DE10041359B4

DE10041359B4 - Elastisches Lager

Info

Publication number: DE10041359B4
Application number: DE2000141359
Authority: DE
Inventors: Karsten Dipl.-Ing. Mohr; Thomas Bieber
Original assignee: Trelleborg Automotive Technical Centre GmbH
Current assignee: Trelleborg Automotive Germany GmbH
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2020-08-24
Also published as: DE10041359A1

Abstract

Elastisches Lager zum Abstützen eines Bauteils (11), insbesondere Stützlager für ein Federbein eines Kraftfahrzeugs, mit einem an einem Tragteil (12) festlegbaren Gehäuse (13), das ein Innenteil (15), an dem das abzustützende Bauteil (11) befestigbar ist, und ein das Innenteil (15) gegenüber dem Gehäuse (13) abstützendes Dämpfungselement (14) umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) als einteiliges, das Dämpfungselement (14) umgebendes Spritzgußteil ausgebildet ist und daß zwischen dem Gehäuse (13) und dem Dämpfungselement (14) mindestens ein Trennelement (16, 17) angeordnet ist, das ein Eindringen des Gehäusematerials in das Dämpfungselement (14) während des Gießens des Gehäuses (13) verhindert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elastisches Lager zum Abstützen eines Bauteils, insbesondere ein Stützlager für ein Federbein eines Kraftfahrzeugs, mit einem an einem Tragteil festlegbaren Gehäuse, das ein Innenteil, an dem das abzustützende Bauteil befestigbar ist, und ein das Innenteil gegenüber dem Gehäuse abstützendes Dämpfungselement umgibt.

Ein derartiges Federbein-Stützlager ist aus der DE 43 26 197 A1 bekannt. Das Stützlager weist ein Innenteil mit einer zentralen Durchgangsbohrung zur Festlegung eines Federbeines auf. An dem Innenteil ist randseitig ein Kunstharzkörper aufgebracht. Auf diesem Bauteil ist ein Dämpfungselement aus gummielastischem Material aufvulkanisiert. Das Innenteil wird zusammen mit dem aufvulkanisierten Dämpfungselement in ein Gehäuse eingebracht, das in Horizontalrichtung geteilt ist und aus zwei Bauteilen besteht. Die beiden Bauteile sind durch Schweißen miteinander verbunden. Bei dieser Anordnung können sich in Belastungsrichtung Montagetoleranzen ergeben, die die Dämpfungscharakteristik des Lagers beeinträchtigen können. Weiter müssen die Gehäuseteile sicher und dauerhaft miteinander verbunden werden, was die Herstellung erschwert.

In der JP 09079311 A wird ein hydraulisch dämpfendes Lager beschrieben, das einen Stützzylinder aus Kunststoff aufweist. An dem Stützzylinder ist mittels eines Befestigungselementes, das aus Metall besteht, eine die Arbeitskammer umschließende Tragfeder festgelegt. Die Tragfeder ist an dem Befestigungselement anvulkanisiert. Der Stützzylinder weist einen nach außen abragenden Befestigungsflansch auf, an dem das Befestigungselement festgelegt wird. Die Tragfeder, der Lagerkern und der Bolzen ragen aus dem Stützzylinder heraus.

Die JP 11230240 A zeigt ein hydraulisch dämpfendes Federbeinstützlager. Dieses weist eine mit der Kolbenstange des Federbeins verbundene Innenhülse und eine koaxial hierzu angeordnete Außenhülse auf. Die Innenhülse ist mit der Außenhülse über einen Federkörper verbunden, in dem eine Öffnung eingebracht ist, die mit Flüssigkeit gefüllte Kammern miteinander verbinden.

Die EP 0 172 700 A1 offenbart eine hydraulisch dämpfende Buchse, bei der ein mit einer Durchgangsbohrung versehenes Innenteil von einem gummielastischen Dämpfungselement abgestützt wird. Das Dämpfungselement ist in einer zylindrischen Buchse aufgenommen, die in ein einteilig ausgebildetes Gehäuse eingepreßt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elastisches Lager der eingangs genannten Art bereitzustellen, das bei geringem konstruktivem Aufbau die Montagetoleranzen in Belastungsrichtung verringert und eine hohe Lebensdauer aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem elastischen Lager der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß das Gehäuse als einteiliges, das Dämpfungselement umgebendes Spritzgußteil ausgebildet ist und daß zwischen dem Gehäuse und dem Dämpfungselement mindestens ein Trennelement angeordnet ist, das ein Eindringen des Gehäusematerials in das Dämpfungselement während des Gießens des Gehäuses verhindert.

Bei dem erfindungsgemäßen elastischen Lager ist somit das Dämpfungselement vollständig von dem einteilig ausgebildeten Gußgehäuse umgeben, wodurch Montagetoleranzen in Belastungsrichtung ausgeschlossen werden können. Eine Lockerung von getrennten Gehäuseteilen kann somit nicht auftreten. Das erfindungsgemäße Lager weist daher eine hohe Lebensdauer auf. Um während des Gießens ein Eindringen des Gehäusematerials in das Dämpfungselement zu verhindern, ist zwischen dem Gehäuse und dem Dämpfungselement mindestens ein Trennelement vorgesehen. Hierdurch werden Beschädigungen des Dämpfungselements während des Gießens ausgeschlossen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Vorteilhaft ist das Gehäuse als Spritzgußteil aus Kunststoff hergestellt. Kunststoff ist einfach und bei vergleichsweise geringen Temperaturen zu verarbeiten. Weiter wird das Gewicht des erfindungsgemäßen Lagers verringert.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Gehäuse mit mindestens einer außenseitigen Nut zur Befestigung eines oder mehrerer Elastomerkörper versehen. Die Elastomerkörper werden nach dem Umspritzen des Gehäuses mit diesem verbunden, beispielsweise anvulkanisiert oder vorab vulkanisiert und in die Nut eingesetzt. Die Elastomerkörper verhindern einen direkten Kontakt zwischen dem Gehäuse und dem Tragteil und er möglichen somit einen Toleranzausgleich sowie eine akustische Entkopplung.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Trennelement mehrteilig, insbesondere in Form von zwei Trennschalen, ausgebildet. Die eine Trennschale wird hierbei in Belastungsrichtung von oben und die andere von unten auf das Dämpfungselement und das Innenteil aufgesetzt. Die Trennschalen können einfach und kostengünstig hergestellt werden.

Vorteilhaft weist eine der Trennschalen einen Zentrieransatz auf. Die andere der Trennschalen ist dann mit einer entsprechenden Zentrierausnehmung versehen. Die Position der beiden Trennschalen zueinander wird durch den Zentrieransatz und die Zentrierausnehmung zuverlässig festgelegt.

In vorteilhafter Ausgestaltung weist das Trennelement Ansätze zur Abstützung an dem Innenteil während des Umgießens auf, die nach Abschluß des Gießens entfernt werden. Die Ansätze verhindern eine Verformung des Trennelements und des Dämpfungselements während des Gießens. Auch bei einem Einspritzen des Materials für das Gehäuse mit hohem Druck werden die Dämpfungs- und Steifigkeitseigenschaften des erfindungsgemäßen Lagers nicht verändert.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Trennelement mit einer umlaufenden Nut versehen, um das Entfernen der Ansätze zu erleichtern. Im Bereich dieser Nut ist die Materialstärke des Trennelements verringert. Die Ansätze können daher mit geringem Aufwand abgestanzt oder auf andere Weise entfernt werden.

Vorteilhaft ist das Dämpfungselement mit einer oder mehreren Ausnehmungen zur Variation der Steifigkeit und der Dämpfung versehen. Durch Änderungen in der Formgebung und/oder Anzahl dieser Ausnehmungen können die Steifigkeit und die Dämpfung eingestellt werden. Bei Verwendung eines Dämpfungselements aus elastomerem Material senken die Ausnehmungen die Steifigkeit auf den gewünschten Wert ab. Das Dämpfungselement ist dann vorteilhaft einteilig ausgebildet und auf das Innenteil aufvulkanisiert.

Es kann auch ein Dämpfungselement aus einem Polyurethanschaum, insbesondere einem Polyurethan-Weichschaum, verwendet werden. Dieses Dämpfungselement wird einteilig auf das Innenteil aufgeschäumt. Bei Verwendung eines Trennelements in Form der oben genannten Trennschalen wird vorteilhaft das Innenteil zwischen die Trennschalen eingesetzt und anschließend das Dämpfungselement in den Zwischenraum zwischen den Trennschalen und dem Innenteil eingeschäumt. Eine separate Form ist dann nicht mehr erforderlich.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen elastischen Lagers mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines Innenteils, an dem das abzustützende Bauteil befestigbar ist, Anbringen eines Dämpfungselements an dem Innenteil, Umgeben des Dämpfungselements mit einem Trennelement, Einbringen des Dämpfungselements mit dem Trennelement und des Innenteils in eine Form, und Umgießen des Dämpfungselements mit dem Trennelement und des Innenteils mit einem geeigneten Material zur Ausbildung eines einteiligen Gehäuses des Lagers.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können das Dämpfungselement und das Gehäuse einteilig ausgebildet werden. Die Montage wird erheblich vereinfacht.

Vorteilhaft wird das Gehäuse im Spritzgußverfahren aus einem Kunststoff hergestellt. Dieses Verfahren ist bekannt. Durch die Verwendung eines Kunststoffmaterials für das Gehäuse wird das Gewicht des erfindungsgemäßen Lagers verringert.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, das in schematischer Weise in der Zeichnung dar gestellt ist. Für gleiche oder funktionsidentische Bauteile werden durchgehend dieselben Bezugszeichen verwendet. Dabei zeigt:
1 einen Querschnitt durch das fertiggestellte Lager;
2 eine perspektivische Darstellung des Innenteils mit dem Dämpfungselement;
3 einen Querschnitt durch das Lager nach dem Umgießen zur Herstellung des Gehäuses vor dem Entfernen der Ansätze;
4 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X aus 3; und
5 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Y aus 3.
1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lagers 10 zur Abstützung einer Kolbenstange 11 gegenüber einem Tragteil 12. Das Lager 10 weist ein Gehäuse 13 auf, das ein Dämpfungselement 14 umgibt. In dem Dämpfungselement 14 ist ein Innenteil in Form einer Lagerplatte 15 aufgenommen. Zwischen dem Gehäuse 13 und dem Dämpfungselement 14 ist ein Trennelement in Form von zwei Trennschalen 16, 17 angeordnet.
Das Gehäuse 13 ist an seiner Außenseite mit mehreren Elastomerkörpern 18, 19, 20 versehen. Der Elastomerkörper 18 bildet eine Reihe von Puffern 21. Die Elastomerkörper 18, 19, 20 dienen zum Toleranzausgleich und zur akustischen Entkopplung gegenüber dem Tragteil 12. Sie sind in Nuten 25 des Gehäuses 13 eingesetzt oder einvulkanisiert.
Das Dämpfungselement 14 weist eine Reihe von Ausnehmungen 22 auf. Die Ausnehmungen 22 ermöglichen eine Variation der Steifigkeit.
Die Trennschalen 16, 17 sind jeweils mit einem Vorsprung 23 versehen. Der Vorsprung 23 dient zur Fixierung gegenüber dem Gehäuse 13 und verhindert eventuelle Verschiebungen der Trennschalen 16, 17 im Betrieb.
Das Lager 10 ist rotationssymmetrisch ausgebildet. Das Gehäuse 13 und das Dämpfungselement 14 sind einteilig hergestellt.
2 zeigt schematisch das Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Lagers 10. Zunächst wird das Dämpfungselement 14 auf die Lagerplatte 15 aufgebracht. Dies kann entweder durch Vulkanisation oder durch Aufschäumen geschehen. Anschließend wird das Dämpfungselement mit den Trennschalen 16, 17 abgedeckt. Beide Trennschalen 16, 17 weisen im wesentlichen zylindrische Ansätze 24 zur Abstützung auf der Lagerplatte 15 auf. Die Ansätze 24 umgeben eine Ausnehmung 27 zur Befestigung der Kolbenstange 11.
Das von den Trennschalen 16, 17 umgebene Dämpfungselement 14 wird danach zusammen mit der Lagerplatte 15 in eine Form 30 eingebracht. Die Form 30 weist ein Formoberteil 31 und ein Formunterteil 32 auf, die beide mit Ansätzen 35 zur Abstützung auf den Trennschalen 16, 17 versehen sind. Nach dem Schließen der Form 30 gemäß Pfeilrichtung 34 wird das Material für das Gehäuse 13 durch eine Öffnung 33 zugeführt. Es wird ein Kunststoff verwendet, der im Spritzgußverfahren in die Form 30 und auf die Trennschalen 16, 17 aufgebracht wird.
Die Trennschalen 16, 17 verhindern hierbei ein Eindringen des Materials in das Dämpfungselement 14. Falls ein geeignetes Dämpfungselement 14 gewählt wird, kann auf die Trennschalen 16, 17 verzichtet werden.
3 zeigt einen Querschnitt ähnlich 1 durch das erfindungsgemäße Lager 10 nach dem Entnehmen aus der Form 30. Die Ansätze 24 sind noch mit den Trennschalen 16, 17 verbunden und stützen sich an der Lagerplatte 15 ab. Eine Verformung der Trennschalen 16, 17 durch den beim Spritzguß auftretenden Druck wird durch diese Abstützung zuverlässig vermieden. Die Ansätze 24 werden nach dem Entnehmen aus der Form 30 entfernt, beispielsweise abgestanzt.
4 zeigt eine Vergrößerung der Einzelheit X aus 3. Beide Trennschalen 16, 17 sind im Übergangsbereich zu den Ansätzen 24 mit einer Nut 28 versehen. In diese Nut 28 greift der Vorsprung 35 der Form 30 dichtend ein. Nach dem Entnehmen aus der Form 30 ermöglichen die Nuten 28 ein rasches und einfaches Abtrennen der Ansätze 24.
5 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Y aus 3. Die Trennschale 16 ist mit einem Zentrieransatz 26 versehen, der in eine zugeordnete Zentrierausnehmung der Trennschale 16 eingreift. Die beiden Trennschalen 16, 17 werden somit zuverlässig gegen Verschieben gesichert.
Bei Verwendung von Trennschalen 16, 17 kann das Dämpfungselement 14 in den Zwischenraum zwischen die Trennschalen 16, 17 und die Lagerplatte 15 eingeschäumt werden. Einer oder beide der Ansätze 24 sind zu diesem Zweck mit einer geeigneten, nicht näher dargestellten Öffnung versehen. Eine eigene Form zum Aufschäumen des Dämpfungselements 14 ist dann nicht erforderlich.
Das erfindungsgemäße Lager 10 weist ein einteiliges Gehäuse 13 auf. Das Gehäuse 13 ist ein Gußteil, insbesondere ein Spritzgußteil aus Kunststoff. Auch das Dämpfungselement 14 ist einteilig ausgebildet. Montagetoleranzen können daher wesentlich verringert oder vollständig eliminiert werden. Das erfindungsgemäße Lager 10 ist einfach herzustellen und weist weiter eine hohe Lebensdauer auf.

Claims

Elastisches Lager zum Abstützen eines Bauteils (11), insbesondere Stützlager für ein Federbein eines Kraftfahrzeugs, mit einem an einem Tragteil (12) festlegbaren Gehäuse (13), das ein Innenteil (15), an dem das abzustützende Bauteil (11) befestigbar ist, und ein das Innenteil (15) gegenüber dem Gehäuse (13) abstützendes Dämpfungselement (14) umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) als einteiliges, das Dämpfungselement (14) umgebendes Spritzgußteil ausgebildet ist und daß zwischen dem Gehäuse (13) und dem Dämpfungselement (14) mindestens ein Trennelement (16, 17) angeordnet ist, das ein Eindringen des Gehäusematerials in das Dämpfungselement (14) während des Gießens des Gehäuses (13) verhindert.
Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) aus Kunststoff hergestellt ist.
Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) mit mindestens einer außenseitigen Nut (25) zur Befestigung eines oder mehrerer Elastomerkörper (18, 19, 20) versehen ist.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement mehrteilig, insbesondere in Form von zwei Trennschalen (16, 17), ausgebildet ist.
Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Trennschalen (17) einen Zentrieransatz (26) aufweist.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (16, 17) Ansätze (24) zur Abstützung an dem Innenteil (15) während des Umgießens aufweist, die nach Abschluß des Gießens entfernt werden.
Lager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (16, 17) mit einer umlaufenden Nut (28) versehen ist, um das Entfernen der Ansätze (24) zu erleichtern.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (14) mit einer oder mehreren Ausnehmungen (22) zur Variation der Steifigkeit versehen ist.
Verfahren zur Herstellung eines elastischen Lagers (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines Innenteils (15), an dem das abzustützende Bauteil (11) befestigbar ist, Anbringen eines Dämpfungselements (14) an dem Innenteil (15), Umgeben des Dämpfungselements (14) mit einem Trennelement (16, 17), Einbringen des Dämpfungselements (14) mit dem Trennelement (16, 17) und des Innenteils (15) in eine Form (30), und Umgießen des Dämpfungselements (14) mit dem Trennelement (16, 17) und des Innenteils (15) mit einem geeigneten Material zur Ausbildung eines einteiligen Gehäuses (13) des Lagers (10).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) im Spritzgußverfahren aus einem Kunststoff hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (16, 17) während des Umgießens mit Ansätzen (24) am Innenteil (15) abgestützt wird und die Ansätze (24) nach dem Entnehmen aus der Form (30) entfernt werden.