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Die
Erfindung betrifft ein hydraulisches dämpfendes Lager zur Aufnahme
in einem äusseren Gehäuse, mit
einem Lagerkern, der von einem elastischen Tragkörper im äusseren Gehäuse abgestützt ist und mit einer Arbeitskammer
und einer Ausgleichskammer, die zwischen dem äusseren Gehäuse und dem Tragkörper angeordnet
sind, wobei die Arbeitskammer und die Ausgleichskammer mit einer hydraulischen
Flüssigkeit
gefüllt
und über
einen Dämpfungskanal
miteinander verbunden sind und wobei der Tragkörper in axialer und in radialer
Richtung vorgespannt ist.
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Bei
der Herstellung von hydraulischen Lagerbuchsen entsteht das Problem,
dass sich der auf den inneren Lagerkern aufvulkanisierte Tragkörper nach
der Abkühlung
zusammenzieht, wodurch seine Abmessungen verringert werden und Zugspannungen
im Tragkörper
auftreten. Aufgrund dieser Zugspannungen des Tragkörpers können Undichtigkeiten
zwischen der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer auftreten, so
dass es zu einem unkontrollierten Überströmen zwischen der Arbeitskammer
und der Ausgleichskammer kommen kann. Insbesondere kann es zu einem
unkontrollierten Überströmen zwischen
der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer kommen, wenn das Lager
auf Torsion beansprucht wird. Hierdurch kann die Funktion des hydraulisch
dämpfenden
Lagers negativ beeinflusst werden.
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Aus
der
DE 40 33 569 A1 ist
ein Axialbuchsenlager mit zwei kegelförmigen Lagerkernen und einer
zylindrischen Aussenhülse
bekannt. Die Lagerkerne werden von zwei elastischen Tragkörpern an der
Aussenhülse
abgestützt.
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Die
Lagerkerne und die Tragkörper
weisen jeweils kegelförmige
Aussenflächen
auf. Die Tragkörper
und die Aussenhülse
begrenzen Kammern, die mit Flüssigkeit
gefüllt
sind. Die Kammern sind über eine
Bohrung in einer Mittelwandung miteinander verbunden, die radial
nach innen von der Aussenhülse
abragt. Die Gummikörper
sind sowohl in radialer als auch in axialer Richtung vorgespannt.
Zwischen den Gummikörpern
und der Mittelwandung ist ein Spalt ausgebildet. Dieser Spalt wird
durch ein Dichtelement abgedichtet, das nockenförmig ausgestaltet ist und einteilig
mit dem Tragkörper
ausgebildet ist. Der vorgesehene Spalt dient nicht dazu, eine axiale Vorspannung
der Tragkörper
zu ermöglichen.
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In
der
DE 37 24 432 A1 wird
eine Hülsengummifeder
mit einem inneren Lagerkern und einem Aussengehäuse beschrieben. Zwischen dem
Lagerkern und dem Aussengehäuse
ist ein Federkörper aus
Gummi angeordnet, der an den inneren Lagerkern anvulkanisiert ist
und unter radialer Vorspannung in das Aussengehäuse eingefügt ist. Die am Federkörper vorgesehenen
radial nach aussen ragenden Stege umschliessen zusammen mit dem
Aussengehäuse
und den stirnseitigen Abschlusswänden flüssigkeitsgefüllte Kammern.
Die Kammern sind über
einen Verbindungskanal miteinander verbunden. In dem Tragkörper ist
ein Spalt vorgesehen, der eine axiale Vorspannung ermöglicht.
Eine Abdichtung des Spalts durch ein Dichtelement ist nicht vorgesehen.
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Die
DE 689 03 653 T2 beschreibt
eine elastische Hülse
mit einem inneren Lagerkern und einer äusseren Hülse. Zwischen dem inneren Lagerkern und
der äusseren
Hülse ist
ein elastomerer Körper angeordnet.
In dem elastomeren Körper
ist ein sich in Axialrichtung erstreckenden Spalt vorgesehen. Hierdurch
wird im zusammengebauten Zustand eine radiale Vorspannung des Tragkörpers erreicht.
Eine Abdichtung des Spalts mittels eines Dichtelements ist nicht
offenbart.
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In
der
DE 43 02 238 C1 wird
eine hydraulisch dämpfende
Buchse beschrieben, deren hohlzylinderförmiger Lagerkern durch einen
elastischen Tragkörper
abgestützt
wird. Auf beiden Stirnseiten sind Seitenwände vorgesehen, die mit dem
Tragkörper
lediglich über
einen radialen Steg, der vom Lagerkern bis zur Ausnehmung verläuft, verbunden
sind. Durch diese Ausgestaltung wird zwischen den Seitenwänden und
dem Tragkörper
ein in radialer Richtung erstreckender Spalt gebildet, der jedoch
nicht der axialen Vorspannung der Lagerbuchse dient. Weiterhin ist
kein Dichtelement vorgesehen, das dem Spalt zugeordnet ist.
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Vor
diesem Hintergrund ergibt sich die Aufgabe, ein hydraulisch dämpfendes
Lager der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem ein unerwünschtes Überströmen von
hydraulischer Flüssigkeit
zwischen Arbeitskammer und Ausgleichskammer verhindert wird.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird bei einem hydraulisch dämpfenden Lager der eingangs
genannten Art vorgeschlagen, dass in dem Tragkörper mindestens ein sich in
radialer Richtung erstreckender Spalt vorgesehen ist, der die axiale
Vorspannung ermöglicht,
dass in dem Spalt ein Dichtelement angeordnet ist, das mit dem äusseren
Gehäuse
zusammenwirkt, und dass das Dichtelement als die Wände des
Spalt verbindender Steg ausgebildet ist.
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Da
der Tragkörper
beim Einbau in das äussere
Gehäuse
vorgespannt wird, treten keine Zugspannungen auf. Dabei ist der
Tragkörper
so aufgebaut, dass der sich in radialer Richtung erstreckender Spalt
im Tragkörper
ein Zusammenpressen in axialer Richtung ermöglicht. Hierbei wird der Spalt
durch das Zusammenpressen zusammengedrückt. Erfindungsgemäss ist in
dem Spalt ein Dichtelement angeordnet, das beim Einbau des Tragkörpers in
das äussere Gehäuse an der
Innenseite des äusseren
Gehäuses anliegt.
Somit werden die auf den gegenüberliegenden
Seiten des Tragkörpers
angeordnete Arbeitskammer und Ausgleichskammer gegeneinander abgedichtet
und eine unerwünschte
Bypasswirkung zwischen diesen verhindert. Insbesondere wird durch das
erfindungsgemäße Dichtelement
bei einer Beanspruchung des hydraulischen Lagers auf Torsion verhindert,
dass durch eine Verformung des Tragkörpers ein unerwünschtes Überströmen der
hydraulischen Flüssigkeit
zwischen Arbeitskammer und Ausgleichskammer auftreten kann.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Vorteilhaft
ist der Spalt V-förmig
ausgebildet. Dadurch wird es ermöglicht,
dass der Tragkörper
auf einfache Art und Weise hergestellt und beim Einbau in das äussere Gehäuse vorgespannt
werden kann. Beim Einbau in das äussere
Gehäuse
wird der Spalt zusammengepresst.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass das Dichtelement aus elastomerem Material besteht und sich
im wesentlichen in axialer Längsrichtung
erstreckt. Dadurch wird es ermöglicht,
dass das Dichtelement beim Zusammenpressen des Tragkörpers in
axialer Richtung beim Einbau des Tragkörpers in das äussere Gehäuse zusammengeschoben
wird und sich beispielsweise in Falten legt. Somit wird die Abdichtung
zwischen der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer gewährleistet.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung ist das Dichtelement wellenförmig ausgebildet.
Dadurch wird eine verbesserte Abdichtung zwischen Ausgleichskammer
und Arbeitskammer ermöglicht.
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In
einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausgestaltung ist das
Dichtelement in Form von Nocken ausgebildet. Diese Nocken sind auf
gegenüberliegenden
Wänden
des Spalts angeordnet und greifen beim Zusammenschieben des Tragkörpers ineinander
und bilden somit ein zuverlässiges
Dichtelement.
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Vorteilhafterweise
ist das Dichtelement einstückig
mit dem Tragkörper
verbunden, wobei es im montierten Zustand an der Innenseite des
Gehäuses anliegt.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der innere Lagerkern radial
abragende Bereiche auf, die von dem elastischen Tragkörper umgeben
werden. Mittels dieser radial abragenden Bereiche, die unterschiedliche
Dimensionen aufweisen können,
lässt sich
das Dämpfungsverhalten
des Lagers in bestimmte Richtungen beeinflussen.
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Vorteilhafterweise
ist vorgesehen, dass am inneren Lagerkern wenigstens ein Hauptfederbereich und
vom Lagerkern schräg
abragende Seitenfederbereiche anvulkanisiert sind. Der Hauptfederbereich ermöglicht ein
Vorspannen des Tragkörpers
in radialer Richtung. Ausserdem dient der wenigstens eine Hauptfederbereich
der Unterteilung des Raumes zwischen Tragkörper und äusserem Gehäuse in eine Arbeitskammer und
eine Ausgleichskammer. Die schräg
abragenden Seitenfederbereiche ermöglichen ein Zusammenpressen
des Tragkörpers
in axialer Richtung.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im
Hauptfederbereich ein zentraler Käfig aufgenommen, der ein Verdrehen
des Lagerkerns und des Hauptfederbereichs innerhalb des äusseren
Gehäuses
verhindert. Der zentrale Käfig
ist beispielsweise als Kunststoffeinlage oder Metalleinlage ausgebildet
und wird im Bereich des Hauptfederbereiches von dem wenigstens einen
Hauptfederbereich umschlossen. Das äussere Gehäuse weist vorteilhafterweise
im Bereich der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer Verformungen
auf, die ein Verdrehen des zentralen Käfigs zusätzlich verhindern.
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Vorteilhaft
ist ein Seitenkäfig
in den Seitenfederbereichen aufgenommen und ermöglicht somit den Dämpfungskanal
zwischen Seitenkäfig
und äusserem
Gehäuse
auszubilden. Der Dämpfungskanal kann
alternativ zwischen zentralem Käfig
und äusserem
Gehäuse
verlaufen. Der Seitenkäfig
kann wie der zentrale Käfig
als Kunststoffeinlage oder Metalleinlage ausgebildet sein und dient
neben der Aufnahme des Dämpfungskanals
auch als unterstützende Anlagefläche des
Tragkörpers
an den Innenseiten des äusseren
Gehäuses
im eingebauten Zustand.
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Um
ein unterschiedliches Federverhalten zu ermöglichen, ist in einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass im Bereich der Arbeitskammer
und/oder im Bereich der Ausgleichskammer zwischen dem äusseren
Gehäuse
und dem zentralen Käfig
Zwischeneinlagen, beispielsweise aus Kunststoff, eingesetzt werden,
um den Federweg zu begrenzen und damit das hydraulisch dämpfende Lager
für eine
Vorzugsrichtung einzustellen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die
in den Zeichnungen in schematischer Weise dargestellt sind. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Teilschnittdarstellung eines erfindungsgemässen hydraulisch dämpfenden
Lagers;
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2a eine
Schnittdarstellung durch eine unkomprimierte Tragfeder mit Lagerkern
entlang der Schnittlinien II-II;
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2b eine
Schnittdarstellung durch eine unkomprimierte Tragfeder mit Lagerkern
entlang der Schnittlinien III-III;
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3a eine
Schnittdarstellung durch das Lager gemäss 1 entlang
der Schnittlinien II-II;
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3b eine
Schnittdarstellung des Lagers gemäss 1 entlang
der Schnittlinie III-III;
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4 eine
schematische Ansicht eines Tragkörpers
mit einem stegförmigen
Dichtelement;
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5 eine
schematische Ansicht des Tragkörpers
mit einem wellenförmigen
Dichtelement;
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6 eine
schematische Ansicht des Tragkörpers
mit einem Dichtelement, das sich gegenüberliegende Nocken aufweist;
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7 eine
Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie VII-VII gemäss 3b;
und
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8 eine
Schnittdarstellung durch ein Lager mit Zwischeneinlagen.
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1 zeigt
ein hydraulisch dämpfendes
Lager 10 mit einem inneren Lagerkern 13 und einem Tragkörper 14 aus
einem elastomeren Material, die in ein äusseres Gehäuse 12 eingesetzt
sind. Der Tragkörper 14 des
buchsenförmigen
Lagers 10 ist an den inneren Lagerkern 13 anvulkanisiert.
Der innere Lagerkern 13 weist radial abragende Bereiche 19, 20 auf.
Am radial abragenden Bereich 19 ist ein Hauptfederbereich 21 anvulkanisiert.
Im Bereich des radial abragenden Bereichs 20 sind schräg zur Längsachse des
Lagerkerns 13 verlaufende Seitenfederbereiche 22 angeordnet.
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Das
Lager 10 weist in diesem Fall zwei Hauptfederbereiche 21 auf,
die gegenüberliegend angeordnet
sind, wobei mittels dieser zwei Hauptfederbereiche 21 die
Trennung zwischen einer Arbeitskammer 15 und einer Ausgleichskammer 16 erreicht wird.
In axialer Richtung werden die Arbeitskammer 15 und die
Ausgleichskammer 16 von den jeweiligen Seitenfederbereichen 22 begrenzt.
Nach aussen hin werden die Arbeitskammer 15 und die Ausgleichskammer 16 vom äusseren
Gehäuse 12 begrenzt.
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Im
Bereich der Hauptfederbereiche 21 ist ein umlaufender zentraler
Käfig 23 angeordnet,
der ein Verdrehen des Tragkörpers 14 mit
dem Lagerkern 13 innerhalb des äusseren Gehäuses 12 verhindert. Weiter
ist in den nach unten und oben abragenden Seitenfederbereichen 22 jeweils
ein umlaufender Seitenkäfig 26 angeordnet.
Die Seitenkäfige 26 bilden
jeweils eine Anlagefläche
für das äussere Gehäuse 12 und
können
zur Aufnahme des Dämp fungskanals 28 dienen.
Durch die separat ausgebildeten Seitenkäfige 26 und den zentralen
Käfig 23 wird
es ausserdem ermöglicht,
den Tragkörper 14 sowohl
in radialer als auch in axialer Richtung vorzuspannen.
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Die 2a und 2b zeigen
den unkomprimierten elastischen Tragkörper 14 mit dem innen liegenden
Lagerkern 13 entlang der Schnittlinien II-II und III-III
gemäss 1.
Dabei ist die axiale Vorspannung mittels der vertikalen Pfeile in 2a und die
radiale Vorspannung mittels der horizontalen Pfeile in 2b angedeutet.
Der Tragkörper 14 wird bei
der Montage in dem Gehäuse 12 in
axialer Richtung an den Seitenfederbereichen 22 und in
radialer Richtung an den Hauptfederbereichen 21 vorgespannt.
Dabei liegen die Seitenfederbereiche 22 und Hauptfederbereiche 21 an
den Innenseiten des äusseren
Gehäuses 12 an
und halten den Tragkörper 14 im
vorgespannten Zustand. Die Seitenfederbereiche 22 und Hauptfederbereiche 21 werden
mit Übermass vulkanisiert,
so dass nach dem Einbau des Tragkörpers 14 in das äussere Gehäuse 12 keine
Zugspannungen mehr auftreten und somit ein unkontrolliertes Überströmen zwischen
der Arbeitskammer 15 und der Ausgleichskammer 16 vermieden
wird.
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Die
axiale Vorspannung des Tragkörpers 14 wird
durch Spalte 17 ermöglicht,
die sich in radialer Richtung erstrecken. Die Spalte 17 sind
vorzugsweise V-förmig in
axialer Richtung oberhalb und unterhalb an den Hauptfederbereichen 21 ausgebildet. Die
Spalte 17 können
auch eine anders geeignete Form, beispielsweise eine U-Form aufweisen.
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In
den 3a und 3b ist
die Tragfeder 14 im eingebauten Zustand dargestellt. Dabei
wird zwischen Tragfeder 14 und äusserem Gehäuse 12 auf einer Seite
des Lagers 10 die Arbeitskammer 15 und auf der
gegenüberliegenden
Seite die Ausgleichskammer 16 gebildet, die durch den Dämpfungskanal 28 verbunden
sind. In 3b sind ebenso wie in 1 die
Spalte 17 nicht sichtbar, da diese zusammengepresst sind,
so dass eine wirksame Trennung zwischen Arbeitskammer 15 und
Ausgleichskammer 16 bereitgestellt wird.
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Der
zentrale Käfig 23 wird
von den Hauptfederbereichen 21 umschlossen und dient beispielsweise
der Aufnahme des Dämpfungskanals
oder eines Überdruckventils
zwischen zentralem Käfig 23 und
dem äusseren
Gehäuse 12.
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Die 4 bis 6 zeigen
jeweils schematische Draufsichten auf verschiedene Tragkörper 14. Die
Tragkörper 14 weisen
jeweils ein Dichtelement 18 auf, das in dem Spalt 17 angeordnet
ist. Im montierten Zustand des Tragkörpers 14 liegt das
Dichtelement 18 an der Innenwand des äusseren Gehäuses 12 an und verhindert
ein Überfliessen
der hydraulischen Flüssigkeit
von der Arbeitskammer 15 zur Ausgleichskammer 16 im
Bereich des Spaltes 17.
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In 4 ist
eine besonders einfache Art eines Dichtelements 18 dargestellt,
das als elastischer Steg ausgebildet ist, der an den Seitenwänden der Spalte 17 einstückig angeformt
ist, Der Steg 18 legt sich beim Zusammenpressen an die
Innenseite des äusseren
Gehäuses 12 an.
Somit wird eine Abdichtung des Spalts 17 ermöglicht und
ein unkontrolliertes Überströmen der
hydraulischen Flüssigkeit
von der Arbeitskammer 15 zur Ausgleichskammer 16 verhindert.
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5 zeigt
ein wellenförmiges
Dichtelement 18. Das wellenförmige Dichtelement 18 wird
beim Zusammenschieben des Tragkörpers 14 durch
die vorgeformte Wellenform zusammengefaltet und liegt an der Innenseite
des äusseren
Gehäuses 12 an.
Somit wird eine zuverlässige
Abdichtung der Kammern 15, 16 bereitstellt.
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In 6 ist
eine alternative Ausgestaltung eines Dichtungselements 18 dargestellt.
Hierbei ist das Dichtungselement 18 in Form von Nocken 18a und 18b realisiert.
Die Nocken 18a und 18b sind auf gegenüberliegenden
Sei tenwänden
der Spalte 17 angeordnet, wobei diese mäanderförmig beim axialen Zusammenpressen
des Tragkörpers 14 ineinander greifen
und somit eine zuverlässige
Dichtung zwischen Arbeitskammer 15 und Ausgleichskammer 16 bereitstellen.
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7 zeigt
einen Schnitt entlang der Linien VII-VII in 3b. Um
ein Verdrehen des Tragkörpers 14 mit
dem Lagerkern 13 zu vermeiden, sind am äusseren Gehäuse 12 im Bereich
der Arbeits- und Ausgleichkammer 15, 16 jeweils
Verformungen 24 angeordnet, die einer Verdrehung entgegenwirken.
Zur Begrenzung des Federwegs weist der Tragkörper 14 elastische
Anschläge 27 auf,
die an den radial abragenden Bereichen 20 des Lagerkerns 13 angeordnet sind.
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8 zeigt
eine ähnliche
Schnittdarstellung wie in 7. Zwischen
dem zentralen Käfig 23 und dem äusseren
Gehäuse 12 sind
Zwischeneinlagen 25 angeordnet, die ein Verdrehen des Tragkörpers 14 mit
dem zentralen Käfig 23 und
dem inneren Lagerkern 13 innerhalb des äusseren Gehäuses 12 verhindern.
Mittels der Zwischeneinlagen 25 wird weiterhin erreicht,
dass das erfindungsgemässe
Lager 10 in Richtung der Zwischeneinlagen 25 einen
begrenzten Federweg aufweist.
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Somit
wird ein hydraulisch dämpfendes
Lager 10 angegeben, bei dem der Tragkörper 14 mit Übermass
hergestellt wird, um beim Einbau in das äussere Gehäuse 12 eine Vorspannung
zu erzielen. Durch den unter Vorspannung eingebauten Tragkörper 14 wird
ein Auftreten von Zugspannungen vermieden. Darüber hinaus sorgen die in den
Spalten 17 angeordneten Dichtelemente 18 für eine zuverlässige Abdichtung
zwischen Arbeitskammer 15 und Ausgleichskammer 16,
so dass ein Lager 10 bereitgestellt wird, welches auch
bei einer Beanspruchung auf Torsion seine hydraulisch dämpfende
Funktion beibehält.
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- 10
- hydraulisch
dämpfendes
Lager
- 12
- äusseres
Gehäuse
- 13
- Lagerkern
- 14
- Tragkörper
- 15
- Arbeitskammer
- 16
- Ausgleichskammer
- 17
- Spalt
- 18
- Dichtelement,
Steg
- 18a,
b
- Nocken
- 19
- radial
abragender Bereich
- 20
- radial
abragender Bereich
- 21
- Hauptfederbereich
- 22
- Seitenfederbereich
- 23
- zentraler
Käfig
- 24
- Verformungen
- 25
- Zwischeneinlagen
- 26
- Seitenkäfig
- 27
- Anschläge
- 28
- Dämpfungskanal