-
Die
Erfindung betrifft eine elastisch lagernde Steckkupplung, bestehend
aus einer Lagerpfanne aus einem elastomeren Werkstoff und einem
Lagerkopf aus einem starren Werkstoff, der zur Montage der elastisch
lagernden Halterung in die Lagerpfanne einknüpfbar oder einsteckbar ist.
-
Bei
dieser Art elastisch lagernder Steckkupplung, wie sie aus dem landläufigen Stand
der Technik, beispielsweise der
DE 39 37 636 A1 , in den verschiedensten Ausbildungen
bekannt ist, ist an einem der beiden auf diese Weise miteinander
zu verbindenden Konstruktionsteilen eine käfigartige Halterung angeformt,
in der die elastische Lagerpfanne vormontiert aufgenommen ist.
-
Durch
Stecken zu kuppelnder Verbindungen dieser Art, deren Aufgabe es
ist, zwei miteinander zu verbindende Konstruktionsteile schwingungsisolierend
miteinander zu verbinden, darf das für die Lagerpfanne verwendete
Elastomer weder zu hart oder zu massiv ausgebildet sein, noch unter
nennenswerter Vorspannung stehen. Je härter, vorgespannter und massiver
die aus dem elastomeren Werkstoff stehende Lagerpfanne ausgelegt
ist, desto schlechter werden die Kenndaten des Lagers hinsichtlich
einer Schwingungsentkopplung zwischen den beiden miteinander zu
verbindenden Konstruktionsteilen.
-
Diese
durch den Werkstoff und die Anordnung der Kupplung vorgegebene Situation
hat auf der Suche nach Kompromissen in der Praxis zur Konfiguration
von Lagerpfannen geführt,
die mit Falzen, Hinterschnitten oder Stegen und Rippen ausgebildet
sind, die formkomplementär
in entsprechende Ausgestaltungen der Halterung aufgenommen werden
können.
Durch diese Aufnahme des elastischen Lagerpfannenelementes in einem
entsprechend ausgebildeter Käfig
der an einem der beiden Konstruktionsteile ausgebildeten Halterung
kann die Fixierung des elastischen Lagerpfannenelementes durch Formschluß ohne eine
allzu große
Beeinträchtigung der
vom Werkstoff her vorgegebenen Entkopplungsmöglichkeiten erzielt werden.
-
Trotz
dieser konstruktiv geschickten Lösung zur
Gestaltung solcher elastisch lagernder Steckkupplungen sind einer
technischen Realisierung dieser schwingungsentkoppelnd lagernden
Halterung enge Grenzen gesetzt, so daß sie bislang kaum eingesetzt
werden. Dies liegt daran, daß die
Halterung für
die elastische Lagerpfanne in aller Regel durch Spritzgießen, sei
dies im Metalldruckguß oder
im Kunststoffspritzguß,
in einem Takt und einstückig
mit dem einen der beiden miteinander zu verbindenden Konstruktionsteile
hergestellt wird. Dabei fordern jedoch die für die Aufnahme des elastischen
Lagerpfannenelementes an der Halterung erforderlichen Stufungen,
Hinterschnitte oder Rippen und Stege zu ihrer Herstellung so aufwendige
und komplizierte Werkzeuge, daß solche
formtechnisch schwierigen Halterungen in Verbindung mit einem zugeordneten Konstruktionsteil
meist überhaupt
nicht herstellbar, in wenigen anderen Fällen nur mit hohem technischen Aufwand
und langsamer Entformungsrate, und damit teuer, herstellbar sind.
-
Ausgehend
von diesem landläufigen
Stand der Technik will die Erfindung das technische Problem lösen, elastisch
schwingungsentkoppelnd lagernde Steckkupplungen der vorstehend beschriebenen
Art zu schaffen, die bei einem einfach zu spritzenden und zu entformenden
Halterungsdesign die schwingungsentkoppelnden Kenndaten der elastischen
Lagerpfanne nicht verschlechternd beeinflußt.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe schafft die Erfindung ein separates starres käfigartiges
Zwischenstück,
das die elastische Lagerpfanne zum radialen und axialen Fixieren
nach Art eines offenen Käfigs formschlüssig umschließt und einerseits
in eine am ersten Konstruktionsteil angeformte oder ausgebildete
starre oder zumindest formsteife Halterung federelastisch verriegelnd
einrastbar ist.
-
Die
Vorteile der Erfindung sind insbesondere bei Ausbildung der Steckkupplung
als Axiallager erzielbar. Typische Anwendungsfälle hierfür sind beispielsweise das schwingungsfreie
oder schwingungsentkoppelnde Lager von Tischplatten, Hauben, insbesondere
Abdeckhauben oder Gerätefundamenten
auf Zapfen, vorzugsweise Kugelkopfzapfen, die auf einem tragenden
Konstruktionsteil freistehend angeordnet, befestigt oder einstückig mit
diesem ausgebildet sind. Das zu lagernde Konstruktionsteil braucht
dann mit komplementär
angeordneten Lagerpfannen lediglich auf die zugeordneten Zapfen aufgelegt
und dann durch Niederdrücken
verkuppelt zu werden.
-
Um
ein Einreißen
oder Fehlfunktionen der elastischen Lagerpfanne beim Einbringen
in das Zwischenstück
zu vermeiden, auch um den Montagevorgang selbst zu vereinfachen
und zu beschleunigen, ist das Zwischenstück vorzugsweise mehrteilig,
insbesondere axial zweigeteilt, ausgebildet. Für den Zusammenbau ist es dabei
nicht erforderlich, daß die einzelnen
Teile verrastend um die elastomere Lagerpfanne geschlossen werden,
vielmehr reicht es aus, lediglich durch einige wenige Noppen oder
Stege mit komplementären
Ausbildungen, also Vertiefungen oder Nuten in den Schnittebenenflächen der
Zwischenstückteile,
vorzusehen. Solche nicht rastenden Justierhilfen gewährleisten
eine ausreichende relative Justierung und, wenn auch lösbare, Fixierung
der Zwischenstückteile
relativ zueinander während
des Einschiebens des mit der elastischen Lagerpfanne ausgerüsteten Zwischenstücks in die
starre Halterung an einem ersten der beiden miteinander zu verbindenden
Konstruktionsteile. Durch die formkomplementäre Aufnahme des Zwischenstücks in der
Halterung wird auch ohne Verriegelurig der Zwischenstückteile
miteinander ein Auseinanderfallen und damit eine Desintegration
des Zwischenstücks
ausgeschlossen. Dabei liegt der wesentliche Vorteil einer solchen
nicht-rastend zusammensetzbaren mehrteiligen Ausbildung des Zwischenstücks in einer
wesentlich leichteren und zuverlässigeren
Recyclebarkeit der Steckkupplung: beim Herausnehmen des in aller Regel
wohl aus Kunststoff bestehenden Zwischenstücks aus der Halterung fällt das
Zwischenstück ohne
ein Montagezutun in seine Teile auseinander und gibt so die Lagerpfanne,
genauer gesagt, den Fremdwerkstoff Gummi, sozusagen "zwangsläufig" zum Aussortieren
frei.
-
Besonders
einfach und kostengünstig
läßt sich
eine solche Aufnahmehalterung für
das Zwischenstück
der Lagerpfannenhalterung herstellen, wenn diese Halterung aus Kunststoff
besteht und durch Spritzgießen,
vorzugsweise einstückig
angeformt und in einem Takt zusammen mit dem zu befestigenden Konstruktionsteil,
hergestellt wird. So kann eine solche Halterung vorzugsweise als
verbindungsseitig offener Hohlzylinder mit zwei, drei oder vier
axialen Einschnitten in der Zylinderwand ausgebildet sein, so daß auch ein
einen Hinterschnitt im Inneren der Halterung erzeugender Formkern
durch die Federelastizität
der Halterungssegmente problemlos zwangsentformt werden kann. Es
kann daher mit einfachen und einfach ziehbaren Formkernen und Formteilen
gearbeitet werden, ohne daß es
aufwendiger Schieberwerkzeuge bedarf.
-
Das
Zwischenstück
braucht das elastische Lagerpfannenteil keinesfalls vollständig zu
umschließen,
um die angestrebte Wirkung zu erzielen. Vielmehr ist es vollkommen
ausreichend, wenn eine beispielsweise käfigartige Gerüststruktur
des Zwischenstücks
die stirnseitig und mantelseitig für eine radiale und axiale Fixierung
des elastischen Lagerpfannenteils von formkomplementären Bereichen
innerhalb des Zwischenstücks
fixierend aufgenommen und stabilisierend gehalten sind. Dies bedeutet,
daß insbesondere
die beiden Stirnseiten bei einem für eine als Axiallager wirkende
Steckkupplung bestimmtem Zwischenstück offen ausgebildet sind.
Dabei dient die steckseitig offene Stirnseite des Zwischenstücks dem steckbar
ankuppelnden Lagerkopf, vorzugsweise einem Kugelkopf, während auf
der gegenüberliegenden
Stirnseite durch deren offene Ausbildung ausreichend Raum für ein axiales
Ausdehnen und Verformen des Lagerpfannenkopfabschnitts unter Auflasteinwirkung
gewährleistet
ist.
-
In
gleicher Weise können
die Mantelflächen des
Zwischenstücks,
beispielsweise zur Verrasterung des Zwischenstücks in der Halterung, Fenster oder
Ausnehmungen aufweisen, solange und in dem Ausmaß wie solche Fenster die Radialstabilität des elastischen
Lagerpfannenteils nicht gefährden.
-
Während durchaus
auch eine Montage in der Weise denkbar ist, daß zur Herstellung der schallentkoppelnden
elastischen Lagerung zweier Konstruktionsteile zunächst der
Lagerkopf in die Lagerpfanne eingedrückt und ein so vormontierter
Lagerkopf anschließend
in das ggf. mehrteilig ausgebildete Zwischenstück eingesetzt und diese gesamt
vormontierte Baugruppe dann in die Halterung an einem der beiden
Konstruktionsteile eingeschoben und verrastet wird. Als letzter
Schritt einer solchen Montage käme dann
ein Eindrücken,
Einrasten, Einschweißen
oder Verkleben des Lagerkopfzapfens im zweiten Konstruktionsteil
in Frage.
-
Vorzugsweise
wird jedoch, wann immer dies nicht zwingend ausgeschlossen ist,
in der Weise verfahren, daß die
Lagerkopfzapfen mit dem Lagerkopf auf einem der beiden miteinander
zu verbindenden Konstruktionsteile fest und starr vormontiert werden, während die
im Zwischenstück
aufgenommene und über
diese in die Halterung des anderen Konstruktionsteils eingesetzten
leeren Lagerpfannen erst dann zur abschließenden Montage durch die offene
Stirnseite des Zwischenstücks
hindurch auf den Lagerkopf aufgedrückt, ggf. durch Hinterschnitte
hindurch eingedrückt
werden.
-
Elastisch
lagernde Steckkupplungen dieser Art lassen sich prinzipiell überall dort
einsetzen, wo Lagerteile schwingungsisolierend miteinander verbunden
werden müssen.
Einsatzgebiete dieser Art finden sich insbesondere im Kraftfahrzeugbau,
wo sowohl unter Wirkung der Aggregateabstrahlung als auch durch
den Fahrbetrieb im Fahrzeug Störschwingungen
erzeugt werden, die zu entkoppeln sind. Dabei ist eine vorzugsweise
Verwendung dieser Kupplung im genannten Bereich zur Fixierurig von
Schallschutzhauben und sogenannten Designerhauben auf dem Aggregateblock
eines Fahrzeugs vorgesehen.
-
Die
Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit den Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 im
Axialschnitt und in schematischer Darstellung den lagerpfannenseitigen
Zusammenbau einer Steckkupplung mit den Merkmalen der Erfindung;
-
2 das
in 1 gezeigte Zwischenstück in perspektivischer Darstellung;
und
-
3 eine
Halterung der in 1 gezeigten Art.
-
In
der 1 ist in schematischer Darstellung und im Axialschnitt
der lagerpfannenseitige Teil einer elastisch lagernden Steckkupplung
mit den Merkmalen der Erfindung dargestellt.
-
Eine
aus einem Elastomer bestehende Lagerpfanne 1 ist axial
und radial fixiert in einem aus Kunststoff bestehenden starren käfigartigen
Zwischenstück 2 aufgenommen.
Das Zwischenstück 2 ist
unter Bildung von axial ausgerichteten Trennebenenflächen 3 axial
zweigeteilt ausgebildet. Die beiden Teile des Zwischenstücks 2 sind
durch nicht einrastende Justierzapfen 4 konturwahrend relativ
zueinander fixiert.
-
Das
Zwischenstück 2 weist
in seinem Mantelbereich federnd nach radial auswärts abstehende Rastzungen 5 auf,
die unter Abstützung
auf einen in der Halterung 6 ausgebildeten Hinterschnitt 7 das
Lagerpfannenteil 1 in der Halterung 6 fixieren.
-
Die
eigentliche Lagerpfanne ist als Kugelpfanne 8 zur Aufnahme
eines hier nicht dargestellten Zapfenkugelkopfes ausgebildet. Dieser
Kugelkopf ist, unter Bezug auf die 1, durch
die Öffnung 9 von
unten her durch Hinterschnittringe 10 in die Lagerpfanne 8 eindrückbar. Im
Hinterschnitt 10 sind dabei Schlitze 11 ausgebildet,
die ein erleichtertes Durchdrücken
des Kugelkopfes in die Pfanne 8 ermöglichen.
-
In
der 2 ist das in 1 gezeigte
Zwischenstück
in perspektivischer Darstellung ohne eingesetzte Lagerpfanne und
ohne Halterung gezeigt. Zur verbesserten Anschaulichkeit sind die
beiden zusammengefügt
dargestellten Zwischenstückteile
axial um ca. 45° gegenüber der
in 1 gezeigten Darstellung gedreht.
-
In
der aus der linken Seite der 2 erkennbaren
Weise ist die untere 15 Abstützringrippe 12,
die das Zwischenstück 2 an
der Halterung 6 abstützt,
im Winkelbereich der Rastelemente 5 mit einem Widerlagerabschnitt 13 versehen,
der eine stabile Verrasterung zwischen der Halterung 6 und
dem Zwischenstück 2 auch
dann gewährleistet,
wenn die Wände der
Halterung 6 selbst durch Einschnitte 14 zum Zwecke
der Zwangsentformung der Halterung in der Radialrichtung federnd
ausgebildet sind.
-
In
der 3 schließlich
ist als lagerpfannenseitiges Konstruktionsteil in schematischer
Darstellung ein Teil einer Designerhaube 15 für ein Antriebsaggregat
eines Kraftfahrzeugs dargestellt, an der eine Halterung 6 unmittelbar
angespritzt ist. Dabei ist die Halterung 6 durch Schlitze 14,
vorzugsweise durch drei gleichmäßig über den
Umfang verteilte Schlitze, so ausgelegt, daß der durch einen entsprechend
konfigurierten Formkern zur Verrasterung des Zwischenelementes 2 erzeugte
Hinterschnitt 7 problemlos zwangsentformbar ist.