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Die Erfindung betrifft eine Lagerbaugruppe zum Lagern einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Zum Lagern von Aggregaten, beispielsweise eines Fahrzeugs, werden Lager verwendet, die das gelagerte Aggregat von der Haltestruktur schwingungstechnisch entkoppeln. Dies ist insbesondere in Fahrzeugen von wünschenswert, damit z. B. Schäden vermieden werden. Das Lager nimmt das zu lagernde Aggregat in einer Aufnahmestruktur auf, die über einen Elastomerkörper mit der Haltestruktur verbunden ist. Auf diese Weise werden Schwingungen der Haltestruktur durch die Elastomerkörper gedämpft, so dass lediglich gedämpfte und im Idealfall keine Schwingungen an das Aggregat übertragen werden.
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Aus
DE 31 35 534 A1 ist eine Lagerbaugruppe bekannt, die zwei axial vorgespannte Lager aufweist. Jedes Lager umfasst einen elastischen Körper, der außen konisch geformt ist und auf einem Kern angeordnet ist. Die elastischen Körper sind mit dem jeweiligen Kern verbunden. An der äußeren, konusförmigen Geometrie kann der elastische Körper mit einer korrespondierenden Aufnahmegeometrie gekoppelt werden. Als Aufnahme für den konusförmigen elastischen Körper wird ein korrespondierend konusförmiges Außenmetall benötigt, um einen für den elastischen Körper geeigneten Sitz bereitzustellen.
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Wird bei der Montage das konusförmige Lager in eine konusförmige Aufnahme gesteckt, besteht die Gefahr, dass das Lager aus der Aufnahme herausfällt. Kommt eine Lagerbaugruppe von zwei entgegen gerichteten konusförmigen Lagern zum Einsatz, so können beide Lager, beispielsweise mittels einer Schraube, gegeneinander verspannt werden. Dazu muss das Verspannen unmittelbar nach dem Platzieren der Lager in der Aufnahme stattfinden. Ein Verspannen zu einem späteren Zeitpunkt nach dem Platzieren der Lager in der Aufnahme ist daher lediglich mit erheblichem Aufwand oder überhaupt nicht möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagerbaugruppe bereitzustellen, die ohne großen Aufwand vormontiert werden kann.
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Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 13.
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Bei einer Lagerbaugruppe zum Lagern einer Vorrichtung, insbesondere Batterien oder Batteriekästen, wobei die Lagerbaugruppe mindestens ein Lager und mindestens eine Aufnahmestruktur mit einer Aufnahmeöffnung, die sich entlang einer Längsachse erstreckt, umfasst, wobei das mindestens eine Lager mindestens einen Elastomerkörper mit einem Kern, der eine sich entlang der Längsachse erstreckende Durchgangsöffnung für ein Verbindungselement umfasst, aufweist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das mindestens eine Lager weiter mindestens ein Anlageelement aufweist, wobei das Lager eine sich um die Längsachse erstreckende zylindermantelförmige Außenfläche aufweist, wobei der Elastomerkörper an einer Kontaktfläche des Anlageelements anliegt, wobei die Aufnahmeöffnung eine zylindermantelförmige Innenfläche aufweist und das mindestens eine Lager mittels Presspassung mit der Innenfläche verbunden ist und der Elastomerkörper einen konusförmigen Wirkbereich aufweist.
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Mit der Erfindung wird eine Lagerbaugruppe bereitgestellt, deren Lager mittels Presspassung mit der Aufnahmestruktur verbunden ist und auf diese Weise vormontiert ist. Der Elastomerkörper des Lagers kann über das Anlageelement mit der Aufnahmeöffnung der Aufnahmestruktur verbunden werden. Mit dem Anlageelement kann ferner ein Adapter bereitgestellt werden, der eine ggf. nicht-zylindermantelförmige Außenfläche des Elastomerkörpers in eine zylindermantelförmige Außenfläche des Lagers überführt. Das Anlageelement und der Elastomerkörper können dafür zueinander passende Kontaktflächen aufweisen, die im Montagezustand aneinander anliegen. Auf Grund der zylindermantelförmigen Außenfläche des Lagers, kann in der Aufnahmestruktur eine Aufnahmeöffnung mit einer zylindermantelförmigen Innenfläche vorgesehen werden. Eine derart ausgestaltete Aufnahmeöffnung kann mittels eines Gussverfahrens, Schweißverfahrens oder in Ausnahmefällen mit geringem Aufwand, beispielsweise mittels einer Bohrung bereitgestellt werden. Das Lager wird mittels Presspassung mit der zylindermantelförmigen Innenfläche der Aufnahmeöffnung verbunden. Dazu kann das Anlageelement vorteilhafterweise senkrecht zur zylindermantelförmigen Außenfläche einen Durchmesser aufweisen, der geringfügig, z. B. im Bereich von 1 µm bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,2 mm, größer als der Durchmesser der Aufnahmeöffnung ist. Der Elastomerkörper kann optional ebenfalls zur Presspassung zwischen dem Lager und der Aufnahmeöffnung beitragen und/oder die Presspassung zwischen dem Lager und der Innenfläche bewirken, wenn der Elastomerkörper einen größeren Durchmesser als die Aufnahmeöffnung aufweist. Wenn die Presspassung ausschließlich durch den Elastomerkörper in Zusammenwirkung mit der Aufnahmeöffnung erreicht wird, ist es daher in diesem Fall auch möglich, dass der Außendurchmesser des Anlageelementes kleiner als der Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung ist. Auf Grund der Presspassung wird das Risiko eines Herausfallens des Lagers aus der Aufnahmeöffnung minimiert. Weiter wird durch die Presspassung zwischen dem Lager und der Aufnahmeöffnung eine einfache Vormontage der Lagerbaugruppe ermöglicht. Wenn die Baugruppe mehr als ein Lager aufweist, ist ein Verspannen der Lager für die Vormontage nicht erforderlich. Das Verspannen kann bei der endgültigen Montage mit zeitlichem Abstand und an einem anderen Ort als die Vormontage stattfinden.
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Das Anlageelement kann in Kombination mit der Innenfläche einen konusförmigen Wirkbereich am Elastomerkörper bereitstellen. Innerhalb des konusförmigen Wirkbereichs können durch axiale Einfederungsbewegungen Druck- und Schubspannungen im Elastomerkörper induziert werden. Außerhalb des konusförmigen Wirkbereichs werden durch Einfederbewegungen primär Druckspannungen induziert. In diesem Bereich kann der Elastomerkörper bei Einfederungen nicht ausweichen. Dieser Bereich kann auch im Folgenden auch als Totbereich bezeichnet werden. Die konische Mantelfläche des konischen Wirkbereichs stellt demnach die Grenzfläche dar, jenseits derer Schubspannungen bei einer axialen Einfederung vernachlässigt werden können.
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Gemäß einem Beispiel kann die Kontaktfläche in Bezug auf die Längsachse konisch ausgebildet sein.
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Insbesondere bei konischen Kontaktflächen bewirkt die Erfindung, dass das in diesem Fall außen zylindrisch geformte Anlageelement eine Vormontage eines zumindest teilweise konisch geformten Elastomerkörpers ermöglicht, ohne dass die Lager aufwändig verspannt werden müssen. Der Elastomerkörper kann damit mit einer konischen Außenfläche ausgeformt werden, die haftend mittels Stoffschluss oder nicht gehaftet mittels Kraft- oder Formschluss an der korrespondierenden Kontaktfläche des Anlageelementes verbunden werden kann. Durch die konische Außenfläche werden bei einer axialen Einfederung Druckspannungen in dem Elastomerkörper induziert, welche zu einer hohen Lebensdauer führen können. Das Lager insgesamt weist dadurch in axialer Richtung eine progressive Steifigkeit auf. In diesem Beispiel kann nahezu der gesamte Elastomerkörper aus dem konischen Wirkbereich gebildet sein. Die außerhalb des konischen Wirkbereichs angeordneten Bereiche können durch das Anlageelement aufgefüllt sein und z. B. in Bezug auf den Elastomerkörper jenseits der Kontaktfläche angeordnet sein.
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Denkbar ist weiter, dass die Kontaktfläche beispielsweise ringförmig ausgebildet und senkrecht zur Längsachse ausgerichtet sein kann.
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In einer radialen Richtung bezüglich der Längsachse erstreckt sich die Kontaktfläche in diesem Beispiel damit zwischen einer inneren kreisförmigen Begrenzung und einer äußeren kreisförmigen Begrenzung. Die innere kreisförmige Begrenzung kann z. B. radial einwärts gerichtet dem Kern zugewandt angeordnet sein. Die äußere kreisförmige Begrenzung kann z. B. an der radial auswärts gerichteten Seite, der Aufnahmeöffnung zugewandt angeordnet sein. Dabei kann sie an die Innenfläche angrenzen oder von dieser beabstandet sein. Der Elastomerkörper kann dann ebenfalls eine zylindermantelförmige Außenfläche aufweisen, die an der Innenfläche der Aufnahmeöffnung anliegt. Damit weist der Elastomerkörper keine konische Kontaktfläche auf und kann bei der Vormontage die Wirkung der Presspassung erhöhen oder allein bewirken. Wenn der Elastomerkörper die Presspassung allein bewirkt, kann das Anlageelement beispielsweise einen kleineren Durchmesser als die Aufnahmeöffnung aufweisen. Der Totbereich des Elastomerkörpers wird in diesem Beispiel durch eine gedachte Konusfläche, die sich von der inneren kreisförmigen Begrenzung bis zum Zugang der Aufnahmeöffnung erstreckt, von dem konusförmigen Wirkbereich unterschieden. Der Totbereich nimmt dabei bei einer Einfederbewegung lediglich Druck- und Zugspannungen auf, während im Wirkbereich auch Schubspannungen vorherrschen.
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Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Innenfläche mindestens einen Vorsprung mit mindestens einer radial zur Längsachse erstreckenden Anlagefläche als axialen Anschlag für das Anlageelement aufweisen.
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Mit dem Anschlag wird die maximale Eindringtiefe eines Lagers in die Aufnahmeöffnung der Aufnahmestruktur begrenzt. Hierdurch wird die Positionierung der Lager bei der Vormontage vereinfacht. Weiter wird ein Hineinrutschen der Lager in die Aufnahmeöffnung während des Betriebs vermieden, so dass hohe Axiallasten übertragen werden können. Insbesondere, wenn zwei Lager in der Aufnahmeöffnung vorgesehen sind, die bei der Montage gegeneinander verspannt werden, vermeidet der Vorsprung ein aufeinander zu rutschen der Lager innerhalb der Aufnahmeöffnung. Der Vorsprung bewirkt in einer Richtung axial bezüglich der Längsachse einen Formschluss für das jeweilige Lager.
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Weiter kann die Lagerbaugruppe zum Beispiel mindestens zwei Lager aufweisen, die entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordnet sind, wobei die Anlageelemente der Lager zueinander ausgerichtet sind.
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Die Lager können an zwei gegenüberliegenden Enden der Aufnahmeöffnung angeordnet werden und bei der Montage gegeneinander verspannt werden. Beide Lager werden in diesem Beispiel jeweils mit dem Anlageelement zuerst in die Aufnahmeöffnung eingeführt.
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Gemäß einem Beispiel kann der Elastomerkörper stoffschlüssig mit dem Anlageelement verbunden ist.
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Die Verbindung zwischen dem Elastomerkörper und dem Anlageelement kann z. B. mittels Vulkanisation erfolgen. Die Position des Anlageelements zum Rest des Lagers wird damit fixiert, so dass die Vormontage weiter erleichtert wird.
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In einem alternativen Beispiel kann der Elastomerkörper lose an dem Anlageelement angeordnet sein.
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Damit kann auf Haftmittel auf dem Anlageelement und auf einen Arbeitsschritt zur Beschichtung des Anlageelementes sowie auf das Einlegen des Anlageelementes in die Vulkanisationsform verzichtet werden.
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Gemäß einem anderen Beispiel kann das mindestens eine Lager ein Hülsenelement aufweisen, das zwischen dem Elastomerkörper und der Innenfläche angeordnet ist, wobei das Hülsenelement mit einer ersten Oberfläche an der Innenfläche und mit einer zweiten Oberfläche am Elastomerkörper anliegt.
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Mit dem Hülsenelement kann die Wirkung der Presspassung zwischen dem Lager und der Innenfläche der Aufnahmeöffnung erhöht werden. Die Wirkung der Presspassung wird mit dem Hülsenelement entweder zusätzlich zu der durch das Anlageelement bereitgestellten Wirkung der Presspassung erhöht oder durch das Hülsenelement allein bereitgestellt. Das Hülsenelement liegt dabei radial zur Längsachse am Elastomerkörper an, wohingegen das Anlageelement in einer Richtung axial bezüglich der Längsachse am Elastomerkörper anliegt. Durch das Anordnen des Hülsenelements kann der konische Wirkbereich im Elastomerkörper verschoben werden. Die Ausführungen zum konischen Wirkbereich im Zusammenhang mit der Innenfläche gelten dann analog für das Hülsenelement.
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Weiter ist in einem Beispiel denkbar, dass das Hülsenelement mit der zweiten Oberfläche am Elastomerkörper stoffschlüssig festgelegt sein kann.
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Dabei kann das Hülsenelement zum Beispiel fest mit dem Anlageelement verbunden sein.
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Das Anlageelement und das Hülsenelement können z. B. einstückig und/oder stoffeinheitlich ausgebildet sein.
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Gemäß einem Beispiel kann der Elastomerkörper zwischen einem Vorspannelement und dem Anlageelement angeordnet sein, wobei der Elastomerkörper an dem Vorspannelement anliegt und das Vorspannelement vorzugsweise eine Scheibe ist.
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Das Vorspannelement kann dabei bevorzugt mit dem Elastomerkörper stoffschlüssig, zum Beispiel mittels Vulkanisation, verbunden sein. Wenn der Elastomerkörper mit dem Vorspannelement stoffschlüssig verbunden ist, kommt es zu keinen Relativbewegungen des Elastomerkörpers und dem Vorspannelement. So entsteht kein tribologischer Verschleiß. Weiterhin sind hohe Axialsteifigkeiten einstellbar. Alternativ kann jedoch statt eines separaten Vorspannelementes auch eine andere mit dem Kern kraft- und/oder formschlüssig verbundene Befestigungsstruktur, beispielsweise die Karosserie oder der Rahmen, als Vorspannelement fungieren. So kann auf mindestens ein separates Vorspannelement verzichtet und die Teileanzahl reduziert werden.
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Das Vorspannelement kann an einer dem Anlageelement gegenüberliegenden Seite des Elastomerkörpers an den Elastomerkörper angrenzen, d. h. der Elastomerkörper kann sich zwischen dem Vorspannelement und dem Anlageelement erstrecken. Mit dem Vorspannelement kann eine elastische Verformung in einer axialen Richtung bezüglich der Längsachse von dem Anlageelement weg reduziert oder gänzlich vermieden werden.
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Weiter ist beispielsweise denkbar, dass das Vorspannelement das Anlageelement in Bezug zur Längsachse in einer axialen Richtung überlappen kann.
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Durch den Überlapp zwischen dem Vorspannelement und dem Anlageelement kann das Lager insbesondere bei einer ringförmigen Kontaktfläche und einem im Wesentlichen zylinderförmigen Elastomerkörper ein stark progressives Verhalten aufweisen. Das Steifigkeitsverhalten des Lagers ähnelt damit dem Steifigkeitsverhalten eines Lagers mit einem konisch geformten Elastomerkörper.
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Zusammen mit dem Vorspannelement bewirkt das Anlageelement damit, dass, beispielsweise auf Grund einer axialen Vorspannung, bei einer axialen Annäherung große Teile an Druckspannungen in den Elastomerkörper des Lagers induziert werden können.
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Gemäß einem Beispiel kann der Kern sich entlang der Längsachse zumindest in einem Abschnitt verjüngen.
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Die Verjüngung kann radial einwärtsgerichtet zur Längsachse erfolgen. Damit kann das Steifigkeitsverhalten des Lagers weiter auf die jeweilige Anwendung angepasst werden.
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Denkbar ist zum Beispiel weiter, dass der Elastomerkörper in einer Richtung radial zur Längsachse in Richtung des Kerns und/oder in Richtung der Innenfläche einen radialen Freiweg aufweisen kann.
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Mit dem radialen Freiweg kann das Steifigkeitsverhalten der Lager weiter angepasst werden. Unter dem Begriff Freiweg wird dabei eine Strecke bzw. ein Volumen verstanden, der bzw. das frei von festem Material ist. So kann ein Freiweg in Richtung des Kerns weiter als Abstand zwischen dem Anlageelement dem Kern ausgebildet sein.
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Gemäß einem Beispiel kann das Anlageelement aus gegossenem Werkstoff bestehen, vorzugsweise Kunststoff oder Aluminium.
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Damit kann auf einfache Weise kostengünstig ein passend zum Elastomerkörper ausgebildetes Anlageelement bereitgestellt werden.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
- 1 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Beispiels der Lagerbaugruppe;
- 2 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Beispiels der Lagerbaugruppe;
- 3 eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Beispiels der Lagerbaugruppe;
- 4 eine schematische Schnittdarstellung eines vierten Beispiels der Lagerbaugruppe; und
- 5 eine schematische Schnittdarstellung eines fünften Beispiels der Lagerbaugruppe.
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Die Gesamtheit der Lagerbaugruppe wird im Folgenden mit dem Referenzzeichen 10 bezeichnet.
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Ein erstes Beispiel der Lagerbaugruppe 10 ist in 1 in einer Schnittdarstellung dargestellt. Die Lagerbaugruppe 10 weist in diesem Beispiel zwei Lager 12 und eine Aufnahmestruktur 30 auf. Die Aufnahmestruktur 30 weist eine Aufnahmeöffnung 14 auf, die sich entlang einer Längsachse A erstreckt. In diesem Beispiel ist die Aufnahmeöffnung 14 eine Durchgangsöffnung. Dabei sei nicht ausgeschlossen, dass die Aufnahmeöffnung 14 ein Sackloch sein kann.
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Die Aufnahmeöffnung 14 weist eine Innenfläche 18 auf, die zylindermantelförmig ausgebildet ist.
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Die Lager 12 sind in diesem Beispiel baugleich ausgeführt. Im Folgenden wird daher lediglich auf ein Lager 12 Bezug genommen.
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Das Lager 12 weist einen Kern 22 mit einer Durchgangsöffnung auf. In die Durchgangsöffnung kann z. B. ein Verbindungselement 34 durchgeführt werden, das z. B. eine Schraube oder ein Bolzen sein kann. Der Kern 22 ist in diesem Beispiel zylinderförmig ausgebildet und erstreckt sich entlang der Längsachse A.
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Radial zur Längsachse A weist das Lager 12 einen Elastomerkörper 24 auf, der stoffschlüssig mit dem Kern 22 verbunden sein kann. Der Elastomerkörper 24 kann z. B. an den Kern 22 anvulkanisiert sein.
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Der Elastomerkörper 24 weist zumindest in einem Wirkbereich 11 eine konische Form auf. Dieser Wirkbereich 11 erstreckt sich um die Längsachse A. Zwischen dem Wirkbereich 11 mit der konischen Form und dem Kern 22 kann ein Abstand vorgesehen sein, der als erster radialer Freiweg 36 für das Lager 12 wirkt.
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Durch die konische Form werden bei einer axialen Einfederung Druckspannungen in dem Elastomerkörper 24 induziert. Das Lager 12 insgesamt weist dadurch in axialer Richtung eine progressive Steifigkeit auf.
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Der Wirkbereich 11 ist in 1 von einer gedachten konischen Fläche 15 begrenzt. Außerhalb des Wirkereichs 11 mit der konischen Form kann der Elastomerkörper 24 in Bezug zur Längsachse A einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als der Durchmesser der Aufnahmeöffnung 14 sein kann. Im Bereich außerhalb des Wirkbereichs 11 ist ein Totbereich 13 des Elastomerkörpers 24 angeordnet, der lediglich minimale bzw. keine Schubspannungen im Gegensatz zum konusförmigen Wirkbereichs 11 aufnimmt. Vielmehr dominieren in diesem Bereich Druckspannungen, wobei in einzelnen Bereichen durchaus auch Zugspannungen auftreten können.
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Weiter weist das Lager 12 ein Anlageelement 26 auf, das eine Kontaktfläche 28 aufweist. An der Kontaktfläche 28 liegt der Elastomerkörper 24 mit dem Bereich an, der die konische Form aufweist. Die Kontaktfläche 28 ist passend zur konischen Form des Elastomerkörpers 24 ausgebildet. Der Elastomerkörper 24 kann an die Kontaktfläche 28 anvulkanisiert sein. Allerdings kann der Elastomerkörper 24 alternativ lose an der Kontaktfläche 28 anliegen.
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Das Anlageelement 26 weist eine Außenfläche 16 auf, die zylindermantelförmig ausgebildet ist. Damit wandelt das Anlageelement 26 als Adapter die konische Form des Elastomerkörpers 24 in eine zylindrische Form um.
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Das Lager 12 ist in der Aufnahmeöffnung 14 angeordnet, wobei das Anlageelement 26 zuerst in die Aufnahmeöffnung 14 eingeführt wurde.
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Das Anlageelement 26 weist in diesem Beispiel vor dem Einführen in die Aufnahmeöffnung 14 quer zur Längsachse A einen Durchmesser auf, der im Bereich von 1 µm bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,2 mm, größer als der Durchmesser der Aufnahmeöffnung 14 ist. Beim Einführen des Lagers 12 in die Aufnahmeöffnung 14 entsteht daher eine Presspassung zwischen der Außenfläche 16 des Anlageelements 26 und der Innenfläche 18 der Aufnahmeöffnung 14.
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Die Presspassung zwischen der Außenfläche 16 und der Innenfläche 18 befestigt das Lager 12 in der Aufnahmeöffnung 14, ohne dass es einer Verschraubung bedarf und verringert oder vermeidet die Gefahr, dass das Lager 12 aus der Aufnahmeöffnung 14 herausfällt.
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Die Aufnahmeöffnung 14 weist weiter einen Vorsprung 40 auf, der in einem Abstand vom Zugang der Aufnahmeöffnung 14 angeordnet ist. Der Vorsprung 40 ragt aus der Innenfläche 18 hervor und verringert den Durchmesser der Aufnahmeöffnung 14 an seiner Position.
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Das Lager 12 kann daher lediglich bis zum Vorsprung 40 in die Aufnahmeöffnung 14 eingeführt werden. Der Vorsprung 40 fungiert damit als Anschlag für das Lager 12 und bewirkt zwischen dem Lager 12 und der Aufnahmestruktur 30 einen Formschluss in axialer Richtung. In diesem Beispiel liegt das Anlageelement 26 an dem Vorsprung 40 an. Kräfte, die in axialer Richtung auf das Lager 12 wirken, werden über das Anlageelement 26 auf den Vorsprung 40 übertragen. Ein Hineinrutschen des Lagers 12 auf Grund axialer Kräfte, die auf das Lager 12 in die Aufnahmeöffnung 14 hineinwirken, wird damit vermieden.
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Das Lager 12 weist weiter ein Vorspannelement 20 auf, das an dem Elastomerkörper 24 und an dem Kern 22 anliegt. Dabei kann das Vorspannelement 20 mit dem Elastomerkörper 24 stoffschlüssig verbunden sein. Der Elastomerkörper 24 ist dabei zwischen dem Vorspannelement 20 und dem Anlageelement 26 angeordnet. Das Vorspannelement 20 kann an einer dem Anlageelement 26 gegenüberliegenden Seite des Elastomerkörpers 24 angeordnet sein. In axialer Richtung überlappt das Vorspannelement 20 mit dem Anlageelement 26.
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Der Durchmesser des Elastomerkörpers 24 in Bezug zur Längsachse A außerhalb des Bereichs mit der konischen Form kann auf den Außendurchmesser des Vorspannelements 20 reduziert sein.
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Bei einer Montage der Lagerbaugruppe 10 liegt das Vorspannelement 20 auf einer dem Elastomerkörper 24 gegenüberliegenden Seite entweder an einem Verbindungselement 34 oder an einer Befestigungsstruktur 32 an. Die Befestigungsstruktur 32 kann z. B. eine Karosserie oder ein Rahmen sein. Das Vorspannelement 20 kann als Scheibe ausgebildet sein.
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Über das Vorspannelement 20 wird eine Haltekraft auf das Lager 12 übertragen, die in die Aufnahmeöffnung 14 hineinwirkt.
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In diesem Beispiel sind die zwei Lager 12 an zwei Zugängen der Aufnahmeöffnung 14 angeordnet, wobei die Anlageelemente 26 der Lager 12 zueinander gerichtet sind. Die Vorspannelemente 20 der beiden Lager 12 sind an voneinander wegweisenden Seiten der Lager 12 angeordnet.
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Das Verbindungselement 34 ist in diesem Beispiel als Schraube ausgebildet, mit der die Lagerbaugruppe 10 mit einer Mutter an der Befestigungsstruktur 32 befestigt wird.
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Dazu können die beiden in der Aufnahmestruktur 30 mittels der Presspassung vormontierten Lager 12 ohne großen Aufwand an einer vorgesehenen Position an der Befestigungsstruktur 32 angeordnet werden. Mittels des Verbindungselements 34 kann die gesamte Lagerbaugruppe 10 an der Befestigungsstruktur 32 befestigt werden. Ein Benutzer kann die Lagerbaugruppe 10 beim Befestigen z. B. an der Aufnahmestruktur halten, wobei die Lager 12 durch die Presspassung in jeder Orientierung der Aufnahmeöffnung 14 in der Aufnahmeöffnung 14 verbleiben.
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2 zeigt ein zweites Beispiel der Lagerbaugruppe 10. Die Bezugszeichen, die aus 1 bereits bekannt sind, zeigen dabei die gleichen Elemente wie in 1.
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Im Unterschied zu dem Beispiel aus 1 weist die Lagerbaugruppe 10 aus dem Beispiel aus 2 einen Kern 22 und ein Vorspannelement 20 auf, die einstückig bzw. stoffeinheitlich ausgebildet sind. Damit wird die Anzahl der Teile der Lager 12 reduziert.
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Weiter ist die Aufnahmestruktur 30 aus 2 in axialer Richtung länger ausgebildet als in 1. Daher ist das in 2 unten dargestellte Lager 12 tiefer in die Aufnahmeöffnung 14 eingeführt als das in 2 oben dargestellte Lager 12.
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Da der Elastomerkörper 24 außerhalb des Bereichs mit der konischen Form einen kleineren Durchmesser als die Aufnahmeöffnung 14 aufweist, ergibt sich zwischen dem Elastomerkörper 24 des unten dargestellten Lagers 12 und der Innenfläche 18 der unten dargestellten Aufnahmeöffnung 14 ein zweiter radialer Freiweg 38. Der in Bezug auf die Längsachse A radial auswärts gerichtete Rand des Vorspannelements 20 fungiert in Zusammenspiel mit der korrespondierenden Innenfläche 18 als Radialanschlag.
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Das Lager 12 kann damit in radialer Richtung eine hohe Progression aufweisen.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass die einstückige Ausführung des Kerns 22 und des Vorspannelements 20 unabhängig von der Position des Lagers 12 in der Aufnahmeöffnung 14 ist. Diese beiden Merkmale können unabhängig voneinander vorgesehen werden.
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3 zeigt ein drittes Beispiel der Lagerbaugruppe 10. Die Bezugszeichen, die aus 1 und 2 bereits bekannt sind, zeigen dabei die gleichen Elemente wie in 3.
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Im Unterschied zu den Beispielen aus 1 und 2 weist der Kern 22 eine nicht-zylindrische Form auf. Der Kern 22 verjüngt sich ausgehend von dem Vorspannelement 20 entlang der Längsachse A.
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Weiter ist der Kern 22 wie in dem Beispiel nach 2 einstückig mit dem Vorspannelement 20 ausgebildet.
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Der Kern 22 kann dabei, ohne einstückig mit dem Vorspannelement 20 ausgebildet zu sein, eine sich verjüngende Form aufweisen.
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Mit der sich verjüngenden Form des Kern 22 kann das Steifigkeitsverhalten des Elastomerkörpers 24 angepasst werden.
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4 zeigt ein viertes Beispiel der Lagerbaugruppe 10. Die Bezugszeichen, die aus den 1 bis 3 bereits bekannt sind, zeigen dabei die gleichen Elemente wie in 4.
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Der Kern 22 und das Vorspannelement 20 sind wie in dem Beispiel nach 2 einstückig ausgebildet, können jedoch auch getrennt voneinander vorgesehen sein.
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Im Unterschied zu den vorherigen Beispielen weist das Anlageelement 26 eine ringförmige Kontaktfläche 28 auf, die sich um die Längsachse A erstreckt, wobei die Längsachse A senkrecht auf einer Ebene angeordnet ist, die die Kontaktfläche 28 umfasst. Die ringförmige Kontaktfläche 28 ist damit senkrecht zur Längsachse A ausgerichtet. Das Anlageelement 26 ist in diesem Beispiel als Scheibe ausgebildet und überlappt in axialer Richtung das Vorspannelement 20.
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Zwischen einer inneren der Längsachse A zugewandten Begrenzung der ringförmigen Kontaktfläche 28 und dem Zugang der Aufnahmeöffnung 14 kann eine gedachte konusförmige Fläche 15 den Elastomerkörper 24 in den Wirkbereich 11 und den Totbereich 13 teilen. Im Totbereich 13 werden dabei aufgrund von axialen Einfederungsbewegungen nahezu keine Schubspannungen induziert. Vielmehr dominieren hier Druckspannungen und vereinzelt Zugspannungen bei einer Einfederbewegung. Lediglich in den Wirkbereich des Elastomerkörpers 24 können durch axiale Einfederungsbewegungen neben Druck- und Zugspannungen auch Schubspannungen induziert werden.
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Die Überlappung bewirkt ein stark progressives Verhalten des Elastomerkörpers 24 bei einer Einfederbewegung zwischen dem Vorspannelement 20 und dem Anlageelement 26.
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Weiter weist der Elastomerkörper 24 anstatt eines Bereichs mit einer konischen Form einen Bereich mit einer zylindrischen Form auf. Zusätzlich oder alternativ zum Anlageelement 26 kann der Bereich mit der zylindrischen Form des Elastomerkörpers 24 zur Presspassung zwischen dem Lager 12 und der Innenfläche 18 beitragen oder allein bewirken. Das Anlageelement 26 kann dann beispielsweise einen kleineren Durchmesser als die Aufnahmeöffnung 14 aufweisen und von der Innenfläche 18 beabstandet sein.
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An der Kontaktfläche 28 liegt der Elastomerkörper 24 mit einer entsprechend ringförmigen Fläche an. Der Elastomerkörper 24 kann lose an der ringförmigen Kontaktfläche 28 anliegen. Alternativ kann der Elastomerkörper 24 an die ringförmige Kontaktfläche 28 anvulkanisiert sein.
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5 zeigt ein viertes Beispiel der Lagerbaugruppe 10. Die Bezugszeichen, die aus den 1 bis 4 bereits bekannt sind, zeigen dabei die gleichen Elemente wie in 5.
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Der Kern 22 und das Vorspannelement 20 sind wie in dem Beispiel nach 2 einstückig ausgebildet, können jedoch auch getrennt voneinander vorgesehen sein.
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Im Unterschied zu den Beispielen der 1 bis 4 weist das Lager 12 ein Hülsenelement 29 auf, das zwischen dem Elastomerkörper 24 und der Innenfläche 18 angeordnet ist. Das Hülsenelement 29 kann vor dem Einführen des Lagers 12 in die Aufnahmeöffnung 14 einen Durchmesser in Bezug auf die Längsachse A aufweisen, der im Bereich 1 µm bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,2 mm, größer als der Durchmesser der Aufnahmeöffnung 14 ist. Beim Einführen des Lagers 12 in die Aufnahmeöffnung 14 wird damit zwischen dem Hülsenelement 29 und der Innenfläche 18 eine Presspassung bewirkt.
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Das Hülsenelement 29 ist in diesem Beispiel einstückig bzw. stoffeinheitlich mit dem Anlageelement 26. Alternativ kann das Hülsenelement 29 eine von dem Anlageelement 26 getrennte Komponente sein.
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Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
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So kann z. B. das Anlageelement 26 auf der Seite, die an dem Vorsprung 40 angeordnet wird, einen gestuften Bereich aufweisen. Eine Stufe kann dann in axialer Richtung am Vorsprung 40 anliegen, wobei die nächste Stufe in radialer Richtung am Vorsprung 40 anliegen kann und in radialer Richtung weiter innen als der Vorsprung 40 angeordnet ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann sich der Elastomerkörper 24 um das Vorspannelement 20 herum erstrecken und an einer radial außen angeordneten Seite des Vorspannelements 20 anliegen.
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Weiter ist denkbar, dass das Anlageelement 26 an der Außenfläche 16 eine Elastomerschicht aufweisen kann. Weiter ist denkbar, dass alternativ oder zusätzlich die Innenfläche 18 eine Elastomerschicht aufweisen kann. Die radiale Vorspannkraft für die Presspassung zwischen der Außenfläche 16 und der Innenfläche 18 wird dann durch die Elastomerschicht bewirkt.
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Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lagerbaugruppe
- 11
- Wirkbereich
- 12
- Lager
- 13
- Totbereich14 Aufnahmeöffnung
- 15
- konische Fläche
- 16
- Außenfläche
- 18
- Innenfläche
- 20
- Vorspannelement
- 22
- Kern
- 24
- Elastomerkörper
- 26
- Anlageelement
- 28
- Kontaktfläche
- 29
- Hülsenelement
- 30
- Aufnahmestruktur
- 32
- Befestigungsstruktur
- 34
- Verbindungselement
- 36
- Freiweg
- 38
- Freiweg
- 40
- Vorsprung
- A
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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