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Die Erfindung betrifft eine Lagerbuchse, insbesondere eine Hydrolagerbuchse, mit einem Kernelement, einem Fensterrohr, einem zwischen Kernelement und Fensterrohr angeordneten und als Tragfeder wirkenden Elastomerkörper sowie einem am Fensterrohr befestigten Außenrohr, wobei das Fensterrohr zwei axial beabstandete Ringabschnitte umfasst, die mittels zumindest eines Längsabschnittes verbunden sind.
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Eine gattungsbildende Lagerbuchse ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift
DE 102 61 756 A1 offenbart. Derartige Elastomerlager werden zur Verbesserung des Fahrkomforts in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Diese dienen zur Eliminierung von störenden Schwingungen im Fahrwerk. Beispielsweise können die Querlenker eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einem Anbindungspunkt über ein Elastomerlager am Chassis des Fahrzeugs angelenkt sein. Bei der Ausbildung der Lagerbuchse als hydraulisch dämpfende Elastomerlagerbuchse (Hydrolagerbuchse) kann das Lagerinnere mehrere, eine Dämpfungsflüssigkeit aufnehmende Teilvolumina aufweisen, die über einen Dämpfungskanal oder einen Drosselkanal miteinander verbunden sind. Wird das Lager belastet, so erfährt eines der Volumina eine Volumenverringerung, während ein anderes Volumen eine entsprechende Volumenvergrößerung erfährt, wobei durch den Transport der Dämpfungsflüssigkeit von einer zur anderen Kammer Dämpfungsarbeit geleistet wird.
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In der Regel ist bei einer gattungsbildenden Lagerbuchse das Kernelement, beispielsweise als metallenes Kernrohr ausgebildet, und das Außenrohr aus einem Metallwerkstoff hergestellt, während das Fensterrohr aus einem Kunststoff oder einem Metallwerkstoff ausgebildet sein kann.
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Der vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung einer gattungsgemäßen Lagerbuchse zu vereinfachen und den Kostenaufwand zu deren Herstellung zu vermindern ohne die Betriebsbeständigkeit zu vermindern.
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Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung schon mit einer Lagerbuchse mit den Merkmalen von Anspruch 1. Die erfindungsgemäße Lagerbuchse zeichnet sich dadurch aus, dass das Fensterrohr und das Außenrohr ein jeweiliges Kunststoffmaterial umfassen, insbesondere aus einem jeweiligen Kunststoffmaterial hergestellt sind, wobei die beiden axial beabstandeten Ringabschnitte des Fensterrohrs jeweils eine Ringfläche mit zueinander unterschiedlichen Außendurchmessern aufweisen und wobei das Außenrohr an seinen Längsendabschnitten jeweils eine, einer der Ringflächen des Fensterrohrs zugeordnete, korrespondierende Innenringfläche aufweist, wobei Fensterrohr und Außenrohr an den korrespondierenden Ringflächen umfänglich geschlossen miteinander verklebt sind.
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Der Erfindung liegt die grundsätzliche Idee zugrunde, die Materialkosten der Einzelbauteile der Lagerbuchse dadurch zu vermindern, dass zumindest das Außenrohr und das Fensterrohr als Kunststoffteil, beispielsweise als Spritzgießteil ausgebildet sind, wobei durch gestalterische Maßnahmen der Bauteile erreicht wird, dass sich der Zusammenbau, insbesondere die gegenseitige Ausrichtung als auch die Fügung der Fügebauteile zueinander vereinfacht und eine sichere, stoffschlüssige Fügung der beiden Bauteile bereitgestellt wird. Insbesondere kann durch die in Längsrichtung des Lagers beabstandete, umfängliche Verklebung von Fensterrohr und Außenrohr durch entsprechende Wahl des Klebers, angepasst auf die jeweiligen Werkstoffe des Fensterrohrs und des Außenrohrs, ein jeweiliger Fügeabschnitt bereitgestellt werden, der eine hohe Temperaturbeständigkeit, eine hohe chemische Beständigkeit und in Bezug auf das eingeschlossene Dämpfungsfluid eine anhaltende Dichtheit auch bei Auftreten der üblichen Betriebskräfte auf das Lager bzw. die stoffschlüssige Verbindung zwischen Fensterrohr und Außenrohr ermöglicht.
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Weitere erfindungsgemäße Merkmale sowie Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lagerbuchse sind in der nachfolgenden allgemeinen Beschreibung, der Figurenbeschreibung, den Figuren sowie den Unteransprüchen angegeben.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, zur Festlegung der jeweiligen stoffschlüssigen Fügestelle zwischen Fensterrohr und Außenrohr zumindest eine, insbesondere beide Ringflächen des Fensterrohrs und/oder des Außenrohrs zylindrisch auszubilden. Zweckmäßigerweise können beide umfängliche Klebe-Fügestellen eine jeweilige Fläche von > 500 mm2, insbesondere > 700 mm2 aufweisen. Vorzugsweise kann im zusammengesetzten Zustand des Lagers zwischen den jeweils zugeordneten Ringflächen des Fensterrohrs und des Außenrohrs zur Aufnahme von Klebermaterial ein durch beide Rohre gebildeter Hohlraum vorgesehen sein, der im Bereich der jeweiligen Fügestelle durch eine zumindest abschnittsweise radiale Beabstandung der beiden Ringflächen zwischen 0,1 bis 0,3 mm, insbesondere 0,2 mm gestaltet ist. Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass korrespondierende Ringflächen von Außenrohr und Fensterrohr als Rundpassung oder Kegelpassung ausgebildet sind, insbesondere derart, dass eine Presspassung zwischen Außenrohr und Fensterrohr über den Kontakt der korrespondierenden Ringflächen vorliegt.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform kann das zwei axial beabstandete Ringabschnitte umfassende Fensterrohr zumindest zwei umfänglich beabstandete Längsabschnitte aufweisen, welche die beiden Ringabschnitte miteinander verbinden.
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Vorzugsweise können Fensterrohr und/oder Außenrohr jeweils einstückig ausgebildet sein, was zum einen die Handhabung der Teile beim Zusammenbau vereinfacht und darüber hinaus sicherstellt, dass die geometrische Ausrichtung der Bauteile bei der Fügung umfänglich symmetrisch durchgeführt wird. In einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerbuchse wird zunächst das Kernelement und das Fensterrohr bereitgestellt, wobei in einem Gießvorgang der zumindest abschnittsweise als Tragfeder ausgebildete Elastomerkörper zwischen Kernelement und Fensterrohr angegossen und die Teile durch Anvulkanisieren stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Das so erzeugte Halbfabrikat kann nachfolgend dann im Bereich der Ringflächen des Fensterrohrs mit dem Außenrohr wie beschrieben stoffschlüssig durch Verkleben verbunden werden. Es sei bemerkt, dass der Elastomerkörper neben Tragfederabschnitten auch weitere Elastomerabschnitte aufweisen kann, z.B. Trennwandabschnitte wie Blähwandabschnitte zur Abtrennung von Fluidkammern. Ferner kann erfindungsgemäß der Elastomerkörper auch mehrere, nicht zusammenhängende Elastomerabschnitte aufweisen.
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Zur Bereitstellung eines Kleberbetts im Bereich der Ringfläche mit größerem Durchmesser des Fensterrohrs kann eine, in die Ringfläche des Fensterrohrs eingearbeitete, umfängliche Ringnut vorgesehen sein, welche zur Aufnahme von Klebermaterial ausgebildet ist, wobei die korrespondierende Ringfläche des Außenrohrs im zusammengesetzten Zustand der Lagerbuchse auf der (Rest)Ringfläche des Fensterrohrs aufliegt. Wie schon dargestellt, können zweckmäßigerweise die Ringflächen des Fensterrohrs als zylindrische Ringflächen ausgebildet sein, ferner kann auch die besagte Ringnut bzw. deren Nutgrund als Zylinderfläche ausgebildet sein. Die Nuttiefe kann je nach Ausführungsform vorzugsweise im Bereich zwischen 0,1 und 0,4, insbesondere 0,2 mm liegen. Vorzugsweise können die Radialmaße der zugeordneten Ringflächen des Außenrohrs und des Fensterrohrs so gestalten sein, dass sich eine Presspassung zwischen Fensterrohr und Außenrohr einstellt.
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Vorzugsweise kann das Außenrohr der erfindungsgemäßen Lagerbuchse an seiner Außenmantelfläche rein zylindrisch ausgebildet sein und an seiner Innenmantelfläche, ausgehend von der Ringfläche größeren Durchmessers zumindest abschnittsweise im Querschnitt konisch und/oder abgestuft mit kleiner werdendem Durchmesser in Längsrichtung hin zu der Ringfläche mit kleinerem Durchmesser, sodass sich einerseits die Herstellung des Außenrohrs als Auszugs-Spritzgießteil vereinfacht und gleichzeitig eine sichere Fügung von Außenrohr und Fensterrohr bereitgestellt wird, ohne Gefahr eines Eintrags von Klebematerial außerhalb der zugeordneten Ringflächen von Fensterrohr und Außenrohr.
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Zur Bereitstellung einer guten Dauerhaltbarkeit, auch beim Auftreten von hohen Betriebskräften auf die erfindungsgemäße Lagerbuchse kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass der Elastomerkörper zumindest abschnittsweise stoffschlüssig mit dem Innenteil als auch stoffschlüssig mit dem Fensterrohr verbunden ist, insbesondere durch Anvulkanisieren.
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Zur Bereitstellung eines Kleberbettes für die Fügestelle am Fensterrohr sowie Außenrohr im Bereich des geringeren Durchmessers der zugeordneten Ringflächen kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die Ringfläche geringeren Durchmesser des Außenrohrs, ausgehend von axial innen liegenden Abschnitten durch eine Abstufung oder Fase ausgebildet ist. Die besagte Abstufungshöhe bzw. Fasenhöhe kann je nach Ausführungsform im Bereich von 0,1 bis 0,4, insbesondere 0,2 mm liegen. Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass diese Abstufung bzw. Fasung das axiale Ende des Fensterrohrs bzw. der Innenmantelfläche des Fensterrohrs bildet.
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Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Lagerbuchse kann wie obenstehend beschrieben zunächst das Halbfabrikat, umfassend das Kernelement, das Fensterrohr sowie der zwischen diesen angeordneten und anhaftende, hier zumindest teilweise als Tragfeder ausgebildete Elastomerkörper bereitgestellt werden zusammen mit dem Außenrohr, wobei an der Ringfläche mit größerem Durchmesser des Fensterrohrs und an der Ringfläche kleineren Durchmesser am Außenrohr appliziert wird und nachfolgend das Außenrohr koaxial zum Halbfabrikat ausgerichtet und nachfolgend mit seiner Stirnseite mit größerem Durchmesser über die Stirnseite des Fensterrohrs mit kleinerem Durchmesser zueinander bewegt werden, bis die einander zugeordneten Ringflächen von Fensterrohr und Außenrohr axial überdecken, sodass Kleber im jeweiligen Kleberbett mit der zugeordneten Ringfläche des jeweils anderen Teils in Kontakt kommt. In der beschriebenen Ausführungsform weisen die jeweiligen Ringflächen des Außenrohrs ein Übermaß zu den Ringflächen des Fensterrohrs auf, sodass das Außenrohr auf das Fensterrohr bzw. das zugeordnete Halbzeug axial aufgepresst wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden durch Beschreiben einer Ausführungsform nebst Abwandlungen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren erläutert, wobei
- 1 eine Schnittdarstellung längs der Achse einer erfindungsgemäß gestalteten Lagerbuchse,
- 2 die Darstellung der 1 ohne Außenrohr,
- 3 das Außenrohr der erfindungsgemäßen Lagerbuchse in der Darstellung der 1,
- 4 den in 1 markierten Abschnitt X in einer vergrößerten Ansicht und
- 5 den in 1 markierten Bereich Y in einer vergrößerten Ansicht
zeigt.
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1 zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Lagerbuchse in der Art einer Hydrolagerbuchse, wie sie beispielsweise zur Anlenkung eines Querlenkers an die Karosserie eines Kraftfahrzeugs verwendbar ist, in einer Schnittdarstellung parallel zur Buchsenachse A. Die Lagerbuchse 1 weist in der beschriebenen Ausführungsform einen metallenen Kern in Form eines Innenrohrs 10 auf, das eine Bohrung 11 umfasst zur Aufnahme eines nicht dargestellten Verbindungsbolzens. Das Innenrohr 10 ist radial umgeben von einem Fensterrohr 20, das sich hier annähernd über die Längsausdehnung des Innenrohrs 10 erstreckt. Zwischen Innenrohr 10 und Fensterrohr 20 ist ein als Tragkörper ausgebildeter Elastomerkörper 30 angeordnet, der in der beschriebenen Ausführungsform sowohl am Innenrohr als auch am Fensterrohr stoffschlüssig anhaftend angeordnet ist.
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Zur Ausbildung einer vorgegebenen Kennlinie bzw. von vorgegebenen Dämpfungseigenschaften weist das Innenrohr 10 in einem Mittenabschnitt eine konusförmige Mantelfläche 12 auf, an welcher wesentliche, die Trageigenschaften der Lagerbuchse festlegenden Abschnitte des Elastomerkörpers 30 stoffschlüssig anhaften. Zu beiden Längsseiten des konusförmigen Mantelabschnitts ist das Innenrohr 10 zylindrisch ausgebildet. Die in diesen Zylinderabschnitten stoffschlüssig anhaftenden Elastomerkörperabschnitte dienen im Wesentlichen zur Abdichtung der Innenvoluminas der Lagerbuchse. Im Gegensatz zum Fensterrohr 20 ist das Innenrohr 10 rotationssymmetrisch zur Buchsenachse A ausgebildet.
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Wie aus 1 auch hervorgeht, ist in der beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerbuchse 1 das Fensterrohr 20 innenmantelseitig in seinem Mittenabschnitt zumindest in dem in 1 angegebenen und in der Schnittdarstellung festgelegten Umfangsabschnitt mit einer hier in Längsrichtung unterbrochenen Konusinnenmantelfläche ausgebildet, die etwa parallel zur Konusmantelfläche 12 des Innenrohrs 10 verläuft. Insofern ist die radiale Dicke des Elastomerkörpers 30 in dem angegebenen Mittenabschnitt der erfindungsgemäßen Lagerbuchse 1 und damit über den Großteil der Längserstreckung der Lagerbuchse etwa konstant.
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Radial ist die Lagerbuchse 1 durch das Außenrohr 40 abgeschlossen, das in der beschriebenen Ausführungsform eine zylinderförmige Außenmantelfläche 41 sowie eine in seiner überwiegenden Längserstreckung leicht konusförmige Innenmantelfläche 42 aufweist. Die Befestigung des Außenrohrs 40 am Fensterrohr 20 erfolgt an zugeordneten und radial aneinander liegenden Ringabschnitten des Fensterrohrs und des Außenrohrs in den axial beabstandeten Längsabschnitten K1, K2 (Fügeabschnitten) mittels einer stoffschlüssigen Verbindung durch Verkleben.
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2 zeigt die in 1 dargestellte Lagerbuchse 1 in gleicher Ansicht ohne das Außenrohr 40. Aufgrund der beschriebenen konusartigen Innenmantelfläche des Innenrohrs 40 weist das Fensterrohr 20 im Bereich eines Längsendabschnittes einen Durchmesser d2 auf, der größer ist als der Durchmesser d1 an seinem anderen Längsendabschnitt. Betrachtet werden hierbei solche Mantelbereiche bzw. Flächen, die längs verlaufen, d.h. ohne Berücksichtigung des Kragens 29 des Fensterrohrs. In der beschriebenen Ausführungsform weist der im Bereich der Ringfläche 27a angeordnete Fügeabschnitt K2, welcher am Längsendabschnitt mit dem größeren Durchmesser liegt, eine hier zylindrisch ausgebildete Nut 28 zur Aufnahme von Klebematerial auf, siehe 1. Demgegenüber ist der weitere Fügeabschnitt K1 der Ringfläche 27b am anderen Längsendabschnitt des Fensterohrs 20 rein zylindrisch ausgebildet.
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3 zeigt die Gestaltung des Außenrohrs 40 der erfindungsgemäßen Lagerbuchse 1 in der Schnittdarstellung der 1. Die Außenmantelfläche 41 ist rein zylindrisch, während die Innenmantelfläche 42 in einem Mittenbereich M konusförmig im Querschnitt gestaltet ist. Erkennbar weist das Außenrohr 40 im Bereich seines Endabschnittes, d.h. im Bereich seiner Ringfläche 44b mit verkleinertem Innendurchmesser eine radiale Abstufung 43 zur Aufnahme von Klebstoffmaterial auf. Die axiale Länge dieser Abstufung 43 entspricht dem in 1 dargestellten Fügeabschnitt K1. In ähnlicher Weise umfasst die Innenmantelfläche 42 im Bereich des anderen Fügeabschnitts K2 im Bereich seiner Ringfläche 44a in der beschriebenen Ausführungsform eine weitere zylindrische Fläche, die sich an die Konusinnenfläche des Mittenabschnitts M anschließt.
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4 zeigt den in 1 markierten Abschnitt X in einem vergrößerten Maßstab zur Darstellung des Fügeabschnittes K2. Das in die umfängliche Nut 28 des Fensterrohrs 20 eingebrachte Klebermaterial 50 sorgt für einen umfänglich geschlossenen Fügeabschnitt K2, siehe 1, in welchem Fensterrohr 20 und Außenrohr 40 stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Da Außenrohr 40 und Fensterrohr 20 eine Presspassung zueinander aufweisen, entspricht die Dicke t1 der Kleberschicht im Wesentlichen der Tiefe der Nut 28.
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5 zeigt den in 1 mit Y gekennzeichneten Bereich in einer Detailansicht zur Darstellung des Fügeabschnittes K1. Erkennbar ist in der radialen Abstufung 43, siehe 3, Klebermaterial 50 angeordnet, das dafür sorgt, dass innerhalb des Fügeabschnitts K1 das Fensterrohr 20 und das Außenrohr 40 umfänglich geschlossen stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die Dicke der Kleberschicht t2 entspricht dabei etwa der Höhe der radialen Abstufung 43.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lagerbuchse
- 10
- Innenrohr, Kernelement
- 11
- Bohrung
- 12
- Kernmantelfläche
- 20
- Fensterrohr
- 21, 22, 23
- Fensterrohrabschnitt
- 25
- Kanalnut
- 26a, b
- Innenmantelfläche, Konusinnenmantelfläche
- 27a,
- Ringfläche, Außenmantelfläche
- 27b,
- Ringfläche, Außenmantelfläche
- 28
- Nut, Ringnut
- 30
- Elastomerkörper
- 40
- Außenrohr
- 41
- Außenmantelfläche
- 42
- Innenmantelfläche
- 43
- Radiale Abstufung
- 44a, b
- Ringfläche
- 50
- Kleber, Klebematerial
- A
- Achse
- d1, d2
- Fensterrohrdurchmesser
- c1, c2
- Außenrohrdurchmesser
- K1, K2
- Fügeabschnitt
- M
- Mittenbereich
- t1, t2
- Kleberdicke, Klebeschichtdicke
