DE102014011414A1

DE102014011414A1 - Lageranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE102014011414A1
Application number: DE102014011414.7A
Authority: DE
Inventors: Petric Seipel
Original assignee: Henniges Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Bayrak Technik De GmbH
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2016-02-04

Abstract

Bei einer Lageranordnung mit wenigstens einem Drehlager, wenigstens einer Elastomermanschette sowie wenigstens einem zwischen dem Drehlager und der Elastomermanschette angeordneten Anschlussteil ist vorgesehen, dass das Anschlussteil mit dem Drehlager zusammenwirkende Rastmittel aufweist. Die Herstellung dieser Lageranordnung kann auf Basis einer besonders einfachen und kurzen Arbeitsschrittfolge erfolgen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit wenigstens einem Drehlager, wenigstens einer Elastomermanschette sowie wenigstens einem zwischen dem Drehlager und der Elastomermanschette angeordneten Anschlussteil. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Lageranordnung, bei dem ein Drehlager mittels wenigstens eines Anschlussteils in wenigstens eine Elastomermanschette eingesetzt wird.
Derartige Lageranordnungen sind insbesondere im Kraftfahrzeugbau zur Schwingungsdämpfung eingesetzte Gelenkwellenmittellager oder Kardanwellenzwischenlager, deren Elastomermanschetten für die Antriebswellen als Schwingungsdämpfer fungieren. Zur betriebssicheren Aufnahme des Drehlagers in der Elastomermanschette ist es bekannt, das Anschlussteil als hohlzylindrisches Bauteil auszubilden, auf dessen äußerer Mantelfläche die Elastomermanschette aufvulkanisiert wird, und dessen innere Mantelfläche als Übermaßpassung mit dem Lageraußenring des Drehlagers zu verpressen. Das Verpressen des Anschlussteiles mit dem Drehlager erfolgt regelmäßig unter Zuhilfenahme eines Gleitmittels. Insgesamt gestaltet sich die Herstellung derartiger Lageranordnungen aufwendig, da das Anschlussteil ein Kalibrieren seiner für die Übermaßpassung vorzubereitenden Passfläche erfordert. Auch erfordert das Aufvulkanisieren der Elastomermanschette auf das Anschlussteil den Einsatz eines Haftvermittlers und das Einpressen des Drehlagers in das Anschlussteil den Einsatz von Gleitmitteln.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung aufzuzeigen, deren Herstellung auf Basis einer besonders einfachen und kurzen Arbeitsschrittfolge erfolgen kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils auf diese Patentansprüche rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Lageranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das Anschlussteil mit dem Drehlager zusammenwirkende Rastmittel aufweist. Mit den Rastmitteln kann das Drehlager ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen und Hilfsstoffen im Anschlussteil festgesetzt werden. Außerdem sind gewichtsreduzierende Kunststoffe für die Ausbildung der Rastmittel prädestiniert, so dass das gesamte Anschlussteil vorzugsweise einstückig als ein spritzgegossenes Kunststoffteil hergestellt ist. Mit den Rastmitteln kann vorteilhaft auf die Ausbildung aufwendig zu kalibrierender Passflächen verzichtet werden. Selbstverständlich kann das Anschlussteil mit dem Drehlager zusammenwirkende Anschlagstrukturen aufweisen, die den Rastmitteln als Widerlager dienen.
Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist das Elastomer der Elastomermanschette auf das Anschlussteil aufvulkanisiert. Dazu ist das Anschlussteil vorzugsweise aus einem Kunststoff ausgebildet, welcher auf den Einsatz von Haftvermittlern zur Haftvermittlung zwischen der Elastomermanschette und dem Anschlussteil verzichten kann.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung weist die Elastomermanschette eine an den Rastmitteln ausgebildete Stützstruktur auf, mit welcher die Rastmittel vor Beschädigungen und unbeabsichtigten Betätigungen geschützt sind. Vorzugsweise ist mit der Stützstruktur eine peripher an den Rastmitteln anstehende Bettung ausgebildet, mit welcher eine Betätigung der Rastmittel und damit ein Herauslösen des Drehlagers aus dem Anschlussteil verhindert, zumindest jedoch maßgeblich erschwert wird.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Rastmittel des Anschlussteils und die Elastomermanschette gegeneinander verspannt. Dieser Verspannung zufolge fungieren die Rastnasen als Klemmbacken, mit denen das Drehlager im Anschlussteil nach Art einer Presspassung formschlüssig verklemmt ist. Um das Drehlager im Anschlussteil auch in axialer Richtung zu verklemmen, können die Rastnasen konisch ausgeformte Klemmflächen aufweisen, mit denen das Drehlager gegen eine im Anschlussteil ausgebildete Anschlagstruktur gedrückt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich hingegen dadurch aus, dass das Drehlager und das Anschlussteil zu einer Baueinheit miteinander verrastet werden. Mit der Verrastung kann das Drehlager besonders einfach und ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen oder Hilfsstoffen im Anschlussteil festgesetzt werden. Zum Verrasten werden das Drehlager und das Anschlussteil unter Aufbau mechanischer Rückstellkräfte in eine gemeinsame Raststellung hinein getrieben, wobei das Erreichen dieser Raststellung mit einer selbsttätigen Verriegelung durch die Rückstellkräfte quittiert wird. Zum Verrasten von Bauteilen erforderliche Maßtoleranzen liegen vorteilhaft über den für Übermaßpassungen erforderlichen Maßtoleranzen, so dass technisch aufwendige Kalibrierungsarbeiten entfallen können.
Nach einer ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf das Anschlussteil der Baueinheit wenigstens ein die Elastomermanschette ausformendes Elastomer aufvulkanisiert. Zum Aufvulkanisieren wird die Baueinheit in ein Formwerkzeug eingelegt, welches mit dem flüssigen Elastomer beaufschlagt wird und aus welchem die Baueinheit nach erfolgter Vulkanisation als fertige Lageranordnung wieder entnommen wird. Das Anschlussteil wird vorzugsweise aus einem Kunststoff spritzgegossen, mit welchem eine gute Möglichkeit besteht, das Anschlussteil und die Elastomermanschette auch ohne den Einsatz von Haftvermittlern stofflich aneinander zu binden.
Nach einer ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zwischen dem Drehlager und dem Anschlussteil hergestellte Verrastung durch die Vulkanisation des Elastomers in ihrer Funktion behindert. Für diese Behinderung wird der für das Verrasten erforderliche Bewegungsraum mit dem flüssigen Elastomer verfüllt. Das Verfüllen dieses Bewegungsraumes erfolgt dabei lediglich vorzugsweise durch die Beaufschlagung des Formwerkzeuges mit dem flüssigen Elastomer. Nach der Vulkanisation des den Bewegungsraum ausfüllenden Elastomers ist eine Betätigung der Verrastung und damit ein Herauslösen des Drehlagers aus dem Anschlussteil verhindert, zumindest jedoch maßgeblich erschwert.
Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zwischen dem Drehlager und dem Anschlussteil hergestellte Verrastung mit dem zu vulkanisierenden Elastomer druckumgeformt. Mit diesem so genannten Hydroforming werden das Drehlager und das Anschlussteil nach Art einer Presspassung formschlüssig miteinander verklemmt. Auf ein aufwendiges Verpressen kalibrierter Passflächen zu Übermaßpassungen kann mit Vorteil verzichtet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1: eine erfindungsgemäße Lageranordnung in einem Mittelschnitt;
2: eine perspektivische Ansicht eines Anschlussteils zur Herstellung der Lageranordnung gemäß 1;
3: eine perspektivische Ansicht des in einem ersten Verfahrensschritt zu einer Baueinheit erweiterten Anschlussteils gemäß 2; und
4: eine perspektivische Ansicht der in einem zweiten Verfahrensschritt zu der erfindungsgemäßen Lageranordnung erweiterten Baueinheit gemäß 3.
1 zeigt die erfindungsgemäße Lageranordnung mit einem Drehlager 1, einer Elastomermanschette 2 sowie einem zwischen dem Drehlager 1 und der Elastomermanschette 2 anordneten Anschlussteil 3, welches mit dem Drehlager 1 in einer Verrastung zusammenwirkende Anschläge 4 und Rastmittel 5 aufweist. Das Elastomer der Elastomermanschette 2 ist derart auf das Anschlussteil 3 aufvulkanisiert, dass mit der Elastomermanschette 2 eine an den Rastmitteln 4 ausgebildete Stützstruktur 6 ausgeformt ist.
Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Anschlussteils 3, welches drei rotationssymmetrisch an seinem Umfang verteilt angeordnete Anschläge 4 sowie drei, zwischen den Anschlägen 4 ebenfalls rotationssymmetrisch am Umfang verteilt angeordnete Rastmittel 5 aufweist. Die Rastmittel 5 weisen jeweils eine radial nach innen gerichtete Rastnase 7 auf.
Die 3 zeigt hingegen eine perspektivische Ansicht des in einem ersten Verfahrensschritt zu einer Baueinheit 8 erweiterten Anschlussteils 3. Dazu wurde das Drehlager 1 und das Anschlussteil 3 zu einer Baueinheit 8 miteinander verrastet. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.
4 zeigt schließlich eine perspektivische Ansicht der in einem zweiten Verfahrensschritt zu der erfindungsgemäßen Lageranordnung erweiterten Baueinheit 8 gemäß 3. Hierzu wurde auf das Anschlussteil 3 ein die Elastomermanschette 2 ausbildendes Elastomer mit Verstärkungen 9 aufvulkanisiert, mit deren Vulkanisation die zwischen dem Drehlager 1 und dem Anschlussteil 3 hergestellte Verrastung 10 in ihrer Funktion behindert ist. Gleiche Bauteile sind hier ebenfalls mit gleichen Bezugszahlen versehen.
Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.

Claims

Lageranordnung mit wenigstens einem Drehlager, wenigstens einer Elastomermanschette sowie wenigstens einem zwischen dem Drehlager und der Elastomermanschette angeordneten Anschlussteil, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil (3) mit dem Drehlager (1) zusammenwirkende Rastmittel (5) aufweist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer der Elastomermanschette (2) auf das Anschlussteil (3) aufvulkanisiert ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomermanschette (2) eine an den Rastmitteln (5) ausgebildete Stützstruktur (6) aufweist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastmittel (5) des Anschlussteiles (3) und die Elastomermanschette (2) gegeneinander verspannt sind.
Verfahren zur Herstellung einer Lageranordnung, bei dem wenigstens ein Drehlager mittels wenigstens eines Anschlussteils in wenigstens eine Elastomermanschette eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (1) und das Anschlussteil (3) zu einer Baueinheit (8) miteinander verrastet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Anschlussteil (3) der Baueinheit (8) wenigstens ein die Elastomermanschette (2) ausbildendes Elastomer aufvulkanisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen dem Drehlager (1) und dem Anschlussteil (3) hergestellte Verrastung (10) durch die Vulkanisation des Elastomers behindert wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen dem Drehlager (1) und dem Anschlussteil (3) hergestellte Verrastung (10) mit dem zu vulkanisierenden Elastomer druckumgeformt wird.