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Die Erfindung betrifft ein elastisches Buchsenlager gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Derartige Buchsenlager werden beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich als Achsführlager verwendet. Sie umfassen typischerweise eine Innenhülse, eine Außenhülse und einen Elastomerkörper, der zwischen Innenhülse und Außenhülse angeordnet ist und die Innenhülse und die Außenhülse miteinander verbindet. Die Buchsen werden üblicherweise in eine Lageraufnahme eingepresst, zum Beispiel in ein Aufnahmeauge einer Lenkerachse.
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Bei der Montage unterliegen solche Buchsenlager einer gewissen Einpresskraft. Die Einpresskraft ist diejenige Kraft, die aufgebracht werden muss, um das Buchsenlager in die Lageraufnahme einzupressen. Nach der Montage müssen sie dagegen einer gewissen Auspresskraft widerstehen können, um den sicheren Sitz im Aufnahmeauge zu gewährleisten. Die Auspresskraft ist diejenige Kraft, die überwunden werden muss, um das Buchsenlager aus seinem Sitz zu pressen.
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Um die Auspresskraft zu erhöhen schlägt die
DE 10 2009 004 958 A1 vor, die aus Kunststoff gefertigte Außenhülse mit einer dünnen Ummantelung in Form einer an das Außenrohr vulkanisierten elastomeren Schicht zu versehen. Dies hat allerdings den Nachteil, dass auch die Einpresskraft erhöht wird. Hohe Einpresskräfte können jedoch zur Schädigung der Buchsen selbst oder auch von Komponenten am Fahrzeug führen. Zudem werden solche äußeren Elastomerschichten häufig verhältnismäßig dünn ausgeführt, da dicke Außenschichten die Gesamtsteifigkeit des Lagers signifikant herabsetzen können. Somit können bei der Fertigung einer vollständigen Ummantelung aus Naturkautschuk lange Fließwege in dünnen Wandstärken notwendig werden, wodurch es zu Fließ- und letztlich zu Fertigungsfehlern kommen kann.
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Bei dem aus
DE 10 2020 104 160 A1 bekannten Buchsenlager für ein KFZ wird vorgeschlagen, die Außenhülse mit wenigstens einem Kunststoffrastelement zu versehen, das an der Außenseite der Außenhülse ausgebildet ist und in ein komplementär ausgebildetes Rastelement der Lageraufnahme formschlüssig eingreifen kann. Solche Kunststoffrastelemente können jedoch das Problem der Toleranzabhängigkeit mit sich bringen. Ändern sich die Maße, der an dem Formschluss beteiligten Bauteile, beispielswiese durch Wärmebelastungen oder durch unzureichend genaue Ausrichtungen bei Schweißvorgängen, so kann Spiel im Formschluss entstehen oder ein Verrasten kann auch gar nicht erst erfolgreich beim Verpressen erfolgen. In der Folge kann es beispielsweise zu unerwünschten Geräuschentwicklungen kommen. Zudem unterliegen Kunststoffhaken einer potentiellen Alterung, die zu einem vorzeitigen Versagen führen können.
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Auch die
DE 10 2020 207 154 A1 sieht ein Elastomerverbundlager vor, bei dem an der Außenseite einer Außenhülse Lippen ausgebildet sind, die als Rastelemente in korrespondierende Nuten der Lagerbuchse eingreifen können.
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In allen Fällen kann zwar die Auspresskraft erhöht werden, dies geht jedoch einher mit einer gleichzeitigen Erhöhung der Einpresskraft bzw. einer gewissen Toleranzabhängigkeit der Einpressposition.
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Ausgehend davon ist es mithin Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Buchsenlager bereitzustellen, bei dem die Auspresskraft erhöht werden kann, ohne dass es zu einer signifikanten Erhöhung der Einpresskraft kommt. Gleichzeitig soll das Buchsenlager möglichst unabhängig von der Toleranz der Aufnahme und der Einpressposition sein. Zudem soll das Buchsenlager einfach und kostengünstig gefertigt werden können. Insbesondere soll eine robuste Fertigung möglich sein, bei der das Risiko von Fließfehlern reduziert ist.
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Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 und 11 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10.
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Bei einem elastischen Buchsenlager mit einer Außenhülse und einer Innenhülse und mit einem Elastomerkörper, der zwischen der Innenhülse und der Außenhülse angeordnet ist und die Innenhülse und die Außenhülse miteinander verbindet, schlägt die Erfindung vor, dass die Außenhülse wenigstens ein Fenster aufweist, wobei der Elastomerkörper in das wenigstens eine Fenster eingreift und in radialer Richtung wenigstens einen Überstand gegenüber der Außenseite der Außenhülse bildet.
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Die Außenhülse hat eine hohlzylindrische Grundform. Sie hat insofern die Gestalt eines Rohrabschnittes mit einer Innenseite und einer Außenseite. Die Innenseite ist der Innenhülse zugewandt. Sie ist mit der Innenhülse, insbesondere mit der Außenseite der Innenhülse, über den Elastomerkörper federnd verbunden. Der Elastomerkörper entsteht während der Fertigung durch Vulkanisieren einer Elastomermasse. Insofern bezieht sich der Begriff Elastomermasse auf die während der Fertigung des Buchsenlagers eingespritzte Masse aus unvulkanisiertem Gummimaterial. Der Begriff Elastomerkörper bezieht sich in diesem Zusammenhang dann auf den daraus enstehenden vulkanisierten Federkörper. Der Elastomerkörper ist insofern vulkanisiert. Außerdem ist der Elastomerkörper formstabil und elastisch. Die Elastomermasse ist unvulkanisiert und fließfähig. Die Außenseite der Außenhülse ist im montierten Zustand der Innenseite einer Lageraufnahme zugewandt. Die Außenhülse sitzt dabei mittels Presspassung in der Lageraufnahme und wird dort zusätzlich mit Hilfe der Überstände festgehalten. Die Presspassung hält die Außenhülse und somit das gesamte Buchsenlager reibschlüssig in der Lageraufnahme, die Überstände erhöhen diesen Festsitz weiter mittels erhöhten lokalen Reibkräften. Die Überstände können die Außenhülse auch zusätzlich mit Hilfe eines Formschlusses in der Lageraufnahme halten, wie unten ausgeführt.
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In der Außenhülse ist wenigstens ein, bevorzugt sind mehrere Fenster ausgebildet. Unter einem Fenster in der Außenhülse wird in diesem Zusammenhang eine Ausnehmung verstanden. Die Ausnehmung ist im Wesentlichen ein Loch, durch das Elastomermasse im fließfähigen Zustand hindurchfließen kann. Die Elastomermasse kann insofern von der Innenseite der Außenhülse zur Außenseite der Außenhülse gelangen. Dabei fließt die Elastomermasse in radialer Richtung durch das bzw. die Fenster hindurch. Die radiale Richtung erstreckt sich ausgehend von der Längsachse des Buchsenlagers radial nach außen. Die Längsachse entspricht der Zylinderachse, die sich durch die im Wesentlichen zylindrische oder leicht elliptische Grundform des Buchsenlagers ergibt. Dabei ist die Grundform des Buchsenlagers selbstverständlich nicht auf eine streng kreiszylindrische Form beschränkt. Denkbar sind auch polygonale Umfangskonturen, sofern die Ecken des jeweiligen Polygons auf einem im Wesentlichen kreiszylindrischen Umfangszylinder angeordnet sind. In jedem Fall haben das Buchsenlager, die Innenhülse und die Außenhülse also eine im Wesentlichen zylindrische Grundform und weisen eine zentrale Achse auf, die der zentralen Achse des Umfangszylinders entspricht. Die Richtung, in die sich diese zentrale Achse erstreckt, wird als axiale Richtung bezeichnet. Die radiale Richtung erstreckt sich in jedem Fall radial von dieser zentralen Achse von der Mitte des Buchsenlagers bzw. des Umfangszylinders zur Außenseite des Buchsenlagers, mit anderen Worten: nach außen.
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Ein Überstand ist insofern ein Teil des Elastomerkörpers, der dadurch entsteht, dass die Elastomermasse in radialer Richtung durch ein Fenster in der Außenhülse nach außen tritt. Dabei bildet die Elastomermasse einen über die Außenseite der Außenhülse überstehendes Polster. Dieses Polster ist der Überstand. Der Überstand ist also ein Teil des Elastomerkörpers, der über die Außenseite der Außenhülse hinausragt. Der Überstand kann insofern den Außenumfang der Außenhülse vergrößern. Nach dem Vulkanisieren der Elastomermasse ist der Überstand formstabil und elastisch. Der bzw. die Überstände bilden insofern jeweils einen Anschlag, mit dessen Hilfe das elastische Buchsenlager in einer Lageraufnahme festgelegt werden kann. Beispielsweise können die Überstände oder Polster beispielsweise Rastnocken bilden. Insofern ist es günstig, wenn mehrere Rastnocken vorhanden sind.
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Bevorzugt weist das Buchsenlager mithin nicht nur einen, sondern mehrere Überstände auf. Diese können beispielweise radialsymmetrisch über den Außenumfang der Außenhülse verteilt sein. Denkbar ist auch, dass mehrere Überstände in Reihe hintereinander und/oder parallel zueinander angeordnet sind. Beispielsweise ist denkbar, dass mehrere in axialer Richtung ausgerichtete Reihen von parallelen Fenstern in der Außenhülse ausgebildet sind. In der Folge können auch mehrere in axialer Richtung ausgerichtete Reihen von parallelen Überständen vorhanden sein. Die Fenster und entsprechenden Überstände können dabei umfangsseitig auf gemeinsamen Umfangskreisen oder versetzt zueinander ausgebildet sein. Mit anderen Worten, die Überstände können in Reihen parallel zur axialen Richtung, ringförmig entlang des Außenumfangs und/oder versetzt zueinander angeordnet sein. In jedem Fall vergrößern die Überstände den Außenumfang der Außenhülse in radialer Richtung. In einer Ausführungsvariante ist es insofern beispielsweise vorgesehen, dass in axialer Richtung mehrere radiale Überstände ausgebildet sind. Diese Überstände können parallel hintereinander oder in Umfangsrichtung versetzt zueinander ausgebildet sein.
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Mit Hilfe des Überstandes bzw. der Überstände kann das Buchsenlager in einer Aufnahme festgelegt werden. Dadurch, dass der Überstand Teil des Elastomerkörpers ist und aus Elastomermaterial besteht, wirkt er wie eine lokale Gummierung der Außenhülse. Im Vergleich zu einer Vollgummierung der Außenhülse ist aber die bei der Montage aufzubringende Einpresskraft reduziert. Der Überstand ist außerdem elastisch verformbar und kann auf diese Weise als Rastnocke wirken. Gleichzeitig ist die Auspresskraft dennoch erhöht, und Toleranzabhängigkeiten sind deutlich reduziert. Insbesondere sind Toleranzabhängigkeiten gegenüber Temperaturschwankungen im Vergleich zu Kunststoffrasthaken reduziert.
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Weiterhin bietet die Lösung den Vorteil, dass sie relativ einfach herstellbar ist. Bei der Herstellung des Buchsenlagers kann die Elastomermasse genau wie bei herkömmlichen Buchsenlagern, einfach zwischen Innenhülse und Außenhülse gespritzt werden. Durch die in der Außenhülse ausgebildeten Fenster kann die Elastomermasse nach außen fließen und den gewünschten Überstand bilden. Der Überstand ist also ein Teil des Elastomerkörpers, der durch das Fenster hindurchgreift.
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Man erkennt, dass es günstig ist wenn der Elastomerkörper stoffschlüssig mit der Innenhülse und der Außenhülse verbunden ist. Insbesondere ist der Elastomerkörper stoffschlüssig mit der Außenseite der Innenhülse und mit der Innenseite der Außenhülse verbunden. Dies verhindert insbesondere, dass die Innenhülse und/oder der Elastomerkörper bei Belastung aus der Außenhülse herausgepresst werden. Der Elastomerkörper wirkt dabei als federnde Fixierung.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Teil des Elastomerkörpers, der in das wenigstens eine Fenster eingreift und in radialer Richtung wenigstens einen Überstand gegenüber der Außenseite der Außenhülse bildet, formschlüssig oder stoffschlüssig im Fenster außenumfangseitig der Außenhülse festgelegt ist.
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Außerdem ist denkbar, dass wenigstens eine zusätzliche elastomere Rastnocke vorhanden ist, die in radialer Richtung einen Überstand gegenüber der Außenseite der Außenhülse bildet und unabhängig von dem Elastomerkörper ist. Eine solche zusätzliche Rastnocke kann als zusätzliche punktuelle Erhöhung gegenüber dem Außenumfang der Außenhülse, zum einen die Reibung zwischen dem montierten Buchsenlager und dem Aufnahmeauge der Lageraufnahme vergrößern. Sie kann auch als zusätzliches Element für einen Formschluss zwischen dem Buchsenlager und der Lageraufnahme dienen. Unter einer unabhängigen Rastnocke wird dabei ein Elastomerpolster verstanden, das bei Belastung zwischen der Lageraufnahme und der Außenseite der Außenhülse einfedern kann, wobei aber keine Drucklast auf den Elastomerkörper zwischen Innenhülse und Außenhülse übertragen wird. Zwischen der unabhängigen Rastnocke und dem Elastomerkörper, der die Überstände bildet, kann insofern zwar eine Materialverbindung bestehen, dies muss jedoch nicht zwingend der Fall sein. Wichtig ist, dass die unabhängige Rastnocke und den Elastomerkörper hinsichtlich ihres Schwingungs- und Federverhaltens bzw. Druckausgleichsverhaltens voneinander entkoppelt sind.
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Dazu ist es günstig, wenn in der Außenseite der Außenhülse zumindest eine Kunststofftasche ausgebildet ist, die zur stoffschlüssigen Anheftung einer elastomeren Rastnocke geeignet ist, wobei die Rastnocke von dem Elastomerkörper unabhängig ist. Die Rastnocke kann dabei eine oben beschriebende zusätzliche Rastnocke sein. Die Kunststofftasche kann einer solchen Rastnocke zum einen einen verbesserten Halt an der Außenhülse bieten. Zum anderen ist eine solche Kunststofftasche aber vorteilhaft, um eine solche zusätzliche Rastnocke präziser an der gewünschten Stelle der Außenseite der Außenhülle zu positionieren. Des Weiteren können so Rastnocken mit großer Höhe außenumfangseitig der Außenhülle platziert werden. Dieses ist vorteilhaft, da solche Rastnocken großer Höhe sich toleranzunabhängiger in die korrespondierenden Fenster einfädeln können, um dort einen Formschluss zu bilden. Dabei kann die Kunststofftasche an der Außenseite der Außenhülle derart ausgebildet sein, dass die Elastomermasse, die bei der Fertigung des Buchsenlagers zwischen die Innenhülse und die Außenhülse gespritzt wird und durch das bzw. die Fenster zur Außenseite der Außenhülse gelangt, von einem solchen Fenster aus zur Kunststofftasche fließen kann. Dazu ist vorstellbar, dass an der Außenseite der Außenhülse eine entsprechende kanalartige Geometrie bzw. Vertiefung als Verteiler ausgebildet ist. Eine solche Geometrie kann bzw. solche Vertiefungen können als Fließhilfe dienen, um die fluide Elastomermasse, die beim Anspritzen durch die Fenster der Außenhülse nach außen tritt, zu der Kunststofftasche in der Außenhülse zu leiten.
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Man erkennt, dass es in jedem Fall von Vorteil ist, wenn die Überstände dazu ausgebildet sind, bei Montage des Buchsenlagers in einer Lageraufnahme mit zumindest einem Teil der Lageraufnahme einen elastischen Formschluss einzugehen. Die Überstände bilden dabei Rastnocken. Die Lageraufnahme kann dabei entsprechende Rastvertiefungen aufweisen. In diese Rastvertiefungen können die Überstände und/oder zusätzlichen Rastnocken formschlüssig eingreifen. Durch die Elastizität der Überstände und Rastnocken ist der sich bildende Formschluss ebenfalls elastisch. Die Überstände und Rastnocken können dabei geringfügige Montagetoleranzen ausgleichen. Auch können durch die Elastizität des Formschlusses Verschleißerscheinungen verringert werden, die andernfalls auftreten können, wenn herkömmliche Kunststoffbauteile eine Rastverbindung bilden, die mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Man erkennt in jedem Fall, dass die Überstände radial überstehende elastomere Anschlagpuffer bilden, mit deren Hilfe ein Formschluss mit geringer Toleranzabhängigkeit realisiert werden kann. Die elastomeren Flächen, die dabei in Kontakt mit der Innenseite der Lageraufnahme sind, sind gegenüber dem Stand der Technik deutlich reduziert. Insofern ist auch die benötigte Einpresskraft bei der Montage eines entsprechenden Buchsenlagers relativ geringer. Dadurch, dass der Formschluss auf der Seite des Buchsenlagers durch ein elastisches Element gebildet wird, besteht ebenfalls eine gewisse Unabhängigkeit von den Toleranzen der Lageraufnahme. Außerdem kann sich das Buchsenlager selbst in der Lageraufnahme zentrieren. Dieser Effekt kann zusätzlich noch durch die bereits oben beschriebenen Rastnocken mit großer Höhe verstärkt bzw. verbessert werden.
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In einer Ausführungsvariante ist es denkbar, dass der Elastomerkörper wenigstens einen Hohlraum aufweist, der in radialer Richtung mit wenigstens einem der Überstände zumindest teilweise fluchtend ausgebildet ist. Ein solcher Hohlraum kann beim Einsetzen des Buchsenlagers in die Lageraufnahme zusammengedrückt werden. Die Überstände können dann beispielsweise in den Hohlraum hineingedrückt werden. Hat das Buchsenlager die gewünschte Position in der Lageraufnahme erreicht, können die Überstände wieder ausfedern. So ist beispielsweise vorstellbar, dass die Lageraufnahme, wie bereits oben beschrieben, Rastvertiefungen aufweist. In der gewünschten Endposition der Montage kann dann das Buchsenlager derart in der Lageraufnahme liegen, dass die Überstände jeweils entsprechenden Rastvertiefungen gegenüberliegen. Die Überstände können dann jeweils als Rastnocken in diese Rastvertiefungen eingreifen und das Buchsenlager auf diese Weise in der Lageraufnahme festlegen. Es ist insofern günstig, wenn die Überstände beim Einschieben des Buchsenlagers in die Lageraufnahme zumindest teilweise in das Innere des Buchsenlagers gedrückt werden können und beim Erreichen der endgültigen Montageposition einfach zurückfedern können. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Überstände aus dem elastomeren Material und somit elastisch ausgebildet sind. Weiterhin kann ein Hohlraum, wie oben genannt, diesen Vorgang unterstützen. Ein Hohlraum in dem Elastomerkörper, der unmittelbar fluchtend mit einem entsprechenden Überstand ausgebildet ist, erleichtert das Eindrücken des Überstandes bei der Montage und trägt auf diese Weise zur Verringerung der aufzubringenden Einpresskraft bei. Selbstverständlich können die Hohlräume auch weitere Funktionen im Buchsenlager übernehmen. Beispielsweise können sie taschenförmig sein und als radiale Freiwege dienen bzw. zur Einstellung des radialen Steifigkeitsverlaufs genutzt werden.
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In diesem Zusammenhang kann es auch vorteilhaft sein, wenn einer oder mehrere der Überstände dazu ausgebildet sind, im montierten Zustand eine Freiwegreduktion eines in radialer Richtung mit dem Überstand zumindest teilweise fluchtenden Hohlraumes zu bewirken. Die Freiwegreduktion kann beispielsweise eine bessere Kontrolle der Bewegung der Innenhülse in radialer Richtung bewirken. Diese Bewegung ist durch den Elastomerkörper gefedert. Je nach Verwendungszweck und Anforderungsprofil des Buchsenlagers kann es dabei gewünscht sein größere oder kleinere Freiwege vorzusehen. Insbesondere die Fertigung eines Elastomerkörpers mit besonders kleinen Freiwegen ist oft schwierig, da sie kleiner Hohlräume bedürfen die sich nur mit dünnen, filigranen Werkzeugstrukturen herstellen lassen. Werden die Überstände genutzt, um die innere Geometrie der Freiwege zu beeinflussen und insbesondere zu reduzieren, kann ein zunächst in der Fertigung relativ großer Hohlraum mit relativ robusten Werkzeugen hergestellt werden
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In diesem Zusammenhang ist es auch vorstellbar, dass das Buchsenlager mehrere Überstände aufweist, wobei die Höhe der radialen Überstände in radialer Richtung unterschiedlich groß ist. Die Überstände können so unterschiedlich große Reduktionen eines entsprechenden Freiwegs in einem fluchtend zu den Überständen angeordneten Hohlraum realisieren, so dass beim Eindrücken der Überstände in den Hohlraum komplexe Freiweggeometrien eingestellt werden können. Die Überstände können dabei so bemessen sein, dass sie im montierten Zustand, d. h. wenn das Buchsenlager in der Lageraufnahme angeordnet ist, zumindest teilweise in den Hohlraum eingedrückt sind.
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Ein weiterer Vorteil des oben beschriebenen Buchsenlagers ist, dass es einfach und ohne Mehraufwand hergestellt werden kann. Ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Buchsenlagers kann beispielsweise die Schritte aufweisen:
- a) Bereitstellen einer Innenhülse und einer Außenhülse, wobei die Außenhülse wenigstens ein Fenster aufweist,
- b) Einspritzen einer Elastomermasse zwischen Innenhülse und Außenhülse, wobei der Anspritzpunkt derart gewählt ist, dass die Elastomermasse durch die vorhandenen Fenster nach außen fließen kann,
- c) vulkanisieren.
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Ein solches Verfahren ist auf der einen Seite sehr einfach. Auf der anderen Seite können sich dabei die gewünschten Überstände zuverlässig und an der korrekten Position ausbilden. Der Einspritzpunkt für die Elastomermasse kann dabei so gewählt sein, dass die Elastomermasse in Schritt b) nur kurze Wege fließen muss. Die Gefahr von Fließfehlern ist insofern reduziert. Wird die Elastomermasse zwischen Innenhülse und Außenhülse gespritzt, so quillt sie automatisch durch die Fenster in der Außenhülse in radialer Richtung nach außen und bildet im Bereich der Fenster entsprechende Elastomerpolster. Nach dem Vulkanisieren in Schritt c werden aus diesen Elastomerpolstern dann die gewünschten Überstände. Man erkennt, dass die so hergestellten Überstände elastomere Rastelement bilden, die von innen durch die Außenhülse gespritzt sind.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
- 1 eine isometrische Ansicht eines Beispiels für ein Buchsenlager,
- 2a eine Seitenansicht des Beispiels aus 1,
- 2bein schematischer Querschnitt durch das Beispiel aus 1 und 2a entlang der durch die Achsen B-B und C-C aufgespannten Ebene,
- 3 ein schematischer Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel,
- 4a ein schematischer Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel,
- 4b ein schematischer Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel von 4a im montierten Zustand,
- 5 ein Flowchart, das den schematischen Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung eines entsprechenden Buchsenlagers zeigt.
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In den 1, 2a und 2b erkennt man ein Buchsenlager 10 mit einer Innenhülse 30 und einer Außenhülse 20. Sowohl die Innenhülse 10 als auch die Außenhülse 20 haben einem im Wesentlichen zylindrische Grundform, wobei die Achse C-C die Zylinderachse darstellt. Die Innenhülse 30 kann ein zu lagerndes Bauteil aufnehmen. Zu diesem Zweck weist die Innenhülse 30 eine Aufnahme 31 auf.
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Die Außenhülse 20 des in 1 gezeigten Beispiels hat eine Außenseite 22, die mehrere Fenster 21 aufweist. Für die grundsätzliche äußere, einhüllende Form der Außenhülse 20 kann man sich einen Zylinder vorstellen, in den die Außenhülse 20 hineinpasst. Im gezeigten Beispiel folgt die Außenseite 22 der Außenhülse 20 im Wesentlichen der Form dieses gedachten Zylinders. Nur im Bereich dieser Fenster 21 bildet die Außenseite 22 zudem Rücksprünge. Im Bereich der Fenster 21 weicht die Außenseite 22 der Außenhülse 20 insofern nach innen, d. h. in Richtung auf die Zylinderachse C-C hin, von der grundsätzlichen zylindrischen Form der Außenhülse 20 ab.
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Zwischen der Außenhülse 20 und der Innenhülse 30 ist ein Elastomerkörper 40 ausgebildet. Der Elastomerkörper 40 wirkt dabei als Federelement, das die Bewegung eines in der Aufnahme 31 angeordneten (hier nicht gezeigten) Bauteils gegenüber einer Lageraufnahme, in der das Buchsenlager 10 eingesetzt werden kann, erlaubt. Im Bereich der Fenster 21 der Außenhülse 20 tritt den Elastomerkörper 40 durch die Fenster 21 radial nach außen und bildet jeweils elastomere Überstände 41. Die Überstände 41 sind von unterschiedlicher Größe. Die Größe der Überstände 41 wird in diesem Fall durch die Größe der Fenster 21 beeinflusst.
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In den 2a und 2b erkennt man, dass die radiale Richtung r jeweils von der Zylinderachse C-C ausgehend in Richtung B verläuft, also von der Zylinderachse C-C radial nach außen. Weiter erkennt man zudem, dass die Zylinderachse C-C in axialer Richtung x verläuft.
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In der Seitenansicht und im Querschnitt der 2a und 2b erkennt man weiterhin, dass die Überstände 41 in radialer Richtung r über die Außenseite 22 der Außenhülse 20 überstehen. Dabei steht mindestens ein Scheitelpunkt 411 des jeweiligen Überstandes 41 nicht nur über der Außenseite 22 im Bereich des Fensters 21 über, sondern auch über die Außenkontur des oben beschriebenen, gedachten einhüllenden Zylinders um die Außenhülse 20.
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In radialer Richtung r nach innen, also zur Zylinderachse C-C hin, ist jeweils fluchtend mit den Überständen 41 ein Hohlraum 42 in dem Elastomerkörper 40 angeordnet. Wird auf die Überstände 41 in radialer Richtung r nach innen Druck ausgeübt, so können die Überstände 41 in den Hohlraum 42 ausweichen. Fällt der Druck dann wieder weg, so können die Überstände 41 wieder in radialer Richtung r nach außen ausfedern. Auf diese Weise können die Überstände 41 bei der Montage des Buchsenlagers 10 zunächst nach innen eingedrückt werden, um das Buchsenlager 10 in eine Lageraufnahme 60, wie beispielsweise auch in 4b gezeigt, eingeschoben zu werden. Hat das Buchsenlager 10 die gewünschte Position erreicht, so liegen die Überstände 41 gegenüber von Rastvertiefungen 61 der Lageraufnahme 60 und können wieder ausfedern, wobei sie in die Rastvertiefungen 61 eingreifen und einen elastischen Formschluss bilden.
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In 3 erkennt man, dass es zusätzlich zu den Überständen 41, bei denen es sich um einen Teil des Elastomerkörpers 40 handelt, weitere elastomere Polster bzw. Rastnocken 50 geben kann, die ebenfalls einen Überstand 51 bilden und an der Außenseite 22 der Außenhülse 20 angeordnet sind. Diese weiteren Rastnocken 50 bzw. Überstände 51 sind in Kunststofftaschen 23 an der Außenseite 22 der Außenhülse 20 angeordnet. Sie können in einer Materialverbindung mit dem Elastomerkörper 40 stehen und bestehen bevorzugt aus dem Elastomermaterial, das auch den Elastomerkörper 40 bildet. Sie sind jedoch hinsichtlich ihres Federverhaltens nicht mit dem Elastomerkörper 40 gekoppelt. Man erkennt, dass die Außenhülse 20 einen Boden 231 in einer Vertiefung ausformt und so die Kunststofftasche 23 bildet. Die zusätzlichen Rastnocken 50 bzw. Überstände 51 können insofern zwar aufgrund der elastomeren Eigenschaften des Elastomermaterials, aus dem sie bestehen, eingedrückt werden. Sie können aber nicht in das Innere der Außenhülse 20 ausweichen. Die Rastnocken 50 bzw. Überstände 51 sind daher dazu geeignet einen elastischen Formschluss zwischen einem Buchsenlager 10 und einer Lageraufnahme 60 herzustellen, der von Federbewegungen des Elastomerkörpers 40 entkoppelt ist.
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In 4a erkennt man, dass die Überstände 41', 41" unterschiedlich weit über die Außenseite 22 der Außenhülse 20 überstehen können. Im gezeigten Beispiel stehen die Überstände 41' mit der Höhe h2 über die Außenseite 22 der Außenhülse 20, während der Überstand 41" mit der Höhe h1 über die Außenseite 22 der Außenhülse 20 übersteht. Wie bereits oben beschrieben ist auch hier ein Hohlraum 42 in radial fluchtender Richtung hinter den Überständen 41a, 41b angeordnet. Im unmontierten Zustande hat der Hohlraum 42 den Abstand d1.
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In 4b erkennt man wie das Buchsenlager 10 aus 4a in eine Lageraufnahme 60 eingesetzt ist. In der Lageraufnahme 60 sind Rastvertiefungen 61 ausgebildet. Die Rastvertiefungen 61 sind an der Stelle in der Lageraufnahme 60 ausgebildet, an der das Buchsenlager 10 bevorzugt positioniert werden soll. In der 4b befindet sich das Buchsenlager 10 in dieser Position. Die Überstände 41', 41" greifen in die Rastvertiefungen 61 ein. Die Überstände 41', 41" und die Rastvertiefungen 61 bilden dabei einen elastischen Formschluss.
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Der Hohlraum 42, der in dem Elastomerkörper 40 ausgebildet ist hat wie bereits in 4a gezeigt, einen Abstand d1. In 4b erkennt man nun, dass dieser Abstand d1 im montierten Zustand des Buchsenlagers 10 verringert sein kann. Die Überstände 41', 41" sind dabei derart bemessen, dass sie in radialer Richtung r nach außen in die Rastvertiefungen 61 eingreifen. Ihre Höhe h1, h2 ist jedoch größer als die Tiefe der Rastvertiefungen 61. In der Folge federn die Überstände 41', 41" zwar nach außen und greifen in die Rastvertiefungen 61. Sie können jedoch nicht so vollständig ausfedern, wie im nicht montierten Zustand, der in 4a gezeigt ist. Vielmehr bleiben sie zumindest teilweise in den Hohlraum 42 eingedrückt und verringern auf diese Weise den Abstand d1. Man erkennt, das der Abstand d1 dabei nicht gleichmäßig verringert wird. Vielmehr entsteht ein Profil mit verschiedenen Stufen der Verringerung. Dieses Profil ist davon abhängig, wie weit die Höhe h1, h2 der einzelnen Überstände 41`, 41 über die Außenseite 22 der Außenhülle 20 hinausgeht und wie tief die jeweiligen Rastvertiefungen 61 sind, in die die Überstände 41', 41" im montierten Zustand eingreifen.
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Ein Buchsenlager, wie es in den 1, 2a, 2b, 3, 4a und 4b gezeigt ist, kann auf sehr einfache Weise hergestellt werden. Wie in 5 gezeigt, umfasst ein dazu geeignetes Verfahren die Schritte a), b) und c).
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In Schritt a) werden eine Innenhülse 30 und eine Außenhülse 20 bereitgestellt. Die Außenhülse 20 ist dabei eine wie oben beschriebenen Außenhülse 20 mit Fenstern 21, durch die eine Elastomermasse 40 hindurchfließen kann.
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In Schritt b) wird eine Elastomermasse zwischen Innenhülse 30 und Außenhülse 20 gespritzt. Dabei kann die Elastomermasse von innen in radialer Richtung r nach außen durch die Fenster 21 hindurchtreten. Auf der Außenseite 22 der Außenhülse 20 bilden sich dabei Elastomerpolster, die über die Außenseite 22 überstehen. Denkbar ist dabei, dass an der Außenseite 22 der Außenhülse 20 Fließhilfen ausgebildet sind. Die Elastomermasse kann in diesem Fall mit Hilfe der Fließhilfen zu einer oder mehreren Kunststofftaschen 23 an der Außenhülse 20 fließen, wo sie ebenfalls Elastomerpolster bilden kann.
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In Schritt c) wird das Buchsenlager 10 dann vulkanisieren. Dabei werden Innenhülse 30 und Außenhülse 20 stoffschlüssig miteinander verbunden und die Elastomerpolster, die beim Anspritzen im Bereich der Fenster 21 bzw. Kunststofftaschen 23 entstanden sind, bilden die oben beschriebenen Überstände 41, 41', 41", 51. Die gesamte Elastomermasse vernetzt und wird zum Elastomerkörper 40. Bei der Montage kann das so hergestellte Buchsenlager 10 mit Hilfe der Überstände 41, 41', 41", 51 einen elastischen Formschluss mit einer Lageraufnahme 60, insbesondere mit Rastvertiefungen 61 einer Lageraufnahme 60 ausbilden.
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Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
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In jedem Fall ist es bei einem elastisches Buchsenlager 10 mit einer Außenhülse 20 und einer Innenhülse 30 und mit einem Elastomerkörper 40, der zwischen der Innenhülse 30 und der Außenhülse 20 angeordnet ist und die Innenhülse 30 und die Außenhülse 20 miteinander verbindet, von Vorteil, wenn die Außenhülse 20 wenigstens ein Fenster 21 aufweist, wobei der Elastomerkörper 40 in das wenigstens eine Fenster 21 eingreift und in radialer Richtung r wenigstens einen Überstand 41 gegenüber der Außenseite 22 der Außenhülse 20 bildet. Dabei ist es günstig, wenn in axialer Richtung x mehrere radiale Überstände 41 ausgebildet sind. Der Elastomerkörper 40 ist stoffschlüssig mit der Innenhülse 30 und der Außenhülse 20 verbunden. Der Teil des Elastomerkörpers 40, der in das wenigstens eine Fenster 21 eingreift und in radialer Richtung r wenigstens einen Überstand 41 gegenüber der Außenseite 22 der Außenhülse 20 bildet, ist formschlüssig oder stoffschlüssig im Fenster 21 außenumfangseitig der Außenhülse 20 festgelegt.
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Denkbar ist außerdem, dass wenigstens eine zusätzliche elastomere Rastnocke 50 vorhanden ist, die in radialer Richtung r einen Überstand 51 gegenüber der Außenseite 22 der Außenhülse 20 bildet und unabhängig von dem Elastomerkörper 40 ist. Dabei ist in der Außenseite 22 der Außenhülse 20 zumindest eine Kunststofftasche 23 ausgebildet, die zur stoffschlüssigen Anheftung einer elastomeren Rastnocke 50 geeignet ist, wobei die Rastnocke 50 von dem Elastomerkörper 40 unabhängig ist.
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In jedem Fall sind die Überstände 41, 51 dazu ausgebildet, bei Montage des Buchsenlagers 10 in einer Lageraufnahme 60 mit zumindest einem Teil der Lageraufnahme 60 einen elastischen Formschluss einzugehen.
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Weiterhin ist vorstellbar, dass der Elastomerkörper 40 wenigstens einen Hohlraum 42 aufweist, der in radialer Richtung r mit wenigstens einem der Überstände 41 zumindest teilweise fluchtend ausgebildet ist. Dabei sind einer oder mehrere der Überstände 41 dazu ausgebildet, im montierten Zustand eine Freiwegreduktion eines in radialer Richtung r mit dem Überstand 41 zumindest teilweise fluchtenden Hohlraumes 42 zu bewirken. Außerdem ist denkbar, dass das Buchsenlager mehrere Überstände 41, 51 aufweist, wobei die Höhe h1, h2 der radialen Überstände 41, 51 in radialer Richtung r unterschiedlich groß ist.
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In einem weiteren Aspekt erweist sich ein Verfahren, das die folgenden Schritte zur Herstellung eines elastischen Buchsenlagers aufweist, als besonders vorteilhaft:
- a) Bereitstellen einer Innenhülse 30 und einer Außenhülse 20, wobei die Außenhülse 20 wenigstens ein Fenster 21 aufweist,
- b) Einspritzen einer Elastomermasse zwischen Innenhülse 30 und Außenhülse 20, wobei der Anspritzpunkt derart gewählt ist, dass die Elastomermasse durch das wenigstens eine bzw. die vorhandenen Fenster 21 nach außen fließen kann,
- c) vulkanisieren.
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Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- B
- Achse
- C
- Achse
- d1
- Abstand
- h1
- Höhe
- h2
- Höhe
- r
- radiale Richtung
- x
- axiale Richtung
- 10
- Buchsenlager
- 20
- Außenhülse
- 21
- Fenster
- 22
- Außenseite
- 23
- Kunststofftasche
- 231
- Boden
- 30
- Innenhülse
- 31
- Aufnahme
- 40
- Elastomerkörper
- 41, 41', 41"
- Überstand
- 411
- Scheitelpunkt
- 42
- Hohlraum
- 50
- Überstand
- 51
- Rastnocke
- 60
- Lageraufnahme
- 61
- Rastvertiefung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009004958 A1 [0004]
- DE 102020104160 A1 [0005]
- DE 102020207154 A1 [0006]
