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Die Erfindung betrifft ein Lagerelement, insbesondere zur Lagerung eines Lenkerelements eines Fahrwerks für einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Derartige Lagerelemente sind aus dem Serienbau von Kraftwagen bekannt und dienen beispielsweise dazu, ein Lenkerelement eines Fahrwerks des Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, an der Kraftwagenkarosserie zu lagern. Die Lagerelemente umfassen dabei jeweils ein elastisches Element, das eine Lageraufnahme zum Aufnehmen eines Lagerteils des über das Lagerelement zu lagernden Lenkerelements aufweist. Die Lageraufnahme ist dabei in radialer Richtung von einer Innenumfangsfläche des elastischen Elements begrenzt. Es hat sich gezeigt, dass die Montage des Lagerteils in der Aufnahme aufwändig ist.
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Die
DE 30 15 322 A1 offenbart eine Vorrichtung zur federnden Aufhängung von Fahrgestellteilen bei Kraftfahrzeugen, insbesondere von Drehstabilisatoren für die elastische Lagerung eines Drehstabes, der von wenigstens einer Gummimuffe mit aufgeweitetem kreiszylinderförmigen Innendurchmesser umschlossen ist. Die Gummimuffe ist wiederum von einer Haltemuffe umschlossen, die einen geringeren Innendurchmesser aufweist als dem Außendurchmesser der Gummimuffe entspricht und im Übrigen vorzugsweise an der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt ist. Wenigstens der kreiszylinderförmige Innendurchmesser der Gummimuffe weist Ausformungen auf, die sich an der runden Drehstabaußenfläche durch Verformung derart abstützen, dass Gummimasse in die zwischen den Ausformungen der zwischenstehenden Hohlräume im Gummikörper gepresst wird. Die Ausnehmungen können dabei als Längsnuten ausgebildet sein, welche in axialer Richtung von zumindest in Umfangsrichtung verlaufenden Querrippen begrenzt sind. Auch bei dieser Gummimuffe ist der Drehstab nur sehr aufwändig in der Gummimuffe anzuordnen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lagerelement, insbesondere zur Lagerung eines Lenkerelements eines Fahrwerks für einen Kraftwagen, derart weiter zu entwickeln, dass die Montage eines zu lagernden Bauteils in der Lageraufnahme des Lagerelements vereinfacht ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Lagerelement, insbesondere zur Lagerung eines Lenkerelements eines Fahrwerks für einen Kraftwagen, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Ein solches Lagerelement, insbesondere zur Lagerung eines Lenkerelements eines Fahrwerks für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, umfasst ein elastisches Element. Das elastische Element weist eine Lageraufnahme zum Aufnehmen eines Lagerteils eines über das Lagerelement zu lagernden Bauteils, insbesondere des Lenkerelements, auf. Die Lageraufnahme ist in radialer Richtung der Lageraufnahme von einer Innenumfangsfläche des elastischen Elements begrenzt.
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Erfindungsgemäß ist die Innenumfangsfläche mit zumindest einer über die vollständige axiale Erstreckung der Lageraufnahme verlaufenden Ausnehmung versehen. Dies bedeutet, dass die Ausnehmung, welche in radialer Richtung von einem Boden der Ausnehmung begrenzt ist, wobei der Boden gegenüber der Innenumfangsfläche in radialer Richtung zurück versetzt ist, unterbrechungsfrei über die gesamte axiale Erstreckung der Innenumfangsfläche verläuft. Das heißt, die Nut ist in ihrer Erstreckung, insbesondere in axialer Richtung, unbegrenzt. Es sind dabei keine Wandungen des elastischen Elements vorgesehen, welche die Nut unterbrechen bzw. begrenzen. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Lagerteil über die gesamte axiale Erstreckung der Innenumfangsfläche, insbesondere der Lageraufnahme, an der Innenumfangsfläche abzustützen ist.
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Durch die entsprechend unterbrechungsfreie Ausgestaltung der Ausnehmung, welche beispielsweise als Nut ausgebildet ist, weist das elastische Element, welches beispielsweise zumindest im Wesentlichen aus Gummi gebildet ist, eine besonders hohe Flexibilität auf. Dadurch kann das Lagerteil auf einfachere und damit auf besonders zeit- und kostengünstige Weise in der Lageraufnahme angeordnet werden. Somit ist das Lagerelement einfacherer an dem Lagerteil zu montieren. Die Ausnehmung bewirkt dabei, dass sich das elastische Element während des Anordnens des Lagerteils in der Lageraufnahme, wobei das elastische Element beispielsweise auf das Lagerteil aufgepresst wird, in radialer Richtung aufweiten kann. So kann das elastische Element besonders einfach auf dem Lagerteil angeordnet werden.
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Bei dem Lagerteil handelt es sich beispielsweise um einen Zapfen, auf welchen das elastische Element anzuordnen, insbesondere in axialer Richtung der Lageraufnahme aufzupressen ist.
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Bevorzugt sind eine Mehrzahl von Ausnehmungen der Innenumfangsfläche vorgesehen, welche über die vollständige axiale Erstreckung der Lageraufnahme verlaufen. Dadurch ist eine besonders hohe Flexibilität des elastischen Elements dargestellt, so dass das Lagerteil auf besonders zeit- und kostengünstige Weise montiert werden kann. Die Ausnehmungen sind dabei beispielsweise in Umfangsrichtung des elastischen Elements zumindest im Wesentlichen gleichmäßig verteilt angeordnet. Ein weiterer Vorteil der Ausnehmung bzw. der Ausnehmungen ist, dass dadurch Montagekräfte zum Anordnen des Lagerteils in der Lageraufnahme gering gehalten werden können. So wird das Lagerteil, insbesondere der Zapfen, geschont und die Gefahr einer Beschädigung des Lagerteils bei der Montage ist besonders gering.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind jeweilige Erstreckungen der Ausnehmungen in Umfangsrichtung voneinander unterschiedlich ausgebildet. Mit anderen Worten weisen zumindest zwei der Ausnehmungen voneinander unterschiedliche Breiten auf. Dadurch können die Ausnehmungen dazu genutzt werden, das elastische Element und darüber des gesamte Lagerelement in einer Vulkanisationsform sowie in einer Montagevorrichtung insbesondere in Umfangsrichtung des Lagerelements exakt und definiert auszurichten und zu positionieren.
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Die Vulkanisationsform dient beispielsweise dazu, das elastische Element des Lagerelements mit einer das elastische Element zumindest bereichsweise außenumfangsseitig aufnehmenden Lagerhülse des Lagerelements, in der das elastische Element zumindest bereichsweise angeordnet ist, zu verbinden. Dabei wird das elastische Element mit der beispielsweise aus Metall gebildeten Lagerhülse vulkanisiert und fest verbunden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Vorderansicht eines Lagerelements zur Lagerung eines Querlenkers eines Fahrwerks für einen Personenkraftwagen, mit einer Außenhülse und mit einem in der Außenhülse aufgenommenen Gummielement, das eine Lageraufnahme aufweist, in welcher ein Zapfen des Querlenkers anzuordnen ist;
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2 eine schematische Längsschnittansicht des Lagerelements gemäß 1 in einem der Schnittlinie B1-B1;
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3 eine schematische Perspektivansicht einerweiteren Ausführungsform des Lagerelements gemäß den 1 und 2;
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4 eine schematische Vorderansicht des Lagerelements gemäß 3;
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5 eine schematische Längsschnittansicht des Lagerelements gemäß 4 entlang der Schnittlinie A1-A1; und
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6 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines Querlenkers eines Fahrwerks für einen Personenkraftwagen mit einem Zapfen, auf welchen das Lagerelement gemäß den 3 bis 5 aufgepresst ist.
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Die 1 zeigt ein Lagerelement 10, über welches beispielsweise ein Querlenker eines Fahrwerks für einen Personenkraftwagen an der Karosserie des Personenkraftwagens gelagert werden kann. Das Lagerelement 10 umfasst eine sich in axialer Richtung verjüngende Außenhülse 12, welche eine Aufnahme aufweist. Die Aufnahme der Außenhülse 12, welche beispielsweise aus Metall gebildet ist, ist in radialer Richtung durch eine Innenumfangsfläche der Außenhülse 12 begrenzt. Die Außenhülse 12 ist beispielsweise aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, oder aus Stahl gebildet. In der Aufnahme der Außenhülse 12 ist ein Gummielement 14 als elastisches Element angeordnet. Das Gummielement 14 weist eine so genannte Lagerbohrung 16 auf. Die Lagerbohrung 16 ist dabei eine Lageraufnahme, in welcher ein Zapfen des Querlenkers anzuordnen ist. Die Lagerbohrung 16 ist dabei in radialer Richtung von einer Innenumfangsfläche 18 des auch als Gummilagerkern bezeichneten Gummielements 14 begrenzt.
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Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, ist die Lagerbohrung 16 bezogen auf die axiale Erstreckung der Lagerbohrung 16 gestuft ausgebildet. Dabei weist die Lagerbohrung 16 einen ersten Lagerbereich 20 auf, welcher einen geringeren Durchmesser aufweist als ein sich in axialer Richtung an den ersten Lagerbereich anschließender zweiter Lagerbereich 22 der Lagerbohrung 16.
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Wie insbesondere der 1 zu entnehmen ist, ist die Innenumfangsfläche 18 mit Nuten 24 versehen, welche in Umfangsrichtung der Lagerbohrung 16 in paarweisen Abständen von 90° gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Nuten sind dabei in radialer Richtung durch jeweilige Nutenböden begrenzt, wobei die Nutenböden in radialer Richtung gegenüber der Innenumfangsfläche 18 zurückversetzt sind. Die Nuten 24 erstrecken sich dabei über die vollständige axiale Erstreckung der Lagerbohrung 16. Dies bedeutet, dass die Nuten 24 unterbrechungsfrei ausgebildet sind. Vorliegend sind die Nuten 24 als Längsnuten ausgebildet, die sich in axialer Richtung gerade, insbesondere geradlinig, erstrecken.
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Die Nuten 24 werden auch als Flexibilitätsnuten bezeichnet, da sie es ermöglichen, dass sich das Gummielement 14 beim Aufpressen auf den Zapfen des Querlenkers in radialer Richtung aufweiten kann. Dadurch ist eine zeit- und kostengünstige Montage des Lagerelements 10 auf dem Zapfen des Querlenkers ermöglicht.
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Das Gummielement 14 ist ferner stirnseitig mit Fasen 26 versehen, welche das Anordnen und damit das Aufpressen des Lagerelements 10 auf den Zapfen vereinfachen. Alternativ oder zusätzlich zu den Fasen 26 können auch Radien vorgesehen sein. Die Fasen 26 dienen dabei insbesondere dazu, die Spannungen gering zu halten.
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Bei dem Lagerelement 10 gemäß den 1 und 2 mit der gestuften Lagerbohrung 16 wird beispielsweise das Gummielement 14 als Strangpressprofil mit einer zentralen Durchgangsöffnung ausgebildet. Die zentrale Durchgangsöffnung, aus welcher später die Lagerbohrung 16 ausgebildet wird, weist dabei zunächst noch einen geringeren Durchmesser auf als die angestrebte Lagerbohrung 16. Die gestufte Lagerbohrung 16 sowie die zum Aufpressen vorteilhaften Fasen 26 oder Radien werden anschließend nach dem Strangpressen durch spanende Bearbeitung des Gummielements 14 ausgebildet. Ebenso Ist es möglich, dass das Gummielement 14 als Gussbauteil, beispielsweise durch Spritzgießen, ausgebildet ist.
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Wenigstens zwei der Nuten 24 weisen dabei unterschiedliche Erstreckungen in Umfangsrichtung, das heißt unterschiedliche Breiten auf. Dadurch ist es möglich, das Lagerelement 10 in einer Vulkanisationsform und/oder in einer Montagevorrichtung in Umfangsrichtung exakt auszurichten und zu positionieren. Mittels der Vulkanisationsform wird das Gummielement 14 beispielsweise durch Vulkanisieren mit der Außenhülse 12 verbunden.
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In radialer Richtung zwischen dem Gummielement 14 und der Außenhülse 12 sind Ausnehmungen 28 und somit Zwischenräume vorgesehen, durch welche eine vorteilhafte Drehelastizität des Lagerelements 10 in Umfangsrichtung bewirkt ist. Durch entsprechende Ausgestaltungen der Ausnehmungen 28 kann die Drehelastizität und damit die Tordierbarkeit des Lagerelements 10 bzw. des Gummielements 14 relativ zur Außenhülse 12 eingestellt werden.
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Die 3 bis 6 zeigen eine alternative Ausführungsform des Lagerelements 10, bei welchem die Lagerbohrung 16 in axialer Richtung zumindest im Wesentlichen gerade ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die Innenumfangsfläche 18 in radialer Richtung zumindest im Wesentlichen auf derselben Höhe ausgebildet ist. Dabei kann das Gummielement 14 als Strangpressprofil mittels eines Strangpressprozesses hergestellt werden. Lediglich die zum Aufpressen vorteilhaften Fasen 26 oder Radien sind anschließend durch spanende Bearbeitung auszubilden.
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Die unterschiedlichen Breiten der Nuten 24 sind in der 4 durch unterschiedliche Radien r1 und r2 angedeutet. Übergangskanten 30 von der Innenumfangsfläche 18 zu den jeweiligen Nuten 24 sind dabei durch einen geringen Radius abgerundet, um Spannungen gering zu halten.
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Das Gummielement 14 weist zudem axiale Abstützflächen 32 auf, über welche das Lagerelement 10 in axialer Richtung abgestützt werden kann. Dadurch ist eine weiche und flexible Abstützung in radialer Richtung geschaffen, bei welcher das Lagerelement 10 über das weiche und elastische Gummielement 14 und nicht etwa über die demgegenüber härtere Außenhülse 12 abgestützt werden kann.
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Wie anhand der 6 zu entnehmen ist, wird das Lagerelement 10 in einer durch einen Richtungspfeil 34 angedeutete Richtung auf den mit 36 bezeichneten Zapfen des mit 38 bezeichneten Querlenkers ausgepresst. Wie ebenso der 6 zu entnehmen ist, ist die Außenhülse 12 in axialer Richtung verjüngend ausgebildet. Ein weiterer Vorteil der unterschiedlichen Breite der Nuten 24 ist, dass das Lagerelement 10 auch in einer Montagevorrichtung zum Aufpressen des Lagerelements 10 auf den Zapfen 36 definiert ausgerichtet und positioniert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lagerelement
- 12
- Außenhülse
- 14
- Gummielement
- 16
- Lagerbohrung
- 18
- Innenumfangsfläche
- 20
- erster Lagerbereich
- 22
- zweiter Lagerbereich
- 24
- Nut
- 26
- Fase
- 28
- Ausnehmung
- 30
- Übergangskante
- 32
- Abstützfläche
- 34
- Richtungspfeil
- 36
- Zapfen
- 38
- Querlenker
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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