Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine gerollte Lagerbuchse aus elastischem Material als Lagerung für einen Zapfen oder eine Welle zum Einpressen in eine Gehäusebohrung.

Gerollte Lagerbuchsen werden unter anderem in der Kraftfahrzeugtechnik zur Lagerung von Kfz-Türen eingesetzt. Bei diesen Anwendungsfällen ist die Lagerbuchse naturgemäß keinen hohen Drehzahlen ausgesetzt, sondern sie muß andere Kriterien erfüllen, wie beispielsweise Spielfreiheit und große Tragf higkeit. Insbesondere dann, wenn eine Kfz-Tür geöffnet ist, wirken aufgrund des Gewichtes der Kfz-Tür größere radiale Kräfte auf die Lagerbuchse.

Eine solche Lagerb chse ist beispielsweise aus der DE-OS 40 10 466 bekannt, die eine Lagerung für Kraftfahrzeugtüren beschreibt. Es wird eine geschlitzte Lagerhülse mit radial nach außen vorstehenden Federzungen beschrieben, deren freie Enden in eine Umfangsnut eines in die Hülse gesteckten Bolzens eingreifen. Die Federzungen werden beim Einsetzen der Lagerhülse radial nach außen gespreizt und damit an die Wandung der Lagerbohrung angedrückt. Die Federzungen haben den Nachteil, daß die Federkraft nach relativ kurzer Zeit nachläßt und die Buchse nicht mehr spielfrei in der Gehäusebohrung sitzt. Darüber hinaus ist die

Herstellung der Federzungen relativ aufwendig und die wirksamen Tragflächen, die sich auf die Anlageflächen der Federzungen beschränken, sind nicht groß genug um größere Kräfte aufnehmen zu können.

Ähnliche Lagerbuchsen mit Federzungen sind auch aus der DE-OS 39 01 283 bekannt.

In der DE-PS 14 00 846 wird eine Steckbuchse aus Kunststoff beschrieben, die an ihrer Außenseite Rippen aufweist. Beim Einstecken der Buchse in eine entsprechende Bohrung werden diese Rippen verformt, wodurch ein strammer Sitz in der Öffnung des Werkstückes erzielt werden soll. Eine solche Ausgestaltung läßt sich mit gerollten Buchsen jedoch nicht herstellen.

Die DE-OS 23 03 051 betrifft eine mehrfach geschlitzte Lagerhülse mit einem zylindrischen und einem kegelförmigen Abschnitt. Beim Einführen des Zapfens einer Welle werden die Segmente des kegelförmigen Abschnitts nach außen gedrückt, so daß die Lagerbüchse in der Bohrung eingeklemmt wird. Hierbei liegen ausschließlich die Enden der Segmente an dem Zapfen an, so daß an dieser Stelle im Betrieb eine schnelle und große Abnutzung eintritt.

Die DE-OS 37 33 126 beschreibt einen gerollten mehrwandigen Lagerbolzen, der in einem Abschnitt seiner Umfangswand eine in Umfangsrichtung weisende Zunge aufweist, womit ein Durchmesserunterschied zwischen einer Öffnung im Türhalteband und der Gehäusebohrung des Lagerbocks ausgeglichen werden soll. Dadurch sollen größere Toleranzen ermöglicht werden, ohne daß ein Lagerspiel zwischen der

Gehäusebohrung und den Bohrungen in der Öffnung im Türhalteband auftritt. Auch diese Ausgestaltung besitzt die bekannten Nachteile.

Aus der US-PS 3,319,484 ist eine Lagerung einer Potentiometerwelle bekannt, die verhindern soll, daß sich die Welle von selbst verdreht, wenn das Gerät, in das das Drehpotentiometer eingebaut ist, vibriert. Andererseits muß sich die Welle leicht drehen lassen. Zu diesem Zweck besitzt die Buchse eine Aussparung, in die eine Feder mit im wesentlichen dreieckiger Gestalt eingesetzt wird, wobei die runden Ecken des Dreiecks an der Innenseite der Buchsenaussparung und die Schenkel des Dreiecks an der Welle anliegen. Dieses Federelement dient lediglich als Drehsicherung und besitzt keine Lagerfunktion, die gemäß US-PS 3,319,484 von einer an die Welle angepaßten Buchsenbohrung übernommen wird.

Aufgabe der Erfindung ist eine gerollte Lagerbuchse, die in die Gehäusebohrung eingepreßt ist, wobei der Zapfen oder die Welle spielfrei gelagert sein soll, und die Lagerbuchse auf einfache Weise herstellbar sein soll.

Diese Aufgabe wird mit einer Lagerbuchse gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Wenn man einen vorgefertigten Streifen zum späteren Wickeln von Lagerbuchsen auf der Bandspaltanlage schneidet, entsteht vor allem bei Streifenbreiten unter 6 mm eine Hohllage des Bandes. Im Normalfall ist diese Durchwölbung des Streifens unerwünscht und wird daher im späteren Fertigungsprozeß

wegkalibriert. Die Erfindung macht sich diesen vermeintlichen Nachteil zunutze, indem diese Hohllage beibehalten wird oder durch einen zusätzlichen Walzprozeß noch vergrößert wird. Dies führt nach dem Wickeln eines solchen Streifens zu einer Lagerbuchse, die einen axialen Abschnitt in Form eines Rotationskörpers mit konkaver Außenfläche aufweist. Die Lagerbuchse kann somit beispielsweise die Form eines Hyperboloides aufweist. Beim Wickeln der Lagerbuchse ist darauf zu achten, daß beim Kalibrieren diese Hohllage nicht weggepreßt wird, d.h. es darf beim Ziehvorgang die Wanddicke nicht mehr abgezogen werden. Es wird daher lediglich beim Kalibrieren die Kreisform verbessert.

Bei breiteren Streifen ist es von Vorteil, wenn durch einen geeigneten Walzprozeß mehrere nebeneinanderliegende Hohllagen ausgebildet werden. Nach dem Wickeln eines solchen Streifens erhält man eine Lagerbuchse, bei der mehrere axiale Abschnitte in Form eines Rotationskörpers mit konkaver Außenfläche unmittelbar aneinander grenzen. Die Buchse weist in axialer Richtung gesehen eine wellenartige Gestalt auf, wobei die Lagerbuchse nach dem Einpressen in die Gehäusebohrung lediglich mit den Enden dieser axialen Abschnitte an der Gehäusebohrung anliegt. Diese Enden können als Ringflächen ausgebildet sein, deren Breite frei wählbar ist. Mit den innenliegenden Wölbungen liegt die Lagerbuchse an dem Zapfen oder der Welle an.

Der Vorteil solcher Lagerbuchsen liegt darin, daß gewisse Spiel- und Spannungsverhältnisse vorgegeben werden können. Beim Einpressen der Lagerbuchse in die Gehäusebohrung wird diese durch das Anliegen der Enden der axialen Abschnitte an der Gehäusebohrung

geringfügig verformt. Das Einsetzen des Zapfens oder Welle, die ausschließlich an der innenliegenden Wölbung der Lagerbuchse anliegt, wird eine weitere geringfügige Verformung der Lagerbuchse herbeigeführt, so daß die ursprünglich vorhandenekonkave Außenfläche gestreckt wird. Die nach wie vor vorhandene Hohllage zwischen der Gehäusebohrung und der Buchse liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 - 0,05 mm.

Ein weiterer Vorteil der Lagerbuchse besteht darin, daß die Achsen von Lagerbuchse und Zapfen oder Welle immer zusammenfallen. Dies ist insbesondere ein Vorteil bei kleineren Lagerbuchsen, bei denen aufgrund der Dachform der Lagerbuchse ein Zusammenfallen der Achsen nicht realisiert werden kann.

Damit die Buchsenenden, die vorzugsweise mit jeweils einem Ende eines axialen Abschnittes zusammenfallen, nicht mit ihren scharfen Kanten an der Gehäusebohrung anliegen, werden die Streifen vor dem Wickeln durch Strehlen oder Anrollen zur Ausbildung zylindrischer Ringflächen bearbeitet.

Wenn beispielsweise zwei Lagerbuchsen, die jeweils einen axialen Abschnitt in Form eines Rotationskörpers mit konkaver Außenfläche aufweisen, zur Lagerung einer Welle eingesetzt werden, und die Welle im Betrieb eine geringfügige Durchbiegung erfährt, so werden mit einem solchen Lagersystem sogenannte Kantenträger verringert oder gänzlich vermieden. Die durchgebogene Welle liegt nämlich nach wie vor an der innenliegenden Wölbung an und kommt nicht mit der Kante der Lagerbuchse in Berührung.

Ein weiterer Vorteil von Lagerbuchsen, die mehrere axiale Abschnitte in Form eines Rotationskörpers mit konkaver Außenfläche aufweisen, liegt darin, daß an der Innenfläche der Buchse zwischen jeweils benachbarten Wölbungen ringförmige Einbuchtungen vorhanden sind, die als Schmiermittelkammern dienen. Diese in diesen Einbuchtungen vorhandenen Schmiermittelvorräte bieten besondere Vorteile bei Axialbewegungen, wie z.B. Zylindern oder Stoßdämpfern. Wird als Schmiermittel Öl eingesetzt, so kann sich bei axial bewegten Zylindern oder Kolben vorteilhafterweise eine Hydrodynamik aufbauen, so daß ein Trockenlaufen auch bei extremen Beanspruchungen wirksam vermieden wird.

Wie herkömmlich gerollte Buchsen kann auch die erfindungsgemäße Lagerbuchse einen Kragen, z.B. als axialer Anlauf für einen Wellenbund oder als Verdrehsicherung, aufweisen.

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer

Lagerbuchse mit einem axialen Abschnitt,

Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer gerollten Lagerbuchse mit drei axialen Abschnitten,

Figur 3 die in Figur 1 gezeigte Lagerbuchse im eingebauten Zustand,

Figur 4 zwei der in Figur 1 gezeigten Lagerbuchsen, jedoch mit Kragen im eingebauten Zustand und

Figur 5 die in Figur 2 gezeigte Lagerbuchse im eingebauten Zustand.

In der Figur 1 ist eine gerollte Lagerbuchse 1 pespektivisch dargestellt, die einen einzigen axialen Abschnitt 2a in Form eines Rotationskörpers mit konkaver Außenfläche aufweist. Die Lagerbuchse 1 kann beispielsweise die Gestalt eines Hyperboloides aufweisen, wobei die konkave Außenfläche auch durch andere Kurvenformen, beispielsweise durch einen Kreis gebildet sein kann. Der axiale Abschnitt 2a weist an der Innenfläche 3 eine nach innen weisende Wölbung 16 auf, die in Figur 3 zu sehen ist. Die Außenfläche 4 geht an den Buchsenenden 5, 6 in zylindrische Ringflächen 7, 8 über, mit denen die Buchse 1 an der Gehäusebohrung nach ihrem Einbau anliegt. Die Buchsenenden 5, 6 sind auch gleichzeitig die Enden 9a, 10a des axialen Abschnittes 2a.

In der Figur 2 ist eine gerollte Lagerbuchse 1 dargestellt, die drei axiale Abschnitte 2a, 2b, 2c jeweils in Form eines Rotationskörpers mit konkaver Außenfläche aufweist. Die Außenfläche 4 der Lagerbuchse 1 zeigt daher eine wellenförmige Gestalt, wobei die benachbarten Enden 10a, 9b und 10b, 9c der axialen Abschnitte 2a, 2b und 2c eine außenliegende Wölbung mit ringförmiger Berührungsfläche 11 bilden, die durch Anrollen als zylindrische Ringfläche ausgebildet ist. Die Lagerbuchse 1 liegt mit den Ringflächen 7 und 8 sowie den Berührungsflächen 11 nach dem Einbau an der Gehäusebohrung an. Bei dieser Ausführungsform

der Lagerbuchse 1 fällt das Ende 9a des Abschnitts 2a mit dem Buchsenende 5 und das Ende 10c des axialen Abschnittes 2c mit dem Buchsenende 6 zusammen.

In der Figur 3 ist die in Figur 1 gezeigte Lagerbuchse 1 im eingebauten Zustand dargestellt. Mit ihren Ringflächen 7, 8 liegt die Lagerbuchse 1 an der Gehäusebohrung 14 des Gehäuses 13 an. Die Innenfläche 4, die die Gleitschicht 17 aufweist, liegt mit ihrer innenliegenden Wölbung 16 an der Welle 12 an. Die Achse 15 der Welle 12 fällt mit der Längsachse der Lagerbuchse 1 zusammen. Durch die Ausbildung einer Hohllage zwischen der Lagerbuchse 1 und dem Gehäuse 13 sowie der Ausbildung der Wölbung 16 ist sowohl die Welle 12 als auch die Buchse 1 spielfrei gelagert. Durch den Grad der Wölbung 16 kann eine gewünschte Vorspannung und somit das Spiel eingestellt werden.

In der Figur 4 sind zwei Lagerbuchsen la, lb im eingebauten Zustand dargestellt, wobei jede Lagerbuchse la, lb einen Kragen 18 aufweist, der ein axiales Verrutschen der Lagerbuchsen la, lb verhindert. Zwischen den Lagerbuchsen la, lb ist ein Haltering 19 angeordnet, der an den Kragen 18 der Lagerbuchsen angreift und somit ein Verrutschen der Lagerbuchsen verhindert. Die Welle 12 ist - in übertriebener Darstellung - in durchgebogenem Zustand gezeigt, um den Vorteil der Lagerbuchsen la, lb zu erläutern. Bei herkömmlichen Lagerbuchsen liegt eine derart verformte Welle an den jeweiligen Kanten der Lagerbuchsen an, was zu einer Beschädigung der Welle führen kann. Bei den Lagerbuchsen la, lb kann dieses Problem nicht auftreten, da die Welle 12 auch bei unterschiedlicher Durchbiegung immer an der

innenliegenden Wölbung 16 anliegt. Lediglich die Auflagelinie wandert entsprechend der Durchbiegung über die Wölbung 16. Eine Beschädigung der Welle 12 kann somit nicht auftreten.

In der Figur 5 ist die in Figur 2 gezeigte Lagerbuchse 1 im eingebauten Zustand dargestellt. Die Lagerbuchse 1 liegt mit ihren Ringflächen 7, 8 sowie den kreisförmigen Berührungsflächen 11 an der Gehäusebohrung 14 an. Dadurch, daß insgesamt drei axiale Abschnitte 2a, 2b und 2c vorgesehen sind, sind auch drei innenliegende Wölbungen 16a, 16b, 16c vorhanden, mit denen die Lagerbuchse an der Welle 12 anliegt. Zwischen den Wölbungen 16a, 16b und 16c werden ringförmige Einbuchtungen 20a, 20b ausgebildet, die in der hier gezeigten Ausführungsform mit Schmiermittel 21 ausgefüllt sind. Bei einer axialen Bewegung der Welle 12, die durch den Pfeil angedeutet ist, wird das Schmiermittel aus den Einbuchtungen 20a, 20b mitgenommen und dient somit zur Schmierung im Bereich der Wölbungen 16a, 16b und 16c.

Bezugszeichen:

l,a,b, Lagerbuchse

2,2a, b,c axialer Abschnitt

3 Innenfläche

4 Außenfläche

5 Buchsenende

6 Buchsenende

7 zylindrische Ringfläche

8 zylindrische Ringfläche 9a,b,c Ende eines axialen Abschnittes

10a,b,c Ende eines axialen Abschnittes