DE19538104A1 - Lageranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Lageranordnungen können beispielsweise als Wälzlager, Gleitlager oder Gummi-Metall-Lager ausgebildet sein. Abweichend von der in Anspruch 1 vorge­ nommenen Zuordnung kann sowohl das feststehende Tragteil als auch das be­ wegliche Funktionsteil entweder am inneren oder am äußeren Lagerelement ange­ ordnet sein. Üblicherweise wird das innere Lagerelement über eine Schraubverbin­ dung am Tragteil befestigt. Eine derartige Schraubbefestigung ist beispielsweise von der Stabilisatoranbindung bei den Fahrzeugen der aktuellen 3er Reihe der Firma BMW bekannt, wo die Buchse (inneres Lagerelement) eines Gummi-Metall- Lagers mit einem an einem Querlenker (Tragteil) befestigten Halteelement ver­ schraubt ist und die Hülse (äußeres Lagerelement) in eine Pendelstütze übergeht, die die Verbindung zum Stabilisator herstellt.

Die bekannte Verschraubung ist in der Regel zeit- und kostenaufwendig. Durch den seitlichen Überstand des Schraubenkopfes, der Schraubenmutter und des Gewindeüberstandes über die Lagereinheit hinaus beansprucht die bekannte Lageranordnung relativ viel Bauraum. Die Belastung senkrecht zur Richtung der Vorspannkraft der Schraube (auf Scherung) ist ungünstig. Darüber hinaus muß das Setzverhalten der Schraubverbindung berücksichtigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Lageranordnung weiterzubilden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Kerngedanke ist es dabei, die Schraubverbindung durch eine Preßverbindung zu ersetzen. Hierbei gewährleistet der Preßsitz eine spielfreie, verdrehsichere Verbindung, die gerade auch senkrecht zur Richtung der Längsachse einer entsprechenden Schraubver­ bindung hoch belastbar ist. Die Vormontage der erfindungsgemäßen Lageran­ ordnung kann in kürzerer Zeit erfolgen. Durch die geringere Anzahl der erforder­ lichen Befestigungsteile ergeben sich Kosten- und Gewichtsvorteile. Außerdem zeichnet sich die Preßverbindung durch einen geringeren Platzbedarf aus.

Anspruch 2 beschreibt eine übliche Ausgestaltung eines inneren Lagerelementes mit wenigstens einer Öffnung für die Befestigung am Tragteil. Bei der Ausführung der Erfindung nach Anspruch 3 kann das Verpressen von Halteelement und inne­ rem Lagerelement grundsätzlich in jeder beliebigen Winkellage erfolgen. Drei- oder mehreckige Öffnungen im inneren Lagerelement gemäß Anspruch 4 sind dann von Vorteil, wenn zwischen dem Tragteil und dem Funktionsteil eine bestimmte Win­ kelzuordnung eingehalten werden soll. Durch die Lage und die Teilung des Viel­ eckquerschnittes können bestimmte Winkelstellungen vorgegeben werden, bei­ spielsweise um einen verspannungsfreien Einbau zu ermöglichen oder definierte, gegebenenfalls abgestufte Vorspannungen einstellen zu können. Da der Preßsitz mit einer entsprechend ausgelegten Preßpassung selbst eine ausreichende Ver­ drehsicherung darstellt, kommt dem Vieleckprofil nicht die Aufgabe zu, eine Verdrehsicherung zu gewährleisten.

Lagereinheiten gemäß Anspruch 5 mit einer Durchgangsöffnung im buchsenförmigen inneren Lagerelement sind weit verbreitet. Üblicherweise sind derartige Lager­ einheiten für eine Schraubverbindung mit einer den inneren Lagerring durch­ setzenden Schraube ausgelegt. Sie können jedoch unverändert auch für die erfin­ dungsgemäße Lageranordnung verwendet werden, so daß keine zusätzlichen Kosten entstehen.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 ermöglicht ein symmetrisches Verpressen des Halteelementes. Durch das beidseitige Eingreifen des Halteele­ mentes ergibt sich eine breite Abstützbasis. Die beiden Teile des Halteelements können symmetrisch ausgebildet sein, wodurch die Herstellkosten reduziert werden.

Die Erfindung kann in besonders vorteilhafter Weise bei Gummi-Metall-Lagern nach Anspruch 7 eingesetzt werden. Das innere Lagerelement (Buchse) eines derartigen Lagers ist in der Regel als Durchgangsöffnung ausgeführt. Darüber hinaus sind jedoch auch Buchsen mit nicht miteinander verbundenden Aussparungen auf beiden Seiten bekannt.

Anspruch 8 beschreibt eine bevorzugte Anwendung der Erfindung. Stabilisatoren für Kraftfahrzeuge werden eingesetzt, um zur Wankstabilisierung vertikale Aufbau­ kräfte von einer Fahrzeugseite auf die andere zu übertragen. Bei Stabilisatoren, die an einem Lenker der Radaufhängung des Kraftfahrzeuges angreifen, ist häufig eine Pendelstütze vorgesehen, die einen Ausgleich zwischen den unterschied­ lichen Bewegungsbahnen von Lenker und Stabilisator ermöglicht und damit eine Verspannung des Stabilisators verhindert. Hierzu weist die Pendelstütze erfindungsgemäß ein Gummi-Metall-Lager auf, dessen Buchse über einen Preßsitz mit einem Halteelement an den Lenker angebunden ist. Durch diese Anordnung erge­ ben sich die bereits oben genannten Vorteile: niedrige Herstellkosten, kurze Vormontagezeiten, Mindergewicht durch Entfall der Verschraubungsteile, kompakte Bauweise aufgrund des geringen Platzbedarfes und die Übertragbarkeit hoher Vertikalkräfte der auf Scherung hoch beanspruchbaren Preßverbindung.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung nachfolgend näher dargestellt und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Lageranordnung mit einem Gummi-Metall-Lager zur Anbindung einer Pendelstütze eines Stabilisators an den Lenker einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittverlaufslinie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittverlaufslinie III-III in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Pendelstütze für einen nicht dargestellten Stabilisator einer Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug. Der Stabilisator wird in das Lagerauge 2 der unteren Lagereinheit 3 der Pendelstütze 1 eingesetzt. Die obere Lagereinheit 4 der Pendelstütze 1 stellt die Verbindung zum Lenker, in diesem Fall einem pfannenförmigen Querlenker 5, her. Die obere Lagereinheit ist als Gummi-Metall-Lager 4 ausgebildet und in teilweiser Schnittdar­ stellung in Fig. 1 näher dargestellt.

An den mit einer Versteifungsrippe 7 versehenen Arm 8 der Pendelstütze 1 ist eine ringförmige Hülse 9 angeformt, die das äußere Lagerelement ("Auge") des Gummi- Metall-Lagers 4 bildet. Das innere Lagerelement wird von einer Buchse 10a bzw. 10b gebildet, wobei diese beiden Ausführungsformen der Buchse 10a bzw. 10b beidseits der Symmetrieebene 6 in Fig. 1 gleichzeitig dargestellt und in den Fig. 2 und 3 näher erläutert sind. An die Hülse 9 und die Buchsen 10a bzw. 10b ist ein als elastische Zwischenlage wirkender Gummikörper 11 anvulkanisiert. Alternativ kann der Gummikörper 11 beispielsweise auch eingepreßt und formschlüssig über einen doppelt konischen Sitz gehalten werden.

Die Verbindung zwischen dem Querlenker 5 und der Pendelstütze 1 wird durch ein in seiner Gesamtheit mit 12 bezeichnetes Halteelement bewerkstelligt. Das Halte­ element 12 besteht aus zwei Winkeln 13, jeweils mit einem Befestigungsabschnitt 14 und einem ringförmigen Kragen 15a bzw. 15b. Die Befestigungsabschnitte 14 sind zur Anlage von unten her an den Querlenker 5 bestimmt und tragen Stehbolzen 16, die Durchgangsbohrungen 17 im Querlenker 5 durchsetzen und über Mut­ tern 18 eine Schraubverbindung zwischen den Winkeln 13 und dem Querlenker 5 erzeugen. Die Stehbolzen 16 werden in die Halteelemente 12 vormontiert, indem sie mit ihrer Rändelung 27 in die Befestigungselemente 14 eingepreßt werden. Der Außendurchmesser der ringförmigen Kragen 15a, b ist in bezug auf den Innen­ durchmesser der Buchsen 10a, b jeweils so bemessen, daß zwischen beiden Teilen eine Preßpassung entsteht. Zur Erleichterung des Einführens des Kragens 15a ist dieser an seinem Endabschnitt mit einer Fase 19 versehen.

Die Schnittdarstellung der Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einer rotationssymmetrischen Buchse 10a und einem entsprechend rotations­ symmetrischen ringförmigen Kragen 15a. Durch den Preßsitz wird eine feste Verbindung mit Verdrehsicherung in Richtung des Pfeils 20 erreicht.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lageranordnung mit der im Querschnitt vierkantigen Buchse 10b und einem entsprechend hierzu geformten Kragen 15b, der gegenüber dem Kragen 15a entsprechend der Buchse 10b Abflachungen 26 aufweist.

Die Montage der Pendelstütze 1 am Querlenker 5 geht in folgenden Schritten vor sich: Zunächst werden auf einer Vormontagestation die Winkel 13 in die Buchse 10a bzw. 10b eingepreßt. Hierbei ist der durch die Konstruktionslage vorgegebene Winkel α (in Fig. 3 beispielhaft dargestellt) zwischen einer Ebene senkrecht zum Querlenker 5 und der Symmetrieebene 6 der Pendelstütze 1 einzuhalten. Dies kann entweder durch eine geeignete Montagevorrichtung erfolgen oder aber durch ein Vierkant- oder Mehrkantprofil, wie es die Buchse 10b gemäß der Darstellung in der linken Hälfte der Fig. 1 und der Fig. 3 zeigt. Für den zweitgenannten Fall ist keine eigene Justiervorrichtung für die Vormontage erforderlich, da sich der Winkel α aus der Lage des Vierkantprofils automatisch ergibt. Anschließend wird die Einheit aus Pendelstütze 1 und Halteelement 12 von unten her durch einen Durch­ bruch 21 im Querlenker 5 hindurchgeführt, bis die Befestigungsabschnitte 14 am Querlenker 5 anliegen. Nun werden die vormontierten Stehbolzen 16 mit den Muttern 18 verschraubt. Alternativ können separate Stehbolzen 16 auch erst nach dem Verpressen der Kragen 15a, b mit der Buchse 10a, b eingesetzt werden.

Die Pendelstütze 1 ist nunmehr verdrehfest (in Richtung des Pfeils 20) sowie unverschieblich (in Richtung der Vertikalkraft 25) am Querlenker 5 angeordnet. Durch die Gummizwischenlage 11 ist jedoch ein Ausgleich der unterschiedlichen Bewe­ gungsbahnen von Querlenker 5 und Stabilisator dergestalt möglich, daß durch elastische Verformung der Gummizwischenlage 11 eine begrenzte Verdrehung der Pendelstütze 1 in Richtung des Pfeils 20 sowie eine begrenzte Kippbewegung in Richtung des Pfeils 22 ermöglicht wird.

Die erfindungsgemäße Lageranordnung weist eine Reihe von Vorteilen auf: Die Verpressung von Halteelement 12 und Buchse 10a, b kann schnell und kosten­ günstig an einer Vormontagestation erfolgen. Gegenüber bekannten Schraubver­ bindungen weist die erfindungsgemäße Lageranordnung in Horizontalrichtung 23 eine möglichst kleine Erstreckung auf, da lediglich die Blechstärke der Winkel 13 den seitlichen Überstand bestimmen im Gegensatz zu einer Schraubverbindung mit überstehendem Schraubenkopf, Mutter und Gewindeüberstand. Hierdurch kann zum einen der Durchbruch 21 im Querlenker kleiner ausfallen. Andererseits ist es möglich, die Stehbolzen 16 näher an das Gummi-Metall-Lager 4 heranzu­ führen, wodurch eine kompaktere Bauweise erreicht wird. Im Gegensatz zu einer Schraubverbindung ist es damit möglich, die Stehbolzen 16 auch in der Mittel­ ebene des Gummi-Metall-Lagers 4 ohne seitlichen Versatz anzuordnen. Durch den Preßsitz sind außerdem hohe Vertikalkräfte übertragbar.

Claims (8)

1. Lageranordnung, mit einer Lagereinheit mit einem inneren und einem äußeren Lagerelement, die mit einem Tragteil bzw. einem Funktionsteil verbunden sind, wobei die Verbindung zwischen dem inneren Lagerelement und dem Tragteil über ein Halteelement hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (12) über einen Preßsitz mit dem inneren Lagerelement (10a, b) verbunden ist.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (12) in eine Öffnung (24) des inneren Lagerelements (10a, b) eingreift.

3. Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (24) des inneren Lagerelements (10a) im Querschnitt kreisförmig ist.

4. Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (24) des inneren Lagerelements (10b) im Querschnitt vieleckig ist.

5. Lageranordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung des inneren Lagerelements als Durchgangsöffnung (24) ausgebildet ist.

6. Lageranordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (12) zweiteilig ausgeführt ist, wobei die beiden Teile (13) an gegenüberliegenden Seiten des inneren Lagerelements (10a, b) in die Öffnung(en) (24) eingreifen.

7. Lageranordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinheit ein Gummi-Metall-Lager (4) ist, mit einer inneren Buchse (10a, b) und einer äußeren Hülse (9) sowie einer dazwischenliegenden Schicht (11) eines Elastomerwerkstoffes.

8. Anbindung einer Pendelstütze (1) für einen Stabilisator an einen Lenker (5) einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges, wobei die Pendelstütze (1) an ihrem lenkerzugewandten Endabschnitt ein Gummi-Metall-Lager (4) nach Anspruch 7 aufweist und an ihrem anderen Endabschnitt den Stabilisator aufnimmt, mit einem am Lenker (5) angeordneten Halteelement (12), das in die Buchse (10a, b) des Gummi-Metall-Lagers (4) eingreift.