DE1525041A1 - Elastisches Gleitlager fuer schwingende Bewegungen,insbesondere fuer die Lagerung von Lenkern an Kraftfahrzeugen - Google Patents
Elastisches Gleitlager fuer schwingende Bewegungen,insbesondere fuer die Lagerung von Lenkern an KraftfahrzeugenInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
- F16C27/06—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement by means of parts of rubber or like materials
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Description
- Elastische Gleitlager für-schwingende Bewegungen, insbesondere für die Lagerung von Lenkern an Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft die Verbesserung von elastischen Gleitlagern für schwingende Bewegungen, insbesondere für die Lagerung von Lenkern an Kraftfahrzeugen.
- Im Hinblick auf eine' weiche und leicht ansprechende Federung müssen die Lenkerlager an Kraftfahrzeugen nach den Forderungen der- Fahrzeugindustrie folgende Bedingungen erfüllen: Geringes Drehmoment, wobei der Unterschied zwischen losbrech-- und Gleitmoment so niedrig als möglich und weitgehend frequenzunabhängig sein soll, alasreichende Dauerschmierung und Haltbarkeit entsprechend der Lebensdauer des Fahrzeuges, Geräusch- und Stoßisolierung zwischen Achse und- Fahrzeugaufbau sowie die Möglichkeit des Ausgleiches von Fertigungstoleranzen und Fluchtungsfehlern. Von ganz besonderer Bedeutung ist ferner eine wirtschaftliche Herstellung.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle diese Forderungen in einem einfachen und billigen Bauelement zu vereinigen. Es sind elastische Gleitlager bekannt,, bei denen zwischen zwei konzentrischen Stahlhülsen, die an ihren Stirnseiten ein- oder beidseitig sich radial erstreckende Flansche zur Aufnahme von Axialkräften aufweisen können, eine Schicht aus. Gummi mit einer der Stahlhülsen fest verbunden ist, während-die freie Gummioberfläche mit Längs- oder Umlaufnuten. oder Vertiefungen verschiedener Art für die Aufnahme eines geeigneten Schmiermittels versehen ist und sich gegenüber der zweiten Stahlhülse gleitend verdrehen kann. Die Gummischicht hat an ihren Enden Dichtungen gegenüber der sich drehenden Stahlhülse: Diesen bekannten Ausführungen haften die Nachteile an, daß die Stahlhülsen, beginnend an den Dichtungen,leicht rosten und dadurch diese und somit das ganze-Lager schnell zerstören: Man hat daher versucht, die gleitende Stahlfläche durch. galvanisches Vernickeln oder ähnliche Maßnahmen vor Korrosion zu schützen, was- insbesondere bei inneren Gleitflächen bei ausreichenden Schichtdicken nur mit Innenelektroden und nicht im Trommelband möglich und somit sehr aufwendig und teuer- bei einer Massenproduktion ist. Als weiterer Nachteil ist der hohe Reibwert zwischen dem Gummi und der Stahlfläche zu betrachten, der durch die ungenügende Oberflächengüte der aus Rohrstücken oder Tiefziehblechen bestehenden Stahlteile noch verstärkt wird: Außerdem wird durch die ungünstige Ausbildung der Gummigleitfläche nicht nur eine ausreichende Schmierur.- der sich gegeneinander bewegenden Flächen verhixbrt, sondern auch das Gleitmoment beträchtlich erhöht. Als Folge dieser Nachteile bildet sich ein Gummiabrieb, der sich mit dem Schmiermittel vermischt, es immer mehr verdickt und dadurch. seine Schmiereigenschaften laufend herabsetzt, bis es etwa pastenförmig und krümelig wird und somit praktisch zu. einem Trockenlauf führt, der in Verbindung mit- der erwähnten Zerstörung der Dichtungen einen schnellen Ausfall der Zager herbeiführt. _ Y Zur Verbesserung derartiger Zager hat man vorgeschlagen, nicht nur die zylindrische Gleitfläche der Stahlhülse mit einer Schicht aus Teflon auszukleiden, sondern auch. die des Gummis in eine Vielzahl mit radialer Druckspannung an der Stahlhülse anliegende Abschnitte aufzuteilen, die durch mit Schmiermittel gefüllte umlaufende Einschnitte getrennt sind, wobei der die radiale Belastung tragende Anteil der Abschnitte 60 % -beträgt und nur bei niedrig belasteten Lagern bis auf 30 y6 herabgesetzt werden kann. Diese Ausführungen weisen noch immer die Nachteile auf, daß Teflon nicht nur sehr teuer ist, sondern sich wrtschaftlich nur in Folien und somit als zylindrische Hülse nur mit großem Aufwand: herstellen läßt, insbesondere dann, wenn die Zager außer den zylindrischen Abschnitten auch axiale Bunde haben. Um die Stahlhülsen mit der Teflon- -schicht zu verbinden, sind zusätzliche Klebevorgänge notwendig. Aus wirtschaftlichen Gründen kommt eine komplette Herstellung der sich bewegenden Hülsen aus Teflon wegen der schwierigen Verarbeitungsmöglichkeit und des hohen Materialaufwandes bei den dann notwendigen Wandstärken überhaupt nicht in Betracht. Bei einem Anteil von 60 % der als umlaufende Rippen ausgebildeten tragenden Abschnitte ist über die Hälfte der Gummigleitfiäche ungeschmiert, was gleichbedeutend mit entsprechendem Abrieb und hohem Gleitmoment ist Nach der vorliegenden Erfindung werden alle aufgeführten Nachteile dadurch beseitigt, daß eine der starren Hülsen wie bekannt mit einer Schicht aus Gummi oder ähnlichem elastischem Material festhaftend verbunden ist, die eine der Gleitflächen bildet und deren Enden gleichzeitig ein- oder beidseitig als Dichtungen ausgebildet sind, während die andere, die zweite Gleitfläche: bildende starre Hülse aus einem mit glatter Oberfläche spritzbarem, hartem und verschleißfestem Kunststoff besteht-und zwischen beiden Gleitflachen ein D^uerschmiermittel eingebracht ist, so daß alle Relativbewegungexa zwischen der Gummi- und der Kunststoffgleitfläche erfolgen.
- Diese auf den ersten Blick einfach erscheinende Lösung -@ beinhaltet jedoch eine Vielzahl schwieriger, technischer Probleme p - von-deren Verwirklichung die Funktion, die Lebensdauer Wid die Preiswürdigkeit der Lager abhängig sind. Die physikalischen Ansprüche . an derartigs Hülsen aus Kunst-Stoff sind sehr hoch und vielseitig, da sie nicht nur eine möglichst harte, verschleißfeste und spiegelglatte Gleitfläche benötigen. Sie müssen ferner eine gewisse Elastizität besitzen, um in die Augen der Fahrzeuglenker eingepreßt. werden zu können, ohne däß .sie Infolge zu:- hoher Sprädigkeitp insbesondere bei niedrigen 'Iemperablturen, oder beispielsweise durch Steinschlag, bzw. andere äußere Stoßbeanspruchungen brechen: Die bekannten größeren Ausdehnungskoeffizienten gegenüber Stahl und die bei Kunststoffen übliche Feuchtigkeitsaufnahme und die dadurch bedingte Formänderung sind ebenfalls zu-berücksichtigen. Im. Hinblick auf eine Massenproduktion und wirtschaftliche Herstellung kommt nur ein Kunststoff infrage$ derssich auf den handelsüblichen Spritzpressen verarbeiten- läßt.
- Umfangreiche Versuche haben gezeigtp,daß alle diese Fordssungen voll erfüllbar sind und außerdem--der Reibungskoeffizient mit' der Gummigleitfläohe überraschend gegenüber den bekannten Stshlhüleem erheblich gesenkt wird.
- Inebeeondere bei. Verwendung von Hülsen aus Azetalharz ergeben sich entscheidende Vorteile. Während unter völlig gleichen Versuchsbedingungen die Gleitfläche des Gummikörpers. bei. der bekannten Verwendung von normalen oder galvanisch . korrosonegesehützten Stahlhülsen zerrieben und das restliche, uxsplich weiße: Schmierfett schwarz und pastenförmig war, zeigten die Gummikörper. bei. Verwendung von Hülsen aus - Azetalharz noch .ihre ursprünglichen Herstellungsmerkmale wie feinste Drehriefender Vulkanisierform:, und das in seiner Konsistenz unveränderte Schmierfett war lediglich leicht grau verfärbt. -In weiterer Verfolgung-des -Erfindungsgedankens hat es sich bei bestimmten Anwendungefällen als vorteilhaft erwiesen, wenn die der gleitenden Gummifläche gegenüberliegende Hülse wie bisher aus Stahl hergestellt und lediglich mit einer dünnwandigen gespritzten: Schicht aus Kunststoff 'versehen ist, wobei sieh gezeigt hat, daß derartige mit Azetglharz ausgekleidete Hülsen: -Wesentlich billiger herzustellen sind als beispielsweise verhekelte Stahlhülsen.
- Zur Erzielung niedriger Gleitmomente und gleichzeitiger guter und dauerhafter Schmiertuxg wird weiterhin die Gleitfläche-des Gummiteils erfindungsgemäß so gestaltet, d.aß dis eigentliches tragende Gleitfläche zylindrisch ohne irgendwelche zusätzlichen Bchmiernuten oder Vertiefungen ausgeführt wird und mit der Hülse aus Azetalharz einen Ringspalt bildet 8 der mit g einem' geeigneten Schmiermittel ausgefüllt ist: Um das Gummiteil zentrisch zur Kunstotoffhülse zu halten, sind an ihm nur wenige radiale ringförmig ausgebildete Rippen vorgesehen., und zwar hediglich an den stirnseitigen Enden-, -und nur bei längerelagern auch in der Mitte derselbeni die mit leichter Überdeckung an der Hülse anliegemal Das Verhältnis der radialen Zusammendrückung dieser Ringrippen zur Höhe des mit Schmiermittel gefüllten Ringspaltes ist gleich oder kleinen als 1, vorzugewäise etwa 097. 3s hat eich entgegen den Annahmen herausgestellt, daß selbst bei dieser kleinen Überdeckung die Ringrippen auch dann noch ausreichend am Umfang anl@egenr wenn die tragende zylindrische Gummgleit-Fläche bereits die Kunststoffhülse unter der aufzunehmenden Radiallast berührt. Durch diese Maßnahme wird: erreicht, daß. unter den vom Lager aufzunehmenden Kräften das Schmiermittel ungehindert radial von der belasteten zur entlasteten
Seite fließt, ohne daß auf das Schmiermittel axiale Komponenten wirkenvbei den dbekannten längs-- bzw. - In Fig1 ist das Auge eines Fs,hrzeuglenkers mit 1 bezeichnet, in welches ein elastisches: Gleitlager eingepreßt und mittels der- Mutter 2 auf der Lenkerachse 3 verschraubt ist. Auf die innen aus einem Rohrstück bee-tehende starre Hülse 4 ist eine Stahlscheibe 5 aufgepreßt, die die Aufnahme axialer Kräfte gestattet: Die äußere Fläche dieses kompletten Innenteils ist mit einer Schicht aus Gummi 6 oder ähnlichem elastischen Material festhaftend verbunden, deren Jiuerer Durchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmego i - Acr f ost ir, as Auge- 1 eingepreßten starren Hülse p * die ebenfalls e®=@g.
- sich nach außen erstreckenden Planach 8 aufweist, neben einem kurzen zylindrischen Anaat@z 9 zur Aufnahme der mit der Gummischicht 6 aua einem Stück bestehenden Dichtung 10. Die äußere Hülse 7 besteht aus einem verschleißfestenp auf handelsüblichen Spritzpressen mit glatter Oberfläche herdtelläaren Kunststoff, vorzugsweise Azetalharz. Der zwisohen der zylindrischen Außenfläche der Gummischicht 6i die die tragende Gleitfläche bildet, und der Innenfläche der äußeren Hülse 7 vorhandene Ringspalt ist mit einem: geeigneten Dauerschmiermittel gefüllt. An den Enden der zylindrischen Gummifläche befinden sich zwei Ringrippen 11 und 12, deren Au3endurchmeseer etwas größer ist als die Bohrung der :Außenhülse 79 während 13 die zweite Dichtung gegen das Bindrgen-von Schmutz ,das Lager darstellt.
Bei. einer Verdrehung des Denkerauges 1 gegenüber der Lenkerachse _3 g3.eitet die .im Denkerauge fest eingepreßte Hülse 7 auf Bier mit der Lenkerachse über die innere Hülse 4 Isst .verbundenen Gummischicht 6, d.h., alle _- Relativbewegungen erfolgen nur zwischen der verschleiß- festen Xetatoffhülse und dem Gummi, wobei. durch den niedrigen Reibungskoeffizienten der Ka üatoffhülse und durch-den . mit Sehmiermittel gefüllten. Ringspalt ein. minimales Gleitmöment und ausreichende Dauerschmierung gewährleistet ist o Die mit geringer Zusammendrüekung an der Kunststoffhülse anliegenden Ringrippen zentrieren das elastiWohe Gleitlägerp gestatten andererseits aber auch einen Radialveraatz und eine Verkantung -der Achsen der inneren und äußeren Hülse bei auftretenden Belastungen und fluohtixngefehlern. .Anstelle der dargestellten relativ diokwandigen ga'n.z äue Kunststoff bestehenden Außenhülse: 7 kam nel%etretändlioh auch eine Stählbüohae verwendet werdenj_J.n die eine dünnwandige Kunststoffhülse eingepreßt ist. Ein- veäteres Ausführungebeiapiel zeigt Pig. 2. Hierbei ist eine äußere mit einem flansch 20 versehene starre Hülse 21 aus Stahl in-das nicht dargestellte Lenkerauge engepreßt - d .n -Ihrem Deren .m.t der Gummiaghiaht 22 verklebt, bzw-. foat erunden, deren Viere zylindrische Fläche eine Gleit- fläce -0 agera darstellt. Die mit der ebenfalls nicht dar,geeelltan enkerache veraabraubte Hülse 23' hat Wiederum .eine aufeetete Scheibe 24. Beide Teile, 23 und: 24, sind - xit r Zaen chidbt eue Kunststoff 25 unepritzt, die die swekglatte und korrosionsfreie 4leittläche bildet;: Riese Tanne'bilduhg - weint den Vorteil auf, daß durch die eUke'n nach.den -hepritzen entstehenden Schrumpf- ea der untetavon allein fest mit der inneren Ot`.h°Z3 verbunden ist. In FUllen, bei denen die vom e *u*ebmenden Äaalkräfte gering sind, kt die - Die aus einem-Blech- oder Rohrstück bestehende Außenhülse 30 weist an, einem Ende einen: sich radial nach außen erstreckenden Flansch 31 zur Aufnahme axialer Kräfte auf, während ihre Innenfläche und die äußere Fläche des Flansches mit einer Gummischicht 32 festhaftend verbunden ist. Der Durchmesser der tragenden Gummigleitfläche ist mit D bezeichnet. 33 und 34 stellen die beiderseitigen Dichtungen gegen das Eindringen von Schmutz und Staub dar, während mit 35 und 36 zwei: in der Nähe der Enden der Gummigleitfläche angeordnete umlaufende Rippen bezeichnet sind, deren Durchmesser Dl ist. Das aus einem Rohrstück 3T und einer aufgenieteten Scheibe 38 bestehende-Innenteil ist allseitig mit einer dünnen' korrossiens- und, versschleißfestenSchicht 39 aus Kunststoff, vorzugsweise- Ametalhä-rz-,---umspiitzt-ö Der-Außendurchmesser dieser zweiten Gleitfläche ist mit D2 angegeben. Die Gummigleitfl:äche D ist etwas größer als die Gleitfläche D2 dar Kunststoffschicht! so daß zwischen beiden im zusammengebauten Zager ein Ringspalt vorhanden ist, der mit einem geeigneten Schmiermittel ausgefüllt ist. Der Durchmesser Dl der beiden an der Gummigleitfläche angeordneten Ringrippen 35 und 36 ist wiederum etwas kleiner als 13g, d.h, die beiden Ringrippen A A A w w w i liegen: unter Spannung der Kunstetoffschicht 39 an und zentrieren das gesamte Innenteil zu der es umgebenden Gummischicht 32. Zar. Erreichung der besten Gleit-- und Schniereigehschaften und damit der größten Lebensdauer der elastischen. Mager hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn. das Verhältnis der einzelnen Durchmesser so gewählt wirdi daß vorzugsweise jedoch 0,7 ist. Das bedeutet, -daß dir radiale Zusammendrückung der Ringrippen 35 und 36 kleiner oder gleich der Größe des zwischen den beiden Gleitflächen vorhandenen mit Schmiermittel gefüllten Ringspaltes ist, Fig. 4 zeigt. den Querschnitt I - I der F3g. 1 im veränderten Maßstab, und zwar im radial ent- und belasteten Zustand. In der linken Dasrstellung der Fig. 4p die das Lager ohne Radialbelastung wiedergibt, sitzt die innere starre Hülse 40 zusammen mit der festhaftend angebrachten. Gummischicht 41 zentrisch in der äußeren Kunststoffhülse 42, was durch die gleichmässige Zusammendrückung der am Umfang der zylindrischem Gummigleitfläche 43 angebrachten Ringrippen gewährleistet ist. Der ursprüngliche Durchmesser dieser Rippen vor dem Einbau in die äußeren. Hülsen. ist mit 44 bezeichnet. Beim fertigen:Iiager ergibt sieh somit zwischen der Bohrung id.ee AußgnhUlsen 42 und der Gleitfläche 43 ein gleich-Mässiger Ringspalt 45, der mit einem geeigneten Dauerschmiermittel gefüllt ist. Unterliegt das Zager einer Radiallast P, entsprechend der *echten Darstellung in Fig. 4so dicken sich die Ringrippen weiter zusammen, his die zylindrische
Gleitfläche 431 die. innere Fläche der Außenhülee 42-' berührt. Der Ringspalt 45r wird sieheffärmig und das darr. unterge- ,brachte Schmiermittel kann in Pfelrichtung auf die ent- ergeben können. Es hat sich gezeigt, daß die Ringrippen selbst dann noch auf dfr entlasteten Seite des Lagers an «er Kunststoffhülse anliegen und somit. einen Schutz gegen den Austritt des -Schmiermittels aus dem Lager darstellen, wenn die -Größe der radialen -Zusammendrückung der Rippen beim entlasteten ,Lager kleiner als die Größe des Ring- Spaltes ist. Bei auftretenden. Wechsellasten kann das Schmiermittel radial um die zylindrische- Gummigleitfläche 43'- fließen und benetzt dabei alle sich gegeneinander bewegenden Flächen. Bei gleichzeitig auftretenden Verdrehungen der irisieren zur äußeren lfu:lse wird dis Schmierwirkung durch die sichel- förmige Verengung des Ringspaltes an der belasteten Seite und die hierbei auftretende Kapillarwrkung noch unterstützt. Zur- -Erhöhung der Elastizität und der Geräuschdämmung hat das Lager nach Fg.-5 an der AuWenfläohe der starren Außen- hülse 50' eine zusätzliche Gumiutelung 51' deren freier Durchmesser ,größer als die Bohrung den leneraugea 52 ist. Die beim Einbau in da* Lerßkerae in darr 1.@t.u=n@- Stehen den Druckspannungen gewährleisteten einen ausreiahendon festen Sitz, können sieh ,jedoch nicht. e' die im Innern der starren Außenhülse 50 gleichzeitig fegt verbundene Gummischicht 53 auswirkenr da die die beiden. Gunmechichten trennende Außenhülse infolge ihrer - Starrheit die äußeren Druckkräfte aufnimmt.: Die Innenfläche der Gummisohabt 53 ist wiederum als Gleitfläche ausgebildet,. in zier sich die aus Innenhülse . 54, Seheibe @ 55 ,and der ums ritzten Kunst- atoffglei$flüoh.e 56 beetähende Innenteil dreht. Diese Aus- führungsform ist besonders wirtschaftliche de die Her- Stellung der _Kußeäan Unmantel'- 51 und der inneren Gummi- _- schiß1"At 5e^ in einem Herstellunegrözenn duurohgehrt worden kann e Eine Abwandlung des elastischen Gleitlern =oh Yig. 5 zeigt im Querschnitt die Fi$ö 6. Hierbei. ist die äußere
Claims (3)
- Patentansprüche:. 1. Elastisches Gleitlager für schwingende Bewegungen, insbesondere für die Lagerung von Lenkern an Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei zylindrischen und konzentrischen Hülsen, die ein- oder beidseitig radiale Plansche zur Aufnahme azialer Kräfte aufweisen können, daudroh gekennzeichnet, daß eine der Hülsen (4, 21) mit einer zylindrischen Schicht (6, 22) aus Gummi oder ähnlichem elastischen Material festhaftend verbunden ist, die eine der Gleitflächen bildet und deren Enden ein- oder beidseitig als Dichtungen (10, 13, 26m27) ausgebildet sind, während die andere, die zweiteGleitfläche bildende Hülse (7,25) aus einem mit glatter Oberfläohe spritzbarem, hartem und verschleißfestem Kunststoff besteht und zwischen beiden Gleitflächen ein Dauerschmiermittel eingebracht ist, so daß,alle Relativbewegungen zwischen dem Gummi und dem Kunststoff erfolgen.
- 2. Elastisches Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülse (7, 25) aus Azetalharz besteht.
- 3. Elastisches Gleitlager nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeiohnet# daß die Hülse aus Kunststoff (25) dünnwandig und durch eine Stahlhülse (23) verstärkt und mit dieser fest verbunden ist. 4. Blaetisahes Gleitlager nach einem oder mehreren der vor-stehenden Ansprüche# dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Gleitfläche (32)*aue Gummi eine geringe
Anzahl radialer Ringrippen (35, 36) aufweint, die unter Druckspannung an der_Gleitfläche (391ygunatatoff@amliegen,
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEB0086424 | 1966-03-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1525041A1 true DE1525041A1 (de) | 1969-08-14 |
Family
ID=6983359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661525041 Pending DE1525041A1 (de) | 1966-03-30 | 1966-03-30 | Elastisches Gleitlager fuer schwingende Bewegungen,insbesondere fuer die Lagerung von Lenkern an Kraftfahrzeugen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1525041A1 (de) |
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-
1966
- 1966-03-30 DE DE19661525041 patent/DE1525041A1/de active Pending
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