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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lagers, insbesondere eines Lagers für den Motor eines Kraftfahrzeuges, das ein erstes Teil enthält, das aus einer 12 Hartkomponente besteht, und ein zweites Teil enthält, das aus einer Weichkomponente besteht und das zumindest bereichsweise von dem ersten Teil umfasst wird, wobei das zweite Teil ferner folgende Bestandteile aufweist:
- - ein Aufnahmefenster, in das eine Hülse mit einer Lagerachse integriert ist,
- - mindestens ein Bein, deren eines Ende an dem Aufnahmefenster befestigt ist,
- - eine Stützwand, die an dem Ende des Beines befestigt ist, das dem Aufnahmefenster abgewandt ist, und über die das zweite Teil mit dem ersten Teil verbunden ist,
wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- - Herstellen des zweiten Teils
- - Einbringen des zweiten Teils in eine Spritzgussform
- - Einspritzen eines Spritzgussmaterials in den verbleibenden Hohlraum der Spritzgussform zur Bildung des ersten Teils.
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Ein derartiges Verfahren ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Die Weichkomponente eines solchen Lagers kann beispielsweise aus einem vulkanisierten Kautschuk und die Hartkomponente eines solchen Lagers kann beispielsweise aus einen synthetischen Harz bestehen. Das Lager kann auf besonders einfach wie folgt hergestellt werden: Zunächst wird das zweite Teil des Lagers, das aus der Weichkomponente besteht, gefertigt. Danach wird das zweite Teil in eine Spritzgussform eingebracht und dort in seiner Lage fixiert. Der verbleibende Hohlraum in der Spritzgussform entspricht in seiner Formgebung dem ersten Teil des Lagers. Nach der Positionierung und Fixierung des zweiten Teils in der Spritzgussform wird in den verbleibenden Hohlraum der Spritzgussform das Material des ersten Teils eingespritzt. Nach der Aushärtung des Spritzgussmaterials wird die Spritzgussform geöffnet und das Lager wird der Spritzgussform entnommen.
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Das zweite Teil des Lagers ist mit dem ersten Teil des Lagers über eine Stützwand verbunden, die ebenfalls aus der Weichkomponente besteht. Während des Umspritzens des zweiten Teils des Lagers in der Spritzgussform kann es zu Verformungen der Stützwand kommen. Diese Verformungen können dazu führen, dass die Stützwand in den Hohlraum der Spritzgussform eindringt, der an sich zur Erzeugung des ersten Teils des Lagers vorgesehen ist. In diesem Bereich wird das erste Teil des Lagers also geschwächt, was zu einer Schwächung des gesamten Lagers in diesem Bereich führt. Darüber hinaus kann auf der Stützwand ein Anschlagpuffer für das Lager vorgesehen werden, der dort eine exakte Position einnehmen muss, damit das Lager nach seiner Herstellung die gewünschte Kraftwegkennlinie aufweist. Es hat sich gezeigt, dass der Anschlagpuffer während des Einspritzens des Materials in die Spritzgussform zur Herstellung des ersten Teils des Lagers in seiner Position verschoben werden kann. Dies führt zu einer unerwünschten Änderung der Kraftwegkennlinie des fertig gestellten Lagers.
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Die oben genannten Nachteile ließen sich dadurch beseitigen, dass man das Material für das erste Teil des Lagers mit einer geringen Geschwindigkeit in die Spritzgussform einspritzt. Dies würde dazu führen, dass sich die auf das zweite Teil des Lagers, insbesondere die auf die Stützwand einwirkenden Kräfte reduzieren. Es ist jedoch festzustellen, dass dies mit einer unerwünschten Verlängerung der Herstellung eines Lagers einhergehen würde. Die Taktzeiten der Spritzgussanlage, mit denen der erste Teil des Lagers hergestellt wird, würden sich deutlich verlängern.
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Die
US 6419534B1 offenbart ein System zur Schwingungsentkoppelung eines Außenbordmotors von einem Boot. Die Lager sind mit einem die Schwingungen des Motors isolierenden elastomeren Innenteil und einem metallischen Außenteil ausgebildet. Nachteiliger Weise müssen das elastomere Innenteil sowie das metallische Außenteil in zwei separaten Fertigungsprozessen einzeln hergestellt und anschließend miteinander verbunden werden. Die mehrfache Handhabung der Einzelkomponenten in der Fertigung erhöht die Durchlaufzeit und führt zu hohen Herstellungskosten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lager zu schaffen, das schnell, prozesssicher und fehlerfrei hergestellt werden kann.
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Gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass auf der Innenoberfläche der Stützwand, die dem Aufnahmefenster zugewandt ist, mindestens ein rippenartiger Vorsprung angeordnet ist, mit dem das zweite Teil in dem Hohlraum der Spritzgussform positioniert und fixiert wird.
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Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass das zweite Teil bei der Herstellung des Lagers mit Hilfe des rippenartigen Vorsprungs in der Spritzgussform exakt positioniert und fixiert werden kann, so dass eine Verformung der Stützwand und eine Verschiebung eines eventuell auf der Stützwand vorhandenen Anschlagpuffers unterbleibt. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Stützwand über weite Bereiche besonders dünn ausgebildet werden kann und somit die Kraftwegkennlinie des Lagers nicht nachteilig beeinflusst wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist schließlich darin zu sehen, dass auch die Wandstärke des ersten Teils des Lagers im Bereich der Stützwand gering gehalten werden kann, da durch die exakte Positionierung und Fixierung der Stützwand sichergestellt ist, dass die Stützwand während des Spritzvorganges nicht in den ersten Teil eindringt und diesen schwächt. Somit ist es möglich, ein besonders leichtes Lager herzustellen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 enthält das Lager zwei Beine. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass mit einem Lager, das zwei Beine enthält, bestimmte Kraftwegkennlinien des Lagers besonders gut eingestellt werden können. Das Lager kann auch mehr als zwei Beine aufweisen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 ist der Vorsprung zwischen den Beinen des ersten Teils angeordnet. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass ein zwischen den Beinen angeordneter Vorsprung eine unbeabsichtigte Verformung der Stützwand in diesem Bereich während der Herstellung des Lagers besonders wirksam unterbindet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 verläuft die Längsachse des Vorsprunges weitgehend parallel zu der Lagerachse. Unter der Formulierung „dass die Längsachse des Vorsprunges weitgehend parallel zu der Lagerachse verläuft“ ist zu verstehen, dass die Längsachse des Vorsprunges zu der Lagerachse einen Winkel a einnimmt, der zwischen -30° und +30° liegt. Der Vorteil dieser Weiterbildung wird verständlich, wenn man folgendes berücksichtigt: Während der Herstellung des Lagers erfolgt das Umspritzen des zweiten Teils des Lagers in der Spritzgussform derart, dass die Flussrichtung des Spritzgussmaterials im Bereich der Stützwand senkrecht auf der Lagerachse steht. Der Vorteil der Weiterbildung ist darin zu sehen, dass ein rippenartiger Vorsprung der weitgehend parallel zu der Lagerachse verläuft, das zweite Teil des Lagers besonders gut in der Spritzgussform positionieren und fixieren kann und der Fließrichtung des Spritzgussmaterials einen besonders großen Widerstand entgegen stellt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 steht die Hochachse des Vorsprungs weitgehend senkrecht auf der Innenoberfläche. Unter dieser Formulierung ist zu verstehen, dass die Hochachse des Vorsprunges zu der Flächennormalen auf der Innenoberfläche im Fußpunkt der Hochachse einen Winkel β einnimmt, der zwischen -30° und +30° liegt. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass ein derart ausgerichteter und von der Spritzgussform umfasster Vorsprung der Verformung der Stützwand durch die Spritzgussmasse einen besonders großen Widerstand entgegen setzen kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 weist die Stützwand eine Dicke d und der Vorsprung eine Höhe h auf, die zwischen d und 5d liegt. Bei der Wahl der Höhe h wird vorzugsweise die Dicke d der dünnsten Stelle der Stützwand zugrunde gelegt. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass ein Vorsprung mit einer derartigen Höhe eine besonders sichere Positionierung und Fixierung des zweiten Teils in der Spritzgussform ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der Weiterbildung ist darin zu sehen, dass ein Vorsprung in einer derartigen Höhe die geometrischen Gestaltungsmöglichkeiten des Lagers, insbesondere des zweiten Teiles des Lagers, nur wenig einschränkt. Insbesondere werden die Federwege in den Lagern nur unbedeutend eingeschränkt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 7 weist der Vorsprung eine Breite b auf, die zwischen ¼ h und h liegt. Vorzugsweise weist der Vorsprung eine Breite b von ½ h auf. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass der rippenartige Vorsprung nur einen kleinen Bereich der Innenoberfläche der Stützwand bedeckt. Somit kann die Stützwand insbesondere in den Bereichen, in denen die Beine auf der Stützwand enden, besonders dünn ausgebildet werden. Die Kraftwegkennlinie des Lagers wird also durch die rippenartigen Vorsprünge nicht beeinflusst.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 erstreckt sich der Vorsprung in seiner Längsachse über die gesamte Innenoberfläche. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass eine sichere und exakte Positionierung und Fixierung der Stützwand in der Spritzgussform über ihre gesamte Tiefe sichergestellt ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 9 ist der Vorsprung in einen Bereich der Stützwand angeordnet, in dem diese die geringste Dicke aufweist. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass der rippenartige Vorsprung eine sichere und exakte Positionierung und Fixierung der Stützwand während der Herstellung des Lagers im empfindlichsten Bereich der Stützwand sicherstellt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 10 ist auf der Innenoberfläche der Stützwand zwischen den Beinen ein Anschlagpuffer angeordnet, wobei zwischen dem Anschlagpuffer und jedem Bein mindestens ein Vorsprung angeordnet ist. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass durch derart angeordnete Vorsprünge eine besonders exakte Positionierung und Fixierung des Anschlagpuffers in der Spritzgussform während der Herstellung des Lagers sichergestellt ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 11 ist auf der Innenoberfläche der Stützwand zwischen den Beinen ein Anschlagpuffer angeordnet, wobei mindestens ein Vorsprung im Bereich des Anschlagpuffers angeordnet ist. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass durch einen derart positionierten Vorsprung eine besonders sichere und exakte Positionierung des Anschlagpuffers in der Spritzgussform während der Herstellung des Lagers optimal unterstützt wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 12 erstreckt sich die Stützwand über mindestens ein Bein hinaus, wobei mindestens ein Vorsprung in dem Bereich der Stützwand angeordnet ist, der sich über das Bein hinaus erstreckt. Der Vorteil der Weiterbildung ist darin zu sehen, dass eine Stützwand, die sich über die Beine des ersten Teils des Lagers hinaus erstreckt (also nicht nur zwischen den Beinen vorliegt), eine besonders großflächige und damit besonders feste Anbindung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Lagers ermöglicht. Hierbei ermöglicht der rippenartige Vorsprung in dem Bereich der Stützwand, der sich über das Bein hinaus erstreckt, eine besonders sichere Positionierung und Fixierung dieses Bereiches der Stützwand während der Herstellung des Lagers.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 13 weist der Vorsprung zumindest bereichsweise eine Hinterschneidung auf. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass die Spritzgussform während der Herstellung des Lagers in die Hinterschneidung eingreifen kann. Der rippenartige Vorsprung kann somit Zugkräfte aufnehmen, was die Positionierung und Fixierung des zweiten Teils des Lagers in der Spritzgussform nochmals verbessert.
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Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden im Zusammenhang mit den nachstehenden Figuren erläutert, darin zeigt:
- 1 ein Lager in schematischer Darstellung,
- 2 einen Schnitt durch ein Lager gemäß der 1,
- 3 eine Ausschnittsvergrößerung aus der 1,
- 4 ein Lager in schematischer Darstellung,
- 5 einen Schnitt durch das Lager gemäß der 4,
- 6 eine Ausschnittsvergrößerung aus einem Lager
- 7 ein Lager in schematischer Darstellung.
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1 zeigt ein Lager in Form eines Motorlagers 2 in schematischer Darstellung. Das Motorlager 2 weist ein erstes Teil 4 auf, das aus einer Hartkomponente besteht, die im Spritzgussverfahren z. B. aus einem synthetischen Harz gefertigt wird. Das Motorlager 2 weist ferner ein zweites Teil 6 auf, das aus einer Weichkomponente wie z. B. einem vulkanisierten Kautschuk besteht. Das zweite Teil 6 weist ein Aufnahmefenster 8 mit einer äußeren Kontur 10 und einem daran befestigten Anschlagpuffer 42, zwei Beine 12, 14 und eine Stützwand 16 auf. Ein Ende eines jeden Beines 12, 14 ist an der äußeren Kontur 10 des Aufnahmefensters 8 befestigt. Die dem Aufnahmefenster 8 abgewandten Enden der Beine 12, 14 enden auf der Stützwand 16, die die beiden Beine miteinander verbindet. Auf der Innenoberfläche 34 der Stützwand 16 ist zwischen den Beinen 12, 14 ein Anschlagpuffer 40 angeordnet. Das zweite Teil 6 ist über die Außenoberfläche 18 der Stützwand 16, die dem Aufnahmefenster 8 abgewandt ist, mit dem ersten Teil 4 flächig verbunden.
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Zur Herstellung des Motorlagers 2 wird das vorgefertigte zweite Teil 6 in den Hohlraum einer Spritzgussform eingebracht und dort in seiner Lage positioniert und fixiert. Die Positionierung und Fixierung des zweiten Teils 6 erfolgt dadurch, dass Haltevorrichtungen der Spritzgussform in das Aufnahmefenster 8 und in die späteren Freiräume 20 zwischen dem ersten Teil 4 und dem zweiten Teil 6 eingreifen.
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Zur besseren Positionierung und Fixierung des zweiten Teiles 6 in dem Hohlraum der Spritzgussform sind auf der Innenoberfläche 34 der Stützwand 16, die dem Aufnahmefenster 8 zugewandt ist, rippenartige Vorsprünge 36, 38 angeordnet. Die rippenartigen Vorsprünge 36, 38 sind in dem Bereich der Innenoberfläche 34 angeordnet, der zwischen den Beinen 12, 14 des zweiten Teiles 6 liegt. Hierbei ist der Vorsprung 36 zwischen dem Bein 12 und dem Anschlagpuffer 40 und der Vorsprung 38 zwischen dem Anschlagpuffer 40 und dem Bein 14 angeordnet. Die in der 1 gezeigten und im weiteren Verlauf erwähnten rippenartigen Vorsprünge bestehen aus der Weichkomponente des zweiten Teils 6 und sind integraler Bestandteil des zweiten Teils 6. Ferner sind die in der 1 gezeigten und im weiteren Verlauf erwähnten rippenartigen Vorsprünge derart auf der Stützwand 16 angeordnet und so dimensioniert, dass sie eine relative Bewegung der ersten Teils 4 des Lagers zum zweiten Teil 6 des Lagers nicht behindern.
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Nach der Fixierung des zweiten Teils 6 in der Spritzgussform wird in den verbleibenden Hohlraum der Spritzgussform zur Bildung des ersten Teiles 4 das Spritzgussmaterial eingespritzt. Das erste Teil 4 umfasst bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel das zweite Teil 6 in der Papierebene vollständig. Im Bereich der Aufnahmefenster 8, 22, 24 befinden sich Hülsen 26, 28, 30, mit denen das Motorlager 2 einerseits (über die Hülse 26) an der Karosserie und andererseits (über die Hülsen 28 und 30) an der Motor-Getriebeeinheit eines Kraftfahrzeuges befestigt werden kann. Die Hülse 26 weist eine Lagerachse auf, die in die Tiefenrichtung des Motorlagers 2 weist und durch den Pfeil 32 angedeutet ist (da in der 1 ein Querschnitt durch das Lager 2 gezeigt ist und die Lagerachse also senkrecht auf der Querschnittsfläche steht, ist von dem Pfeil 32 nur die Spitze zu sehen).
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Die 2 zeigt einen Schnitt entlang der in der 1 eingezeichneten Linie II - II, wobei in Richtung der eingezeichneten Pfeile auf die Schnittfläche geschaut wird. Der 2 ist zu entnehmen, dass die Längsachse der rippenartigen Vorsprünge 36, 38, angedeutet durch die in den Vorsprüngen 36, 38 eingezeichneten Pfeile, parallel zu der Lagerachse 32 (die in die Tiefenrichtung des Lagers 2 zeigt) verlaufen. Für eine exakte Positionierung des zweiten Teiles 6 in der Spritzgussform ist es nicht notwendig, dass die rippenartigen Vorsprünge 36, 38 exakt parallel zu der Lagerachse 32 ausgerichtet sind. Vielmehr ist es ausreichend, wenn die rippenartigen Vorsprünge 36, 38 zu der Lagerachse 32 einen Winkel α einnehmen, der zwischen -30° und +30° liegt. Die rippenartigen Vorsprünge 36, 38 erstrecken sich in ihrer Längsausdehnung über die gesamte Tiefe t der Innenoberfläche 34 der Stützwand 16.
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3 zeigt einen Ausschnitt aus der 1, der dort mit III bezeichnet ist. Der rippenartige Vorsprung 36 weist eine Höhe h auf, die ungefähr einmal bis 5 mal so groß ist, wie die Dicke d der Stützwand 16 in ihren Bereichen außerhalb des Anschlagpuffers 40. Im gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht die Höhe h des Vorsprunges 36 ca. 3d (h = 3d). Der rippenartige Vorsprung 36 weist ferner eine mittlere Breite b auf, die zwischen ¼ h und h liegt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Breite b des Vorsprunges 36 ca. ½ h (b = ½ h). Der in der 3 nicht gezeigte rippenartige Vorsprung 38 (siehe 1) ist genauso ausgebildet wie der rippenartige Vorsprung 36. Der Vorsprung 36 und der Vorsprung 38 sind vorzugsweise in einem Bereich der Stützwand 16 angeordnet, in dem diese ihre geringste Dicke d aufweist.
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Die Hochachse 44 des Vorsprunges 36 steht senkrecht auf der Innenoberfläche 34 der Stützwand 16. Dies bedeutet, dass die Hochachse 44 parallel zu der Flächenormalen 46 der Innenoberfläche 34 im Bereich des Fußpunktes der Hochachse 44 verläuft. Für eine positionsgenaue Fixierung des ersten Teils 6 in einer Spritzgussform ist es ausreichend, wenn die Hochachse 44 zu der Flächennormalen 46 einen Winkel β einnimmt, der zwischen +30° und -30° liegt.
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4 ist ein Motorlager 2 zu entnehmen, das weitgehend genauso aufgebaut ist wie das in 1 gezeigte Motorlager 2. Ein Unterschied ist lediglich darin zu sehen, dass die Stützwand 16 Bereiche 48 und 50 aufweist, die sich über die Beine 12, 14 hinaus erstrecken. In jedem der Bereiche 48, 50 ist jeweils ein rippenartiger Vorsprung 52, 54 angeordnet, der genauso ausgebildet und ausgerichtet ist, wie es im Zusammenhang mit den 2 und 3 erläutert worden ist. Ein weiterer Unterschied des in der 4 gezeigten Motorlagers 2 zu dem in der 1 gezeigten Motorlager 2 ist darin zu sehen, dass zusätzlich im Bereich des Anschlagpuffers 40 ein rippenartiger Vorsprung 56 vorgesehen ist. Der rippenartige Vorsprung 56 maximal so hoch ist wie der Anschlagpuffer 40, um den Federweg zwischen Anschlagpuffer 40 und Aufnahmefenster 10 nicht zu verkürzen.
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5 zeigt einen Schnitt entlang der in der 4 gezeigten Linie V - V, wobei in Richtung der eingezeichneten Pfeile auf die Schnittfläche geschaut wird. Der 5 ist zu entnehmen, dass der rippenartige Vorsprung 56 sich in seiner Längsausdehnung (angedeutet durch den Pfeil) über die gesamte Innenoberfläche 34 der Stützwand 16 erstreckt.
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Der 6 ist ein Ausschnitt aus einem Motorlager 2 zu entnehmen, der weitestgehend dem Ausschnitt gemäß 3 entspricht. Der einzige Unterschied ist darin zu sehen, dass der rippenartige Vorsprung 36 in seiner Seitenwand 58 eine Hinterschneidung 60 aufweist. Derartige Hinterschneidungen können alle in den 1-5 gezeigten rippenartigen Vorsprünge 36, 38, 52, 54 und 56 aufweisen.
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7 zeigt ein Lager 2, das weitgehend genauso aufgebaut ist, wie die in der 1 und 4 gezeigten Lager. Der einzige Unterschied ist darin zu sehen, dass das Lager 2 nur ein Bein 12 aufweist. Die rippenartigen Vorsprünge 52, 54 sind in den Bereichen 48, 50 angeordnet, die sich über das Bein 12 hinaus erstrecken. Die Vorsprünge sind genauso ausgebildet, wie es im Zusammenhang mit den 1 bis 6 erläutert worden ist.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Motorlager
- 4
- erstes Teil
- 6
- zweites Teil
- 8
- Aufnahmefenster
- 10
- äußere Kontur
- 12, 14
- Bein
- 16
- Stützwand
- 18
- Außenoberfläche
- 20
- Freiraum
- 22, 24
- Aufnahmefenster
- 26, 28, 30
- Hülse
- 32
- Pfeil
- 34
- Innenoberfläche
- 36, 38
- rippenartiger Vorsprung
- 40, 42
- Anschlagpuffer
- 44
- Hochachse
- 46
- Flächennormale
- 48,50
- Bereich
- 52, 54, 56
- rippenartiger Vorsprung
- 58
- Seitenwand
- 60
- Hinterschneidung
