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Die Erfindung bezieht sich auf ein Dämpferlager, umfassend ein Lagergehäuse zur Befestigung an einem Kraftfahrzeug, einen Einleger zur Befestigung an einer Kolbenstange des Schwingungsdämpfers, einen Elastomerkörper, der den Einleger aufnimmt, und einen Deckel, der an dem Lagergehäuse festgelegt ist und dabei den Elastomerkörper mit dem Einleger in dem Lagergehäuse verspannt.
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Ein derartiges Dämpferlager ist beispielsweise aus
DE 10 2012 001 299 A1 bekannt. Bei diesem ist der Deckel mit dem Lagergehäuse verbördelt. Üblicherweise sind hierbei das Lagergehäuse und der Deckel aus dem gleichen Werkstoff gefertigt.
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Das Dämpferlager stützt das Fahrzeuggewicht gegen ein Fahrzeuggrad und damit gegen den Boden ab. Zudem muss dieses Dämpferlager im Fahrbetrieb auftretende Betriebskräfte aufnehmen. Hierbei kommt es zu einer Biegebeanspruchung des Lagergehäuses, die sich in einem Aufdehnen der Aufnahme für den Elastomerkörper am Lagergehäuse bemerkbar macht. Diese Biegebeanspruchung belastet die Verbindung zwischen dem Deckel und dem Lagergehäuse, so dass sich der Deckel unter Überlast lösen kann.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Sicherheit eines Dämpferlagers gegen Überlastung zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Dämpferlager mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Dämpferlager zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Deckel einen Abschnitt des Lagergehäuses umgreift und gegen einen Außenumfang dieses Abschnitts anliegt, wobei der Deckel aus einem Material besteht, dessen E-Modul größer ist als der E-Modul des Materials des Lagergehäuses.
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Durch die Verwendung eines Werkstoffs mit höherem E-Modul für den Deckel in Kombination mit dem außenseitigen Umgreifen des Lagergehäuses kann ein Überschreiten der Fließgrenze am Lagergehäuse vermieden werden. Der Deckel stützt das Lagergehäuse am Außenumfang, da dieser aufgrund des höheren E-Moduls weniger Dehnung zulässt. Hieraus resultiert eine höhere Sicherheit gegen eine Überlastung des Dämpferlagers.
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Gleichwohl kommt die erfindungsgemäße Lösung mit einem geringen Materialeinsatz aus, was sich positiv auf das Gesamtgewicht des Dämpferlagers und die Materialkosten auswirkt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Patentansprüche.
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In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Deckel zu dem Außenumfang des besagten Abschnitts des Lagergehäuses eine Presspassung aufweist. Dies ermöglicht eine Vereinfachung des Fertigungsprozesses, da ein Verpressen des Deckels mit dem Lagergehäuse weniger aufwendig ist, als ein Verbördeln.
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Gegenüber der in
DE 10 2012 001 299 A1 beschriebenen Verbördelung ergibt sich zudem ein gutmütiger Versagensmechanismus. Bei Überlast löst sich der Deckel vom Lagergehäuse, während letzteres intakt bleibt und gegen Rissentstehung oder Bruch schützt.
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Es ist jedoch grundsätzlich auch möglich, den Deckel mit dem besagten Abschnitt des Lagergehäuses zu verschrauben, zu verschweißen oder zu verkleben, solange das Lagergehäuse von radial außen durch einen Deckel aus einem Material mit höherem E-Modul unterstützt wird.
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In einer weiteren Ausführungsvariante bildet der Deckel einen Außenkragen aus, der sich um den besagten Abschnitt des Lagergehäuses herum erstreckt. Durch die Integration des Außentragens in den Deckel bleibt dieser in seinem Aufbau einfach und kostengünstig herstell bar.
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Der Deckel kann eine Anlagefläche aufweisen, mit welcher dieser gegen eine Stirnseite des besagten Abschnitts des Lagergehäuses anliegt. Hierdurch ist es möglich, den Deckel auf Anschlag mit dem Lagergehäuse zu verbinden.
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Weiterhin kann der Deckel einen Vorsprung ausbilden, welcher an seiner Stirnseite eine Druckfläche aufweist, die mit dem Elastomerkörper in Kontakt steht. Über einen solchen Vorsprung, insbesondere die Variation von dessen Höhe lässt sich der Grad der Vorspannung des Elastomerkörpers mit geringem Aufwand variieren.
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In einer weiteren Ausführungsvariante verläuft zwischen dem Außenkragen und dem Vorsprung eine Ringnut. Dabei bildet der Nutgrund der Ringnut die Anlagefläche für die Stirnseite des den Elastomerkörper aufnehmenden Abschnitts des Lagergehäuses.
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Ein Dämpferlager der vorstehend erläuterten Art mit definierter Vorspannung lässt sich mit geringem Aufwand prozesssicher montieren, indem nach Einlegen des Elastomerkörpers mit dem Einleger in das Lagergehäuse der Deckel unter gleichzeitiger Verspannung des Elastomerkörpers gegen das Lagergehäuse an dem Lagergehäuse befestigt, vorzugsweise mit diesem verpresst wird, wobei der Deckel einen den Elastomerkörper und den Einleger aufnehmenden Abschnitt des Lagergehäuses von radial außen stützt.
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Mit der Montage des Deckels erfolgt gleichzeitig auch die Einstellung der Vorspannung des Elastomerkörpers und damit der Feder- und Dämpfungseigenschaften des Dämpferlagers.
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Vorzugsweise wird eine definierte Vorspannung des Elastomerkörpers über die Einpresstiefe des Deckels eingestellt.
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In einer ersten Variante kann hierzu der Deckel axial auf Anschlag gegen das Lagergehäuse gedrückt werden. Die Vorspannung des Elastomerkörpers wird dabei über die Höhe eines an dem Deckel ausgebildeten Vorsprungs, welcher den Elastomerkörper gegen das Lagergehäuse drückt, eingestellt.
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In einer zweiten Variante bleibt die Höhe des Vorsprungs am Deckel konstant. Vielmehr wird dieser lediglich soweit mit dem Lagergehäuse verpresst, bis eine gewünschte Komprimierung des Elastomerkörpers erzielt ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine Anordnung aus einem Dämpferlager und einem Schwingungsdämpfer für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung zur Veranschaulichung der Einbausituation eines Dämpferlagers nach der Erfindung,
- 2 eine Schnittansicht eines Dämpferlagers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 3 eine schematische Ansicht eines Dämpferlagers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vor der Befestigung des Deckels am Lagergehäuse, und in
- 4 eine schematische Ansicht des Dämpferlagers nach 3 beim axialen verpressten des Deckels mit dem Lagergehäuse sowie mit Darstellung des Biegemomentenverlaufs B unter Beanspruchung am Fahrzeug.
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In 1 ist schematisch die Einbaulage eines Dämpferlagers 1 für einen Schwingungsdämpfer 2 dargestellt. Zwischen einem Behälterrohr 3 des Schwingungsdämpfers 2 und dem Dämpferlager 1 sind eine Zusatzfeder 4 sowie ein Schutzrohr 5 für den oberen Endabschnitt des Schwingungsdämpfers 1 zu erkennen. Die Zusatzfeder 4 kann als Puffer aus Elastomermaterial ausgeführt sein, welche sich schwingungsdämpferseitig an dem Dämpferlager 1 abstützt. Eine Kolbenstange 6 des Schwingungsdämpfers 2 erstreckt sich durch die Zusatzfeder 4 hindurch und ist mit einem Endabschnitt an dem Dämpferlager 1 befestigt, beispielsweise mittels einer Mutter 7 am Dämpferlager 1 festgelegt.
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Das Dämpferlager 1, welches in 2 im Schnitt näher dargestellt ist, umfasst ein Lagergehäuse 10 zur Befestigung am Aufbau eines Kraftfahrzeugs. Am Lagergehäuse 11 sind ein oder mehrere Flanschabschnitte ausgebildet, welche gegen Abschnitte des Fahrzeugaufbaus verspannt werden. Dazu können an den Flanschabschnitten geeignete Befestigungsöffnungen vorgesehen sein.
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Weiterhin umfasst das Dämpferlager 1 einen vorzugsweise in etwa scheibenförmig ausgebildeten Einleger 11, an dem die Kolbenstange 6 des Schwingungsdämpfers 2 befestigt wird. Zur Befestigung der Kolbenstange 6 kann an dem Einleger 11 eine Durchgangsöffnung für die Kolbenstange 6 vorgesehen sein, welche sich an einem Absatz der Kolbenstange 6 abstützt. Zur Verspannung der Kolbenstange 6 gegen den Einleger 11 kann beispielswiese eine Mutter 7 auf einen Endabschnitt der Kolbenstange 6 aufgeschraubt werden.
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Der Einleger 11 ist innerhalb des Lagergehäuses 10 axial in Zugrichtung und in Druckrichtung sowie ferner in Radialrichtung abgestützt. Ein entsprechender Aufnahmeraum 12 des Lagergehäuse 10 ist hierzu mit einem Deckel 13 verschlossen.
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Der Einleger 11 steht nicht unmittelbar in Kontakt mit dem Lagergehäuse 10. Vielmehr weist das Dämpferlager 1 zu dessen Abstützung einen Elastomerkörper 14 auf, welcher in dem Lagergehäuse 10 mittels des Deckels 13 eingespannt ist und den Einleger 11 aufnimmt. Hierdurch ist der Einleger 11 elastisch in dem Lagergehäuse 10 abgestützt.
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Der Elastomerkörper 14 kann beispielsweise aus Gummi, geschäumtem thermoplastischen Polyurethan, einem Styrol-Butadien-Copolymer oder aus zelligen Polyurethanelastomeren gefertigt sein. Er kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Bei mehrteiliger Ausbildung können dessen Komponenten aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
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Über den Elastomerkörper 14, d.h. insbesondere dessen Formgebung, Material und Einspannung in dem Lagergehäuse 10 wird die Kennung des Dämpferlagers 1 in Zugrichtung, in Druckrichtung sowie in Radialrichtung beeinflusst, und zwar sowohl in Bezug auf das Dämpfungsverhalten als auch auf das Federverhalten des Dämpferlagers 1.
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Der Elastomerkörper 14 kann insbesondere ringförmig ausgebildet sein.
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Gegenüber dem Elastomerkörper 14 ist der Einleger 11 vergleichsweise steif. Er besteht dementsprechend aus einem Material, welches eine höhere Steifigkeit als das Material des Elastomerkörpers 14 aufweist. So kann der Einleger 11 beispielsweise aus Metall bestehen. Jedoch ist auch eine Fertigung aus Kunststoff, gegebenenfalls verstärkt durch Metall, möglich, solange der Einleger 11 deutlich steifer als der Elastomerkörper 14 bleibt und sich bei den üblichen Dämpferkräften nicht merklich verformt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Einleger 11 eine zentrale Verdickung zur Bereitstellung einer Aufnahmebuchse 15 für einen oberen Endabschnitt der Kolbenstange 6 auf. Um die die zentrale Verdickung erstreckt sich ein radialer Flanschabschnitt 16 mit geringerer Wandstärke, über welchen der Einleger 11 in dem Elastomerkörper 14 aufgenommen ist. Der Einleger 11 ist vorliegend als rotationssymmetrisches Bauteil ausgeführt. Es ist jedoch auch möglich, eine nichtrotationssymmetrische, insbesondere eine unrunde Ausgestaltung für den Einleger 11 vorzusehen.
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Nach Einlegen des Elastomerkörpers 14 mit dem Einleger 11 in die Aufnahmeöffnung 12 des Lagergehäuses 10 wird der Deckel 13 unter gleichzeitiger Verspannung des Elastomerkörpers 14 gegen das Lagergehäuse 10 an dem Lagergehäuse 10 befestigt.
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Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Deckel 13 hierbei einen Abschnitt 17 des Lagergehäuses 10, welcher den Aufnahmeraum 12 ringförmig umgibt, von radial außen umgreift und gegen einen Außenumfang 18 dieses Abschnitts 17 anliegt. Der Deckel 13 besteht hierbei aus einem Material, dessen E-Modul größer ist als der E-Modul des Materials des Lagergehäuses 10.
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Der Deckel 13 versteift somit den Abschnitt 17 des Lagergehäuses 10 von außen, so dass sich dieses bei dem in 4 beispielhaft dargestellten Biegemomentenverlauf B nicht Aufweiten kann. Da das Material des Deckels 13 einen höheren E-Modul als das Material des Lagergehäuses 10 aufweist, wird im Fall einer etwaigen Überlastung dem Überschreiten der Fließgrenze des Materials mit dem geringeren E-Modul vorgebeugt und damit die Sicherheit gegen Überlasten des Dämpferlagers 1 erhöht. Der Deckel 13 stützt somit das Lagergehäuse 10 am Außenumfang 18, da er durch den größeren E-Modul weniger Dehnung zulässt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet der Deckel 13 einen Außenkragen 19 aus, der sich um den Abschnitt 17 des Lagergehäuses 10 herum erstreckt. Vorzugsweise verläuft der Außenkragen 19 entlang des gesamten Außenumfangs 18 des Abschnitts 17. Jedoch können auch ein oder mehrere Unterbrechungen im Verlauf vorgesehen sein.
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Die Befestigung am Lagergehäuse 10 erfolgt vorzugsweise durch Verpressen, welches mit geringem Aufwand prozesssicher durchgeführt werden kann. Hierzu weist der Deckel 13 zu dem Außenumfang 18 des Abschnitts 17 des Lagergehäuses 10 eine Presspassung auf.
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Es ist jedoch auch möglich, den Deckel 13 mit dem besagten Abschnitt 17 des Lagergehäuses 10 zu verschrauben, zu verschweißen oder mit diesem zu verkleben.
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Der Deckel 13 kann, wie in 2 beispielhaft gezeigt, eine Anlagefläche 20 aufweisen, welche im zusammengebauten Zustand des Dämpferlagers 1 gegen eine Stirnseite 21 des Abschnitts 17 des Lagergehäuses 10 anliegt. Bei der Montage kann der Deckel 13 dementsprechend auf Anschlag mit dem Lagergehäuse 10 verbunden bzw. verpresst werden. Es ist jedoch auch möglich, den Deckel 13 mit einem Luftspalt zur Stirnseite 21 zu montieren.
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Weiterhin bildet der Deckel 13 einen Vorsprung 22 aus, dessen Stirnseite 23 eine Druckfläche ausbildet, welche mit dem Elastomerkörper 14 in Kontakt steht, um diesen gegen das Lagergehäuse 10, beispielsweise einen gegenüberliegenden Boden 25 des Aufnahmeraums 12 axial zu verspannen.
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Zwischen dem Vorsprung 22 und dem Außenkragen 19 des Deckels 13 kann eine Ringnut 24 vorgesehen sein, deren Nutgrund der Stirnseite 21 des Abschnitts 17 gegenüberliegt und gegebenenfalls die Anlagefläche 20 für die Stirnseite 21 bildet.
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Über die Höhe h des Vorsprungs 22 über der Anlagefläche 20 kann die Vorspannung des Elastomerkörpers 14 eingestellt werden. So ist es möglich, beispielsweise allein durch die Verwendung unterschiedlicher Deckel 13 die Vorspannung des Dämpferlagers 1 zu variieren. Bei der Montage kann hierdurch der Deckel 13 einfach axial auf Anschlag gegen das Lagergehäuse 10 gedrückt werden. Der Steuerungsaufwand bei der Montage bleibt hierdurch gering. Gleichwohl lässt sich die Vorspannung des Dämpferlagers 1 genau einstellen.
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Sollen stets gleichartige Deckel 13 verwendet werden, d.h. bleibt die Höhe h des Vorsprungs 22 am Deckel 13 konstant, ist eine Variation der Vorspannung dadurch möglich, dass der Deckel 13 derart an dem Lagergehäuse 10 befestigt, beispielsweise mit diesem verpresst wird, bis eine gewünschte Komprimierung des Elastomerkörpers 14 erzielt ist. Diese Vorgehensweise macht es jedoch erforderlich, den Zustand des Komprimierens des Elastomerkörpers 14 oder eine sonstige, hiermit korrespondierende Weggröße zu erfassen, was im Vergleich zur ersten Variante etwas aufwändiger ist.
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Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und weiterer Abwandlungen näher erläutert. Insbesondere können technische Einzelmerkmale, welche oben im Kontext weiter Einzelmerkmale erläutert wurden, unabhängig von diesen sowie in Kombination mit weiteren Einzelmerkmalen verwirklicht werden, auch wenn dies nicht ausdrücklich beschrieben ist, solange dies technisch möglich ist. Die Erfindung ist ausdrücklich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dämpferlager
- 2
- Schwingungsdämpfer
- 3
- Behälterrohr
- 4
- Zusatzfeder
- 5
- Schutzrohr
- 6
- Kolbenstange
- 7
- Mutter
- 10
- Lagergehäuse
- 11
- Einleger
- 12
- Aufnahmeraum
- 13
- Deckel
- 14
- Elastomerkörper, auch mehrteilig
- 15
- Aufnahmebuchse des Einlegers 11
- 16
- Flanschabschnitt des Einlegers 11
- 17
- Abschnitt des Lagergehäuses
- 18
- Außenumfang des Abschnitts 17
- 19
- Außenkragen
- 20
- Anlagefläche
- 21
- Stirnseite des Abschnitts 17
- 22
- Vorsprung
- 23
- Stirnseite des Vorsprungs 22
- 24
- Ringnut
- 25
- Boden
- h
- Höhe des Vorsprungs 22
- B
- Biegemomentenverlauf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012001299 A1 [0002, 0010]
