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Die Erfindung betrifft ein Federfunktionsbauteil für ein hydroelastisches Lager, insbesondere zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug. Das hydroelastische Lager kann beispielsweise zur Lagerung eines Achsträgers oder eines Radlenkers, insbesondere eines Querlenkers, eingesetzt werden. Im Falle eines Einsatzes als Achsträgerlager ist eine Anordnung mehrerer hydroelastischer Lager, insbesondere von vier hydroelastischen Lagern, vorgesehen, die an vier festgelegten Montagepositionen am Kraftfahrzeug zu montieren sind. Im montierten Zustand sind die hydroelastischen Lager der Anordnung derart ausgerichtet, dass deren Axialrichtung mit einer Vertikalen zusammenfällt.
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Das hydroelastische Lager wird im Allgemeinen dann eingesetzt, wenn eine Relativbewegung eines schwingungsbelasteten Bauteils, wie eines Kraftfahrzeugbauteils, zur Karosserie zugelassen und gedämpft werden soll. Das hydroelastische Lager stellt aufgrund des Einsatzes von Elastomermaterial rückstellende Federkräfte sowie aktiv mittels Dissipationsverlusten in dem Lager erzeugte Dämpfungskräfte bereit.
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Im Allgemeinen hat das Federfunktionsbauteil einen Montageinnenanschluss, über den das Lager an einem einer Schwingungsbelastung ausgesetzten Bauteil, wie der Karosserie eines Kraftfahrzeugs, zu montieren ist. Ein anderes Bauteil, wie ein an die Kraftfahrzeugkarosserie anzubindendes Kraftfahrzeugteil, ist üblicherweise über einen Montageaußenanschluss an das Federfunktionsbauteil befestigt. Auch ein umgekehrter Anschluss des Federfunktionsbauteils an die Kraftfahrzeugkarosserie und das Kraftfahrzeugbauteil kann in Betracht kommen. Ein Federkörper koppelt die Montageanschlüsse aneinander, um eine Relativbeweglichkeit zwischen den Montageanschlüssen zuzulassen. Der Federkörper begrenzt zumindest teilweise zwei Arbeitskammern zum Aufnehmen eines Dämpfungsfluids. Die Arbeitskammern können fluidisch miteinander über einen Verbindungskanal kommunizieren, um bei einer definierten Querschnittsverengung einen Fluidaustausch zwischen den Arbeitskammern noch zuzulassen und die Dissipationsverluste durch die Strömung zwischen den Arbeitskammern zu erzeugen. Es ist bekannt, die Dämpfungseigenschaften durch Einstellungen der Strömungsresonanz der Arbeitskammeranordnung festzulegen.
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Bei einem hydroelastischen Lager ist es notwendig, die maximale Bewegungsamplitude der Montageanschlüsse relativ zueinander in Grenzen zu halten, um ein Überschwingen und damit eine strukturelle Verletzung des Federkörpers zu vermeiden. Hierzu ist ein radialer Elastomeranschlag eingesetzt, der montageinnenanschlussseitig angebracht ist. Es zeigte sich, dass am Montageinnenanschluss liegende Radialanschläge entweder nicht ausreichend dauerfest sind oder nur dann eine ausreichende Festigkeit besitzen, wenn deren flächige Ausdehnung groß genug ist. Solche montageinnenanschlussseitigen Radialanschläge benötigen einen erhöhten Bauraum für das hydroelastische Lager in Axialrichtung. Alternativ kann vorgesehen sein, an einer Innenseite einer Außenhülse einen Elastomerradialanschlag separat in die jeweilige Arbeitskammer einzulegen. Hierzu ist es für die Montage der separaten Radialanschläge notwendig, den Tragrahmen mehrteilig auszubilden, um einen Zugang zum Inneren der Arbeitskammer zu schaffen.
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DE 101 31 075 A1 betrifft ein Aggregatelager in Buchsenform mit einem Außenring und einem inneren Stützteil sowie dazwischen angeordneten Gummifedern.
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Bei vielen Radialanschlägen in hydroelastischen Lagern ist die Anschlagsfunktion erst dann realisiert, wenn eine Freibewegung zwischen dem Montageinnenanschluss und dem Montageaußenanschluss realisiert ist. Auch tritt die Anschlagsfunktion erst dann ein, wenn insbesondere ein elastischer Radialanschlag bis zu einem bestimmten Grad nach dem Inanschlagkommen elastisch deformiert ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere ein hydroelastisches Lager mit einer schnell greifenden Radialanschlagsfunktion bereitzustellen, das insbesondere in der Herstellung einfach ist und eine ausreichende Dauerfestigkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Danach ist ein Federfunktionsbauteil für ein hydroelastisches Lager insbesondere zum Anbinden eines Kraftfahrzeugbauteils an eine Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen. Das Federfunktionsbauteil hat einen Montageinnenanschluss zum Montieren des Lagers insbesondere an einer Fahrzeugkarosserie, beispielsweise einen Karosserieflansch oder -bolzen, und einen Montageaußenanschluss zum Montieren des Federfunktionsbauteils insbesondere an einem Kraftfahrzeugbauteil oder an eine mit dem Kraftfahrzeugbauteil zu verbindenden Buchse, die beispielsweise einstückig als Teil des Kraftfahrzeugbauteils ausgeführt sein kann. Der Montageinnenanschluss kann durch eine Innenarmatur aus einem starren Material, wie Kunststoff oder Metall, vorzugsweise Aluminium ausgebildet sein. Alternativ ist es möglich, den Montageinnenanschluss ausschließlich durch eine Aussparung in dem Federkörper des hydroelastischen Lagers zu realisieren, ohne eine starre Innenarmatur zu verwenden. Der Montageaußenanschluss kann beispielsweise die umlaufende Außenseite des Federfunktionsbauteils sein, die vorzugsweise derart ausgeführt ist, dass sie in ein separates Anschlussteil, wie eine Hülse oder Buchse des Kraftfahrzeugbauteils, fest eingepresst werden kann. Ist die Buchse als Außenarmatur des hydroelastischen Lagers separat zum Kraftfahrzeugbauteil ausgeführt, ist ein funktionsfähiges hydroelastisches Lager durch den Zusammenbau des erfindungsgemäßen Federfunktionsbauteils, wie das Einpressen, in die Buchse realisiert. Des Weiteren hat das erfindungsgemäße hydroelastische Lager einen den Montageinnenanschluss umgebenden hülsenförmigen Tragrahmen aus einem starren Material, wie Kunststoff oder Metall, vorzugsweise Aluminium. Der geschlossen umlaufende Tragrahmen kann je nach Bauform des Lagers zylindrisch, oval oder mehreckig gestaltet sein. Der Tragrahmen definiert eine Axialrichtung und ist als Versteifungshülse ringförmig geschlossen ausgeführt, um eine ausreichend steife Käfigstruktur zu bilden, die den Federkörper formstabilisieren oder versteifen soll. Der Tragrahmen kann den Montageaußenanschluss bilden oder mit diesem im Wesentlichen starr verbunden sein. Das Federfunktionsbauteil umfasst einen Federkörper insbesondere aus Elastomermaterial, der wenigstens zwei Arbeitskammern zum Aufnehmen eines Dämpfungsfluids teilweise begrenzt. Die Arbeitskammern können über einen Verbindungskanal miteinander kommunizieren, um einen Austausch des Arbeitsfluids zwischen den Arbeitskammern zuzulassen. Der Federkörper koppelt den Montageinnenanschluss an den Tragrahmen derart, dass eine Relativbeweglichkeit zwischen dem Montageinnenanschluss und dem Tragrahmen zugelassen wird. Aufgrund der elastischen Relativbeweglichkeit zwischen dem Montageinnenanschluss und dem Tragrahmen werden die Arbeitskammern lastabhängig deformiert, wodurch es zu einem dissipierenden Fluidströmungsaustausch zwischen den Arbeitskammern kommt.
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Das Federfunktionsbauteil kann für jede der wenigstens zwei Arbeitskammern wenigstens eine zu dessen radialen Außenseite offene Radialöffnung aufweisen, in der jeweils eine Arbeitskammer mündet. Zum Verschließen der Arbeitskammern an der Radialöffnung des Federfunktionsbauteils kann an einem Montageaußenanschluss den Tragrahmen radial umgebend ein Anschlussteil, wie eine Außenarmatur des hydroelastischen Lagers, beispielsweise eine Außenbuchse, vorgesehen sein, das die Radialöffnungen des Federfunktionsbauteils fluiddicht verschließt. Der Tragrahmen hat nicht diese Funktion, er dient zur Versteifung der Durchgangsöffnung des Federfunktionsteils und dazu, einen Zugang zum Formen des Innenraums der Arbeitskammer und des jeweils darin befindlichen Radialanschlags zuzulassen. Die Außenarmatur des hydroelastischen Lagers oder eine die Außenarmatur ersetzende Buchsenaufnahme des zu lagernden Kraftfahrzeugbauteils können auch dazu dienen, die Arbeitkammern an der Radialöffnung abzudichten.
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Erfindungsgemäß hält der Tragrahmen den wenigstens einen Radialanschlag in dessen Gesamtheit beweglich in dem Vormontagezustand. Der Radialanschlag kann beispielsweise an dem Tragrahmen dadurch gehalten sein, dass ein Elastomerwulst über ein elastisches Gelenk, das beispielsweise als umlaufendes Filmscharnier ausgebildet sein kann, an den Tragrahmen angespritzt ist. Um den Vormontagezustand des Federfunktionsbauteils zu erstellen, wird der Tragrahmen in ein Vulkanisationsformwerkzeug eingelegt und unter Ausbildung des Radialanschlags samt elastischem Gelenk umspritzt. Alternativ kann der Radialanschlag eine starre Basisplatte aufweisen, die zuerst getrennt von dem Tragrahmen gefertigt ist, allerdings dann mit dem Tragrahmen strukturell verbunden wird, indem die starre Basisplatte zusammen mit dem Tragrahmen in ein Vulkanisationswerkzeug eingelegt wird und der Elastomerwulst samt elastischem Gelenk an den Tragrahmen und an die Basisplatte angespritzt wird. Bei dieser Ausführung ist nach dem Vulkanisationsvorgang und Erreichen des Vormontagezustands der Radialanschlag, bestehend aus der Basisplatte und dem Elastomerwulst, elastisch beweglich an den Tragrahmen befestigt. Bei einer separat angelegten Basisplatte besteht die Möglichkeit unterschiedliche starre Materialien für den Tragrahmen und die Basisplatte zu verwenden. Beispielsweise kann für die Basisplatte ein Kunststoff herangezogen werden, während der Tragrahmen aus einem Leichtmetall, wie Aluminium, vorzugsweise Aluminiumdruckguss, oder Stahlblech gefertigt ist. Auch eine umgekehrte Auswahl an starren Materialien oder ein identisches Material können für die Basisplatte und den Tragrahmen herangezogen werden. Weiterhin ist es möglich, den Tragrahmen und die Basisplatte des Radialschlags einstückig zu fertigen, indem beispielsweise ein Sollbruchsteg oder Sollbiegesteg zwischen dem Tragrahmen und der Basisplatte des Radialanschlags vorgesehen ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat das Federfunktionsbauteil genau zwei radiale Anschläge, die in diametral gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind, um eine Bewegungsbegrenzung in einer Linearradialrichtung bereitzustellen.
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Der Elastomerwulst des Radialanschlags kann an einer Innenseite oder Außenseite des Tragrahmens gehalten, insbesondere angespritzt sein, je nachdem, ob der wenigstens eine Radialanschlag für eine Wegbegrenzung in Radialrichtung nach außen oder nach innen wirken soll.
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Der wenigstens eine Radialanschlag ist aus dem Vormontagezustand, in dem ein Anschlagende des Radialanschlags gegenüber einem montageinnenanschlussseitigen oder montageaußenanschlussseitigen Anschlagsgegenstück freiliegt, in einen Endmontagezustand verlagerbar, in dem das Anschlagende das Anschlagsgegenstück berührt. Die Beweglichkeit des wenigstens einen Radialanschlags wird bei der Montage des Federfunktionsbauteils erzwungen von dem tatsächlichen Betrieb des hydroelastischen Lagers, für das das Federfunktionsbauteil eingesetzt wird. Beim Montieren, insbesondere Einsetzen, des Federfunktionsbauteils, wird ausschließlich der wenigstens eine Radialanschlag von der stabilen Vormontageposition in die Endmontageposition gezwungen. In dem Endmontagezustand hat der wenigstens eine Radialanschlag seine erfindungsgemäße Montagebeweglichkeit ausgeschöpft und sitzt ortsfest, wobei der wenigstens eine Radialanschlag noch seine Anschlagsbeweglichkeit aufweist, gemäß der der Federkörper des Radialanschlags plastisch deformierbar ist, um eine Betriebsbewegung des hydroelastischen Lagers in der bestimmten Radialrichtung zu begrenzen.
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Das Anschlagende des wenigstens einen Radialanschlags liegt also in der Vormontageposition in einem Abstand von dem Anschlagsgegenstück, mit dem das Anschlagende erst dann in Anschlageingriff kommt, wenn das Federfunktionsbauteil an dem gewünschten Einsatzort montiert wird. Erfindungsgemäß ist es möglich, mit entsprechendem VulkanisationsFormwerkzeug, das durch Radialöffnungen des Federfunktionsbauteils in dessen Innere ragen kann, unterschiedliche Radialanschlagsprofile mit freien Anschlagenden zu bilden, wobei im hydroelastischen Betriebszustand, also nachdem der Endmontagezustand erreicht ist, anschlagsfreie Verlagerungswege zwischen dem Montageinnenanschluss und dem Montageaußenanschluss vermieden sind, weil das Anschlagende aufgrund dessen Montagebeweglichkeit unmittelbar an dem Anschlaggegenstück anliegt, ohne dass eine Betriebslast wirkt. Zudem ist es möglich, den elastischen Federkörper des Radialanschlags selbst durch entsprechende Dimensionierung des Federkörpers und/oder des Verlagerungswegs unter eine radiale Druckvorspannung zu setzen, so dass die Wegbegrenzungseffekte schon bei kürzeren Auslenkungen des Radialanschlags in Radialwirkrichtung bemerkbar sind.
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Das Anschlagsgegenstück ist entweder im Bereich des Montageinnenanschluss ausgebildet, wenn sich der Radialanschlag von dem Montageaußenanschluss radial nach innen erstreckt, oder im Bereich des Montageaußenanschluss realisiert, wenn sich der Radialanschlag von dem Montageinnenanschluss radial nach außen erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich der Radialanschlag von dem Tragrahmen radial nach innen, um mit dem Anschlagsgegenstück an dem Montageinnenanschluss zu kooperieren, der beispielsweise durch eine starre Innenhülse gebildet sein kann.
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Je nach dem wie der Radialanschlag sowie das Anschlagsgegenstück ausgebildet sind, können durch die erfindungsgemäße Maßnahme der Verlagerbarkeit des Anschlagendes von einem Vormontagezustand in einen Endmontagezustand Druckspannungen sowohl in dem elastischen Federkörper des Radialanschlags als auch in einem elastischen Gegenkörper des Anschlagsgegenstücks mit Erreichen der Endmontageposition aufgebaut sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die durch das Verbringen des Federfunktionsbauteils in den Endmontagezustand erreichte statische Druckvorspannung in dem elastischen Radialanschlag und/oder in dem elastischen Anschlagsgegenstück durch Festlegen eines Verlagerwegs des Tragabschnitts zwischen dem Vormontagezustand und dem Endmontagezustand einstellbar.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung hat der Tragrahmen ein starres Grundgerüst, das hülsenförmig gestaltet sein kann. Die radial außen und/oder innen liegende Kontur des hülsenförmigen Grundgerüsts kann zylindrisch sein oder zumindest eine stufenfreie, vorzugsweise zylindrische Hüllkurve definieren. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ragt in dem Vormontagezustand eine dem Anschlagende gegenüberliegende Basis des Radialanschlags über die radial außen und/oder innen liegende Kontur der Hülsenform radial hinaus. Der Umfang des hinausragenden Überstands legt den Verfahrweg des Radialanschlags zwischen dem Vormontagezustand und dem Endmontagezustand fest. In dem Endmontagezustand liegt nämlich vorzugsweise der Radialanschlag vollständig auf einer radialen Seite der radial außen und/oder innen liegenden Kontur des hülsenförmigen Grundgerüsts. Die Verlagerung wird dann dadurch erreicht, dass der radial vorragende Abschnitt der Basis des Radialanschlags beispielsweise beim Einpressen in einer formkomplementär zu dem hülsenförmigen Grundgerüst gebildeten Aufnahme für das Federfunktionsbauteil in die Endmontageposition radial gedrückt und gezwungen wird.
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Vorzugsweise ist wenigstens einer der Montageanschlüsse durch die dem Anschlagsgegenstück abgewandte, insbesondere zylindrische Kontur des Grundgerüst gebildet, so dass das Federfunktionsbauteil in eine entsprechende zylindrisch geformte Aufnahme einfach eingesetzt werden kann, wodurch gleichzeitig eine definiert begrenzte Verlagerung des Radialanschlags von der Vormontageposition in die Endmontageposition erreicht ist.
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Die Basis des Radialanschlags kann aus Elastomer gebildet sein, wobei die Basis über einen Elastomersteg, wie ein Elastomerfilmscharnier, mit dem Tragrahmen verbunden ist, so dass im Vormontagezustand der Radialanschlag beweglich an dem Tragrahmen gehalten ist. Beim Montieren des Federfunktionsbauteils wird dann der elastisch bewegliche Radialanschlag in die Endmontageposition gezwungen, in der der Radialanschlag seine Montagebeweglichkeit verliert.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung hat der Radialanschlag eine Basisplatte sowie einen an einer dem Anschlagsgegenstück zugewandten Innenseite der Basisplatte befestigten Federkörper mit dem Anschlagsende. Die Basisplatte ist aus einem starren Material, wie Kunststoff oder Metall, gebildet, während der Federkörper aus einem Elastomermaterial realisiert sein kann.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Basisplatte an dem starren Grundgerüst des Tragrahmens über eine Sollbruch- oder Sollbiegestelle, wie einen Sollbruch- oder Sollbiegesteg, oder für eine getrennt zum Tragrahmen gefertigte Basisplatte über ein elastisches Gelenk, wie ein Elastomerfilmscharnier, in dem Vormontagezustand gehalten.
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Die Sollbruch- oder Sollbiegestelle ist dazu ausgelegt, eine definierte Verlagerung der Basisplatte relativ zu dem Grundgerüst zuzulassen, wenn der Endmontagezustand erreicht werden soll. Alternativ kann die Basisplatte in dem Vormontagezustand lediglich durch Elastomerbrücken oder ein Elastomer-Filmscharnier beweglich gekoppelt sein, wobei im Endmontagezustand die Basisplatte in einem kraftschlüssigen Kontakt zum Grundgerüst liegt. Für diesen Fall können für die Basisplatte und den Tragrahmen unterschiedliche starre Materialien verwendet werden.
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Vorzugsweise ist für die Verlagerung des Radialanschlags von dem Vormontagezustand in den Endmontagezustand eine dem Anschlagsgegenstück abgewandte Betätigungsseite der Basisplatte frei zugänglich, um die notwendige Montagekraft in den Radialanschlag einzuleiten. Erst beim Einsetzen des Federfunktionsbauteils wird die Basisplatte bewegt und mit Montagekräften beaufschlagt. Vorzugsweise ist die Betätigungsseite zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollflächig als Konturfortsetzung der radial außen und/oder innen liegenden Kontur des Grundgerüsts geformt, um ein einfaches Einsetzen beispielsweise in eine Montagebuchse zur Bildung des hydroelastischen Lagers zu erreichen. Die Betätigungsseite kann teilzylindrisch sein.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung hat die Basisplatte eine sich radial zum Anschlagsgegenstück erstreckende, insbesondere mittige Wölbung, an der der Federkörper befestigt ist. Die Wölbung kann in eine der Arbeitskammern ragen.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung kommen die starre Basisplatte und das starre Grundgerüst bei Erreichung der Endmontageposition in einen Anschlagkontakt, so dass eine Weiterverlagerung des wenigstens einen Radialanschlags per se verhindert ist. Eine elastische Deformation des wenigstens einen Radialanschlags, die durch den Betrieb des hydroelastischen Lagers bedingt ist, ist selbstverständlich nach Erreichen der Endmontageposition gewünscht und zugelassen. Die Montage-Verlagerungsbegrenzung setzt bei Erreichen eines vorbestimmten radialen Verlagerungswegs ein. Vorzugsweise ist die Verlagerweg durch Inanschlagkommen von Abschnitten des Grundgerüsts und der Basisplatte gebildet. Vorzugsweise kann der Anschlagsabschnitt des Grundgerüsts benachbart der Sollbruch- oder Sollbiegestelle oder den Elastomerbrücken angeordnet sein. Der Anschlagsabschnitt der Basisplatte kann durch einen Umfangsrand der starren Basisplatte realisiert sein, der vorzugsweise die mittig angeordnete Wölbung umgibt.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist in dem Endmontagezustand insbesondere aufgrund des Bruchs des Sollbruchstegs der Radialanschlag, insbesondere dessen Basisplatte, kraftschlüssig mit dem Tragrahmen verbunden. Somit ist gewährleistet, dass die Anschlagskräfte von dem Montageinnenanschluss zu dem Montageaußenanschluss und umgekehrt sicher und kraftübertragend weitergeleitet werden können. Es sei klar, dass die starre Basisplatte unter Zwischenanordnung einer Elastomerschicht fest an dem Grundgerüst anliegen kann.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat der Tragrahmen für jede der Arbeitskammern ein Paar Radialdurchgänge oder -Öffnungen, die sich insbesondere in Radialrichtung diametral gegenüberliegen und an der Außenseite des Tragrahmens insbesondere in deren Verlauf durch den Tragrahmen hindurch mit der jeweiligen Radialöffnung im Wesentlichen deckungsgleich und/oder zu einer Radialebene des Tragrahmens spiegelsymmetrisch geformt sind. Zwischen den paarweisen Radialdurchgängen ist jeweils ein Radialanschlag angeordnet. Der Radialdurchgang, der auch zur Bereitstellung einer Zutrittsöffnung einzeln vorgesehen sein kann, dient hauptsächlich dazu, das Formwerkzeug in den von dem Tragrahmen definierten Innenbereich zugreifen zu lassen, um das innere Profil samt Radialanschlag bei der Bildung des Elastomerkörpers zu formen. Der Radialdurchgang wird nach der Bildung des Elastomerkörpers samt Radialanschlag beim Fertigstellen des hydraulischen Lagers von einer Innen- oder Außenarmatur, wie einer Innen- oder Außenhülse, fluiddicht geschlossen. Hierzu kann der Radialdurchgang mit einem Elastomerüberzug versehen sein, um eine ausreichende Dichtigkeit und große Fertigungstoleranzen bezüglich der Dimensionierung des Radialdurchgangs und der Außen- oder Innenarmatur zu gewährleisten.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung hat der Federkörper neben dem Radialanschlag wenigstens zwei Federarme zum elastischen Koppeln des Montageinnen- oder -außenanschlusses an dem Tragrahmen. Die Federarme sind in Umfangsrichtung versetzt zu den Radialanschlägen angeordnet. Beim Vorsehen zweier sich diametral gegenüberliegender Radialanschläge sind zwei sich gegenüber liegende Federarme angeordnet, wobei die Federarme in Umfangsrichtung relativ zu den Radialanschlägen in einem im Wesentlichen 90°-Umfangsabstand angeordnet sind.
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Die wenigstens zwei Federarme erstrecken sich in Radialrichtung wesentlich weiter als der wenigstens eine Radialanschlag im Vormontagezustand. Vorzugsweise sind die wenigstens zwei Federarme an eine den Montageanschluss bildende Armatur angespritzt, so dass sich die wenigstens zwei Federarme in Kontakt koppelnd zwischen den Tragrahmen und den Montageanschluss erstrecken. Erst nach dem Verbringen des wenigstens einen radialen Anschlags in den Endmontagezustand besteht ebenfalls eine Kontaktkopplung zwischen dem Montageanschluss und dem Tragrahmen. Die wenigstens zwei Federarme erstrecken sich im Wesentlichen in einer Radialrichtung von dem Montageinnenanschluss oder Montageaußenanschluss hin zur Innen- oder Außenseite des Tragrahmens diametral. Es können auch zwei sich diametral gegenüberliegende Radialanschläge an dem Tragrahmen angeordnet sein, welche die Relativbeweglichkeit der Montageanschlüsse in einer Radialrichtung begrenzen, die insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Federarme liegt. Es können beide Radialanschläge aus dem Vormontagezustand in den Endmontagezustand gelangen, wobei auch nur einer der Radialanschläge eine Verlagerung zwischen den beiden Montagezuständen erfahren kann, während der andere Radialanschlag keine Positionsänderung beim Verbringen des Federfunktionsbauteils in den Endmontagezustand erfährt.
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Die Federarme können säulenförmig und durchgängig ausgebildet sein, so dass sich der Federarm unterbrechungsfrei in Kontakt mit dem Montageinnenanschluss hin zur Innenseite des Tragrahmens in Kontakt damit erstreckt. Die Federarme sind nicht vollumfänglich ausgebildet, sondern in Umfangsrichtung begrenzt, um eine bestimmte Federsteifigkeit in der Erstreckungsrichtung der Federarme bereitzustellen. In Umfangsrichtung versetzt zu den Federarmen liegt der wenigstens eine Radialanschlag. Die Federsteifigkeit des hydroelastischen Lagers in einer Hauptradialrichtung ist durch die Federarme unterschiedlich steif als in einer zur Hauptradialrichtung winkelversetzten Nebenradialrichtung ausgeführt, in der im Wesentlichen die in den Arbeitskammern positionierten Radialanschläge liegen, die erst in der Endmontageposition, wenn also die freien Anschlagenden in Kontakt mit dem Anschlagsgegenstück gelangen, eine eingestellte Federsteifigkeit in der Nebenradialrichtung bereitstellen. Hauptsächlich dienen die Radialanschläge allerdings dazu, die Bewegung in der Nebenradialrichtung mit einer kleinen Amplitude zu begrenzen, während eine Verlagerung in Hauptradialrichtung mit großer Amplitude zugelassen sein soll.
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Die an der Innenseite des Tragrahmens befestigten Radialanschläge erstrecken sich vorzugsweise senkrecht zu der Erstreckungsrichtung (Hauptradialrichtung) der Federarme.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Tragrahmen eine insbesondere im Wesentlichen zylindrische Buchse und kann beispielsweise zwei geschlossene Ringrandabschnitte umfassen, die sich insbesondere kreisringförmig erstrecken. Die Ringrandabschnitte können im Wesentlichen abmessungsgleich in Axialrichtung diametral gegenüberliegen und sind durch mehrere, vorzugsweise vier, Querstreben des Tragrahmens, die sich im Wesentlichen in Axialrichtung erstrecken, miteinander starr verbunden. Die Querstreben können wenigstens zwei Radialdurchgänge insbesondere in einer Umfangsrichtung begrenzen.
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Vorzugsweise bildet ein Abschnitt einer Querstrebe die Basisplatte des Radialanschlags. Radial-Anschlagquerstreben können paarweise diametral gegenüberliegen und sind im Wesentlichen formgleich gebildet.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist an einer insbesondere im Wesentlichen zylindrischen Außenseite des Tragrahmens, insbesondere an einer Querstrebe für die koppelnden Federarme und/oder der Ringrandabschnitte, ein Rinnensystem für eine fluidale Kommunikation zwischen den ansonsten hydraulisch isolierten Arbeitskammern ausgebildet. Beispielsweise können die Ringrandabschnitte des hülsenförmigen Tragrahmens jeweils an deren Außenseite eine in Axialrichtung endseitige ausgebildete Ringnut aufweisen, in der ein radial vorstehender umlaufender Dichtungswulst angeordnet ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die wenigstens zwei Arbeitskammern in beiden Axialrichtungen zwischen einem der beiden Montageanschlüsse und dem Tragrahmen durch umlaufende, flexible ringförmige Elastomer-Wandabschnitte verschlossen. Die Arbeitskammern sind bei Erreichen des Vormontagezustands lediglich durch den wenigstens einen Radialzugang in dem Tragrahmen umfangsseitig offen und werden erst dann verschlossen, wenn das Federfunktionsbauteil an dem Montageaußenanschluss zum Erreichen des Endmontagezustands montiert wird, indem beispielsweise ein hülsenförmiges Anschlussteil verwendet wird.
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Erfindungsgemäß ist an der radialen Innenseite des Tragrahmens wenigstens ein sich radial nach innen erstreckender Radialanschlag befestigt, der die radiale Relativbeweglichkeit der Montageanschlüsse des Federfunktionsbauteils zumindest in einer Radialrichtung beschränken soll. Vorzugsweise liegt der wenigstens eine Radialanschlag vollständig in einer Arbeitskammer und ist im betriebsfertigen Zustand des hydroelastischen Lagers von der Arbeitsflüssigkeit umgeben. Der in der Arbeitskammer liegende Radialanschlag beeinflusst die Dämpfungseigenschaft des hydroelastischen Lagers insofern, als bei Anschlagsdeformation des Radialanschlags die Federsteifigkeit des hydroelastischen Lagers zunimmt, wobei mit der Deformation des Radialanschlags auch das Innenvolumen der Arbeitskammer verändert wird, was zu einer dämpfenden Fluidaustauschströmung zwischen den Arbeitskammern führt.
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Mit der Erfindung ist es möglich, auf einfache Weise selbst für eine Herstellung mit großen Stückzahlen ein hydroelastisches Lager mit einem einteiligen, hülsenförmigen, den Federkörper versteifenden Tragrahmen bereitzustellen, wobei ein Radialanschlag mit einer nur geringen axialen Ausdehnung im radialen Außenbereich der Arbeitskammer realisierbar ist. Trotz geringer axialer Ausdehnung des Radialanschlags ist eine ausreichende Festigkeit des Radialanschlags sicherstellbar. Über den Radialzugang kann ein form gebendes Werkzeug in das Innere des Tragrahmens zwischen der Lage des Montageinnenanschluss und des Tragrahmens gelangen, wobei die Arbeitskammern samt anderer Elastomerteile, wie dem Radialanschlag, gleichzeitig geformt, wie ausgespritzt, werden. Der wenigstens eine Radialanschlag kann aus einem Elastomermaterial gebildet sein und ist an der Innenseite einer Basisplatte des Tragrahmens angespritzt. Das freie Anschlagende ist in dem Vormontagezustand in einem Abstand zur Innenarmatur angeordnet. Vorzugweise ist der wenigstens eine Radialanschlag in der jeweiligen Arbeitskammer im Wesentlichen in deren axialen und/oder radialen Mitte angeordnet.
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Um eine möglichst einfache Fertigung des erfindungsgemäßen hydroelastischen Lagers bereitzustellen, hat der Tragrahmen für jede Arbeitskammer das Paar Radialdurchgänge, die sich insbesondere in Radialrichtung diametral gegenüberliegen und die im Wesentlichen mit der jeweiligen Radialöffnung des Federfunktionsbauteils deckungsgleich sind, wobei die Radialöffnung unter Umständen aufgrund eines Elastomerüberzugs der Randbereiche der Radialdurchgänge des Tragrahmens geringfügig kleiner im Durchschnittsquerschnitt als die Radialdurchgänge sind. Ein geradliniges, hinterschnittfreies Formwerkzeug kann längs einer geradlinigen Einschubrichtung durch beide Radialdurchgänge hindurch geschoben werden. Dann können in einem einzigen Arbeitsschritt sowohl die Arbeitskammern als auch der jeweilige darin liegende Radialanschlag mit dem freien Anschlagende sich von der Außenseite des Tragrahmens erstreckend geformt werden. Nach der Formgebung des Federkörpers wird das Formwerkzeug aus dem Radialdurchgang entfernt, wodurch die jeweiligen Arbeitskammern an dem Radialdurchgang offen sind und erst bei der Montage in eine entsprechende Innen- oder Außenarmatur verschlossen werden. Ist das Formwerkzeug entfernt, ist das erfindungsgemäße Federfunktionsbauteil in dem Vormontagezustand fertiggestellt. Wird dann das Federfunktionsbauteil in Betrieb genommen, indem es in dem Kraftfahrzeug eingebaut wird oder mit einer Außen- oder Innenarmatur verbunden wird, werden die Verlagerung des Radialanschlags sowie der Montageendzustand erreicht und die entsprechenden Radialdurchgänge verschlossen. Zwischen den paarweisen Radialdurchgängen/Radialöffnungen ist der jeweilige Radialanschlag angeordnet.
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Die paarweisen Radialdurchgänge sind derart zueinander ausgerichtet, dass das sich geradlinige erstreckende, hinterschnittfreie Formwerkzeug durch beide Radialdurchgänge hindurch bei einer geradlinigen Einschubbewegung einschieben lässt. Nach dem Spritzvorgang des Elastomerfederkörpers kann das geradlinige Formwerkzeug entgegengesetzt zu der Einschubrichtung über die Radialdurchgänge herausgezogen werden, wodurch ein Großteil der Innenwandung der Arbeitskammer samt des darin befindlichen Radialanschlags sowie die jeweilige Radialöffnung geformt sind. Eine Zweiteiligkeit des Tragrahmens oder eine separate Anordnung eines getrennt hergestellten Radialanschlags ist nicht notwendig. Vielmehr ist der wenigstens eine Radialanschlag als mit dem Federkörper einstückiges Bauteil in dem erfindungsgemäßen Federfunktionsbauteil vergemeinschaftet.
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Die paarweisen Radialdurchgänge können jeweils einen sich in Einschubrichtung gegenüberliegenden, zur Axialachse des hülsenförmigen Tragrahmens nahe liegenden Axialrand aufweisen, der sich vorzugsweise parallel zur Axialachse gerade erstreckt. Beide sich gegenüberliegende Axialränder der Radialdurchgänge des Tragrahmens sind derart positioniert, dass im Falle des Einsatzes einer Innenarmatur als Montageinnenanschluss die Axialränder in einer im Wesentlichen tangentialen Sekantenebene liegen, die die insbesondere zylindrische Innenarmatur tangiert oder zumindest in einem geringen Radialabstand schnittfrei passiert. Dies bedeutet, dass im eingeschobenen Zustand des Formwerkzeugs noch ein Spalt zwischen dem Formwerkzeug und der Innenarmatur ausgebildet sein kann, um eine berührungsfreie Bewegung des Anschlagsendes auf den Montageinnenanschluss zu bereitzustellen.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Querschnitt der wenigstens zwei Arbeitskammern in Axialrichtung des Tragrahmens U-förmig. Der Radialanschlag wird von den U-Schenkeln des U-förmigen Hohlraums der Arbeitskammer umgeben.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Tragrahmen eine insbesondere im Wesentlichen zylindrische Buchse oder Hülse oder ein hülsenförmiger Käfig. Der Tragrahmen kann zwei geschlossene Ringrandabschnitte umfassen, die geschlossen ringförmig umlaufen. Die Ringrandabschnitte können jeweils das axiale Ende des Tragrahmens bilden. Die Ringrandabschnitte können kreisringförmig sein. Vorzugsweise liegen sich die Ringrandabschnitte im Wesentlichen abmessungsgleich in Axialrichtung diametral gegenüber.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat der hülsenförmige Tragrahmen mehrere, vorzugsweise vier, Querstreben, welche die Ringrandabschnitte starr miteinander verbinden. Die Querstreben erstrecken sich im Wesentlichen in Axialrichtung und sind miteinander über die Ringrandabschnitte starr verbunden. Zwei benachbarte Querstreben können den wenigstens einen Radialdurchgang des Tragrahmens insbesondere in dessen Umfangsrichtung begrenzen und können den Axialrand des Radialdurchgangs bilden, der sich in Axialrichtung geradlinig erstreckt.
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An einer Querstrebe, an der kein Radialanschlag angeordnet ist, ist ein den Tragrahmen mit dem Montageinnenanschluss koppelnder Federarm des Federkörpers befestigt. Ein Paar Stütz-Querstreben, an denen sich zwei Federarme abstützen, haben längs der Axialrichtung insbesondere im Wesentlichen die gleiche Umfangsbreite. Eine in Radialrichtung gesehen lichte Breite der Querstrebe entspricht vorzugsweise der in Radialrichtung lichten Breite einer den Montageinnenanschluss bildenden Innenhülse, insbesondere deren Außendurchmesser.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Radialanschlag an einer insbesondere zylinderförmigen Innenseite einer Anschlag-Querstrebe des Tragrahmens befestigt, die zumindest teilweise die Basisplatte des Radialanschlags bilden kann. Bezüglich der Querstrebe kann sich die Basisplatte lösen, wenn sie an der Sollbruchstelle von der Querstrebe getrennt wird. Die Basisplatte kann auch getrennt zur Querstrebe gefertigt sein, so dass zwei unterschiedlich starre Materialien für die Querstrebe des Tragrahmens und die Basisplatte des Radialanschlags verwendet werden können. Die getrennt hergestellte Basisplatte kann an der Querstrebe dadurch beweglich befestigt sein, dass ein elastisches Gelenk, wie ein Elastomerfilmscharnier, eine Kopplung zwischen der Basisplatte und der Querstrebe realisiert. Vorzugsweise ist ein Paar Radialanschläge an einem Paar sich gegenüberliegender Anschlag-Querstreben gehalten.
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Ein Paar sich radial erstreckende Federarme des Federkörpers sind an einem Paar sich gegenüberliegende Stütz-Querstreben kraftschlüssig befestigt, um den Tragrahmen und den Montageinnenanschluss schwingfähig und kraftschlüssig aneinander zu koppeln. In Umfangsrichtung sind Anschlag-Querstrebe und Stütz-Querstrebe alternierend angeordnet. Eine gedachte axiale Mittellinie jeder Querstrebe ist in Axialrichtung zur axialen Mittellinie der benachbarten Querstrebe im Wesentlichen in einem 80°- bis 100°-Winkel, vorzugsweise 90°-Winkel, angeordnet. Die Umfangsbreite der gegenüberliegenden Stütz-Querstreben kann gleich groß sein, wobei deren in Radialrichtung betrachtet lichte Breite geringfügig größer als die lichte Breite einer gegebenenfalls verwendeten Innenhülse ist.
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Vorzugsweise sind die Anschlag-Querstreben und/oder die Stütz-Querstreben paarweise sich diametral gegenüberliegend angeordnet. Die Anschlag-Querstreben sowie die Stütz-Querstreben können jeweils im Wesentlichen formgleich sein. Der wenigstens eine Radialdurchgang wird in Umfangsrichtung jeweils durch eine Stütz-Querstrebe und eine dazu in Umfangrichtung versetzt benachbarte Anschlag-Querstrebe und in Axialrichtung durch die Ringrandabschnitte begrenzt.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung hat die Stütz-Querstrebe eine zylinderabschnittsförmige Innenseite. Der Radius der Innenseite kann einem Abstand zur Axialachse des Federfunktionsbauteils entsprechen. Eine Radialstärke der Anschlag-Querstrebe kann größer als die der Stütz-Querstrebe sein. Ein Radialabstand der Anschlags-Querstrebe hin zum Montageinnenanschluss kann kürzer als der der Stütz-Querstrebe sein.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist an einer insbesondere im Wesentlichen zylindrischen Außenseite des Tragrahmens, insbesondere der Stütz-Querstreben und/oder der Ringrandabschnitte, ein Rinnensystem zur Bildung der fluidalen Kommunikation zwischen den Arbeitskammern ausgebildet. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Anschlag-Querstrebe frei von Rinnen des Rinnensystems ist. Vorzugsweise haben die Ringrandabschnitte jeweils an deren Außenseite eine in Axialrichtung endseitig ausgebildete Ringnut, in der ein vorstehender umlaufender Dichtungswulst insbesondere aus Elastomermaterial angeordnet ist. Die Ringnut kann axial neben einen Rinnenverlauf des Rinnensystems in dem Ringrandabschnitt liegen. Der Dichtungswulst dient dazu, das Rinnensystem in Axialrichtung abzudichten. Die Anordnung des Dichtungswulstes in der umlaufenden Ringnut gewährleistet eine sichere umlaufende Dichtungsfläche, nachdem das Federfunktionsbauteil in eine Außenhülse oder - buchse eingepresst ist. Das überstehende Elastomermaterial des Dichtungswulstes kann in die Ringnut ausweichen. Dadurch wird erreicht, eine Verletzung des Dichtungswulstes beim Einpressen des Federfunktionsbauteils in eine Außenhülse zu vermeiden.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind der Federkörper, der wenigstens eine Radialanschlag und gegebenenfalls der Dichtungswulst aus einem Elastomerstück gespritzt, insbesondere an dem Tragrahmen, wobei insbesondere die Federarme des Federkörpers auch an einer Innenarmatur angespritzt sein können. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann sowohl der Tragrahmen als auch eine Innenarmatur vollständig in dem Federkörper eingebettet sein, wobei der Tragrahmen eine Versteifung des Elastomerkörpers insbesondere an dessen radialen Außenseite bereitstellt.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung liegen die Arbeitskammern achsensymmetrisch zu einer Radialachse des Lagers. Wie oben angedeutet ist, können die Arbeitskammern am offenen Radialdurchgang des Tragrahmens sowie gegebenenfalls das an einer Außenseite des Tragrahmens ausgeführte Rinnensystem von einer separaten Außenarmatur fluiddicht abgeschlossen sein. Die Außenseite des Tragrahmens kann vollflächig von einem Elastomerüberzug bedeckt sein, um das dort ausgebildete Rinnensystem nach dem Einsatz mit einem Anschlussteil abzudichten. Der Montageaußenanschluss des Federfunktionsteils kann durch den Elastomerüberzug gebildet sein.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Montageinnenanschluss durch eine Innenhülse gebildet. Die Innenhülse kann einen insbesondere im Wesentlichen in Axialrichtung mittig angeordneten Vorsprung aufweisen, der dem jeweiligen Radialanschlag diametral gegenüberliegt und/oder eine Anschlagseingriffsstelle bildet. Die Anschlagseingriffsstelle kann flach und im Wesentlichen ungekrümmt sein. Zudem kann die Anschlagseingriffsstelle einen seitlichen Hinterschnitt aufweisen, wodurch die Fläche der Anschlagseingriffsstelle vergrößert wird.
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Vorzugsweise ist der Montageinnenanschluss vollständig in einem Federkörper eingebettet, der insbesondere radial innen eine Aufnahme für ein schwingungsbelastetes Bauteil, wie ein Kraftfahrzeugteil, aufweist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein hydroelastisches Lager mit dem erfindungsgemäßen Federfunktionsbauteil. Zur Realisierung des hydroelastischen Lagers ist das Federfunktionsbauteil in einer Außenarmatur eingesetzt, so dass die wenigstens zwei Arbeitskammern an deren Radialöffnung fluiddicht abgeschlossen sind. Die Außenarmatur kann eine separate Außenhülse oder -buchse sein oder eine entsprechende Aufnahme in einem Kraftfahrzeugbauteil, das komplementär zum Montageaußenanschluss des Federfunktionsbauteils geformt ist.
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Weitere Eigenschaften und Merkmale sowie Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile sind durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen hydroelastischen Lagers, das ein erfindungsgemäßes Federfunktionsbauteil enthält;
- 2 eine Längsschnittsansicht eines Tragrahmens aus Kunststoff für das Federfunktionsbauteil des hydroelastischen Lagers nach 1;
- 3a eine Längsschnittsansicht des erfindungsgemäßen Federfunktionsbauteils für das hydroelastische Lager nach 1 in einem Vormontagezustand;
- 3b eine Längsschnittsansicht des erfindungsgemäßen Federfunktionsbauteils nach 3a in dem Endmontagezustand;
- 4 eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen hydroelastischen Lagers gemäß 1, wobei die Schnittlinie IV-IV entsprechend der in 3b gezeigten Position genommen ist; und
- 5 eine Längsschnittansicht des hydroelastischen Lagers nach 4.
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In 1 ist das erfindungsgemäße hydroelastische Lager im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen und umfasst eine buchsenförmige Außenarmatur 3, eine als Innenhülse ausgebildete Innenarmatur 5, die ebenso wie die Außenarmatur 3 aus einem starren Material, wie Metall oder Kunststoff, ausgeführt ist, sowie ein die Außenarmatur 3 und die Innenarmatur 5 elastisch dämpfendes erfindungsgemäßes Federfunktionsbauteil 7, das im Detail in den 3a und 3b dargestellt ist.
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Das Federfunktionsbauteil 7 für das hydroelastische Lager 1 hat als Hauptbestandteile einen Montageinnenanschluss, der in der dargestellten Ausführung nach den 3a und 3b als der die Innenhülse 5 aufnehmende Innendurchgang 9 zu verstehen ist, einen Federkörper 11, der aus einem Elastomermaterial an die Außenseite der Innenhülse 5 angespritzt ist, so dass die Außenseite der Innenhülse 5 vollständig von einer Elastomerlage bekleidet ist, und einen Tragrahmen 13, dessen ausschließliche Detailgestaltung in 2 ersichtlich ist, sowie einen Montageaußenanschluss 15, der bei der in den 3a und 3b dargestellten Ausführung des Federfunktionsbauteils 7 im Wesentlichen durch die Außenseite 17 des unter Umständen mit Elastomer überzogenen Tragrahmens 13 zu verstehen ist.
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Das Federfunktionsbauteil 7 definiert eine Axialrichtung A sowie dazu senkrechte Radialrichtungen R.
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Die Innenhülse 5 hat eine zylindrische Aufnahme 21 für einen Tragbolzen eines Kraftfahrzeugfunktionsbauteils, wie einer Lagerachse.
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Der Federkörper 11 begrenzt mittels umlaufender ringförmiger Seitenwände 23, 25 jeweils zwei hydraulische Arbeitskammern 31, 33, die im zusammengebauten Zustand des hydroelastischen Lagers 1 mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt sind. Die Arbeitskammern 31, 33 stehen über ein Kanalsystem 35 miteinander in fluidischer Verbindung, so dass ein Austausch der Flüssigkeit zwischen den Arbeitskammern 31, 33 je nach Deformation des Federkörpers 11 einhergehen kann.
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Des Weiteren hat das Federfunktionsbauteil 7 einen elastischen Radialanschlag 37, 41, der in jeder Arbeitskammer 31, 33 liegt und wie der gesamte Federkörper 11 aus einem Elastomermaterial gebildet ist. In Umfangsrichtung um etwa 90° versetzt sind Elastomerfederarme 28, 29 sich diametral gegenüberliegend und sich in Radialrichtung erstreckend positioniert, wobei die Federarme 28, 29 zwischen den Tragrahmen 13 und der Innenarmatur5 abstützend wirken.
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Sämtliche Elastomerbestandteile, wie die Seitenwand 23, die Überzuglage an der Innenarmatur 5, die Federarme 28, 29, sowie die Radialanschläge 37, 41 sind aus einem Elastomerstück an der Innenarmatur 5 bzw. an dem Tragrahmen 13 angespritzt.
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Bei dem Federfunktionsbauteil 7 sind die Arbeitskammern 33, 31 in einem Vormontagezustand an der Umfangsseite des Federfunktionsbauteils 7 durch diametral gegenüberliegende Radialöffnungen oder -durchgänge 43, 45 offen ausgeführt. Die Radialöffnungen werden dann fluiddicht geschlossen, wenn das Federfunktionsbauteil 7 in die Außenarmatur 3 eingepresst wird, wobei dann der Endmontagezustand gemäß 3b zur Bildung des hydraulischen Lagers 1 erreicht ist.
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Der Tragrahmen 13, wie er am detailreichsten in 2 vor dem Spritzen und Vulkanisieren des Elastomer-Federkörpers 11 erstellt ist, hat eine käfigartige Hülsenform, die eine radial außen liegende zylindrische Hüllkurve 51 definiert. Wie in 2 und 3a ersichtlich ist, wird die zylindrische Hüllkurve 51 durch den größten Teil der radial außen liegenden Seite des Tragrahmens 13 definiert, wobei an der zylindrischen Außenseite das Kanalsystem 35 zur fluidalen Verbindung der Arbeitskammern 31, 33 ausgebildet ist. Zusätzlich ist an der zylindrischen Außenseite des Tragrahmens 13 im Bereich beider axialen Enden eine Ausgleichsnut 53, 55 realisiert, in der eine Elastomer-Dichtlippe 57, 59 ausgebildet ist. Beim Einsetzen des Federfunktionsbauteils 7 in die Außenarmatur 3 wird aufgrund der Nachgiebigkeit der Dichtlippe 57, 59 durch Ausweichen in die jeweilige Ausgleichsnut 53, 55 erreicht, dass sich die Dichtlippe 57, 59 nicht verletzt und das Kanalsystem 35 in Radialrichtung R fluiddicht ist.
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Der hülsenförmige Tragrahmen 13 ist in einer Käfigform ausgebildet und hat deckungsgleich sich gegenüber liegende Radialöffnungen 43, 45, in die ein Formwerkzeug, wie ein Formschwert, senkrecht zur Zeichnungsebene der 2, 3a und 3b eingeführt werden kann, um anschließend den Elastomerkörper 11 an den Tragrahmen 13 sowie gegebenenfalls an die Innenhülse 5 anzuspritzen und auszuformen.
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Der hülsenförmige Tragrahmen 13 hat zwei Ringrandabschnitte 61, 63, die voll umlaufend geschlossen sind und dem eine hohe Stabilität Tragrahmen 13 verleihen. Die Ringrandabschnitte 61, 63 sind durch mehrere Querstreben 64a, 64b, 65, 67 miteinander starr verbunden. Zwei sich gegenüber liegende Querstreben 64a, 64b tragen die Federarme 28, 29, die den Tragrahmen 13 an die Innenarmatur 5 elastisch koppeln. Zwei sich gegenüberliegende Querstreben 65, 67 tragen die Radialanschläge 41, 37. Eine der Querstreben 67 ist mit einer Sollbruchstelle in Form mehrerer Sollbruchstege 71 ausgebildet, wobei im unzerstörten Zustand der Sollbruchstelle 71 eine starre Basisplatte 73 des Radialanschlags 37 um einige Millimeter radial über die zylindrische Hüllkurve 51 hinaus ragt, wobei der Überstand mit r in 2 dargestellt ist. Die Basisplatte 73 kann aus dem gleichen starren Material wie der Tragrahmen 13 gefertigt sein. Für die Basisplatte kann auch ein gegenüber dem Tragrahmen 13 unterschiedliches starres Material herangezogen werden. In diesem Fall ist die Basisplatte lediglich über ein Elastomerfilmscharnier an die Querstrebe 67 des Tragrahmens beweglich befestigt.
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Die Basisplatte 73 umfasst eine mittige Wölbung 75, die radial nach innen in die Arbeitskammer 45 an der Sollbruchstelle 71 vorbeiragt. Die Wölbung 75 umgibt ein starrer Anschlagsrand 77 der Basisplatte 73, der gegenüber der Axialrichtung A leicht geneigt ist. Wie in 4 ersichtlich ist, hat die Basisplatte 73 im Querschnitt eine Baumstruktur mit einem radial mittig angeordneten Stamm und mehreren im Wesentlichen parallel zueinander senkrecht zum Stamm verlaufenden Astarmen. Der Raum zwischen den Astarmen ist vollständig mit Elastomermaterial ausgespritzt.
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Der (montagebewegliche) Anschlagsrand 77 liegt einem Anschlagsring 79 der (ortsfesten) Querstrebe 67 gegenüber (siehe 3a und 3b), wobei der dem Randanschlag 77 zugewandete Seite des Ringanschlags 79 formkomplementär geneigt ist, so dass die beiden Randabschnitte 77, 79 flächig aneinander liegen, sobald der Sollbruchstelle 71 zerstört ist und die Basisplatte 73, also der montagebewegliche Radialanschlag 37 von dessen in den 2 und 3a gezeigten Vormontageposition in die Endmontageposition, die in 3b und 4 ersichtlich ist, gelangt. In der Montageendposition ist die Basisplatte 73 ortsfest zwischen dem Anschlagring 79 der Querstrebe 67 und der Außenarmatur 3 eingepresst, wobei der Federkörper des Radialanschlags 37 auf einen voreingestellten Radialdruck vorgespannt ist. Der Federkörper des Radialanschlags 37 gewährleistet noch eine geringe elastische radiale Beweglichkeit des Radialanschlags 37 zwischen dem Montageinnen- und -außenanschluss 5, 15.
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Bei Bruch der Sollbruchstelle 71 fällt die teilzylindrische Außenseite 81 der Basisplatte 73 mit der zylindrischen Hüllkurve 51 zusammen, was in 3 b angedeutet ist.
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In dem Vormontagezustand, der in 3a ersichtlich ist, ist der Radialanschlag 37, insbesondere dessen freies Anschlagende 83, in einem Abstand v zur Außenseite der Innenhülse angeordnet, der kleiner als der Überstand r ist.
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Das Federfunktionsbauteil 7 kann in dem Vormontagezustand vorrätig gelagert werden und, sobald es montiert wird, wird der zylindrische Montageaußenanschluss 15 in eine entsprechend geformte zylindrische Aufnahme, wie die der Außenarmatur 3 eingepresst, wodurch zum einen das Kanalsystem 35 sowie die Radialöffnungen 43, 45 fluiddicht abgeschlossen werden, zum anderen die Sollbruchstriche 71 zerstört werden und die Basisplatte 73 samt Anschlagende 83 in Radialrichtung R auf die Innenarmatur 5 zu verlagert wird, bis das Anschlagende 83 in Kontakt mit der Außenseite der Innenhülse 5 gelangt. In dem Endmontagezustand wird je nach Dimensionierung des Überstands r im Verhältnis zum Abstand v der Federkörper des Radialschlags 37 auf Druck vorgespannt. Sollte an dem dem Radialanschlag 37 gegenüber liegenden Anschlagsgegenstück ein Elastomerwulst (nicht dargestellt) vorgesehen sein, so kann auch dieser aufgrund der Verlagerung des Radialanschlags 37 in den Endmontagezustand auf Druck vorgespannt werden.
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Der Anschlagsrand 77 sowie der Ringrand 79 liegen kraftschlüssig aneinander, so dass Bewegungsanschlagskräfte kraftschlüssig von der Innenhülse 5 in den Tragrahmen 13 und in die Außenarmatur 3 übertragbar sind.
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Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme, eine Verlagerbarkeit des elastischen Radialanschlags hin zum Montageinnen- oder -außenanschluss zu ermöglichen, können Radialanschläge, die nach deren Fertigung kontaktfrei sind, in einem unmittelbaren Kontakt zum Anschlagsgegenstück, hier die Innenarmatur, gebracht werden, und der Federkörper des Radialanschlags und gegebenenfalls des Anschlagsgegenstücks können sogar auf Druck vorgespannt werden. Auf diese Weise sind lange anschlagsfreie Wege des Radialanschlags vermieden. Es zeigte sich auch, dass der Radialanschlag mit vorgespanntem Federkörper eine deutlich längere Lebensdauer erreicht, als Wegbegrenzungsanschläge, die eine Anschlagsschocklast ertragen müssen und insbesondere ohne Druckvorspannung realisiert sind.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- hydroelastisches Lager
- 3
- Außenarmatur
- 5
- Innenarmatur (Montageinnenanschluss)
- 7
- Federfunktionsbauteil
- 9
- Innendurchgang
- 11
- Federkörper
- 13
- Tragrahmen
- 15
- Montageaußenanschluss
- 17
- Außenseite
- 21
- zylindrische Aufnahme
- 23
- Seitenwand
- 28,29
- Federarme
- 31, 33
- hydraulische Arbeitskammer
- 35
- Kanalsystem
- 37, 41
- Radialanschlag
- 43,45
- Radialöffnung
- 51
- Hüllkurve
- 53, 55
- Ausgleichsnut
- 57, 59
- Dichtlippe (Dichtungswulst)
- 61,63
- Ringrandabschnitte
- 65, 67
- Querstrebe
- 71
- Sollbruchsteg
- 73
- Basisplatte
- 75
- Wölbung
- 77
- Anschlagsrand (Umfangsrand)
- 79
- Anschlagsring
- 81
- Außenseite
- 83
- Anschlagende
- 87
- Anschlagsgegenstück
- A
- Axialrichtung
- R
- Radialrichtung
- r
- Überstand (Verlagerung)
- v
- Abstand