DE102005016593A1

DE102005016593A1 - Lagerbuchsenaufbau

Info

Publication number: DE102005016593A1
Application number: DE102005016593A
Authority: DE
Inventors: Ian Spa Road Nicholson; Michael Paul Chippenham Rooke
Original assignee: Avon Vibration Management Systems Ltd
Current assignee: Dn Automotive Corp Yangsan Si Kr
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2005-12-01
Also published as: GB0507172D0; US20050242480A1; GB2413610A; GB2413610B; GB0409595D0; US7370852B2

Abstract

Ein Lagerbuchsenaufbau ist ein Gehäuse eingepasst und weist eine Außenmanschette (10), ein Innenrohr (12) und einen elastischen Körper (14) auf, der das Innenrohr (12) und die Außenmenschette (10) verbindet. Die Außenmanschette (10) weist Vorsprünge (20) von ihrer Außenfläche auf, die gegen die Innenfläche des Gehäuses (40) stoßen und an der Manschette um die Vorsprünge (20) herum örtliche Verformungen verursachen. Die örtlichen Verformungen um die Vorsprünge (20) herum verursachen, dass sich der radiale Zwischenraum (16) zwischen dem Innenrohr (12) und der Außenmanschette (10) umfänglich verändert, wodurch die Lagerbuchse in unterschiedlichen Richtungen eine unterschiedliche radiale Steifigkeit aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lagerbuchsenaufbau, ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Lagerbuchsenaufbaus und eine Lagerbuchse zur Verwendung in einem derartigen Aufbau. Sie betrifft besonders, aber nicht ausschließlich, einen Lagerbuchsenaufbau zur Verwendung in einem Nebenrahmen eines Kraftfahrzeugs.
Eine bekannte Lagerbuchse zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug zwischen den Kammern und dem Nebenrahmen weist eine Außenmanschette und ein Rohr in der Manschette auf, wobei die Manschette und das Rohr durch einen elastischen Körper verbunden sind. Die Manschette wird dann in einem Gehäuse wie etwa einer Klammer angebracht. Dann kann die Klammer am Nebenrahmen angebracht oder darin eingebettet werden, und das Rohr am Fahrgestell befestigt werden, oder umgekehrt. Dadurch wird einer aktiven Bewegung der Manschette und des Rohrs, und somit des Fahrgestells und des entsprechenden Teils des Nebenrahmens durch die Elastizität des elastischen Körpers Widerstand geleistet.

In einem derartigen Lagerbuchsenaufbau wird die Steifigkeit des Aufbaus, und somit ihre Auswirkung auf Schwingungen durch den elastischen Körper bestimmt. Es wurde jedoch festgestellt, dass es wünschenswert ist, in unterschiedlichen Richtungen über unterschiedliche radiale Steifigkeiten zu verfügen.

Im Allgemeinsten schlägt die vorliegende Erfindung vor, dass an der Manschette zumindest ein Vorsprung bereitgestellt wird, welcher Vorsprung (welche Vorsprunge) gegen die Wand der Bohrung des Gehäuses stoßen wird (werden), in die die Manschette eingesetzt ist, wodurch die Manschette örtlich verformt wird.

Somit wird der Zwischenraum zwischen der Manschette und dem Rohr an der Stelle des Vorsprungs (der Vorsprünge) verglichen mit anderen radialen Positionen verringert. Dies presst den elastischen Körper örtlich zusammen, was gestattet, dass die gewünschten radialen Steifigkeitseigenschaften erreicht werden.

In der vorliegenden Erfindung wird die Verformung der Manschette aufgrund des Vorhandenseins des Vorsprungs (der Vorsprünge) statt durch ein anfängliches Formen der Manschette vielmehr beim Einsetzen der Manschette in das Gehäuse erreicht.

Es wäre schwieriger, die Manschette zu jener Form vorzuformen, oder einen zusätzlichen Bestandteil zwischen der Manschette und dem Rohr bereitzustellen, um die gleiche Wirkung zu erzielen.

Daher kann ein erster Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung einen Lagerbuchsenaufbau bereitstellen, der Folgendes umfasst:
eine Manschette, die an ihrer Außenfläche zumindest einen Vorsprung aufweist;
ein Rohr im Inneren der Manschette, wobei zwischen der Manschette und dem Rohr ein Zwischenraum vorhanden ist;
einen elastischen Körper, der das Rohr und die Manschette verbindet; und
ein Gehäuse, das eine Bohrung aufweist, in der die Manschette aufgenommen ist, wobei der zumindest eine Vorsprung gegen die Wand der Bohrung stößt, um dadurch die Manschette neben dem Vorsprung örtlich derart zu verformen, daß die radiale Breite des Zwischenraums zwischen der Manschette und dem Rohr radial einwärts des Vorsprungs geringer als an zumindest einem anderen umfänglichen Punkt des Rohrs ist.

Die Manschette muss aus einem Material sein, das dazu geeignet ist, unter der Wirkung der Wechselwirkung des Vorsprungs und der Wand der Bohrung des Gehäuses verformt zu werden.

Vorzugsweise besteht die Manschette daher aus Nylon oder einem anderen Kunststoffmaterial, das eine ausreichende Starrheit bereitstellen kann, um den elastischen Körper an seiner Stelle zu halten, aber ausreichend verformbar ist, damit die Wirkungen der vorliegenden Erfindung erreicht werden.

Um die Verformbarkeit zu verbessern, kann die Dicke der Manschette in der radialen Richtung neben der Position des Vorsprungs z.B. durch Bereitstellen einer Rille in der Außenfläche der Manschette verringert werden.

Es sollte auch bemerkt werden, dass der Durchmesser der Manschette vor dem Einsetzen der Lagerbuchse in das Gehäuse geringfügig größer als der Durchmesser der Bohrung sein wird, um eine gesamte Preßwirkung bereitzustellen, die erwünscht ist, um Beanspruchungen im elastischen Körper zu beseitigen, und um auch einen guten Halt zwischen der Manschette und dem Gehäuse bereitzustellen.

Die Vorsprünge stellen dann an ihren radialen Positionen eine zusätzliche Durchmesserverringerung bereit.

Vorzugsweise sind zwei Vorsprünge an gegenüberliegenden Enden eines Durchmessers bereitgestellt, und können sich diese Vorsprünge dann an einem Mittelpunkt der Manschette in der Achsenrichtung der Manschette befinden.

Obwohl es überdies üblich wäre, dass die Vorsprünge die gleiche Höhe aufweisen, ist dies nicht wesentlich, und können sie unterschiedlich sein, um an gegenüberliegenden Seiten der Lagerbuchse unterschiedliche Steifigkeitswirkungen zu bieten.

Nach einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Herstellen eines Lagerbuchsenaufbaus bereitgestellt werden, das das Einsetzen einer Lagerbuchse in eine Bohrung in einem Gehäuse umfasst, wobei die Lagerbuchse Folgendes umfasst:
eine Manschette, die an ihrer Außenfläche zumindest einen Vorsprung aufweist;
ein Rohr im Inneren der Manschette, wobei zwischen der Manschette und dem Rohr ein Zwischenraum vorhanden ist;
einen elastischen Körper, der das Rohr und die Manschette verbindet; wobei die Manschette dann, wenn die Lagerbuchse in die Bohrung eingesetzt ist, aufgrund des Stoßens des zumindest einen Vorsprungs gegen eine Wand der Basis neben dem zumindest einen Vorsprung verformt wird, wobei die Verformung derart ist, dass die radiale Breite des Zwischenraums zwischen der Manschette und dem Rohr radial einwärts des Vorsprungs geringer als an zumindest einem anderen umfänglichen Punkt des Rohrs ist.

Nach einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann eine Lagerbuchse bereitgestellt werden, die Folgendes umfasst:
eine Manschette, die an ihrer Außenfläche zumindest einen Vorsprung aufweist;
ein Rohr im Inneren der Manschette, wobei zwischen der Manschette und dem Rohr ein Zwischenraum vorhanden ist;
einen elastischen Körper, der das Rohr und die Manschette verbindet; wobei ein radiales Herabdrücken des zumindest einen Vorsprungs in Bezug auf den Rest der Manschette eine derartige örtliche Verformung der Manschette verursacht, dass die radiale Breite des Zwischenraums zwischen der Manschette und dem Rohr radial einwärts des Vorsprungs geringer als an zumindest einem anderen umfänglichen Punkt des Rohrs ist.

Nun wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft ausführlich beschrieben werden, wobei
1a und 1b eine quergerichtete bzw. eine axiale Schnittansicht durch eine Lagerbuchse zur Verwendung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei 1b entlang der Line B-B in 1a gesehen ist;
2 eine perspektivische Ansicht der Manschette der Lagerbuchse von 1a und 1b ist;
3 eine perspektivische Ansicht der in 1a und 1b gezeigten Lagerbuchse ist;
4a und 4b eine quergerichtete bzw. eine axiale Schnittansicht durch einen Lagerbuchsenaufbau ist, der eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist und die Lagerbuchse von 1a und 1b enthält.
Nun wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, bei der es sich um einen Nebenrahmen-Lagerbuchsenaufbau zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug handelt.
Der Aufbau umfasst eine Lagerbuchse, die in einem Gehäuse angebracht ist, und 1a und 1b zeigen die Lagerbuchse vor ihrer Anbringung im Gehäuse, wobei die Lagerbuchse eine Außenmanschette 10 und ein Innenrohr 12 umfasst, die durch einen elastischen Körper 14 verbunden sind. In der axialen Schnittansicht von 1b scheint der elastische Körper zwei Teile 14a und 14b aufzuweisen, wovon einer an der Manschette 10 und einer am Rohr 12 befestigt ist. Doch wie die quergerichtete Schnittansicht von 1a zeigt, erstreckt sich der Raum 16 nicht über den gesamten Umfang der Lagerbuchse.
Statt dessen sind die Teile 14a und 14b an umfänglichen Positionen durch Verbindungen, die als Streben 18 bekannt sind, senkrecht zur Schnittlinie von 1b miteinander verbunden. Die Streben 18 bestimmen die radiale Steifigkeit der Lagerbuchse in einer senkrecht zur Linie B-B verlaufenden Richtung.
Es ist erkennbar, dass der innere Teil 14b des elastischen Körpers an einer umfänglichen Position davon in einer solchen Weise Vorsprünge 20 aufweist, dass die radiale Breite des Zwischenraums zwischen der Manschette und dem Rohr radial einwärts des Vorsprungs geringer als an zumindest einem anderen umfänglichen Punkt des Rohrs ist.
Diese verringern die radiale Breite des Raums 16 zwischen den Teilen 14a und 14b des elastischen Körpers örtlich, doch verbleibt vor der Anbringung der Lagerbuchse in einem Gehäuse ein Zwischenraum 22 zwischen den Teilen 14a und 14b.
1b zeigt auch, dass die Manschette 10 an sich einen Vorsprung 24 aufweist, der sich von der Manschette radial auswärts erstreckt. Die Manschette ist am Rand des Vorsprungs 24 örtlich durch Rillen 26 verdünnt, und der Vorsprung weist in seiner Außenfläche eine Vertiefung 28 auf.
Die Manschette 10 ist in 2 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, die veranschaulicht, dass die Manschette 10 an ihren axialen Enden einen Rand 30 aufweist.
3 zeigt dann eine perspektivische Ansicht, die jener von 2 ähnlich ist, aber die Gesamtheit der in 1a und 1b veranschaulichten Lagerbuchse zeigt. In dieser Ansicht sind die Streben 18 deutlicher sichtbar.
Es sollte bemerkt werden, dass das Innenrohr 12 eine innere Bohrung 32 aufweist, die einen Schraubenbolzen aufnehmen wird, um es an einem Kraftfahrzeugfahrgestell (nicht gezeigt) zu befestigen.
Die Lagerbuchse von 1 bis 3 wird dann in einer Bohrung eines Gehäuses angebracht, das in einen Kraftfahrzeug-Nebenrahmen eingebettet ist. Der sich ergebende Aufbau ist in 4a und 4b gezeigt, worin das Gehäuse schematisch durch das Bezugszeichen 40 gezeigt ist.
Die anderen Merkmale der Lagerbuchse sind die gleichen wie in 1a und 1b und sind durch die gleichen Bezugszeichen gezeigt. Aus Klarheitsgründen wurden einige Bezugszeichen weggelassen.
Wie üblich weist die Lagerbuchse, wenn sie hergestellt ist, einen geringfügig größeren Durchmesser als den Durchmesser der Bohrung des Gehäuses 40 auf, in dem die Lagerbuchse angebracht wird. Dies verursacht ein gesamtes Zusammenpressen der Lagerbuchse um, z.B., etwa 3 %, und dies presst das elastische Material des Körpers (das die Teile 14a und 14b umfasst) zusammen, um Schrumpfbeanspruchungen nach dem Formen zu beseitigen und um auch zu verursachen, dass die Außenfläche der Manschette 10 gegen die Innenwand 42 des Gehäuses 40 drückt, damit die Manschette durch das Gehäuse gepackt wird.
Doch da sich die Vorsprünge 24 von der Manschette auswärts erstrecken, stoßen sie gegen die Wand 42 der Bohrung des Gehäuses 40, wodurch die Manschette 10 örtlich einwärts verformt wird.
Dies verringert den Raum 16, um die Teile 14a bis 14b des elastischen Körpers entlang der Linie A-A zu einen Aneinanderstoßen zu bringen. In dieser Richtung wird die radiale Steifigkeit der Lagerbuchse durch das Aneinanderstoßen der Teile 14a und 14b des elastischen Körpers bestimmt.
Typischerweise liegt die zusätzliche Verformung der Manschette 10 an der Position der Vorsprünge 24 in einer Größenordnung von 1 % bis 5 % und beträgt sie vorzugsweise etwa 2,7 %.
Bei einer derartigen Lagerbuchse liegt die radiale Steifigkeit in der senkrecht zur Linie A-A verlaufenden Richtung wie vorher erwähnt in der Größenordnung von 1650 N/mm und die radiale Steifigkeit in der Richtung entlang der Linie A-A in der Größenordnung von 500 N/mm.
Somit können in unterschiedlichen radialen Richtungen deutlich unterschiedliche Steifigkeiten erreicht werden, und kann der Wert der radialen Steifigkeit in der Richtung A-A durch die Größe und die Gestaltung der Vorsprünge 24 bestimmt werden.
Ohne die Vorsprünge wird im Allgemeinen festgestellt, daß die Steifigkeiten zu gering sind.
Die Manschette ist vorzugsweise aus Nylon, vorzugsweise glasgefülltem Nylon 6,6 hergestellt, dessen glasgefüllter Bereich 0 % bis 30 % ausmacht.
Das elastische Material des durch die Teile 14a und 14b gebildeten Körpers 14 besteht normalerweise aus Gummi.
Die Vorsprünge 24 können kreisförmig oder oval sein und sind wie in der oben besprochenen Ausführungsform veranschaulicht vorzugsweise am axialen Mittelpunkt der Lagerbuchse angeordnet. Obwohl die oben besprochene Ausführungsform die Vorsprünge an gegenüberliegenden Enden eines Durchmessers zeigt, ist dies nicht wesentlich und könnten sie sich an beliebigen umfänglichen Positionen an der Manschette befinden.
Vorzugsweise sind zwei Vorsprünge vorhanden, doch könnten mehr bereitgestellt werden, wenn kompliziertere Steifigkeitseigenschaften benötigt werden sollten. Es wäre auch möglich, an unterschiedlichen umfänglichen Positionen über Vorsprünge mit unterschiedlicher Höhe zu verfügen.

Claims

Lagerbuchsenaufbau, umfassend eine Manschette; ein Rohr im Inneren der Manschette, wobei zwischen der Manschette und dem Rohr ein Zwischenraum vorhanden ist; einen elastischen Körper, der das Rohr und die Manschette verbindet; und ein Gehäuse, das eine Bohrung aufweist, in der die Manschette aufgenommen ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (10) an ihrer Außenfläche zumindest einen Vorsprung (20) aufweist, wobei der zumindest eine Vorsprung (20) gegen die Wand (42) der Bohrung stößt, wodurch die Manschette (10) neben dem zumindest einen Vorsprung (20) örtlich derart verformt wird, dass die radiale Breite des Zwischenraums zwischen der Manschette (10) und dem Rohr (12) radial einwärts des zumindest einen Vorsprungs (20) geringer als an zumindest einem anderen umfänglichen Punkt des Rohrs (12) ist.
Lagerbuchsenaufbau nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (40) eine radiale Presskraft auf die Manschette (10) bereitstellt.
Lagerbuchsenaufbau nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der zumindest einen Vorsprung (20) zwei Vorsprünge an gegenüberliegenden Enden eines Durchmessers umfasst.
Lagerbuchsenaufbau nach Anspruch 3, wobei die Vorsprünge neben einem Mittelpunkt der Manschette (10) in der Achsenrichtung der Manschette (10) gelegen sind.
Lagerbuchsenaufbau nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei die beiden Vorsprünge unterschiedliche Höhen aufweisen.
Lagerbuchsenaufbau nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Dicke der Manschette (10) in der radialen Richtung neben der Position des zumindest einen Vorsprungs (20) dünner als Teile der Manschette (10) ist, die vom zumindest einen Vorsprung (20) entfernt sind.
Verfahren zum Herstellen eines Lagerbuchsenaufbaus, umfassend das Einsetzen einer Lagerbuchse in eine Bohrung in einem Gehäuse, wobei die Lagerbuchse Folgendes umfasst: eine Manschette; ein Rohr im Inneren der Manschette, wobei zwischen der Manschette und dem Rohr ein Zwischenraum vorhanden ist; einen elastischen Körper, der das Rohr und die Manschette verbindet; und ein Gehäuse, das eine Bohrung aufweist, in der die Manschette aufgenommen ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (10) an ihrer Außenfläche zumindest einen Vorsprung (20) aufweist, der zumindest eine Vorsprung (20) gegen die Wand (42) der Bohrung stößt, wodurch die Manschette (10) neben dem zumindest einen Vorsprung örtlich derart verformt wird, dass die radiale Breite des Zwischenraums zwischen der Manschette (10) und dem Rohr (12) radial einwärts des zumindest einen Vorsprungs (20) geringer als die radiale Breite an zumindest einem anderen umfänglichen Punkt des Rohrs (12) ist.
Verfahren zum Herstellen eines Lagerbuchsenaufbaus nach Anspruch 7, wobei die Manschette (10) vor dem Einsetzen der Manschette (10) in die Bohrung einen Durchmesser aufweist, der größer als jener der Bohrung ist.
Lagerbuchse, umfassend eine Manschette; ein Rohr im Inneren der Manschette, wobei zwischen der Manschette und dem Rohr ein Zwischenraum vorhanden ist; einen elastischen Körper, der das Rohr und die Manschette verbindet; dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (10) an ihrer Außenfläche zumindest einen Vorsprung (20) aufweist, und ein radiales Herabdrücken des zumindest einen Vorsprungs. (20) in Bezug auf den Rest der Manschette (10) eine derartige örtliche Verformung der Manschette (10) verursacht, dass die radiale Breite des Zwischenraums zwischen der Manschette (10) und dem Rohr (12) radial einwärts des zumindest einen Vorsprungs geringer als die radiale Breite an zumindest einem anderen umfänglichen Punkt des Rohrs (12) ist.
Lagerbuchse nach Anspruch 9, wobei die Manschette (10) eine ausreichende Starrheit bereitstellt, um den elastischen Körper (14) zu packen.
Lagerbuchse nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei es sich beim zumindest einen Vorsprung (20) um zwei Vorsprünge an gegenüberliegenden Enden eines Durchmessers handelt.
Lagerbuchse nach Anspruch 11, wobei die beiden Vorsprünge an einem Mittelpunkt der Manschette (10) in der Achsenrichtung der Manschette (10) gelegen sind.
Lagerbuchse nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, wobei die beiden Vorsprünge unterschiedliche Höhen aufweisen.
Lagerbuchse nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Dicke der Manschette (10) in der radialen Richtung neben der Position des zumindest einen Vorsprungs (20) dünner als Teile der Manschette (10) ist, die von der Position des zumindest einen Vorsprungs (20) entfernt sind.