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Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet eines Zahnstangenlenksystems von Kraftfahrzeugen und insbesondere die Lagerung und Führung der Zahnstange in einem Lenksystem.
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Es ist bekannt, einen „Druckmechanismus“ („Pusher Line“), mitunter auch als „Druckstück“ („Pusher“) bezeichnet, zu verwenden, um die Zahnstange in einem Eingriffskontakt mit dem Lenkritzel zu halten und gleichzeitig Verzahnungsfehler und Verschleißerscheinungen zu kompensieren. Das Druckstück wirkt elastisch auf die Rückseite der Zahnstange im Bereich des Ritzels, um die Verzahnung der Zahnstange stark gegen das Ritzel zu drücken. Mit Hilfe des Druckstücks werden die Eingriffsfehler der Zahnstange mit dem Ritzel kompensiert, und dieses Druckstück gewährleistet außerdem die Führung der Zahnstange bei gleichzeitiger Steuerung der Gleitkraft der Zahnstange im Lenkgehäuse.
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In ihrer gebräuchlichsten Ausführung umfasst die Druckvorrichtung ein Druckstück, das ein Bauteil ist, das in einem zylindrisch bearbeiteten Gehäuseabschnitt entlang einer zur Längsachse der Zahnstange im Wesentlichen senkrechten Richtung translatorisch montiert ist, wobei dieses Bauteil durch eine elastische Einrichtung in Richtung der Rückseite der Zahnstange gedrückt wird, sodass dieses durch einen Endabschnitt mit geeigneter Form auf die Rückseite der Zahnstange gedrückt wird. Die elastische Einrichtung kann aus einer Schraubenfeder allein oder aus einer elastischen Metall- oder Elastomer-Unterlegscheibe oder aus einer Kombination solcher elastischen Elemente gebildet sein. Diese elastische Einrichtung liegt unter einer Einstellschraube aus Metall, die eine Einstellung des Rückpralls des Druckstücks (des Betätigungsspiels im Neuzustand) ermöglicht und die den Endanschlag des Druckstücks bildet.
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Einer der Nachteile einer solchen Lösung besteht darin, dass die von der Zahnstange, dem Ritzel und der Druckvorrichtung gebildete mechanische Einheit Stößen ausgesetzt ist, die Geräusche erzeugen, die insbesondere beim Rollen auf einer gepflasterten Straße oder beim Rückwärtslenken auftreten. Die hier betrachteten Auswirkungen, d. h. Geräuschquellen, treten auf:
- - im Kontaktbereich der Verzahnungen der Zahnstange und des Ritzels,
- - an den Berührungspunkten des Druckstücks selbst mit der Innenwand des entsprechenden zylindrischen Gehäuseabschnitts beim Umschalten des Druckstücks, und
- - im Kontaktbereich zwischen dem Druckstück selbst und der Einstellschraube bei einem Rückprall des Druckstücks bis zum Anschlag an der Schraube.
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Normalerweise müssen zusätzliche Bauteile, sogenannte Geräuschdämpfungsringe, hinzugefügt werden, um diese Geräusch- oder Vibrationsphänomene zu unterdrücken oder zu begrenzen.
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Ein weiterer Nachteil dieser Druckvorrichtung besteht darin, dass diese aufgrund der Anzahl benötigter Bauteile und Bearbeitungsvorgängen, aber auch aufgrund ihrer Einrichtung und der notwendigen Einstellung auf einem Montageband teuer ist.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Aufbringen einer beträchtlichen Kraft auf die Zahnstange, um diese auf das Ritzel zu drücken, beträchtliche Reibungen erzeugt, die das Fahrgefühl des Fahrers, z. B durch eine Schwergängigkeit oder eine zu starke Filterung der Informationen von der Straße, beeinträchtigen können.
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Ein weiterer Nachteil ist die Masse eines Druckmechanismus. Da dieser strukturell rechtwinklig zum Ritzel montiert ist, gibt es oft Probleme mit Berührungen oder Nachbarschaften zu anderen Elementen des Motorraums, insbesondere mit dem Chassis des Fahrzeugs, an dem es notwendig sein kann, Anordnungen mit besonderen Formen vorzusehen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Lösung für alle oder einen Teil dieser Probleme bereitzustellen.
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Hierzu betrifft die vorliegende Erfindung ein Führungslager einer Zahnstange zum Ineinandergreifen eines Ritzels und der Zahnstange eines Lenksystems eines Fahrzeugs, wobei das Führungslager eine Wand umfasst, wobei ein erster Abschnitt der Wand rohrförmig ausgebildet ist und eine Achse des Führungslagers und einen Innenkanal um die Achse definiert, wobei der Innenkanal an einem ersten Ende des Führungslagers mündet und in einen zweiten Abschnitt der Wand gegenüber dem ersten Ende in der Achse des Führungslagers mündet, wobei der Innenkanal einen Querschnitt quer zur Achse aufweist, wobei der Querschnitt so konfiguriert ist, dass dieser das Einfügen der Zahnstange in den Innenkanal gemäß einer Achse der Zahnstange parallel zur Achse des Führungslagers ermöglicht, wobei das Führungslager eine Innenfläche des Innenkanals des ersten Abschnitts der Wand des Führungslagers und eine Innenfläche des zweiten Abschnitts der Wand des Führungslagers umfasst, wobei die Innenflächen so angeordnet sind, dass diese in Gleitkontakt mit einer Gleitfläche der Zahnstange gegenüber einer Verzahnung der Zahnstange stehen, wenn die Zahnstange in den Innenkanal des ersten Abschnitts der Wand gemäß der Achse der Zahnstange einführt ist, wobei das Führungslager zudem zumindest eine Dämpfungseinrichtung umfasst, die zumindest teilweise um das Führungslager in einer Ebene quer zur Achse des Führungslagers angeordnet ist, wobei die zumindest eine Dämpfungseinrichtung am zweiten Abschnitt der Wand angeordnet ist, wobei das Ritzel gegenüber der Innenfläche des zweiten Abschnitts der Wand des Führungslagers so positioniert ist, dass dieses in die Verzahnung der Zahnstange eingreift.
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Gemäß diesen Ausbildungen ist das Führungslager dazu konfiguriert, die Führung der Zahnstange und den Halt der Zahnstange am Ritzel zu gewährleisten, das gegenüber der Innenfläche des zweiten Abschnitts der Wand des Führungslagers positioniert ist, um in die Verzahnung der Zahnstange einzugreifen. Insbesondere wird die Zahnstange gegen das Ritzel gedrückt, und der Verschleiß, der infolge der Betätigung des Mechanismus auftreten kann, wird durch das eine oder die mehreren Dämpfungselement(e) der zumindest einen Dämpfungseinrichtung kompensiert, wobei diese Kompensation umso wirksamer ist, als das zumindest eine Dämpfungselement an dem Abschnitt der Wand angeordnet ist, der dem Ritzel gegenüberliegt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Erfindung eines oder mehrere der folgenden Merkmale allein oder in einer technisch machbaren Kombination.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Achse des Führungslagers und die Achse der Zahnstange quer zu einer Achse des Ritzels angeordnet, wenn das Ritzel zum Eingriff in die Verzahnung der Zahnstange positioniert ist
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel verlaufen die Achse des Führungslagers und eine Erstreckungsrichtung des Führungslagers im Wesentlichen parallel, d.h. sie bilden einen Winkel zwischen -10 und +10 Grad, insbesondere zwischen -5 und +5 Grad, weiter bevorzugt zwischen -2 und +2 Grad.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Anordnung der Innenflächen des Innenkanals des ersten Abschnitts der Wand des Führungslagers und des zweiten Abschnitts der Wand des Führungslagers zumindest eine an der Innenfläche positionierte Anlagefläche dem Innenkanal des ersten Abschnitts der Wand des Führungslagers und/oder an der Innenfläche des zweiten Abschnitts der Wand des Führungslagers, wobei die zumindest eine Anlagefläche so konfiguriert ist, dass diese in Gleitkontakt mit der Oberfläche die Zahnstange gegenüber einer Verzahnung der Zahnstange steht.
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Gemäß diesen Ausbildungen verringern die Anlagefläche(n) des Führungslagers die Ausdehnung der Kontaktflächen und damit die Reibung beim Gleiten der Zahnstange.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die zumindest eine Anlagefläche durch eine Verdickung auf dem Abschnitt der Innenfläche der Wand des Führungslagers gebildet.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Verdickung eine Krümmung gemäß einem Querschnitt in einer Ebene quer zur Achse des Lagers auf, wobei ein Krümmungsmittelpunkt der Krümmung in Bezug auf die Achse des Führungslagers exzentrisch angeordnet ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Anordnung der Innenfläche des Innenkanals des ersten Abschnitts der Wand des Führungslagers und/oder der Innenfläche des zweiten Abschnitts der Wand des Führungslagers zumindest eine Nut auf, die an der Innenfläche des Innenkanals des ersten Abschnitts der Wand des Führungslagers und/oder an der Innenfläche des zweiten Abschnitts der Wand des Führungslagers angeordnet ist, wobei die zumindest eine Nut zum Aufnehmen eines Schmiermittels konfiguriert ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Führungslager aus einem selbstschmierenden Kunststoff hergestellt.
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Gemäß diesen Ausbildungen ist der Kontakt zwischen der Gleitfläche der Zahnstange und der Innenfläche des Innenkanals des ersten Abschnitts der Wand des Führungslagers und/oder der Innenfläche des zweiten Abschnitts der Wand des Führungslagers gleitfähiger.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der zweite Abschnitt der Wand ebenfalls rohrförmig um die Achse des Führungslagers ausgebildet, wobei der zweite Abschnitt der Wand einen weiteren Innenkanal definiert, der den durch den ersten Abschnitt der Wand definierten Innenkanal verlängert, wobei der weitere Innenkanal an einem zweiten Ende des Führungslagers mündet, wobei das zweite Ende dem ersten Ende des Führungslagers in der Achse des Führungslagers gegenüberliegt, wobei der zweite Abschnitt der Wand von einer Außenöffnung durchquert wird, die in den weiteren Innenkanal führt, wobei die Außenöffnung am zweiten Abschnitt der Wand gegenüber der Innenfläche des zweiten Abschnitts der Wand in Bezug auf die Achse des Führungslagers angeordnet ist, wobei die Außenöffnung zum Aufnehmen des Ritzels konfiguriert ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Führungslager ferner zumindest eine Dämpfungseinrichtung, die zumindest teilweise gemäß einer Ebene quer zur Achse des Führungslagers um das Führungslager platziert ist.
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Gemäß diesen Ausbildungen werden die zwischen dem Führungslager und einem Lenkgehäuse, in dem das Führungslager ortsfest montiert ist, befindlichen Betätigungsspiele oder Verschleißerscheinungen durch die Dämpfungseinrichtung kompensiert, deren Steifigkeit während der Einrichtung des Führungslagers eingestellt wird, damit die Zahnstange immer korrekt gegen das Ritzel gedrückt wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die zumindest eine Dämpfungseinrichtung zumindest ein ringförmiges Dämpfungselement, das um das Führungslager in einer Ebene quer zur Achse des Führungslagers platziert ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die zumindest eine Dämpfungseinrichtung ein erstes Dämpfungselement in einer an einem Ende des Führungslagers angeordneten ersten Querebene, und ein zweites Dämpfungselement in einer am anderen Ende des Führungslagers angeordneten zweiten Querebene.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die zumindest eine Dämpfungseinrichtung ein Dämpfungselement in einer an einem Ende des Führungslagers angeordneten ersten Querebene und/oder in einer am anderen Ende des Führungslagers angeordneten zweiten Querebene.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Dämpfungselement eine Dichtung mit einer geschlossenen Kontur.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Dichtung eine O-Ring-Dichtung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Dichtung in einer am zweiten Abschnitt der Wand angeordneten Doppelnut verlaufend angeordnet.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die zumindest eine Dämpfungseinrichtung einen Ansatz, der aus einem Dämpfungsmaterial hergestellt ist, wobei der Ansatz durch Umspritzen, Verkleben oder Einklipsen auf der gesamten oder einem Teil der Außenfläche der Wand des Führungslagers befestigt ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Dämpfungselement eine O-Ring-Dichtung, die in einer Ringnut montiert ist, die sich über einen Umfang des Führungslagers erstreckt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Dämpfungselement eine O-Ring-Dichtung, in einer an der Wand des Führungslagers, zum Beispiel am zweiten Abschnitt der Wand, angeordneten Doppelnut verlaufend angeordnet ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die zumindest eine Dämpfungseinrichtung eine Umspritzung mit einem Dämpfungsmaterial, z. B. einem Polymerschaum, wobei die Umspritzung über die gesamte oder einen Teil der Außenfläche der Wand des Führungslagers befestigt ist.
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Gemäß diesen Ausbildungen wird die Zahnstange, wenn diese in den Innenkanal des ersten Abschnitts der Wand gemäß der Achse der Zahnstange eingefügt ist, gegen das Ritzel gedrückt, und der Verschleiß, der infolge der Betätigung des Mechanismus auftreten kann, wird durch das/die Dämpfungselement(e) der zumindest einen Dämpfungseinrichtung kompensiert.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Führungslager zum ortsfesten Befestigen in Bezug auf ein Lenkgehäuse des Lenksystems konfiguriert, wobei das Führungslager ferner ein Winkelindexelement umfasst, wobei das Indexelement zum Zusammenwirken mit einem komplementären Element des Lenkgehäuses konfiguriert ist, um eine Winkelposition des Führungslagers um die Achse des Führungslagers zu definieren.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Winkelindexelement eine Nase, die an einer Außenfläche der Wand des Führungslagers vorragt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Führungslager ein Klipselement, das an einer Außenfläche der Wand positioniert ist, wobei das Klipselement zum Zusammenwirken mit einem anderen komplementären Element des Lenkgehäuses konfiguriert ist, um das Führungslager im Innern des Lenkgehäuses zu halten.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das andere komplementäre Element des Lenkgehäuses eine in das Lenkgehäuse eingearbeitete Nut oder ein in das Lenkgehäuse eingepasster Ring oder ein Sicherungsring im Lenkgehäuse.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Führungslager ferner zumindest einen Schlitz, der in den Innenkanal des Führungslagers mündet, wobei der Schlitz die Wand gemäß einer Erstreckungsrichtung des Führungslagers durchquert, wobei der Schlitz so konfiguriert ist, dass dieser eine elastische Verformung der Wand durch die Wirkung eines auf eine Außenfläche der Wand ausgeübten Drucks ermöglicht, wobei die elastische Verformung zu einer Verengung eines Querschnitts der Wand in einer Ebene quer zur Achse des Führungslagers führt.
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Gemäß diesen Ausbildungen wird ein Einsetzen des Führungslagers in das Lenkgehäuse erleichtert.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Klipselement an der Außenfläche der Wand positioniert und zum Zusammenwirken mit einem komplementären Element des Lenkgehäuses konfiguriert, um das Führungslager durch eine Vorspannungswirkung der elastischen Verformung, die durch den auf die Außenfläche der Wand ausgeübten Druck erzielt wird, eingeklipst im Lenkgehäuse zu halten.
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Gemäß diesen Ausbildungen ist das Führungslager in das Lenkgehäuse eingeklipst.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Führungslager zumindest eine Nut, die an einer Außenfläche der Wand ausgebildet ist, um die rohrförmige Wand weicher zu machen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die zumindest eine Nut ein Schlitz, der in den Innenkanal und/oder den weiteren Innenkanal des Führungslagers mündet.
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Gemäß diesen Ausbildungen verleihen die aus Schlitzen gebildete(n) Nut(en) der Struktur des Führungslagers eine Weichheit, die es ermöglicht, das verschleißbedingte Spiel des Führungslagers zu verringern.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die zumindest eine Nut zwischen zwei Verdickungen der Außenfläche des zumindest einen Abschnitts der Wand ausgebildet.
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Gemäß diesen Ausbildungen ist es möglich, zumindest eine Dämpfungsrichtung, durch Blockieren einiger Freiheitsgrade der Verformungen des Führungslagers zu steuern.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Führungslager ferner zumindest eine Anordnung eines Mittelabschnitts der Wand des Führungslagers, wobei der Mittelabschnitt an einem Abschnitt der Wand angeordnet ist, welcher der Innenfläche des zweiten Abschnitts der Wand des Führungslagers entspricht.
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Gemäß diesen Ausbildungen sind die Anordnungen so konfiguriert, dass ein weicherer Mittelabschnitt gegenüber dem Ritzel geschaffen wird, wenn das Ritzel in der Außenöffnung untergebracht ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die zumindest eine Anordnung einen Schlitz um den Mittelabschnitt der Wand.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die zumindest eine Anordnung eine bestimmte Dicke des Mittelabschnitts der Wand.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Führungslager ferner einen Hubbegrenzer, wobei der Hubbegrenzer zum Begrenzen des Hubs der Zahnstange konfiguriert ist, wenn die Zahnstange in das Führungslager eingefügt ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Hubbegrenzer in das erste Ende des Führungslagers integriert.
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Gemäß diesen Ausbildungen unterbindet der Hubbegrenzer einen metallischen Kontakt eines axialen Kugelgelenkgehäuses mit dem Lenkgehäuse.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind der erste Abschnitt der Wand und der zweite Abschnitt der Wand getrennt und zusammenfügbar konfiguriert.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt so konfiguriert, dass diese durch Verklipsen des ersten Abschnitts mit dem zweiten Abschnitt oder durch Ultraschallschweißen zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zusammengefügt werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt zusammengefügt, indem der erste Abschnitt in einer Ausnehmung eines Hohlraums einer Spritzgussform platziert wird und der zweite Abschnitt durch Einspritzen in die Spritzgussform umspritzt wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien hergestellt, sodass sich eine Verschleißfestigkeit eines jeden der Abschnitte voneinander unterscheidet, wobei die Verschleißfestigkeit jedes Abschnitts an die Betriebsbelastungen jedes Abschnitts angepasst ist.
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Zum besseren Verständnis wird ein Ausführungsbeispiel und/oder eine Implementierung der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, das/die als nicht einschränkendes Beispiel ein Ausführungsbeispiel bzw. eine Implementierung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens gemäß der Erfindung darstellen, wobei sich Elemente mit denselben Bezugszeichen in den Zeichnungen auf ähnliche Elemente oder auf Elemente beziehen, deren Funktionen ähnlich sind. Darin zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Führungslagers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2a eine perspektivische Ansicht eines Führungslagers mit zwei trennbaren Abschnitten,
- 2b eine perspektivische Ansicht eines Führungslagers gemäß dem Ausführungsbeispiel von 2a, wobei die beiden trennbaren Abschnitte zusammengefügt sind, um das erfindungsgemäße Führungslager zu bilden,
- 3 eine perspektivische Ansicht eines Führungslagers gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1, das an der mit dem Ritzel ineinandergreifenden Zahnstange montiert ist,
- 4 eine perspektivische Ansicht des Führungslagers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das an der Zahnstange montiert ist, die mit dem Ritzel ineinandergreift,
- 5 eine weitere perspektivische Ansicht eines Führungslagers gemäß dem Ausführungsbeispiel von 4, das an der Zahnstange montiert ist, die mit dem Ritzel ineinandergreift,
- 6 eine perspektivische Ansicht eines Führungslagers gemäß dem Ausführungsbeispiel der 4 und 5,
- 7 eine perspektivische Ansicht eines Führungslagers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 8 eine perspektivische Ansicht eines Führungslagers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
- 9 eine perspektivische Ansicht eines Führungslagers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 10 eine perspektivische Ansicht eines Führungslagers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 11 eine perspektivische Ansicht eines Führungslagers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 12 eine perspektivische Ansicht eines Führungslagers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 13 eine perspektivische Ansicht einer Einrichtung zur Erzielung einer Winkelausrichtung, wobei die Einrichtung hier verwendet wird und auf einem bekannten Geräuschdämpfungsring dargestellt ist,
- 14 eine perspektivische Ansicht eines Führungslagers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
- 15 eine perspektivische Ansicht eines Führungslagers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das dem Ausführungsbeispiel entspricht, das gemäß einem anderen Winkel in 12 dargestellt ist, und
- 16 eine Schnittdarstellung eines Führungslagers gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1, das im Lenkgehäuse montiert ist.
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Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Führungslagers 1 wird nachfolgend mit Bezug auf 1 beschrieben.
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Das Führungslager 1 der 1 ist, wie in der 16 dargestellt, zum Einbau in einem Gehäuse 14 eines Lenksystems eines Fahrzeugs und zum Aufnehmen einer Zahnstange 2 zum Ineinandergreifen eines Ritzels 3 und der Verzahnung der Zahnstange 2 bestimmt.
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Das Führungslager 1 umfasst eine Wand 10 mit einem ersten Abschnitt 10' der Wand 10 und einem zweiten Abschnitt 10" der Wand 10.
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Der erste Abschnitt ist rohrförmig ausgebildet und definiert eine Achse des Führungslagers 1 und einen Innenkanal 9 um die Achse, wobei der Innenkanal 9 an einem ersten Ende 18 des Führungslagers 1 mündet und der Innenkanal 9 in den zweiten Abschnitt 10" der Wand 10 gegenüber dem ersten Ende 18 in der Achse des Führungslagers 1 mündet. Der Innenkanal 9 weist einen Querschnitt quer zur Achse des Führungslagers 1 auf, wobei der Querschnitt so konfiguriert ist, dass dieser das Einfügen der Zahnstange 2 in den Innenkanal 9 gemäß einer Achse der Zahnstange 2 parallel zur Achse des Führungslagers 1 ermöglicht
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Das Führungslager 1 umfasst eine Innenfläche des Innenkanals 9 des ersten Abschnitts 10' der Wand 10 des Führungslagers 1 und eine Innenfläche des zweiten Abschnitts 10" der Wand 10 des Führungslagers 1, wobei die Innenflächen so angeordnet sind, dass diese in Gleitkontakt mit einer Gleitfläche der Zahnstange 2 gegenüber einer Verzahnung der Zahnstange 2 stehen, wenn die Zahnstange in den Innenkanal 9 des ersten Abschnitts 10' der Wand 10 gemäß der Achse der Zahnstange 2 eingefügt ist
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Üblicherweise wird als Innenfläche des ersten Abschnitts 10' oder des zweiten Abschnitts 10" die Fläche der Wand 10 bezeichnet, die so angeordnet ist, dass sie die sogenannte Gleitfläche der Zahnstange 2 aufnimmt und mit dieser in Gleitkontakt steht.
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Gemäß diesen Ausbildungen ist das Führungslager dazu konfiguriert, die Führung der Zahnstange und den Halt der Zahnstange am Ritzel zu gewährleisten, das gegenüber der Innenfläche des zweiten Abschnitts 10" der Wand 10 des Führungslagers 1 angeordnet ist, um in die Verzahnung der Zahnstange 2, wie in den 3 und 16 dargestellt, einzugreifen.
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Insbesondere verlaufen die Achse des Führungslagers und die Achse der Zahnstange quer zu einer Achse des Ritzels, wenn das Ritzel zum Eingriff in die Verzahnung der Zahnstange positioniert ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel verlaufen die Achse des Führungslagers und eine Erstreckungsrichtung des Führungslagers im Wesentlichen parallel, d.h. diese bilden einen Winkel zwischen -10 und +10 Grad, insbesondere zwischen -5 und +5 Grad, weiter bevorzugt zwischen -2 und +2 Grad.
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Insbesondere umfasst die Anordnung der Innenflächen des Innenkanals 9 des ersten Abschnitts 10' der Wand 10 des Führungslagers 1 und des zweiten Abschnitts 10" der Wand 10 des Führungslagers 1 zumindest eine Anlagefläche 15, 17, die auf der Innenfläche des Innenkanals 9 des ersten Abschnitts 10' der Wand 10 des Führungslagers 1 und/oder auf der Innenfläche des zweiten Abschnitts 10" der Wand 10 des Führungslagers 1 positioniert ist, wobei zumindest eine Anlagefläche so konfiguriert ist, dass diese in Gleitkontakt mit der Oberfläche der Zahnstange 2 gegenüber einer Verzahnung der Zahnstange 2 steht.
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Gemäß diesen Ausbildungen reduzieren die Anlageflächen 15, 17 des Führungslagers 1 die Ausdehnung der Kontaktflächen und reduzieren somit Reibungen beim Gleiten der Zahnstange.
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Die zumindest eine Anlagefläche 15, 17 wird insbesondere durch eine Verdickung auf dem Abschnitt der Innenfläche der Wand des Führungslagers 1 erzeugt.
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Noch spezieller weist die Verdickung 15, 17 eine Krümmung gemäß einem Querschnitt in einer Ebene quer zur Achse des Führungslagers 1 auf, wobei ein Krümmungsmittelpunkt in Bezug auf die Achse des Führungslagers 1 exzentrisch angeordnet ist.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Anordnung der Innenfläche des Innenkanals 9 des ersten Abschnitts 10' der Wand 10 des Führungslagers 1 und der Innenfläche des zweiten Abschnitts 10" der Wand 10 des Führungslagers 1 zumindest eine Nut 20, die auf der Innenfläche des Innenkanals 9 des ersten Abschnitts 10' der Wand 10 und/oder auf der Innenfläche des zweiten Abschnitts 10" der Wand 10 positioniert ist, wobei die zumindest eine Nut 20 zum Aufnehmen eines Schmiermittels ausgebildet ist; das Schmiermittel ist zum Beispiel ein Fett, das auf die Gleitfläche der Zahnstange aufgetragen wird.
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Das Führungslager kann vorteilhafterweise auch aus einem selbstschmierenden Kunststoffmaterial hergestellt sein.
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Gemäß diesen Ausbildungen ist der Kontakt zwischen der Gleitfläche der Zahnstange und der Innenfläche des Innenkanals 9 des ersten Abschnitts 10' der Wand 10 und/oder der Innenfläche des zweiten Abschnitts 10" der Wand 10 noch gleitfähiger.
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Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des Führungslagers 1, das insbesondere in den 4 bis 15 in verschiedenen Varianten dargestellt ist und insbesondere mit Bezug auf 6, umfasst das Führungslager 1 einen zweiten Abschnitt 10" der Wand 10, der ebenfalls rohrförmig um die Achse des Führungslagers 1 ausgebildet ist, wobei der zweite Abschnitt 10" der Wand 10 einen weiteren Innenkanal 9' definiert, der den durch den ersten Abschnitt 10' der Wand 10 definierten Innenkanal 9 verlängert, wobei der weitere Innenkanal 9' an einem zweiten Ende 19 des Führungslagers 1 mündet, wobei das zweite Ende 19 dem ersten Ende 18 des Führungslagers 1 in der Achse des Führungslagers 1 gegenüberliegt; wobei der zweite Abschnitt 10" der Wand(10 von einer Außenöffnung 8 durchquert wird, die in den weiteren Innenkanal 9' führt, wobei die Außenöffnung (8) am zweiten Abschnitt 10" der Wand 10 gegenüber der Innenfläche des zweiten Abschnitts 10" der Wand 1) in Bezug auf die Achse des Führungslagers 1 angeordnet ist, wobei die Außenöffnung 8, wie in den 4 und 5 dargestellt, zum Aufnehmen des Ritzels 3 konfiguriert ist.
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Insbesondere zeigt sich, vor allem in 5, dass die Außenöffnung 8 auf der Seite der Verzahnung der Zahnstange 2 in den weiteren Innenkanal 9' des Führungslagers 1 mündet, sodass die Verzahnung des Ritzels 3 in die Verzahnung der Zahnstange 2 eingreift, wenn das Ritzel 3 in der Außenöffnung 8 aufgenommen ist.
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Um einen einwandfreien Halt der in das Führungslager 1 eingefügten Zahnstange 2 in Kontakt mit dem Ritzel 3 zu gewährleisten, wenn das Führungslager im Lenkgehäuse 14 montiert ist, ist zumindest eine Dämpfungseinrichtung 4, 4', 4" vorgesehen. Die Dämpfungseinrichtung ist zumindest teilweise um das Führungslager 1 gemäß einer Ebene quer zur Achse des Führungslagers 1 platziert.
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Gemäß diesen Ausbildungen werden die zwischen dem Führungslager und einem Lenkgehäuse, in dem das Führungslager ortsfest montiert ist, befindlichen Betriebsspiele oder Verschleißerscheinungen durch die Dämpfungseinrichtung kompensiert, deren Steifigkeit während der Einrichtung des Führungslagers so eingestellt wird, dass die Zahnstange immer korrekt gegen das Ritzel gedrückt wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Dämpfungseinrichtung zumindest ein ringförmiges Dämpfungselement 4, das in einer Ebene quer zur Achse des Führungslagers um das Führungslager platziert ist.
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Insbesondere umfasst die Dämpfungseinrichtung in einer an das zweite Ausführungsbeispiel des in 6 dargestellten Führungslagers angepassten Weise ein erstes Dämpfungselement 4 in einer ersten Querebene, die an einem ersten Ende 18 des Führungslagers 1 angeordnet ist, und ein zweites Dämpfungselement 4 in einer zweiten Querebene, die am zweiten Ende 19 des Führungslagers angeordnet ist.
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Das Dämpfungselement 4 kann z. B. eine O-Ring-Dichtung sein, die in einer ringförmigen Nut montiert ist, die sich über einen Umfang des Führungslagers erstreckt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel, das an das insbesondere in 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel angepasst ist, ist das Dämpfungselement 4" eine O-Ring-Dichtung, die in einer Doppelnut verlaufend angeordnet ist, die an der Wand 10 des Führungslagers 1 insbesondere am zweiten Abschnitt 10" der Wand 1 angeordnet ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Dämpfungseinrichtung einen Ansatz 4' aus einem Dämpfungsmaterial, z.B. einem Polymerschaum, wobei der Ansatz durch Umspritzen, Verkleben oder Einklipsen über der gesamten oder einem Teil der Außenfläche der Wand 10 des Führungslagers 1, wie als Ausführungsbeispiel in 8 dargestellt, befestigt ist.
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Wenn die Zahnstange gemäß diesen Ausbildungen in den Innenkanal 9 des ersten Abschnitts 10' der Wand 10 gemäß der Achse der Zahnstange 2 eingefügt ist, wird die Zahnstange gegen das Ritzel 3 gedrückt gehalten, und der Verschleiß, der nach Betätigung des Mechanismus auftreten kann, wird durch das/die Dämpferelement(e) der zumindest einen Dämpfungseinrichtung 4, 4', 4" kompensiert.
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Zum Definieren einer Winkelposition des Führungslagers 1 um die Achse des Führungslagers 1 in Bezug auf das Lenkgehäuse 14 des Lenksystems kann das Führungslager 1 ein Winkelindexelement 12 umfassen, wobei das Indexelement 12 zum Zusammenwirken mit einem komplementären Element 13 des Lenkgehäuses 14 konfiguriert ist.
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Das Winkelindexelement 12 ist z. B. eine Nase, die an einer Außenfläche der Wand 10 des Führungslagers, wie in den 1, 16 und 13 dargestellt, vorragt, die jeweils zwei verschiedenen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Führungslagers entsprechen.
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Um einen korrekten Halt des Führungslagers 1 im Gehäuse 14 zu gewährleisten, kann an einer Außenfläche der Wand 10 ein Klipselement 21 angeordnet sein, wobei das Klipselement zum Zusammenwirken mit einem anderen komplementären Element des Lenkgehäuses 14, z. B. einer in das Lenkgehäuse eingearbeiteten Nut, konfiguriert ist, um das Führungslager im Inneren des Lenkgehäuses 14 zu halten. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere in den 1 und 16 dargestellt.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das insbesondere in den 6 und 8 bis 12 dargestellt ist, umfasst das Führungslager 1 einen Schlitz 6, der in den Innenkanal 9 des Führungslagers 1 mündet, wobei der Schlitz 6 die Wand 10 in Erstreckungsrichtung des Führungslagers 1 durchquert, wobei der Schlitz 6 so konfiguriert ist, dass dieser eine elastische Verformung der Wand 10 durch die Wirkung eines auf eine Außenfläche der Wand 10 ausgeübten Drucks ermöglicht, wobei die elastische Verformung zu einer Verengung eines Querschnitts der Wand in einer Ebene quer zur Achse des Führungslagers 1 führt.
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Gemäß diesen Ausbildungen wird ein Einsetzen des Führungslagers in das Lenkungsgehäuse erleichtert.
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Darüber hinaus tragen das/die an der Außenfläche der Wand 10 positionierte(n) und zum Zusammenwirken mit einem komplementären Element des Lenkgehäuses konfigurierte(n) Klipselement(e) 21 dazu bei, das in das Lenkgehäuse eingeklipste Führungslager 1 durch eine Vorspannungswirkung der elastischen Verformung zu halten, die durch den auf die Außenfläche der Wand 10 ausgeübten Druck erzielt wird.
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Gemäß diesen Ausbildungen ist das Führungslager in das Lenkgehäuse eingeklipst.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Führungslager zumindest eine Nut 7, die an der Außenfläche der Wand ausgebildet ist, um die rohrförmige Wand, insbesondere den zweiten Abschnitt 10" der Wand 10, weicher zu machen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die zumindest eine Nut 7 ein Schlitz, der in den Innenkanal 9 und/oder in den weiteren Innenkanal 9' des Führungslagers mündet.
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Gemäß diesen Ausbildungen verleihen die aus Schlitzen gebildete(n) Nut(en) 7 der Struktur des Führungslagers eine Weichheit, die eine Dämpfung der verschleißbedingten Spiele des Führungslagers ermöglicht.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die zumindest eine Nut 7 zwischen zwei Verdickungen 5' der Außenfläche des zumindest einen Abschnitts 10', 10" der Wand 10 ausgebildet.
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Gemäß diesen Ausbildungen ist es möglich, zumindest eine Dämpfungsrichtung durch Blockieren einiger Freiheitsgrade der Verformungen des Führungslagers zu steuern.
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Um einen Mittelabschnitt des Führungslagers 1 zu schaffen, der gegenüber dem Ritzel 3 weicher ist, wenn das Ritzel 3 mit der Verzahnung der Zahnstange 2 ineinandergreift, umfasst das Führungslager 1 darüber hinaus insbesondere gemäß den in den 14 und 15 dargestellten Ausführungsbeispielen zumindest eine Anordnung 7' des Mittelabschnitts der Wand 10 des Führungslagers 1; dieser Mittelabschnitt ist an einem Abschnitt der Wand 10 angeordnet, welcher der Innenfläche des zweiten Abschnitts 10" der Wand 10 des Führungslagers 1 entspricht. Dieser Mittelabschnitt ist somit gegenüber dem Ritzel 3 positioniert, das mit der Verzahnung der Zahnstange 2 ineinandergreift.
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Gemäß einem in 14 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Anordnung einen Schlitz um den Mittelabschnitt der Wand.
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Gemäß einem in 15 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Anordnung eine bestimmte Dicke des Mittelabschnitts der Wand auf.
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Um einen metallischen Kontakt eines axialen Kugelgelenkgehäuses mit dem Lenkgehäuse zu unterbinden, umfasst das Führungslager 1 gemäß einem insbesondere in den 6, 8 bis 12, 14 und 15 dargestellten Ausführungsbeispiel einen Hubbegrenzer 16; der Hubbegrenzer 16 ist zum Begrenzen des Hubs der Zahnstange 2 konfiguriert, wenn die Zahnstange 2 in das Führungslager 1 eingefügt ist.
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Der Hubbegrenzer 16 ist z. B, in das erste Ende 18 des Führungslagers 1 integriert.
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Insbesondere die 1, 7 und 11 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Führungslagers 1 ohne den Hubbegrenzer 16.
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Der erste Abschnitt 10' der Wand 10 und der zweite Abschnitt 10" der Wand 10 des erfindungsgemäßen Führungslagers 1 können getrennt und zusammenfügbar konfiguriert sein.
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Wie z. B. in den 2a und 2b veranschaulicht, können der erste Abschnitt 10' und der zweite Abschnitt 10" der Wand 10 so konfiguriert sein, dass diese durch Verklipsen des ersten Abschnitts mit dem zweiten Abschnitt zusammengefügt werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können der erste Abschnitt 10' und der zweite Abschnitt 10" der Wand 10 so konfiguriert sein, dass diese durch Ultraschallschweißen zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zusammengefügt werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt dadurch zusammengefügt, dass der erste Abschnitt in eine Aussparung eines Hohlraums einer Spritzgussform platziert wird und der zweite Abschnitt durch Einspritzen in die Spritzgussform umspritzt wird.
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Die beiden Abschnitte des Lagers können insbesondere aus zwei unterschiedlichen Kunststoffmaterialien hergestellt sein; diese Materialien können insbesondere auch kohlefaserartige Verstärkungen umfassen, sodass jeder der beiden Abschnitte eine unterschiedliche Verschleißfestigkeit aufweisen kann.
