DE10130306C2

DE10130306C2 - Dämpfungselement

Info

Publication number: DE10130306C2
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: 2003-07-24
Anticipated expiration: 2021-06-23
Also published as: DE10130306A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dämpfungselement, bestehend aus einem Innen rohr, einem Außenrohr und einem Zwischenrohr, wobei zwischen dem Innenrohr und dem Zwischenrohr ein erstes gummielastisches Ringteil und zwischen dem Zwi schenrohr und dem Außenrohr ein zweites gummielastisches Ringteil in koaxialer Bauart angeordnet sind, wobei die gummielastischen Ringteile mit den sie um gebenden Rohren zusammenvulkanisiert sind und daher mit den Rohren eine nicht lösbare Einheit bilden.

Dämpfungselemente der vorgeschlagenen Art werden vornehmlich in Kraftfahr zeugen an Stellen eingebaut, die Schwingungen von der Karosserie des Kraftfahr zeugs fernhalten sollen. Die Schwingungen treten beim Betrieb von Verbrennungs motoren und bei Fahrwerken während der Fahrt auf, so dass beispielsweise zur Be festigung 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 vor beschriebenen Bauart von Dämpfungselementen liegen darin, dass die Dauerstand festigkeit insbesondere bei Überlastung dadurch leidet, dass die Verbindung zwi schen dem gummielastischen Ringteil und dem Innenrohr durch die Vulkanisation sich langsam löst und ein Spalt entsteht, der sich bei weiterer Schwingungsbeauf schlagung 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.

Es sind Gummigelenke bekannt (z. B. DE 692 02 309 T2), bei denen an den Enden des Innenrohres eines Gelenks nach dem Formen eine Überdicke gebildet wird.

Aus der DE 695 12 608 T2 ist ein elastisches Lager gezeigt, welches nach der Vul kanisation durch einen kegelstumpfförmigen Ziehring gepresst wird, um den Außen durchmesser der äußeren Buchse zu reduzieren.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Außendurchmesser des Innen rohres zur Reduzierung von Spannungen im gummielastischen Ringteil nach dem Vulkanisierungsvorgang derart verändert wird, dass das Innenrohr in axialer Rich tung gestaucht und dabei der Außendurchmesser des Innenrohres vergrößert wird. Wird also das erste gummielastische Teil durch die Vergrößerung des Außendurch messers des Innenrohrs komprimiert, werden eventuell bei der Vulkanisation aufge tretene Zugspannungen (nach Erkaltung) reduziert. Erreicht wird diese Ver größerung des Außendurchmessers durch ein Werkzeug, das aus Stempeln be steht, die koaxial auf die Stirnflächen des Innenrohres gerichtet sind. Das fertig vulkanisierte 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 Außendurch messer des Innenrohrs vergrößert und das erste gummielastische Ringteil kompri miert, 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 Ge bote, 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 Dämp fungselements auftritt und dadurch zusätzlich die Zerstörung der bisher am meisten gefährdeten Vulkanisationsstelle verhindert.

Die Erfindung hat es sich somit zur Aufgabe gemacht, ein Dämpfungselement, be stehend aus einem Außenrohr, einem Innenrohr und einem dazwischen einvulkani sierten 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 Innen rohres erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Dämpfungselement, umfassend ein Innenrohr, ein erstes gummi elastisches 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 Stau chungsprozess

Fig. 3 das Innenrohr nach dem Stauchungsprozess mit einer nach außen weisen den Wölbung

Fig. 4 das Dämpfungselement in perspektivischer Darstellung.

Wird mit 1 ein Dämpfungselement, insbesondere bei Kraftfahrzeugen als Gummi lager bezeichnete Verbindung zwischen schwingenden und ruhenden Massen be zeichnet, so besteht dieses aus einem Innenrohr 2, einem koaxial ringförmig außen angeordnetes erstes gummielastisches Ringteil 5 ein darum ebenfalls koaxial an geordnetes 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 ver bunden.

Gemäß Fig. 1 legt das Dämpfungselement als bereits vulkanisiertes Fertigteil in einem Werkzeug 7 mit Stempeln 8, deren Anlageflächen 12 mit den Stirn flächen 14 in Kontakt kommen, wenn das Werkzeug 7 die Stempel 8 zu sammenfährt 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 ent sprechend der Kürzung des Innenrohres 2 vergrößert hat. Es ist auch erkenn bar, wie sich das erste gummielastische Ringteil 5 in axialer Richtung im Ver gleich zur Fig. 1 vergrößert hat und sich nun bis zu ringförmigen Begrenzun gen 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 Zusammen fahren 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 Innen durchmessers 10 beim Stauchprozess in der Mitte nach außen etwas aufzu wölben und mit einer Wölbung 11 in das erste gummielastische Ringteil 5 ein zudringen und besonders im gummielastischen Ringteil Spannungen zu redu zieren. 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 zu sammenvulkanisiert sind und daher mit den Rohren eine nicht lösbare Einheit bil den, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (9) des Innenrohres (2) zur Reduzierung von Spannungen im gummielastischen Ringteil (5) nach dem Vulkanisierungsvorgang derart verändert wird, dass das Innenrohr (2) in axialer Richtung gestaucht und dabei der Außendurchmesser (9) des Innenrohres (2) vergrößert 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 einem 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 plan parallelen 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 Be reich des ersten gummielastischen Ringteils (5) bildet, ohne den Innendurch messer (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 7, 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.