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Die Erfindung betrifft eine Lagerkonsole, insbesondere für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art, eine Exzenterabstützung für eine Lagerkonsole gemäß der in Patentanspruch 3 angegebenen Art sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 8.
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Lagerkonsolen, insbesondere für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen, mit Exzenterabstützungen zur Führung bzw. Abstützung einer Exzenterschraube/Scheibe zum Einstellen der Vorspur und/oder Sturzwerte, sind aus dem Stand der Technik in verschiedenen Ausführungsformen bekannt:
- So sind beispielsweise Konstruktionen bekannt, bei denen die Exzenterabstützung mittels Umklappen bzw. Herausbiegen einer entsprechenden Laschengeometrie aus dem Konsoleneigenmaterial ausgebildet ist, vgl. DE 10 2013 005 292 A1 . Als nachteilig erweist sich hierbei, dass das Herausklappen der Laschen aus dem Konsoleneigenmaterial, eine Verringerung der Bauteilsteifigkeit der Lagerkonsole zur Folge hat. Ein weiterer Nachteil ist, dass der im Übergangsbereich zwischen Lasche und Konsole vorhandene Biegeradius u.U. zur Folge hat, dass die Exzenterscheibe nicht exakt bzw. plan anliegen kann, sodass ggf. Setzverluste bei der Verschraubung entstehen können. Nachteilig ist zudem, dass aufgrund des Herausklappens der Laschen aus dem Konsolenmaterial, die Laschen in Bezug auf ihre Dicke auf die Materialdicke des Konsolenmaterials beschränkt sind.
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Aus der
DE 102 39 388 A1 ist eine Konstruktion bekannt, bei der die Exzenterabstützung als ein separates, mit der Lagerkonsole lösbar verbundenes Bauteil ausgebildet ist. Als nachteilig erweist sich hierbei, dass die Spaltsituation zu Verlusten bei der Schraubenvorspannkraft führen kann und dass bei Dopplung von unbeschichteten Flächen u.U. eine erhöhte Korrosionsneigung auftreten kann. Nachteilig ist zudem, dass - da die Exzenterscheibe lediglich durch zwei parallel ausgerichteten Anschläge gehalten ist - die Exzenterscheibe nur unzureichend geführt ist, was wiederum bei der Montage ein ungewollten Herausfallen aus der Exzenterabstützung bedingen kann.
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Eine weitere Lagerkonsole ist aus der gattungsbildenden
CN 1 08 501 648 A bekannt. Die offenbarte Lagerkonsole zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die im Bereich der Lagerbohrung angeordnete Exzenterabstützung hufeisenförmig, die Lagerbohrung bereichsweise umfangsseitig umschließend ausgebildet ist. Hierdurch ist zwar ein - im Vergleich zur
DE 102 39 388 A1 - verlustsicherer Halt der Exzenterscheibe in der Exzenterabstützung ermöglicht, jedoch ist nunmehr für das Einführen der Exzenterscheibe in die Exzenterabstützung eine exakte Ausrichtung bzw. der Positionierung der Bauteile Exzenterscheibe und Exzenterabstützung zueinander erforderlich, was einen erheblichen Mehraufwand bei der Montage zur Folge hat.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lagerkonsole, insbesondere eine Lagerkonsole für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass neben einem verlustsicheren Halt der Exzenterscheibe insbesondere auch ein vereinfachtes Einführen der Exzenterscheibe in die Exzenterabstützung und damit eine vereinfachte Montage ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Der Unteranspruch 2 stellt vorteilhafte Weiterbildungen der Lagerkonsole dar.
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Hierzu umfasst die Lagerkonsole eine, vorzugsweise als Langloch ausgebildete Lagerbohrung, in die in bekannter Art und Weise ein Lagerbolzen einführbar ist.
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Einführbar ist dabei so zu verstehen, dass der Lagerbolzen durch eine in axialer Richtung a der Lagerbohrung gerichtete Einschiebebewegung in die Lagerbohrung einsetzbar ist.
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Zudem umfasst die Lagerkonsole in bekannter Art und Weise eine im Bereich der Lagerbohrung angeordnete Exzenterabstützung, über die eine mit dem Lagerbolzen drehfest verbindbare Exzenterscheibe abstützbar ist, wobei die Exzenterabstützung derart ausgebildet ist, dass die Lagerbohrung von der Exzenterabstützung bereichsweise umfangsseitig umschlossen ist.
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Weiterhin weist die Exzenterabstützung eine in axiale Richtung a wirkende Einführhilfe zur Zentrierung der Exzenterscheibe auf.
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Durch die vorgesehene, in axialer Richtung a wirkende Einführhilfe, wird die Exzenterscheibe beim Einführen vorzentriert/gefangen, sodass- insbesondere im Falle einer verdeckten Montage - eine erheblich vereinfachte Montage ermöglicht ist.
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Die erfindungsgemäße Lagerkonsole zeichnet sich dadurch aus, dass die Exzenterabstützung als ein von der Lagerkonsole separates Bauteil ausgebildet ist, das stoffschlüssig mit der Lagerkonsole verbunden ist. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass nunmehr aufgrund der Stumpfstoßanlage, d.h. „radiuslosen“ Anlage zwischen Exzenterabstützung und Lagerkonsole, ein exaktes, planes Anliegen der Exzenterscheibe sichergestellt ist, und damit keine Setzverluste beim Verschrauben auftreten können.
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Bevorzugt ist dabei die Exzenterabstützung im Wesentlichen hufeisenförmig, die Lagerbohrung bereichsweise umfangsseitig umschließend ausgebildet. Denkbar ist aber auch eine vieleckförmige, die Lagerbohrung bereichsweise umschließende Ausgestaltung der Exzenterabstützung.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dabei die Einführhilfe in Form von mindestens zwei an die Exzenterabstützung angeformte Laschen ausgebildet, die in axialer Richtung a betrachtet schräg nach außen erstreckend ausgerichtet sind. D.h. die sich schräg nach außen erstreckenden Laschen bilden Zentrierschrägen, mittels derer die Exzenterscheibe bei der Montage in Richtung des Lagerbolzens zentrisch geführt wird. Die Ausbildung der Einführhilfe in Form mindestens zweier an die Exzenterabstützung angeformte, ausgehend von der Lagerkonsole und in axiale Richtung a betrachtet sich schräg nach außen erstreckende Laschen erweist sich als vorteilhaft, da diese konstruktiv einfach und damit kostengünstig zu realisieren ist.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass genau zwei, in Langlochlängsrichtung betrachtet gegenüberliegend angerordnete Laschen an der Exzenterabstützung angeformt sind, die sich entsprechend in axialer Richtung a schräg nach au-ßen bzw. in anderen Worten sich in Normalenrichtung zur Schraubenanlagefläche schräg nach außen erstrecken.
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Vorzugsweise ist die Lagerkonsole für die karosserieseitige Lagerung eines, beispielsweise als Gummi-Metall-Lagers ausgebildeten, Lenkerlagers vorgesehen. Hierfür weist die Lagerkonsole einen die Lagerbohrung sowie die im Bereich der Lagerbohrung angeordnete Exzenterabstützung aufweisenden ersten Konsolenschenkel sowie einen in Bezug zum ersten Konsolenschenkel in axialer Richtung a betrachtet beabstandeten zweiten Konsolenschenkel auf, der eine entsprechend fluchtend ausgerichtete Lagerbohrung mit einer zugeordneten Exzenterabstützung umfasst. D.h. ein zwischen den Konsolenschenkel angeordnetes Lenkerlager ist mittels des die Konsolenschenkel sowie den Lagerkern des Lenkerlagers durchfassenden Lagerbolzens an der Lagerkonsole lagerbar, sodass über die mit dem Lagerbolzen drehfest verbundenen, in den Exzenterabstützungen geführten Exzenterscheiben, durch eine Drehung des Lagerbolzens eine Verstellung des Lagerbolzens und damit des Lagerkerns relativ zur Lagerkonsole bewirkbar ist.
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Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, eine Exzenterabstützung für eine Lagerkonsole gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 3 angegebenen Art anzugeben, die einen verlustsicheren Halt und Zentrierung einer in der Exzenterabstützung aufzunehmenden Exzenterscheibe ermöglicht und insbesondere kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 3 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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In bekannter Art und Weise weist die Exzenterabstützung - in kartesisches Koordinaten x, y, z betrachtet - zwei in y-Richtung ausgerichtete Längsschenkeln sowie einen in x-Richtung ausgerichteten, die beiden Längsschenkel miteinander verbindenden Querschenkel auf.
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In x-Richtung ausgerichteten Querschenkel ist dabei so zu verstehen, dass dieser eine im Wesentliche in x-Richtung verlaufende Ausrichtung, d.h. eine die Verbindung der beiden Längsschenkel ermöglichende Gestaltung, aufweist. Dies kann z.B. durch eine gerade, bogenförmigen oder auch vieleckförmige Gestaltung erfolgen.
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Lediglich der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass dabei die Längsschenkel sowie der die beiden Längsschenkel miteinander verbindende Querschenkel als ein einstückiges Bauteil ausgebildet sind.
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Zudem weisen die Längsschenkel jeweils eine angeformte Lasche auf, die sich in z-Richtung unter einem Winkel α schräg nach außen erstreckend ausgerichtet sind, und die in x-Richtung betrachtet gegenüberliegend angeordnet sind bzw. im verbauten Zustand betrachtet, die sich in Normalenrichtung der Schraubenanlagefläche unter einem Winkel α schräg nach außen erstreckend ausgerichtet sind und in Langlochlängsrichtung gesehen, gegenüberliegend angeordnet sind .
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Die Formulierung „angeformete Laschen aufweisen“ ist insbesondere so zu verstehen, dass sowohl die Längs- und Querschenkel als auch die an die Langschenkel angeformten Laschen eine einstückige Baueinheit bilden.
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Diese Ausbildung hat den Effekt, dass nach Austanzen eines entsprechenden Rohlings und einem anschließenden Umform/Biegeprozess sowie Ausrichtung der Laschen unter dem Winkel α schräg außen, die Exzenterabstützung auf eine einfache Art und Weise und damit kostengünstig herstellbar ist.
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Um ein einfaches Verschweißen der Exzenteranbstützung an einer Lagerkonsole sicherzustellen, weist die Exzenterabstützung erfindungsgemäß an ihrer Unterseite, d.h. an ihrer der Laschen abgewandten Seite, mehrere angeformte Schweißbuckel auf. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Längs- und der Querschenkel jeweils mindestens einen angeformten Schweißbuckel aufweisen.
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Lediglich der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass unter obiger Formulierung nämlich „die Exzenterabstützung weist an ihrer Unterseite mehrere angeformte Schweißbuckel auf“ eine einteilige Ausgestaltung von Exzenterabstützung und der Schweißbuckel zu verstehen ist, d.h. Längsschenkel, Querschenkel, die angeformten Laschen sowie die angeformten Schweißbuckel bilden eine einstückige Baueinheit.
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Bevorzugt ist dabei die Exzenterabstützung hufeisenförmig ausgebildet, d.h. die beiden in y-Richtung ausgerichtete Längsschenkel sind über einen bogenförmig ausgebildeten, sich in x-Richtung erstreckenden Querschenkel miteinander verbunden. Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass der sich in x-Richtung erstreckenden, die beiden Längsschenkel miteinander verbindende Querschenkel vieleckförmig ausgebildet ist.
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Um mittels den Laschen eine ausreichende Zentrierschräge zum Vorzentrieren/Fangen einer Exzenterscheibe in der Exzenterabstützung sicherzustellen, sind die Laschen vorzugsweise derart schräg nach außenverlaufend angeordnet, dass für den Winkel (α) gilt:
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Exzenterabstützung zeichnet sich dadurch aus, dass zum Einsparen von Bauteilgewicht die an die Längsschenkel angeformten Laschen in ihrer in y-Richtung betrachteten Laschenlänge I beschränkt sind, d.h. dass das sich die Laschen nicht über die gesamte Länge der Längsschenkel erstrecken. Wie erste Versuche gezeigt haben, ist es für die Zentrierfunktion der Laschen ausreichend, wenn diese so dimensioniert sind, dass für die Laschenlänge l bezogen auf die Gesamtlänge L Exzenterabstützung gilt:
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Bevorzugt sind dabei die Laschen so auf dem jeweiligen Schenkel positioniert, dass diese - in y-Richtung betrachtet - mit dem jeweiligen stirnseitigen Ende der Längsschenkel abschließen.
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Auch bei der Dimensionierung der Laschen in z-Richtung sind diese bevorzugt so dimensioniert, dass bei geringen Bauteilgewicht eine ausreichende Zentrierfunktion sichergestellt ist. Das ist gewährleistet, wenn die Laschen in ihrer in z- Richtung betrachteten Erstreckung s so dimensioniert sind, das gilt
wobei mit
h die Höhe der Exzenterabstützung außerhalb der Laschen,
H die Gesamthöhe der Exzenterabstützung im Bereich der Laschen bezeichnet ist,
und
die Erstreckung s sich mittels Differenzbildung aus Gesamthöhe H der Exzenterabstützung im Bereich der Laschen und Höhe h der Exzenterabstützung außerhalb der Laschen gemäß
ergibt.
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Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde ein Kraftfahrzeug, welches zumindest einen Lenker umfasst, dessen karosserieseitiges Lenkerlager zur Spur- und/oder Sturzverstellung mittels einer Exzenterschraube/Scheibe verstellbar an einer eine Exzenterabstützung aufweisenden Lagerkonsole gelagert ist, derart weiterzubilden, dass eine vereinfachte Montage gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die das karosserieseitige Lenkerlager lagernde Lagerkonsole nach Patentanspruch 1 oder 2 und die Exzenterabstützung nach einem der Patentansprüche 3 bis 7 ausgebildet ist.
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Sämtliche Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Lagerkonsole und der erfindungsgemäßen Exzenterabstützung lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, sodass mit diesem auch die zuvor genannten Vorteile erzielt werden.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
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In der Zeichnung bedeutet:
- 1 eine Ansicht eines Ausschnitts eines Hilfsrahmens eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine erfindungsgemäßen Lagerkonsole zur karosserieseitigen Lagerung eines Lenkers;
- 2a eine vergrößerte Darstellung der Exzenterabstützung der Lagerkonsole aus 1 in einer Draufsicht;
- 2b die Exzenterabstützung aus 2a in einer Ansicht von vorne;
- 2c die Exzenterabstützung aus 2a in einer Seitenansicht;
- 3a die Exzenterabstützung aus 2a in einer Ansicht schräg von hinten;
- 3b eine vergrößerte Darstellung des Details A aus 3a, und
- 3c eine vergrößerte Darstellung des Details B aus 3a.
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1 zeigt einen Ausschnitt eines Hilfsrahmens eines Kraftfahrzeugs an dem mehrere Lagerkonsolen zur karosserieseitigen Lagerung entsprechender, hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellter, Lenkerlager ausgebildet sind. Die am Hilfsrahmen ausgebildeten Lagerkonsolen weisen einen im Wesentlichen gleichen Aufbau auf; die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich daher auf die in 1 unten gut sichtbare, insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Lagekonsole.
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Wie 1 zu entnehmen ist, weist die Lagerkonsole 10 in bekannter Art und Weise einen ersten Konsolenschenkel 10-1 und einen in axialer Richtung a beabstandet angeordneten zweiten Konsolenschenkel 10-2 auf. Zudem weisen die beiden Konsolenschenkel 10-1, 10-2 fluchtend zueinander ausgerichtete Lagerbohrungen 12 auf, in die ein - hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellter - Lagerbolzen einführbar ist, sodass ein zwischen den Konsolenschenkel 10-1, 10-2 anzuordnendes Lenkerlager mittels des die Konsolenschenkel 10-1, 10-2 sowie den Lagerkern des Lenkerlagers durchfassenden Lagerbolzens an der Lagerkonsole 10 lagerbar ist.
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Wie 1 weiter zeigt, sind die Lagerbohrungen 12 vorliegend als Langloch ausgebildet und den Lagerbohrungen 12 ist jeweils eine insgesamt mit der Bezugsziffer 100 bezeichnete Exzenterabstützung zugeordnet.
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Die Exzenterabstützung 100 ist vorliegend als ein von der Lagerkonsole 10 separates Bauteil ausgebildet, welches mittels Verschweißen stoffschlüssig mit der Lagerkonsole 10 verbunden ist.
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Die Exzenterabstützung 100 dient in bekannter Art und Weise der Führung bzw. Abstützung einer auf dem Lagerbolzen drehfest angeordneten Exzenterscheibe, um eine Verstellung des zwischen den Konsolenschenkel 10-1, 10-2 angeordneten Lenkerlagers und damit eine Spur- und/oder Sturzverstellung zu ermöglichen.
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Zur Gewährleistung eines möglichst verlustsicheren Halt der Exzenterscheibe in der Exzenterabstützung 100, ist die Exzenterabstützung 100 hufeisenförmig, die Lagerbohrung 12 bereichsweise umfangsseitig umschließend ausgebildet.
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Hierzu weist die Exzenterabstützung 100 zwei y-Richtung ausgerichtete Längsschenkel 102 sowie einen die beiden Längsschenkel 102 miteinander verbindende Querschenkel 104 auf, vgl. 2a.
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Wie 1 und insbesondere 2a bis 2c zu entnehmen ist, weist die Exzenterabstützung 100 zudem eine in axiale Richtung a wirkende Einführhilfe zur Zentrierung der Exzenterscheibe auf, über die die Exzenterscheibe beim Einführen vorzentriert/gefangen wird, sodass im Falle einer verdeckten Montagesituation eine erheblich vereinfachte Montage ermöglicht ist.
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Wie den Figuren weiter zu entnehmen ist, ist die Einführhilfe vorliegend in Form zweier an die Längsschenkel 102 jeweils angeformter Laschen 106 ausgebildet, die sich in z-Richtung unter einem Winkel α schräg nach außen erstreckend ausgerichtet sind. In x-Richtung betrachtet sind die beiden Laschen 106 gegenüberliegend angeordnet.
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Der Winkel α, vgl.
2b, ist dabei so gewählt, dass für den Winkel α gilt:
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Hierdurch ist eine ausreichende Zentrierschräge zum Vorzentrieren/Fangen der Exzenterscheibe sichergestellt.
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Zudem sind, wie insbesondere aus
2a und
2c ersichtlich, die Laschen 106 so dimensioniert, dass bezogen auf die Gesamtlänge L der Exzenterabstützung 100 die Laschen 106 eine Länge l aufweisen für die gilt:
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D.h. die Laschen 106 erstrecken sich nicht über die gesamte Länge der Längsschenkel 102, sondern sind vielmehr auf einen Teilbereich beschränkt. Die Anordnung der Laschen 106 ist dabei insbesondere so, dass diese sich ausgehend vom jeweiligen stirnseitigen Ende der Längsschenkel 102 um die Laschenlänge l in Richtung zum Querschenkel 104 erstrecken.
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Wie insbesondere
2b zeigt, ist die Höhe der Exzenterabstützung 100 außerhalb der Laschen 106 mit dem Bezugszeichen h bezeichnet, während die Gesamthöhe der Exzenterabstützung 100, d.h. die Höhe im Bereich der Laschen 106, mit dem Bezugszeichen H bezeichnet ist. Mittels Differenzbildung ergibt sich somit die Ausdehnung der Laschen 106 in z-Richtung, nachfolgend als die Erstreckung s bezeichnet, zu:
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Die Laschen 106 sind bevorzugt so dimensioniert, dass für die Erstreckung s der Laschen 106 bezogen auf die Höhe h gilt:
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Wie bereits ausgeführt, ist die Exzenterabstützung 100 als ein von der Lagerkonsole 10 separates Bauteile ausgebildet, das mittels Verschweißen stoff schlüssig mit der Lagerkonsole 10 verbunden ist. Um ein einfaches Verschweißen zu gewährleisten, weist die Exzenterabstützung 100 an ihrer Unterseite, d.h. an ihrer der Laschen 106 abgewandten Seite, mehere angeformte Schweißbuckel 108 auf, vgl. 3a bis 3c.
