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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung zur gedämpften und elastischen Lagerung von Fahrwerksteilen, Karosserieteilen oder einer Radaufhängung in einem KFZ, umfassend einen Lagerträger wie eine Lenkerstange oder eine Koppelstange, wobei der Lagerträger mindestens eine Lageraufnahme und ein der jeweiligen Lageraufnahme zugeordnetes und in dieses eingesetztes elastomeres Buchsenlager aufweist, welches eine Innenhülse, zumindest einen die Innenhülse radial umschließenden und an die Innenhülse anvulkanisierten Elastomerkörper und eine den Elastomerkörper radial umgreifende und an diesen anvulkanisierte Außenhülse umfasst. Derartige Lageranordnungen werden auf dem Gebiet auch als Koppel oder Lenker bezeichnet.
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Solche Lageranordnungen werden verwendet, um beispielsweise Teile des Fahrwerks, der Karosserie oder Radaufhängungen gedämpft zu lagern und somit Vibrationen von der Fahrgastzelle fernzuhalten. In einer Ausführung kann die Lageranordnung an dem Fahrwerk eines KFZ befestigt und über einen sich in Einbaulage durch die Innenhülse des elastomeren Buchsenlagers erstreckenden Schraubbolzen mit der Karosserie des KFZ verbunden sein.
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Damit das elastomere Buchsenlager einen festen Sitz in der Lageraufnahme des Lagerträgers aufweist, ist das elastomere Buchsenlager bei den meisten handelsüblichen Lageranordnungen über eine Presspassung mit der diesem zugeordnete Lageraufnahme des Lagerträgers verbunden. Die Presspassung des elastomeren Buchsenlagers erzeugt dabei eine zusätzliche Vorspannung des Elastomerkörpers. Eine alleinige Presspassung des Buchsenlagers in das Lagerauge ist gängige Praxis und beispielsweise durch die
DE 10 2008 000 858 bekannt. Im Stand der Technik bekannt sind auch Lageranordnungen, bei welchen ein Buchsenlager mittels einer Schweißung am Lagerauge des Lagerträgers befestigt sind.
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Ein Nachteil einer reinen Presspassung zwischen Lageraufnahme und Außenhülse des Buchsenlagers besteht insbesondere darin, dass bei betriebsbedingt hohen Torsionskräften eine unerwünschte Rotationsbewegung der Außenhülse des elastomeren Buchsenlagers relativ zur Lageraufnahme und somit zum Lagerträger auftreten kann, sodass ein Festsitz des Buchsenlagers bei hohen torsionalen Betriebskräften nicht gewährleistet ist. Auch kann mit zunehmendem Alter des Elastomers und daraus resultierender Elastomer-Versprödung die Gefahr einer Torsionsbewegung des elastomeren Buchsenlagers in der Lageraufnahme zunehmen, da der Festsitz der Presspassung aufgrund der verminderten Rückstellkraft des Elastomers abnimmt.
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Die Bereitstellung eines reinen Stoffschlusses oder eines reinen torsionalen Formschlusses zwischen Außenhülse des Buchsenlagers und Lageraufnahme wäre unter Umständen mit einer inhomogenen Kraftübertragung auf den Elastomerkörper verbunden, die durch Spalte und ortsabhängige, unterschiedliche Anpressdrücke zwischen Außenhülse und Lageraufnahme entstehen können, wenn diese umfänglich nicht exakt aneinander liegen, was darüber hinaus Betriebsgeräusche verursachen kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung bereitzustellen, bei welcher ein fester und vor Torsion gesicherter Sitz des elastomeren Buchsenlagers in der diesem zugeordneten Lageraufnahme des Lagerträgers gewährleistet ist, wobei eine möglichst homogene Lastverteilung und Übertragung der Vibrationen/Stöße von dem zu lagernden Bauteil auf den Elastomerkörper und gleichzeitig ein sehr hoher Lastabtrag bei torsionaler und/oder axialer Belastung bereitgestellt ist.
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Die obige Aufgabe wird erfindungsseitig durch eine Lageranordnung, umfassend mindestens ein elastomeres Buchsenlager, welches eine Innenhülse, zumindest einen die Innenhülse radial umschließenden und an diese anvulkanisierten Elastomerkörper und eine den Elastomerkörper radial umschließende und an diesen anvulkanisierte Außenhülse umfasst, sowie einen Lagerträger, umfassend eine Lageraufnahme gelöst, wobei das Buchsenlager mittels einer Presspassung in die Aufnahme des Lagerträgers kraftschlüssig eingesetzt ist. Die erfindungsgemäße Lageranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das elastomere Buchsenlager stoffschlüssig mittels einer Verschweißung mit zumindest einem, die Lageraufnahme festlegenden Abschnitt des Lagerträgers verbunden ist. Ein die Lageraufnahme festlegender Abschnitt des Lagerträgers meint dabei allgemein einen Bereich des Lagerträgers, dessen Begrenzungsfläche(n) die Lageraufnahme bzw. das Lagerauge des Lagerträgers zur Aufnahme eines zugeordneten elastomeren Buchenlagers zumindest abschnittsweise festlegt.
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Die erfindungsgemäße Lageranordnung löst die Nachteile herkömmlicher Lageranordnungen durch gleichzeitige Verwendung einer Presspassung und einer Verschweißung des zumindest einen elastomeren Buchsenlagers in der bzw. an die diesem zugeordnete Lageraufnahme des Lagerträgers. Diese Lageraufnahme kann beispielsweise als Lagerauge ausgebildet sein, das durch zumindest einen Abschnitt des Lagerträgers gebildet sein kann. Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung der Lageranordnung kann zum einen durch das Vorsehen des Presssitzes zwischen Buchsenlager und Lageraufnahme eine optimale Lastaufnahme des Lagers ohne Gefahr des Auftretens eventueller Betriebsgeräusche und gleichzeitig eine Verbesserung des Antwortverhaltens der Lageranordnung bei eventuell auftretenden sehr hohen torsionalen und/axialen Betriebskräften auf das Lager bereitgestellt werden.
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Weitere erfindungsgemäße Merkmale und Weiterbildungen der Erfindung sind in der allgemeinen Beschreibung, den Figuren, der Figurenbeschreibung sowie den Unteransprüchen angegeben.
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Vorteilhafterweise kann der Stoffschluss zwischen dem zumindest einen elastomeren Buchsenlager und dem Lagerträger mittels Laserschweißung des elastomeren Buchsenlagers an die dem Buchsenlager zugeordnete Lageraufnahme des Lagerträgers erfolgen. Der Vorteil des Laserschweißens besteht insbesondere darin, dass sich Material im Bereich des Schweißortes nicht großflächig erhitzt und somit nicht stark verformt, wodurch ein spaltfreier Sitz des elastomeren Buchsenlagers nach der Einpressung des Lagers in die Lageraufnahme trotz des Schweißvorgangs gesichert bleibt. Ferner ist der Schweißvorgang beim Laserschweißen flexibel steuerbar, z.B. derart, dass das elastomere Buchsenlager und die Lageraufnahme an mehreren, insbesondere umfänglich beabstandeten Stellen miteinander verschweißt sein können.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Lageranordnung kann die stoffschlüssige Verbindung über Schweißung des zumindest einen elastomeren Buchsenlagers an die diesem zugeordnete Lageraufnahme des Lagerträgers erfolgen, indem die Außenhülse des elastomeren Buchsenlagers mit einem die Lageraufnahme festlegenden Abschnitt des Lagerträgers verschweißt ist. Eine solche Verschweißung kann an einer einzelnen, oder auch an mehreren, insbesondere zu einer Achse des elastomeren Buchsenlagers umfänglich beabstandeten Schweißstellen erfolgen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Außenhülse des Buchsenlagers an einer Stirnseite und/oder an einer Außenzylindermantelfläche mit dem zumindest einen Abschnitt des die Lageraufnahme festlegenden Abschnittes des Lagerträgers verschweißt ist. Es kann ferner vorgesehen sein, dass der die Lageraufnahme festlegende Abschnitt des Lagerträgers an einer Stirnseite und/oder einer Innenzylindermantelfläche mit der Außenhülse des Buchsenlagers verschweißt ist.
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In Ausführungsformen, bei welchen in Einbaulage eine axiale Stirnseite der Außenhülse des Lagers etwa axial bündig zu einem die Lageraufnahme festlegenden Abschnitt des Lagerträgers angeordnet ist, kann zweckmäßigerweise die Verschweißung an diesen Stirnseiten von Lagerträger und Außenhülse erfolgen. Erstreckt sich in Einbaulage des Lagers der die Lageraufnahme, insbesondere ein Lagerauge, festlegende Abschnitt des Lagerträgers axial über die Außenhülse des Buchsenlagers hinweg, kann bzw. können die eine oder mehrere Schweißstellen zwischen einer axialen Stirnseite der Außenhülse des Buchsenlagers und einer Innenzylindermantelfläche des die Lageraufnahme festlegenden Abschnitts des Lagerträgers angeordnet sein. Erstreckt sich dagegen in Einbaulage des Lagers die Außenhülse des Buchsenlagers über den die Lageraufnahme, insbesondere ein Lagerauge, festlegenden Abschnitt des Lagerträgers axial hinweg, kann bzw. können die eine oder mehrere Schweißstellen zwischen einer axialen Stirnseite des die Lageraufnahme, insbesondere ein Lagerauge, festlegenden Abschnitts des Lagerträgers und einer Außenzylindermantelfläche der Außenhülse des Buchsenlagers angeordnet sein.
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Zur Erzeugung einer vorbestimmten Vorspannung des Elastomerkörpers kann das zumindest eine elastomere Buchsenlager ein vordefiniertes Übermaß gegenüber der diesem zugeordneten Lageraufnahme des Lagerträgers aufweisen. Durch Einpressen des elastomeren Buchsenlagers in die dem Buchsenlager zugeordnete Lageraufnahme des Lagerträgers wird in bekannter Weise eine vorbestimmte Vorspannung des Elastomerkörpers des elastomeren Buchenlagers erzeugt.
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Die erfindungsgemäße Lageranordnung bzw. Koppel oder Lenker kann einen Lagerträger in Form einer Koppelstange oder einer Lenkerstange umfassen, welche eine jeweilige Lageraufnahme, insbesondere in Form eines Lagerauges zur Aufnahme des elastomeren Buchenlagers aufweist. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Koppel oder der Lenker mehrere derartige elastomere Buchsenlager mit jeweils zugeordneten Lageraufnahmen, insbesondere in Form von Lageraugen aufweist, zur Aufnahme des zugeordneten elastomeren Buchsenlagers. Es liegt insofern auch im Rahmen der Erfindung, dass ein Lenker bzw. eine Koppel mehrere elastomere Buchsenlager umfasst, die jeweils stoffschlüssig mittels einer Verschweißung mit einem, die zugeordnete Lageraufnahme festlegenden Abschnitt des Lagerträgers verbunden sind.
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Die obige Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Lageranordnung gelöst, umfassend die Schritte:
- - Bereitstellen eines elastomeren Buchsenlagers;
- - Bereitstellen eines Lagerträgers, insbesondere einer Lenkerstange oder einer Koppelstange, umfassend eine Lageraufnahme mit einem geringeren Durchmesser im Vergleich zu dem des Buchsenlagers;
- - Einpressen des zumindest einen elastomeren Buchsenlagers in die dem Buchsenlager zugeordnete Lageraufnahme des Lagerträgers;
- - Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem elastomeren Buchsenlager und zumindest einem die Lageraufnahme festlegenden Abschnitt des Lagerträgers durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen.
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Figurenliste
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Eine Stoffverbindung des elastomeren Buchsenlagers zu dem diesem zugeordneten Lagerauge des Lagerträgers kann in unterschiedlicher Gestaltungsform ausgeführt werden, wie z.B. über verschiedene Schweißmethoden oder verschiedene Schweißnahtformen. Eine Auswahl an möglichen Gestaltungsmöglichkeiten ist in den folgenden Figuren und den diesbezüglichen Figurenbeschreibungen dargestellt, wobei
- 1 einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lageranordnung 7 mit einer Mehrzahl von punktuell aufgebrachten, umfänglich beabstandeten Schweißnahtstellen 4 zwischen Buchsenlager 8 und Lageraufnahme 5 in einer Draufsicht, und
- 2 einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lageranordnung 7' mit einer um die Achse des elastomeren Buchsenlagers 8 ununterbrochen umlaufenden Schweißnaht 4 in einer Draufsicht,
zeigt.
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Die 1 und 2 zeigen jeweils in einer Teilansicht eine erfindungsgemäße Lageranordnung bzw. Koppel oder Lenker 7, 7', umfassend einen Lagerträger oder Koppelstange 6 mit zumindest einem Lagerauge 5 und einem in das Lagerauge 5 eingepressten elastomeren Buchsenlager 8. In den in den Figuren gezeigten Ausführungsformen erstreckt sich die Außenhülse 3 des zylinderförmigen Buchsenlagers 8 axial über eine axiale Stirnseite des, eine zylinderförmige Lageraufnahme 3 festlegenden Ringbereichs 6a der Koppelstange 6 hinweg. In den Ausführungsformen der 1 und 2 ist der Ringbereich 6a der Koppelstange 6 an seiner in den Figuren sichtbaren Stirnseite mit der zylindrischen Außenmantelmantelfläche der Außenhülse 3 des elastomeren Buchsenlagers 8 stoffschlüssig verbunden, insbesondere mittels Laserschweißen.
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Die Schweißnähte bzw. Schweißstellen 4, 4` sind hier beispielhaft in zwei unterschiedlichen Ausführungen dargestellt. Dabei ist das elastomere Buchsenlager 8 in 1 in Einbaulage zur Gestaltung der Koppel 7 mittels punktuell und zur Achse des Buchsenlagers 8 umfänglich beabstandet aufgebrachten Schweißnähten bzw. -punkten 4 mit dem Ringabschnitt 6a der Koppelstange 6 stoffschlüssig verbunden.
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Im Unterschied zur Koppel 7 der 1 weist die Koppel 7' der 2 eine geschlossene, umlaufende Schweißnaht 4' auf, welche eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Außenhülse des elastomeren Buchsenlagers 8 und dem Ringbereich 6a der Koppelstange 6 an seiner in 2 sichtbaren Stirnseite bereitstellt.
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In einer anderen, nicht gezeigten Ausführungsform einer Koppel, bei welcher in Einbaulage (Einpresslage) des Buchsenlagers eine axiale Stirnseite der Außenhülse des Lagers etwa axial bündig zu einem die Lageraufnahme festlegenden Abschnitt der Koppelstange angeordnet ist, kann zweckmäßigerweise die Verschweißung an diesen Stirnseiten von Koppelstange und Außenhülse erfolgen. Erstreckt sich in Einbaulage des Buchsenlagers der die Lageraufnahme festlegende Abschnitt des Lagerträgers axial über die Außenhülse des Buchsenlagers hinweg, kann bzw. können die eine oder mehrere Schweißstellen zwischen einer axialen Stirnseite der Außenhülse des Buchsenlagers und einer Innenzylindermantelfläche des die Lageraufnahme festlegenden Abschnitts des Lagerträgers angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Innenhülse
- 2
- Elastomerkörper
- 3
- Außenhülse
- 4, 4`
- Schweißstelle, Schweißnaht
- 5
- Lagerauge, Lageraufnahme
- 6
- Lagerträger, Koppelstange, Lenkerstange
- 6a
- Ringbereichs der Koppel- bzw. Lenkerstange
- 7, 7'
- Lageranordnung, Lenker, Koppel
- 8
- Elastomeres Buchsenlager
- 9
- Bohrung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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