DE102007006709A1

DE102007006709A1 - Gummifederelement

Info

Publication number: DE102007006709A1
Application number: DE200710006709
Authority: DE
Inventors: Reiner Vogel
Original assignee: Henniges Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Henniges Automotive GmbH and Co KG
Priority date: 2007-02-10
Filing date: 2007-02-10
Publication date: 2008-08-14

Abstract

Ein Gummifederelement, das als Verbund aus einem Festigkeitsträger und einem Elastomerformteil ausgebildet ist, zeichnet sich dadurch aus, daß der Festigkeitsträger aus wenigstens zwei Komponenten gebildet ist, wobei der Werkstoff für eine erste Komponente Metall und der Werkstoff für jeweils weitere Komponenten ein Kunststoff ist. Das Metall ist bevorzugt ein Stahl. Da das Gummifederelement zumeist die Form einer Hülsenfeder aufweist, bei der der Festigkeitsträger als innere Hülse ausgebildet ist, die mit einer äußeren Hülse durch mindestens einen Elastomerformkörper verbunden ist, kann die Metallkomponente des Festigkeitsträgers mit Vorteil ein Abschnitt eines Stahlrohres sein, welches ohnn kann und somit den Kern des Gummifederelements ausmacht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gummifederelement, das als Verbund aus einem Festigkeitsträger und einem Elastomerformteil ausgebildet ist.
Gummifederelemente werden im Maschinenbau und insbesondere in der Automobilindustrie, häufig zu Dämpfungszwecken angewendet. Gummifederelemente sind damit Maschinenteile, die, vor allem in der Automobilindustrie, regelmäßig als Konstruktionen in Form von Hülsenfedern vorliegen.
Eine bekannte Hülsenfeder besteht zum Beispiel aus einer inneren Hülse und einer äußeren Hülse, die durch wenigstens eine Elastomerschicht untereinander verbunden sind. Solche Gummifederelemente in Form von Hülsenfedern werden gewöhnlich als Dämpfungsbuchsen eingesetzt, zum Beispiel in Radaufhängungen oder auch bei der Motorlagerung.
Die innere Hülse ist gewöhnlich ein vorgefertigtes Druckgußteil aus Leichtmetall, zum Beispiel Aluminium.
Gerade in der Automobilindustrie sind hohe Stückzahlen in der Fertigung üblich. In jedes Fahrzeug sind wieder eine Vielzahl von Gummifederelementen eingebaut, zumeist in Form von Hülsenfedern.
Bei jedem Gummifederelement hat die innere Hülse die Funktion eines Festigkeitsträgers zu erfüllen, weshalb sie zumeist als Druckgußteil aus Aluminium gefertigt ist. Daneben hat die innere Hülse, als Kern des Gummifederelements, auch den Vorgaben der Automobilhersteller zu genügen, soweit es die lastenheftgemäße Funktion betrifft.
Der verwendete Werkstoff Aluminium für das als Festigkeitsträger dienende Bauteil des Gummifederelements, die innere Hülse als Kern des Gummifederelements, hat relativ hohen Anteil an den Gesamtherstellungskosten des Gummifederelements. Darüber hinaus wird als nachteilig empfunden, daß der gestalterischen Freiheit des Konstrukteurs eines Gummifederelements bei einem Festigkeitsträger in Form eines Druckgußkernes aus Aluminium, Grenzen gesetzt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gummifederelement bereit zustellen, das dem Konstrukteur vielfältige Gestaltungsfreiheit bietet und dabei preisgünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Gummifederelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Mit besonderem Vorteil ist der Festigkeitsträger aus wenigstens zwei Komponenten gebildet, wobei der Werkstoff für eine erste Komponente Metall und der Werkstoff der jeweils weiteren Komponente ein Kunststoff ist.
Die Metallkomponente bildet den eigentlichen Kern und bietet die wesentlichen Eigenschaften des erforderlichen Festigkeitsträgers. Die Funktion des Festigkeitsträgers kann dabei unterstützt beziehungsweise ergänzt werden durch die jeweils zweite beziehungsweise weitere Komponenten des Festigkeitsträgers, die neben der Metall-Komponente vorhanden sind.
Der Werkstoff Metall für die erste Komponente des Festigkeitsträgers muß nicht unbedingt Leichtmetall sein, wie zum Beispiel Aluminium. Ist jedoch Aluminium erforderlich, kann die erste Komponente des Festigkeitsträgers auch durch ein gegenüber Druckguß kostengünstigeres Strangpressverfahren hergestellt werden.
Ist für die erste Komponente des Festigkeitsträgers als Werkstoff ein Stahl gewählt, ist dessen Bearbeitung durch geeignete Formgebungsverfahren möglich. Denkbar ist zum Beispiel eine spanabhebende Bearbeitung, die kostengünstig in hohen Stückzahlen erfolgen kann.
Bei einer bevorzugt für die Automobilindustrie geeigneten Ausführung, weist das Gummifederelement die Form einer Hülsenfeder auf, bei der ein innerer Kern und eine äußere Hülse durch mindestens eine Elastomerschicht miteinander verbunden sind. Bei dieser Ausführung bildet der innere Kern den eigentlichen Festigkeitsträger, der erfindungsgemäß aus zwei Komponenten, Metall und Kunststoff besteht. Der innere Kern entspricht einer Innenhülse der Hülsenfeder. Die Innenhülse ist dabei mit besonderem Vorteil ein Abschnitt eines Stahlrohres.
Dieses Stahlrohr ist ein Rollkörper aus Stahlblech, so daß ein derart gebildeter Festigkeitsträger kostengünstiger ist, als ein gleichwertiger Festigkeitskörper aus Leichtmetall. Wenigstens eine der weiteren Komponenten des Festigkeitsträgers, die neben der Metallkomponente vorhanden sind, ist mit besonderem Vorteil ein Formteil. Aus dem Kunststoff für die weitere Komponente läßt sich ein entsprechendes Formteil ohne weiteres kostengünstig herstellen. So kann der Festigkeitsträger beispielsweise aus einer der den eigentlichen Kern des Festigkeitsträgers bildenden inneren Hülse aus Stahl gebildet sein, die mit einer weiteren Komponente ummantelt ist, wobei diese Ummantelung durch ein anbringbares, vorgefertigtes Formteil erfolgen kann.
Mit besonderem Vorteil ist bei dem Gummifederelement nach der Erfindung vorgesehenen, daß wenigstens eine der weiteren Kunststoff-Komponenten eine Umspritzung des Festigkeitsträgers ist. Der eigentliche Kern des Festigkeitsträgers in Form einer Hülse aus Stahl kann somit eine oder mehrere Kunststoffumspritzung erhalten, durch den die äußere Kunststoff-Ummantelung dann die weitere Komponente bildet. Der Kunststoff ist dabei einerseits ein Füllmaterial zwischen dem Kern des Festigkeitsträgers aus Stahlrohr und der bei einer Ausbildung als Hülsenfeder umgebenden Elastomerschicht und andererseits bietet der Kunststoff dem Konstrukteur große geometrische Freiheitsgrade bei der Bauteilgestaltung.
Zwischen dem Kern des Festigkeitsträgers aus Metall und der Kunststoffkomponente des Festigkeitsträgers kann ein Haftmittel angeordnet werden, um die Festigkeit der mechanischen Verbindung zwischen den beiden Komponenten des Festigkeitsträgers zu verbessern. Das Haftmittel kann zum Beispiel ein Kleber oder ein Haftvermittler (Primer) sein.
Zusätzlich können der Kern des Festigkeitsträgers und seine weiteren Komponenten untereinander in Wirkverbindung stehende Verdrehsicherungen aufweisen, wenn bei der vorbestimmten Anwendung des Gummifederelements derartige Drehbelastungen zu befürchten sind.
Jede Verdrehsicherung ist wenigstens eine in die Oberfläche der Metallkomponente des Festigkeitsträgers eingebrachte Vertiefung, beispielsweise in Form einer Kerbe.
Wird die zweite Komponente auf die Metallkomponente des Festigkeitsträgers aufgebracht, beispielsweise durch Umspritzung mit Kunststoff, gelangt der Kunststoff in die Vertiefungen beziehungsweise Kerben, womit eine formschlüssige Verkrallung zwischen den Komponenten des Festigkeitsträgers gegeben ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Die Zeichnung zeigt eine Seitenansicht eines als Hülsenfeder ausgebildeten Gummifederelements im Schnitt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Gummifederelement 1 einen zentralen Festigkeitsträger 2 auf, der von einem Elastomerformteil 3 umgeben ist.
Der Festigkeitsträger 2 ist aus zwei Komponenten 4 und 5 gebildet, wobei die erste Komponente 4 aus dem Werkstoff Stahl besteht und ein Abschnitt eines Stahlrohres ist. Ein solcher Festigkeitsträger 2 kann die Einschraubkraft einer Schraube, mit der das Gummifederelement in einer nicht weiter dargestellten Konstruktion montiert ist, tragen.
Die zweite Komponente 5 ist durch eine Umspritzung der ersten Komponente 4 mit Kunststoff gebildet. Dazu kann der vorgefertigte Abschnitt eines gerollten Stahlrohres als Einlegerteil in eine Spritzgußform gebracht werden, in der das Umspritzen des Einlegerteils mit Kunststoff erfolgt.
Das als Hülsenfeder vorliegende Gummifederelement 1 besitzt eine äußere Hülse 6, ebenfalls aus Metall. Der einen inneren Kern der Hülsenfeder ausweisende Festigkeitsträger 2 und die äußere Hülse sind durch eine Elastomerschicht, hier das Elastomerformteil 3, miteinander verbunden.

Claims

Gummifederelement, das als Verbund aus einem Festigkeitsträger und einem Elastomerformteil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Festigkeitsträger (2) aus wenigstens zwei Komponenten (4, 5) gebildet ist, wobei der Werkstoff für die erste Komponente (4) Metall und der Werkstoff für die jeweils weiteren Komponenten (5) ein Kunststoff ist.
Gummifederelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff für die erste Komponente Stahl ist.
Gummifederelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die Form einer Hülsenfeder aufweist, bei der ein den inneren Kern bildender Festigkeitsträger (2) und eine äußere Hülse (6) durch mindestens ein Elastomerformteil (3) miteinander verbunden sind.
Gummifederelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Festigkeitsträgers (2) die Form einer Innenhülse der Hülsenfeder aufweist.
Gummifederelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülse ein Abschnitt eines Stahlrohres ist.
Gummifederelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlrohr ein Rollkörper aus Stahlblech ist.
Gummifederelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der weiteren Komponenten (5) des Festigkeitsträgers (2) ein Formteil aus Kunststoff ist.
Gummifederelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der weiteren Komponenten (5) als Umspritzung der ersten Komponente (4) des Festigkeitsträgers (2) ausgebildet ist.
Gummifederelement nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Komponente (4) des Festigkeitsträgers (2) und der Komponente (5) aus Kunststoff ein Haftmittel angeordnet ist.
Gummifederelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftmittel ein Kleber ist.
Gummifederelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftmittel ein Haftvermittler (Primer) ist.
Gummifederelement nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten (4; 5) des Festigkeitsträgers (2) untereinander in Wirkverbindung stehende Verdrehsicherungen aufweisen.
Gummifederelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verdrehsicherung wenigstens eine in die Oberfläche der Komponente (4) des Festigkeitsträgers (2) eingebrachte Vertiefung ist.
Gummifederelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vertiefung die Form einer Kerbe aufweist.