DE102021211029A1

DE102021211029A1 - Verfahren zum Herstellen eines Lagers und/oder eines Fahrwerkbauteils mit einem Lager sowie Fahrwerkbauteil mit einem solchen Lager

Info

Publication number: DE102021211029A1
Application number: DE102021211029.0A
Authority: DE
Inventors: Tim Holthaus; Sebastian Meindl; Julian Stratmann; Artur Berger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2023-03-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Lagers (1, 13, 18) und/oder eines Fahrwerkbauteils mit einem Lager (1, 13, 18), wobei zum Ausbilden des Lagers (1, 13, 18) zwischen einer Innenhülse (2) und einer Außenhülse (5) eine Elastomerschicht (6) angeordnet wird, und an dem Lager (1, 13, 18) mindestens ein erstes Sensorelement (8) zum Zusammenwirken mit einem weiteren Sensorelement (12) angeordnet wird. Um ein Herstellen des Lagers (1, 13, 18) und/oder des Fahrwerkbauteils zu verbessern und/oder zu erleichtern, ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Innenhülse (2) bereitgestellt und eine Halteschicht (9) an der Innenhülse (2) angeordnet wird, wobei das erste Sensorelement (8) mittels der Halteschicht (9) an der Innenhülse (2) gehalten wird, und nachfolgend die Innenhülse (2) innerhalb der Außenhülse (5) angeordnet und darauffolgend die Elastomerschicht (6) ausgebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Lagers und/oder eines Fahrwerkbauteils mit einem Lager, wobei zum Ausbilden des Lagers zwischen einer Innenhülse und einer Außenhülse eine Elastomerschicht angeordnet wird, und an dem Lager mindestens ein erstes Sensorelement zum Zusammenwirken mit einem weiteren Sensorelement angeordnet wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrwerkbauteil mit einem derart hergestellten Lager.
Ein derart aufgebautes Lager ist aus der DE 10 2020 206 204 A1 . Hiernach wird das erste Sensorelement mindesten teilweise in der Elastomerschicht aufgenommen und ist mindestens teilweise in dem Elastomermaterial der Elastomerschicht eingebettet. Bei der Herstellung bzw. Montage des Lagers besteht jedoch die Gefahr, dass vor dem Anordnen der Elastomerschicht das erste Sensorelement nicht hinreichend zuverlässig an der vorgesehenen Position an der Innenhülse verbleibt. Insbesondere wenn das erste Sensorelement nur auf eine Oberfläche einer Außenseite der Innenhülse aufgesetzt wird, kann das erste Sensorelement vor oder beim Anordnen der Elastomerschicht leicht und in unerwünschter Weise verrückt werden.
Als eine Alternative ist in der DE 10 2020 206 204 A1 vorgeschlagen, dass das erste Sensorelement vollständig in einer Art Senke der Innenhülse angeordnet ist, wobei die Innenhülse an ihrer Außenseite eine Schutzhülle aufweist. Die Schutzhülle ist somit zwischen dem ersten Sensorelement und der Elastomerschicht angeordnet und verschließt die Senke ohne das erste Sensorelement zu kontaktieren. In der Praxis muss somit das erste Sensorelement bei dieser alternativen Variante in die Senke beispielsweise eingepresst oder dort eingeklebt werden.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Verfahren und/oder ein Fahrwerkbauteil der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein Herstellen des Lagers und/oder des Fahrwerkbauteils verbessert und/oder erleichtert ist. Vorzugsweise soll ein unerwünschtes Verrücken des ersten Sensorelementes vor und/oder beim Anordnen bzw. Ausbilden der Elastomerschicht vermieden werden. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und/oder mit einem Fahrwerkbauteil nach Anspruch 13 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zum Herstellen eines Lagers und/oder eines Fahrwerkbauteils mit einem Lager. Insbesondere wird oder ist das Lager und/oder das Fahrwerkbauteil für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet. Bei einem derartigen Fahrwerkbauteil kann es sich beispielsweise um einen Fahrwerkslenker, einen Fahrwerkträger, einen Querträger, einen Achsträger, einen Längsträger, ein Flanschgelenk oder einen Radträger handeln. Insbesondere ist das Fahrwerkbauteil als ein Mehrpunkt-Lenker oder als ein Zwei-Punkt-Lenker ausgebildet. Das Fahrwerkbauteil kann eine Strukturkomponente aufweisen. Die Strukturkomponente kann eine Kontur oder Grundform des Fahrwerkbauteils vorgeben oder definieren. Insbesondere ist die Strukturkomponente einstückig und/oder steif ausgebildet. Beispielsweise ist die Strukturkomponente aus einem Metall gegossen oder geschmiedet. Alternativ kann die Strukturkomponente mindestens teilweise oder vollständig aus einem Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff gebildet sein.
Das Fahrwerkbauteil und/oder die Strukturkomponente kann mindestens eine Aufnahme aufweisen, wobei in der Aufnahme das Lager angeordnet ist oder wird. Die Aufnahme kann als eine hohlzylindrische Durchgangsöffnung in dem Fahrwerkbauteil und/oder der Strukturkomponente realisiert sein oder ausgebildet werden. Mit anderen Worten kann die Aufnahme als ein Lagerauge ausgebildet sein oder werden. Insbesondere ist oder wird das Lager, vorzugsweise eine Außenhülse des Lagers, in die Aufnahme eingepresst. Das Fahrwerkbauteil mit dem Lager kann in einem Fahrwerk eines Fahrzeugs dazu dienen, verschiedene Fahrwerkkomponenten oder Fahrwerkbauteile gelenkig miteinander oder mit dem Fahrzeugaufbau oder einem daran befestigten Achsträger zu verbinden.
Zum Ausbilden des Lagers wird zwischen einer Innenhülse und einer Außenhülse eine Elastomerschicht angeordnet. Insbesondere ist oder wird das Lager als ein Gummilager oder als ein Elastomerlager ausgebildet. Die Außenhülse kann, insbesondere parallel zu einer Mittellängsachse der Innenhülse, geschlitzt ausgebildet sein. Die Elastomerschicht kann mindestens teilweise geschlitzt ausgebildet sein. Beim Anordnen oder Einpressen des Lagers in eine Aufnahme eines Fahrwerkbauteils wird der Schlitz geschlossen.
An dem Lager wird mindestens ein erstes Sensorelement zum Zusammenwirken mit einem weiteren Sensorelement angeordnet. Das weitere Sensorelement kann an dem Lager, insbesondere an der Außenhülse, angeordnet sein oder werden. Alternativ kann das weitere Sensorelement an dem Fahrwerkbauteil angeordnet sein oder werden.
Insbesondere weist das Lager und/oder das Fahrwerkbauteil eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Bewegung des Lagers, insbesondere der Innenhülse in Bezug zur Außenhülse und/oder zur Strukturkomponente des Fahrwerkbauteils, auf. Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung als eine Winkelmesseinrichtung ausgebildet. Die Sensoreinrichtung oder die Winkelmesseinrichtung kann zum Realisieren einer Höhenstandssensorik ausgebildet sein. Eine Auswerteeinrichtung kann mit der Sensoreinrichtung verbunden sein oder werden.
Erfindungsgemäß wird zunächst die Innenhülse bereitgestellt und sodann eine Halteschicht an der Innenhülse angeordnet. Hierbei wird das erste Sensorelement mittels der Halteschicht an der Innenhülse gehalten. Nachfolgend wird die Innenhülse innerhalb der Außenhülse angeordnet und darauffolgend die Elastomerschicht ausgebildet.
Hierbei ist von Vorteil, dass mittels der Halteschicht das erste Sensorelement zuverlässig und bereits vor dem Anordnen und/oder Ausbilden der Elastomerschicht an der Innenhülse gehalten ist oder wird. Hierdurch ist oder wird ein unerwünschtes Verrücken des ersten Sensorelementes von einer vorgegebenen Position des ersten Sensorelementes an der Innenhülse zuverlässig vermieden. Insbesondere sind mittels der Halteschicht zudem Gelenkeigenschaften des Lagers, wie nachfolgend noch näher erläutert, einstellbar. Somit kann die Halteschicht zur Realisierung mehrerer Funktionen dienen.
Vorzugsweise wird die Halteschicht als eine Kunststoffschicht ausgebildet. Somit kann die Halteschicht mittels eines geeigneten Kunststoffmaterials und/oder einem faserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt werden bzw. sein. Insbesondere wird das erste Sensorelement zwischen einer Außenseite der Innenhülse und einer Innenseite der Halteschicht festgesetzt. Vorzugsweise liegt die Halteschicht zum Festsetzen des ersten Sensorelementes unmittelbar an dem ersten Sensorelement und an der Innenhülse, insbesondere an der Außenseite der Innenhülse, an. Das erste Sensorelement kann auf einer Oberfläche oder Mantelfläche der Außenseite der Innenhülse angeordnet werden oder sein. Alternativ kann das erste Sensorelement mindestens teilweise oder vollständig in einer Senke in der Außenseite der Innenhülse angeordnet werden oder sein. Hierbei kann sich die Senke radial zu einer Mittellängsachse der Innenhülse von der Oberfläche oder Mantelfläche der Innenhülse nach Innen erstrecken. Insbesondere wird das erste Sensorelement formschlüssig mittels der Halteschicht an der Innenhülse gehalten. Vorzugsweise liegen das erste Sensorelement und die Halteschicht mindestens teilweise formschlüssig aneinander an. Das Sensorelement kann teilweise oder vollständig von der Halteschicht bedeckt sein.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann das erste Sensorelement innerhalb der Halteschicht festgesetzt und/oder angeordnet werden bzw. sein. Gemäß dieser Ausführungsform ist das erste Sensorelement vollständig innerhalb der Halteschicht angeordnet. Somit kann das erste Sensorelement vollständig von dem Material der Halteschicht umgeben sein. Beispielsweise kann eine ringartig ausgebildete Halteschicht mit dem integrierten oder eingebetteten ersten Sensorelement auf die Außenseite der Innenhülse aufgeschoben werden bzw. sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird die Halteschicht zum Festsetzen des ersten Sensorelementes an der Innenhülse auf mindestens einem Abschnitt einer Außenseite der Innenhülse mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Hierbei kann die Halteschicht die Innenhülse oder den Abschnitt der Außenseite der Innenhülse ringartig oder ringförmig umgeben. Das erste Sensorelement kann mindestens teilweise oder vollständig von der mittels des Spritzgussverfahrens hergestellten Halteschicht bedeckt sein. Insbesondere ist das Spritzgussverfahren als ein Kunststoffspritzgussverfahren ausgebildet.
Nach einer alternativen Ausführungsform wird die Halteschicht zum Festsetzen des ersten Sensorelementes an der Innenhülse auf mindestens einem Abschnitt einer Außenseite der Innenhülse aufgeschoben und/oder aufgepresst. Hierzu kann die Halteschicht ringartig oder ringförmig ausgebildet sein. Insbesondere ist die Halteschicht als ein ringartiger oder ringförmiger Körper ausgebildet. Dieser Körper kann in sich formstabil sein. Die ringartig oder ringförmig ausgebildete Halteschicht kann einen Anschlagabschnitt aufweisen, der zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem korrespondierend ausgebildeten Anlageabschnitt der Innenhülse ausgebildet ist. Der Anschlagabschnitt und/oder der Anlageabschnitt können konusartig oder konusförmig ausgebildet sein. Die ringartige oder ringförmige Halteschicht kann soweit auf die Innenhülse aufgeschoben werden, bis der Anlageabschnitt der Halteschicht an dem Anlageabschnitt der Innenhülse anliegt. Hierdurch ist eine definierte Endposition der Halteschicht und/oder des ersten Sensorelementes, insbesondere beim Aufschieben und/oder Aufpressen auf die Innenhülse, vorgegeben.
Gemäß einer Weiterbildung werden mittels der Halteschicht Gelenkeigenschaften des Lagers vorgegeben und/oder eingestellt. Insbesondere wird eine Steifigkeit des Lagers als eine Gelenkeigenschaft mittels der Halteschicht vorgegeben und/oder eingestellt. Vorzugsweise werden mittels der Halteschicht verschiedene Steifigkeiten des Lagers in Abhängigkeit von unterschiedlichen Auslenkrichtungen des Lagers realisiert. Über die Position und/oder Gestalt der Halteschicht an der Innenhülse kann somit die Steifigkeit des Lagers beeinflusst und/oder eingestellt werden. In Abhängigkeit von den gewünschten Gelenkeigenschaften, insbesondere einer gewünschten Steifigkeit des Lagers, kann beispielsweise die Position, die Breite in Längsrichtung der Innenhülse, die Dicke in radialer Richtung zu einer Mittellängsachse der Innenhülse und/oder die Form der Halteschicht angepasst werden oder sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird vor dem Anordnen der Halteschicht mindestens ein zum Kontaktieren mit der Halteschicht vorgesehener Abschnitt einer Außenseite der Innenhülse zum Verbessern einer stoffschlüssigen, kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung zwischen der Halteschicht und der Außenseite der Innenhülse vorbehandelt. Insbesondere wird mindestens der Abschnitt der Außenseite der Innenhülse zum Kontaktieren mit der Halteschicht mittels eines Plasmaverfahrens zur Oberflächenaufbereitung vorbehandelt. Hierdurch kann eine stoffschlüssige Verbindung zwischen einer Halteschicht aus Kunststoff, die mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt wird, und der Außenseite der Innenhülse verbessert werden. Insbesondere ist die Innenhülse und/oder die Außenhülse aus einem Metall gebildet.
Gemäß einer Weiterbildung wird vor dem Anordnen der Halteschicht das erste Sensorelement in einer Senke in einer Außenseite der Innenhülse angeordnet. Die Senke kann vorab bei der Herstellung der Innenhülse in der Außenseite ausgebildet werden. Insbesondere wird das erste Sensorelement mindestens teilweise formschlüssig in die Senke eingesetzt. Aufgrund des Formschlusses zwischen dem ersten Sensorelement und der Senke ist eine definierte Position des ersten Sensorelementes an der Innenhülse vorgegeben. Das in der Senke eingesetzte erste Sensorelement kann über die Außenseite oder eine Mantelfläche der Innenhülse nach au-ßen vorstehen. Insbesondere wird der sich aus der Senke heraus erstreckende Bereich des ersten Sensorelementes mittels der Halteschicht, vorzugsweise vollständig, abgedeckt. Hierbei liegt die Halteschicht formschlüssig an dem sich aus der Senke heraus erstreckenden Bereich des ersten Sensorelementes an. Insbesondere wird das erste Sensorelement vollständig gegenüber dem Material der Elastomerschicht mittels der Halteschicht gekapselt. Zudem wird das erste Sensorelement bereits aufgrund der Halteschicht zuverlässig und ortsfest an der Innenhülse gehalten. Vor dem Anordnen oder Ausbilden der Halteschicht kann das erste Sensorelement bei einer Ausbildung als ein Magnet aufgrund einer magnetischen Haltekraft an der vorzugsweise aus Metall gebildeten Innenhülse an einer vorgegebenen Position gehalten werden.
Die Außenseite der Innenhülse kann eine ebene Fläche aufweisen, wobei die Senke in der ebenen Fläche ausgebildet wird oder ist. Somit kann die Außenseite der Innenhülse aus einem Zylinderabschnitt und einem ebenen Flächenabschnitt gebildet sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Senke sacklochartig ausgebildet, wobei ein Außenumfang des ersten Sensorelementes formschlüssig in der sacklochartigen Senke angeordnet wird. Hierdurch kann die Position des ersten Sensorelementes vor dem Anordnen oder Ausbilden der Halteschicht besonders zuverlässig und/oder eindeutig vorgegeben werden bzw. sein. Das erste Sensorelement kann teilweise aus der sacklochartigen Senke hervorstehen oder bündig mit dieser, insbesondere mit der Außenseite der Innenhülse, abschließen.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Senke als eine sich in Längsrichtung der Innenhülse erstreckende Nut ausgebildet, wobei das erste Sensorelement derart in der nutförmigen Senke angeordnet wird, so dass zwei in Umfangsrichtung der Innenhülse voneinander abgewandte Seiten des ersten Sensorelementes an zwei einander zugewandten Nutwänden der Senke anliegen. Insbesondere erstreckt sich die nutförmige Senke über die gesamte Länge der Innenhülse und/oder ist die nutförmige Senke parallel zu einer Mittellängsachse der Innenhülse ausgebildet.
Die Halteschicht kann teilweise in der nutförmigen Senke angeordnet oder ausgebildet werden, wobei das erste Sensorelement mittels der Halteschicht formschlüssig in Längsrichtung der Innenhülse gehalten oder fixiert wird. Vorzugsweise wird das erste Sensorelement vollständig von der Halteschicht bedeckt. Die Halteschicht kann im Bereich des ersten Sensorelementes eine von der Innenhülse weg gerichtete Erhebung ausbilden. Insbesondere wird die Erhebung von der Elastomerschicht bedeckt. Vorzugsweise wird die gesamte Außenseite der Innenhülse von der Halteschicht bedeckt.
Die Halteschicht kann mindestens teilweise in der Senke oder in einer Vertiefung in einer Außenseite der Innenhülse angeordnet werden. Hierdurch kann die Lage der Halteschicht an der Innenhülse eindeutig vorgegeben sein oder werden. Insbesondere ist bzw. wird die Vertiefung ringartig und/oder nutartig ausgebildet. Vorzugsweise wird das erste Sensorelement in der Senke in der Außenseite der Innenhülse angeordnet, wobei die Senke innerhalb der Vertiefung angeordnet ist. Insbesondere ist eine Tiefe der Senke ausgehend von einer Oberfläche oder Mantelfläche der Außenseite der Innenhülse größer als die Tiefe der Vertiefung. Insbesondere ist die Senke mittig in der Vertiefung, vorzugsweise in Längsrichtung bzw. Axialrichtung der Innenhülse gesehen, angeordnet.
Vorzugsweise wird mit dem ersten Sensorelement und dem weiteren Sensorelement eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Bewegung des Lagers ausgebildet. Das weitere Sensorelement kann an der Außenhülse oder an dem Fahrwerkbauteil angeordnet werden. Insbesondere ist das erste Sensorelement als ein Magnet und das weitere Sensorelement als ein Magnetfeldsensor ausgebildet. Somit kann das erste Sensorelement ein Magnetfeld erzeugen bzw. bereitstellen, welches mittels des weiteren Sensorelementes erfasst werden kann. Insbesondere ist das weitere Sensorelement als ein Hall-Sensor ausgebildet oder weist einen Hall-Sensor auf.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird eine Zwischenhülse, insbesondere aus Metall, zwischen der Innenhülse und der Außenhülse angeordnet. Hierbei wird zwischen der Innenhülse und der Zwischenhülse eine erste Elastomerschicht und zwischen der Zwischenhülse und der Außenhülse eine zweite Elastomerschicht angeordnet oder ausgebildet. Die erste Elastomerschicht und die zweite Elastomerschicht können mindestens teilweise zum Ausbilden der Elastomerschicht ineinander übergehen. Insbesondere wird im Bereich des ersten Sensorelementes in der Zwischenhülse eine Ausnehmung ausgebildet, die mit dem Material der ersten Elastomerschicht und/oder der zweiten Elastomerschicht ausgefüllt wird. Das Material der ersten Elastomerschicht und der zweiten Elastomerschicht kann gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Vorzugsweise wird die Zwischenhülse vor dem Ausbilden der ersten Elastomerschicht und/oder der zweiten Elastomerschicht mittels der Halteschicht positioniert und/oder in Bezug zu der Innenhülse gehalten. Somit kann die Halteschicht vor dem Ausbilden der Elastomerschicht sowohl das erste Sensorelement als auch die Zwischenhülse halten. Die Zwischenhülse kann, insbesondere parallel zu einer Mittellängsachse der Innenhülse, geschlitzt ausgebildet sein. Beim Anordnen oder Einpressen des Lagers in eine Aufnahme eines Fahrwerkbauteils wird der Schlitz geschlossen.
Von besonderem Vorteil ist ein Fahrwerkbauteil mit einem erfindungsgemäß hergestellten Lager, wobei das erste Sensorelement mittels der Halteschicht an der Innenhülse gehalten ist. Insbesondere ist das Fahrwerkbauteil gemäß den im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:

1 eine perspektivische und explosionsartige Seitenansicht von Komponenten zum Herstellen eines erfindungsgemäßen ersten Lagers,
2 eine teilweise geschnittene, perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäß hergestellten zweiten Lagers,
3 eine teilweise geschnittene, perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäß hergestellten weiteren Lagers, und
4 eine weitere teilweise geschnittene, perspektivische Seitenansicht des erfindungsgemäß hergestellten weiteren Lagers gemäß 3.

1 zeigt eine perspektivische und explosionsartige Seitenansicht von Komponenten zum Herstellen eines erfindungsgemäßen ersten Lagers 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Lager 1 als ein Elastomerlager bzw. Gummilager ausgebildet. Das Lager 1 weist eine Innenhülse 2 auf. Die Innenhülse 2 weist eine Außenseite 3 auf. Die Außenseite 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel zylindrisch ausgebildet. Des Weiteren weist die Innenhülse 2 bei diesem Ausführungsbeispiel eine Durchgangsöffnung 4 auf, die sich mittig und in Längsrichtung der Innenhülse 2 durch diese hindurch erstreckt. Mittels der Durchgangsöffnung 4 ist die Innenhülse 2 bzw. das Lager 1 mit einem hier nicht näher dargestellten Fahrwerkbauteil, Fahrwerkträger, Fahrzeugrahmen oder Fahrzeugaufbau und der Verwendung eines geeigneten Verbindungsmittels wie beispielsweise einer Schraube verbindbar.
Des Weiteren weist das Lager 1 eine Außenhülse 5 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Außenhülse 5 als ein Hohlzylinder ausgebildet. Sowohl die Innenhülse 2 als auch die Außenhülse 5 sind hier beispielhaft aus einem Metall gebildet. Zwischen der Innenhülse 2 und der Außenhülse 5 ist eine Elastomerschicht 6 angeordnet. Die Elastomerschicht 6 ist aus einem geeigneten Elastomermaterial bzw. Gummimaterial gebildet. Die Elastomerschicht 6 wird an eine Innenseite 7 der Außenhülse 5 und mindestens teilweise an der Außenseite 3 der Innenhülse 2 anvulkanisiert.
Des Weiteren weist das Lager 1 ein erstes Sensorelement 8 auf. Das erste Sensorelement 8 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Magnet ausgebildet.
Das erste Sensorelement 8 wird mittels einer Halteschicht 9 an der Außenseite 3 der Innenhülse 2 gehalten. Die Halteschicht 9 ist bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Hierbei wird das erste Sensorelement 8 zwischen der Außenseite 3 der Innenhülse 2 und einer Innenseite der Halteschicht 9 festgesetzt. Die Außenseite 3 bildet bei diesem Ausführungsbeispiel zugleich eine Mantelfläche der Innenhülse 2. Das erste Sensorelement 8 wird mindestens teilweise oder vollständig mittels der Halteschicht 9 überdeckt. Des Weiteren liegt die Halteschicht 9 formschlüssig unmittelbar an dem ersten Sensorelement 8 an.
Zum Herstellen des Lagers 1 wird zunächst die Innenhülse 2 bereitgestellt. Anschließend wird die Halteschicht 9 an der Innenhülse 2 angeordnet, wobei das erste Sensorelement 8 mittels der Halteschicht 9 an der Außenhülse 5 der Innenhülse 2 gehalten wird. Nachfolgend wird die Innenhülse 2 innerhalb der Außenhülse 5 angeordnet und darauffolgend die Elastomerschicht 6 ausgebildet.
Die Halteschicht 9 zum Festsetzen des ersten Sensorelementes 8 an der Innenhülse 2 kann auf mindestens einem Abschnitt der Außenseite 3 der Innenhülse 2 mittels eines geeigneten Spritzgussverfahrens hergestellt werden. Die Halteschicht 9 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ringartig ausgebildet und umgibt bzw. umläuft die Außenseite 3. Alternativ zum Herstellen der Halteschicht 9 mittels eines Spritzgussverfahrens kann die Halteschicht 9 als ein ringartiger oder ringförmiger Körper bereitgestellt werden und auf mindestens einem Abschnitt der Außenseite 3 der Innenhülse 2 aufgeschoben oder aufgepresst werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Halteschicht 9 einen Anschlagabschnitt 10 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Anschlagabschnitt 10 konusartig ausgebildet. Der Anschlagabschnitt 10 wirkt mit einem Anlageabschnitt 11 der Innenhülse 2 zusammen. Hierbei ist der Anlageabschnitt 11 formkorrespondierend zu dem Anschlagabschnitt 10 der Halteschicht 9 ausgebildet. Durch das Zusammenwirken des Anschlagabschnitts 10 mit dem Anlageabschnitt 11 ist die Position bzw. Lage der Halteschicht 9 an der Innenhülse 2 vorgegeben.
Das erste Sensorelement 8 wirkt mit einem hier lediglich schematisch dargestellten weiteren Sensorelement 12 zusammen. Das weitere Sensorelement 12 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Magnetfeldsensor ausgebildet. Das weitere Sensorelement 12 kann unmittelbar an der Außenhülse 5 oder an einem hier nicht näher dargestellten Fahrwerkbauteil angeordnet sein, wobei das Lager 1 mit der Außenhülse 5 in eine geeignet ausgebildete Aufnahme des Fahrwerkbauteils eingepresst sein oder werden kann.
2 zeigt eine teilweise geschnittene, perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäß hergestellten zweiten Lagers 13. Gleiche Merkmale tragen die gleichen Bezugszeichen wie zuvor. Insofern wird zur Vermeidung von Wiederholungen auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. Das Lager 13 ist als ein Elastomerlager bzw. Gummilager ausgebildet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Lager 13 zusätzlich zu der Innenhülse 2 und der Außenhülse 5 eine Zwischenhülse 14 auf, die zwischen der Innenhülse 2 und der Außenhülse 5 angeordnet ist. Die Zwischenhülse 14 ist bei diesem Ausführungsbeispiel aus Metall gebildet. Entsprechend bildet die Elastomerschicht 6 bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Innenhülse 2 und der Zwischenhülse 14 eine erste Elastomerschicht 6.1 und zwischen der Zwischenhülse 14 und der Außenhülse 5 eine zweite Elastomerschicht 6.2 aus. Im Bereich des ersten Sensorelementes 8 ist in der Zwischenhülse 14 eine Ausnehmung 15 ausgebildet. Die Ausnehmung 15 ist mit dem Material der Elastomerschicht 6 bzw. 6.1 und 6.2 ausgefüllt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Innenhülse 2 an ihrer Außenseite 3 eine Senke 16 auf. Vor dem Anordnen oder Ausbilden der Halteschicht 9 wird das erste Sensorelement 8 in der Senke 16 angeordnet. Hierbei wird das erste Sensorelement 8 teilweise formschlüssig in die Senke 16 eingesetzt. Somit wird das erste Sensorelement 8 formschlüssig in der Senke 16 aufgenommen bzw. gehalten. Hierdurch ist die Position bzw. Lage des ersten Sensorelementes 8 an der Innenhülse 2 vorgegeben.
Die Senke 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel sacklochartig ausgebildet, wobei ein Außenumfang des ersten Sensorelementes 8 formschlüssig in der sacklochartigen Senke 16 angeordnet wird. Hierdurch ist die Position des ersten Sensorelementes 8 vor dem Anordnen oder Ausbilden der Halteschicht 9 besonders zuverlässig und eindeutig vorgegeben. Das erste Sensorelement 8 steht teilweise über die sacklochartigen Senke 16 radial zu einer Mittellängsachse der Innenhülse 2 nach außen gerichtet vor.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Halteschicht 9 mindestens teilweise in einer Vertiefung 17 in der Außenseite 3 der Innenhülse 2 angeordnet. Die Vertiefung 17 ist ringartig oder nutartig ausgebildet.
Die Senke 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel innerhalb der Vertiefung 17 angeordnet bzw. ausgebildet. Somit ist die Tiefe der Senke 16 in Bezug zur Außenseite 3 der Innenhülse 2 größer als die Tiefe der Vertiefung 17 in Bezug zur Außenseite 3. Das erste Sensorelement 8 wird vollständig mit der Halteschicht 9 abgedeckt. Hierbei liegt die Halteschicht 9 unmittelbar an dem ersten Sensorelement 8 an, wodurch sich ein Formschluss zwischen dem ersten Sensorelement 8 und der Halteschicht 9 ergibt.
3 zeigt eine teilweise geschnittene, perspektivische Seitenansicht eines erfindundsgemäß hergestellten weiteren Lagers.. Gleiche Merkmale tragen die gleichen Bezugszeichen wie zuvor. Insofern wird zur Vermeidung von Wiederholungen auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. Das Lager 18 ist ebenfalls als ein Elastomerlager bzw. Gummilager ausgebildet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das Lager 18 ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen Lager 13 eine Zwischenhülse 14, wobei die Zwischenhülse 14 hier keine Ausnehmung 15 hat.
Die Außenhülse 5, die Zwischenhülse 14 sowie teilweise die Elatomerschicht 6 sind bei diesem Beispiel in Längsrichtung bzw. parallel zu einer Mittellängsachse der Innenhülse 2 geschlitzt ausgebildet. Beim Anordnen oder Einpressen des Lagers 18 in ein hier nicht näher dargestelltes Fahrwerkbauteil wird der Schlitz 19 geschlossen.
Des Weiteren weist bei diesem Ausführungsbeispiel die Außenseite 3 der Innenhülse 2 eine ebene Fläche 20 aufweisen, wobei die Senke 16 in der ebenen Fläche 20 ausgebildet ist. Somit wird die Außenseite 3 der Innenhülse 2 bei diesem Beispiel aus einem Zylinderabschnitt und einem ebenen Flächenabschnitt gebildet.
Hier ist die Senke 16 als eine sich in Längsrichtung der Innenhülse 2 erstreckende Nut ausgebildet. Das erste Sensorelement 8 ist derart in der nutförmigen Senke 16 angeordnet, so dass zwei in Umfangsrichtung der Innenhülse 2 voneinander abgewandte Seiten 21 des ersten Sensorelementes 8 an zwei einander zugewandten Nutwänden 22, 23 der Senke 16 anliegen. Hier ist nur eine der beiden Seitenwände 21 des ersten Sensorelementes zu erkennen.
Die nutförmige Senke 16 erstreckt sich über die gesamte Länge der Innenhülse 2. Hierbei ist die nutförmige Senke 16 parallel zu einer Mittellängsachse der Innenhülse 2 ausgebildet. Die nutförmige Senke 16 ist in der ebenen Fläche 20 bzw. dem ebenen Flächenabschnitt der Außenseite 3 der Innenhülse 2 ausgebildet.
Die Halteschicht 9 ist teilweise in der nutförmigen Senke 16 angeordnet bzw. ausgebildet. Hierbei wird die nutförmige Senke 16 vollständig mit dem Material der Halteschicht 9 ausgefüllt. Das erste Sensorelement 8 ist mittels der Halteschicht 9 formschlüssig in Längsrichtung der Innenhülse 2 gehalten bzw. fixiert.
Zudem wird das erste Sensorelement 8 vollständig von der Halteschicht 9 bedeckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel bildet die Halteschicht 9 im Bereich des ersten Sensorelementes 8 eine von der Innenhülse 2 weg gerichtete Erhebung 24 aus. Die Erhebung 24 wird von der Elastomerschicht 6 bedeckt.
4 zeigt eine weitere teilweise geschnittene, perspektivische Seitenansicht des erfindungsgemäß hergestellten weiteren Lagers 18 gemäß 3. Gut zu erkennen ist die bei diesem Ausführungsbeispiel ausgebildete Erhebung 24.
Des Weiteren wird bei diesem Ausführungsbeispiel die gesamte Außenseite 3 der Innenhülse 2 von der Halteschicht 9 bedeckt. Somit liegt die Halteschicht einerseits an der Außenseite 3 sowie dem ersten Sensorelement 8 und andererseits an der Elastomerschicht 6 an.
Vor dem Anordnen oder Ausbilden der Halteschicht 9 kann das erste Sensorelement 8 bei einer Ausbildung als ein Magnet aufgrund einer magnetischen Haltekraft an der aus Metall gebildeten Innenhülse 2 an der vorgegebenen Position gehalten werden.
Zusätzlich zum Halten bzw. Festsetzen des ersten Sensorelementes 8 an der Innenhülse 2 kann mittels der Halteschicht 9 mindestens eine Gelenkeigenschaft des Lagers 1, 13, 18 vorgegeben oder eingestellt werden. Beispielsweise wird eine Steifigkeit des Lagers 1, 13, 18 als eine Gelenkeigenschaft mittels der Halteschicht 9 vorgegeben und/oder eingestellt. Hierbei können in Abhängigkeit von der konkreten Ausbildung der Halteschicht 9 verschiedene Steifigkeiten des Lagers 1, 13, 18 in Abhängigkeit von unterschiedlichen Auslenkrichtungen des Lagers 1, 13, 18 realisiert werden.
Wird die Halteschicht 9 mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt, kann die Außenseite 3 der Innenhülse 2 zum Verbessern der stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Halteschicht 9 und der Außenseite 3 der Innenhülse 2 mittels eines Plasmaverfahrens vorbehandelt werden.
Bezugszeichenliste

1: Lager
2: Innenhülse
3: Außenseite
4: Durchgangsöffnung
5: Außenhülse
6: Elastomerschicht
6.1: erste Elastomerschicht
6.2: zweite Elastomerschicht
7: Innenseite
8: erstes Sensorelement
9: Halteschicht
10: Anschlagabschnitt
11: Anlageabschnitt
12: weiteres Sensorelement
13: Lager
14: Zwischenhülse
15: Ausnehmung
16: Senke
17: Vertiefung
18: Lager
19: Schlitz
20: ebene Fläche
21: Seitenwand
22: Nutwand
23: Nutwand
24: Erhebung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102020206204 A1 [0002, 0003]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Lagers (1, 13, 18) und/oder eines Fahrwerkbauteils mit einem Lager (1, 13, 18), wobei zum Ausbilden des Lagers (1, 13, 18) zwischen einer Innenhülse (2) und einer Außenhülse (5) eine Elastomerschicht (6) angeordnet wird, und an dem Lager (1, 13, 18) mindestens ein erstes Sensorelement (8) zum Zusammenwirken mit einem weiteren Sensorelement (12) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Innenhülse (2) bereitgestellt und eine Halteschicht (9) an der Innenhülse (2) angeordnet wird, wobei das erste Sensorelement (8) mittels der Halteschicht (9) an der Innenhülse (2) gehalten wird, und nachfolgend die Innenhülse (2) innerhalb der Außenhülse (5) angeordnet und darauffolgend die Elastomerschicht (6) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschicht (9) als eine Kunststoffschicht ausgebildet wird, insbesondere wird das erste Sensorelement (8) zwischen einer Außenseite (3) der Innenhülse (2) und einer Innenseite der Halteschicht (9) festgesetzt oder vorzugsweise wird das erste Sensorelement (8) innerhalb der Halteschicht (9) festgesetzt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschicht (9) zum Festsetzen des ersten Sensorelementes (8) an der Innenhülse (2) auf mindestens einem Abschnitt einer Außenseite (3) der Innenhülse (2) mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt oder auf mindestens einem Abschnitt einer Außenseite (3) der Innenhülse (2) aufgeschoben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Halteschicht (9) Gelenkeigenschaften des Lagers (1, 13, 18) vorgegeben und/oder eingestellt werden, insbesondere wird eine Steifigkeit des Lagers (1, 13) als eine Gelenkeigenschaft mittels der Halteschicht (9) vorgegeben und/oder eingestellt, vorzugsweise werden mittels der Halteschicht (9) verschiedene Steifigkeiten des Lagers (1, 13, 18) in Abhängigkeit von unterschiedlichen Auslenkrichtungen des Lagers (1, 13, 18) realisiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Anordnen der Halteschicht (9) mindestens ein zum Kontaktieren mit der Halteschicht (9) vorgesehener Abschnitt einer Außenseite (3) der Innenhülse (2) zum Verbessern einer stoffschlüssigen, kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung zwischen der Halteschicht (9) und der Außenseite (3) der Innenhülse (2) vorbehandelt wird, insbesondere wird mindestens der Abschnitt der Außenseite (3) der Innenhülse (2) mittels eines Plasmaverfahrens zur Oberflächenaufbereitung vorbehandelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Anordnen der Halteschicht (9) das erste Sensorelement (8) in einer Senke (16) in einer Außenseite (3) der Innenhülse (2) angeordnet wird, insbesondere wird das erste Sensorelement (8) mindestens teilweise formschlüssig in die Senke (16) eingesetzt, vorzugsweise weist die Außenseite (3) der Innenhülse eine ebene Fläche (20) auf und die Senke (16) wird in der ebenen Fläche (20) ausgebildet.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Senke (16) sacklochartig ausgebildet ist, wobei ein Außenumfang des ersten Sensorelementes (8) formschlüssig in der sacklochartigen Senke (16) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Senke (16) als eine sich in Längsrichtung der Innenhülse (2) erstreckende Nut ausgebildet ist, wobei das erste Sensorelement (8) derart in der nutförmigen Senke (16) angeordnet wird, so dass zwei in Umfangsrichtung der Innenhülse (2) voneinander abgewandte Seiten (21) des ersten Sensorelementes (8) an zwei einander zugewandten Nutwänden (22, 23) der Senke (16) anliegen, insbesondere erstreckt sich die nutförmige Senke (16) über die gesamte Länge der Innenhülse (2) und/oder ist die nutförmige Senke (16) parallel zu einer Mittellängsachse der Innenhülse (2) ausgebildet.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschicht (9) teilweise in der nutförmigen Senke (16) angeordnet oder ausgebildet wird, wobei das erste Sensorelement (8) mittels der Halteschicht (9) formschlüssig in Längsrichtung der Innenhülse (2) gehalten wird, vorzugsweise wird das erste Sensorelement (8) vollständig von der Halteschicht (9) bedeckt und/oder die Halteschicht (9) bildet im Bereich des ersten Sensorelementes (8) eine von der Innenhülse (2) weg gerichtete Erhebung (24) aus, insbesondere wird die gesamte Außenseite (3) der Innenhülse (2) von der Halteschicht (9) bedeckt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschicht (9) mindestens teilweise in einer Senke (16) oder in einer Vertiefung (17) in einer Außenseite (3) der Innenhülse (2) angeordnet wird, insbesondere ist die Vertiefung (17) ringartig und/oder nutartig ausgebildet, vorzugsweise wird das erste Sensorelement (8) in derer Senke (16) in der Außenseite (3) der Innenhülse (2) angeordnet, wobei die Senke (16) innerhalb der Vertiefung (17) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem ersten Sensorelement (8) und dem weiteren Sensorelement (12) eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Bewegung des Lagers (1, 13, 18) ausgebildet wird, vorzugsweise wird das weitere Sensorelement (12) an der Außenhülse (5) oder an dem Fahrwerkbauteil angeordnet, insbesondere ist das erste Sensorelement (8) als ein Magnet und das weitere Sensorelement (12) als ein Magnetfeldsensor ausgebildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenhülse (14) zwischen der Innenhülse (2) und der Außenhülse (5) angeordnet wird, wobei zwischen der Innenhülse (2) und der Zwischenhülse (14) eine erste Elastomerschicht (6.1) und zwischen der Zwischenhülse (14) und der Außenhülse (5) eine zweite Elastomerschicht (6.2) angeordnet wird, insbesondere wird im Bereich des ersten Sensorelementes (8) in der Zwischenhülse (14) eine Ausnehmung (15) ausgebildet, die mit dem Material der ersten Elastomerschicht (6.1) und/oder der zweiten Elastomerschicht (6.2) ausgefüllt wird.
Fahrwerkbauteil mit einem Lager (1, 13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Sensorelement (8) mittels der Halteschicht (9) an der Innenhülse (2) gehalten ist.