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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Lagerbock, umfassend einen Lagerabschnitt
mit einem hülsenförmigen Lagerauge,
und einen Sockelabschnitt, der mit dem Lagerabschnitt fest verbunden und
zur Befestigung des Lagerbockes an einer Tragstruktur ausgebildet
ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Lageranordnung
mit einem derartigen Lagerbock sowie auf ein Verfahren zur Herstellung
eines solchen Lagerbockes.
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Lagerböcke der
eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik für vielerlei
Anwendungszwecke allgemein bekannt. Dabei kann das Lagerauge unmittelbar
als Lagerschale verwendet werden oder aber auch dazu dienen, um
eine solche Lagerschale zu halten. Der Sockelabschnitt wird zumeist als
Ständer
ausgebildet und dient der Befestigung an einer Tragstruktur.
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Zumeist
werden solche Lagerböcke
als Gußteile
ausgebildet. Weiterhin ist es bekannt, Lagerböcke als Schweißkonstruktionen
auszugestalten. Eine solche, mehrteilige Schweißkonstruktion ist beispielsweise
in der
DE 37 08 037
C2 offenbart. Allerdings ist die Herstellung von Lagerböcken in Schweißkonstruktion
sehr aufwendig. Aus dem damit zwangsläufig verbundenen Zusammenfügen der
einzelnen Elemente resultieren Maßungenauigkeiten. Überdies
wirkt sich der schweißtechnische
Verbindungsprozeß ungünstig auf
die Festigkeitseigenschaften aus, da das Gefüge des Lagerbockmaterials beim
Schweißen
zumindest lokal verändert
wird. Gegebenenfalls muß dann
eine Glühbehandlung nachgeschaltet
werden. Andernfalls können
vor allem an den Schweißstellen
Dauerbrüche
auftreten, insbesondere dann, wenn die Schweißung nicht mit ausreichender
Güte ausgeführt wird.
Kritisch ist hierbei oftmals die Verbindung zwischen dem hülsenförmigen Lagerauge
und dem bzw. den dieses tragenden Wandabschnitten.
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Demgegenüber ist
es auch bekannt, einen Lagerbock als einstückiges Blechformteil mit zwei einander
gegenüberliegenden
Schenkeln auszubilden, welche gemeinsam einen Lagerabschnitt mit
einem hülsenförmigen Lagerauge
bilden (vgl.
US 2 279 887
A ,
US 2 287
182 A ,
GB 300
769 A ). Ferner ist aus der
DE 100 54 802 C2 ein als einstückiges Blechformteil
ausgebildeter Lagerbock mit zwei einander gegenüberliegenden Schenkeln mit
ausgeformten Hülsen
bekannt, wobei die Schenkel derart aufeinander liegen, daß die Hülsen, gemeinsam
einen Lagerabschnitt ausbildend, koaxial zueinander angeordnet sind
und deren freie Enden in entgegengesetzte Richtungen weisen. Die
US 2 318 477 A offenbart des
Weiteren einen mehrteiligen Lagerbock mit zwei zueinander weisenden
Hülsen,
deren freie Enden zueinander beabstandet angeordnet sind. Schließlich ist
aus der
DE 33 01 712
A1 ein Lagergehäuse
bekannt, welches als ein im Querschnitt im Wesentlichen rechteckiger
Rohrabschnitt ausgebildet ist. Zwei gegenüberliegende Gehäusewände desselben weisen
eine einen Lagersitz tragende Bohrung auf. Der Lagersitz ist seinerseits
durch einen Einsatzring gebildet, der in die kreisförmige Bohrung
der beiden gegenüberliegenden
Gehäusewände des
Lagergehäuses
eingreift und durch Schnappringe in demselben festgehalten ist.
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Vor
diesem Hintergrund beabsichtigt die Erfindung, einen Lagerbock zu
schaffen, der sich einerseits einfach und kostengünstig herstellen
läßt, andererseits
gute Festigkeitseigenschaften besitzt. Dieser Lagerbock soll sich
insbesondere für
den Einsatz in einer Radaufhängung
eines Kraftfahrzeuges eignen.
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Hierzu
wird ein Lagerbock vorgeschlagen, der als einstückiges Blechformteil mit zwei
einander gegenüberliegenden
Schenkeln ausgebildet ist, welche gemeinsam den Lagerabschnitt mit
dem hülsenförmigen Lagerauge
bilden. Durch die einstückige Ausbildung
des gesamten Lagerbockes entfällt
bei der Herstellung jegliches Positionieren und Fügen von
verschiedenen Einzelteilen zueinander, da dieser allein durch geschickte
Umformung eines einzigen Blechstückes
erhalten wird. Der Lagerbock läßt sich
daher ohne großen
Handhabungs- und Positionieraufwand mit geringen Maßungenauigkeiten
herstellen. Überdies
können
bei der Herstellung thermische Beanspruchungen in festigkeitsrelevanten
Bereichen des Lagerbockes vollständig
vermieden werden. An jedem der Schenkel ist eine Hülse ausgeformt.
Die Hülsen
sind dabei koaxial zueinander angeordnet und bilden gemeinsam das
hülsenförmige Lagerauge
des Lagerbockes. Dabei können
die Hülsen
die gleiche Axiallänge
aufweisen.
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Dies
ermöglicht
einen in bezug auf die Schenkel symmetrischen Aufbau des Lagerbockes mit
den kleinstmöglichen
Umformgraden an den Hülsen.
Dadurch lassen sich wiederum verhältnismäßig große Abstände zwischen den Schenkeln
mit einem einzigen Umformschritt realisieren. Die Steifigkeit des
Lagerbockes wird erhöht,
indem die zueinander weisenden Enden der Hülsen mit ihren Stirnseiten axial
gegeneinander anliegen. In diesem Fall kann das hülsenförmige Lagerauge
selbst als Lagerschale dienen. Der fertigungstechnische Aufwand
bleibt damit gering.
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Prinzipiell
ist es möglich,
den Sockelabschnitt weitestgehend beliebig zu gestalten. In einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung weist der Lagerbock jedoch ein im wesentlichen
U-förmiges Profil
auf, wobei der Sockelabschnitt die beiden Schenkel integral miteinander
verbindet. Hierdurch ergibt sich eine herstellungstechnisch besonders günstige,
einfache Form, bei der die Verbindung zwischen den beiden Schenkeln
gleichzeitig der Befestigung an einer Tragstruktur dient.
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In
einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schenkel als
im wesentlichen flache Wandabschnitte ausgebildet, an welchen die
Hülsen jeweils
an der zu dem anderen Schenkel weisenden Seite ausgeformt sind.
Damit ergibt sich eine sehr stabile Abstützung des hülsenförmigen Lagerauges und dementsprechend
eine hohe Steifigkeit für
den gesamten Lagerbock.
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In
einer weiter bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden Hülsen an
ihren Enden fest miteinander zusammengefügt. Damit wird eine besonders hohe
Verwindungssteifigkeit erzielt. Das Fügen kann beispielsweise durch
Schweißen,
Löten,
Kleben oder Clinchen erfolgen. Die Fügestelle liegt in einem für die Festigkeitseigenschaften
unkritischen Bereich, so daß selbst
bei einem thermischen Fügen
keine festigkeitsrelvanten Gefügebeeinträchtigungen
auftreten. Insbesondere wirkt sich ein thermisches Fügen der Enden
der Hülsen
nicht auf den Übergang
zu den im wesentlichen flachen Wandabschnitten der Schenkel aus, über welche
die Abstützung
gegen den Sockelabschnitt erfolgt.
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Es
hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Hülsen durch
Tiefziehen herzustellen.
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Weiterhin
ist es möglich,
an einem Schenkel anstelle einer Hülse lediglich eine Durchgangsöffnung vorzusehen,
wobei sich dann die Hülse
des anderen Schenkels bis zu der Durchgangsöffnung erstreckt. Auch in diesem
Fall läßt sich
bei geringem Fertigungsaufwand ein Lagerbock mit hoher Genauigkeit
herstellen. Vorzugsweise ist hierbei die Außenseite der Hülse an dem
Innenrand der Durchgangsöffnung
radial abgestützt,
wodurch die Festigkeitseigenschaften verbessert werden.
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Die
Steifigkeit des Lagerbockes kann auch dadurch weiter erhöht werden,
daß an
den Biegekanten des U-Profils im Übergangsbereich zwischen dem
Sockelabschnitt und den Schenkeln jeweils die Biegekanten unterbrechende
Vertiefungen vorgesehen werden. Beispielsweise ist es möglich, an
zwei Biegekanten des U-Profils jeweils zwei Vertiefungen vorzusehen,
die um den Durchmesser des hülsenförmigen Lagerauges
voneinander beabstandet sind. Hierdurch wird insbesondere die Quersteifigkeit
des Lagerbockes verbessert.
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Zur
Lösung
der obengenannten Aufgabe wird weiterhin eine Lageranordnung für eine Radaufhängung vorgeschlagen,
mit einem radführenden Element
mit einem Lagerzapfen, mit einem Gummi-Metall-Lager, das den Lagerzapfen
aufnimmt, und mit einem an einem Fahrzeugaufbau befestigten Lagerbock
der vorstehend erläuterten
Art, in dessen Lagerauge das Gummi-Metall-Lager gehalten ist.
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Durch
die Verwendung des erfindungsgemäßen Lagerbockes
wird eine einfache, kostengünstige Möglichkeit
zur Abstützung
eines radführenden
Elementes an einem Fahrzeugaufbau erhalten. Der erfindungsgemäße Lagerbock
kann wie ein herkömmlicher,
mehrteiliger Lagerbock eingesetzt werden, weist einem solchen gegenüber jedoch
die bereits oben genannten Vorteile in bezug auf die Herstellung und
Festigkeit auf.
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Der
Lagerbock wird vorzugsweise dadurch hergestellt, daß in einem
Arbeitsschritt an einem flachen Blechstück zwei Hülsen zur Ausbildung eines späteren hülsenförmigen Lagerauges
umformtechnisch, beispielsweise durch Tiefziehen hergestellt werden
und in einem nachgeordneten Arbeitsschritt das Blechstück U-förmig umgebogen
wird, wobei die beiden Hülsen
zueinander ausgerichtet werden, und wobei das Blechstück derart U-förmig umgeformt wird
und die beiden Hülsen
derart zueinander ausgerichtet werden, daß die zueinander weisenden
Enden der Hülsen
der beiden Schenkel mit ihren Stirnseiten axial gegeneinander anliegen.
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Diese
Reihenfolge der Arbeitsschritte besitzt den Vorteil, daß sich der
während
der Herstellung der Hülsen
auftretende Verzug nicht auf die endgültige Form des Lagerbockes
auswirkt oder größere Korrekturmaßnahmen
erforderlich würden.
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Aus
dem gleichen Grunde wird vorzugsweise auch der genaue Zuschnitt
des Blechstückes
erst nach dem Formen der Hülsen
vorgenommen.
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Bevorzugt
wird die Kontur einer Abwicklung eines späteren Lagerabschnittes und
Sockelabschnittes des Lagerbockes sowie gegebenenfalls notwendiger Öffnungen
für die
Befestigung des Lagerbockes an einer Tragstruktur an dem mit Ausnahme
der Hülsen
noch im wesentlichen flachen Blechstück ausgeschnitten, beispielsweise
mittels einer Platine ausgestanzt. Das Umformen in die U-Form erfolgt
anschließend.
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Für eine besonders
hohe Maßgenauigkeit kann
nach dem Umformen des Blechstückes in
die U-Form die Koaxialität
der Hülsen
kalibriert werden. Werden die Hülsen
fest miteinander verbunden, so wird die Kalibrierung bevorzugt bereits
vor dem Verbindungsschritt vorgenommen. Es ist jedoch auch möglich, die
Kalibrierung nach dem Verbinden durchzuführen oder nach dem Verbinden
eine zusätzliche Kalibrierung
vorzunehmen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt in:
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1 ein
radführendes
Element einer Hinterachse eines Kraftfahrzeuges mit einem Lagerbock nach
der Erfindung in einer räumlichen
Darstellung,
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2 den
Lagerbock aus 1 in räumlicher Darstellung,
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3 eine
Seitenansicht auf die Breitseite des Lagerbockes aus 2,
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4 eine
Seitenansicht auf eine Schmalseite des Lagerbockes aus 2,
und in
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5 eine
Ansicht auf ein hülsenförmiges Lagerauge
des Lagerbockes aus 2.
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Das
Ausführungsbeispiel
zeigt in 1 ein radführendes Element 1 einer
Hinterradaufhängung eines
Kraftfahrzeugs, das über
ein Gummi-Metall-Lager 2 an einem lediglich ansatzweise
angedeuteten Fahrzeugaufbau 3 schwenkbar abgestützt ist.
Unter dem Fahrzeugaufbau 3 wird hier sowohl der eigentliche
Fahrzeugrahmen wie auch ein etwaig an diesem angebrachter Hilfsrahmen
oder Fahrschemel verstanden. Zur Festlegung des Gummi-Metall-Lagers 2 an
dem Fahrzeugaufbau 3 ist an letzterem ein Lagerbock 4 befestigt.
Das Gummi-Metall-Lager 2 nimmt einen Lagerzapfen des radführenden
Elementes 1 auf und ist selbst wiederum in einem hülsenförmigen Lagerauge 5 des
Lagerbockes 4 radial wie axial gehalten.
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Der
Lagerbock 4 ist im Detail in den 2 bis 5 dargestellt.
Insbesondere umfaßt
der Lagerbock 4 einen Sockelabschnitt 6 zur Befestigung an
dem Fahrzeugaufbau 3 sowie einen Lagerabschnitt 7,
der unter anderem das bereits erwähnte, hülsenförmige Lagerauge 5 aufweist.
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Die
Besonderheit des Lagerbockes 4 liegt darin, daß dieser
aus einem einzigen, zunächst
flachen Blechstück
durch Umformen hergestellt ist.
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Wie
insbesondere 4 entnommen werden kann, weist
der Lagerbock 4 ein im wesentlichen U-förmiges Profil, dessen beide
Schenkel 8 und 9 den Lagerabschnitt 7 mit
dem hülsenförmigen Lagerauge 5 bilden.
Diese Schenkel 8 und 9 sind über den Sockelabschnitt 6 integral
miteinander verbunden. Dabei weisen die Schenkel 8 bzw. 9 jeweils
einen flächigen
Wandabschnitt 10 bzw. 11 auf, wobei die Wandabschnitte 10 und 11 parallel
zueinander verlaufen und mit ihren Außenseiten den Lagerbock 4 axial
flächig
abschließen.
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An
den zueinander weisenden Seiten der Schenkel 8 bzw. 9 ist
jeweils eine Hülse 12 bzw. 13 ausgeformt.
Diese beiden Hülsen 12 und 13 besitzen den
gleichen Durchmesser und sind koaxial zueinander ausgerichtet, um
gemeinsam das hülsenförmige Lagerauge 5 zu
bilden. Beide Hülsen 12 und 13 weisenden
außerdem
die gleiche Axiallänge
auf. Der hier beispielhaft dargestellte Lagerbock 4 ist
somit in bezug auf eine sich zwischen den Hülsen 12 und 13 erstreckende
Ebene symmetrisch ausgebildet.
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Die
zueinander weisenden Enden 14 bzw. 15 der Hülsen 12 bzw. 13 liegen
mit ihren Stirnseiten axial gegeneinander an. Überdies sind die beiden Enden 14 und 15 miteinander
fest verbunden, beispielsweise miteinander verklebt, so daß bei dem
Zusammenfügen
das Gefüge
des Lagerbockes 4 thermisch nicht beeinträchtigt wird.
Der Lagerbock 4 kann dann aus einem sehr dünnwandigen
Blech hergestellt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Enden 14 und 15 durch
Schweißen,
Löten oder
Clinchen miteinander zu verbinden. Durch die feste Verbindung wird
eine hohe Verwindungssteifigkeit erzielt, so daß das aus den Hülsen 12 und 13 gebildete
Lagerauge 5 selbst als Lagerschale für ein Lager dienen kann.
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Allerdings
kann in das Lagerauge 5 auch eine separate Lagerschale
eingesetzt werden, welche für
die Verwindungssteifigkeit sorgt, so daß in diesem Fall eine unmittelbare
Anlage oder feste Verbindung der Enden 14 und 15 der
Hülsen 12 und 13 nicht
unbedingt erforderlich ist.
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Die
zueinander parallelen Wandabschnitte 10 und 11 gehen
jeweils über
eine oder auch mehrere Biegekanten 16 weich gekrümmt in den
im wesentlichen ebenen Sockelabschnitt 6 über. Um
die Quersteifigkeit des Lagerbockes 4 zu erhöhen sind
in dem Übergangsbereich
zwischen dem Sockelabschnitt 6 und dem jeweiligen Wandabschnitt 10 bzw. 11 der Schenkel 8 bzw. 9 die
Biegekanten 16 unterbrechende Vertiefungen 17 vorgesehen,
die von außen
in die Biegekanten 16 eingeprägt sind. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
weist das U-Profil zwei parallele Biegekanten 16 auf, in
denen jeweils zwei Vertiefungen 17 ausgebildet sind. Diese
beiden Vertiefungen 17 sind in bezug auf die Mittelachse
des hülsenförmigen Lagerauges 5 symmetrisch
angeordnet und um den Durchmesser des Lagerauges 5 voneinander
beabstandet.
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Weiterhin
sind an dem Sockelabschnitt 6 außerhalb des Bereiches des hülsenförmigen Lagerauges 5 zwei
Befestigungsöffnungen 18 in
Form von Langlöchern
vorgesehen, über
welche der Lagerbock 4 gegen den Fahrzeugaufbau 3 verspannt
werden kann. Selbstverständlich
ist es möglich,
je nach Einbausituation auch eine größere Anzahl von Befestigungspunkten
vorzusehen und den hier im wesentlichen ebenen Sockelabschnitt 6 gegebenenfalls durch
eine Konturierung an den Einbauort anzupassen.
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Im
folgenden soll nun kurz die Art und Weise der Herstellung des vorstehend
erläuterten
Lagerbockes 4 näher
beschrieben werden.
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Hierzu
werden an einem flachen Blechstück zunächst die
beiden Hülsen 12 und 13 durch
Tiefziehen ausgeformt. Hernach wird das immer noch im wesentlichen
flache Blechstück
entsprechend einer Abwicklung der Schenkel 8 und 9 bzw. Wandabschnitte 10 und 11 sowie
des Sockelabschnittes 6 beschnitten. Überdies werden zu diesem Zeitpunkt
auch bereits die Befestigungsöffnungen 18 angebracht.
Dies erfolgt vorzugsweise mittels eines Stanzwerkzeuges, wobei die
auszustanzende Kontur zu den bereits ausgeformten Hülsen 12 und 13 zentriert
wird.
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Nach
diesen Arbeitsschritten wird das Blechstück in die U-Form des Lagerbockes 4 umgeformt, indem
die Wandabschnitte 10 und 11 gegenüber dem Sockelabschnitt 6 jeweils
um etwa 90 Grad umgebogen werden. Dabei werden gleichzeitig die
Hülsen 12 und 13 koaxial
zueinander ausgerichtet. Anschließend wird die Koaxialität der Hülsen 12 und 13 kalibriert
und die dabei erhaltene Lage der Schenkel 8 und 9 durch
ein festes Verbinden der beiden Enden 14 und 15 der
Hülsen 12 und 13 fixiert.
Gegebenenfalls wird nach dem Verbinden eine nochmalige Kalibrierung
vorgenommen.
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Die
Vertiefungen 17 in den Biegekanten 16 werden bei
dem Umlegen der Schenkel 8 und 9 angebracht. Es
ist jedoch genausogut möglich,
diese Vertiefungen 17 erst bei der Kalibrierung oder auch erst
bei der Nachkalibrierung anzubringen.
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In
einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels
wird lediglich an einem der Wandabschnitte 10 bzw. 11 eine
Hülse 12 bzw. 13 vorgesehen,
wohingegen die andere Hülse 13 bzw. 12 durch
eine einfache Durchgangsöffnung
ersetzt ist. Die verbleibende Hülse
erstreckt sich bis zu der Durchgangsöffnung und kann dort mit dem
Wandabschnitt um die Durchgangsöffnung
verbunden werden.
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Es
ist auch möglich,
das Ende der verbleibenden Hülse
wenigstens bis in die Durchgangsöffnung
zu verlängern.
In diesem Fall kann dann die Außenseite
der Hülse
an dem Innenrand der Durchgangsöffnung
radial abgestützt
und mit diesem fest verbunden werden. Bei dem Herstellungsverfahren wird
dazu in dem ersten Arbeitsschritt lediglich eine einzige Hülse ausgeformt.
Der weitere Ablauf unterscheidet sich nicht von dem vorstehend beschriebenen.
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Der
erläuterte
Lagerbock 4 sowie auch dessen abgewandelte Form zeichnen
sich durch einen geringen Fertigungsaufwand aus. Trotzdem läßt sich eine
hohe Maßgenauigkeit
einhalten. Überdies
werden festigkeitsrelevante Verbindungsprozesse in beanspruchungskritischen
Bereichen des Lagerbockes 4 vermieden.
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- 1
- radführendes
Element
- 2
- Gummi-Metall-Lager
- 3
- Fahrzeugaufbau/Tragstruktur
- 4
- Lagerbock
- 5
- hülsenförmiges Lagerauge
- 6
- Sockelabschnitt
- 7
- Lagerabschnitt
- 8
- Schenkel
- 9
- Schenkel
- 10
- Wandabschnitt
des Schenkels 8
- 11
- Wandabschnitt
des Schenkels 9
- 12
- Hülse des
Schenkels 8
- 13
- Hülse des
Schenkels 9
- 14
- freies
Ende der Hülse 12
- 15
- freies
Ende der Hülse 13
- 16
- Biegekante
- 17
- Vertiefung
- 18
- Befestigungsöffnung