig ist. Bei der Herstellung der dichtenden Verbindung der Rollmembran und dem Befestigungsring handelt es sich also um ein Mehrschrittverfahren.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Hydrolager bereitzustellen, bei dem die genannten Nachteile verhindert oder verringert werden. Vorzugsweise sollte die dichtende Verbindung zwischen der Rollmembran und dem Befestigungsring möglichst einfach und schnell herstellbar sein.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch das erfindungsgemäße Hydrolager mit einer elastischen Tragfeder, einer von der Tragfeder teilweise umschlossenen Arbeitskammer, die mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, einer elastischen, elastomeren Rollmembran, einer von der Rollmembran teilweise umschlossenen Ausgleichskammer, einer die Arbeitskammer von der Ausgleichskammer trennende Trenneinheit, die zwischen der Tragfeder und der Rollmembran angeordnet ist, einem sich zwischen der Arbeitskammer und der Ausgleichkammer erstreckenden Drosselkanal zum Austausch von Hydraulikflüssigkeit, und einem Befestigungsring, der radial außenseitig zu der Tragfeder, der Trenneinheit und der Rollmembran angeordnet ist, wobei die Tragfeder und die Rollmembran mit dem Befestigungsring jeweils umlaufend dichtend verbunden sind, ein elastomerer Klemmring einen radial außenseitigen Dichtungsabschnitt der Rollmembran gegen den Befestigungsring presst, und der Klemmring und die Rollmembran eine integrale Einheit bilden.
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Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zu Grunde, die Herstellung der dichtenden Verbindung zwischen der Rollmembran und dem Befestigungsring auf einen Verfahrensschritt zu reduzieren. Dazu ist es vorgesehen, dass der Klemmring und die Rollmembran eine integrale Einheit bilden. Sie sind also bereits vor der Befestigung der Rollmembran an dem Befestigungsring miteinander verbunden. Der Klemmring und die Rollmembran können dazu eine stoffschlüssige Verbindung und/oder eine andere geeignete Verbindung zueinander aufweisen. Bei der Rollmembran handelt es sich um einen elastisch verformbaren Körper. Die Rollmembran ist deshalb als Elastomer-Rollmembran ausgestaltet. Um die gewünschte integrale Verbindung zwischen dem Klemmring und der Rollmembran möglichst einfach auszugestalten, ist der Klemmring ebenfalls als ein Elastomer-Klemmring ausgestaltet. Fasst die Rollmembran zu einer stirnseitige Öffnung in den Befestigungsring ein, gilt dies durch die integrale Verbindung zwischen dem Klemmring und der Rollmembran auch für den Klemmring. Dabei kann der Klemmring radial innenseitig zu einem radial außenseitigen Dichtungsabschnitt der Rollmembran angeordnet sein, um diesen Dichtungsabschnitt gegen eine Mantelwanderung des Befestigungsrings zu pressen. Dies kann gleichzeitig mit dem einstecken der Rollmembran in den Befestigungsring erfolgen. Da der Klemmring durch die genannte Verbindung zu der Rollmembran automatisch richtig positioniert ist, kann die dichtende Verbindung zwischen der Rollmembran und dem Befestigungsring durch einen einzigen Schritt, nämlich das Einstecken der integralen Einheit aus dem Klemmring und der Rollmembran in den Befestigungsring, erfolgen. Dies erleichtert und verkürzt die Montage des Hydrolagers. Gleichzeitig wird die Qualität des Hydrolagers verbesserten, da der Klemmring immer korrekt zu der Rollmembran positioniert ist. Dies gewährleistet darüber hinaus eine besonders hohe Qualität der dichtenden Verbindung zwischen Rollmembran und dem Befestigungsring.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung des Hydrolagers zeichnet sich dadurch aus, dass der Klemmring eine höhere Steifigkeit als die Rollmembran aufweist. Indem die Steifigkeit des Klemmrings, insbesondere in Radialrichtung des Klemmrings, größer als eine Steifigkeit der Rollmembran ist, kann der Klemmring den radial außenseitigen Dichtungsabschnitt der Rollmembran gegen den Befestigungsring pressen. Denn bei einer Verformung der integralen Einheit aus dem Klemmring und der Rollmembran werden von dem Klemmring entsprechend der höheren Steifigkeit auch höhere Reaktionskräfte hervorgerufen. Der Klemmring dominiert deshalb die Form des Dichtungsabschnitts der Rollmembran. Damit kann eine Dichtung zwischen dem radial außenseitigen Dichtungsabschnitt der Rollmembran und dem Befestigungsring gewährleistet werden. Sofern eine entsprechende Dichtung an einer radial innenseitigen Mantelfläche des Befestigungsrings entstehen soll, presst der Klemmring den Dichtungsabschnitt der Rollmembran gegen eine radial innenseitige Mantelfläche des Befestigungsrings. Sofern hingegen die Dichtung radial außenseitig an dem Befestigungsring entstehen soll, presst der Klemmring den Dichtungsabschnitt der Rollmembran gegen eine radial außenseitige Mantelfläche des Befestigungsrings. Korrespondierend zu den beiden zuvor genannten Ausgestaltungen der Dichtung kann der Durchmesser des Klemmrings und/oder die Steifigkeit des Klemmrings entsprechend angepasst sein, um die gewünschte Reaktionskraft des Klemmrings in Radialrichtung zu bewirken, die eine Dichtung zwischen dem Dichtungsabschnitt der Rollmembran und dem Befestigungsring gewährleistet.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Hydrolagers zeichnet sich dadurch aus, dass die Rollmembran mit oder aus einem thermoplastischen Elastomer und/oder der Klemmring mit oder aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt sind bzw. ist. Thermoplastische Elastomere haben sich für die Rollmembran und/oder den Klemmring als vorteilhaft erwiesen. Denn thermoplastischen Elastomere lassen sich besonders einfach und präzise verarbeiten. Zudem lässt sich eine besonders widerstandsfähige Verbindung zwischen der Rollmembran und den Klemmring herstellen, wenn die Rollmembran und der Klemmring jeweils aus oder mit einem thermoplastischen Elastomer hergestellt sind, um die gewünschte integrale Einheit aus dem Klemmring und der Rollmembran zu schaffen.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Hydrolagers zeichnet sich dadurch aus, dass der Klemmring als Polypropylen-Klemmring und/oder die Rollmembran als eine Styrol-Blockcopolymere-Rollmembran ausgestaltet sind bzw. ist. Eine Rollmembran aus oder mit einem Styrol-Blockcopolymere ist besonders elastisch verformbar, so dass die Ausgleichskammer, welche von der Rollmembran zumindest teilweise umschlossen ist, nach Bedarf aufblähbar ist. Dies tritt dann ein, wenn Hydraulikflüssigkeit aus der Arbeitskammer durch den Drosselkanal in die Ausgleichskammer strömt. Die aufgenommene Hydraulikflüssigkeit soll jedoch bei einem Zurückfedern der Tragfeder erneut in umgekehrter Richtung durch den Drosselkanal strömen, so dass ein Verlust an Hydraulikflüssigkeit aus der Ausgleichskammer zu verhindern ist. Dies setzt eine besonders wirksame Dichtung zwischen dem Dichtungsabschnitt der Rollmembran und dem Befestigungsring voraus. Mit einem Klemmring aus oder mit einem Polypropylen hat sich hierfür als vorteilhaft erwiesen. Denn ein derartiger Klemmring kann sowohl den gewünschten, vorzugsweise stoffschlüssig, Verbund zu der Rollmembran bilden, um die permanent exakte, relative Positionierung des Klemmrings zu dem Dichtungsabschnitt sicherzustellen, als auch die notwendige Reaktionskraft in Radialrichtung hervorzurufen, um die dichtende, kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Dichtungsabschnitt der Rollmembran und dem Befestigungsring zu schaffen.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Hydrolagers zeichnet sich dadurch aus, dass der Klemmring und die Rollmembran stoffschlüssig verbunden sind. Grundsätzlich wird die integrale Einheit zwischen dem Klemmring und der Rollmembran durch eine schlüssige Verbindung gewährleistet. Eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Klemmring unter Rollmembran hat sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, um die integrale Einheit zu bilden. Denn eine derartige Verbindung verhindert effektiv ein versehentliches verschieben und/oder deplatzieren des Klemmrings an der Rollmembran, oder umgekehrt. Mit anderen Worten kann eine permanente, exakte Positionierung des Klemmrings an der Rollmembran nach der Herstellung der integralen Einheit über die gesamte weitere Herstellung des Hydrolagers gewährleistet werden, so dass das Hydrolager mit einer besonders hohen Güte produzierter ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Hydrolagers zeichnet sich dadurch aus, dass der Klemmring und die Rollmembran als Zwei-Komponenten-Spritzgusseinheit ausgestaltet sind. Für die Herstellung der Rollmembran und des Klemmrings haben sich thermoplastische Elastomere als vorteilhaft erwiesen. Denn sie können durch ein Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren hergestellt werden. Dabei kann zunächst die Rollmembran mittels Spritzguss-Technik hergestellt sein, und der Klemmring daraufhin an die Rollmembran, bzw. an den zugehörigen Dichtungsabschnitt, angespritzt werden, oder umgekehrt. Bevorzugt sind für die Rollmembran und den Klemmring unterschiedliche thermoplastische Elastomere vorgesehen. Durch das Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren stellt sich zwischen der Rollmembran und dem Klemmring jedoch auch bei unterschiedlichen, thermoplastischen Elastomere eine große Haftwirkung ein, so dass die integrale Einheit aus der Rollmembran und dem Klemmring auch bei der weiteren Montage erhalten bleibt.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Hydrolagers zeichnet sich dadurch aus, dass die integrale Einheit auf oder in den Befestigungsring gesteckt ist. Die integrale Einheit kann deshalb vor dem Einstecken separat produziert sein. Dies vereinfacht die Herstellung, was zu einer Reduktion der Herstellungskosten führt. Mit dem Einstecken kann mittels der integralen Einheit, die vorzugsweise zylindrisch ausgestaltet ist, und dem Befestigungsring eine Art Presspassung entstehen, so dass sich die gewünschte Dichtung zwischen dem Dichtungsabschnitt der Rollmembran und dem Befestigungsring ausbildet.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Hydrolagers zeichnet sich dadurch aus, dass die integrale Einheit und der Befestigungsring durch eine Schnappverbindung miteinander verbunden sind. Die Schnappverbindung ist also vorzugsweise eine zusätzliche Verbindung. Um die integrale Einheit möglichst einfach auf oder in den Befestigungsring zu stecken, kann das entsprechende, stirnseitigen Ringende des Befestigungsrings angefast bzw. schrägt zur Axialrichtung des Befestigungsrings ausgestaltet sein. Zur Sicherstellung, dass die integrale Einheit, insbesondere bei einer hohen Belastung des Hydrolagers, nicht unbeabsichtigt von dem Befestigungsring rutscht, kann die integrale Einheit durch eine insbesondere lösbare, formschlüssige Verbindung, bevorzugt durch die genannte Schnappverbindung, mit dem Befestigungsring verbunden sein. Mit dem Ein- oder Aufstecken der integralen Einheit bildet sich die genannte Verbindung zwischen der integralen Einheit und dem Befestigungsring aus. Somit ist ein entsprechender Montageschritt besonders einfach auszuführen. Die Komplexität der Herstellung des Hydrolagers verringert sich damit, was entsprechende Herstellungskosten senkt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe außerdem durch ein Kraftfahrzeug gelöst, das eine Fahrzeugkarosserie, einen Motor und ein Motorlager umfasst, das eine lagernde Verbindung zwischen dem Motor und der Fahrzeugkarosserie herstellt, wobei das Motorlager durch ein erfindungsgemäßes Hydrolager ausgebildet ist. Dabei gelten Merkmale, Details und Vorteile, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Hydrolager beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe außerdem gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Einheit aus einem Klemmring und einer Rollmembran für ein Hydrolager nach einem der vorhergehenden Aspekte bzw. zugehöriger, vorteilhafter Ausgestaltungen, wobei die integrale Einheit aus dem Klemmring und der Rollmembran durch ein Spritzgussverfahren hergestellt wird. Dabei gelten Merkmale, Details und Vorteile, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Hydrolager und/oder dem Kraftfahrzeug beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die integrale Einheit durch ein Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren, insbesondere durch ein Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren, hergestellt wird. Dabei kann zunächst die Rollmembran mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden. Daraufhin wird in diesem Fall der Klemmring an die Rollmembran, insbesondere an den radial außenseitigen Dichtungsabschnitt der Rollmembran, angespritzt. Alternativ kann zunächst der Klemmring mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden, um danach die Rollmembran an den Klemmring mittels eines Spritzgussverfahrens anzuspritzen. Für die Rollmembran und den Klemmring werden vorzugsweise unterschiedliche thermoplastische Elastomere verwendet. Dabei weist das thermoplastische Elastomer für dem Klemmring im erstarrten Zustand eine höhere Steifigkeit als das thermoplastische Elastomer für die Rollmembran im erstarrten Zustand auf.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Hydrolager mithilfe der integralen Einheit aus dem Klemmring und der Rollmembran hergestellt wird. Dazu können die folgenden Schritte berücksichtigt werden: Herstellen der elastischen Tragfeder, insbesondere mittels eines Spritzgussverfahren, Herstellen des Befestigungsrings, insbesondere mittels eines Spritzgussverfahren, besonders bevorzugt durch ein Anspritzen des Befestigungsrings an die Tragfeder, Herstellen der Trenneinheit, Einstecken der Trenneinheit in den Befestigungsring, vorzugsweise durch eine von der Tragfeder abgewandten Öffnung des Befestigungsrings, und Ein- oder Aufstecken der integralen Einheit aus dem Klemmring und der Rollmembran in bzw. auf ein von der Tragfeder abgewandtes Ende des Befestigungsrings.
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
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1 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausgestaltung des Hydrolagers.
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Aus der 1 ist ein erfindungsgemäßes Hydrolager 2 zu erkennen. Das Hydrolager 2 umfasst eine als Gummielement ausgestaltete Tragfeder 4. Diese Tragfeder 4 ist für gewöhnlich als Hohlkörper ausgebildet, wobei die Oberseite der Tragfeder 36 eine Abdeckung aufweist. An der Abdeckung ist zumeist ein Anschlusselement (nicht dargestellt) zur Befestigung eines Motors angebracht. In einer einfachen Ausgestaltung handelt es sich bei dem Anschlusselement um einen Gewindebolzen, der mit dem Motor verschraubt werden kann. An der Unterseite der Tragfeder 4 ist der Hohlraum der Tragfeder 4 zumindest nicht durch die Tragfeder 4 selbst geschlossen. Deshalb schließt die als Trennwand ausgestaltete Trenneinheit 12 hier an. Zwischen der Tragfeder 4 und der Trennwand 12 bildet sich die Arbeitskammer 6 aus. Die Arbeitskammer 6 ist mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um ein Gemisch aus Glykol und Wasser.
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Außerdem ist ein Befestigungsring 14 vorgesehen. Der Befestigungsring 14 ist außenseitig an der Tragfeder 4 angeordnet. Außerdem sind der Befestigungsring 14 und die Tragfeder 4 dichtend miteinander verbunden. Der Befestigungsring 14 überragt die Tragfeder 4 in einer von der Arbeitskammer 6 abgewandten Längsrichtung L des Hydrolagers 2. Somit erstreckt sich der Befestigungsring 14 über die Tragfeder 4 hinaus.
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Für die Herstellung des Hydrolagers 2 hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zunächst die Tragfeder 4 und den daran angebrachten Befestigungsring 14 zu erstellen. Daraufhin wird die Trennwand 12 in den Befestigungsring 14 durch eine von der Tragfeder 4 abgewandte, stirnseitige Öffnung des Befestigungsrings 14 eingeschoben. Sobald die Trennwand 12 auf die Tragfeder 4 trifft, bedeckt die Trennwand 12 die Öffnung des Hohlraums der Tragfeder 4, um die Arbeitskammer 6 auszubilden.
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Daraufhin wird eine integrale Einheit aus einer Rollmembran 8 und einem elastomere Klemmring 16 durch die genannte, stirnseitige Öffnung in den Befestigungsring gesteckt oder eingeschoben. Der elastomere Klemmring 16 presst dabei einen radial außenseitigen Dichtungsabschnitt 18 der Rollmembran 8 gegen eine radial innenseitige Mantelfläche des Befestigungsrings 14. Zwischen der Rollmembran 8 und dem Befestigungsring 14 entsteht deshalb eine Dichtung.
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Der von der Trennwand 12 und der Rollmembran 8 eingeschlossene Raum bildet eine Ausgleichskammer 10 des Hydrolagers 2. Die Ausgleichskammer 10 ist mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt, die vorzugsweise ein Gemisch aus Glykol und Wasser ist. Aus der 1 ist somit zu entnehmen, dass die Trennwand 12 zwischen der Arbeitskammer 6 und den Ausgleichskammern 10 angeordnet ist.
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Zur Dämpfung von Schwingungen, die von einem Motor über die Abdeckung auf die Tragfeder 4 und somit auch auf ein Arbeitskammervolumen der Arbeitskammer 6 wirken, ist ein zwischen der Arbeitskammer 6 und der Ausgleichskammer 10 ausgebildeter Drosselkanal 11 vorgesehen, der zum Austausch von Hydraulikflüssigkeit dient. Wie in 1 dargestellt, wird der Drosselkanal 11 zumindest teilweise von der Trennwand 12 gebildet oder ist in diese eingefasst. Der Drosselkanal 11 ist zumindest ringabschnittsförmig, wobei sich der Drosselkanal 11 mit einer Öffnung an dem einen Ringende zu der Arbeitskammer 6 und mit einer weiteren Öffnung an dem anderen Ringende zu der Ausgleichskammer 10 öffnet.
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Wird die Tragfeder 4 durch Schwingungen gestaucht, führt dies zumeist zu einer Erhöhung des Drucks der Hydraulikflüssigkeit in der Arbeitskammer 6 und/oder zu einer Verkleinerung des Arbeitskammervolumens der Arbeitskammer 6. In beiden Fällen erfolgt ein Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit aus der Arbeitskammer 6 durch den Drosselkanal 11 in die Ausgleichskammer 10. Der Drosselkanal 11 weist einen derart kleinen Durchmesser auf, dass Dissipation entsteht und die auf die Tragfeder 4 einwirkenden Schwingungen gedämpft werden.
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Um zu verhindern, dass Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrolager 2 ungewollt austritt, ist der mit Hydraulikflüssigkeit in Kontakt kommende Innenraum des Hydrolagers 2 abzudichten. Unter anderem dient hierzu die sich zwischen dem Dichtungsabschnitt 18 der Rollmembran 8 und dem Befestigungsring 14 ausbildende Dichtung. Die entsprechende Dichtung entsteht, indem der Klemmring 16 den Dichtungsabschnitt 18 mit einer in Radialrichtung R wirkenden Reaktionskräfte nach außen drückt, und dabei den Dichtungsabschnitt 18 an die innenseitige Mantelfläche des Befestigungsrings 14 presst. Die Güte der auf diese Weise entstehenden Dichtung hängt dabei unter anderem von der exakten Positionierung des Klemmrings 16 und des angrenzenden Dichtungsabschnitts 18 der Rollmembran 8 in dem Befestigungsring 14 ab. Sitzen der Klemmring 16 und/oder der Dichtungsabschnitt 18 beispielsweise schräg oder anders ungewünscht verrutscht in dem Befestigungsring 14, bietet die sich gegebenenfalls trotzdem ausbildende Dichtung einen nur geringeren Widerstand gegen den Austritt von Hydraulikflüssigkeit. Um dies zu verhindern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Klemmring 16 und die Rollmembran 8 eine integrale Einheit bilden. Dazu sind der Klemmring 16 und die Rollmembran 8 mittels eines Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren hergestellt, bevor sie in den Befestigungsring 14 eingesetzt werden. Die integrale Einheit aus dem Klemmring 16 und der Rollmembran 8 bilden also eine zwei-Komponenten-Spritzgusseinheit. Dies gewährleistet, dass der Klemmring 16 exakt auf und/oder in dem Dichtungsabschnitt 18 der Rollmembran 8 positioniert ist, um den Dichtungsabschnitt 18 beim Einstecken der Rollmembran 8 in den Befestigungsring 14 ausreichend stark an den Befestigungsring 14 zu pressen, um eine besonders gute Dichtung herzustellen.
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Um das Einstecken der integralen Einheit aus dem Klemmring 16 und der Rollmembran 8 in den Befestigungsring 14 zu erleichtern, kann ein von der Arbeitskammer 6 abgewandtes Ende des Befestigungsrings 14 angeschrägt und oder angefast ausgestaltet sein. Alternativ oder ergänzend kann ein von der Arbeitskammer 6 abgewandter Endabschnitt des Befestigungsrings 14 chonisch ausgestaltet sein. Die in Radialrichtung R zwischen dem Dichtungsabschnitt 18 und der Innenseite des Endabschnitts des Befestigungsrings 14 wirkende Kraft erhöht sich somit kontinuierlich bei dem Einstecken der integralen Einheit, denn der Klemmring 16 wird entsprechend des sich verjüngen Durchmesser stärker gestaucht. Um nun zu verhindern, dass die integrale Einheit aus dem Klemmring 16 und der Rollmembran 8 ungewollt aus dem Befestigungsring 14 herausrutschen, können die integrale Einheit und der Befestigungsring 14 durch eine zusätzlichen Schnappverbindung 22 miteinander verbunden sein. Dazu kann der Befestigungsring 14 eine Nut 24 aufweisen, in die eine Befestigungsnase 26 der integralen Einheit, insbesondere des Klemmrings 16, derart einfasst, dass die integrale Einheit an einem herausrutschen aus dem Befestigungsring 14 gehindert wird.
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Bezugszeichenliste
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- L
- Längsrichtung
- R
- Radialrichtung
- 2
- Hydrolager
- 4
- Tragfeder
- 6
- Arbeitskammer
- 8
- Rollmembran
- 10
- Ausgleichskammer
- 11
- Drosselkanal
- 12
- Trenneinheit bzw. Trennwand
- 14
- Befestigungsring
- 16
- Klemmring
- 18
- Dichtungsabschnitt
- 20
- integrale Einheit
- 22
- Schnappverbindung
- 24
- Nut
- 26
- Befestigungsnase
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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