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Die Erfindung betrifft eine Lagerbuchse für ein Sackloch, insbesondere für ein Sackloch eines Lenkgetriebegehäuses. Die Lagerbuchse umfasst einen Kern und einen Elastomerkörper, welcher an einer Außenfläche des Kerns befestigt ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Lenkgetriebeaufhängung für ein Fahrzeug, welche ein Lenkgetriebegehäuse, eine Karosserie, ein Befestigungselement und die oben genannte Lagerbuchse umfasst.
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Das Lenkgetriebe soll in der Regel schwingungstechnisch von der Karosserie entkoppelt werden. Dazu sind Lagerbuchsen oder Entkopplungselemente bekannt, wie sie beispielsweise in der
DE 10 2012 024 653 A1 beschrieben werden. Darin werden zwei außen ungehärtete Buchsen gegeneinander in einem Durchgangsloch in der Karosserie verschraubt. Die beiden Buchsen weisen Krägen auf, welche jeweils an der Außenseite des Durchgangslochs vorgesehen werden, so dass ein Herausrutschen der beiden Buchsen verhindert wird, obwohl kein Presssitz für den Festsitz sorgt. Es sind folglich hier zwei Buchsen notwendig, um ein Herausrutschen zu verhindern.
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Ferner sind Lösungen bekannt, in denen die Buchsen Elemente enthalten, welche im verbauten Zustand größer sind als die vorgesehene Befestigungsbohrung und somit nach der Montage das axiale Herausrutschen verhindern bzw. in der Lage sind eine ausreichende axiale Steifigkeit zu generieren.
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Weil immer ein Teil der Buchse größer ist als die Bohrung, ist eine Montage der Buchse in einem Sackloch nicht möglich, sondern die Montage muss stets in einem Durchgangsloch erfolgen. Verschiedene Arten von Buchsen für Durchgangslöcher sind aus
EP 1 505 311 A1 ,
DE 42 15 627 C1 und
US 2 221 884 A bekannt.
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DE 10 2005 030 763 A1 offenbart eine Montagehalterung mit einer Aufnahmeeinrichtung für ein Lenkradgetriebe.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagerbuchse oder eine Lenkgetriebeaufhängung vorzusehen, welche eine kompaktere Bauart hat und somit platzsparender ist, wobei die Lagerbuchse ähnlich gute Entkopplungseigenschaften aufweist, wie bekannte Lagerbuchsen.
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Die Aufgabe wird durch die Lagerbuchse gemäß Anspruch 1 sowie durch die Lenkgetriebeaufhängung gemäß Anspruch 8 gelöst.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Die Erfindung befasst sich mit einer Lagerbuchse für ein Sackloch, insbesondere ein Sackloch eines Lenkgetriebegehäuses. Die Lagerbuchse umfasst einen Kern, einen Elastomerkörper und eine Vormontagehülse. Der Kern hat ein erstes axiales Ende sowie ein zweites axiales Ende und weist einen Kragen auf, welcher an einem ersten axialen Ende in einer radialen Richtung von dem Kern vorsteht. Der Elastomerkörper ist an einer Außenfläche des Kerns befestigt und weist einen ersten Axialanschlag, einen zweiten Axialanschlag und einen zentralen Abschnitt auf. Die Vormontagehülse umgibt den zentralen Abschnitt des Elastomerkörpers. Der Kragen und die Vormontagehülse überlappen in der radialen Richtung in einem Überlappungsbereich. Der erste Axialanschlag erstreckt sich zumindest in dem Überlappungsbereich zwischen dem Kragen und der Vormontagehülse. Der zweite Axialanschlag erstreckt sich parallel zu dem ersten Axialanschlag. Die Vormontagehülse weist die Form eines Hohlzylinders auf, wobei ein Außendurchmesser der Lagerbuchse durch die Vormontagehülse definiert ist.
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Die Erfindung befasst sich außerdem mit einer Lenkgetriebeaufhängung für ein Fahrzeug, welche ein Lenkgetriebegehäuse mit einem Sackloch, eine Karosserie, eine Lagerbuchse, so wie sie oben beschrieben wurde, und ein Befestigungselement umfasst. Die Lagerbuchse ist mittels eines Formschlusses zwischen dem Sackloch und Vormontagehülse in dem Sackloch gehalten. Die Vormontagehülse wiederum ist mittels Presspassung im Sackloch befestigt. Der Kern der Lagerbuchse ist mittels des Befestigungselements an der Karosserie befestigt.
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Vorteil der Erfindung ist, dass das Sackloch als auch die Lagerbuchse in der axialen Richtung kurz und damit platzsparend ausgebildet werden können. Zudem ist es zur Befestigung des Lenkgetriebes nicht wie im Stand der Technik aufgrund der Befestigung der Lagerbuchse mittels Formschluss durch zwei Kragen notwendig, zwei Buchsen zu verwenden, sondern es genügt die Verwendung einer Lagerbuchse gemäß vorliegender Erfindung. Somit ergibt sich neben einer geringeren axialen Ausdehnung und damit einer Platzeinsparung auch eine Materialeinsparung, da nur eine Lagerbuchse verwendet werden muss.
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Gleichzeitig weist die Lagerbuchse, da diese außen ungehaftet ist, eine große Designfreiheit beim Elastomerkörper auf. So kann eine hohe axiale Steifigkeit dargestellt werden, welche durch die Verwendung der Vormontagehülse im Zusammenspiel mit dem ersten Axialanschlag und dem zweiten Axialanschlag bereitgestellt wird. Bei einer in axialer Richtung wirkenden Kraft auf die Lagerbuchse wird die Vormontagehülse unter Zwischenschaltung des ersten Axialanschlags gegen den Kragen gepresst, so dass sich dadurch eine hohe axiale Steifigkeit ergibt bzw. eine ausgeprägte Steifigkeitsprogression eingestellt werden kann. Bei einer Einwirkung einer axialen Kraft in die entgegengesetzte Richtung trägt der zweite Axialanschlag zu der axialen Steifigkeit und dessen Steifigkeitsprogression bei. Die Verwendung einer Vormontagehülse im Zusammenhang mit einer hohen axialen Steifigkeit, welche durch das Vorsehen des ersten und zweiten Axialanschlags bereitgestellt wird, kann auch in einem Sackloch eine außen ungehärtete Buchse verliersicher montiert werden. Nicht das ungehärtete Festsitzen des Elastomers in dem Auge des Sacklochs ist maßgeblich für die Auspresskraft, d. h. diejenige Kraft, die notwendig ist, die Lagerbuchse aus dem Sackloch zu treiben, sondern der Festsitz der Vormontagehülse im Auge des Sacklochs.
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Die Lenkgetriebeaufhängung im Fahrzeug befasst sich mit der Befestigung eines Lenkgetriebegehäuses bzw. eines Lenkgetriebes mit einem Gehäuse an einer Karosserie des Fahrzeugs. Dazu können gewöhnliche Lenkgetriebe bzw. Karosserien verwendet werden. Jedoch weist bei der Erfindung das Lenkgetriebegehäuse ein Sackloch auf, mittels welchem das Lenkgetriebegehäuse an der Karosserie befestigt wird. Dazu ist erfindungsgemäß eine Lagerbuchse vorgesehen, welche durch Presspassung, die auch als ungehärteter Festsitz oder Übermaßpassung bezeichnet werden kann, in dem Sackloch gehalten wird. Somit wird die Lagerbuchse nicht weiter mit dem Sackloch verbunden, sondern wird allein durch die Reibungskraft in dem Sackloch gehalten. Der Kern der Lagerbuchse wird mittels eines Befestigungselements an der Karosserie befestigt.
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Im Querschnitt kann das Sackloch durch eine Basis beschrieben werden, welche an den jeweiligen Enden einen vorstehenden Bereich im Querschnitt zeigt. Dieser vorstehende Bereich ist perspektivisch gesehen ein Zylinder, der von der Basis vorsteht. Der zylindrische Bereich umgibt im montierten Zustand vorzugsweise in einer Umfangsrichtung die Lagerbuchse. In den durch die Basis und den zylindrischen Bereich definierten Hohlraum wird die Lagerbuchse eingeführt und durch Presspassung gehalten. Insbesondere wird die Vormontagehülse durch Presspassung an dem zylindrischen Bereich des Sacklochs gehalten. Die Vormontagehülse liegt somit an dem zylindrischen Bereich an.
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Die Lagerbuchse und/oder das Sackloch können rotationssymmetrisch aufgebaut sein. Die Lagerbuchse kann auch als Entkopplungselement bezeichnet werden und dient zur Entkopplung von Schwingungen zwischen dem Lenkgetriebegehäuse und der Karosserie.
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Der Kern kann rotationssymmetrisch, insbesondere zu einer zu der axialen Richtung parallelen Achse, aufgebaut sein. Der Kern weist insbesondere eine zentrale Bohrung auf, die sich in der axialen Richtung, insbesondere vollständig, durch den Kern erstreckt und bevorzugt mit einem Innengewinde versehen ist. Durch diese Bohrung kann ein Befestigungsmittel durchgeführt werden, mittels welchem der Kern an der Karosserie befestigt werden kann. Bevorzugt wird eine Schraube von der Karosserie aus in den mit einem Innengewinde versehenen Kern eingeschraubt. Das Befestigungsmittel kann eine Schraube oder einen Bolzen umfassen. Das Befestigungsmittel ist jedoch nicht zwingend eine Schraube oder ein Bolzen; der Kern kann über andere Befestigungsmittel an der Karosserie befestigt werden.
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In der axialen Richtung weist der Kern ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende auf. Der Kern wird vorzugsweise mit dem ersten axialen Ende in das Sackloch eingeführt, so dass das erste axiale Ende des Kerns benachbart oder in Kontakt zu der Basis des Sacklochs angeordnet ist.
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An dem ersten axialen Ende weist der Kern einen Kragen auf, der in der radialen Richtung, also senkrecht zur axialen Richtung, von dem Kern vorsteht. Der Kern kann somit im Querschnitt T-förmig ausgebildet sein. Der Kragen kann auch als Flansch oder sich in der Umfangsrichtung erstreckender Vorsprung betrachtet werden. Der Kragen ist vorzugsweise in der Umfangsrichtung durchgehend vorgesehen, kann jedoch Aussparungen in der Umfangsrichtung aufweisen. Der Kern weist neben dem Kragen eine Außenfläche auf, welcher auch als Mantelfläche des Kerns bezeichnet werden kann. Der Kragen steht im Vergleich zu der Außenfläche des Kerns radial vor. Die Außenfläche definiert eine Zylinderfläche, insbesondere eines Zylinders mit einem Kreis als Grundfläche. Alternativ kann diese Grundfläche aber z.B. auch oval ausgeführt sein.
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Der Elastomerkörper dient zur Entkopplung von Schwingungen. Somit kann unter einem Elastomerkörper jeder Körper und jedes Material verstanden werden, mittels wessen Schwingungen gedämpft oder absorbiert werden können. Insbesondere ist der Elastomerkörper federnd ausgebildet, das heißt, er kann reversibel unter Erzeugung einer Rückstellkraft komprimiert und gestreckt werden. Der Elastomerkörper ist an der Außenfläche des Kerns befestigt, insbesondere ist der Elastomerkörper an der Außenfläche des Kerns festhaftend anvulkanisiert.
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Der Elastomerkörper kann rotationssymmetrisch, insbesondere zu einer zu der axialen Richtung parallelen Achse, aufgebaut sein. Der zentrale Abschnitt ist insbesondere direkt an der Außenfläche des Kerns befestigt und erstreckt sich vorzugsweise in der Umfangsrichtung als auch in der axialen Richtung an der Außenfläche des Kerns. Zur Entkopplung von Schwingungen in der radialen Richtung ist in erster Linie der zentrale Abschnitt vorgesehen, welcher bei Schwingungen in der radialen Richtung komprimiert bzw. expandiert wird. Insbesondere bewegt sich bei Schwingungen in der radialen Richtung der Kern in der radialen Richtung gegenüber der Vormontagehülse und damit gegenüber des Sacklochs.
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Die Vormontagehülse kann rotationssymmetrisch, insbesondere zu einer zu der axialen Richtung parallelen Achse, aufgebaut sein. Die Vormontagehülse umgibt den zentralen Abschnitt des Elastomerkörpers in der Umfangsrichtung. Vorzugsweise umgibt die Vormontagehülse den zentralen Abschnitt des Elastomerkörpers vollständig in der Umfangsrichtung. Es können jedoch auch Ausnehmungen oder Aussparungen oder erhöhte Strukturen wie beispielsweise Längsrippen in der Vormontagehülse vorgesehen sein.
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Die Vormontagehülse liegt im eingebauten Zustand an der Innenwand des Sacklochs an, insbesondere an dem vorzugsweise zylindrischen Bereich des Sacklochs. Insbesondere ist ein Außendurchmesser der Vormontagehülse im unmontierten Zustand geringfügig größer als ein Innendurchmesser des Sacklochs, insbesondere des zylindrischen Bereichs, so dass die Vormontagehülse unter Presspassung in dem Sackloch befestigt werden kann. Die Vormontagehülse ist insbesondere derart fest ausgebildet, dass sie den dabei auftretenden Kräften widerstehen kann. Insbesondere ist die Vormontagehülse mit einer solchen Dicke vorgesehen und/oder aus einem solchen Material hergestellt, dass die Presspassung eine ausreichend hohe Auspresskraft erzeugt. Die Vormontagehülse kann aus Metall oder Kunststoff aufgebaut sein.
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Der Kragen und die Vormontagehülse überlappen radial, das heißt in der radialen Richtung wenigstens in dem Überlappungsbereich. Dies bedeutet, dass der Kragen einen sich in der radialen Richtung erstreckenden Außendurchmesser aufweist, der größer ist als ein sich in der radialen Richtung erstreckender Innendurchmesser der Vormontagehülse. Somit überlappen der Kragen und die Vormontagehülse in der radialen Richtung. Zumindest in diesem Überlappungsbereich ist zumindest teilweise der erste Axialanschlag des Elastomerkörpers zwischen dem Kragen und der Vormontagehülse vorgesehen. Bei Einwirkung einer in der axialen Richtung wirkenden Kraft wird somit die Vormontagehülse gegen den Kern und somit gegen den Kragen bewegt, wodurch der erste Axialanschlag komprimiert wird.
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Der erste Axialanschlag erstreckt sich, insbesondere auch vollständig, entlang einer ersten Seitenfläche des Kragens. Dabei kann die erste Seitenfläche des Kragens in der radialen Richtung vollständig durch den Elastomerkörper, insbesondere dem ersten Axialanschlag, bedeckt sein. Die Seitenfläche der Vormontagehülse, welche mit dem ersten Axialanschlag in Berührung steht, kann ebenfalls vollständig oder teilweise in der radialen Richtung und/oder in der Umfangsrichtung von dem ersten Axialanschlag bedeckt sein.
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Der zweite Axialanschlag erstreckt sich parallel zum ersten Axialanschlag, d. h. in der radialen Richtung. Der zweite Axialanschlag ist in der axialen Richtung zu dem ersten Axialanschlag benachbart angeordnet. Der zweite Axialanschlag trägt zu der axialen Steifigkeit bei, wenn eine Kraft in der axialen Richtung auf die Lagerbuchse einwirkt, die entgegengesetzt zu der Richtung ist, bei der der erste Axialanschlag komprimiert wird. Das Vorsehen des zweiten Axialanschlags im Zusammenspiel mit dem ersten Axialanschlag bedeutet, dass die Lagerbuchse in entgegengesetzten axialen Richtungen eine hohe axiale Steifigkeit aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass der zweite Axialanschlag an dem zweiten Ende des Kerns angeordnet ist.
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Vorzugsweise überlappt der zweite Axialanschlag in der radialen Richtung mit der Vormontagehülse und liegt insbesondere an einer Seitenfläche der Vormontagehülse an. Dies bedeutet, dass der zweite Axialanschlag einen Außendurchmesser in der radialen Richtung aufweist, welcher größer als der Innendurchmesser der Vormontagehülse ist. Der zweite Axialanschlag ist an dem zweiten Ende des Kerns vorgesehen, um gegen eine Fläche der Karosserie anzuliegen. Somit ist der zweite Axialanschlag im montierten Zustand der Lagerbuchse zwischen der Karosserie und der Vormontagehülse angeordnet und kann somit die axial einwirkende Kraft abstützen. Insbesondere kann der zweite Axialanschlag bündig mit einer Seitenfläche des Kerns an dem zweiten Ende ausgebildet sein. Der erste Axialanschlag und der zweite Axialanschlag sind somit an gegenüberliegenden Enden der Vormontagehülse vorgesehen.
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Der erste Axialanschlag und der zweite Axialanschlag erstrecken sich vorzugsweise kontinuierlich in der Umfangsrichtung. Der erste und zweite Axialanschlag können jedoch Aussparungen oder Ausnehmungen bzw. vorstehende Strukturen in der Umfangsrichtung aufweisen oder zum Beispiel oval ausgeführt sein.
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Es ist bevorzugt, dass der zweite Axialanschlag an einer Seitenfläche des Kragens angeordnet ist, welcher der Vormontagehülse abgewandt ist.
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Diese Seitenfläche wird im Folgenden als zweite Seitenfläche des Kragens bezeichnet. Vorzugsweise sind in dieser Ausführungsform die erste und die zweite Seitenfläche des Kragens zumindest in der Umfangrichtung und/oder in der radialen Richtung abschnittsweise mit dem Elastomerkörper bedeckt. Im eingebauten Zustand der Lagerbuchse liegt die zweite Seitenfläche des Axialanschlages an der Vormontagehülse, insbesondere an dessen Basis an. Somit ist der zweite Axialanschlag in dieser Ausführungsform zwischen dem Kragen und dem Sackloch vorgesehen, um axiale Kräfte aufzunehmen. Da der zweite Axialanschlag an der zweiten Seitenfläche des Kragens angeordnet ist, wird dieser komprimiert, wenn die Kraft in entgegengesetzter Richtung wirkt, verglichen mit einer Kraft zur Kompression des ersten Axialanschlags. Hinsichtlich der Dicke und Anordnung des zweiten Axialanschlags in dieser Ausführungsform gelten die im Zusammenhang mit dem ersten Axialanschlag ausgeführten Überlegungen.
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Es ist möglich, dass der Elastomerkörper ferner einen Radialanschlag aufweist, welcher an einer Umfangsfläche des Kragens angeordnet ist.
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Die Umfangsfläche des Kragens erstreckt sich insbesondere parallel zu der Außenfläche des Kerns. Die Umfangsfläche des Kragens kann vollständig, teilweise, in der Umfangsrichtung abschnittsweise oder nur an einzelnen Stellen mit dem Radialanschlag des Elastomerkörpers versehen sein. Insbesondere weist der Radialanschlag eine in der radialen Richtung erstreckende Dicke auf, die geringer ist als die sich in der radialen Richtung erstreckende Dicke des zentralen Abschnitts des Elastomerkörpers.
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Der Radialanschlag limitiert radiale Auslenkungen des Kerns gegenüber des Sacklochs. Zunächst wird der zentrale Abschnitt des Elastomerkörpers komprimiert und ab einer gewissen Kompression des zentralen Abschnitts tritt der Radialanschlag in Wechselwirkung mit dem Sackloch, insbesondere mit dem zylindrischen Bereich des Sacklochs. Der Radialanschlag kann somit in der radialen Richtung beabstandet zu dem Sackloch vorgesehen sein. Es jedoch auch möglich, dass der Radialanschlag permanent an dem Sackloch, insbesondere dem zylindrischen Bereich des Sacklochs anliegt. In dieser Ausführungsform hat der Radialanschlag in der Regel eine größere Dicke als wenn der Radialanschlag zu dem Sackloch in der radialen Richtung beabstandet ist.
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Es ist bevorzugt, dass Vormontagehülse frei von einer stoffeinheitlichen Verbindung mit dem Elastomerkörper ist. Die Vormontagehülse ist also nicht stoffeinheitlich mit dem Elastomerkörper verbunden, beispielsweise ist der Elastomerkörper nicht an der Vormontagehülse anvulkanisiert. Es liegt somit kein Stoffschluss zwischen Vormontagehülse und Elastomerkörper vor, allerdings kann ein Formschluss und/oder Kraftschluss vorgesehen sein.
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Dies bedeutet, dass die Vormontagehülse in der radialen Richtung am weitesten von dem Kern vorsteht. Somit berührt lediglich die Vormontagehülse in der radialen Richtung das Sackloch, d. h., nur die Vormontagehülse liegt an dem zylindrischen Bereich des Sacklochs an. In dieser Ausführungsform ist der Radialanschlag dann beabstandet zu dem Sackloch, insbesondere dem zylindrischen Bereich des Sacklochs angeordnet. In dieser Variante dient der Radialanschlag als Puffer, da er nur bei einer gewissen Auslenkung des Kerns gegenüber der Vormontagehülse zur Dämpfung von radialen Schwingungen beiträgt.
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Es ist bevorzugt, dass der Elastomerkörper einstückig ausgebildet ist oder dass der zweite Axialanschlag als separates Element nicht stoffeinheitlich mit dem zentralen Abschnitt ausgeführt ist.
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Dies hat den Vorteil, dass der zentrale Abschnitt, der erste Axialanschlag, der zweite Axialanschlag und/oder der Radialanschlag in einem Verfahrensschritt, beispielsweise in einem Spritzguss-Schritt, hergestellt werden können. Insbesondere wenn der zweite Axialanschlag an der zweiten Seitenfläche des Kragens angeordnet ist, wird der Radialanschlag vorgesehen, um eine Verbindung zwischen dem ersten Axialanschlag und dem zweiten Axialanschlag vorzusehen. Alternativ kann der zweite Axialanschlag als ein separates Element hergestellt sein und nicht stoffeinheitlich mit dem Rest des Elastomerkörpers, insbesondere mit dem zentralen Abschnitt, verbunden sein.
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Es ist bevorzugt, dass der zentrale Abschnitt des Elastomerkörpers nicht notwendiger weise rotationssymmetrisch ausgeführt wird, sondern vielmehr frei gestaltet ist. So kann er einen vorstehenden Bereich, der die Vormontagehülse berührt und einen rückstehenden Bereich aufweisen, der in der radialen Richtung von der Vormontagehülse beabstandet ist.
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Somit kann es mindestens einen Bereich an einer Innenfläche der Vormontagehülse geben, welcher nicht unmittelbar den Elastomerkörper, insbesondere dessen zentralen Abschnitt, in der radialen Richtung berührt. Diese Ausnehmung in einer Querschnittsansicht dient als Freiraum, in welchen der in der Regel inkompressible Elastomerkörper bei Kompression ausweichen kann. Der oder die rückspringenden Bereiche können in der axialen Richtung gesehen an dem axialen Ende der Vormontagehülse vorgesehen sein, es ist jedoch auch möglich, dass die rückspringenden Bereiche in der Mitte oder in der axialen Richtung beabstandet vorgesehen sind.
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Der Elastomerkörper kann rotationssymmetrisch, insbesondere zu einer zu der axialen Richtung parallelen Achse, aufgebaut sein. Es ist jedoch auch möglich, dass insbesondere der zentrale Abschnitt und insbesondere der vorstehende Bereich in der Umfangsrichtung gesehen nur abschnittsweise vorgesehen ist (beispielsweise gegenüberliegend). Auf diese Weise kann die Lagerbuchse in einer radialen Richtung eine andere Steifigkeit aufweisen als zum Beispiel in einer senkrecht dazu vorgesehenen radialen Richtung.
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Es ist bevorzugt, dass die Vormontagehülse einstückig oder mehrteilig ausgebildet ist.
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Die Lagerbuchse ist vorzugsweise vormontiert aufgebaut, d. h. die Vormontagehülse sitzt ortsfest auf dem Elastomerkörper und dem Kern. Dies gelingt insbesondere dann auf einfache Weise, wenn die Vormontagehülse einstückig ausgebildet ist und somit kraftschlüssig, beispielsweise durch Vorspannung des elastomeren zentralen Abschnittes in radialer Richtung gegen die Innenseite der Vormontagehülse, oder formschlüssig, beispielsweise durch die Anordnung des ersten und zweiten Axialanschlags auf beiden Seiten in der axialen Richtung gesehen, an der Vormontagehülse befestigt ist.
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Es ist auch möglich, dass die Vormontagehülse zwei-, drei- oder mehrteilig ausgebildet ist. In diesem Fall kann die Lagerbuchse auch in einem nicht vormontierten Zustand ausgebildet sein. In diesem Fall wird zur Montage der Lagerbuchse die Lagerbuchse erst vor Einpressen der Lagerbuchse in das Sackloch mit der Vormontagehülse bestückt. Um eine Vormontierbarkeit der Vormontagehülse bei mehrteiliger Ausbildung zu realisieren, können die einzelnen Teile der Vormontagehülse mittels eines O-Rings oder Schnappverbindungen miteinander verbunden werden. Dies gelingt insbesondere dann, wenn die Vormontagehülse aus Kunststoff ausgebildet ist. Zur Befestigung eines O-Ringes sind die Vormontagehülsen bevorzugt mit korrespondierenden Nuten versehen, in die der oder die O-Ringe eingelegt werden können, so dass ein Verpressen der Baugruppe in das Sackloch nicht durch den O-Ring behindert wird. So kann der O-Ring bei der Montage an der vormontierten Baugruppe verbleiben.
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Es ist bevorzugt, dass das Sackloch eine Basis mit einer Öffnung und einem von der Basis vorstehenden zylindrischen Bereich aufweist, wobei vorzugsweise das erste Ende des Kerns benachbart zu der Basis angeordnet ist und wobei beispielsweise der Außendurchmesser des Kragens größer als ein Innendurchmesser der Öffnung ist.
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Die Öffnung in der Basis kann vorteilhaft vorhanden sein, damit zum Beispiel Luft bei der Montage entweichen kann. Ferner könnte Sie dafür genutzt werden, um beispielsweise das Befestigungselement einfacher montieren zu können. In bevorzugter Ausführungsform wird das Lager jedoch fliegend gelagert und ausschließlich von der Karosserieseite aus verschraubt. Daher ist eine bevorzugte Form des Kernes mit einem Innengewinde versehen. Der Kragen des Kerns wird jedoch trotz der Öffnung durch Formschluss an der Basis des Sacklochs gehalten.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
- 1 eine Querschnittsansicht einer Lagerbuchse ohne Vormontagehülse;
- 2 eine Querschnittsansicht der Lagerbuchse gemäß 1 mit Vormontagehülse;
- 3 eine perspektivische Darstellung der Lagerbuchse gemäß 1 ohne Vormontagehülse;
- 4 eine Querschnittsansicht der Lagerbuchse gemäß 1 bis 3 in montiertem Zustand ohne Befestigungselement;
- 5 eine weitere Ausführungsform der Lagerbuchse in montiertem Zustand ohne Befestigungselement; und
- 6 eine weitere Ausführungsform der Lagerbuchse in montiertem Zustand ohne Befestigungselement.
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Eine Lagerbuchse 10 gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Kern 12, einen Elastomerkörper 14 und eine Vormontagehülse 16 auf. Die Lagerbuchse 10 ist vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei sich die Rotationsachse parallel zu einer axialen Richtung A erstreckt. Senkrecht zur axialen Richtung A erstreckt sich eine radiale Richtung R. Eine Umfangsrichtung U erstreckt sich um die axiale Richtung A und damit senkrecht zu der axialen Richtung A und der radialen Richtung R.
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Der Kern 12 weist ein erstes axiales Ende 18 und ein zweites axiales Ende 20 auf. Der Kern 12 ist optional rotationsymmetrisch aufgebaut. Der Kern 12 ist vorzugsweise mit einer zentralen Bohrung 22 versehen, welche sich in der axialen Richtung A vollständig durch den Kern 12 erstreckt. Diese zentrale Bohrung 22 kann ganz oder abschnittsweise mit einem Innengewinde 23 versehen sein. Durch oder in die zentrale Bohrung 22 kann ein in den Figuren nicht dargestelltes Befestigungsmittel geführt werden.
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An dem ersten axialen Ende 18 weist der Kern 12 einen Kragen 24 auf, welcher in der radialen Richtung R von dem zentralen Bereich von dem Kern 12 vorsteht. Der Kragen 24 weist eine erste Seitenfläche 26 und eine zweite Seitenfläche 28 auf, welche sich beide in der radialen Richtung R erstrecken. Der Kragen 24 weist ferner eine Umfangsfläche 30, welche die erste Seitenfläche 26 mit der zweiten Seitenfläche 28 verbindet. Die Umfangsfläche 30 erstreckt sich in der Umfangsrichtung U und ist insbesondere parallel zu der axialen Richtung A. Der Kern 12 weist ferner eine Außenfläche 32 auf, welche sich parallel zu der Umfangsfläche 30 erstreckt. Die Außenfläche 32 hat vorzugsweise eine zylindrische Form. Der Kragen 24 steht von der Außenfläche 32 in der radialen Richtung R vor.
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Der Elastomerkörper 14 weist einen zentralen Abschnitt 34, einen ersten Axialanschlag 36, einen zweiten Axialanschlag 38 und/oder einen Radialanschlag 40 auf. Der Elastomerkörper 14 kann ebenfalls rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Der Elastomerkörper 14 ist vorzugsweise einstückig ausgebildet, so dass der zentrale Abschnitt 34, der erste Axialanschlag 36, der zweite Axialanschlag 38 und/oder der Radialanschlag 40 miteinander verbunden sind. Alternativ kann der zweite Axialanschlag 38 als ein separates Element hergestellt sein und nicht stoffeinheitlich mit dem Rest des Elastomerkörpers 14, insbesondere mit dem zentralen Abschnitt 34, verbunden sein. Der zentrale Abschnitt 34, der erste Axialanschlag 36 und/oder der Radialanschlag 40 können in diesem Fall einstückig ausgebildet sein.
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Der Elastomerkörper 14, insbesondere der zentrale Abschnitt 34, ist an der Außenfläche 32 des Kerns 12 befestigt, insbesondere anvulkanisiert. Der zentrale Abschnitt 34 weist einen vorstehenden Bereich 42 auf und einen rückspringenden Bereich 44. Der vorstehende Bereich 42 steht in der radialen Richtung R weiter von der Außenfläche 32 des Kerns 12 vor als der rückspringende Bereich 44. Durch den rückspringenden Bereich 44 wird eine Ausnehmung in dem zentralen Abschnitt 34 des Elastomerkörpers 14 definiert. Die rückspringenden Bereiche 44 können in der axialen Richtung A an beiden Enden des vorstehenden Bereichs 42 vorgesehen sein und sich in der Umfangsrichtung U erstrecken. Es jedoch auch möglich, dass der rückspringende Bereich 44 an unterschiedlicher Stelle des zentralen Abschnitts 34 vorgesehen ist oder nur einseitig.
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Wie dies insbesondere in 3 dargestellt ist, kann der vorstehende Bereich 42 in der Umfangsrichtung U nur abschnittweise angeordnet sein, beispielsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Kerns 12. Auf diese Weise kann die Lagerbuchse 10 in einer radialen Richtung R eine andere Steifigkeit aufweisen als in einer senkrecht dazu vorgesehenen radialen Richtung R. Der rückspringende Bereich 44 erstreckt sich somit auch in der axialen Richtung A.
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Der erste Axialanschlag 36 steht in der radialen Richtung R von dem Kern 12 vor. Der erste Axialanschlag 36 liegt an der ersten Seitenfläche 26 des Kragens 24 an. Der erste Axialanschlag 36 erstreckt sich in der radialen Richtung R komplett entlang der ersten Seitenfläche 26 des Kragens 24. Er kann jedoch in einer anderen Ausführungsform in radialer Richtung R nur abschnittsweise ausgeführt sein. Der erste Axialanschlag 36 erstreckt sich vollständig in der Umfangsrichtung U, kann jedoch in einer anderen Ausführungsform auch nur abschnittsweise in der Umfangsrichtung U vorgesehen sein.
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Der zweite Axialanschlag 38 ist in der in 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform an dem zweiten Ende 20 des Kerns 12 vorgesehen. Der zweite Axialanschlag 38 erstreckt sich ebenfalls in der radialen Richtung R von dem Kern 12. Der zweite Axialanschlag 38 ist vorzugsweise bündig mit dem zweiten axialen Ende 20 des Kerns 12 vorgesehen. Der zweite Axialanschlag 38 erstreckt sich vollständig in der Umfangsrichtung U, kann jedoch in einer anderen Ausführungsform nur abschnittsweise in der Umfangsrichtung U vorgesehen sein.
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Der optional vorgesehene Radialanschlag 40 liegt an der Umfangsfläche 30 des Kragens 24 an. Die Dicke des Radialanschlags 40 in der radialen Richtung R ist geringer als die Dicke des vorstehenden Bereichs 42 ebenfalls in der radialen Richtung R gesehen.
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Die Vormontagehülse 16 hat eine hohlzylindrische Form und erstreckt sich in der Umfangsrichtung U um den zentralen Abschnitt 34. Die Vormontagehülse 16 ist vorzugsweise rotationssymmetrisch aufgebaut. Die Vormontagehülse 16 ist in der radialen Richtung A gesehen über dem vorstehenden Bereich 42 und dem rückspringenden Bereich 44 vorgesehen. Somit definiert der rückspringende Bereich 44 mit der Vormontagehülse 16 einen Hohlraum in dem Elastomerkörper 14, wohin der vorstehende Bereich 42 bei einer Kompression des Elastomerkörpers 14 in der radialen Richtung R ausweichen kann. Die Vormontagehülse 16 ist aus Kunststoff oder Metall gefertigt und ist in der in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform einteilig aufgebaut.
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Die Vormontagehülse 16 weist einen Innendurchmesser auf, welcher in der radialen Richtung R geringer ist als ein Außendurchmesser des Kragens 24. Somit überlappen die Vormontagehülse 16 und der Kragen 24 in der radialen Richtung R. In diesem als Überlappungsbereich bezeichneten Abschnitt in der radialen Richtung R ist zumindest der erste Axialanschlag 36 vorgesehen. Der erste Axialanschlag 36 berührt somit vorzugsweise eine Seitenfläche der Vormontagehülse 16, welche dem Kragen 24 zugewandt ist.
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Ein Außendurchmesser der Vormontagehülse 16 in der radialen Richtung R ist insbesondere größer als ein Außendurchmesser des ersten Axialanschlags 36, des zweiten Axialanschlags 38 und des Radialanschlags 40. Ein Außendurchmesser des zweiten Axialanschlags 38 ist größer als der Innendurchmesser der Vormontagehülse 16. Dies hat den technischen Effekt, dass, wenn der Kern 12 gegenüber der Vormontagehülse 16 in der axialen Richtung A ausgelenkt wird, entweder der erste Axialanschlag 36 oder der zweite Axialanschlag 38 komprimiert wird, wodurch die axiale Steifigkeit der Lagerbuchse 10 maßgeblich bereitgestellt wird.
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Die Vormontagehülse 16 ist im nicht-montierten Zustand formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Elastomerkörper 14 verbunden. Beispielsweise tragen der erste Axialanschlag 36 und der zweite Axialanschlag 38 zu dem Formschluss bei. Die Vormontagehülse 16 ist jedoch nicht stoffschlüssig mit dem Elastomerkörper 14, insbesondere mit dem zentralen Abschnitt 34, verbunden.
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4 zeigt einen montierten Zustand der Lagerbuchse 10. Ein Sackloch 50 bildet einen Teil eines Lenkgetriebegehäuses 52. Das Sackloch 50 und die Lagerbuchse bilden zusammen eine Lenkgetriebeaufhängung im Sinne der vorliegenden Erfindung. Weitere Teile des Lenkgetriebegehäuses 52 sind in 4 nicht dargestellt. Die Lagerbuchse 10 dient zur Befestigung des Lenkgetriebegehäuses 52 an einer Karosserie 54, welche ebenfalls lediglich schematisch dargestellt ist.
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Das Sackloch 50 weist eine Basis 56 mit einer Öffnung 58 und einen zylindrischen Bereich 60 auf. Die Basis 56 erstreckt sich in der radialen Richtung R, während sich der zylindrische Bereich 60 in der axialen Richtung A als auch in der Umfangsrichtung U erstreckt. Im Querschnitt sind die Basis 56 und der zylindrische Bereich 60 U-förmig, wie dies in 4 gut ersichtlich ist.
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Die Öffnung 58 ist koaxial zu der zentralen Bohrung 22 vorgesehen. Ein Innendurchmesser der Öffnung 58 ist größer als der Durchmesser der zentralen Bohrung 22, so dass ein Kopf eines nicht dargestellten Befestigungsmittels, wie beispielsweise eine Schraube oder ein Bolzen, an dem Kern 12 anliegen kann. Der Außendurchmesser des Kerns 12 ist größer als der Innendurchmesser der zentralen Bohrung 22, so dass der Kern 12 gegen die Basis 56 anliegen kann. Mittels der zentralen Bohrung 22 wird der Kern 12 an der Karosserie 54 befestigt. Alternativ kann die zentrale Bohrung 22 mit einem Innengewinde 23 versehen sein, durch welches eine Befestigung mit der Karosserie 54 erfolgen kann. Die Vormontagehülse 16 liegt an ihrer Außenfläche an einer Innenfläche des zylindrischen Bereichs 60 an. Der zweite Axialanschlag 38 ist zwischen der Vormontagehülse 16 und der Karosserie 54 eingeklemmt. Der Kragen 24 liegt insbesondere an der Basis 56 an.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Lagerbuchse 10. Diese Ausführungsform stimmt mit der Ausführungsform gemäß den 1 bis 4 überein, außer dass die Vormontagehülse 16 mehrteilig aufgebaut ist. In der dargestellten Variante weist die Vormontagehülse 16 zwei Halbschalen auf.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Lagerbuchse 10. Die Ausführungsform gemäß 6 stimmt mit den Ausführungsformen gemäß 1 bis 4 überein, bis auf die Anordnung des zweiten Axialanschlags 38. Dieser ist nicht an dem zweiten axialen Ende 20 des Kerns 12 vorgesehen, sondern zwischen der Basis 56 und der zweiten Seitenfläche 28 des Kragens 24.
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Die Funktionsweise der Lagerbuchse 10 ist wie folgt: Zur Montage der Lagerbuchse 10 in dem Sackloch 50 hat die Vormontagehülse 16 einen Außendurchmesser, welcher wenig größer als ein Innendurchmesser des zylindrischen Bereichs 60 ist.
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Somit kann die Lagerbuchse 10 durch Presspassung in dem Sackloch 50 gehalten werden.
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Um Schwingungen in der radialen Richtung R zu dämpfen, ist der zentrale Abschnitt 34 vorgesehen, welcher bei einer Auslenkung in der radialen Richtung R komprimiert wird. Insbesondere bewegt sich der Kern 12 gegenüber der Vormontagehülse 16. Um eine hohe Steifigkeit in der axialen Richtung A zu erzielen, sind der erste Axialanschlag 36 und der zweite Axialanschlag 38 vorgesehen. Bei einer in der axialen Richtung A einwirkenden Kraft wird entweder der erste Axialanschlag 36 zwischen dem Kragen 24 und der Vormontagehülse 16 komprimiert oder der zweite Axialanschlag 38 wird zwischen der Vormontagehülse 16 und der Karosserie 54 komprimiert. Alternativ in der Ausführungsform gemäß 6 wird der zweite Axialanschlag 38 zwischen dem Kragen 24 und der Basis 56 des Sacklochs 50 komprimiert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lagerbuchse
- 12
- Kern
- 14
- Elastomerkörper
- 16
- Vormontagehülse
- 18
- erstes axiales Ende
- 20
- zweites axiales Ende
- 22
- zentrale Bohrung
- 23
- Innengewinde
- 24
- Kragen
- 26
- erste Seitenfläche
- 28
- zweite Seitenfläche
- 30
- Umfangsfläche
- 32
- Außenfläche
- 34
- zentraler Abschnitt
- 36
- erster Axialanschlag
- 38
- zweiter Axialanschlag
- 40
- Radialanschlag
- 42
- vorstehender Bereich
- 44
- rückspringender Bereich
- 50
- Sackloch
- 52
- Lenkgetriebegehäuse
- 54
- Karosserie
- 56
- Basis
- 58
- Öffnung
- 60
- zylindrischer Bereich
- A
- axiale Richtung
- R
- radiale Richtung
- U
- Umfangsrichtung
