WO2013167273A2

WO2013167273A2 - Lager zum elastischen koppeln zweier bauteile

Info

Publication number: WO2013167273A2
Application number: PCT/EP2013/001376
Authority: WO
Inventors: Martin Mohr; Daniela HADWIGER
Original assignee: Anvis Deutschland Gmbh
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2013-11-14
Also published as: DE102012009458B4; DE102012009458A1; WO2013167273A3

Abstract

Bei einem Lager zum elastischen Koppeln zweier Bauteile, von denen wenigstens eines einer Schwingungsbelastung ausgesetzt ist, umfassend ein langgestrecktes Stützmittelteil und zwei Lagerbuchsen, die zum jeweiligen Koppeln mit den Bauteilen an dem Stützmittelteil angeordnet sind, wobei wenigstens eine der Lagerbuchsen, vorzugsweise beide Lagerbuchsen, einen elastischen Federkörper, wie einen Elastomerkörper, zum elastischen Anbinden wenigstens eines Bauteils, vorzugsweise beider Bauteile aufweist, ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Lagerbuchse einen Steckabschnitt und das Stützmittelteil einen Steckgegenabschnitt umfassen und dass der Steckabschnitt und der Steckgegenabschnitt zur Bildung einer lastüberleitfähigen Verbindung zwischen dem Stützmittelteil und der wenigstens einen Lagerbuchse ineinander gesteckt sind.

Description

zum elastischen Koppeln zweier Bauteile

Die Erfindung betrifft ein Lager zum elastischen Koppeln zweier Bauteile, wie eines Kraftfahrzeugteils an einer Kraftfahrzeugkarosserie, wobei eines der Bauteile oder beide Bauteile im Betriebseinsatz einer Schwingungsbelastung ausgesetzt sind. Beispielsweise ist ein solches elastisches Lager ein auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik elastischer Querlenker, eine elastische Koppelstange oder eine elastische Pendelstütze, wobei ein häufiger Montageort des elastischen Lagers die Befestigung des Kraftfahrzeugmotors, der Abgasanlage oder Fahrwerkteile an der Kraftfahrzeugkarosserie betrifft.

Bekannte elastische Lager auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik haben ein langgestrecktes Stützmittelteil und zwei Lagerbuchsen, die zum Ankoppeln mit dem jeweiligen Bauteil jeweils an dem Stützmittelteil angeordnet sind. Wenigstens eine der Lagerbuchsen hat einen Elastomerkörper zum elastischen Anbinden des Lagers an das jeweilige Kraftfahrzeugbauteil.

Beispielsweise ist aus DE 196 31 893 AI eine Pendelstütze zur Abstützung eines Motoraggregats bekannt, bei dem ein mittlerer Stützarm zwei endseitige Lagerbuchsen trägt. Der Hülsenabschnitt der Buchse sowie der Stützarm können aus einem Stück gebildet oder separat ausgeführt sein, wobei eine Außenhülse der Lagerbuchse an dem Stützarm angeschweißt ist. Der Elastomerkörper ist direkt in der Außenhülse anvulkanisiert und verbindet die Außenhülse und eine Innenhülse.

Aus DE 100 19 643 AI ist ein Lager zur elastischen Aufhängung einer Abgasanlage an dem Fahrzeugboden eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das elastische Lager hat einen steifen Rahmen, der aus einem Stück gefertigt ist und einen mittleren Stützarm mit Querstreben sowie zwei Lagerbuchsen bildet. In den Lagerbuchsen ist jeweils ein Elastomerkörper zum elastischen Abstützen der Abgasanlage des Fahrzeugbodens vorgesehen.

Aus EP 0 320 088 AI ist ein elastisches Pendellager bekannt, bei dem ein Metallrahmen durch eine Drahtschlaufe gebildet ist, an der ein Elastomerkörper anvulkanisiert ist. Bei der oben genannten elastischen Kopplungsvorrichtung zeigte sich der gemeinsame Nachteil einer sehr präzise zu erledigenden Montage des elastischen Lagers an die Bauteile. Die Lagerachsen der Lagerbuchsen sind starr parallel zueinander örtlich festgelegt, so dass bei der Montage nur eine sehr geringe Montagefreiheit besteht, um die kaum zu vermeidenden Fertigungstoleranzen auszugleichen. Besonders schwer fallt eine Montage des elastischen Lagers, wenn eine windschiefe Anordnung der Lagerbuchsen und damit der Lagerachsen zur Anbin- dung an den Bauteilen erforderlich ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere ein elastisches Lager für ein Kraftfahrzeugteil bereitzustellen, bei der eine hohe Flexibilität bei der Auslegung der elastischen Kopplung und der Montage sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Lager zum elastischen Koppeln zweier Bauteile ist wenigstens einer der Bauteile einer Schwingungsbelastung ausgesetzt. Das elastische Lager stellt eine gedämpfte Übertragung von Störlastschwingungen von dem einen Bauteil in das andere Bauteil bereit. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße elastische Lager auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik eingesetzt werden, insbesondere zur schwingfähigen Anbindung eines Kraftfahrzeugbauteils an die Kraftfahrzeugkarosserie. Üblicherweise ist eines der Kraftfahrzeugbauteile die Kraftfahrzeugkarosserie, während das andere Kraftfahrzeugbauteil ein Funktionsbauteil des Kraftfahrzeugs ist, beispielsweise ein Motoraggregat, eine Abgasanlage, ein Fahrwerksteil oder dergleichen. Das elastische Lager umfasst ein langgestrecktes Stützmittelteil, das eine Arm- oder Stangenform aufweisen kann und zwei Befestigungsenden aufweist. Zudem hat das erfindungsgemäße elastische Lager zwei insbesondere endseitige Lagerbuchsen, die zum Befestigen an das jeweilige Kraftfahrzeugbauteil jeweils an einem Befestigungsende des Stützmittelteils angeordnet sind. Die Lagerbuchsen können auch im axialen Verlauf des Stützmittelteils angeordnet sein. Wenigstens eine der Lagerbuchsen, vorzugsweise beide Lagerbuchsen, umfassen einen Federkörper, wie einen Elastomerkörper, zum elastischen und dämpfenden Anbinden des Lagers an das jeweilige Bauteil. Erfindungsgemäß umfasst die wenigstens eine Lagerbuchse einen Steckabschnitt, wobei das Stützmittelteil insbesondere an dessen Befestigungsende einen zum Steckabschnitt passenden Steckgegenabschnitt umfasst. Der Steckabschnitt sowie der Steckgegenabschnitt sind zum Bilden einer lastüberleitfähigen, insbesondere möglichst starren Verbindung zwischen dem Stützmittelteil und der Lagerbuchse aufeinander abgestimmt dimensioniert und ineinander gesteckt. Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme erreicht man eine hohe Flexibilität bei der Auslegung des elastischen Lagers insbesondere was den Einsatzort und den Einsatzzweck betrifft. Beispielsweise ist es möglich, nicht nur die relative Position der Lagerachsen zueinander, sondern auch eine bestimmte Lagerbuchse mit optimalen Lagerdämpfungs- und/oder -federeigenschaften abgestimmt auf den zukünftigen Lastbetrieb auszuwählen und einzustellen. Insbesondere dann, wenn der Steckgegenabschnitt sowie der Steckabschnitt eine aufeinander abgestimmte, rotationssymmetrische Steck- oder Teleskopform aufweisen, ist es möglich, vor der Schaffung der lastüberleitfähigen Verbindung die Lagerachse in jede Position zwischen 0° und 360° zu verdrehen, so dass jegliche windschiefe Anordnung der Lagerachsen zueinander realisierbar ist. Auch bei rotationsasymmetrischen Formen der Steckabschnitte, wie symmetrische Mehreckformen, ist zumindest eine vordefinierte schrittweise Positionierung der Lagerbuchsen zueinander und bezüglich des Stützmittelteils realisierbar. Des Weiteren kann mittels einer Steckverbindung zwischen der Lagerbuchse und dem Stützmittelteil eine vereinfachte flexible Montage erreicht werden, indem die lastüberleitfähige Kopplung, insbesondere eine Verpressung, des Steckabschnitts und des Steckgegenabschnitts erst nach Abschluss der Positionierung der Bestandteile an dem Kraftfahrzeug realisiert wird.

Die lastüberleitfähige oder kraftübertragungsfähige Verbindung zwischen den Steckabschnitten kann vorzugsweise starr mittels Metall-auf-Metall-Steckung realisiert werden, so dass eine Relativbeweglichkeit zwischen den Steckabschnitten verhindert ist. Bei einer Ausführung der Erfindung zeigte sich allerdings, dass ein begrenztes elastisches Spiel oder Flexibilität zwischen den Steckabschnitten eine Vereinfachung der Montage bietet. Die begrenzte elastische Relativbeweglichkeit kann dadurch realisiert werden, dass eine elastische Gelenkstruktur zwischen den Steckabschnitten realisiert ist. Vorzugsweise kann eine solche elastische Gelenkstruktur dadurch geschaffen sein, dass zwischen den Steckabschnitten eine elastische Zwischenlage, insbesondere eine Elastomerschicht, angeordnet wird. Beispielsweise kann der innen liegende Steckabschnitt mit einer Federhaut umgeben, insbesondere umspritzt, sein, wodurch bei Vollzug des Ineinandersteckens und der lastüberleitfähigen Verbindung eine Sandwichstruktur bestehend aus dem innen liegenden Steckabschnitt, der federnden Zwischenlage und dem äußeren Steckabschnitt gebildet ist. Die Beweglichkeit der elastischen Gelenkstruktur sollte allerdings derart begrenzt sein, dass im Betrieb die Feder- und Dämpfungsarbeit überwiegend durch den/die Federkörper an der Lagerbuchse realisiert ist. Eine elastomere Ummantelung des Steckabschnitts hat neben der Bildung einer Montagetoleranz ausgleichenden Gelenkwirkung auch die Funktion eines Korrosionsschutzes und einer Dichtung zwischen den Steckabschnitten.

Es zeigte sich, dass das erfindungsgemäße elastische Lager nicht nur im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik, sondern auch in anderen technischen Bereichen eingesetzt werden kann, für die eine schwingende Belastung zweier zu koppelnder Bauteile zu erwarten ist. Beispielsweise ist es vorstellbar, die Anbindung eines Roboterarms durch das erfindungsgemäße elastische Lager zu gestalten.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die lastüberleitfähige Verbindung dadurch realisiert, dass eine manuell bewegliche Steckverbindung in einem ersten Montageschritt vollzogen wird. Der Steckabschnitt der wenigstens einen Lagerbuchse und der Steckgegenabschnitt des Stützmittelteils werden ineinander gesteckt. Dazu können der Steckabschnitt sowie der Steckgegenabschnitt gemäß einer Teleskopstruktur ausgebildet sein, so dass im ersten Montageschritt eine spielpassungsgemäße Relativbeweglichkeit der Steckabschnitte zueinander in axialer Steckrichtung beispielsweise bis zu einem Anschlag zugelassen ist. Um insbesondere ein leichtes, aber für die Montage stabiles Ineinanderstecken zu realisieren, können die formkomplementäre Passformen des Steckabschnitts und des Steckgegenabschnitts derart aufeinander abgestimmt sein, dass sie zueinander eine Spiel- oder Übergangspassung bilden, damit sie in Steckrichtung leicht teleskopisch verschieblich und bei entsprechender rotationssymmetrischer Form zueinander verdrehbar sind. Um die Steckverbindung für einen Form- und Kraftschluss zu fixieren, kann bei dem erfindungsgemäßen Lager nach dem Ineinanderstecken der eine Steckabschnitt bzw. Steckgegenabschnitt in Radialrichtung auf den anderen Steckgegenabschnitt bzw. Steckabschnitt zu plastisch, insbesondere spanlos, deformiert sein. Dabei nimmt der deformierte Steckabschnitt bzw. Steckgegenabschnitt gegebenenfalls eine zugewandte Kontur des Steckgegenabschnitts bzw. Steckabschnitts formkomplementär unter Ausbildung einer Presspassung ein. Auf diese Weise ist eine Verdrehbarkeit und ein teleskopisches, axiales Verlagern der Steckabschnitte zueinander blockiert, und eine kraftschlüssige Fixierung zwischen der Lagerbuchse und dem Stützmittelteil ist geschaffen. Eine Fügefläche des Steckabschnitts bzw. Steckgegenabschnitts schmiegt sich bei Deformationsvorgang pressend an eine benachbarte Fügefläche des Steckgegenabschnitts bzw. Steckabschnitts an. Vorzugsweise wird nur der in Radialrichtung außen liegende Steckabschnitt oder Steckgegenabschnitt auf den radial innen liegenden Steckgegenabschnitt oder Steckabschnitt elastisch deformiert, indem ein entsprechendes Schrumpfverfahren herangezogen wird. Auch möglich ist es, ein Aufweitverfahren heranzuziehen, um nur den radial innen liegenden Steck- abschnitt oder Steckgegenabschnitt in Radialrichtung auf den radial außen liegenden Gegenabschnitt oder Steckabschnitt zu deformieren. Auch eine kombinierte Deformation beider Steckabschnitte aufeinander zu ist möglich.

Es sei klar, dass eine Axialrichtung durch die Steckrichtung oder durch die Längserstre- ckungsrichtung des Stützmittelteils definiert sein soll, wobei die Radialrichtung sämtliche Richtungen einschließt, die senkrecht zur Axialrichtung stehen, und insbesondere in einer Ebene liegen, zu welcher die Lagerachse der jeweiligen Lagerbuchse lotrecht steht.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat wenigstens einer der beiden Steckabschnitte eine Profilierung. Dabei soll die Profilierung an dem Steckabschnitt oder Steckgegenabschnitt ausgebildet sein, der keine Deformation erfährt, um die starre Verbindung zu realisieren. Die Profilierung ist an der Seite, insbesondere Umfangsseite, des jeweiligen Steckabschnitts ausgebildet, die dem insbesondere zu deformierenden Steckabschnitt zugewandt ist. Die Profilierung ist vorzugsweise derart geformt, dass eine Verlagerung des deformierten Steckabschnitts zumindest in Axialrichtung und entgegen der Steckrichtung blockiert ist. Vorzugsweise ist die Profilierung durch wenigstens einen Vorsprung oder mehrere Vorsprünge und/oder durch wenigstens eine Vertiefung oder mehrere Vertiefungen ausgebildet. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat der radial innen liegende Steckabschnitt oder Steckgegenabschnitt die Profilierung, gegen welche der radial außen liegende Steckabschnitt formkomplementär deformiert wird, so dass die Profilierung für die Deformationsform des außen liegenden Steckgegenabschnitts oder Steckabschnitts eine Negativform bildet. Dabei wird die Deformation solange fortgeführt, bis der deformierte Steckgegenabschnitt oder Steckabschnitt an dem Steckabschnitt oder Steckgegenabschnitt angepresst direkt anliegt.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der in Radialrichtung innen liegende Steckabschnitt oder Steckgegenabschnitt ein Vollkörper insbesondere aus Metall oder Kunststoff. Der Vollkörpersteckabschnitt dient als Negativform bei der plastischen Deformation des entsprechend hohlförmigen eingesteckten Steckabschnitts. Vorzugsweise hat der in Radialrichtung außen liegende Steckgegenabschnitt eine Hohlform, wie eine zylindrische Rohrform. Das langgestreckte Stützmittelteil kann beispielsweise zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, insbesondere im noch undeformierten Zustand eine rotationssymmetrische Hohlform, wie eine zylindrische Rohrform, aufweisen. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat die Profilierung in Steckrichtung gesehen eine Berg-Tal- oder Wellen- Anordnung. Vorzugsweise ist die Profilierung in Umfangs- richtung nicht vollumfänglich ausgeführt, vielmehr ist die Profilierung in Umfangsrichtung des Steckabschnitts abschnittsweise durch eine oder mehrere profilfreie Abschnitte unterbrochen.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat die wenigstens eine Lagerbuchse eine Außenhülse, die mit dem Steckabschnitt der Lagerbuchse starr verbunden ist. Vorzugsweise sind die Außenhülse und der Steckabschnitt der wenigstens einen Lagerbuchse aus einem Stück, vorzugsweise einem Metall- oder Kunststoffstück, gefertigt. Des weiteren hat die wenigstens eine Lagerbuchse eine Innenarmatur, wie eine Innenhülse, zum Befestigen des elastischen Lagers an dem jeweils zugeordneten Kraftfahrzeugbauteil. Der Federkörper verbindet elastisch-dämpfend die Außenhülse mit der Innenarmatur und besteht vorzugsweise aus drei Federsäulen, wie Elastomersäulen, vorzugsweise genau drei Elastomersäulen. Eine Federhauptsäule definiert eine Hauptfederrichtung, die einer Längserstreckungsrichtung des Lagers, insbesondere des Stützmittelteils, entspricht. Zwei Federquersäulen des Federkörpers sind in einem Winkel zur Längserstreckungsrichtung des Lagers von 30° bis unter 90°, vorzugsweise von 50° bis 70°, insbesondere bei etwa 60°, angeordnet. Bei einer Weiterbildung der Erfindung hat die Außenhülse eine Materialverstärkung an einem dem Steckabschnitt diametral gegenüber liegenden Hülsenabschnitt.

Des Weiteren kann die Federhauptsäule eine Zwischenarmatur zum Verstärken der axialen Steifigkeit des Federkörpers, nämlich der Federhauptsäule, in Längserstreckungsrichtung des Lagers aufweisen, wobei die Federnebensäulen ohne eine derartige Zwischenarmatur ausgebildet sind. Vorzugsweise ist die Zwischenarmatur ein ringabschnittsförmiges Hülsenteil.

Der Federkörper kann außer oder anstatt der reinen Elastomerstruktur auch eine hydraulische und/oder pneumatische Dämpfungseinheit aufweisen, um auch im Lastbetrieb verstärkte Dämpfungseigenschaften bereitzustellen. Vorzugsweise hat der Federkörper allerdings reine Elastomerbestandteile.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein System, insbesondere Baukastensystem, zum Bilden eines erfindungsgemäßen elastischen Lagers zum elastischen Koppeln zweier Bauteile. Das System umfasst wenigstens zwei, drei oder mehrere Lagerbuchsen mit unterschiedlichen Feder- und/oder Dämpfungseigenschaften und jeweils einem Steckabschnitt. Die jeweiligen Steckabschnitte der wenigstens zwei Lagerbuchsen sind mit dem Steckgegenabschnitt eines Stützmittelteils des zu bildenden elastischen Lagers zur Bildung der lastüberleitfähigen Verbindung angepasst. Zum konstruktiven und funktionsindividualisierten Auslegen des elastischen Lagers kann ein Techniker aus den wenigstens zwei Lagerbuchsen eine auswählen und mit dem Stützmittelteil erfindungsgemäß zur Schaffung des elastischen Lagers verbinden. Auf diese Weise kann der Techniker die Feder- und/oder Dämpfungseigenschaften der Lagerbuchse, also des elastischen Lagers, sowie dessen Dimensionierung je nach Einsatzvoraussetzungen einstellen. Erfindungsgemäß bildet das System zum Schaffen eines individuellen Lagers ein Baukastensystem, bei dem sich ein Techniker bei einer Vielzahl von Lagerbuchsen bedienen kann, um das gewünschte elastische Lager zu kreieren. Dabei sind die Steckabschnitte und der Steckgegenabschnitt des Stützmittelteils derart standardisiert, dass unabhängig von der weiteren Gestaltung der Lagerbuchse, wie der Außenhülse, der Innenarmatur und/oder des Federkörpers, eine starre Kopplung zwischen der Lagerbuchse und dem Stützmittelteil vereinheitlicht ist. Mittels der erfindungsgemäßen Steckverbindung zwischen dem Stützmittelteil und der Lagerbuchse ist es auch möglich, dass jedwede windschiefe Positionierung der Lagerachse des elastischen Lagers ermöglicht wird. Das erfindungsgemäße System bietet eine Konstruktionsfreiheit bei der Auslegung, bei der Montage und selbst bei einer Massenherstellung des elastischen Lagers.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind sämtliche Steckabschnitte der wenigstens zwei Lagerbuchsen für eine insbesondere standardisierte Steckverbindung mit dem Steckgegenabschnitt des Stützmittelteils baugleich ausgeführt. Vorzugsweise sind sämtliche Bestandteile der Lagerbuchse, die aus einem starren Material gebildet sind, wie Außenhülse, Innenarmatur und Steckabschnitt, baugleich ausgeführt, wobei unterschiedliche Federdämpfungseigenschaften beispielsweise mittels unterschiedlicher Elastomerkörperstrukturen erreicht sind.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum individuellen Auslegen der Feder- und/oder Dämpfungseigenschaft eines insbesondere oben beschriebenen, erfindungsgemäßen elastischen Lagers zum elastischen Koppeln zweier Bauteile, wobei ein Stützmittelteil mit wenigstens einem Steckgegenabschnitt verwendet wird und aus einer Gruppe von wenigstens zwei Lagerbuchsen unterschiedlicher Feder- und/oder Dämpfungseigenschaft eine Lagerbuchse ausgewählt wird. Das Stützmittelteil und die ausgewählte Lagerbuchse werden miteinander starr verbunden, um dem elastischen Lager die gewünschte Feder- und/oder Dämpfungseigenschaft zu verleihen. Die starre Verbindung kann derart realisiert werden, wie es oben bei dem erfindungsgemäßen elastischen Lager und/oder erfindungsgemäßen Baukastensystem angegeben ist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines insbesondere erfindungsgemäßen elastischen Lagers zum elastischen Koppeln zweier Bauteile. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden ein Stützmittelteil und eine Lagerbuchse bereitgestellt, die voneinander strukturell getrennt hergestellte Teile sind. In einem ersten Montageschritt werden die Lagerbuchse und das Stützmittelteil unter Bildung einer Steckverbindung zusammengefügt. Dabei können entsprechende Steckabschnitte der wenigstens einen Lagerbuchse und des Stützmittelteils derart einander angepasst sein, dass ein geführtes Ineinanderstecken insbesondere unter der Maßgabe einer Spielpassung realisiert ist.

In einem darauffolgenden zweiten Montageschritt wird ein Steckabschnitt des Stützmittelteils und/oder der Steckgegenabschnitt der wenigstens einen Lagerbuchse auf den jeweils anderen in Radialrichtung deformiert, wobei sich zur Bildung einer starren Verbindung zwischen der Lagerbuchse und dem Stützmittelteil unter Ausbildung eines Formschlusses die Steckabschnitte aneinander anschmiegen.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die lastüberleitfähige Verbindung erst realisiert, wenn einem der Steckabschnitte an dessen Innen- oder Außenseite eine Federlage umgebend aufgebracht, insbesondere angespritzt, wird. Der Steckgegenabschnitt wird direkt in oder über die Federlage gesteckt, um anschließend eine Verpressung der Elastomerlage zwischen den Steckabschnitten vorzunehmen. Auf diese Weise entsteht eine elastische Gelenkfunktion zwischen den Steckabschnitten.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird ein profilierter Formschluss hergestellt, der mit einem Kraftschluss, wie einer Verpressung, kombiniert ist.

Vorzugsweise wird nur ein Steckabschnitt plastisch deformiert, wobei auch vorstellbar ist, beide Steckabschnitte aufeinander zu insbesondere synchron zu deformieren.

Vorzugsweise wird der radial außen liegende Steckabschnitt auf den radial innen liegenden Steckabschnitt schrumpfend deformiert. Auch ein Weiten des radial innen liegenden Steckabschnitts auf den radial außen liegenden Steckabschnitt ist vorstellbar. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die radial ausgerichtete Deformation dadurch realisiert, dass ein im wesentlichen in Radialrichtung gerichtetes elektromagnetisches Feld um den zu deformierenden Steckabschnitt gelegt wird, insbesondere eine Spule um eine in Radialrichtung außen liegenden Steckabschnitt, wobei die Spule zum Aufbau des elektromagnetischen Feldes zur Deformation des Steckabschnitts bestromt wird.

Das Einsetzen eines elektromagnetischen Felds zum Erzeugen der Deformationskräfte für die plastische Verformung des einen Steckabschnitts auf den gegenüberliegenden Steckabschnitt ist besonders dann vorteilhafterweise eingesetzt, wenn zwischen den Steckabschnitten eine Elastomerschicht als Federlage insbesondere zur Bildung einer elektrischen Gelenkstruktur zwischen den Steckabschnitten vorgesehen wird. Wenn das elektromagnetische Feld angelegt wird, um die Deformation des jeweils dem Felderzeuger benachbarten Steckabschnitts zu realisieren, wird der zu deformierende Steckabschnitt kurzzeitig erwärmt, wodurch auch die unmittelbar benachbarte Elastomerschicht und/oder ein darauf befindlicher Haftvermittler erwärmt werden und damit eine starke Anbindung der Elastomerschicht an den Steckabschnitt erreicht wird.

Das erfindungsgemäße, oben beschriebene Lager kann derart ausgestaltet sein, dass es gemäß den Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens erstellt ist.

Weitere Detailausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Weitere Eigenschaften, Vorteilte und Merkmale der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen

Figur 1 ein erfindungsgemäßes Motorlager mit zwei Schwenklagerbuchsen;

Figur 2 eine Querschnittsansicht eines Motorlagers entlang der Schnittlinie II - II gemäß Figur 1 ;

Figur 3 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführung eines erfindungsgemäßen

Motorlagers entlang der Schnittlänge III - III nach Figur 4; und

Figur 4 eine Querschnittsansicht des Motorlagers nach Figur 3 entlang der Schnittlinie

IV - IV gemäß Figur 3. In den Figuren 1 bis 4 ist ein erfindungsgemäßes elastisches Lager, nämlich ein elastisches Motorlager zur Befestigung eines Kraftfahrzeugsmotors an eine Kraftfahrzeugkarosserie dargestellt und im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen. Das elastische Motorlager 1, deren Aufbau auch ähnlich einem Querlenker oder einer Koppelstange der Automobiltechnik ist, hat folgende Hauptbestandteile: eine motorseitige Lagerbuchse 3 und eine karosserieseiti- ge Lagerbuchse 5, die beide in einer dargestellten Ausführung einen identischen Grundaufbau haben, und einen als Stützmittelteil ausgebildeten Verbindungsarm 5, der die beiden Lagerbuchsen 3, 5 miteinander starr verbindet.

Die Lagerbuchsen 3, 5 identischen Aufbaus definieren eine Lagerachse A, insbesondere Schwenklagerachse, die parallel zueinander stehen und senkrecht zur Axialrichtung der Motorlager 1 liegen, die mit der Längserstreckungsrichtung L übereinstimmt.

Jede Lagerbuchse 3, 5 hat eine Innenarmatur 11, die von einer Außenhülse 13 der Lagerbuchse 3, 5 vollständig umgeben ist. Die Außenhülse 13 hat im wesentlichen eine zylindrische Ringform, deren von dem Verbindungsarm 7 abgewandter Abschnitt 15 verstärkt ist. Die Lagerbuchse 3, 5 definiert eine Radialebene, zu der die Lagerachse A lotrecht steht. Die Innenarmatur 11 ist betreffend einen Hauptbestandteil in Form eines gleichschenkeligen Dreiecks gebildet, deren gleich lange Seitenabstützflächen für eine Abstützung des Elastomerkörpers gegen die Außenhülse 13 dienen. In der Schwerpunktmitte der Innenarmatur ist eine Montageöffnung 17 zum Anbringen an dem Motor bzw. an der Karosserie eingebracht. An den im wesentlichen dreiecksförmigen Hauptbestandteil der Innenarmatur 11 schließt ein im wesentlichen weiterer teilweise dreieckförmiger Anschlagsabschnitt 21 an, der eine Bewegungsamplitude der Innenarmatur 1 1 in Richtung auf den Verbindungsarm 7 begrenzt, wenn der Anschlag 21 in Eingriff mit einer Innenseite eines verbindungsarmnahen Abschnitts der Außenhülse 13 kommt.

Des Weiteren hat die Lagerbuchse 3, 5 einen Elastomerkörper, der aus drei Elastomersäulen besteht, nämlich einer Hauptsäule 23 und zwei achsensymmetrisch zur Längserstreckungsrichtung 2 angeordneten Nebensäulen 25, 27. Die Hauptsäule 23 verbindet die Innenarmatur 11 mit einer dem Verbindungsarm 7 abgewandten Seite der Außenhülse 13 und dient hauptsächlich zur elastischen Anbindung in Längsrichtung L. Die Hauptsäule 23 erstreckt sich in Umfangsrichtung um etwa einen Umfangswinkel von etwa 90°. Des Weiteren hat die Hauptsäule 23 eine Zwischenarmatur 31 aus starrem Material, wie Metall oder Kunststoff, um die Federsteifigkeit in Längsrichtung L zu erhöhen. Die Zwischenarmatur 31 hat eine Ringab- schnittsform und ist konzentrisch zur Lagerachse A angeordnet.

Die Nebensäulen 23, 25 erstrecken sich von der Innenarmatur 11 hin zur Innenseite der Außenhülse 13 mit im wesentlichen gleich bleibender Breite/Querschnitt. Lediglich die kontaktbildenden Fußbereiche der Nebensäulen 25, 27 sind verstärkt. Wie in den Figuren 1 und 3 ersichtlich ist, erstrecken sich die Nebensäulen 25, 27 in einem spitzen Winkel zur Längsrichtung L der Motorlager, wobei die Richtungskomponente in Radialrichtung R größer als die in Längsrichtung L ist. Vorzugsweise ist der Neigungswinkel zur Längsrichtung L bei etwa 50° bis 70°, wobei etwa 60° bevorzugt ist.

An einem Abschnitt des Innenumfangs der Außenhülse 13, die den Verbindungsarm 7 zugewandt ist, kann ein Elastomerkissen 41 vorgesehen sein, das mit dem Anschlag 21 der Armatur 11 federnd und bewegungsbegrenzend zusammenwirken kann.

Die Lagerbuchse 3, 5 hat einen Montagefortsatz 35, der sich von der Außenhülse 13 verjüngend in Längsrichtung L hin zum Verbindungsarm 7 erstreckt und in einen Steckabschnitt 37 mündet.

Wie in Figur 2 ersichtlich ist, endet der Steckabschnitt 37 mit einem Anschlagsabsatz 43, der eine dem Verbindungsarm 7 zugewandte Anschlagsfläche aufweist, gegen die der Verbindungsarm 7 stößt, um eine ortsfeste Steckposition zwischen dem Verbindungsarm 7 und der Lagerbuchse 3, 5 in einer Axialrichtung zu realisieren.

Ab dem Anschlagsabsatz 43 in Richtung Verbindungsarm 7 erstreckt sich der Steckabschnitt 38, der vollständig in das Innere des rohrförmigen Verbindungsarms 7 eingesteckt ist.

Der Montagefortsatz 35 und die Außenhülse 13 sind aus einem Stück, insbesondere Metallstück oder Kunststoffstück, gefertigt. Es sei klar, dass die Außenhülse 13 und der Montagefortsatz 35 aus zwei unterschiedlichen Strukturen gebildet und zusammengefügt sein können.

Der Verbindungsarm 7 umfasst ein rotationssymmetrisches Metallrohr, dessen Rohrstärke in Längsrichtung L konstant bleibt. Die Rohrstärke ist derart ausgewählt, dass eine spanfreie Deformation, wie Schrumpfung, zumindest eines Rohrabschnitts ermöglicht ist. Wie in den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, hat der Steckabschnitt 37 der Lagerbuchse 3, 5 eine Profilierung mit zwei sich in Radialrichtung zur Längserstreckungsrichtung L erstreckenden Vorsprüngen 47, deren radiale Höhe nicht die radiale Innenabmessung des Rohres des Verbindungsarms 7 übersteigen. Zwischen den Vorsprüngen 47 und benachbart zu diesen sind Einschnitte 51 in dem Steckabschnitt 37 ausgebildet. Die Profilierung mit den Vorsprüngen 47 und Einschnitten 51 dient zur Fixierung des Verbindungsarms 7 an der Lagerbuchse 3, 5, insbesondere an deren Steckabschnitt 37.

Zur Montage des Motorlagers 1 wählt ein Monteur einen bestimmten Lagerbuchsentyp aus einer Gruppe von mehreren Lagerbuchsentypen unterschiedlicher Feder- und/oder Dämpfungseigenschaften aus und befestigt die Lagerbuchse 3, 5 an den separaten Verbindungsarm 7. In einem ersten Verfahrensschritt werden die beiden Lagerbuchsen an den jeweiligen Enden des rohrförmigen Verbindungsarms 7 eingesteckt, was aufgrund des rotationssymmetrischen Rohrendes (Steckgegenabschnitt 55) ohne weiteres möglich ist. Dabei sollte eine Spielpassung zwischen dem rotationssymmetrischen Steckabschnitt größter radialer Abmessung und der Innenabmessung des rohrförmigen Steckgegenabschnitts 55 eingehalten werden, damit ein geführtes Einstecken des Steckabschnitts 37 in den rohrförmigen Steckgegenabschnitt 55 gewährleistet ist. Sodann kann der Monteur den Endrand des Verbindungsrands 7 in Anschlag mit dem Anschlagsabsatz 43 bringen und die Lagerbuchse 3, 5 derart zueinander verdrehen, dass eine gewünschte Parallelanordnung der Lagerachsen A oder auch eine windschiefe Anordnung der Lagerachsen A realisiert ist. Bis zu diesem Montagezwischenschritt sind die Lagerbuchsen 3, 5 uneingeschränkt zueinander verdrehbar.

Ist die gewünschte Relativposition der Lagerbuchse 3, 5 relativ zu dem Verbindungsarm 7 erreicht, legt die Montageperson eine elektromagnetische Spule um den Steckgegenabschnitt auf axialer Länge des Steckabschnitts 37 und schrumpft den Steckgegenabschnitt 55 des rohrförmigen Verbindungsarms 7 auf das Profil des Steckabschnitts 37 des Montagefortsatzes 35, so dass der Steckgegenabschnitt 55 das Profil annimmt und sich an dem Steckabschnitt 37 formschlüssig angeschmiegt und damit verpresst wird. Um die Schrumpfkräfte zu erzeugen, wird die Spule bestromt, und ein starkes elektromagnetisches Feld wird radial nach innen angelegt. Auf diese Weise ist eine im Wesentlichen werkzeugkontaktfreie Schrumpfung des Steckgegenabschnitts 55 des Verbindungsarms 7 auf dem Profil des Steckabschnitts möglich. Somit ist eine Fixierung der Lagerbuchse 3, 5 an dem Verbindungsarm 7 auch in Längsrichtung L erreicht. Für das erfindungsgemäße Motorlager 1 oder sonstige ähnliche ausgeführte Lager ist es möglich, ein Baukastensystem bereitzustellen, in dem verschiedenste Parameter des Lagers bis kurz vor der Montage noch variiert und eingestellt werden können. Unter Parameter können beispielsweise Werkstoffe, Festigkeit, Winkel, Längen, etc. auf dem zu erwartenden Betrieb eingestellt werden.

Wie in Figur 1 und 2 ersichtlich ist, erstreckt sich jedes einzelne Profilierungselement, Vorsprung 47 und Einschnitt 51 nicht voll umfänglich um den rotationssymmetrischen Steckabschnitt 37, vielmehr sind diese in Umfangsrichtung auf einen spitzen Winkel beschränkt und von einem profillosen zylindrischen Abschnitt getrennt und unterbrochen.

In den Figuren 3 und 4 sind Querschnittsansichten einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Motorlagers 1 dargestellt, wobei die rechtsseitige Lagerbuchse (Figur 3) bzw. die linksseitige Lagerbuchse (Figur 4) dem Aufbau der Lagerbuchsen in den Figuren 1 und 2 entspricht. Allerdings unterscheidet sich die gegenüber liegende Lagerbuchse 63 im Aufbau dahingehend, dass die Außenarmatur 13' eine geringere Abmessung als die der Lagerbuchsen 3, 5 aufweist. Der Elastomerkörper 1 erstreckt sich vollumfänglich um eine hülsenförmige Innenarmatur 65, die eine zur Lagerachse A windschief liegende Lagerachse B aufweist. Die Enden der mittig konvex gewölbten Innenarmatur 67 sind mittels eines Kegeldöppers durch einen Abrollstauchvorgang verdickt.

Auch die Lagerbuchse 63 hat einen Montagefortsatz 35', der an einem Anschlagsabsatz 43' in einen Steckabschnitt 37' übergeht. Der Steckabschnitt 37' hat eine Profilierung wie der Steckabschnitt 37 gemäß den Figuren 1 und 2, wobei der Verbindungsarm über die gleichen Verfahrensschritte an den Montagefortsatz 35' befestigt ist.

Das in den Figuren gezeigte elastische Lager kann auch in weiteren technischen Gebieten, wie in der Robotik, eingesetzt werden, beispielsweise um einen beweglichen Roboterarm elastisch abzustützen.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein. Bezugszeichenliste

1 elastische Pendelstütze

3 motorseitige Lagerbuchse

5 karosserieseitige Lagerbuchse

7, 7' Verbindungsarm

11, 11 ' Innenarmatur

13, 13' Außenhülse

15 verstärkter Abschnitt

17 Montageöffnung

21 Anschlagsabschnitt

23 Hauptsäule

25, 27 Nebensäulen

31 Zwischenarmatur

35, 35' Montagefortsatz

37, 37' Steckabschnitt

41 Elastomerkissen

43, 43' Anschlagsabsatz

47, 47' Vorsprünge

51, 51 ' Einschnitte

55, 55' Steckgegenabschnitt

63 Lagerbuchse

67 Innenhülse

Α, Β Lagerachse

L Längserstreckungsrichtung

R Radialrichtung

Claims

ger zum elastischen Koppeln zweier Bauteile Ansprüche

1. Lager zum elastischen Koppeln zweier Bauteile, von denen wenigstens eines einer Schwingungsbelastung ausgesetzt ist, umfassend ein langgestrecktes Stützmittelteil und zwei Lagerbuchsen (3, 5, 63), die zum jeweiligen Koppeln mit den Bauteilen an dem Stützmittelteil angeordnet sind, wobei wenigstens eine der Lagerbuchsen (3, 5, 63), vorzugsweise beide Lagerbuchsen (3, 5), einen elastischen Federkörper, wie einen Elastomerkörper, zum elastischen Anbinden wenigstens eines Bauteils, vorzugsweise beider Bauteile, aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die wenigstens eine Lagerbuchse (3, 5, 63) einen Steckabschnitt (37, 37') und das Stützmittelteil einen Steckgegenabschnitt (55, 55') umfassen und dass der Steckabschnitt (37, 37') und der Steckgegenabschnitt (55, 55') zur Bildung einer lastüberleitfähigen Verbindung zwischen dem Stützmittelteil und der wenigstens einen Lagerbuchse (3, 5, 63) ineinander gesteckt sind.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die lastüberleitfähige Verbindung dadurch realisiert ist, dass der Steckabschnitt (37, 37') der wenigstens einen Lagerbuchse (3, 5) und der Steckgegenabschnitt (55) des Stützmittelteils zuerst ineinander gesteckt sind und nach dem Ineinanderstecken der vorzugsweise radial außen liegende Steckabschnitt (37, 37') oder Steckgegenabschnitt (55) in Radialrichtung (R) auf den vorzugsweise radial innen liegenden Steckabschnitt (37, 37') oder Steckgegenabschnitt (55) zu plastisch deformiert ist.

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k en n z e i c h n e t, dass zwischen dem Steckabschnitt (55, 55') und dem Steckgegenabschnitt (55, 55') eine Federlage, wie eine Elastomerschicht, insbesondere zur Bildung einer elastischen Gelenkstruktur zwischen dem Steckgegenabschnitt und dem Steckabschnitt angeordnet ist, wobei vorzugsweise *

sich die Elastomerschicht vollumfänglich, insbesondere vollflächig, auf den sich gegenüberliegenden Flächen der Steckabschnitte erstreckt.

4. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der insbesondere in Radialrichtung (R) innen liegende Steckabschnitt (37, 37') oder Steckgegenabschnitt (55) eine Profüierung, wie wenigstens eine oder mehrere Vorsprünge (47, 47') und/oder Vertiefungen, aufweist, an die insbesondere der radial außen liegende und/oder zu deformierende Steckgegenabschnitt (55) oder Steckabschnitt (37, 37') formkomplementär anliegt, insbesondere angepresst ist.

5. Lager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Radialrichtung (R) innen liegende Steckabschnitt (37, 37') oder Steckgegenabschnitt (37, 37') ein Vollkörper insbesondere aus Metall oder Kunststoff ist, wobei der in Radialrichtung (R) außen liegende Steckgegenabschnitt (55) oder Steckabschnitt (37, 37') eine Hohlform aufweist, wobei insbesondere das langgestreckte Stützmittelteil zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, eine rotationssymmetrische Rohrform aufweist.

6. Lager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das die Profüierung eine Berg-Tal-Anordnung in Steckrichtung aufweist und/oder in Umfangsrichtung, quer zur Steckrichtung abschnittsweise unterbrochen von einem profilfreien Abschnitt ausgebildet ist.

7. Lager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lagerbuchse (3, 5, 63) eine Außenhülse (13, 13'), die mit dem Steckabschnitt (37, 37') starr verbunden ist, insbesondere aus einem Stück, vorzugsweise einem Metall- oder Kunststoffstück, gefertigt ist, und ein Innenarmatur (11, 11') zum Befestigen an das jeweils zugeordnete Bauteil aufweist, wobei insbesondere der Feder- körper aus drei Federsäulen besteht, von denen insbesondere eine Federhauptsäule eine Haupterstreckungsrichtung in einer Längserstreckungsrichtung (L) des Lagers aufweist und zwei Federnebensäulen in einem Winkel zur Längserstreckungsrichtung (L) des Lagers von 30° bis unter 90°, vorzugsweise 50° bis 70°, insbesondere etwa 60°, angeordnet ist, wobei insbesondere die Außenhülse (13) eine Materialverstärkung an einem dem Steckabschnitt (37, 37') diametral gegenüber liegenden Hülsenabschnitt aufweist und/oder die Federhauptsäule eine Zwischenarmatur (31) zum Verstärken der axialen Steifigkeit des Federkörpers aufweist und/oder die Federnebensäulen ohne Zwischenarmatur (31) ausgebildet sind.

8. System zum Bilden eines nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Lagers zum elastischen Koppeln zweier Bauteile, umfassend wenigstens zwei, drei oder mehrere Lagerbuchsen (3, 5) mit unterschiedlich ausgelegten Federeigenschaften und mit jeweils einem Steckabschnitt (37, 37'), wobei die Steckabschnitte (37, 37') der wenigstens zwei Lagerbuchsen (3, 5) mit dem einem Steckgegenabschnitt (37, 37') des Stützmittelteils zur Bildung der lastüberleitfahigen Verbindung angepasst sind, wobei eine der wenigstens zwei Lagerbuchsen (3, 5) zum Einstellen der gewünschten Kopplungseigenschaft, wie Federsteifigkeit oder dergleichen, des Lagers auswählbar ist.

9. System nach Anspruch 8, bei dem sämtliche Steckabschnitte der wenigstens zwei Lagerbuchsen (3, 5) für eine Steckverbindung mit dem Steckgegenabschnitt (55) des Stützmittelteils baugleich sind.

10. Verfahren zum Auslegen der Feder- und/oder Dämpfungseigenschaft eines elastischen Lagers zum elastischen Koppeln zweier Bauteile, wobei ein Stützmittelteil mit wenigstens einem Steckgegenabschnitt (55) verwendet wird, aus einer Gruppe von wenigstens zwei Lagerbuchsen (3, 5) unterschiedlicher Feder- und/oder Dämpfungseigenschaft eine Lagerbuchse (3, 5, 63) ausgewählt wird und das Stützmittelteil und die ausgewählte Lagerbuchse (3, 5, 63) miteinander starr verbunden wird.

11. Verfahren zum Herstellen eines insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildeten Lagers zum elastischen Koppeln zweier Bauteile, wobei: ein Stützmittelteil und wenigstens eine Lagerbuchse (3, 5) bereitgestellt werden, wobei das Stützmittelteil und die Lagerbuchse (3, 5, 63) strukturell voneinander getrennt hergestellt werden;

die Lagerbuchse (3, 5) und das Stützmittelteil miteinander unter Bildung einer Steckverbindung zusammengefügt werden;

ein Steckabschnitt (37, 37', 55, 55') des Stützmittelteils oder der Lagerbuchse (3, 5, 3', 5') auf einen jeweils andren in Radialrichtung (R) aufeinander zu spanlos radial deformiert wird und sich zur Bildung einer lastüberleitfahigen Verbindung zwischen der La- gerbuchse (3, 5) und dem Stützmittelteil unter Ausbildung eines Formschlusses an den anderen Steckabschnitt (55, 55', 37, 37') anschmiegt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die radial nach innen gerichtete Deformation dadurch realisiert wird, dass ein im wesentlichen in Radialrichtung ausgerichtetes elektromagnetisches Magnetfeld um den Steckabschnitt (37, 37') angelegt wird, insbesondere eine Spule um den radial außen liegenden Steckabschnitt (37, 37') gelegt wird, die zum Aufbau des elektromagnetischen Feldes bestromt wird.