DE10130306A1

DE10130306A1 - Dämpfungselement

Info

Publication number: DE10130306A1
Application number: DE2001130306
Authority: DE
Inventors: Peter Hoffmann
Original assignee: ZF Boge GmbH
Current assignee: ZF BOGE ELASTMETALL GMBH, 49448 LEMFOERDE, DE
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2021-06-23
Also published as: DE10130306C2

Abstract

Dämpfungselement, bestehend aus einem Innenrohr, einem Außenrohr und einem Zwischenrohr, wobei zwischen dem Innenrohr und dem Zwischenrohr ein erstes gummielastisches Ringteil und zwischen dem Zwischenrohr und dem Außenrohr ein zweites gummielastisches Ringteil in koaxialer Bauart angeordnet sind, wobei die gummielastischen Ringteile mit den sie umgebenden Rohren zusammenvulkanisiert sind und daher mit den Rohren eine nicht lösbare Einheit bilden, wobei der Außendurchmesser des Innenrohres zur Reduzierung von Spannungen nach dem Vulkanierungsvorgang des ersten gummielastischen Ringteils verändert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dämpfungselement, bestehend aus einem Innenrohr, einem Außenrohr und einem Zwischenrohr, wobei zwischen dem Innenrohr und dem Zwischenrohr ein erstes gummielastisches Ringteil und zwischen dem Zwischenrohr und dem Außenrohr ein zweites gummielastisches Ringteil in koaxialer Bauart angeordnet sind, wobei die gummielastischen Ringteile mit den sie umgebenden Rohren zusammenvulkanisiert sind und daher mit den Rohren eine nicht lösbare Einheit bilden.
Dämpfungselemente der vorgeschlagenen Art werden vornehmlich in Kraftfahrzeugen an Stellen eingebaut, die Schwingungen von der Karosserie des Kraftfahrzeugs fernhalten sollen. Die Schwingungen treten beim Betrieb von Verbrennungsmotoren und bei Fahrwerken während der Fahrt auf, so dass beispielsweise zur Befestigung eines Querlenkers im Fahrwerk ein Dämpfungselement verwendet wird, welches ein Innenrohr und ein Außenrohr aufweist, die über ein gummielastisches Ringteil miteinander zusammen vulkanisiert sind. Während das Innenrohr mit der Karosserie verschraubt ist und zur ruhenden Masse gehört, ist der Außenring mit dem Querlenker über einen Presssitz verbunden und dadurch den Schwingungen des Fahrwerks ausgesetzt. Das gummielastische Ringteil zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr übernimmt die Schwingungsdämpfung. Die Nachteile der vorbeschriebenen Bauart von Dämpfungselementen liegen darin, dass die Dauerstandfestigkeit insbesondere bei Überlastung dadurch leidet, dass die Verbindung zwischen dem gummielastischen Ringteil und dem Innenrohr durch die Vulkanisation sich langsam löst und ein Spalt entsteht, der sich bei weiterer Schwingungsbeaufschlagung schnell vergrößert und das Dämpfungselement zerstört bzw. unwirksam macht.
Will man also nicht überdimensionierte Dämpfungselemente verwenden, um eine höhere Standfestigkeit zu erzielen, so ist es erforderlich, die Spannungen in dem gummielastischen Ringteil zu reduzieren bzw. die Vorspannung zu erhöhen was durch den Erfindungsvorschlag des vorliegenden Dämpfungselementes geschieht. Hier kommt zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ein Zwischenrohr zum Einsatz, welches zum Innenrohr hin ein erstes einvulkanisiertes gummielastisches Ringteil und zum Außenrohr hin ein zweites einvulkanisiertes gummielastisches Ringteil aufweist.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Außendurchmesser des Innenrohres zur Reduzierung von Spannungen nach dem Vulkanisierungsvorgang im gummielastischen Ringteil verändert wird. Wird also das erste gummielastische Teil durch die Vergrößerung des Außendurchmessers des Innenrohrs komprimiert, werden eventuell bei der Vulkanisation aufgetretene Zugspannungen (nach Erkaltung) reduziert. Erreicht wird diese Vergrößerung des Außendurchmessers durch ein Werkzeug, das aus Stempeln besteht, die koaxial auf die Stirnflächen des Innenrohres gerichtet sind. Das fertigvulkanisierte und dadurch bereits komplettierte Dämpfungselement wird zwischen die Auflageflächen der Stempel des Werkzeuges gelegt und durch Zusammenfahren der Stempel in axialer Richtung plastisch verformt, wodurch sich der Außendurchmesser des Innenrohrs vergrößert und das erste gummielastische Ringteil komprimiert, welches wegen seiner Inkompressibilität unter Druckerhöhung nur nach axial außen ausweichen kann.
Es ist das Ziel dieses Stauchvorgangs am Innenrohr, den Innendurchmesser des Innenrohrs möglichst gleich zu halten und den Außendurchmesser insbesondere im Innern des Dämpfungselementes zu vergrößern. Es stehen daher als experimentelle Einschlussfaktoren noch eine Veränderung der Auflagefläche der Stempel zu Gebote, die nicht planparallel sondern kegelig ausgeführt sein können. Je nach Größe des Innenrohres und dessen Schlankheit wird durch die Stauchung eine Wölbung erzeugt, die im Bereich des ersten gummielastischen Ringteils im Innern des Dämpfungselements auftritt und dadurch zusätzlich die Zerstörung der bisher am meisten gefährdeten Vulkanisationsstelle verhindert.

Die Erfindung hat es sich somit zur Aufgabe gemacht, ein Dämpfungselement, bestehend aus einem Außenrohr, einem Innenrohr und einem dazwischen einvulkanisierten Zwischenrohr zu schaffen, welches im Dauerlastbetrieb einen erhöhten Schutz gegen Zerstörung des gummielastischen Ringteiles gewährleistet.

Ein weiteres wesentliches Merkmal sieht vor, dass durch die plastische Verformung des Innenrohres eine Verfestigung des Materials erreicht wird.

Die Lösung der Aufgabe wird im Kennzeichen des Hauptanspruchs beschrieben. Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand von mehreren Zeichnungen wird die Entstehung eines Dämpfungselements mit erhöhtem Schutz der Vulkanisationsschicht am Außendurchmesser des Innenrohres erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Dämpfungselement, umfassend ein Innenrohr, ein erstes gummielastisches Ringteil, ein Zwischenrohr, ein zweites gummielastisches Ringteil sowie ein Außenrohr, wobei das Dämpfungsglied zwischen einem Werkzeug mit zwei Stempeln zum Stauchen des Innenrohrs angeordnet ist
Fig. 2 das Dämpfungselement gemäß Fig. 1 mit dem Innenrohr nach dem Stauchungsprozess
Fig. 3 das Innenrohr nach dem Stauchungsprozess mit einer nach außen weisenden Wölbung
Fig. 4 das Dämpfungselement in perspektivischer Darstellung.
Wird mit 1 ein Dämpfungselement, insbesondere bei Kraftfahrzeugen als Gummilager bezeichnete Verbindung zwischen schwingenden und ruhenden Massen bezeichnet, so besteht dieses aus einem Innenrohr 2, einem koaxial ringförmig außen angeordnetes erstes gummielastisches Ringteil 5 ein darum ebenfalls koaxial angeordnetes Zwischenrohr 4, um dieses herum ein zweites gummielastisches Ringteil 6 sowie ein Außenrohr 3, welches alle vorgenannten Elemente umschließt. In einem Vulkanisationsprozess werden die vorgenannten Teile unlösbar miteinander verbunden.
Gemäß Fig. 1 legt das Dämpfungselement als bereits vulkanisiertes Fertigteil in einem Werkzeug 7 mit Stempeln 8, deren Anlageflächen 12 mit den Stirnflächen 14 in Kontakt kommen, wenn das Werkzeug 7 die Stempel 8 zusammenfährt und das Innenrohr 2 durch einen Pressvorgang staucht und in seiner Länge verkürzt. Es ist ersichtlich, dass die Anlageflächen planparallel sind und beim Stauchprozess somit die Stirnflächen 14 nicht verändern.
Aus Fig. 2 ist das Dämpfungselement 1 mit dem Innenrohr 2 in gestauchter Ausführung ersichtlich, bei welchem sich ein Innendurchmesser 10 nicht oder nur unwesentlich verändert, während sich der Außendurchmesser 9 entsprechend der Kürzung des Innenrohres 2 vergrößert hat. Es ist auch erkennbar, wie sich das erste gummielastische Ringteil 5 in axialer Richtung im Vergleich zur Fig. 1 vergrößert hat und sich nun bis zu ringförmigen Begrenzungen 15 am axialen Ende des Zwischenrohres 4 verlängert hat. Der Bauraum für das erste gummielastische Ringteil 5 ist schmäler geworden, was dazu geführt hat, dass sich gummielastisches Material axial bis zur ringförmigen Begrenzung ausgedehnt hat. Im Stauchprozess ist der Weg der Stempel 8 beim Zusammenfahren des Werkzeuges 7 experimentell zu ermitteln, um gerade den Punkt zu erreichen, indem das gummielastische Material die ringförmige Begrenzung erreicht und den radialen Druck optimal ausbaut. Eine weitere Eigenschaft des Rohrmaterials des Innenrohres 2 ist es, sich ohne Veränderung des Innendurchmessers 10 beim Stauchprozess in der Mitte nach außen etwas aufzuwölben und mit einer Wölbung 11 in das erste gummielastische Ringteil 5 einzudringen und besonders im gummielastischen Ringteil Spannungen zu reduzieren. Gemäß Fig. 1 ist ein Stempel 8 gezeigt, dessen Auflagefläche 12 eine Kegelform 13 aufweist, die auch als beliebige Kontur ausgeführt sein kann, um die Ausbildung der Wölbung 11 noch zu optimieren. Bezugszeichenliste 1 Dämpfungselement
2 Innenrohr
3 Außenrohr
4 Zwischenrohr
5 Erstes gummielastisches Ringteil
6 Zweites gummielastisches Ringteil
7 Werkzeug
8 Stempel
9 Außendurchmesser
10 Innendurchmesser
11 Wölbung
12 Auflagefläche
13 Kegelform
14 Stirnfläche

Claims

1. Dämpfungselement, bestehend aus einem Innenrohr, einem Außenrohr und einem Zwischenrohr, wobei zwischen dem Innenrohr und dem Zwischenrohr ein erstes gummielastisches Ringteil und zwischen dem Zwischenrohr und dem Außenrohr ein zweites gummielastisches Ringteil in koaxialer Bauart angeordnet sind, wobei die gummielastischen Ringteile mit den sie umgebenden Rohren zusammenvulkanisiert sind und daher mit den Rohren eine nicht lösbare Einheit bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (9) des Innenrohres (2) zur Reduzierung von Spannungen im gummielastischen Ringteil (5) nach dem Vulkanisierungsvorgang verändert wird.

2. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (9) des Innenrohres (2) vergrößert wird um eine radiale Vorspannung auf das erste gummielastische Ringteil (5) zu erzielen.

3. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (2) mit einer aus zwei Stempeln (8) bestehenden Werkzeug (7) in axialer Richtung gestaucht und dadurch plastisch verformt wird.

4. Dämpfungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempel (8) Auflageflächen (12) aufweisen, die im Bereich ihrer Anlage an Stirnflächen (14) des Innenrohres (2) zueinander vorzugsweise in planparallelen Ebenen verlaufen.

5. Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die plastische Umformung hervorgerufene Vergrößerung des Außendurchmessers (9) des Innenrohres (2) eine Größe aufweist, die sicherstellt, dass keine plastischen Verformungen des Zwischenrohres (4) auftritt.

6. Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Außendurchmesser (9) des Innenrohres (2) durch die Stauchung eine nach radial außen gerichtete Wölbung (11) entsteht, die sich im mittleren Bereich des ersten gummielastischen Ringteils (5) bildet, ohne den Innendurchmesser (10) des Innenrohres (2) wesentlich zu verändern.

7. Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstehung der Wölbung (11) je nach Größe und Schlankheit und/oder Pressgeschwindigkeit des Innenrohres (2) beeinflusst wird.

8. Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageflächen (12) im Bereich ihrer Anlage an den Stirnflächen (15) des Innenrohres (2) vorzugsweise in Kegelform (13) ausgeführt sind.

9. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die plastische Verformung des Innenrohres (2) eine Verfestigung des Materials erreicht wird.