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Die
Erfindung betrifft ein Lagerelement mit einer hülsenförmigen Aufnahme, an deren Außenseite
ein Befestigungsflansch angeordnet ist. Derartige Lagerelemente
werden insbesondere im Bereich der Fahrzeugtechnik für vielfälige Zwecke
eingesetzt. Derartige Lagerelemente können zur Aufnahme von Wälzlagern
oder anderen Maschinenelementen dienen, welche über dieses Lagerelement zuverlässig an
Rahmenteilen befestigt werden.
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Es
ist bekannt, derartige dreidimensionale Lagerelemente als Guss-
oder Schmiedeteile herzustellen. Für das Schmieden derartiger
Teile sind jedoch aufwändige
Schmiedewerkzeuge sowie entsprechende Schmiedepressen notwendig.
Zudem ist die Formenvielfalt aufgrund schmiedetechnischer Notwendigkeiten
begrenzt. Insgesamt ist ein Schmiedeverfahren also nur bei bestimmten
Teilen und in sehr großen
Stückzahlen
wirtschaftlich.
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Eine
wirtschaftliche Herstellung als Gussteil bedingt ebenfalls eine
erhebliche Stückzahl,
da entsprechende Gussformen hergestellt werden müssen. Zudem muss das Teil bereits
in der Konstruktion in seiner Formgebung verändert und an- gepasst werden,
um den gusstechnischen Anforderungen zu genügen. Insbesondere zur Vermeidung
von Lunkern sind nur allmähliche
Wanddickenänderungen
möglich.
Dies kann zu einer Erhöhung
des Materialverbrauches und des Teilegewichtes führen. Insbesondere Letzteres
ist für
den Bereich der Fahrzeugtechnik nachteilig, da ein erhebliches wirtschaftliches
Interesse an der Gewichtsreduktion von Fahrzeugteilen besteht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lagerelement anzugeben,
welches einen leichten, stabilen und zugleich einfach zu fertigenden
Aufbau besitzt.
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Die
Aufgabe wird durch ein Lagerelement mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Das
erfindungsgemäße Lagerelement
ist dadurch gekennzeichnet, dass die hülsenförmige Aufnahme und der Befestigungsflansch
einstöckig
aus einem Blechstück
gebildet sind, dass die hülsenförmige Aufnahme
und der Befestigungsflansch über
einen Steg zusammenhängend
verbunden sind und dass zumindest ein freier Randbereich des Befestigungsflansches
zur hülsenförmigen Aufnahme
hin gebogen und an dieser zusätzlich
befestigt ist. Das dreidimensional strukturierte Lagerelement kann
so in besonders kostengünstiger
Weise aus einem einfachen Blechwerkstück durch Stanzen, Tiefziehen und/oder
Biegen hergestellt werden. Blech hat dabei neben dem Kostenaspekt
den Vorteil, dass es in nahezu jeder gewünschten Dicke und Festigkeit
beschaffbar ist, wobei beim Umformen durch Kaltverfestigung eine
Erhöhung
der Festigkeit erreicht wird. Indem ein Teilbereich des Befestigungsflansches
auf die Außenseite
der hülsenförmigen Aufnahme
zugebogen wird, kann eine zusätzliche
Abstützung
und Versteifung des Werkstückes
insgesamt erfolgen.
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Anders
als beim Schmieden oder Gießen
ist eine formgenaue Fertigung möglich,
da keine Schrumpfung oder Verzunderung auftritt. Eine spanabhebende
Nachbearbeitung des er findungsgemäßen Lagerelementes ist daher
nicht zwingend erforderlich.
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Die
hülsenförmige Aufnahme
kann in einer beliebigen Form gestaltet werden, wobei die Form frei
durch die Ausbildung des Tiefziehstempels und der zugehörigen Matritze
ausgewählt
werden kann. So können
also auch ovale oder polygonale Formen der Aufnahmehülse in einfacher
Weise hergestellt werden. Eine besonders bevorzugte Gestaltung liegt nach
der Erfindung jedoch darin, dass die hülsenförmige Aufnahme zylindrisch
oder eckig ausgebildet ist. Bei der zylindrischen Aufnahme kann
etwa in einfacher Weise eine Presspassung zum Einpressen von Wälzlagern
oder anderen Elementen vorgesehen sein. Eine eckige Gestaltung dient
ebenfalls zur einfachen Aufnahme von Standardelementen, wobei die
eckige Form zusätzlich
eine Verdrehsicherung gewährt.
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Grundsätzlich kann
die hülsenförmige Aufnahme
eine einfache Hülsen-
oder Rohrform mit einem inneren Durchgang aufweisen. Die Wanddicke der
rohrförmigen
Hülse ist
dabei im Wesentlichen durch die Ausgangsdicke des Werkstückes bestimmt,
welche gegebenenfalls durch ein Abstreckziehverfahren verringert
werden kann. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht
darin, dass die hülsenförmige Aufnahme
einen Bodenbereich aufweist. Die Hülse kann somit beispielsweise als
ein Topf mit einem vollständig
geschlossenen Boden ausgebildet sein. Ebebfalls kann ein Durchbruch im
Boden vorgesehen werden, so dass etwa ein Durchgang eines Bolzens
oder einer Welle durch den Boden hindurch möglich ist, wobei der verbliebene ringförmige Teil
des Bodens als ein Axialanschlag dienen kann.
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Eine
besonders wirtschaftliche Fertigung und Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lagerelementes
ist dadurch gegeben, dass der Befestigungsflansch mit einem Lochbild
versehen wird. Das Lochbild kann durch Stanzen erzeugt werden, was schneller
ist und eine größere Formvielfalt
erlaubt, als ein spanabhebendes Bearbeiten.
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Nach
der Erfindung ist es besonders zweckmäßig, dass die Aufnahme durch
Tiefziehen des Blechwerkstückes
und der Befestigungsflansch durch Stanzen und Abkanten gebildet
sind. Auf diese Weise können
aus dem im Wesentlichen ebenen, zweidimensionalen Ausgangswerkstück komplexe dreidimensionale
Strukturen des Lagerelementes erzeugt werden.
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Grundsätzlich kann
der Randbereich des Befestigungsflansches beim Biegevorgang zur
Anlage an der Außenseite
der hülsenförmigen Aufnahme kommen.
Durch entsprechende Biegekräfte
kann zur Versteifung des Werkstücks
ein Kaltverpressen oder Verklemmen ohne ein zusätzliches Fügeverfahren ausreichend sein.
Als ein zusätzliches
Fügeverfahren
kann beispielsweise ein Verkleben in Frage kommen. Nach der Erfindung
wird jedoch ein besonders stabiles Lagerelement dadurch erreicht,
dass der Randbereich des Befestigungsflansches an einer Außenseite
der Aufnahme angeschweißt
oder angelötet ist.
Insbesondere das Anschweißen
führt zu
einer stabilen festen Verbindung der zur Anlage kommenden Teile.
Der Gefahr eines thermischen Verzuges des Werkstückes kann durch Hartlöten vorteilhafterweise
entgegengewirkt werden.
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Eine
besonders gute Festigkeit und Steifigkeit des Lagerelementes wird
nach der Erfindung dadurch erreicht, dass der Befestigungsflansch
eine Befestigungsfläche
aufweist, welche zu einer Mittenachse der hülsenförmigen Aufnahme schräg angeordnet
ist. In dieser schrägen
Befestigungsflä che kann
insbesondere das Lochbild angeordnet sein, so dass es sich hier
um eine sich zu beiden Seiten der hülsenförmigen Aufnahme erstreckenden
großflächigen Befestigungsfläche handeln
kann. Eine Schrägfläche führt zu einer
höheren
Verwindungssteifigkeit in den unterschiedlichsten Richtungen.
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Eine
weitere Erhöhung
der Festigkeit ist nach der Erfindung dadurch erzielbar, dass mehrere Randbereiche
des Befestigungsflansches an verschiedenen Stellen der hülsenförmigen Aufnahme befestigt
sind. Durch ein Anliegen des Befestigungsflansches an meheren Stellen
oder über
einen größeren Kontaktbereich
an der Außenseite
der hülsenförmigen Aufnahme
wird sowohl die Aufnahmehülse
als auch der Flanschbereich erheblich verstärkt. Dies gilt insbesondere
dann, wenn an mehreren Stellen Verschweißungen beziehungsweise Verlötungen vorgenommen
werden. Durch Sicken an der hülsenförmigen Aufnahme
und/oder durch Abkantungen am Befestigungsflansch kann die Bauteilfestigkeit
weiter gesteigert werden.
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Nach
der Erfindung ist es weiterhin bevorzugt, dass die hülsenförmige Aufnahme
mit einem Dämpfungsglied,
insbesondere einem Gummielement versehen ist. Das Lagerelement kann
somit zur Lagerung eines Dämpfers
in einem Fahrzeug in vorteilhafter Weise eingesetzt werden. Dabei
besitzt eine Stanzbiegekonstruktion aus einem Blechwerkstück den Vorteil
einer gewissen Eigenflexibilität,
was sich günstig
auf die Funktion des Dämpfungselementes
auswirken kann.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
beschrieben, welches schematisch in den Zeichnungen dargestellt
ist. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Lagerelementes;
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2 eine
Querschnittsansicht des Lagerelementes von 1;
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3 eine
Draufsicht auf das Lagerelement von 1; und
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4 eine
Seitenansicht auf das Lagerelement von 1.
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Ein
erfindungsgemäßes Lagerelement 10 mit
einer zylindrischen hülsenförmigen Aufnahme 12 und
einem Befestigungsflansch 20 wird im Zusammenhang mit den 1 bis 4 beschrieben.
Das Lagerelement 10 ist aus einem einstückigen ebenen Blechwerkstück gefertigt.
Dabei wird zunächst
die Außenkontur
ausgestanzt. Anschließend
wird die hülsenförmige Aufnahme 12 tiefgezogen,
so dass ein rohrförmiges
Element gebildet ist. Anschließend
wird durch Abkant- und Biegevorgänge
der Befestigungsflansch 20 in die gewünschte Form gebracht, wobei dessen
Randbereich entlang der Außenseite
im Wesentlichen über
die gesamte Höhe
der Aufnahme 12 an dieser zur Anlage kommt. Nach einem
abschließenden
Stanzvorgang zum Einbringen eines Lochbildes 28 sowie zum
Entfernen überstehenden
Materials wird punktuell oder linienförmig entlang der Kontaktfläche zwischen
der Außenseite
der hülsenförmigen Aufnahme 12 und
des daran angelegten Befestigungsflansches 22 eine Verschweißung 34 vorgesehen.
Hierdurch entsteht ein sehr festes verbindungssteifes Lagerelement 10 in
kostengünstiger
Weise aus einem einfachen Blechwerkstück.
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Bei
dem dargestellten Lagerelement 10 ist die hülsenförmige Aufnahme 12 als
ein Topf mit einem Bodenbereich 14 ausgebildet. In den
Bodenbereich 14 ist mittig zu einer Mittenachse 18 ein
Mittenloch 16 eingestanzt. Zur weiteren Versteifung der
zylindrischen hülsenförmigen Aufnahme 12 ist
am oberen Rand eine Sicke 19 eingeformt.
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Über einen
Steg 22 ist der Befestigungsflansch 20 einstöckig mit
der hülsenförmigen Aufnahme 12 verbunden. Über mehrfache
Abkantungen ist ein zur Mittenachse 18 senkrecht verlaufender
Oberbereich 32, eine sich in einem schrägen Winkel anschließende Befestigungsfläche 30 sowie
ein sich parallel zum Oberbereich 32 erstreckender Randbereich 24, 26 gebildet,
wie anschaulich aus den 3 und 4 hervor
geht.
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Die
Randbereiche 24 und 26 sind klauenförmig ausgebildet,
so dass diese sich entlang des zylindrischen Umfangs der hülsenförmigen Aufnahme 12 erstrecken
und diesen größtenteils
umfassen. Auch die Befestigungsfläche 30, in welche
ein Lochbild 28 für
Befestigungsschrauben eingebracht ist, schmiegt sich entlang der
zylindrischen Außenseite der
hülsenförmigen Aufnahme 12 an.
Entlang der Anlagefläche
des Randbereiches 24, 26, der Befestigungsfläche 30 sowie
des Oberbereiches 32 ist eine Verschweißung 34 zur hülsenförmigen Aufnahme 12 vorgesehen.
Da das Werkstück
einstückig
aus einem Blechteil gebildet ist, ist nach dem Umformvorgängen eine
ausreichende Fixierung der zu verschweißenden Teile gegeben, so dass
ein schnelles und effizientes Verschweißen möglich ist.
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Insgesamt
wird durch das durchgeführte Tiefziehen
und die durchgeführten
Abkantungen in Kombination mit der Verschweißung als eine zusätzliche
Befestigung ein sehr formstabiles Teil geschaffen. Dieses kann insbesondere
als ein Stützlagergehäuse zur
Aufnahme von Wälzlagern
oder Dämpfungselementen
eingesetzt werden. Ein Einsatz ist insbesonder für den Bereich der Fahrzeugtechnik vorteilhaft,
da durch die erfindungsgemäße Ausbildung
und Herstellung ein hochfestes und zugleich relativ leichtes Werkstück geschaffen
wird.