DE10041359A1 - Elastisches Lager - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elastisches Lager (10) zum Abstützen eines Bauteils (11), insbesondere ein Federbeinstützlager. Das Lager (10) weist ein an einem Tragteil (12) festlegbares Gehäuse (13) auf, das ein Innenteil (15) und ein das Innenteil (15) gegenüber dem Gehäuse (13) abstützendes Dämpfungselement (14) umgibt. An dem Innenteil (15) ist das abzustützende Bauteil (11) befestigbar. Erfindungsgemäß ist das Gehäuse (13) als einteiliges, das Dämpfungselement umgebendes Gußteil ausgebildet. Das Gehäuse (13) ist hierbei vorteilhaft als Spritzgußteil aus Kunststoff hergestellt. Durch die einteilige Ausbildung des Gehäuses (13) als Gußteil werden Montagetoleranzen verringert und eine hohe Lebensdauer des Lagers (10) erreicht. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Lagers (10).

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 Dämpfungsele­ ment umgibt.

Bei bekannten derartigen Federbein-Stützlagern ist das Gehäuse in ho­ rizontaler Richtung geteilt, wobei oberhalb und unterhalb der mit der Kolbenstange des Federbeins verbindbaren Lagerplatte jeweils ein Ge­ häuseteil angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ergeben sich in Bela­ stungsrichtung Montagetoleranzen, die die Dämpfungscharakteristik des Lagers beeinträchtigen können. Weiter müssen die Gehäuseteile sicher und dauerhaft miteinander verbunden werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein elastisches Lager bereitzustellen, das bei geringem konstruktiven Aufwand die Montage­ toleranzen in Belastungsrichtung verringert und eine hohe Lebensdauer aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem elastischen Lager der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Gehäuse als einteili­ ges, das Dämpfungselement umgebendes Gußteil ausgebildet ist.

Aufgrund der einteiligen Ausbildung des Gehäuses als Gußteil können Montagetoleranzen in Belastungsrichtung vollständig ausgeschlossen werden. Weiter werden nicht mehr wie bei den bekannten Lagern von­ einander getrennte Gehäuseteile verwendet, deren Verbindung sich im Lauf der Zeit lockern kann. Das erfindungsgemäße Lager weist daher eine hohe Lebensdauer auf.

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

Das Gehäuse kann aus jedem geeigneten, gießfähigen Material herge­ stellt werden, beispielsweise aus Aluminium. Es wird allerdings bevor­ zugt, das Gehäuse als Spritzgußteil, insbesondere aus Kunststoff, aus­ zubilden. Kunststoff ist einfach und bei vergleichsweise geringen Tem­ peraturen zu verarbeiten. Besondere Maßnahmen, die eine Beschädi­ gung des Dämpfungselements während des Gießens verhindern, sind nicht erforderlich. 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 zum Toleranzausgleich und zur akustischen Entkopplung versehen. Die Elastomerkörper werden nach dem Umspritzen des Gehäuses mit die­ sem verbunden, beispielsweise anvulkanisiert oder vorab vulkanisiert und in die Nut eingesetzt. Die Elastomerkörper verhindern einen direkten Kontakt zwischen dem Gehäuse und dem Tragteil und ermöglichen somit einen Toleranzausgleich sowie eine akustische Entkopplung.

Vorteilhaft ist zwischen dem Gehäuse und dem Dämpfungselement ein Trennelement angeordnet. Das Trennelement verhindert das Eindringen des Gehäusematerials während des Gießens in das Dämpfungselement. Weiter kann das Trennelement aus einem Vergleichsweise hochtempe­ raturbeständigen Material hergestellt werden. Beschädigungen des Dämpfungselements während des Gießens werden ausgeschlossen.

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 ande­ re von unten auf das Dämpfungselement und das Innenteil aufgesetzt. Die Trennschalen können einfach und kostengünstig hergestellt wer­ den.

Vorteilhaft weist eine der Trennschalen einen Zentrieransatz auf. Die andere der Trennschalen ist dann mit einer entsprechenden Zentrier­ ausnehmung versehen. Die Position der beiden Trennschalen zueinan­ der wird durch den Zentrieransatz und die Zentrierausnehmung zuver­ lässig festgelegt.

In vorteilhafter Ausgestaltung weist das Trennelement Ansätze zur Ab­ stützung an dem Innenteil während des Umgießens auf, die nach Ab­ schluß des Gießens entfernt werden. Die Ansätze verhindern eine Ver­ formung 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 erleich­ tern. Im Bereich dieser Nut ist die Materialstärke des Trennelements verringert. Die Ansätze können daher mit geringem Aufwand abge­ stanzt oder auf andere Weise entfernt werden.

Vorteilhaft ist das Dämpfungselement mit einer oder mehreren Aus­ nehmungen zur Variation der Steifigkeit und der Dämpfung versehen. Durch Änderungen in der Formgebung und/oder Anzahl dieser Aus­ nehmungen können die Steifigkeit und die Dämpfung eingestellt wer­ den. Bei Verwendung eines Dämpfungselements aus elastomerem Ma­ terial senken die Ausnehmungen die Steifigkeit auf den gewünschten Wert ab. Das Dämpfungselement ist dann vorteilhaft einteilig ausgebil­ det 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 aufge­ schäumt. Bei Verwendung eines Trennelements in Form der oben ge­ nannten Trennschalen wird vorteilhaft das Innenteil zwischen die Trennschalen eingesetzt und anschließend das Dämpfungselement in den Zwischenraum zwischen den Trennschalen und dem Innenteil ein­ geschäumt. Eine separate Form ist dann nicht mehr erforderlich.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung eines elasti­ schen Lagers zur Abstützung eines Bauteils gegenüber einem Tragteil, insbesondere zur Herstellung eines oben beschriebenen Lagers mit fol­ genden Schritten: Bereitstellen eines Innenteils, an dem das abzustüt­ zende Bauteil befestigbar ist, Anbringen eines Dämpfungselements an dem Innenteil, Einbringen des Dämpfungselements und des Innenteils in eine Form, und Umgießen des Dämpfungselements und des Innen­ teils 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 er­ heblich vereinfacht.

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

In vorteilhafter Ausgestaltung wird das Dämpfungselement vor dem Einbringen in die Form mit einem Trennelement umgeben. Das Trenn­ element wird vorteilhaft während des Umgießens mit Ansätzen am In­ nenteil abgestützt, die nach dem Entnehmen aus der Form entfernt werden. Das Trennelement verhindert ein Eindringen des Materials des Gehäuses in das Dämpfungselement. Aufgrund der Abstützung kann dieses Material mit relativ hohem Druck in die Form eingebracht wer­ den.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, das in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt ist. Für gleiche oder funktionsidentische Bauteile werden durchgehend dieselben Bezugszeichen verwendet. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch das fertiggestellte Lager;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Innenteils mit dem Dämpfungselement;

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Lager nach dem Umgießen zur Herstellung des Gehäuses vor dem Entfernen der An­ sätze;

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X aus Fig. 3; und

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Y aus Fig. 3.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung eines erfin­ dungsgemäßen Lagers 10 zur Abstützung einer Kolbenstange 11 ge­ genüber 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 Elastomerkör­ pern 18, 19, 20 versehen. Der Elastomerkörper 18 bildet eine Reihe von Puffern 21. Die Elastomerkörper 18, 19, 20 dienen zum Toleranz­ ausgleich 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 verse­ hen. 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.

Fig. 2 zeigt schematisch das Herstellungsverfahren des erfindungs­ gemäßen Lagers 10. Zunächst wird das Dämpfungselement 14 auf die Lagerplatte 15 aufgebracht. Dies kann entweder durch Vulkanisation oder durch Aufschäumen geschehen. Anschließend wird das Dämp­ fungselement mit den Trennschalen 16, 17 abgedeckt. Beide Trenn­ schalen 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 einge­ bracht. Die Form 30 weist ein Formoberteil 31 und ein Formunterteil 32 auf, die beide mit Ansätzen 35 zur Abstützung auf den Trennscha­ len 16, 17 versehen sind. Nach dem Schließen der Form 30 gemäß Pfeilrichtung 34 wird das Material für das Gehäuse 13 durch eine Öff­ nung 33 zugeführt. Es wird ein Kunststoff verwendet, der im Spritz­ gußverfahren in die Form 30 und auf die Trennschalen 16, 17 aufge­ bracht wird.

Die Trennschalen 16, 17 verhindern hierbei ein Eindringen des Mate­ rials in das Dämpfungselement 14. Falls ein geeignetes Dämpfungs­ element 14 gewählt wird, kann auf die Trennschalen 16, 17 verzichtet werden.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt ähnlich Fig. 1 durch das erfindungs­ gemäße 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 Abstüt­ zung zuverlässig vermieden. Die Ansätze 24 werden nach dem Ent­ nehmen aus der Form 30 entfernt, beispielsweise abgestanzt.

Fig. 4 zeigt eine Vergrößerung der Einzelheit X aus Fig. 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 ermögli­ chen die Nuten 28 ein rasches und einfaches Abtrennen der Ansätze 24.

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Y aus Fig. 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 Verschie­ ben gesichert.

Bei Verwendung von Trennschalen 16, 17 kann das Dämpfungsele­ ment 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 dargestell­ ten Öffnung versehen. Eine eigene Form zum Aufschäumen des Dämp­ fungselements 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 herzu­ stellen und weist weiter eine hohe Lebensdauer auf.

Claims (13)

1. Elastisches Lager zum Abstützen eines Bauteils (11), insbeson­ dere Stützlager für ein Federbein eines Kraftfahrzeugs, mit einem an einem Tragteil (12) festlegbaren Gehäuse (13), das ein Innen­ teil (15), an dem das abzustützende Bauteil (11) befestigbar ist, und ein das Innenteil (15) gegenüber dem Gehäuse (13) abstüt­ zendes Dämpfungselement (14) umgibt, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (13) als einteiliges, das Dämpfungsele­ ment (14) umgebendes Gußteil ausgebildet ist.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ häuse (13) als Spritzgußteil, insbesondere aus Kunststoff, aus­ gebildet ist.

3. 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) zum Toleranzausgleich und zur akustischen Entkopplung versehen ist.

4. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen dem Gehäuse (13) und dem Dämpfungsele­ ment (14) ein Trennelement (16, 17) angeordnet ist.

5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement mehrteilig, insbesondere in Form von zwei Trenn­ schalen (16, 17), ausgebildet ist.

6. Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Trennschalen (17) einen Zentrieransatz (26) aufweist.

7. Lager nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Trennelement (16, 17) Ansätze (24) zur Abstüt­ zung an dem Innenteil (15) während des Umgießens aufweist, die nach Abschluß des Gießens entfernt werden.

8. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (16, 17) mit einer umlaufenden Nut (28) versehen ist, um das Entfernen der Ansätze (24) zu erleichtern.

9. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Dämpfungselement (14) mit einer oder mehreren Ausnehmungen (22) zur Variation der Steifigkeit versehen ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines elastischen Lagers (10) zur Ab­ stützung eines Bauteils (11) gegenüber einem Tragteil (12), ins­ besondere zur Herstellung eines 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),
Einbringen des Dämpfungselements (14) und des Innenteils (15) in eine Form (30), und
Umgießen des Dämpfungselements (14) und des Innenteils (15) mit einem geeigneten Material zur Ausbildung eines einteiligen Gehäuses (13) des Lagers (10).

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) im Spritzgußverfahren aus einem Kunststoff her­ gestellt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (14) vor dem Einbringen in die Form (30) mit einem Trennelement (16, 17) umgeben wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, 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.