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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Lagerungssystem umfassend Aufnahmetopf und Elastomerlager gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Aufnahmetopf gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12. Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung außerdem ein Elastomerlager gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 14.
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Stand der Technik
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Lagerungssysteme, wie zum Beispiel Topflager, werden in der Praxis häufig zur relativen Lagerung von Bauteilen (bspw. einer Batterie oder eines Aggregates oder einer Kolbenstange) in einem Fahrzeugs eingesetzt. Die Fixierung des Lagers im Topf erfolgt dabei üblicherweise mittels einer separaten Baugruppe.
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Aus der
EP 3727906 B1 ist beispielsweise ein als Topflager ausgebildetes Lagerungssystem bekannt, dessen Lager einen Kern in einem Elastomer umfasst, welches wiederum in einem Topf aufgenommen ist, wobei der Schaft des Kerns mit einer Kolbenstange verbunden werden kann. Die rotatorische Orientierung des abgebildeten Lagerungssystems erfolgt nicht durch ein Schlüssel-Schloss-Prinzip zwischen Topf und Elastomerlager. Eine rotatorische Orientierungshilfe ist nicht erkennbar. Darüber hinaus erfordert die Fixierung des Lagers am Topf gemäß der bekannten Ausführung eine Vielzahl separater Bauteile oder eine besondere Ausgestaltung des Kerns.
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Aus der
DE 102010015827 A1 ist eine in einem Topf aufgenommene Anschlagfeder bekannt. Die Anschlagfeder ist dort durch einen Hinterschnitt am Boden des Topfs im Topf fixiert. Hierdurch können separate Bauteile zur Befestigung der Feder am Topf eingespart werden. Ein solcher Hinterschnitt kann beispielsweise mittels zusätzlicher Umformstufen während des Tiefziehprozesses des Topfes geschehen, wozu jedoch zusätzliche Werkzeugstufennotwendig sind. Darüber hinaus ermöglicht auch diese Ausführung keine rotatorische Festlegung oder rotatorische Orientierung des Lagerkörpers im Topf.
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Aufgabe
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Lagerungssystem bereitzustellen, dessen Lagerelement auf einfache Art und Weise sowie zuverlässig im Aufnahmetopf fixierbar ist und das konstruktive Möglichkeiten zur rotatorischen Orientierung des Lagers im Aufnahmetopf vorschlägt. Das Lagerungssystem soll außerdem kosten- und zeitsparend herzustellen sein.
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Allgemeine Beschreibung
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Hauptmerkmale des ersten Aspekts der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Lagerungssystem, welches einen Aufnahmetopf und ein in den Aufnahmetopf eingesetztes Elastomerlager zur Lagerung eines gewünschten Bauteils umfasst, wobei der Aufnahmetopf einen Boden aufweist, und wobei das Elastomerlager wenigstens einen Kern zur Aufnahme des Bauteils und einen Elastomerkörper zur Lagerung des Kerns gegenüber dem Aufnahmetopf umfasst. Erfindungsgemäß weist der Elastomerkörper an einer dem Boden zugewandten Stirnfläche mindestens einen Rastvorsprung auf und der Boden des Aufnahmetopfs weist mindestens eine mit dem Rastvorsprung korrespondiere Rastöffnung auf, wobei der Rastvorsprung bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Lagerungssystems in die mindestens eine Rastöffnung eingreift.
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Unter „bestimmungsgemäßem Gebrauch“ des Lagerungssystems ist der Zustand zu verstehen, in dem das Lagerungssystem an seinem vorgesehen Ort verbaut ist, etwa im Fahrwerk oder Rahmen eines Fahrzeugs. Dabei setzt der bestimmungsgemäße Gebrauch stets voraus, dass der Elastomerkörper im Aufnahmetopf aufgenommen und an diesem festgelegt ist.
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„Korrespondiere Rastöffnung“ beschreibt eine Öffnung im Boden des Aufnahmetopfs, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Lagerungssystems bzw. bei Aufnahme des Elastomerlagers im Aufnahmetopf mit einem Rastvorsprung des Elastomerkörpers in Deckung gebracht werden kann, sodass der Rastvorsprung in die Öffnung eingreifen kann. Bevorzugterweise (jedoch nicht zwingenderweise) ist vorgesehen, dass jeder Rastvorsprung bei korrekter Einführung des Elastomerlagers in den Aufnahmetopf in je eine bestimmte korrespondierende Rastöffnung eingreift.
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Der Aufnahmetopf weist eine axiale Zentrallängsachse auf, in welche sich der Kern erstreckt. Der Kern kann dabei mittels Sackloch fixiert werden. Ferner weist der Aufnahmetopf einen Boden und eine Umfangswand auf. Im Übergangsbereich zwischen Boden und Wand ist am Aufnahmetopf ein radialer Stützbereich vorgesehen.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Lagerungssystems lässt sich das Elastomerlager auf einfache und zuverlässige Art und Weise mittels Vormontage axial fixieren sowie rotatorisch im Aufnahmetopf orientieren. Dazu stützt sich das Elastomerlager im radialen Stützbereich am Aufnahmetopf ab und wird so radial festgelegt. Zudem greift der mindestens eine stirnseitig ausgebildete Rastvorsprung in eine korrespondierende Rastöffnung im Boden des Aufnahmetopfs. Durch den Eingriff von Rastvorsprung in Rastöffnung wird das Elastomerlager derart am Aufnahmetopf fixiert, dass eine relative Drehbewegung von Elastomerlager und Aufnahmetopf um die Zentrallängsachse sowie eine axiale Zugbewegung des Elastomerlagers entlang der Zentrallängsachse bis zur finalen Montage des vormontierten Lagerungssystems verhindert werden. Es ist außerdem möglich, die rotatorische Orientierung des Elastomerlagers festzulegen, indem man entweder nur einen Rastvorsprung vorsieht oder in dem man eine dreh-asymmetrische Anordnung von Rastvorsprüngen wählt. Ferner können auch dreh-symmetrische Anordnungen für die Rastvorsprünge gewählte werden, wenn das Lager eine korrespondierende Symmetrie aufweist. Auf diese Weise lässt sich sicherstellen, dass das Elastomerlager nur in einer (oder in mehreren) bevorzugten rotatorischen Orientierung(en) im Aufnahmetopf fixierbar ist, was vor allem bei asymmetrisch ausgestalteten Elastomerlagern von Bedeutung sein kann.
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Der mindestens eine Rastvorsprung ist bevorzugt stoffeinheitlich mit dem Elastomerkörper gebildet. Auf diese Weise lässt sich das Elastomerlager ohne die Notwendigkeit weiterer Bauteile am Aufnahmetopf orientiert befestigen. Darüber hinaus entfallen für die Herstellung stoffeinheitlicher Rastvorsprünge aufwendige Prozessschritte, die andernfalls nötig wären. Als Folge lassen sich gegenüber herkömmlichen Lösungen die Herstellungszeit sowie die mit der Herstellung verbundenen Kosten reduzieren.
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Vorteilhafterweise kann die mindestens eine Rastöffnung schon während des Tiefziehprozesses des Aufnahmetopfs in den Boden eingebracht werden. Hierdurch lassen sich ebenfalls Zeit und Kosten einsparen, welche durch andernfalls notwendige Prozessschritte zur Herstellung alternativer Hinterschnittgeometrien anfallen würden. Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Rastvorsprung eine konusförmige Geometrie oder eine dachförmige Geometrie aufweist. Die Rastvorsprünge können dabei auch in pinförmig oder stiftförmig ausgestaltet sein. Derartig ausgestaltete Rastvorsprünge lassen sich besonders einfach in die dafür vorgesehenen Rastöffnungen einführen. Gemäß einer Ausführungsform kann der mindestens eine Rastvorsprung einen kreisrunden Querschnitt oder einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Denkbar sind aber auch andere Geometrien des Rastvorsprungs. So kann der Rastvorsprung im Querschnitt beispielsweise als Halbkreis oder sternförmig ausgebildet sein. Entsprechend können auch die Rastöffnungen kreisrund oder rechteckig oder mit einer anderen Geometrie ausgebildet sein, beispielsweise als Halbkreis oder sternförmig. Dabei können verschiedene Geometrien von Rastvorsprüngen und Rastöffnungen in einer Ausführungsform kombiniert werden. Beispielsweise kann ein Lagersystem einen kreisrunden Rastvorsprung und einen eckigen Rastvorsprung aufweisen, wobei der kreisrunde Rastvorsprung in eine kreisrunde Rastöffnung eingreift und wobei der eckige Rastvorsprung in eine eckige Rastöffnung eingreift.
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Der mindestens eine Rastvorsprung kann vorzugsweise einen geraden Abschnitt und einen zumindest teilweise umlaufenden Rasthinterschnitt aufweisen, wobei der Rasthinterschnitt in einen dachförmigen Abschnitt übergehen kann. Der Rasthinterschnitt kann außerdem derart ausgebildet sein, dass er den Rastvorsprung vollständig (also 360°) oder nur teilweise (etwa 90° oder 180°) umläuft. Der Rasthinterschnitt fungiert als eine Art Widerhaken, durch den ein ungewolltes Lösen des Rastvorsprungs aus der korrespondierenden Rastöffnung verhindert werden kann. Rastvorsprünge mit geradem Abschnitt und Rasthinterschnitt lassen sich somit besonders zuverlässig unter leichtem Krafteinsatz verliersicher in die vorgesehenen Rastöffnungen einführen und/oder einrasten. Dazu besitzt der dachförmige Abschnitt an seiner breitesten Stelle einen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser der korrespondierenden Rastöffnung. Beim Einführen des Rastvorsprungs in die Rastöffnung unter leichtem Kraftaufwand wird der dachförmige Abschnitt also zusammengedrückt, bis der Rasthinterschnitt durch die Rastöffnung gelangt. Der dachförmige Abschnitt nimmt nun wieder seine ursprüngliche Form an und verhindert so ein Herauslösen des Rastvorsprungs aus der Rastöffnung.
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Vorteilhafterweise kann ferner vorgesehen sein, dass der gerade Abschnitt einen Außenumfang aufweist und dass die Rastöffnung einen Innenumfang aufweist, wobei der Außenumfang des geraden Abschnitts und der Innenumfang der Rastöffnung derart ausgestaltet sind, dass der gerade Abschnitt bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Lagerungssystems formschlüssig in der Rastöffnung aufgenommen ist. Wenn die Abmessungen von Rastvorsprung und Rastöffnung so gewählt werden, dass die Rastvorsprünge formschlüssig (d. h. mit Kontakt) in die Rastöffnungen eingreifen, wird eine besonders stabile Verbindung von Elastomerlager und Aufnahmetopf sichergestellt, wobei die Verbindung vor allem frei von „Spiel“ zwischen Elastomerlager und Aufnahmetopf ist.
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Es ist außerdem denkbar, dass der Elastomerkörper an seiner Stirnfläche eine Mehrzahl an Rastvorsprüngen aufweist und dass der Boden des Aufnahmetopfs eine Mehrzahl an mit den Rastvorsprüngen korrespondierenden Rastöffnungen aufweist, wobei jeder Rastvorsprünge bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Lagerungssystems in je eine korrespondierende Rastöffnung eingreift. Dabei ist insbesondere eine Ausführungsform mit mindestens zwei Rastvorsprüngen bzw. mit mindestens zwei Rastöffnungen vorgesehen. Auf diese Weise lässt sich die Stabilität der Verbindung zwischen Elastomerlager und Aufnahmetopf insbesondere gegen Verkanten oder Herausfallen des vormontierten Elastomerkörpers im Topf bis zur Endmontage erhöhen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rastvorsprünge der Mehrzahl an Rastvorsprüngen dreh-asymmetrisch an der Stirnfläche des Elastomerkörpers angeordnet oder verteilt sind und dass die Rastöffnungen der Mehrzahl an Rastöffnungen analog dazu dreh-asymmetrisch im Boden des Aufnahmetopfs angeordnet oder verteilt sind. Mit anderen Worten: Die Anordnung der Rastvorsprünge und Rastöffnungen kann so gewählt werden, dass nur eine bestimmten Drehorientierung des Elastomerkörpers im Aufnahmetopf auch eine Fixierung der beiden Elemente miteinander ermöglicht. Eine solche Anordnung, bei der also die Rastvorsprünge bzw. die Rastöffnungen nicht dreh- oder rotationssymmetrisch an der Stirnfläche des Elastomerkörpers bzw. im Boden des Aufnahmetopfs verteilt sind, hat also den Vorteil, dass sich eine eindeutige Drehausrichtung des Elastomerlagers im Aufnahmetopf erzielen lässt. So hat die dreh-asymmetrische Anordnung zur Folge, dass der Elastomerkörper und somit das Elastomerlager nur in einer bestimmten axialen Ausrichtung am Aufnahmetopf fixiert oder verrastet werden kann. Die Anordnung der Rastöffnungen im Boden des Aufnahmetopfs wird auch als „Lochbild“ bezeichnet. Analog dazu wird die Anordnung der Rastvorsprünge am Elastomerkörper auch als „Pinbild“ bezeichnet.
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Denkbar sind auch Ausführungsformen, mit teilweise rotationssymmetrischem Pin- und Lochbild. In solchen Fällen können beispielsweise Anordnungen von Rastvorsprüngen und Rastöffnungen gewählt werden, die eine Rotationssymmetrie von 90° oder bevorzugt von 180° ermöglichen. Auf diese Weise kann auf einfache Art und Weise eine lagegerichtete Orientierung bzw. Montage des Elastomerlagers im Aufnahmetopf sichergestellt werden.
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Der Elastomerkörper kann mindestens zwei Rastvorsprünge aufweisen, deren gerade Abschnitte zueinander verschiedene Außenumfänge aufweisen. Analog dazu kann der Boden des Aufnahmetopfs mindestens zwei Rastöffnungen mit zueinander verschiedenen Innenumfängen aufweisen. Mit anderen Worten: Der Elastomerkörper kann unterschiedlich dicke Rastvorsprünge aufweisen und der Aufnahmetopf kann unterschiedlich große Rastöffnungen (also Rastöffnungen mit unterschiedlichen Durchmessern) aufweisen. Denkbar sind auch Ausführungen mit mehr als zwei Rastvorsprüngen und Rastöffnungen, wobei eine beliebige Anzahl von unterschiedlich dicken Rastvorsprüngen und unterschiedlich großen Rastöffnungen gewählt werden kann. So ist beispielsweise eine Ausführungsform mit vier Rastvorsprüngen und vier Rastöffnungen möglich, wobei jeweils zwei Rastöffnungen in derselben Dicke ausgestaltet sind und jeweils zwei Rastöffnungen denselben Durchmesser aufweisen. Die Dicke bzw. der Durchmesser des einen Rastöffnungspaares bzw. Rastvorsprungspaares unterscheidet sich dann von der Dicke bzw. vom Durchmesser des anderen Rastöffnungspaares bzw. Rastvorsprungspaares. Vorteilhafterweise sind alle möglichen Kombinationen unterschiedlich großer und/oder gleichgroßer bzw. -dicker Rastvorsprünge bzw. Rastöffnungen denkbar. Ausgestaltungen mit unterschiedlich dicken Rastvorsprünge bzw. mit unterschiedlich großen Rastöffnungen haben den Vorteil, dass sie eine eindeutige radiale Orientierung des Elastomerlagers im Aufnahmetopf sicherstellen, weil nunmehr zumindest einige der Rastvorsprünge aufgrund ihrer Dicke nur noch in bestimmte Rastöffnungen eingreifen können.
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Denkbar sind auch Ausführungsformen, in denen der Elastomerkörper mindestens zwei Rastvorsprünge unterschiedlicher Grundform aufweisen. Beispielsweise kann mindestens ein Rastvorsprung rechteckig ausgeführt werden, während mindestens ein anderer Rastvorsprung anderer Geometrie, beispielsweise rund ausgeführt wird. Hierdurch ist derselbe Vorteil der sicheren rotatorischen Orientierung wie im Beispiel mit runden Rastvorsprüngen unterschiedlichen Durchmessers zu generieren.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Aufnahmetopf für das erfindungsgemäße Lagerungssystem, umfassend einen Boden und eine Umfangswand, wobei der Aufnahmetopf von einer Zentrallängsachse durchgriffen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Aufnahmetopfs mindestens eine Rastöffnung zur Aufnahme eines Rastvorsprungs aufweist. Der Aufnahmetopf ist dabei insbesondere zur Aufnahme des erfindungsgemäßen Elastomerlagers ausgebildet.
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Vorteilhafterweise können die mindestens zwei Rastöffnung in Bezug auf die Zentrallängsachse des Lagers unterschiedlich exzentrisch im Boden des Aufnahmetopfs ausgebildet sein. Hierdurch ist derselbe Vorteil der sicheren rotatorischen Orientierung wie im Beispiel mit runden Rastvorsprüngen unterschiedlichen Durchmessers zu generieren.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rastöffnung einen Innenumfang aufweist, der so ausgestaltet ist, dass die Rastöffnung den Rastvorsprung bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Lagerungssystems formschlüssig aufnimmt. Dieser Formschluss hat eine besonders stabile Verbindung von Elastomerlager und Aufnahmetopf zur Folge, wobei die so entstehende Rastverbindung frei von „Spiel“ zwischen Elastomerlager und Aufnahmetopf ist.
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Es ist außerdem denkbar, dass der Boden des Aufnahmetopfs eine Mehrzahl an Rastöffnungen aufweist. Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lagerungssystems können die Rastöffnungen der Mehrzahl an Rastöffnungen dreh-asymmetrisch im Boden des Aufnahmetopfs angeordnet sein. Eine solches Lochbild, bei dem also die Rastöffnungen nicht dreh- oder rotationssymmetrisch im Boden des Aufnahmetopfs verteilt sind, hat den Vorteil, dass sich eine eindeutige Positionierung des Elastomerlagers im Aufnahmetopf erzielen lässt. So hat die dreh-asymmetrische Anordnung zur Folge, dass der Elastomerkörper nur in einer bestimmten rotatorischen Ausrichtung am Aufnahmetopf fixiert oder verrastet werden kann.
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Bevorzugterweise weist der Boden des Aufnahmetopfs mindestens zwei Rastöffnungen mit zueinander verschiedenen Innenumfängen oder Öffnungsgeometrien auf. Mit anderen Worten: Der Aufnahmetopf kann unterschiedlich große, runde Rastöffnungen (also Rastöffnungen mit unterschiedlichen Durchmessern) oder Rastöffnungen unterschiedlicher Geometrie (also beispielsweise rechteckigen und runden Querschnitts) aufweisen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Elastomerlager für ein Lagerungssystem, wobei das Elastomerlager wenigstens einen Kern zur Lagerung eines Bauteils und einen Elastomerkörper zur Lagerung des Kerns umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper an einer dem Boden zugewandten Stirnfläche mindestens einen Rastvorsprung zum Eingreifen in eine Rastöffnung eines Aufnahmetopfs aufweist. Das Elastomerlager ist dabei insbesondere zum Einbringen in den erfindungsgemäßen Aufnahmetopf vorgesehen.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Rastvorsprung stoffeinheitlich mit dem Elastomerkörper gebildet ist. Auf diese Weise lässt sich das Elastomerlager ohne die Notwendigkeit weiterer Bauteile am Aufnahmetopf befestigen. Darüber hinaus entfallen für die Herstellung stoffeinheitlicher Rastvorsprünge aufwendige Prozessschritte, die andernfalls nötig wären.
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Bevorzugt erstreckt sich der mindestens eine Rastvorsprung in einer Axialrichtung. Vorzugsweise bedeutet das eine Ausgestaltung, in welcher der mindestens eine Rastvorsprung senkrecht von der Stirnfläche des Elastomerkörpers ragt.
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Vorteilhafterweise können mindestens zwei Rastvorsprünge unterschiedlich exzentrisch zur Zentrallängsachse an der Stirnfläche des Elastomerkörpers ausgebildet sein.
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Der mindestens eine Rastvorsprung kann eine konusförmige Geometrie oder eine dachförmige Geometrie aufweisen. Die Rastvorsprünge können dabei auch pinförmig oder stiftförmig ausgestaltet sein. Derartig ausgestaltete Rastvorsprünge lassen sich besonders einfach in die dafür vorgesehenen Rastöffnungen einführen. Der mindestens eine Rastvorsprung kann außerdem einen geraden Abschnitt und einen zumindest teilweise umlaufenden Rasthinterschnitt aufweisen. Dabei kann der Rasthinterschnitt derart ausgebildet sein, dass er den Rastvorsprung vollständig (also 360°) oder nur teilweise (etwa 90° oder 180°) umläuft. Der Rasthinterschnitt fungiert als eine Art Widerhaken, durch den ein ungewolltes Lösen des Rastvorsprungs aus der korrespondierenden Rastöffnung verhindert werden kann. Rastvorsprünge mit geradem Abschnitt und Rasthinterschnitt lassen sich somit besonders zuverlässig unter leichtem Krafteinsatz verliersicher in die vorgesehenen Rastöffnungen einführen oder einrasten.
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Der gerade Abschnitt kann außerdem einen Außenumfang oder eine Vorsprungsgeometrie aufweisen, der so ausgestaltet ist, dass die Rastöffnung den Rastvorsprung bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Lagerungssystems formschlüssig aufnimmt. Wenn die Abmessungen des Rastvorsprungs so gewählt werden, dass die Rastvorsprünge formschlüssig (d. h. mit Kontakt) in die Rastöffnungen eingreifen, wird eine besonders stabile Verbindung von Elastomerlager und Aufnahmetopf sichergestellt, wobei die Verbindung vor allem frei von „Spiel“ zwischen Elastomerlager und Aufnahmetopf ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Elastomerlagers kann vorgesehen sein, dass der Elastomerkörper an seiner Stirnfläche eine Mehrzahl an Rastvorsprüngen aufweist, wobei jeder Rastvorsprünge bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Lagerungssystems in je eine korrespondierende Rastöffnung eingreift. Auf diese Weise lässt sich die Stabilität der Verbindung zwischen Elastomerlager und Aufnahmetopf erhöhen. Dabei wird vor allem die axiale Stabilität erhöht, sprich ein Herausfallen oder Verkippen des Elastomerlager aus bzw. im Aufnahmetopf wird zusätzlich verhindert, je mehr Rastvorsprünge und korrespondierende Rastöffnungen vorgesehen werden.
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Der Elastomerkörper kann ferner mindestens zwei Rastvorsprünge aufweisen, deren gerade Abschnitte zueinander verschiedene Außenumfänge oder Außengeometrien aufweisen. Mit anderen Worten: Der Elastomerkörper kann unterschiedlich dicke oder geometrisch voneinander abweichende Rastvorsprünge aufweisen. Denkbar sind auch Ausführungen mit mehr als zwei Rastvorsprüngen, wobei eine beliebige Anzahl von unterschiedlich dicken oder geometrisch voneinander abweichenden Rastvorsprüngen gewählt werden kann. Vorteilhafterweise sind alle möglichen Kombinationen unterschiedlich dicker oder gleichdicker sowie geometrisch voneinander abweichender Rastvorsprünge mit korrespondierenden Rastöffnungen denkbar. Ausgestaltungen mit unterschiedlich dicken oder geometrisch abweichender Rastvorsprünge haben den Vorteil, dass sie eine eindeutige rotatorische Orientierung des Elastomerlagers im Aufnahmetopf sicherstellen, weil nunmehr zumindest einige der Rastvorsprünge aufgrund ihrer Dicke oder geometrischen Form nur noch in bestimmte Rastöffnungen eingreifen können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rastvorsprünge der Mehrzahl an Rastvorsprüngen dreh-asymmetrisch an der Stirnfläche des Elastomerkörpers angeordnet. Eine solches Pinbild, bei dem also die Rastvorsprünge nicht dreh- oder rotationssymmetrisch an der Stirnfläche des Elastomerkörpers verteilt sind, hat den Vorteil, dass sich eine eindeutige Positionierung des Elastomerlagers im Aufnahmetopf erzielen lässt. So hat die dreh-asymmetrische Anordnung zur Folge, dass der Elastomerkörper und somit das Elastomerlager nur in einer bestimmten axialen Ausrichtung am Aufnahmetopf fixiert oder verrastet werden kann.
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Es kann außerdem vorgesehen sein, dass der Kern einen in Bezug auf die Zentrallängsachse radial nach außen gerichteten Anschlagabschnitt aufweist, der beispielsweise scheibenförmig ausgestaltet sein kann. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Elastomerkörpers kann der Elastomerkörper an diesem Anschlagabschnitt mindestens teilweise außenumfangseitig ein Anschlagpuffer aufweisen, welcher die radialen Auslenkungen des Kernes gegenüber dem Aufnahmetopf begrenzt. Es kann außerdem vorgesehen sein, dass der Elastomerkörper sowohl an der Oberseite wie auch an der Unterseite stoffschlüssig, beispielsweise mittels Vulkanisation, an den Anschlagabschnitt angebunden ist. Hierdurch ist es möglich, dass bei einer axialen Auslenkung des Lagers vorteilhaft primär Druckspannungen in den Elastomerkörper induziert werden, was zu eine hohen Lebensdauer des Lagersystems führen kann.
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Figurenbeschreibung
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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:
- 1a eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Lagerungssystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
- 1b eine Untersicht des Lagerungssystems aus 1a;
- 2a eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Lagerungssystems gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 2b eine Untersicht des Lagerungssystems aus 2a;
- 3 eine Untersicht eines Lagerungssystems gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher unter Umständen nicht mehrfach bezeichnet. Bereits beschriebene Merkmale werden zur Vermeidung von Wiederholungen nicht erneut beschrieben und sind auf alle Elemente mit gleichen oder einander entsprechenden Bezugszeichen anwendbar, sofern sich aus dem jeweiligen Kontext nichts Gegenteiliges ergibt. Die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sind sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragbar. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiterhin können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
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In 1a und 1b ist das erfindungsgemäße Lagersystem 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. 1a zeigt dabei eine schematische Längsschnittansicht des Lagerungssystems 1 entlang der Schnittfläche A-A.
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Das Lagerungssystem 1 umfasst einen Aufnahmetopf 2, in den ein Elastomerlager 3 zur schwingungsdämpfenden Lagerung eines Bauteils eingesetzt ist. Der Aufnahmetopf 2 weist einen Boden 4 und eine Umfangswand 20 auf
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Das in 1a gezeigte Elastomerlager 3 umfasst einen Kern 5 zur Aufnahme des Bauteils und einen Elastomerkörper 6 zur Lagerung des Kerns 5 gegenüber dem Aufnahmetopf 2. Aufnahmetopf 2 und Elastomerkörper 6 können dabei, wie in 1a dargestellt, derart ausgestaltet sein, dass der Aufnahmetopf 2 den Elastomerkörper 6 mit einem radialen Abstand 22 zur Umfangswand 20 aufnimmt. Der gezeigte Kern 5 umfasst einen im Wesentlichen scheibenförmigen Anschlagabschnitt 15, welcher vorzugsweise formschlüssig mit dem Elastomerkörper 6 verbunden ist. An seiner dem Boden 4 zugewandten Stirnfläche 7 weist der Elastomerkörper gemäß dem Beispiel in 1a und 1b einen Rastvorsprung 8 auf, welcher sich in Axialrichtung R erstreckt und somit senkrecht von der Stirnfläche 7 ragt.
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Der gezeigte Rastvorsprung 8 ist stoffeinheitlich mit dem Elastomerkörper 6 gebildet. Durch die stoffeinheitlichen Rastvorsprünge 8 können aufwendige Prozessschritte, die andernfalls zur Herstellung eines fixierbaren Elastomerkörpers 6 nötig wären, entfallen. Der beispielhaft in 1a gezeigte Rastvorsprung 8 weist im Wesentlichen eine konus- oder pinförmige Geometrie auf, wobei der Rastvorsprung 8 einen geraden Abschnitt 10 und einen halbumlaufenden Rasthinterschnitt 11 aufweist, welcher in einen dachförmigen Abschnitt 23 übergeht. Der Rasthinterschnitt 11 ist also derart ausgebildet, dass er den Rastvorsprung 8 nur teilweise (etwa um 180°) umläuft. Er fungiert als Rasthaken und verhindert ein ungewolltes Lösen des Rastvorsprungs 8 aus der korrespondierenden Rastöffnung 9 im Boden des Aufnahmetopfs 2. Auf diese Weise lässt sich das Elastomerlager 3 verliersicher im Aufnahmetopf 2 fixieren.
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Gemäß dem in 1a gezeigten Beispiel weist der scheibenförmige Anschlagabschnitt 15 des Kerns 5 eine Oberseite 17 und eine Unterseite 18 auf. Der Elastomerkörper 6 besitzt zwei Haupttragpolster 16, welche zur Aufnahme der primär axialen Betriebslastenausgebildet sind. Außenumfangseitig ist auf dem Anschlagabschnitt 15 ein Anschlagpuffer 24 ausgebildet, welcher die radiale Auslenkung des Lagers begrenzt.
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Der Aufnahmetopf 2 wird im Wesentlichen durch den Boden 4 und die Umfangswand 20 aufgebaut, welche gemeinsam einen nach oben offenen Aufnahmeraum bilden. Im Übergangsbereich von Boden 4 zu Umfangswand 20 weist der Aufnahmetopf 2 einen radialen Stützbereich 14 in Form eines leichten Einzugs auf, welcher den Elastomerkörper 6 des Elastomerlagers 3 in der zur Zentrallängsachse Z senkrechten Radialrichtung abstützt und diesen radial positioniert und/oder abstützt und/oder festlegt. Der Boden 4 des Aufnahmetopfs 2 aus 1a und 1b weist eine mit dem Rastvorsprung 8 korrespondiere Rastöffnung 9 auf.
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Rastöffnung 9 und Rastvorsprung 8 können also derart zueinander in Deckung gebracht werden, dass bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Lagerungssystems 1 der Rastvorsprung 8 in die Rastöffnung 9 rastend eingreift. Analog zum Rastvorsprung 8 ist auch die Rastöffnung 9 exzentrisch im Boden 4 des Aufnahmetopfs 2 angeordnet, wie vor allem in 1b gezeigt ist.
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Die exzentrische Anordnung von nur einem Rastvorsprung 8 bzw. von nur einer korrespondierenden Rastöffnung 9 bedeutet automatisch, dass Rastvorsprung 8 und Rastöffnung 9 dreh-asymmetrisch an der Stirnfläche 7 des Elastomerkörpers 8 bzw. im Boden 4 des Aufnahmetopfs 2 verteilt sind - schließlich kann der Elastomerkörper 8 nur mit einer bestimmten Drehausrichtung in den Aufnahmetopf 2 eingeführt und fixiert werden, nämlich nur dann, wenn Rastvorsprung 8 und Rastöffnung 9 in Deckung gebracht werden. Auf diese Weise lässt sich eine eindeutige rotatorische Ausrichtung des Elastomerlagers 6 im Aufnahmetopf 2 gewährleisten.
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Der gerade Abschnitt 10 des Rastvorsprungs 8 besitzt vorzugsweise einen Außenumfang 12, der im Wesentlich einem Innenumfang 13 der Rastöffnung 9 entspricht oder zumindest nur unwesentlich kleiner ist. Der Außenumfang 12 des geraden Abschnitts 10 und der Innenumfang 13 der Rastöffnung 9 sind also beispielhaft derart ausgestaltet, dass der gerade Abschnitt 10 bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Lagerungssystems 1 formschlüssig in der Rastöffnung 9 aufgenommen ist. Der Rasthinterschnitt 11 des Rastvorsprungs 8 verhindert dabei ein Herauslösen des Rastvorsprungs 8 aus der Rastöffnung 9. Dazu besitzt der dachförmige Abschnitt 23 an seiner breitesten Stelle einen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser der korrespondierenden Rastöffnung 9. Beim Einführen des Rastvorsprungs 8 in die Rastöffnung 9 unter leichtem Kraftaufwand wird der dachförmige Abschnitt 23 zusammengedrückt, bis der Rasthinterschnitt 11 durch die Rastöffnung 9 gelangt. Alternativ kann der Rastvorsprung in die Rastöffnung eingefädelt werden und von außen durch die Rastöffnung gezogen werden. Hierdurch verjüngt sich beim Durchziehen der dachförmige Abschnitt 23, was die Montage erleichtert. Der dachförmige Abschnitt 23 nimmt nach der Passage der Rastöffnung und nach dem Lösen der Montagekräfte wieder seine ursprüngliche Form an und verhindert ein Herauslösen des Rastvorsprungs 8.
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Mit Hilfe des in 1a und 1b beispielhaft gezeigten Lagerungssystems 1 lässt sich das Elastomerlager 6 auf einfache und zuverlässige Art und Weise axial sowie rotatorisch im Aufnahmetopf 2 fixieren bzw. orientieren. Durch den Eingriff von Rastvorsprung 8 in Rastöffnung 9 wird damit das Elastomerlager 6 derart am Aufnahmetopf 2 fixiert, dass eine relative Drehbewegung von Elastomerlager 6 und Aufnahmetopf 2 um der Zentrallängsachse Z verhindert wird. Auch eine Bewegung in axialer Richtung R wird durch den Rastmechanismus verhindert.
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2a und 2b zeigen eine Längsschnittansicht bzw. eine Untersicht des erfindungsgemäßen Lagerungssystems 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das Lagerungssystem 1 aus 2 unterscheidet sich vom Lagerungssystem aus 1 vor allem dadurch, dass das in 2 gezeigte Beispiel zwei Rastvorsprünge 8a,b und zwei Rastöffnungen 9a,b,c umfasst.
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Wie vor allem 2b zu entnehmen ist, sind die beiden Rastvorsprünge 8a,b einander diametral gegenüberliegend auf der Stirnfläche 7 des Elastomerkörpers 6 angeordnet. Analog sind auch die beiden korrespondierenden Rastöffnungen 9a,b,c einander diametral gegenüberliegend im Boden 4 des Aufnahmetopfs 2 angeordnet. Eine derartige Ausführung wäre prinzipiell um 180° drehsymmetrisch. Um nun eine eindeutige Drehorientierung des Elastomerkörpers 6 im Aufnahmetopf 2 zu gewährleisten, sind die beiden Rastvorsprünge 8a,b oder Pins unterschiedlich dick ausgestaltet. Der gerade Abschnitt 10 des einen Rastvorsprungs 8a weist also einen größeren Außenumfang 12 auf als der gerade Abschnitt 10 des anderen Rastvorsprungs 8b. Dementsprechend ist auch der dachförmige Abschnitt 23 des einen Rastvorsprungs 8a größer, d. h. mit einem größeren Durchmesser, ausgebildet als der dachförmige Abschnitt 23 des anderen Rastvorsprungs 8b. Analog zu den unterschiedlich ausgebildeten Rastvorsprüngen 8a,b weisen auch die korrespondierenden Rastöffnungen 9a,b,c unterschiedliche Innenumfänge 13 auf, sodass jede Rastöffnungen 9a,b,c auch nur je einem bestimmten Rastvorsprung 8a,b zugeordnet werden kann. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass jeweils nur ein bestimmter Rastvorsprung 8a,b in eine bestimmte korrespondierende Rastöffnung 9a,b,c einführbar ist. Schließlich ließe sich der größere Rastvorsprung 8a des Beispiels aus 2a nicht die in kleinere Rastöffnung 9b einführen. Somit ergibt sich für den Elastomerkörper 6 nur eine mögliche Drehausrichtung, mit der er sich im Aufnahmetopf fixieren lässt.
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Ein weiterer Unterschied des Ausführungsbeispiels aus 2 zu dem in 1 gezeigten Beispiel besteht darin, dass das Elastomerlager 3 gemäß dem Beispiel aus 2 asymmetrisch ausgestaltet ist. Wie in 2b dargestellt, umfasst der Kern 5 des Elastomerlagers 3 eine Wellenstruktur 21, welche sich über einen Kreisbogen mit einem Winkel von 180° über die Zentrallängsachse Z erstreckt. Dadurch, dass sich die Wellenstruktur 21 als Kreisbogen mit einem Winkel von 180° ausgestaltet ist (und nicht also vollumfängliche Struktur), ist sie nicht rotationssymmetrisch, weshalb es von Bedeutung sein kann, das Elastomerlager 3 in einer bestimmten Drehorientierung innerhalb des Aufnahmetopfes 2 festzulegen. Dies ist beispielsweise mit den unterschiedlich ausgestalteten Rastvorsprüngen 8a,b des Elastomerkörpers 6 aus 2 möglich.
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Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
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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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3 eine Unteransicht eines Lagerungssystems 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das in 3 gezeigte Lagerungssystem 1 zeichnet sich dadurch aus, dass der Boden 4 des Aufnahmetopfs 2 drei Rastöffnungen 9a,b,c aufweist, wobei zwei der drei Rastöffnungen 9a,b je einen Innenumfang 13 mit einer kreisförmigen Geometrie haben und wobei die dritte Rastöffnung 9c einen Innenumfang 13 mit einer rechteckigen (speziell: quadratischen) Geometrie hat.
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Um eine eindeutige rotatorische Ausrichtung des Elastomerlagers 6 im Aufnahmetopf 2 zu gewährleisten ist zum einen vorgesehen, dass die beiden Rastöffnungen 9a,b mit kreisförmigem Innenumfang 13 in Bezug auf die Zentrallängsachse Z radial unterschiedlich exzentrisch beabstandet sind. Mit anderen Worten: Eine der kreisrunden Rastöffnungen 9a ist in einem ersten radialen Abstand r1 zur Zentrallängsachse Z im Boden 4 des Aufnahmetopfs 2 ausgebildet und die andere kreisrunde Rastöffnung 9b ist einem zweiten radialen Abstand r2 zur Zentrallängsachse Z im Boden 4 des Aufnahmetopfs 2 ausgebildet.
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Darüber hinaus umfasst der Boden 4 gemäß 4 eine dritte Rastöffnung 9c. Die dritte Rastöffnung 9c weist einen Innenfang 13 mit einer quadratischen Geometrie auf. Bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Aufnahmetopfs 2 ist vorgesehen, dass die Rastvorsprünge 8a,b des Elastomerlagers 3 (in 3 nicht gezeigt), die einen kreisrunden Querschnitt haben, nur die Rastöffnungen 9a,c eingreifen können, die einen kreisrunden Innenumfang 13 besitzen. Entsprechend ist vorgesehen, dass nur ein Rastvorsprung 8a,b mit einem quadratischen Querschnitt in die quadratische Rastöffnung 9c eingreifen kann. Durch dieses Prinzip wird die rotatorische Orientierung des Elastomerlagers 3 im Aufnahmetopf 2 zusätzlich sichergestellt. Die verschiedenen Prinzipien - also einerseits die unterschiedlichen Abstände r1, r2 der Rastöffnungen 9a,b,c bzw. der korrespondierenden Rastvorsprünge 8a,b zur Zentrallängsachse Z, und andererseits die Möglichkeit, Rastmechanismen mit unterschiedlichen Geometrien ausbilden (in 3 rund und quadratisch) - können grundsätzlich in beliebiger Kombination oder separat Anwendung finden.
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Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lagerungssystem
- 2
- Aufnahmetopf
- 3
- Elastomerlager
- 4
- Boden
- 5
- Kern
- 6
- Elastomerkörper
- 7
- Stirnfläche
- 8a,b
- Rastvorsprung
- 9a,b,c
- Rastöffnung
- 10
- Gerader Abschnitt
- 11
- Rasthinterschnitt
- 12
- Außenumfang
- 13
- Innenumfang
- 14
- Radialer Stützbereich
- 15
- Anschlagabschnitt
- 16
- Haupttragpolster
- 17
- Oberseite
- 18
- Unterseite
- 19
- Aufnahmenut
- 20
- Umfangswand
- 21
- Wellenstruktur
- 22
- Abstand
- 23
- Dachförmiger Abschnitt
- 24
- Anschlagpuffer
- Z
- Zentrallängsachse
- R
- Axialrichtung
- r1
- Erster radialer Abstand zur Zentrallängsachse
- r2
- Zweiter radialer Abstand zur Zentrallängsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3727906 B1 [0003]
- DE 102010015827 A1 [0004]