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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerbuchse, insbesondere ein Hilfsrahmenlager, aufweisend einen Kern, eine den Kern umgebende Außenhülse und einen Elastomerkörper, der den Kern und die Außenhülse elastisch miteinander verbindet, wobei in den Elastomerkörper eine Durchgangsöffnung eingebracht ist, innerhalb derer eine Wegbegrenzungseinrichtung angeordnet ist, die eine Bewegung des Kerns relativ zu der Außenhülse und umgekehrt begrenzt.
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Eine Lagerbuchse der eingangs genannten Art, insbesondere eine als Hilfsrahmenlager ausgebildete Lagerbuchse, wird zur schwingungstechnischen Entkopplung eines Fahrwerks von einer Karosserie eingesetzt. Zur Begrenzung der radialen Wege von Kern zur Außenhülse und umgekehrt ist es bekannt, Stopper in die Durchgangsöffnung einzusetzen, die den Freiweg von Kern zu Außenhülse und umgekehrt begrenzen. Die Stopper sind gegen ein Herausrutschen aus der Durchgangsöffnung zu sichern, da insbesondere bei der Überlagerung von radialen und axialen Kräften axiale Kräfte auf die Stopper wirken können.
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Hierzu ist es bekannt, die Stopper durch montierte Anschlagscheiben zur Übertragung der Kräfte in eine Radialrichtung und/oder eine Axialrichtung in Position zu halten und damit zu sichern. Fehlt die Anschlagscheibe oder hat diese zu wenig Überdeckung zum Stopper, so kann sich dieser während des Betriebs lösen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerbuchse zu schaffen, die eine verbesserte Befestigung einer Wegbegrenzungseinrichtung aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Lagerbuchse sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Eine Lagerbuchse, insbesondere ein Hilfsrahmenlager, weist einen Kern, eine den Kern umgebende Außenhülse und einen Elastomerkörper auf, der den Kern und die Außenhülse elastisch miteinander verbindet, wobei in den Elastomerkörper eine Durchgangsöffnung eingebracht ist, innerhalb derer eine Wegbegrenzungseinrichtung angeordnet ist, die eine Bewegung des Kerns relativ zu der Außenhülse und umgekehrt begrenzt, und wobei die Wegbegrenzungseinrichtung in der Durchgangsöffnung mittels einer Rastverbindung fixiert ist.
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Durch die Rastverbindung ist die Wegbegrenzungseinrichtung gegen eine Bewegung, insbesondere eine Bewegung in eine Axialrichtung, aus der Durchgangsöffnung gesichert. Somit wird ein Befestigungskonzept ohne Anschlagscheibe geschaffen, das die Wegbegrenzungseinrichtung innerhalb der Durchgangsöffnung fixiert und gegen eine Bewegung aus der Durchgangsöffnung sichert. Die Rastverbindung kann auch als Schnappverbindung oder Klipsverbindung bezeichnet werden.
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Die Lagerbuchse kann auch als Entkopplungselement, Elastomerbuchse oder Hilfsrahmenlager bezeichnet werden. Die Lagerbuchse dient zur Entkopplung der Schwingungen eines Fahrwerks einer Karosserie.
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Der Kern und die Außenhülse können rotationssymmetrisch oder asymmetrisch sein. Der Kern kann eine Durchgangsbohrung aufweisen, durch welche ein Befestigungsmittel, wie beispielsweise eine Schraube, hindurchgeführt werden kann, um die Lagerbuchse an einem Fahrwerk oder einer Karosserie zu befestigen. Die Außenhülse kann in ein am Fahrwerk oder der Karosserie ausgebildetes Aufnahmeauge eingepresst sein. Darüber hinaus kann die Außenhülse an einem axialen Ende einen umlaufenden Kragen aufweisen, der unter anderem als Anschlag beim Einpressen der Lagerbuchse in das Aufnahmeauge dient. Der Kern und die Außenhülse können aus Metall oder Kunststoff sein.
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Der Elastomerkörper ist vorteilhaft an eine Mantelfläche des Kerns und eine Innenmantelfläche der Außenhülse anvulkanisiert. Die in den ersten Elastomerkörper eingebrachte Durchgangsöffnung erstreckt sich vorteilhaft in eine Axialrichtung von einem ersten axialen Ende der Lagerbuchse bis zu einem zweiten axialen Ende der Lagerbuchse. Die Durchgangsöffnung unterteilt vorteilhaft den Elastomerkörper in zwei Elastomerabschnitte, wobei ein erster Elastomerabschnitt an einer Mantelfläche des Elastomerkörpers anliegt, und ein zweiter Elastomerkörperabschnitt an einer Innenmantelfläche der Außenhülse anliegt. Der zweite Elastomerkörperabschnitt kann wenigstens eine Wölbung aufweisen, die von der Außenhülse radial einwärts abragen kann. Die Wölbung kann auch als Progressionspuffer bezeichnet werden. Vorteilhaft weist der Elastomerkörper in Axialrichtung zwei sich gegenüberliegende Durchgangsöffnungen auf, die in eine Umfangsrichtung gesehen von dem Elastomerkörper getrennt sind. Der Elastomerkörper kann an den axialen Enden der Lagerbuchse jeweils eine umlaufende Vertiefung aufweisen.
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Die Wegbegrenzungseinrichtung kann auch als Anschlag oder Stopper bezeichnet werden. Bevorzugt ist die Wegbegrenzungseinrichtung innerhalb der in den Elastomerkörper eingebrachten Durchgangsöffnung angeordnet. Bevorzugt liegt die Wegbegrenzungseinrichtung an dem den Kern umgebenden Elastomerabschnitt an, so dass die Wegbegrenzungseinrichtung von dem an der Außenhülse anliegenden Elastomerabschnitt beabstandet sein kann. Die Wegbegrenzungseinrichtung kann aus einem Kunststoff, insbesondere einem duktilen Kunststoff sein.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Rastverbindung zwischen der Wegbegrenzungseinrichtung und dem Kern und/oder dem Elastomerkörper. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Rastverbindung geschaffen, die eine sichere und ausreichend feste Fixierung der Wegbegrenzungseinrichtung innerhalb der Durchgangsöffnung gewährleistet.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Wegbegrenzungseinrichtung, der Kern und/oder der Elastomerkörper wenigstens eine Rastnase auf, die in eine dazu korrespondierende Ausnehmung der Wegbegrenzungseinrichtung, des Kerns und/oder des Elastomerkörpers eingreift, oder die Wegbegrenzungseinrichtung, der Kern und/oder der Elastomerkörper weist wenigstens eine Rastnase auf, die an einem Vorsprung der Wegbegrenzungseinrichtung, des Kerns und/oder des Elastomerkörpers anliegt. Die wenigstens eine Rastnase kann auch als Rasthaken oder Schnapphaken bezeichnet werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Rastnase steif ausgebildet. Dadurch gibt die Rastnase beim Eingreifen in die Ausnehmung oder bei Anlage an den Vorsprung nicht nach.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Wegbegrenzungseinrichtung elastisch verformbar ausgebildet. Da die Wegbegrenzungseinrichtung elastisch verformbar und somit biegeweich ausgebildet ist, kann die Rastnase selbst steif ausgebildet sein. Dadurch wird die Nachgiebigkeit zum Einrasten der Rastnase in die Ausnehmung oder zum Hintergreifen des Vorsprungs aus der elastischen Verformbarkeit, also aus der Biegeweichheit der Wegbegrenzungseinrichtung, insbesondere derer des Ringelementes generiert.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Wegbegrenzungseinrichtung ein Ringelement und zwei sich gegenüberliegende, von dem Ringelement abragende Anschlagplatten auf. Vorteilhaft dienen die Anschlagplatten als Wegbegrenzer für eine Bewegung des Kerns relativ zu der Außenhülse und umgekehrt. Das Ringelement kann auch als Ringstruktur, und die Anschlagplatten können auch als Schwerter bezeichnet werden. Vorteilhaft ragen die Anschlagplatten in die Durchgangsöffnung hinein und schränken so den Freiweg des Kerns relativ zu der Außenhülse und umgekehrt ein. Weiterhin vorteilhaft ist das Ringelement auf ein axiales Ende des Kerns, insbesondere ein mit Elastomer ummanteltes axiales Ende des Kerns aufgepresst. Vorteilhaft ist das Ringelement innerhalb der an den axialen Enden der Lagerbuchse in den Elastomerkörper eingebrachten umlaufenden Vertiefung angeordnet.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Wegbegrenzungseinrichtung in die Durchgangsöffnung, insbesondere in die zwei sich gegenüberliegenden Durchgangsöffnungen eingesetzt, indem die beiden Anschlagplatten in die Durchgangsöffnung eingesetzt werden und das Ringelement auf einem axialen Ende des Kerns aufgepresst wird. Vorteilhaft wird das Ringelement auf einem mit einem Elastomer des Elastomerkörpers umgebenen axialen Ende des Elastomerkörpers aufgepresst. Beim Aufpressen des Ringelements auf dem axialen Ende des Kerns verformt sich das Ringelement elastisch, so dass die wenigstens eine Rastnase in einer an dem Kern und/oder dem Elastomerkörper ausgebildete Aussparung, Vorsprung und/oder einen Rücksprung einrasten beziehungsweise verrasten kann.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Ringelement elastisch verformbar ausgebildet, um die für die Montage der Wegbegrenzungseinrichtung, insbesondere der Rastnasen, erforderlichen elastischen Verformungen bereit zu stellen. Dadurch ist das Ringelement flexibel ausgebildet, insbesondere biegeweich ausgebildet, so dass in diesem bevorzugten Fall die wenigstens eine Rastnase direkt auf den Anschlagplatten liegen können, ohne dass die wenigstens eine Rastnase eine Nachgiebigkeit aufweisen muss.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Ringelement wenigstens zwei sich gegenüberliegende Rastnasen auf, die in korrespondierende Ausnehmungen des Kerns und/oder des Elastomerkörpers eingreifen und/oder die an einem Vorsprung des Kerns und/oder des Elastomerkörpers anliegen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jede der Anschlagplatten wenigstens eine Rastnase auf, die in korrespondierende Ausnehmungen des Kerns und/oder des Elastomerkörpers eingreifen und/oder die an einem Vorsprung des Kerns und/oder des Elastomerkörpers anliegen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Kern eine Erhebung in eine Radialrichtung auf, die in einer Axialrichtung gesehen die wenigstens eine Rastnase überdeckt. Dadurch müssen sich die Anschlagplatten beim Abziehen der Wegbegrenzungseinrichtung von dem Kern stark nach außen biegen. Somit ist eine gro-ße Kraft zum Abziehen der Wegbegrenzungseinrichtung von dem Kern erforderlich.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens eine Anschlagscheibe an einem axialen Ende des Kerns angeordnet. Die Anschlagscheibe kann im Querschnitt näherungsweise tellerförmig ausgebildet sein. Die Anschlagscheibe kann einen Bodenabschnitt und einen umlaufenden Randabschnitt aufweisen. Die Anschlagscheibe kann auch als Anschlagteller bezeichnet werden. Vorteilhaft ist die Anschlagscheibe mittels einer Pressverbindung mit dem Kern verbunden. Hierzu kann die Anschlagscheibe einen in Axialrichtung abragenden Kragen aufweisen, der in eine dazu korrespondierende, in den Kern eingebrachte Aussparung eingreift, insbesondere eingepresst ist. Vorteilhaft ragt der Kragen von dem Bodenabschnitt ab.
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Nachfolgend werden die Lagerbuchse sowie weitere Merkmale und Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt sind. Hierbei zeigen:
- 1 einen Querschnitt durch eine Lagerbuchse gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer Wegbegrenzungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine perspektivische Darstellung der in 1 gezeigten Wegbegrenzungseinrichtung;
- 3 einen Querschnitt durch eine Lagerbuchse gemäß einer zweiten Ausführungsform mit einer Wegbegrenzungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 4 eine perspektivische Darstellung der in 3 gezeigten Wegbegrenzungseinrichtung;
- 5 einen Querschnitt durch eine Lagerbuchse gemäß einer dritten Ausführungsform mit einer Wegbegrenzungseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 6 eine perspektivische Darstellung der in 5 gezeigten Wegbegrenzungseinrichtung; und
- 7 einen Querschnitt durch eine Lagerbuchse gemäß einer vierten Ausführungsform mit einer Wegbegrenzungseinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform.
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In 1 ist eine Lagerbuchse 10 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt, die zur schwingungstechnischen Entkopplung eines nicht dargestellten Fahrwerks an einer nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie dient.
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Die Lagerbuchse 10 weist einen Kern 12, eine den Kern 12 umgebende Außenhülse 14 und einen Elastomerkörper 16 auf, der den Kern 12 und die Außenhülse 14 elastisch miteinander verbindet.
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Der Kern 12 kann aus Metall oder Kunststoff oder ein Metall-Kunststoff-Hybrid sein. Der Kern 12 ist asymmetrisch ausgebildet und weist eine Durchgangsbohrung 18 auf, mittels derer die Lagerbuchse 10 an einem nicht dargestellten Fahrwerksteil oder einem Karosserieteil über ein nicht dargestelltes Befestigungsmittel befestigbar ist. Wie zudem in 1 ersichtlich ist, weist der Kern mittig eine Aussparung 20 auf, innerhalb derer ein Abschnitt des Elastomerkörpers 16 angeordnet ist.
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Die Außenhülse 14 kann aus Metall oder Kunststoff sein. Die Außenhülse 14 ist asymmetrisch ausgebildet und weist endseitig einen Kragen 22 auf, der als Anschlag beim Einsetzen, insbesondere Einpressen der Lagerbuchse 10 in ein nicht dargestelltes Aufnahmeauge eines Fahrwerksteils oder Karosserieteils dient.
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Der Elastomerkörper 16 ist vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Kern 12 und der Außenhülse 14 verbunden; insbesondere ist der Elastomerkörper 16 an einer Mantelfläche 24 des Kerns 12 und an einer Innenmantelfläche 26 der Außenhülse 14 anvulkanisiert.
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In Axialrichtung A gesehen weist der Elastomerkörper 16 zwei sich gegenüberliegende Durchgangsöffnungen 28a, 28b auf, die sich in Axialrichtung A durch den Elastomerkörper 16 hindurch erstrecken. Die Durchgangsöffnungen 28a, 28b unterteilen den Elastomerkörper 16 in einen ersten Elastomerkörperabschnitt 30, der an der Mantelfläche 24 anliegt beziehungsweise anvulkanisiert ist und einen zweiten Elastomerkörperabschnitt 32, der an der Innenmantelfläche 26 anliegt beziehungsweise anvulkanisiert ist. Der zweite Elastomerkörperabschnitt 32 weist mittig eine radial einwärts gerichtetes, gewölbtes Progressionspolster 34 auf. Zudem weist der Elastomerkörper 16, insbesondere der erste Elastomerkörperabschnitt 30, einen auf dem Kragen 22 angeordneten, insbesondere anvulkanisierten Anschlagabschnitt 36 auf.
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In eine Umfangsrichtung U gesehen, die sich um eine Axialrichtung A erstreckt und damit senkrecht zu der Axialrichtung A und einer Radialrichtung R ist, insbesondere in Umfangsrichtung um 90°gedreht, sind in den Elastomerkörper 16 keine Durchgangsöffnungen 28a, 28b eingebracht, sondern der Elastomerkörper 16 verbindet den Kern 12 und die Außenhülse 14 elastisch miteinander. Insbesondere verbindet der Elastomerkörper 16 den Kern 12 und die Außenhülse 14 in einem zentralen Abschnitt miteinander. Dadurch weist der Elastomerkörper 16 an den axialen Enden der Lagerbuchse 10 jeweils eine umlaufende Vertiefung 38 auf.
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Die Lagerbuchse 10 weist ferner eine Anschlagscheibe 40 auf, die mit dem Kern 12 kraftschlüssig verbunden ist. Hierzu weist die Anschlagscheibe 40 Befestigungsmittel 42, z. B. Laschen auf, die in dazu korrespondierende Vertiefungen 44 des Kerns 12 eingreifen, insbesondere umgelegt werden. Die Anschlagscheibe 40 ist im Querschnitt näherungsweise tellerförmig ausgebildet und weist einen Bodenabschnitt 56 und einen umlaufenden Randabschnitt 47 auf. Der Bodenabschnitt 46 überdeckt den Anschlagabschnitt 36 des Elastomerkörpers 16, so dass eine Bewegung der Außenhülse 14 in Axialrichtung A begrenzt wird. Die Anschlagscheibe 40 kann aus Metall oder Kunststoff sein.
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Wie ferner in 1 ersichtlich ist, weist die Lagerbuchse 10 eine Wegbegrenzungseinrichtung 48 auf, die eine Bewegung des Kerns 12 zu der Außenhülse 14 und umgekehrt begrenzt. Die Wegbegrenzungseinrichtung 48 ist innerhalb der Durchgangsöffnungen 28a, 28b angeordnet und mittels einer Rastverbindung 50 in der Durchgangsöffnungen 28a, 28b vor einem Herausrutschen in Axialrichtung A gesichert.
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Die Wegbegrenzungseinrichtung 48 weist ein Ringelement 52 und zwei sich gegenüberliegende, von dem Ringelement 52 abragende Anschlagplatten 54a, 54b auf, wie in 2 ersichtlich ist. Die Anschlagplatten 54a, 54b erstrecken sich in Axialrichtung A durch die Durchgangsöffnungen 28a, 28b und begrenzen eine Bewegung des Kerns 12 relativ zu der Außenhülse 14 und umgekehrt, indem die Progressionspolster 34 des zweiten Elastomerkörperabschnitts 32 an den Anschlagplatten 54a, 54b zur Anlage kommt. Das Ringelement 52 ist elastisch verformbar, also biegeweich ausgebildet. Wie in 1 ersichtlich ist, ist das Ringelement innerhalb der umlaufenden Vertiefung 38 angeordnet. Insbesondere ist das Ringelement 52 auf den Kern 12, insbesondere auf den den Kern umgebenden ersten Elastomerkörperabschnitt 30 aufgepresst.
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Die Rastverbindung 50 ist vorliegend aus von dem Ringelement 52 abragenden Rastnasen 56 sowie in den Kern 12 eingebrachte Ausnehmungen 58 gebildet. Die Rastnasen 58 selbst sind steif und stabil ausgebildet. Da das Ringelement 52 elastisch verformbar, also biegeweich ist und die Rastnasen 58 vergleichsweise steif und stabil sind, verformt sich das Ringelement 52 beim Einsetzen der Wegbegrenzungseinrichtung 48 in die Durchgangsöffnung 28a, 28b beziehungsweise beim Aufpressen auf den Kern 12 beziehungsweise den ersten Elastomerkörperabschnitt 30, so dass die Rastnasen 56 in die Ausnehmungen 58 einrasten und eingreifen.
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Nachfolgend werden weitere Ausführungsformen der Lagerbuchse 10 beschrieben, wobei für gleiche oder funktionsgleiche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
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In den 3 und 4 ist eine zweite Ausführungsform der Lagerbuchse 10 und der Wegbegrenzungseinrichtung 48 gezeigt, die sich von der ersten Ausführungsform in der Anordnung der Rastnasen 56 sowie der Ausbildung der Rastverbindung 50 unterscheidet. Wie in den 3 und 4 ersichtlich ist, ist jeweils eine Rastnase 56 im Bereich der Anschlagplatten 54a, 54b angeordnet, wobei die Rastnasen 56 an einem Vorsprung 60 des Kerns 12 anliegen und so ein Herausrutschen der Wegbegrenzungseinrichtung 48 aus den Durchgangsöffnungen 28a, 28b in Axialrichtung A verhindern. Die notwendige Nachgiebigkeit zum Verrasten beziehungsweise Einrasten beziehungsweise Hintergreifen der Vorsprünge 60 erfolgt durch die Biegeweichheit des Ringelements 52 wie zuvor beschrieben.
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In den 5 und 6 ist eine dritte Ausführungsform der Lagerbuchse 10 und der Wegbegrenzungseinrichtung 48 gezeigt, die sich von den ersten beiden Ausführungsformen insbesondere dadurch unterscheidet, dass die Rastnasen 56 in Taschen 62 des Elastomerkörpers 16 eingreifen, um so ein Herausrutschen der Wegbegrenzungseinrichtung aus den Durchgangsöffnungen 28a, 28b in Axialrichtung A verhindert wird. Zudem unterscheidet sich die dritte Ausführungsform von der zweiten Ausführungsform in der Anzahl der Rastnasen an jeder der Anschlagplatten 54a, 54b. Wie insbesondere in 6 ersichtlich ist, weist jede der Anschlagplatten 54a, 54b zwei Rastnasen auf, die in korrespondierende Taschen 62 des Elastomerkörpers 16 eingreifen.
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Darüber hinaus unterscheidet sich die Lagerbuchse 10 gemäß der dritten Ausführungsform von den ersten beiden Ausführungsformen dadurch, dass der Kern 12 eine Erhebung 64 in Radialrichtung R aufweist, die in Axialrichtung A gesehen die Rastnasen 56 überdecken. Dadurch müssen sich die Anschlagplatten 54a, 54b beim Abziehen der Wegbegrenzungseinrichtung 48 von dem Kern 12 stark nach außen biegen, wodurch die Auszugskräfte stark erhöht sind.
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In 7 ist eine vierte Ausführungsform der Lagerbuchse 10 gezeigt, die sich von der dritten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass der Kern 12 im Bereich der Rastnasen 56 keine Erhebung 64 aufweist, wodurch die Auszugskräfte zum Abziehen der Wegbegrenzungseinrichtung 48 von dem Kern 12 verringert sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lagerbuchse
- 12
- Kern
- 14
- Außenhülse
- 16
- Elastomerkörper
- 18
- Durchgangsbohrung
- 20
- Aussparung
- 22
- Kragen
- 24
- Mantelfläche
- 26
- Innenmantelfläche
- 28a
- Durchgangsöffnung
- 28b
- Durchgangsöffnung
- 30
- erster Elastomerkörperabschnitt
- 32
- zweiter Elastomerkörperabschnitt
- 34
- Progressionspolster
- 36
- Anschlagabschnitt
- 38
- Vertiefung
- 40
- Anschlagscheibe
- 42
- Kragenabschnitt
- 44
- Öffnung
- 46
- Bodenabschnitt
- 47
- Randabschnitt
- 48
- Wegbegrenzungseinrichtung
- 50
- Rastverbindung
- 52
- Ringelement
- 54a
- Anschlagplatte
- 54b
- Anschlagplatte
- 56
- Rastnase
- 58
- Ausnehmung
- 60
- Vorsprung
- 62
- Tasche
- 64
- Erhebung
- A
- Axialrichtung
- R
- Radialrichtung
- U
- Umfangsrichtung
