DE10354727B4

DE10354727B4 - Lagerbuchse

Info

Publication number: DE10354727B4
Application number: DE2003154727
Authority: DE
Inventors: Robert Krakowski; Lars Kricke; Klaus Schiffner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-11-22
Filing date: 2003-11-22
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2023-11-23
Also published as: WO2005052392A1; DE10354727A1

Abstract

Lagerbuchse, bestehend aus einem kugelförmigen Innenteil (4) und einem der Aufnahme des Innenteils dienenden Gehäuse (1) sowie einem dazwischen angeordneten elastischen Zwischenteil (3), bei dem das vor der Montage kegelstumpfförmig ausgebildete elastische Zwischenteil (3) nach der Montage des einteiligen Gehäuses (1) in den Zwischenraum zwischen kugelförmigem Innenteil (4) und Gehäuse (1) hineinverformt ist und das elastische Zwischenteil (3) mit Halteelementen (2a, 2b) versehen ist, wobei ein Halteelement (2b) aus Metall hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Halteelement (2b) aus Metall gegenüberliegende Halteelement (2a) aus Kunststoff hergestellt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerbuchse, bestehend aus einem kugelförmigen Innenteil und einem, der Aufnahme des Innenteils dienenden Gehäuse sowie einem dazwischen angeordneten elastischen Zwischenteil.
Es sind bereits Lagerungen in Form von Kugelgelenken bekannt, bei denen ein Kugelzapfen und ein Gehäuse aus Kunststoff vorgesehen sind, wobei der Kugelzapfen dreh- und schwenkbar gehalten ist. Derartige Kugelgelenke sind jedoch nicht für die Anordnung in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen geeignet.
Aus der DE 196 27 753 A1 geht eine Lagerbuchse, bestehend aus einem kugelförmigen Innenteil und einem, der Aufnahme des Innenteils dienenden Gehäuse sowie einem dazwischen angeordneten elastischen Zwischenteil, wobei das kugelförmige Innenteil mit einem vor der Montage kegelstumpfförmig ausgebildeten elastischen Zwischenteil nach der Montage des einteiligen Gehäuses in den Zwischenraum zwischen kugelförmigem Innenteil und Gehäuse hineinverformt wird. Das elastische Zwischenteil ist darüber hinaus mit metallischen Halteelementen ausgestattet.
Eine ähnliche Lösung ist auch aus der DE 44 28 870 C1 bekannt.
Nachteilig bei den metallischen Halteelementen ist jedoch das hohe Eigengewicht sowie der fertigungstechnische Aufwand zur Herstellung der Halteelemente.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagerbuchse zu schaffen, welche zur Dämpfung von Schwingungen in Fahrwerksteilen angeordnet werden kann und die bei axialer und radialer Kraftaufnahme hart und bei kardanischen Auslenkungen weich ausgebildet ist, wobei die Herstellung der Lagerbuchse vereinfacht und ihr Gewicht optimiert sein sollte.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das kugelförmige Innenteil mit einem vor der Montage kegelstumpfförmig ausgebildeten elastischen Zwischenteil nach der Montage des einteiligen Gehäuses in den Zwischenraum zwischen kugelförmigem Innenteil und Gehäuse hineinverformt ist und das elastische Zwischenteil mit Halteelementen versehen ist, wobei ein Halteelement aus Metall hergestellt ist. Die gattungsgemäße Lagerbuchse wurde dahingehend weiter entwickelt, dass das dem Halteelement aus Metall gegenüberliegende Halteelement aus Kunststoff hergestellt ist.
Mit dieser Ausführung lässt sich eine erhebliche Gewichtseinsparung erreichen und der fertigungstechnische Aufwand zur Herstellung des erfindungsgemäßen Lagerelementes ist erheblich reduziert.
Hierbei ist auch von Vorteil, dass durch die kugelförmige Gestaltung des Innenteiles und der entsprechenden Aufnahme in einem äußeren Gehäuse das elastische Zwischenteil in etwa mit einer gleichförmigen Wandstärke versehen ist, so dass diese Lagerbuchse in Axial- und Radialrichtung hart ausgebildet ist, wobei jedoch kardanische Auslenkungen problemlos ausgeführt werden können.
Darüber hinaus ist von Vorteil, dass durch die einteilige Ausführung des Gehäuses nicht nur wenige Bauteile, sondern auch eine einfache Montage der Lagerbuchse möglich ist.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass das elastische Zwischenteil mindestens zweiteilig ausgebildet ist.
Zur Erzielung einer hohen Federrate in Axial- und Radialrichtung ist vorgesehen, dass beide elastischen Zwischenteile vor der Montage kegelstumpfförmig ausgebildet sind.
Zur Erzielung einer einfachen und kostengünstigen Montage ist vorgesehen, dass das Gehäuse einteilig ausgebildet ist und mit einem abgewinkeltem Ende versehen ist.
Eine einwandfreie Fixierung des elastischen Zwischenteiles in dem Gehäuse wird dadurch erzielt, dass das jeweilige elastische Zwischenteil mit dem Halteelement und/oder dem Innenteil und/oder dem Gehäuse durch Vulkanisation fest verbunden ist.
Bei den Ausführungsvarianten, bei denen das elastische Zwischenteil mit dem Innenteil fest verbunden ist, ist vorgesehen, dass die Halteelemente in Ausnehmungen des Gehäuses aufgenommen werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 und 2 eine Lagerbuchse im Schnitt und in Ansicht
3 bis 5 ein Innenteil zusammen mit dem elastischen Zwischenteil in verschiedenen Ansichten
6 ein einteiliges Außenteil als Einzelteil geschnitten
7 und 8 zwei verschiedene Varianten eines Innenteiles
9 bis 11 ein aus Kunststoff hergestellter Haltering in verschiedenen Ansichten
12 und 13 ein aus Metall hergestellter weiterer Haltering.
Die in den 1 und 2 dargestellte Lagerbuchse besteht im wesentlichen aus dem Gehäuse 1, dem Innenteil 4 und dem dazwischen angeordneten elastischen Zwischenteil 3. Über die Halteelemente 2a und 2b ist das elastische Zwischenteil 3 im Gehäuse 1 fixiert, wobei die Außenwandung des Gehäuses 1 ein abgewinkeltes Ende 5 und ein umgebördeltes Ende 7 aufweist. Die Halteelemente 2a und 2b sind mit dem elastischen Zwischenteil 3 fest verbunden, während sie mit dem Gehäuse 1 in Ausnehmungen 6a bzw. 6b arretiert sind. Das elastische Zwischenteil 3 ist darüber hinaus mit dem Innenteil 4 ebenfalls fest verbunden, z. B. durch Vulkanisation.
Aus den 3 bis 5 ist ein Innenteil 4 zu entnehmen, wobei das elastische Zwischenteil aus den einzelnen Teilen 3a und 3b besteht. Im Endbereich des Teiles 3a ist das Halteelement 2a angeordnet, welches aus Kunststoff besteht und wie die 4 zeigt mit einer Verzahnung 8 versehen ist. Die dadurch entstehende Elastizität ermöglicht die Montage in den Hinterschnitt des Außenteils. Zusätzlich ist der Kunststoffring noch durch Vulkanisation mit dem elastischen Zwischenteil 3 verbunden.
Auf der Gegenseite ist das Teil 3b des elastischen Zwischenteiles 3 mit einem Halteelement 2b versehen, wobei dieser Haltering 2b aus Metall hergestellt ist, damit eine einwandfreie Abstützung beim Bördelvorgang vorhanden ist, indem das umgebördelte Ende 7 nicht nur eine ausreichende Fixierung am Halteelement 2b sondern auch eine ausreichende Abstützung erfährt.
Aus der 3 ist zu erkennen, dass die einzelnen Teile 3a und 3b des elastischen Zwischenteiles 3 in axialer Richtung um den Überstand X gegenüber dem Innenteil 4 hervorstehen. Nach der Montage ist der Zustand gemäß 1 erreicht, indem das elastische Zwischenteil 3 derart komprimiert ist, so dass kein Überstand des elastischen Zwischenteiles 3 gegenüber dem Innenteil 4 vorhanden ist. Durch diese Komprimierung wird sowohl in Axial- als auch in Radialrichtung eine sehr harte Federrate erzielt. Dadurch dass, wie 1 zeigt, das elastische Zwischenteil 3 nicht gegenüber dem Gehäuse 1 in axialer Richtung nach außen vorsteht ist eine einwandfreie kardanische Auslenkung möglich, ohne dass das elastische Zwischenteil 3 zwischen dem Innenteil 4 und dem Gehäuse 1 beschädigt, bzw. gequetscht wird. Die kardanische Ausführung ist damit verhältnismäßig sehr weich gehalten, bei einer hohen axialen und radialen Steifigkeit.
Aus der 6 ist ein Gehäuse 1 zu entnehmen, bei dem die Ausnehmungen 6a sowie 6b zur Aufnahme der entsprechenden Halteelemente 2 ausgebildet sind. Die Ausnehmung 6a ist in Bezug auf das Gehäuse 1 mit einem Hinterschnitt versehen, in dem bei axialer Montage des Innenteiles 4 zusammen mit dem elastischen Zwischenteil 3 und dem aus Kunststoff hergestellten Halteelement 2a eine Verrastung in der Ausnehmung 6a erfolgt, so dass anschließend das gesamte Innenelement axial in das Gehäuse 1 eingebracht werden kann, so lange bis das aus Metall hergestellte Halteelement 2b in die Ausnehmung 6b gelangt, anschließend kann dann der Endbereich 7 umgebördelt werden.
Aus der 7 ist als Innenteil 4 ein kugelförmiges Element dargestellt, wobei dieses kugelförmige Element mit einer Bohrung zur Aufnahme in einem Fahrwerk versehen ist. Das kugelförmige Innenteil gemäß 8 ist dagegen mit Zapfen 9 versehen, die wiederum der Aufnahme in einem Fahrwerk dienen können.
Aus der 9 bis 11 ist als Einzelteil ein Halteelement 2a dargestellt, welches aus Kunststoff besteht, damit ein Einrasten in den Hinterschnitt 6a erfolgen kann. Hierzu muss sich das Halteelement 2a entsprechend in seinem Durchmesser elastisch verformen.
Aus den 12 und 13 ist ein Halteelement 2b vorgesehen, welches aus Metall hergestellt ist, damit für einen Bördelvorgang des Endbereiches 7 des Außenteiles 1 ein entsprechendes Gegenlager geschaffen wird. Auch dieses Halteelement 2b ist mit dem elastischen Zwischenteil 3 durch Vulkanisation verbunden. Der ringförmige Ansatz 10 des Halteelementes 2b dient im Außenteil 1 zur axialen Fixierung des Innenteiles 4 mit dem elastischen Zwischenteil 3 in beide Richtungen.

1: Gehäuse
2: Halteelement
3: elastisches Zwischenteil
4: Innenteil
5: abgewinkeltes Ende
6: Ausnehmungen
7: umgebördeltes Ende
8: Verzahnung
9: Zapfen
10: ringförmiger Ansatz

Claims

Lagerbuchse, bestehend aus einem kugelförmigen Innenteil (4) und einem der Aufnahme des Innenteils dienenden Gehäuse (1) sowie einem dazwischen angeordneten elastischen Zwischenteil (3), bei dem das vor der Montage kegelstumpfförmig ausgebildete elastische Zwischenteil (3) nach der Montage des einteiligen Gehäuses (1) in den Zwischenraum zwischen kugelförmigem Innenteil (4) und Gehäuse (1) hineinverformt ist und das elastische Zwischenteil (3) mit Halteelementen (2a, 2b) versehen ist, wobei ein Halteelement (2b) aus Metall hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Halteelement (2b) aus Metall gegenüberliegende Halteelement (2a) aus Kunststoff hergestellt ist.
Lagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Zwischenteil (3) mindestens zweiteilig ausgebildet ist.
Lagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide elastischen Zwischenteile (3) vor der Montage kegelstumpfförmig ausgebildet sind.
Lagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) einteilig ausgebildet ist und mit einem abgewinkeltem Ende (5) versehen ist.
Lagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige elastische Zwischenteil (3) mit den Halteelementen (2a, 2b) und/oder dem Innenteil (4) und/oder dem Gehäuse (1) durch Vulkanisation fest verbunden ist.
Lagerbuchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (2a, 2b) in Ausnehmungen (6) des Gehäuses (1) aufgenommen werden.