DE102011055181A1

DE102011055181A1 - Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugstabilisatoranordnung

Info

Publication number: DE102011055181A1
Application number: DE102011055181A
Authority: DE
Inventors: Wulf Härtel; Wolfram Linnig
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2013-05-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugstabilisatoranordnung, wobei ein durch Lösungsmittel (7) verflüssigtes Kautschukmaterial als Koppelungsmittel zwischen dem Stabilisatorstab (9) und dem Elastomerlager (10) vorgesehen ist. Der Austrocknungsvorgang erfolgt durch Verflüchtigung des Lösungsmittels (7). Hierdurch ist es möglich, eine homogene, einstückige Klebeverbindung zwischen den Bauteilen herzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugstabilisatoranordnung, aufweisend einen Kraftfahrzeugstabilisator und mindestens ein Elastomerlager gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei der Herstellung von Gummimetallverbindungen besteht grundsätzlich immer die Schwierigkeit, zwei unterschiedliche Werkstoffe, auf der einen Seite Gummi bzw. Elastomerwerkstoff und auf der anderen Seite Metallwerkstoff, miteinander stoffschlüssig zu fügen. Aus dem Stand der Technik sind hierzu verschiedene Fügeverfahren bekannt.
Zum einen werden Gummibauteile an die Metallbauteile geklebt. Hierzu wird ein Klebstoff eingesetzt, der beispielsweise aus einem Mehrkomponentensystem besteht, oder aber entsprechend das Gummibauteil oder das Metallbauteil werden mit einem Primer vorbehandelt, der dann mit dem Klebstoff reagiert und den Klebstoff aushärten lässt.
Eine weitere Koppelungsvariante besteht in der Postvulkanisation. Hierbei wird durch einen entsprechenden Wärmeeintrag eine Verbindung zwischen dem Elastomerbauteil und dem Metallbauteil ausgebildet. Aus fertigungstechnischer Sicht, insbesondere in der automatisierten Fertigung, ist hier jedoch von Nachteil, dass beide Bauteile zunächst miteinander in Position zu bringen sind und dann während des Vulkanisationsvorganges in der Position gehalten werden müssen. Eine weitere Besonderheit besteht in dem Wärmeeintrag zur Durchführung des Postvulkanisationsverfahrens an sich. Unter Umständen ist es notwendig, beide Bauteile zu erwärmen, sodass das Handling, insbesondere in der automatisierten Fertigungslinie, aufwendig ist.
Beispielsweise ist aus der DE 199 19 573 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem eine Elastomerfeder mit Innenhülsen oder einer Stabilisatorstange verbunden wird. Die einzelnen Komponenten werden zunächst mit einem Haftsystem vorbehandelt und anschließend wird die Elastomerfeder auf zuvor genannte Metallbauteile aufgeschoben. Ein anschließender Wärmeeintrag bildet die Verbindung zwischen der Elastomerfeder und dem Metallbauteil durch Vulkanisation aus.
Insbesondere bei der Herstellung eines Kraftfahrzeugstabilisators handelt es sich im Falle der Kraftfahrzeugstabilisatorstange um ein längliches Metallbauteil, dass nur durch Betreiben eines hohen Manipulatoraufwandes in eine Heizvorrichtung einlegbar ist.
Im Falle der Verwendung von zusätzlichen Haftsystemen und/oder drittem Klebstoffmaterial sind die Herstellungskosten hoch, durch den Einsatz von relativ teuren Zusatzwerkstoffen und lange Verarbeitungszeiten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem eine Kraftfahrzeugstabilisatoranordnung in einem automatisierten Fertigungsprozess bei kurzen Fertigungszeiten kostengünstig herstellbar ist und die besonders langlebig ist.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugstabilisatoranordnung mit den Merkmalen im Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der abhängigen Patentansprüche. Im Rahmen der Erfindung ist unter Bauteil sowohl der Stabilisatorstab, das Elastomerlager und auch die Lagerschelle zu verstehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugstabilisatoranordnung, aufweisend einen Kraftfahrzeugstabilisator und mindestens ein Elastomerlager, wobei zwischen dem Kraftfahrzeugstabilisator und dem Elastomerlager eine Gummimetallverbindung ausgebildet wird, ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

– Bereitstellen des Stabilisatorstabes, des Elastomerlagers und einer Lagerschelle;
– Verflüssigen eines Kautschukmaterials durch Einsatz eines Lösungsmittels zu einer Kautschuklösung;
– Auftragen der Kautschuklösung auf den Stabilisatorstab und/oder auf das Elastomerlager und/oder auf die Lagerschelle;
– Formschlüssiges Fügen des Stabilisatorstabes mit dem Elastomerlager und/oder formschlüssiges Fügen des Elastomerlagers mit der Lagerschelle;
– Aushärten der Kautschuklösung.

Erfindungsgemäß wird durch das Verflüssigen des Kautschukmaterials durch den Einsatz eines Lösungsmittels ein Ersatzklebstoff bereitgestellt, wobei das Kautschukmaterial besonders bevorzugt aus dem gleichen Werkstoff ausgebildet ist, aus dem auch das Elastomerbauteil ausgebildet ist. Das Kautschukmaterial wird dabei besonders bevorzugt mit einem Lösungsmittel verflüssigt und somit zu einer verarbeitungsfertigen Kautschuklösung bereitgestellt.
Bei dem Lösungsmittel handelt es sich weiterhin bevorzugt um ein Lösungsmittel, das bei Umgebungsluft verdampft, so dass die Kautschuklösung aushärtet bzw. austrocknet und somit die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Elastomerbauteil und dem Metallbauteil herstellt. Erfindungsgemäß ergibt sich hierbei der Vorteil, dass die Kautschuklösung eine stoffschlüssige und vor allem einstückige homogene Verbindung mit dem Elastomerbauteil eingeht und gleichzeitig eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Metallbauteil herstellt.
Ein zusätzlicher Wärmeeintrag kann optional durchgeführt werden, ist allerdings nicht grundsätzliche Notwendigkeit. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ein kostenintensiver Klebstoff und/oder eine kostenintensive Vorbehandlung der zu fügenden Flächen vermieden wird. Weiterhin können die Bauteile im regulären Produktionsprozess durch Manipulatoren und/oder Roboter einfach gehändelt werden, ohne dass Besonderheiten in den Klebeanlagen und/oder Erwärmungsanlagen auftreten, die wiederum die Anschaffung einer Fertigungslinie verteuern würden.
Ein weiterer wesentlicher Erfindungsvorteil ist, dass die Kautschuklösung insbesondere als breiige und/oder pastöse Masse auf die Bauteile aufgetragen werden kann, so dass ein Fließen aufgrund des weiteren Handlings des Materials vermieden wird. Es ergeben sich somit alle Freiheitsgrade des automatisierten Handhabens der Bauteile. Im Rahmen der Erfindung sind unter den Bauteilen sowohl das Elastomerbauteil, als auch das Metallbauteil zu verstehen.
Die Kraftfahrzeugstabilisatoranordnung weist einen stangenförmigen und/oder rohrförmigen Stabilisatorstab auf, auf den entweder zwei Elastomerlagerhalbschalen aufgesetzt werden und/oder ein, vorzugsweise kreisförmiges, Elastomerlager aufgeschoben wird. Optional und/oder ergänzend wird wiederum auf das Elastomerlager und/oder auf die Elastomerhalblager eine Lagerschelle aufgebracht. Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen der Lagerschelle derart, dass das Elastomerlager in einen Spannungszustand versetzt ist. Für die Koppelung zwischen Stabilisatorstab und Elastomerlager und/oder zwischen Elastomerlager und Lagerschelle ist es dann wiederum möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Auftragen der Kautschuklösung eine entsprechende Gummimetallverbindung herzustellen.
Im Rahmen der Erfindung sind, sofern nicht ausdrücklich ausgeschlossen, der Werkstoff von Gummi, Kautschuk und Elastomer identisch. Es handelt sich dabei um einen dauerelastischen Werkstoff, vorzugsweise um handelsübliche, insbesondere im Kraftfahrzeugbau eingesetzte Gummilagerwerkstoffe.
Im Rahmen der Erfindung wird die Kautschuklösung als breiiges und/oder pastöses Fluid auf zumindest eines der zu fügenden Bauteile aufgetragen, vorzugsweise als Raupe. Durch den breiigen und/oder pastösen Fluidzustand der Kautschuklösung ist es somit möglich, ein zähfließendes Fluid auf die Bauteile aufzutragen. Das Auftragen erfolgt erfindungsgemäß vorzugsweise mit einem Manipulator und/oder einer Klebepistole in Form einer Kleberaupe. Aufgrund der zähfließenden Eigenschaft des Fluides ist dieses exakt auf den gewünschten Stellen anzuwenden, ohne dass dieses nachträglich verläuft. Insbesondere für nachfolgende Handlingsoperationen ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass die aufgetragene Kautschuklösung nicht durch nachträgliches Fließen die Produktionsgenauigkeiten beeinflusst.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung härtet die Kautschuklösung durch Verdampfen des Lösungsmittels zumindest teilweise aus, vorzugsweise härtet die Kautschuklösung durch Verdampfen des Lösungsmittels vollständig aus. Unter einem Aushärten ist im Rahmen der Erfindung ein Austrocknen bzw. ein Verfestigen zu verstehen. Die Kautschuklösung geht somit vom fluiden Zustand in einen dauerelastischen festen Zustand über.
Im Falle der Teilaushärtung durch Verdampfen des Lösungsmittels ist es durch zusätzliche Energiezufuhr, insbesondere durch Wärmezufuhr möglich, die Kautschuklösung vollständig in den festen Zustand zu überführen. Bei einer vollständig aushärtenden Kautschuklösung ist es im Rahmen der Erfindung nicht notwendig, eine zusätzliche Energiezufuhr durchzuführen, da der erfindungsgemäß angewendete Prozess insbesondere bei Umgebungstemperatur vollständig von alleine aushärtet.
Bei einer teilausgehärteten Kautschuklösung ist es wiederum möglich, die Dicke und somit die Distanz von Metallbauteil zu Elastomerbauteil durch die Kautschuklösung einzustellen. Bei aufgetragener, bereits teilausgehärteter Kautschuklösung ist es folglich möglich, eine größere Distanz zwischen den beiden Bauteilen zu überbrücken, als bei einer Kautschuklösung, die sich im reinen Fluidzustand befindet, da die teilausgehärtete Kautschuklösung nicht so leicht aus der Fügezone fließt bzw. gedrückt wird.
Weiterhin bevorzugt härtet die Kautschuklösung durch Wärmeeinwirkung und/oder Energieeinwirkung aus, vorzugsweise wird der Aushärtevorgang durch Wärmeeinwirkung und/oder Energieeinwirkung gezielt gesteuert und/oder gegenüber einem Aushärten bei Umgebungstemperatur beschleunigt. Insbesondere kann die Wärmeeinwirkung im Rahmen der Erfindung durch ein induktives Erwärmen stattfinden. Darüber hinaus kann beispielsweise im Falle einer Kraftfahrzeugstabilisatoranordnung der Kraftfahrzeugstabilisatorstab konduktiv erwärmt werden. Auch kann im Rahmen der Erfindung Wärme über Infrarotstrahler oder sonstige Wärmelampen oder Wärmestrahler zugeführt werden.
Darüber hinaus ist es im Rahmen der Erfindung möglich, durch gezielt vorgegebene Aufheiztemperaturen und/oder Aufheizzeiten den Aushärtevorgang und/oder Trocknungsvorgang der Kautschuklösung gezielt zu beeinflussen. Hierüber kann dann die erzielbare Festigkeit der Verbindung eingestellt werden. Darüber hinaus können besonders kurze Taktzeiten durch die Erwärmung realisiert werden.
Darüber hinaus ist es vorstellbar, den Aushärtevorgang durch eine Energiezuführung zu beschleunigen. Energiezuführungsmethoden können beispielsweise eine Strahlenbehandlung, insbesondere durch einen Plasmastrahler, durch einen Infrarotstrahler oder aber auch durch Mikrowellen erfolgen. Darüber hinaus ist es möglich, mit einem Laser gezielt den Bereich der Kautschuklösung derart zu behandeln, dass auch hierdurch ein Aushärteprozess stattfindet. Ebenfalls ist ein Aufheizen mittels Heißluftgebläse vorstellbar.
Bei dem Lösungsmittel zum Verflüssigen des Kautschuks wird im Rahmen der Erfindung insbesondere ein Lösungsmittel verwendet, das als Hauptbestandteil aus einer der nachfolgenden Gruppen ausgewählt ist. Diese sind zum Beispiel Schwefel-Kohlenstoff, Äther, Chloroform, Benzol, Benzin, Steinkohlenteeröl, Terpentinöl, Kampheröl oder aber auch Leinöl. Je nach zu verflüssigendem Kautschukwerkstoff kann eines der zuvor genannten Lösungsmittel sich als besonders zweckmäßig erweisen. Über die Wahl des Lösungsmittels selber ist es somit möglich, die Aushärteeigenschaften an dem aufgetragenen fluiden Kautschukmaterial einzustellen.
Durch geeignete Wahl des Lösungsmittels ist ein schnelleres bzw. langsameres Verdampfen, also ein Auslösen des Lösungsmittels aus dem fluiden Kautschuk, möglich. Darüber hinaus ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dem Lösungsmittel weiterhin Additive zuzusetzen, die beispielsweise die Anbindung des verflüssigten Kautschuks an das Metallbauteil begünstigen und somit in diesem Bereich eine hochfeste und dauerelastische sowie haltbare Verbindung herstellen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung besteht der Kautschukwerkstoff aus dem gleichen Material, aus dem der Elastomerkörper oder das Elastomerlager ausgebildet ist. Insbesondere hierdurch ist es im Rahmen der Erfindung möglich, eine einstückige und homogene Verbindungsschicht auszubilden, wobei die Verbindungsschicht zwischen dem Elastomerbauteil und dem Metallbauteil bzw. dem Elastomerlager und dem Stabilisatorstab ausgebildet wird. Das fluide Kautschuk geht somit durch Aushärtung des Lösungsmittels eine stoffschlüssige Verbindung, sowohl mit dem Elastomerwerkstoff, der bevorzugt aus dem gleichen Kautschukmaterial besteht, ein, als auch mit dem metallischen Bauteil bzw. mit dem Stabilisatorstab.
Im Rahmen der Erfindung wird die Kautschuklösung mit einer erhöhten Temperatur, vorzugsweise zwischen 25°C und 250°C, besonders bevorzugt zwischen 25°C 150°C, insbesondere zwischen 80°C und 100°C verflüssigt und/oder verarbeitet, wobei über die erhöhte Temperatur die Viskosität der Kautschuklösung während des Auftragevorganges eingestellt wird. Im Rahmen der Erfindung ist unter einer erhöhten Temperatur eine Temperatur über Raumtemperatur, also über 20°C zu verstehen. Durch Wahl der Höhe der Temperatur, beispielsweise 80° oder aber 90°C ist es somit möglich, die Viskosität des fluiden Kautschuks einzustellen. Insbesondere ist der Kautschuk bei höherer Temperatur flüssiger und bei niedrigerer Temperatur zähflüssiger. Je nach Anwendungsfall des Auftragens kann es sich daher anbieten, den Kautschuk mit einer gezielten Viskosität aufzutragen, so dass er den jeweiligen Auftragerfordernissen entspricht. Beispielsweise ist bei einem Überkopfauftrag ein sehr zähflüssiges Kautschuk von Nöten, wohingegen bei einem Auftrag auf oder in einen behälterartigen Körper ein hierzu flüssigeres Kautschukmittel von Vorteil sein kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante härtet die Kautschuklösung nach dem Auftragen für eine Antrocknungszeit zumindest teilweise aus, wobei nach dem Teilaushärten die zwei zu verbindenden Bauteile miteinander gefügt werden. Durch den Teilaushärteprozess wird beispielsweise verhindert, dass sich das fluide Kautschukmaterial in einem derart flüssigen Zustand befindet, dass es durch den formschlüssigen Fügevorgang beider Bauteile fließt bzw. weggedrückt wird. Hierbei ist ein Zwischenraum zwischen den zwei zu fügenden Bauteilen zu verstehen, der durch die Kautschuklösung ausgefüllt ist.
Im Falle einer teilausgehärteten Kautschuklösung wird bei dem nachgeschalteten formschlüssigen Fügeprozess die Kautschuklösung nach dem Prinzip eines Balges an den Rändern des Formraumes bzw. Zwischenraumes ausgedehnt, fließt jedoch nicht aus dem Zwischenraum heraus. Durch den nachgeschalteten vollständigen Aushärtevorgang und/oder einen kombinierten Wärmeeintrag wird dann sichergestellt, dass die Anbindung zwischen Elastomerbauteil und Metallbauteil homogen und ohne Lufteinschlüsse oder sonstige Einschlüsse hergestellt wird.
Im Rahmen der Erfindung werden weiterhin die zwei zu verbindenden Bauteile, also das metallische Bauteil und das Elastomerbauteil miteinander verpresst. Durch das Anpressen, sowohl des Metallbauteils als auch des Elastomerbauteils gegeneinander wird sichergestellt, dass der Zwischenraum, in dem die Kautschuklösung angeordnet ist, vollständig und homogen mit der Kautschuklösung ausgefüllt ist. Etwaige Lufteinschlüsse werden hierdurch aus der Verbindung herausgedrückt, etwaiges überschüssiges Kautschukmaterial kann an den Außenstellen ablaufen bzw. nach außen gedrückt werden. Dieses kann wiederum in einem nachgeschalteten Verarbeitungsschritt abgeschnitten werden und/oder so dimensioniert werden, dass es im Wesentlichen mit einer äußeren Randfuge abschließt und/oder leicht über die äußere Randfuge übersteht.
Im Rahmen der Erfindung wird die Kautschuklösung besonders bevorzugt auf das Metallbauteil und/oder das Elastomerbauteil, insbesondere auf dem Stabilisatorstab und/oder auf das Elastomerlager und/oder die Lagerschelle aufgetragen. Gerade für die Kraftfahrzeugstabilisatoranordnung bietet es sich an, in einer Ausführungsvariante zunächst das Elastomerlager auf den Stabilisatorstab aufzuvulkanisieren und anschließend eine Innenseite der Lagerschelle an eine Außenseite des Elastomerlagers anzukleben. Besonders bevorzugt kann die Lagerschelle dazu unter Vorspannung auf das Elastomerlager aufgebracht werden, so dass ein Verpressen durch die durch die Lagerschelle erzeugten Eigenspannungen selbst erfolgt und ein externes Verpressen nicht zwangsläufig notwendig ist.
Im Rahmen der Erfindung ist es in einer weiteren Ausführungsvariante möglich, zunächst das Elastomerlager auf den Stabilisatorstab über die Kautschuklösung aufzukleben und anschließend das Elastomerlager und die Lagerschelle ebenfalls über die Kautschuklösung zu verkleben, wobei das jeweilige Anpressen durch die durch die Lagerschellen erzeugten Eigenspannungen miteinander verspannt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung wird die Kautschuklösung zweilagig, insbesondere mehrlagig aufgetragen. Unter einem mehrlagigen Auftragen ist beispielsweise ein dreilagiges, vierlagiges oder aber auch fünflagies Auftragen zu verstehen. Durch das mehrlagige Auftragen, insbesondere das zweilagige Auftragen, ist es daher möglich, zum einen zwei verschiedene Kautschuklösungen aufzutragen. Auf der Seite des Metallbauteils kann somit eine Kautschuklösung aufgetragen werden, die eine besonders hohe Affinität gegenüber einer Verbindung mit einem metallischen Werkstoff aufweist und auf der Seite des Elastomerbauteils wird eine Kautschuklösung aufgetragen, die eine hohe Affinität gegenüber einer Verbindung mit einem Elastomerwerkstoff aufweist. Die Kautschuklösungen untereinander gehen wiederum in bevorzugter Ausführungsvariante untereinander eine homogene, einstückige Verbindung ein.
In einer weiteren Ausführungsvariante ist es jedoch auch möglich, durch den zweilagigen Auftrag, beispielsweise gesteuert über die Aushärtezeiten, eine höhere Schichtdicke der Kautschuklösung zu realisieren. So wird beispielsweise eine erste Lage aufgetragen und nach kurzer, zumindest Teilaushärtung der ersten Lage, wird über diese eine zweite Lage aufgetragen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin vorstellbar, die Lage mit der Kautschuklösung zunächst auf eines der Bauteile aufzutragen und dieses Bauteil auf Vorrat zu produzieren. Das heißt, es wird eine höhere Stückzahl der Bauteile vorgehalten. Die Kautschuklösung kann dann wiederum durch Energieeinwirkung, beispielsweise durch Wärmeeinwirkung oder aber durch chemische Einwirkung, beispielsweise durch Einwirkung eines Lösungsmittels, kurzfristig wieder in einen zumindest teilviskosen Zustand überführt werden, so dass eine hieran folgende Fügeoperation durchführbar ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante wird das Elastomerlager an dem Stabilisatorstab durch Post-Vulkanisation befestigt und anschließend die Lagerschelle und das Elastomerlager mittels der Kautschuklösung miteinander verklebt.
Ein weiterer, sich mit der vorliegenden Erfindung ergebender Vorteil ist, dass das Bauteil mit aufgetragener Kautschuklösung nach weniger als 10 Sekunden, insbesondere weniger als 7 Sekunden und ganz besonders bevorzugt weniger als 5 Sekunden frei verlagerbar und/oder handhabbar ist, ohne dass die teilausgehärtete Kautschuklösung durch die Verlagerung und/oder die bei der Verlagerung auftretenden Fliehkräfte fließt. Im Rahmen der Erfindung bedeutet dies, dass die als pastöses bzw. breiiges Fluid aufgebrachte Kautschuklösung an Ort und Stelle des Auftragevorganges verbleibt und nicht von diesem Ort wegfließt, so dass eine nicht ordnungsgemäße Menge zwischen den zwei zu fügenden Bauteilen durch eine Handhabungsoperation vorhanden ist. Hierdurch werden Produktionsschwankungen weitestgehend vermieden und gleichzeitig besonders kurze Taktzeiten erreicht.
Im Rahmen der Erfindung werden weiterhin bevorzugt zwei Schichten der Kautschuklösung übereinander und/oder nebeneinander aufgetragen, wobei eine Lage vorzugsweise aus einem Werkstoff ausgebildet ist, der eine bevorzugte Verbindung mit dem Metallbauteil eingeht und die zweite Lage aus einem Werkstoff ausgebildet wird, der vorzugsweise eine Verbindung mit dem Elastomerbauteil eingeht und beide Lagen eine bevorzugte Verbindung untereinander eingehen.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, zwei Schichten der Kautschuklösung übereinander und/oder nebeneinander aufzutragen, wobei jede Schicht aus einem Kautschukwerkstoff ausgebildet ist, der ein eigenes Schubmodul aufweist, insbesondere weisen die zwei Schichten voneinander verschiedene Dicken auf. Somit ist es möglich, die Verdreheigenschaften und/oder die Federungs- bzw. Dämpfungseigenschaften des Elastomerlagers mit durch Wahl des Kautschukwerkstoffes im Bereich der Verbindung zu beeinflussen.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, die Schichtdicke der Kautschuklösung zu variieren und/oder unterschiedliche Schichtdicken aufzutragen.
Es ist somit durch das erfindungsgemäße Koppelungsverfahren möglich, Produktionstoleranzen des Elastomerbauteils durch geeignete Wahl der Schichtdicke der Kautschuklösung auszugleichen. Weiterhin ist es möglich, durch beispielsweise alternierenden Auftrag bzw. wellenförmigen Auftrag der Kautschuklösung ein entsprechendes Ausgleichsmuster zu schaffen, so dass von Bereichen, in denen mehr Kautschuklösung aufgetragen ist, überschüssige Kautschuklösung entweder aus der Verbindung herausgedrückt wird und/oder in die Bereiche mit hierzu weniger Kautschuklösung fließt.
Die zuvor genannten Merkmale sind untereinander beliebig kombinierbar, wobei sich die damit einhergehenden Vorteile in Kombination sinngemäß ergeben, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der folgenden Beschreibung. Vorteilhafte Ausführungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
1a und b einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens;
2 eine erfindungsgemäß hergestellte Kraftfahrzeugstabilisatoranordnung und
3a bis c schematische Querschnittsansichten einer erfindungsgemäß hergestellten Verbindung.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
In 1a wird ein erster Schritt des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens gezeigt, wobei ein Metallbauteil 1 in Form eines Stabilisatorstabs 9 (s. 2) bereitgestellt ist, auf das mittels einer Dosiereinrichtung 2 ein verflüssigter Kautschuk in Form einer Kautschuklösung 3 aufgetragen wird. In 1b wird auf das mit Kautschuklösung 3 benetzte Metallbauteil 1 ein Elastomerbauteil 4, bei dem es sich um ein Elastomerlager 10 (s. 2) handelt, formschlüssig aufgesetzt und durch Zufuhr von Druck 5 und Wärme 6 werden die beiden Bauteile derart miteinander gekoppelt, dass die Kautschuklösung 3 austrocknet. Das Austrocknen geschieht durch Verdampfen des Lösungsmittels 7.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugstabilisatoranordnung 8, bestehend aus einem Stabilisatorstab 9, einem Elastomerlager 10 sowie zwei Lagerschellen 11. In der hier gezeigten Ausführungsvariante wird zwischen dem Elastomerlager 10 und dem Stabilisatorstab 9 durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eine Verbindung hergestellt, die durch eine verflüssigte und anschließend aushärtbare Kautschuklösung 3 ausgebildet ist.
3a bis c zeigen verschiedene Querschnittsansichten von möglichen Ausführungsvarianten der hergestellten Verbindung. In der 3a bis c ist jeweils oben gezeigt das Elastomerbauteil 4, in der Mitte gezeigt die ausgehärtete Kautschuklösung 3 und unten dargestellt das Metallbauteil 1. In 3a weist aufgrund der gleichgerichteten Schraffierung die Kautschuklösung 3 eine Affinität zu dem Elastomerbauteil 4 auf, und eine Dicke d1. Demgegenüber unterscheidet sich die Darstellung in 3b, dass die dort abgebildete Kautschuklösung 3 eine Dicke d2 aufweist, wobei die Dicke d2 größer ist als die Dicke d1.
In 3c ist eine Kautschuklösung 3 dargestellt, die eine höhere Affinität zu der Verbindung mit dem Metallbauteil 1 besitzt. Die Schicht mit der Kautschuklösung 3 weist wiederum die Dicke d1 auf.
Bezugszeichenliste

1: Metallbauteil
2: Dosiereinrichtung
3: Kautschuklösung
4: Elastomerbauteil
5: Druck
6: Wärme
7: Lösungsmittel
8: Kraftfahrzeugstabilisatoranordnung
9: Stabilisatorstab
10: Elastomerlager
11: Lagerschelle
12: Verbindung
d1: Dicke
d2: Dicke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19919573 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugstabilisatoranordnung (8) aufweisend einen Stabilisatorstab (9) und mindestens ein Elastomerlager (10), wobei zwischen dem Stabilisatorstab (9) und dem Elastomerlager (10) eine Gummimetallverbindung ausgebildet wird, gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte: – Bereitstellen des Stabilisatorstabes (9), des Elastomerlagers (10) und einer Lagerschelle (11); – Verflüssigen eines Kautschukmaterials durch Einsatz eines Lösungsmittels (7) zu einer Kautschuklösung (3), – Auftragen der Kautschuklösung (3) auf den Stabilisatorstab (9) und/oder das Elastomerlager (10) und/oder auf die Lagerschelle (11); – Formschlüssiges Fügen des Stabilisatorstabes (9) mit dem Elastomerlager (10); – Formschlüssiges Fügen des Elastomerlagers (10) mit der Lagerschelle (11); – Aushärten der Kautschuklösung (3).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschuklösung (3) als breiiges und/oder pastöses Fluid auf zumindest eines der zu fügenden Bauteile aufgetragen wird, vorzugsweise als Raupe.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschuklösung (3) durch verdampfen des Lösungsmittels (7) zumindest teilaushärtet, vorzugsweise vollständig aushärtet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschuklösung (3) durch Wärmeeinwirkung und/oder Energieeinwirkung aushärtet, vorzugsweise wird der Aushärtevorgang durch Wärmeeinwirkung und/oder Energieeinwirkung gezielt gesteuert und/oder beschleunigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel (7) Schwefel-Kohlenstoff oder Äther oder Chloroform oder Benzol oder Benzin oder Steinkohlenteeröl oder Terpentinöl oder Kampheröl oder Leinöl verwendet wird, vorzugsweise weist das Lösungsmittel (7) weitere Additive auf.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kautschukmaterial aus dem gleichen Material besteht, aus dem der Elastomerkörper oder das Elastomerlager (10) ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschuklösung (3) mit einer erhöhten Temperatur vorzugsweise zwischen 25 und 150°C, insbesondere zwischen 80 und 100°C, verflüssigt und/oder verarbeitet wird, wobei über die erhöhte Temperatur die Viskosität der Kautschuklösung (3) während des Auftragevorganges eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschuklösung (3) nach dem Auftragen für eine Antrocknungszeit teilaushärtet und anschließend werden die zwei zu verbindenden Bauteile miteinander gefügt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei zu verbindenden Bauteile miteinander verpresst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschuklösung (3) auf das Metallbauteil (1) und das Elastomerbauteil (10), insbesondere auf den Stabilisatorstab (9) und das Elastomerlager (10) und/oder auf das Elastomerlager (10) und die Lagerschelle (11) aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschuklösung (3) zweilagig, insbesondere mehrlagig aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschuklösung (3) sich einstückig mit dem Elastomerwerkstoff verbindet, so dass in der hergestellten Koppelung ein homogenes Werkstoffgefüge ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerlager (10) an dem Stabilisatorstab (9) postvulkanisiert befestigt wird und anschließend die Lagerschelle (11) und das Elastomerlager (10) mit der Kautschuklösung (3) verklebt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil mit aufgetragener Kautschuklösung (3) nach weniger, als 10 Sekunden, insbesondere weniger als 7 Sekunden und ganz besonders bevorzugt weniger als 5 Sekunden frei verlagerbar ist, ohne dass die teilausgehärtete Kautschuklösung (3) durch die Verlagerung und/oder die bei der Verlagerung auftretetenden Fliehkräfte fließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schichten Kautschuklösung (3) übereinander und/oder nebeneinander aufgetragen werden, wobei eine Lage vorzugsweise aus einem Kautschukwerkstoff (3) ausgebildet wird, der eine bevorzugte Verbindung mit dem Metallbauteil (1) eingeht und die zweite Lage aus einem Kautschukwerkstoff ausgebildet wird, der vorzugsweise eine Verbindung mit dem Elastomerbauteil (4) eingeht und beide Lagen eine bevorzugte Verbindung untereinander eingehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schichten Kautschuklösung (3) übereinander und/oder nebeneinander aufgetragen werden, wobei jede Schicht aus einem Kautschukwerkstoff ausgebildet ist, der ein eigenes Schubmodul aufweist, insbesondere weisen die zwei Schichten voneinander verschiedene Dicken (d1, d2) auf.