DE102011080452A1

DE102011080452A1 - Blechumformlenker

Info

Publication number: DE102011080452A1
Application number: DE201110080452
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Vorwerk Autotec GmbH and Co KG
Current assignee: Vorwerk Autotec GmbH and Co KG
Priority date: 2011-08-04
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2013-02-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lenker, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kraftverbindungselement und zumindest einem am Kraftverbindungselement beispielsweise endstämmig angeordneten Lagerauge, welches ein Buchsenlager aufnimmt, das ein Lagerinnenteil wie einen Lagerkern, zumindest einen Elastomerkörper sowie ein radial außen zum Elastomerkörper angeordnetes und diesen umgebendes, schalenartiges Buchsenelement umfasst, wobei das Kraftverbindungselement ein Blechumformteil ist und das Lagerauge durch zumindest zwei axial übereinander und zueinander ausgerichtete Blechringabschnitte festgelegt ist. Um die Herstellungskosten eines solchen Lenkers zu erniedrigen, wird vorgeschlagen, dass das Buchsenelement ein Kunststoffmaterial umfasst mit einem aus seiner Ruhelage radial nach innen bewegbaren, elastischen Rastelement, das in Einbaulage des Buchsenlagers in eine an der Innenmantelfläche des Lagerauges angeordnete Rastelementaufnahme einrastet. Die Erfindung betrifft ferner ein Buchsenlager für einen derartigen erfindungsgemäßen Lenker.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lenker, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kraftverbindungselement und zumindest einem am Kraftverbindungselement beispielsweise endstämmig angeordneten Lagerauge, welches ein Buchsenlager aufnimmt, das ein Lagerinnenteil wie einen Lagerkern, zumindest einen Elastomerkörper sowie ein radial außen zum Elastomerkörper angeordnetes und diesen umgebendes, schalenartiges Buchsenelement umfasst, wobei das Kraftverbindungselement ein Blechumformteil ist und das Lagerauge durch zumindest einen Blechringabschnitt des Blechformteils festgelegt ist.
Derartige Lenker werden insbesondere bei Kraftfahrzeugen vielfach eingesetzt und dienen vorzugsweise zur Lagerung von Teilen des Fahrwerks. Hierzu sind am Kraftverbindungselement des Lenkers herkömmlicher Weise zumindest zwei Anlenkungen vorgesehen. Durch eine spezifische Gestaltung des elastomeren Buchsenlagers können vorgegebene Feder- und Dämpfungseigenschaften eingestellt werden. Aus Kostengründen und zur Verminderung der bewegten Massen ist das Kraftverbindungselement an einem solchen gattungsbildenden Lenker nicht aus einem Vollmaterial, beispielsweise einem Stranggussteil gebildet, sondern aus einem Blechumformteil, welches zur Gestaltung eines Lagerauges für die Aufnahme des Buchsenlagers beispielsweise zwei übereinander ausgerichtete Blechringabschnitte umfasst. Dabei können auch mehrere Blechformteile verwendet sein, welche beispielsweise miteinander verschweißt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellungskosten der gattungsbildenden Lenker weiter zu erniedrigen ohne seine Anlenkeigenschaft zu verschlechtern. Diese Aufgabe löst die Erfindung schon mit einem Lenker mit den Merkmalen von Anspruch 1. Der erfindungsgemäße Lenker zeichnet sich dadurch aus, dass das Buchsenelement ein Kunststoffmaterial umfasst mit einem aus seiner Ruhelage radial nach innen beweg- oder auslenkbaren, elastischen Rastelement, das in Einbaulage des Buchsenlagers in eine an der Innenmantelfläche des Lagerauges angeordnete Rastelementaufnahme einrastet.
Das Buchsenelement bezeichnet dabei den äußeren, in der Regel hülsenförmigen Teil des Buchsenlagers, mit welchem sich das Lager im bzw. am Lagerauge des Lenkers abstützt.
Dadurch, dass das Buchsenelement zumindest Kunststoffmaterial umfasst oder gar vollständig aus Kunststoff hergestellt ist und somit das üblicherweise vollständig aus Metall hergestellte Buchsenelement ersetzt, erniedrigen sich die Herstellungskosten. Um trotz der gegenüber Metall höheren Fließeigenschaften von Kunststoff eine gute Fixierung des Lagers im Lagerauge, insbesondere ein hoher Wert für die Auspresskraft des Lagers in axialer Richtung des Lagerauges beizubehalten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, unter Nutzung elastischer Eigenschaften des verwendeten Kunststoffmaterials eine Verrastung des Buchsenlagers im zugeordnetem Lagerauge des Lenkers bereitzustellen. Hierzu ist ein Rastelement am Buchsenelement vorgesehen, das elastisch radial nach innen bewegbar, d. h. auslenkbar ist und nach der Einführung des Buchsenlagers in das zugeordnete Lagerauge aufgrund der elastischen Rückstellkraft in eine an der Innenmantelfläche des Lagerauges angeordnete Rastelementaufnahme zumindest abschnittsweise einrastet, sodass das Buchsenlager insbesondere in axialer Richtung im Lagerauge fixiert ist. Dabei kann der durch die Verrastung hergestellte Formschluss zwischen dem Buchsenlager und dem Lagerauge insbesondere eine axiale Bewegung des Buchsenlagers relativ zum Lagerauge bzw. zum Kraftverbindungselement verhindern.
Das Buchsenelement kann bei dem erfindungsgemäßen Lenker je nach den spezifischen Anwendungserfordernissen aus einem oder mehreren bezüglich ihrer Eigenschaften ausgewählten Kunststoffen ausgebildet sein. Insbesondere kann der Kunststoff einen glasfaserverstärkter Kunststoff umfassen.
Der erfindungsgemäße Lenker kann prinzipiell alle Arten von bekannten Buchsenlagern aufweisen. Beispielsweise kann das Buchsenlager ein geschlitztes Buchsenelement oder auch ein Buchsenelement umfassen, das sich aus mehreren Schalenteilen wie zwei Halbschalen zusammensetzt, die um den Elastomerkörper herum, insbesondere nicht überlappend um den Elastomerkörper herum angeordnet sind. Dabei kann der Elastomerkörper am Lagerinnenteil und/oder am Buchsenelement anvulkanisiert sein. Darüber hinaus kann der Elastomerkörper auch vorgespannt, insbesondere radial vorgespannt sein, wenn das Buchsenlager im zugeordneten Lagerauge angeordnet ist. In letzterem Fall kann das Lager unter Aufbringung einer radial nach innen gerichteten Kraft auf das Buchsenelement vorgespannt und dann in das zugeordnete Lagerauge eingesetzt werden. Ferner ist der Begriff „Lagerinnenteil” allgemein zu verstehen und kann beispielsweise als Innenkern oder auch als Innenhülse ausgebildet sein.
Auch die Angabe „Rastelementaufnahme an der Innenmantelfläche des Lagerauges” ist ganz allgemein zu verstehen und kann beispielsweise eine Ausnehmung, eine Vertiefung oder eine Lücke in der Innenmantelfläche des Lagerauges umfassen, wobei in der Regel diese Innenmantelfläche das Buchsenelement und damit das Buchsenlager umgreift und aufnimmt.
Das Kraftverbindungselement kann ein Blechformteil beliebiger Gestalt umfassen, soweit es zumindest einen Blechringabschnitt zur Bereitstellung eines Lagerauges aufweist, welches das Buchsenlager aufnimmt.
Auch die Gestaltung des innen liegenden Elastomers kann zur Bereitstellung richtungsabhängiger Federkennungen beliebig an die jeweiligen Anwendungserfordernisse angepasst sein, insbesondere auch mehrschichtig mit harten Zwischenschichten aus Kunststoff oder Metall.
Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass das Blechformteil abschnittsweise zweischalig ausgebildet ist zur Festlegung eines Lagerauges mittels zumindest zweier übereinander angeordneter und zueinander ausgerichteter Blechringabschnitten. Beide zueinander ausgerichteten Blechringabschnitte dienen in dieser Ausführungsform zusammen der Bereitstellung eines einzelnen Lagerauges. Dabei kann das Blechformteil allein durch Umformung eines einzelnen Bleches oder beispielweise auch durch Übereinanderanordnung und Verbindung von zumindest zwei Schalenteilen, insbesondere durch Schweißen, gebildet sein.
Zweckmäßigerweise ist das vorzugsweise integral mit dem Buchsenelement bzw. einer Buchsenelementschale hergestellte Rastelement elastisch zum Rest des Buchsenelements bzw. der Buchsenelementschale radial nach innen auslenkbar angeordnet.
Soweit zumindest zwei übereinander angeordnete und zueinander ausgerichtete Blechringabschnitte zur Bereitstellung eines Lagerauges vorgesehen sind, kann es vorteilhaft sein, wenn die zumindest beiden Blechringabschnitte zur Bereitstellung einer Rastelementaufnahme am Lagerauge zumindest abschnittsweise über den Umfang voneinander beabstandet sind, sodass zwischen den beiden Blechringabschnitten eine Rastelementaufnahme am Lagerauge gebildet ist, in welche das am Buchsenlager radial außen angeordnete Rastelement nach der Einfügung in das Lagerauge einrasten kann. Bei einer besonders gestalteten Ausführungsform können die beiden Blechringabschnitte über den gesamten Umfang beabstandet sein, sodass sich eine umlaufende Rastelementaufnahme über einen Winkel von 360 Grad ergibt.
Zweckmäßigerweise ist das Buchsenelement integral mit dem Rastelement als hohlzylinderförmiges Spritzgießteil aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet. Wie obenstehend schon angegeben, kann es dabei als geschlitztes Hohlzylinderteil oder auch mehrstückig, insbesondere als ein mehrteiliges hohlzylinderförmiges Buchsenelement ausgebildet sein, wobei die einzelnen Schalenteile umfänglich aneinander gereiht angeordnet sind. Insbesondere bei dieser Ausführungsform kann es zweckmäßig sein, wenn die einzelnen Schalenteile am Elastomerkörper anvulkanisiert sind.
Um das Buchsenelement des Buchsenlagers des erfindungsgemäßen Lenkers insbesondere in der Hauptkraftrichtung nicht zu schwächen, kann im Falle eines stabförmigen Kraftverbindungselementes vorgesehen sein, das Rastelement umfänglich etwa 90 Grad zur Längsachse des Kraftverbindungselements versetzt am Buchsenelement anzuordnen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Buchsenelement in Hauptkraftrichtung eine maximale Dicke aufweisen kann, da das Rastelement in Umfangsrichtung an anderer Stelle am Buchsenelement gestaltet ist.
Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass an der Innenmantelfläche des Lagerauges zumindest zwei umfänglich etwa 180 Grad beabstandete Rastelementaufnahmen vorgesehen sind, welche jeweils mit einem zugeordneten, am Buchsenelement angeordneten, radial nach innen bewegbaren, elastischen Rastelement zusammenwirken, sodass in Einbaulage des Buchsenlagers die beiden Rastelemente in die jeweils zugeordnete Rastelementaufnahme an bzw. in der Innenmantelfläche des Lagerauges einrasten. Eine solche Gestaltung ist besonders zweckmäßig, wenn das Buchsenelement durch zwei Schalenhälften gebildet ist, sodass dann beide Schalenhälften jeweils an ihren beiden Umfangsenden ein wie beschrieben ausgebildetes Rastelement aufweisen können.
Um eine Innenlagerfläche des Lagerauges bereitzustellen oder zu vergrößern, kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Blechringabschnitt einen Durchzug aufweist. Zweckmäßigerweise ist ein Durchzug hohlzylinderförmig ausgebildet und verläuft axial zum Lagerauge bzw. ist Teil des Lagerauges. Ein solcher Durchzug kann in einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform nicht nur eine Innenlagerfläche bereitstellen, an welchem sich das Buchsenelement des Buchsenlagers abstützt. Stattdessen kann ein solcher axial zum Lagerauge verlaufender Durchzug zusätzlich durch eine entsprechende Strukturierung an seiner Innenmantelfläche die Rastelementaufnahme in Form einer Ausnehmung, einer Vertiefung oder einer Lücke bereitstellen, wobei diese Innenmantelfläche des Durchzuges das Buchsenelement und damit das Buchsenlager umgreift und aufnimmt.
Soweit zumindest zwei übereinander angeordnete und zueinander ausgerichtete Blechringabschnitte zur Bereitstellung eines Lagerauges vorgesehen sind, kann es zweckmäßig sein, wenn zumindest einer, vorteilhafterweise beide Blechringabschnitte jeweils einen solchen Durchzug aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die beiden Durchzüge axial aufeinander zu erstrecken, sodass die Lücke zwischen den beiden Blechringabschnitten vergleichsweise klein gestaltet werden kann.
Bei einer solchen Gestaltung mit einem bzw. insbesondere zwei Durchzügen kann das Buchsenlager als vorgespanntes Buchsenlager ausgebildet sein, ohne dass eine Gefahr besteht, dass die Vorspannung im Zwischenraum zwischen den beiden Blechringabschnitten aufgrund einer Auswölbung des Lagers in diesem Bereich, vermindert wird. Durch das Einschnappen des Rastelements in eine Rastelementaufnahme, insbesondere in eine Lücke, welche zwischen zwei Blechringabschnitten axial gebildet ist, und/oder in eine Rastelementaufnahme, welche durch eine entsprechende Strukturierung an einer Innenmantelfläche eines Durchzuges gebildet ist, wird zunächst verhindert, dass das Buchsenlager im Betrieb axial aus dem Lagerauge herausbewegt werden kann.
Darüber hinaus kann bei dem erfindungsgemäßen Lenker jedoch auch vorgesehen sein, dass durch die Verrastung eines Rastelements in der diesbezüglichen Rastelementaufnahme an dem bzw. im Lagerauge zusätzlich ein Formschluss zwischen dem Lagerauge und dem Buchsenlager in Umfangsrichtung bereitgestellt wird, sodass auch ein Drehen des Lagers innerhalb des Lagerauges vermieden werden kann.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in Einbaulage des Buchsenlagers im Lagerauge zumindest einer der Durchzüge und das Rastelement in Umfangsrichtung des Buchsenelements miteinander verzahnt sind zur Bereitstellung eines solchen Formschlusses.
Andererseits kann zur Vermeidung einer Drehung des Buchsenlagers innerhalb des Lagerauges auch vorgesehen sein, dass die zumindest eine Rastelementaufnahme in Umfangsrichtung des Lagerauges durch eine Anschlagsfläche für das zugeordnete, am Buchsenelement angeordnete Rastelement begrenzt ist zur Bereitstellung einer Verdrehsicherung des Buchsenlagers im Lagerauge des Kraftverbindungselements. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass jede Rastelementaufnahme durch zwei umfänglich beabstandete Anschlagsflächen begrenzt ist, sodass in beiden Umfangsdrehrichtungen eine Verdrehung durch einen Formschluss des Rastelements in der Rastelementaufnahme verhindert ist.
Zur Verstärkung des Buchsenelements kann vorgesehen sein, dass an seiner Innenmantelfläche Verstärkungsrippen vorgesehen sind, welche insbesondere axial zum Lager verlaufen können.
Zur Gestaltung des Rastelementes kann vorgesehen sein, dass das Buchsenelement eine oder mehrere axial verlaufende Freimachungen aufweist. Eine solche Freimachung, welche benachbart zum, insbesondere an einer Stirnseite des Rastelements angeordnet ist, kann die Bewegbarkeit des Rastelements elastisch und radial nach innen erleichtern. Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn ein Rastelement zwischen zwei umfänglich beabstandeten und sich axial erstreckenden Freimachungen am Buchsenelement angeordnet ist.
Grundsätzlich sind der spezifischen Gestaltung des Rastelements zur Einrastung in einer Rastelementaufnahme, die am Lagerauge angeordnet ist, kaum Grenzen gesetzt. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn ein Rastelement eine sich am Buchsenelement umfänglich erstreckende Nase aufweist, die sich in Einbaulage des Buchsenlagers im Lagerauge radial über eine zylindermantelförmige Außenfläche des Buchsenlagers hinaus erstreckt. Bei dieser Ausführungsform ragt demnach die Rastnase über die eigentliche Außenmantelfläche des Buchsenelements in Einbaulage nach außen in die Rastelementaufnahme am Lagerauge hinein.
Zweckmäßigerweise sind an zwei gegenüberliegenden Seiten der Rastnasen jeweils radiale Schrägflächen vorgesehen, an welchen in Einbaulage jeweils eines der beiden Blechringabschnitte anliegt. Durch diese Gestaltung wird erreicht, dass das Buchsenlager im Lagerauge axial zentriert ist und damit eventuelle Herstellungstoleranzen des Kraftverbindungselementes wie beispielsweise in Bezug auf den Abstand zwischen den zueinander ausgerichteten Blechringabschnitten kompensiert werden können.
Die umfängliche Erstreckung der radialen Schrägflächen sollte zweckmäßigerweise an die Herstellungstoleranzen der Abmessungen des Kraftverbindungselementes abhängig gemacht sein, damit diese ausgeglichen werden können. Zur elastischen Anordnung des Rastelements am Buchsenelement kann darüber hinaus zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass das die Dicke der Buchsenschale angrenzend zur Rastnase über einen vorgegebenen Umfangsabschnitt vermindert ist. Insbesondere kann diese Materialverdünnung zwei axial beabstandete Bereiche umfassen, wobei zwischen diesen Bereichen die Rastnase angeordnet ist. Diese Materialverdünnung ist vorteilhaft in Bezug auf die notwendige elastische Bewegbarkeit des Rastelements radial nach innen relativ zum anderen Teil des Buchsenelements.
In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform liegt ein Durchzug eines Blechringabschnittes in einem ersten Abschnitt auf der radialen Schrägfläche des Rastelements und in einem zweiten Abschnitt auf einer zylindermantelförmigen Außenfläche des Buchsenelements wobei erster und zweiter Abschnitt axial beabstandet sind und zwischen diesen der Durchzug freiliegt. Diese konstruktive Gestaltung ermöglicht es, dass das Rastelement, namentlich die Nase des Rastelements sicher in die zugeordnete Rastausnehmung am Lagerauge einrastet.
Die Erfindung betrifft ferner ein Buchsenlager, das zum Einsatz in einem erfindungsgemäßen Lenker ausgebildet ist. Das Buchsenlager umfasst ein Lagerinnenteil wie einen Lagerkern, zumindest einen Elastomerkörper sowie ein diesen umgebendes Buchsenelement, wobei das Buchsenelement ein Kunststoffmaterial umfasst mit einem aus seiner Ruhelage radial nach innen auslenkbaren, elastischen Rastelement, das in Einbaulage des Buchsenlagers in eine an der Innenmantelfläche des Lagerauges angeordnete Rastelementaufnahme einrastet.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen durch das Beschreiben einiger Ausführungsformen erläutert, wobei
1: einen erfindungsgemäß ausgebildeten Stablenker in einer Perspektivansicht,
2: eine Schnittdarstellung in der in 1 angegebenen Schnittebene S1,
3: eine Schnittdarstellung in der in 1 angegebenen Schnittebene S2,
4: das in den Lenker gemäß 1 eingesetzte Buchsenlager,
5: die beiden Buchsenhalbschalen des in 1 dargestellten Buchsenlagers,
6: den Einpressvorgang zur Einführung des Buchsenlagers gemäß 4 in ein Lagerauge zur Gestaltung des in 1 dargestellten Stablenkers in einer Schnittdarstellung,
7a: in einer Schnittdarstellung das eingeführte Buchsenlager in dem zugeordneten Lagerauge ähnlich wie in 2, sowie
7b: den in 7a gekennzeichneten Abschnitt C vergrößert
zeigt.
Der erfindungsgemäße ausgebildete Stablenker 1 ist in 1 perspektivisch angegeben. Er umfasst ein Blechumformteil 10 aus einem Stahlmaterial, welches aus einem einzelnen Blechteil in die gezeigte zweischalige Gestalt umgeformt ist. Die beiden Schalenhälften sind durch den etwa halbkreisförmigen Biegeabschnitt 11 verbunden. Wie aus der Figur ersichtlich, sind beide Schalenhälften spiegelsymmetrisch aufgebaut, wobei die Spiegelebene parallel zu der Stabachse und senkrecht zu den Lagerachsen verläuft.
Endstämmig zum Stababschnitt 12 des Lenkers sind jeweils aufgrund der Schalenanordnung zwei axial übereinander und zueinander ausgerichtete Blechringabschnitte 14a, 14b bzw. 14'a, 14'b ausgebildet, welche zwei Lageraugen zur Aufnahme jeweils eines Buchsenlagers festlegen. In der 1 ist zur Klarheit der Darstellung nur in das linke Lagerauge ein zugehöriges Buchsenlager 100 eingesetzt, das rechte Lagerauge liegt noch frei und lässt die genaue Gestaltung der beiden ausgerichteten Blechringabschnitte 14a, 14b zur Bereitstellung des in der Figur rechten Lagerauges erkennen.
In dem dargestellten Beispiel des erfindungsgemäßen Stablenkers sind beide Lageraugen vollkommen identisch ausgebildet. Beide Schalenteile des Blechumformteils 13 sind äquidistant beabstandet und weisen einen maximalen Spalt 13 auf. Im Bereich der beiden zueinander ausgerichteten Blechringabschnitte 14a, 14b ist die Beabstandung mit dem Spalt 18 geringer, da an beiden Blechringabschnitten jeweils ein Durchzug 15a, 15b gestaltet ist, welche sich jeweils hohlzylinderförmig nach innen und somit aufeinander zu erstrecken. Die Innenmantelflächen dieser beiden Durchzüge 15a, 15b bilden damit zusammen mit den Innenrändern der eigentlichen Blechringabschnitte das rechte zylinderförmig ausgebildete Lagerauge des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Lenkers.
2 zeigt den in 1 dargestellten Lenker 1 in der Schnittebene S1, d. h. in einem Schnitt durch das Lager 100 sowie durch das mittels der beiden Blechringabschnitte 14a', 14'b festgelegte Lagerauge. In der beschriebenen Ausführungsform ist das Buchsenlager 100 bis auf das Buchsenelement vollkommen rotationssymmetrisch aufgebaut und umfasst ein festes Innenteil 110, beispielsweise aus Metall, das eine mittige Bolzenaufnahme 111 umfasst, welche die Lagerachse A festlegt. Radial außen zum Innenkern 110 ist ein einstückiger Elastomerkörper 120 vorgesehen, welcher vollumfänglich den Innenkern 110 umfasst und an diesem anvulkanisiert ist.
Wiederum radial außen zum Elastomerkörper 120 ist das Buchsenelement 130 angeordnet, das in der beschriebenen Ausführungsform aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff mit zwei Schalenhälften 130a, b hergestellt ist und eine Zylinderaußenmantelfläche 131 bereitstellt, mit welcher sich das Buchsenlager 100 im Abschnitt 132 im Lagerauge des Stablenkers 1 abstützt. Dieses Lagerauge wird im Wesentlichen durch die beiden zueinander ausgerichteten, zylinderförmigen Durchzüge 15'a, 15'b der Blechringabschnitte bereitgestellt, die sich axial aufeinander zu erstrecken und die über den gesamten Umfang des Lagers mit dem Spalt 18 axial zueinander beabstandet sind.
Die beiden Durchzüge 15'a, 15'b liegen mit jeweils zwei sich vollumfänglich erstreckenden, ringförmigen Anlageabschnitten 16, 17 an zugeordneten Anlageflächen 132, 143 des Buchsenelements 130 an. Zwischen den Anlageabschnitten 16, 17 ergibt sich durch eine Materialverdünnung an dem Buchsenelement ein Freiraum 150, sodass der jeweilige Durchzug dort nicht auf dem Buchsenelement aufliegt.
Etwa axial mittig weist das Buchsenelement ein integral hergestelltes Rastelement auf, welches eine am Außenmantel angeordnete Rastnase 141 umfasst sowie seitlich, in axialer Richtung angeordnete, dünnwandige Abschnitte 140, sodass die Rastnase 141 durch Aufbringen einer radial nach innen gerichteten Kraft elastisch nach innen bewegbar ist, wodurch eine Rückstellkraft auf das Rastelement erzeugbar ist.
Diese elastische Bewegbarkeit des Rastelements wird für den Zusammenbau des Lenkers genutzt, worauf untenstehend näher eingegangen wird. In Einbaulage des Buchsenlagers in das durch die beiden Blechringabschnitte 14'a, 14'b bereitgestellte Lagerauge ist die Rastnase 141 in den Spalt 18 zwischen den beiden Durchzügen 15'a, 15'b eingerastet, sodass das Buchsenlager 100 in Bezug auf die Achsenrichtung A formschlüssig in das Lagerauge eingesetzt ist. Durch die beschriebene Anordnung des Buchsenlagers im Lagerauge wird eine hohe Auspresskraft des Lagers bereitgestellt.
3 zeigt eine Schnittdarstellung eines Lagerauges in der in 1 dargestellten Ebene S2. Die Mittenachse M des Lagerauges fällt nach der Einfügung des Buchsenlagers in das Lagerauge mit dessen Achse A zusammen, siehe 2. Zu erkennen sind die beiden Blechringabschnitte 14a, 14b, von welchen sich die zugeordneten Durchzüge 15a, 15b erstrecken, wobei zwischen diesen ein Spalt 18 ausgebildet ist mit einer lichten Erstreckung d1. Der maximale Abstand 13 zwischen den beiden Blechformschalen ist mit dem Bezugszeichen d2 bezeichnet. An das Lagerauge schließt sich der Stababschnitt 12 des Blechumformteils 10 an, siehe 1.
4 zeigt den erfindungsgemäßen Aufbau des Buchsenlagers 100, das in die beiden Lageraugen des erfindungsgemäßen Lenkers gemäß 1 einsetzbar ist. Bezüglich der Gestaltung des Lagerkerns 110 sowie des Elastomerkörpers 120 ist das Lager rotationssymmetrisch aufgebaut. Das Buchsenelement umfasst jedoch in der beschriebenen Ausführungsform zwei identische und spiegelsymmetrische Buchsenhalbschalen 130a, 130b die radial außen zum Elastomerkörper angeordnet sind und diesen umgeben.
Die beiden Halbschalen sind im dargestellten entspannten Zustand umfänglich beabstandet angeordnet, da beim angegebenen Lager 100 vor dem Einsetzen in das zugeordnete Lagerauge der Elastomer 120 durch das Aufbringen einer radialen Kraft bewirkt wird, dass die beiden Halbschalen 130a, 130b aufeinander zu bewegt werden, wodurch das Elastomer radial vorgespannt wird. In diesem Zustand kann dann das Lager in das zugeordnete Lagerauge eingeführt werden.
Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Buchsenlagers weisen die beiden Lagerschalen jeweils im Bereich ihrer beiden stirnseitigen Enden ein Rastelement 140 auf, welches sich von einer axial verlaufenden Freimachung 133 umfänglich bis zur jeweiligen Stirnseite der Buchsenschale erstreckt. Das Rastelement ist axial etwa mittig an der Buchsenschale ausgebildet und umfasst eine sich im entspannten Zustand über die eigentliche zylinderförmige Mantelfläche 131 der Schale erstreckende Rastnase 141. In axialer Richtung schließt sich an dieser Rastnase 141 jeweils ein radial abgeschrägter Bereich 143 an, welcher in einen dünnwandigen Abschnitt 142 der Schale übergeht. Aufgrund der beschriebenen Gestaltung des Rastelementes der Elastizität des verwendeten Kunststoffmaterials kann das Rastelement durch Aufbringen einer radialen Kraft radial nach innen bewegt werden. Durch die elastischen Eigenschaften des verwendeten Kunststoffes wird eine Rückstellkraft erzeugt, welche nach dem Aufheben der äußeren Kraft dafür sorgt, dass das Rastelement wieder in die in 4 dargestellte Ruheposition schnappt.
Wie erläutert, besitzen beide Halbschalen 130a, 130b an ihren Enden identisch aufgebaute Rastelemente 140. Aufgrund der Darstellung der 4 ist bei beiden gezeigten Halbschalen 130a, 130b nur die in der Figur obere Rastnase 140 zu erkennen. In der beschriebenen Ausführungsform sind beide Halbschalen 130a, 130b durch Anvulkanisieren stoffschlüssig mit dem Elastomer 120 verbunden.
Allein die beiden Buchsenschalen 130a, 130b sind in 5 gezeigt. Die unteren Rastelemente 140 der beiden Rastschalen 130a, 130b sind von ihrer Rückseite erkennbar. Zur Verstärkung der beiden Halbschalen weisen diese an ihrer Innenmantelfläche umfänglich beabstandete und axial verlaufende Verstärkungsrippen 134 auf.
Da die beiden Halbschalen 130a, 130b in Einbaulage durch die Anordnung der Rastelemente jeweils im Bereich ihrer beiden stirnseitigen Enden axial im Lagerauge gehalten sind, wird auch vermieden, dass beide Halbschalen im Lagerauge durch die Einwirkung von äußeren Kräften axial zueinander bewegt werden, was zu einer Zerstörung des Lagers führen könnte.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform weisen die beiden Halbschalen nicht im Bereich ihrer Enden zwei Rastelemente auf, stattdessen ist ein einzelnes Rastelement umfänglich in der Mitte der jeweiligen Halbschale angeordnet, wobei jedes dieser Rastelemente wiederum die in 5 dargestellte Rastnase 141 aufweist. Prinzipiell kann bei dieser Ausführungsform das Rastelement wie mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben ausgebildet sein. Andererseits kann hier auf die Bereitstellung eines großen Schenkweges des Rastelementes bzw. der Rastnase für den Einrastvorgang verzichtet werden, da die Bewegung der Rastnase radial nach innen beim Einführen in das Lagerauge zusätzlich durch das Aufeinander-zu-Bewegen der beiden Halbschalen aufgrund des Aufbringens einer Vorspannung auf den Elastomer realisiert ist. Diese Ausführungsform weist jedoch den Nachteil auf, dass die beiden Halbschalen an ihren Stoßflächen nicht wie bei der obenstehend beschriebenen Ausführungsform zueinander axial fixiert, sondern stattdessen zueinander axial bewegbar angeordnet sind.
Mit Bezug auf 6 wird nun das Einführen des in 4 dargestellten erfindungsgemäßen Buchsenlagers 100 in ein Lagerauge des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Lenkers 1 erläutert. Durch Aufbringen einer radialen Kraft auf das Lager werden die beiden Halbschalen 130a, 130b aufeinander zu bewegt und so die Lücke zwischen den beiden Halbschalen 130a, b geschlossen, siehe 4. Danach kann das nun vorgespannte Lager in das durch die Blechringabschnitte 14a, 14b einschließlich ihrer Durchzüge 15a, 15b gebildete Lagerauge eingeführt werden. Die axiale Erstreckung der Rastnase entspricht der Spaltbreite d1, siehe 3. Um Herstellungstoleranzen dieses Spaltmaßes zu kompensieren, ist jeweils seitlich zur Rastnase die radiale Schrägfläche 143 vorgesehen, an welcher in Einbaulage der Anlageabschnitt 16 des jeweiligen Durchzugs anliegt. Hierzu entspricht die axiale Erstreckung einer radialen Schrägfläche etwa der Hälfte dieser Toleranz.
Durch das seitliche Einschieben des vorgespannten Lagers 100 in das Lagerauge schlägt die Rastnase 141 zunächst gegen den gekrümmten Abschnitt eines Blechsringabschnittes an, siehe 6. Die Rastnase 141 wird bei weiterer Einschiebung des Lagers in das Lagerauge radial nach innen bewegt, d. h. die Rastnase weicht unter Erzeugung einer Rückstellkraft radial nach innen aus. Das Buchsenlager wird nun axial in seine vorbestimmte Lage innerhalb des Lagerauges verschoben bis die Rastnase 141 aufgrund der elastischen Rückstellkraft des Rastelements 140 in den Spalt 18 zwischen den Durchzügen 15a, 15b einrastet, siehe 7a. 7b zeigt den Abschnitt C der 7a im Detail.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist der Spalt 18 zwischen den beiden Durchzügen nicht vollumfänglich geschlossen, sondern weist umfängliche Anschlagflächen für zugeordnete Anschläge an dem Rastelement auf, sodass auch eine Verdrehung des Buchsenlagers 100 innerhalb des Lagerauges verhindert wird. Beispielsweise kann die Rastnase 141 in Umfangsrichtung verzahnt sein und in Einbaulage mit einer entsprechenden Zahnstruktur an einer axialen Stirnfläche eines Durchzugs korrespondieren.
In einer auch nicht dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäß gestalteten Lenkers ist das Blechumformteil einschalig mit einem Blechringabschnitt ausgebildet, welcher einen Durchzug zur Bereitstellung eines Lagerauges aufweist. Die prinzipielle Gestaltung des Blechringsabschnittes mit zugehörigem Durchzug entspricht der in 1 gezeigten, wobei der einzelne Durchzug zur Bereitstellung einer ausreichend großen Lagerfläche zum Halten des Buchsenlagers eine größere, beispielsweise zweifache oder dreifache axiale Erstreckung im Vergleich zu der in 1 dargestellten Ausführungsform aufweist.
Bei dieser Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lenkers kann auch das in 4 gezeigte Buchsenlager 100 in das Lagerauge eingesetzt werden. Hierzu weist der axial verlängerte Durchzug des Blechringabschnittes an seiner Innenmantelfläche zur Bereitstellung von Rastelementaufnahmen eine Strukturierung in Form von Ausnehmungen oder Vertiefungen auf, in welche die umfänglich um 180 Grad versetzten Rastnasen 141 einrasten, wenn das Lager in das Lagerauge eingesetzt wird, sodass die Innenmantelfläche des Durchzuges das Buchsenelement und damit das Buchsenlager umgreift und aufnimmt.
Bezugszeichenliste

1: Lenker, Stablenker
10: Blechumformteil
11: Biegebereich
12: Stababschnitt
13: Spalt
14a, 14b,
14'a, 14'b: Blechringabschnitt
15a, 15b
15'a, 15'b: Durchzug
16: Anlageabschnitt
17: Anlageabschnitt
18: Spalt
100: Buchsenlager
110: Innenteil
111: Bolzenaufnahme
120: Elastomer
130: Buchsenelement
130a, 130b: Buchsenschale
131: Zylinderaußenmantelfläche
132: Anlagefläche
133: Freimachung
134: Verstärkungsrippe
140: Rastelement
141: Rastnase
142: dünnwandiger Abschnitt
143: Anlagefläche, radiale Schrägfläche
150: Freiraum
R: Buchsenlagerachse
d1: Spaltbreite
d2: Spaltbreite
M: Mittenachse des Lagerauges
S1: Schnittebene
S2: Schnittebene

Claims

Lenker (1) mit einem Kraftverbindungselement, das ein insbesondere endstämmig angeordnetes Lagerauge bereitstellt, welches ein Buchsenlager (100) aufnimmt, das ein Lagerinnenteil wie einen Lagerkern (110), zumindest einen Elastomerkörper (120) sowie ein diesen umgebendes Buchsenelement (130) umfasst, wobei das Kraftverbindungselement ein Blechumformteil (10) ist und das Lagerauge durch zumindest einen Blechringabschnitt (14a, 14b, 14'a, 14'b) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsenelement (130) ein Kunststoffmaterial umfasst mit einem aus seiner Ruhelage radial nach innen auslenkbaren, elastischen Rastelement (140), das in Einbaulage des Buchsenlagers (100) in eine an der Innenmantelfläche des Lagerauges angeordnete Rastelementaufnahme einrastet.
Lenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei axial übereinander und zueinander ausgerichtete Blechringabschnitte (14a, 14b; 14'a, 14'b) das Lagerauge festlegen.
Lenker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest über einen vorgegebenen Umfangsabschnitt die beiden Blechringabschnitte (14a, 14b; 14'a, 14'b) zur Bereitstellung einer Rastelementaufnahme am Lagerauge voneinander beabstandet sind.
Lenker (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsenelement (130) integral mit dem Rastelement (140) als hohlzylinderförmiges Spritzgießteil ausgebildet ist.
Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsenelement (130) axial geschlitzt oder mit einer Mehrzahl von Schalenteilen (130a, b) ausgebildet ist.
Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftverbindungselement stabförmig ausgebildet ist und der Rastbereich umfänglich etwa 90 Grad zur Längsachse des Kraftverbindungselements versetzt angeordnet ist.
Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenmantelfläche des Lagerauges zumindest zwei umfänglich beabstandete Rastelementaufnahmen vorgesehen sind, welche jeweils mit einem zugeordneten, am Buchsenelement (130) angeordneten, radial nach innen bewegbaren, elastischen Rastelement zusammenwirken, sodass in Einbaulage des Buchsenlagers die beiden Rastelemente (140) in die jeweils zugeordnete Rastelementaufnahme in der Innenmantelfläche des Lagerauges einrasten.
Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Blechringabschnitt (14a, 14b, 14'a, 14'b) einen Durchzug (15a, 15b, 15'a, 15'b) aufweist.
Lenker (1) nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Blechringabschnitte (14a, 14b; 14'a, 14'b) jeweils einen Durchzug (15a, 15b; 15'a, 15'b) aufweisen und sich die beiden Durchzüge (15a, 15b; 15'a, 15'b) axial aufeinander zu erstrecken.
Lenker (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Einbaulage des Buchsenlagers (100) im Lagerauge zumindest einer der Durchzüge und das Rastelement in Umfangsrichtung des Buchsenelements miteinander verzahnt sind.
Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsenelement an seiner Innenmantelfläche axial verlaufende Verstärkungsrippen (134) aufweist.
Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Rastelementaufnahme in Umfangsrichtung des Lagerauges durch eine Anschlagsfläche für das zugeordnete, am Buchsenelement angeordnete Rastelement begrenzt ist zur Bereitstellung einer Verdrehsicherung des Buchsenlagers im Lagerauge des Kraftverbindungselements.
Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Buchsenelement (130) zumindest eine axial verlaufende Freimachung (133) vorgesehen ist.
Lenker (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass einem Rastelement (140) eine sich axial erstreckende Freimachung (133) am Buchsenelement zugeordnet ist.
Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rastelement (140) eine sich am Buchsenelement insbesondere umfänglich erstreckende Rastnase (141) aufweist, die sich in Einbaulage des Buchsenlagers im Lagerauge radial über eine zylindermantelförmige Außenfläche (131) des Buchsenelementes (130) hinaus erstreckt.
Lenker (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnase (141) umfänglich durch jeweils eine radiale Schrägfläche (143) begrenzt ist, an welcher ein Blechringabschnitt anliegt.
Lenker (1) nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (140) benachbart zur Rastnase (141) und den radialen Schrägflächen (143) eine Materialverdünnung aufweist.
Lenker (1) nach den Ansprüchen 8 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchzug (15'a, 15'b) in einem ersten Abschnitt (16) auf der radialen Schrägfläche (143) und in einem zweiten Abschnitt (17) auf einer zylindermantelförmige Außenfläche (132) des Buchsenelementes anliegt, wobei erster und zweiter Abschnitt axial beabstandet sind und zwischen diesen der Durchzug freiliegt.
Buchsenlager (100), ausgebildet zum Einsatz in einem Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18.