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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus Metalldraht gefertigten, ringförmigen Dämpfungselementes, welches zur Schwingungsentkopplung in einem Entkopplungselement zwischen einem ersten Ring und einem zweiten Ring des Entkopplungselementes anzuordnen und mit diesen jeweils zu verbinden ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines zur Schwingungsentkopplung dienenden Entkopplungselementes, welches einen Außenring, ein mit dem Außenring verbundenes, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Dämpfungselement und einen mit dem Dämpfungselement verbundenen Innenring aufweist.
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Dämpfungselemente der eingangs beschriebenen Art finden insbesondere bei Entkopplungselementen Anwendung, die beispielsweise bei Kraftfahrzeugen verwendet werden, um Komponenten voneinander schwingungstechnisch zu entkoppeln. Ein möglicher Einsatzbereich ist das Entkoppeln einer Einspritzdüse an einem Motorblock. Hierbei wird der als Innenring des Entkopplungselementes ausgebildete eine Ring an der Einspritzdüse, beispielsweise durch Klemmelemente, befestigt, während der andere als Außenring ausgebildete Ring am Motorblock befestigt ist. Beim Einspritzvorgang entstehen aufgrund der pulsierenden Aktivierungen der Einspritzdüse Schwingungen, die normalerweise von der Einspritzdüse auf den Motorblock übertragen werden und zu einer deutlich hörbaren Geräuschentwicklung im Fahrzeug führen. Mit Hilfe des zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Dämpfungselementes wird der Innenring vom Außenring und damit die Einspritzdüse vom Motorblock schwingungstechnisch entkoppelt.
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Bisher werden als Dämpfungselemente beispielsweise Dämpfungsringe aus Elastomeren oder aus Kautschuk verwendet, die mit dem Innenring und dem Außenring durch Kleben oder auch durch Vulkanisieren fest verbunden sind. Seit geraumer Zeit wird jedoch auch versucht, Dämpfungselemente zu verwenden, die aus Metalldraht gefertigt sind, insbesondere Dämpfungselemente die aus einem Drahtgestrick, Drahtgewirk oder Drahtgewebe bestehen, welches zu einem Formpressteil vorgegebener Abmessungen umgeformt worden ist (vgl.
DE 697 04 440 T2 ). Der Vorteil dieser Dämpfungselemente aus Metalldraht besteht darin, dass die Dämpfungselemente eine sehr hohe Standzeitfestigkeit besitzen, also kaum altern, und sehr genau die gewünschte Dämpfungsrate vorab eingestellt werden kann.
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Problematisch bei Verwendung von Dämpfungselementen, die aus Metalldraht gestrickt, gewebt oder gewirkt sind, ist jedoch, dass nach dem Ausformen des Dämpfungselementes als Formpressteil immer wieder kleine Drahtabschnitte aus dem Formpressteil hervorstehen.
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Diese Drahtabschnitte erschweren zum einen die Montage des Vorproduktes aus Innenring, Außenring und Dämpfungselement. Zum anderen kann es insbesondere beim Schweißvorgang zu unkontrollierten Verschmelzungen und Ausbildung von ungewollten Schweißverbindungen zwischen den Ringen und dem Dämpfungselement kommen. Ferner können die hervorstehenden Drahtabschnitte je nach deren Lage die Endmontage des Entkopplungselementes erschweren oder sogar unmöglich machen. Auch beeinträchtigen derartige hervorstehende Drahtabschnitte das optische Erscheinungsbild des Entkopplungselementes.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines zur Schwingungsentkopplung in einem eingangs beschriebenen Entkopplungselement verwendbaren, aus Metalldraht gefertigten, ringförmigen Dämpfungselementes anzugeben, welches ohne hervorstehende Drahtabschnitte auf einfache Weise zu fertigen ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1.
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Bei der Herstellung von Schlauchabschnitten, die aus Drähten gestrickt, gewebt oder auch gewirkt werden, werden üblicherweise Verfahren eingesetzt, bei denen zunächst ein Endlosschlauch gefertigt wird. Dabei werden je nach Einsatzzweck einzelne Drähte, mehrere zu einem Drahtstrang zusammengefasste Drahtfilamente oder auch gleichzeitig mehrere Drähte durch Stricken, Weben oder Wirken zu einem in Querrichtung gesehen in sich geschlossenen, fortlaufenden, schlauchförmigen Drahtgestrick, Drahtgewebe oder auch Drahtgewirk verarbeitet. Anschließend wird dieser Schlauch je nach Einsatzzweck in Schlauchabschnitte vorgegebener Länge aufgetrennt, beispielsweise geschnitten. Die Schlauchabschnitte sind dabei so bemessen, dass das später gefertigte Dämpfungselement ein definiertes, vorgegebenes Gewicht aufweist.
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Beim Unterteilen in die einzelnen Schlauchabschnitte entstehen an den Schlauchabschnitten häufig lose Drahtenden, die nach dem Ausformen gegebenenfalls beim fertigen Dämpfungselement hervorstehen könnten. Aus diesem Grund wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, zumindest ein Ende des Schlauchabschnittes umzuschlagen, und zwar zumindest über einen definierten Teil der Gesamtlänge des Schlauchabschnittes. Der so vorbereitete, abschnittsweise umgeschlagene Schlauchabschnitt wird anschließend zu dem ringförmigen Dämpfungselement umgeformt.
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Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch das Umschlagen zumindest eines der Enden des Schlauchabschnittes nicht nur das Umformen erleichtert ist, sondern beim fertigen Formpressteil auch die im Stand der Technik häufig auftretenden, hervorstehenden Drahtenden nicht mehr entstehen. So hat ein unmittelbarer Vergleich von fertigen Formpressteilen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigt worden waren, mit Formpressteilen, die in herkömmlicher Weise ohne Umschlagen des Schlauchabschnittes gefertigt wurden, zu einer deutlichen Verminderung des Ausschusses geführt. So lag die Ausschussquote bei den Formpressteilen, die in herkömmlicher Weise gefertigt worden waren, bei mehr als 4 Prozent, während die Ausschussquote bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formpressteilen auf unter 0,7 Prozent verringert werden konnte. In Anbetracht der Tatsache, dass derartige Dämpfungselemente in hohen Stückzahlen von mehreren Millionen pro Jahr gefertigt, stellt diese Verminderung der Ausschussquote eine dramatische Verbesserung der Fertigungsmöglichkeiten für derartige Dämpfungselemente aus Metalldraht dar.
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Das umzuschlagende Ende wird erfindungsgemäß nach innen in den Schlauchabschnitt umgeschlagen. Durch das nach innen Umschlagen wird sichergestellt, dass gegebenenfalls bei der Herstellung nach außen abstehende Drahtenden, die sich durch das Abtrennen oder auch durch den Herstellungsprozess des Schlauchabschnittes selbst ergeben haben, dabei nach innen umgelegt und auf diese Weise von dem restlichen Schlauchabschnitt, der nicht umgelegt wurde, umschlossen werden.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
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Um die Möglichkeit der Entstehung hervorstehender Drahtenden beim fertigen Formpressteil weiter zu vermindern, wird bei einer bevorzugten Verfahrensvariante vorgeschlagen, beide Enden des Schlauchabschnittes umzuschlagen. So hat sich in Versuchen gezeigt, dass sich durch diese Maßnahme die durch hervorstehende Drahtabschnitte verursachte Ausschussquote auf nahezu Null vermindert werden kann.
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Vorzugsweise wird die Länge des umzuschlagenden Endes in Abhängigkeit von der Gesamtlänge des Schlauchabschnittes vor dem Umschlagen bestimmt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Entstehung hervorstehender Drahtabschnitte beim Formpressteil sicher vermieden werden kann. Als besonders vorteilhaft hierfür haben Versuche gezeigt, dass die Länge des umzulegenden Endes in Längsrichtung betrachtet 1/5 bis einem 1/40, vorzugsweise einem 1/10 bis 1/20 der Gesamtlänge des Schlauchabschnittes vor dem Umschlagen entsprechen sollte.
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Wird der Schlauchabschnitt aus einem endlosen Schlauch aus Drahtgestrick, Drahtgewebe oder Drahtgewirk gefertigt, wird der endlose Schlauch hierzu in die gewünschte Länge geschnitten. Hierbei entstehen sogenannte Häcksel, d. h. kleine, lose Drahtabschnitte, die nach dem Trennen im Drahtgestrick, Drahtgewebe oder Drahtgewirk hängen bleiben und sich darin verhaken. Da diese losen Drahtabschnitte den weiteren Fertigungsprozess gleichfalls beeinträchtigten können, wird der Schlauchabschnitt, der von einem Endlosschlauch abgetrennt wurde, von Häckseln befreit, bevor das mindestens eine Ende des Schlauchabschnittes umgeschlagen wird. Hierzu wird der Schlauchabschnitt beispielsweise vollständig umgestülpt und/oder auch von Hand von Häckseln befreit.
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Alternativ ist es auch möglich, Herstellungsverfahren einzusetzen, bei dem einzelne Schlauchabschnitte definierter Länge häckselfrei beispielsweise durch Stricken gefertigt werden, wie beispielsweise das in dem von der Anmelderin stammenden deutschen Patent
DE 10 2009 031 395 A1 beschriebene Verfahren.
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Zum Stauchen und Ausformen des ringförmigen Dämpfungselementes wird der an mindestens einem seiner Enden umgeschlagene Schlauchabschnitt vorzugsweise auf einen Pressdorn aufgezogen. Der Pressdorn erleichtert zum einen den Pressvorgang und stellt zum anderen sicher, dass sich das zuvor umgeschlagene Ende während des Stauchens und Pressens nicht wieder zurücklegt. Bei dieser Verfahrensführung ist es insbesondere von Vorteil, wenn der Schlauchabschnitt mit seinem umgeschlagenen Ende führend auf den Pressdorn aufgezogen wird.
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Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante wird der Schlauchabschnitt durch Stricken hergestellt. Bei dieser Verfahrensvariante wird der Schlauchabschnitt zumindest an seinem der Stegmaschenseite abgewandten Ende umgeschlagen, also dem Ende, an dem der Schlauchabschnitt von dem nachfolgenden Endlosschlauch abgetrennt wurde. So hat sich gezeigt, dass das stegmaschenseitige Ende weniger zur Entstehung freiliegender Drahtenden neigt, so dass das nachfolgende Formpressen nicht beeinträchtigt ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Verfahren nach Anspruch 8 zur Herstellung eines zur Schwingungsentkopplung dienenden Entkopplungselementes.
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Wie bereits erläutert, liegt die Ausschussquote hinsichtlich der Entstehung unerwünschter Drahtabschnitte, welche aus dem fertigen Formpressteil hervorstehen, bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Dämpfungselementes unter 0,7 Prozent.
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Erfindungsgemäß wird nun weiter vorgeschlagen, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Dämpfungselement zur Herstellung von Entkopplungselementen zu verwenden, die vollständig aus Metall gefertigt sind.
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Um das Entkopplungselement vollständig aus Metall zu fertigen, muss das Dämpfungselement jedoch mit dem Außenring sowie dem Innenring des Entkopplungselementes vorzugsweise durch Schweißen fest verbunden sein.
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Allerdings hat sich gezeigt, dass herkömmliche Schweißverfahren, wie das Widerstandsschweißen, zum Verbinden des Dämpfungselementes mit dem Innen- und Außenring nicht eingesetzt werden können, da die Metalldrähte des Dämpfungselementes entweder zerstört werden oder aber eine sichere Schweißverbindung nicht gewährleistet ist. Ferner muss das Verschweißen sowohl von außen als auch von innen erfolgen, da das Dämpfungselement sowohl mit der Innenumfangsfläche des Außenrings als auch mit der Außenumfangsfläche des Innenrings verschweißt werden muss. Des Weiteren führen die bisher eingesetzten Schweißverfahren insbesondere an der Außenoberfläche des Außenrings zu Schweißpunkten und Verunreinigungen, die den Einsatz und auch das Erscheinungsbild des Entkopplungselementes insgesamt so nachhaltig beeinträchtigen, dass der Einsatz derartiger Entkopplungselementes von Kraftfahrzeugherstellern bisher nicht in Betracht gezogen worden ist. Auch ist die Ausschussquote aufgrund der nicht beherrschten Schweißparameter so groß, dass eine wirtschaftliche Großserienfertigung nicht möglich erschien.
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Gemäß diesem weiteren Aspekt der Erfindung werden diese Probleme durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 8 zur Herstellung eines zur Schwingungsentkopplung dienenden Entkopplungselementes gelöst.
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Bei diesem Verfahren wurde entgegen der Auffassung bekannter Hersteller von Schweißanlagen erstmals versucht, in einem einzigen Schweißvorgang ein Entkopplungselement zu fertigen, bei dem der Innenring, der Außenring, und das zwischen den beiden Ringen angeordnete, aus Metalldraht gefertigte Dämpfungselement, in einem Zug so miteinander verschweißt werden, dass die beiden Ringe jeweils nur mit dem zwischen diesen angeordneten Dämpfungselement aus Metalldraht fest verbunden sind. Bisher waren die Fachleute davon ausgegangen, dass das Dämpfungselement aus Metalldraht aufgrund seiner undefinierten Struktur, entstehende Wärme nicht gezielt und konzentriert zur Ausbildung einer Schweißverbindung an die beiden Ringe übertragen kann. Insbesondere wurde ein gleichzeitiges Verschweißen der drei Komponenten als völlig unmöglich erachtet.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde nun aus der Vielzahl an möglichen Schweißverfahren das Laserschweißen als das geeignete Schweißverfahren erkannt. Der Laserstrahl kann örtlich begrenzt sehr hohe Wärmemengen gezielt in bestimmte Bereiche einbringen. Dies war zwar bekannt, die Fachleute waren jedoch bisher davon ausgegangen, dass der Laserstrahl in das aus Metalldraht gefertigte Dämpfungselement nur begrenzt eindringen kann und dann aufgrund der undefinierten Struktur im Dämpfungselement so gestreut wird, dass ein Verschweißen unmöglich wäre.
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Entgegen dieser langläufigen Meinung wurde nun erkannt, dass bei entsprechender Fokussierung des Laserstrahls auf die Oberfläche eines der beiden Ringe einerseits und Vorgabe einer ausreichend hohen Strahlintensität andererseits der Laserstrahl zunächst einen kleinen Kanal in den einen der beiden Ringe schießt, auf den der Laserstrahl gerichtet ist, beispielsweise in den Innenring, anschließend das Dämpfungselement durchläuft und schließlich das Dämpfungselement an der Innenoberfläche des anderen der beiden Ringe, beispielsweise des Außenringes so stark aufwärmt, dass sich eine Schweißverbindung ausbildet. Durch entsprechendes Einstellen des Laserstrahls wird darüber hinaus erreicht, dass der Laserstrahl den anderen der beiden Ringe, also beispielsweise den Außenring, nicht durchschießt, so dass die Außenoberfläche des anderen der beiden Ringe unverändert bleibt. Gleichzeitig wird das Material des Dämpfungselementes auch im Bereich des einen der beiden Ringe, auf den der Laserstrahl gerichtet ist, soweit erwärmt, dass sich auch hier eine Schweißverbindung ausbildet. Im Inneren des Dämpfungselementes scheint der Laserstrahl dagegen so stark gestreut zu werden, dass der Metalldraht nicht aufgeschmolzen wird.
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Durch Verwendung des gemäß einem der in den Ansprüchen 1 bis 7 definierten Verfahren hergestellten Dämpfungselementes ist ferner sichergestellt, dass die als Formpressteile ausgebildeten Dämpfungselemente keinerlei störende Drahtabschnitte aufweisen, welche sowohl die Montage des Entkopplungselementes aus dem Innenring, dem Außenring und dem Dämpfungselement zum einen behindern. Zum anderen ragen keinerlei Drahtabschnitte aus dem vormontierten, aber noch nicht verschweißten Entkopplungselement hervor, die gegebenenfalls den Schweißvorgang beeinträchtigen oder behindern könnten.
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Mit dem im nebengeordneten Anspruch 8 definierten Verfahren ist es erstmals möglich, ein Entkopplungselement der eingangs genannt Art sicher und mit kleinsten Toleranzen zu schweißen.
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Um das äußere Erscheinungsbild des Entkopplungselementes nicht zu beeinträchtigen wird der Brennpunkt des Laserstrahles beim Verschweißen des Dämpfungselementes mit dem Innen- und dem Außenring vorzugsweise auf die Innenoberfläche des Innenrings fokussiert. Hierdurch wird die Entstehung des oben beschrieben Kanals auf der sichtbaren Außenoberfläche des Außenrings vermieden. Der Laserstrahl kann hierbei entweder direkt auf den Innenring gerichtet sein oder aber auch über entsprechende Umlenkeinrichtungen, wie Umlenkoptiken, Spiegel, etc., auf den Innenring projiziert werden.
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Der beim Schweißvorgang entstandene Kanal kann so belassen werden. Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensführung wird der Kanal jedoch gezielt wieder mit Hilfe des Laserstrahls verschlossen. Hierzu wird der Brennpunkt des Laserstrahls nach dem Verschweißen des Dämpfungselementes mit dem Innen- und dem Außenring radial von dem Ring, auf den der Laserstrahl beim Verschweißen fokussiert war, derart weg verlagert, dass der Laserstrahl den sich beim Verschweißen zuvor in dem Ring, auf den der Laserstrahl fokussiert war, gebildeten Kanal wieder verschließt.
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Sind der Innenring und der Außenring versetzt zueinander am Dämpfungselement zu befestigen, wird vorgeschlagen, den Laserstrahl bezogen auf die quer zur Symmetrieachse des Entkopplungselementes verlaufende Querebene unter einem Winkel geneigt auf die Oberfläche des betreffenden Ringes zu fokussieren.
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Um den Schweißvorgang des Innenrings und des Außenrings mit dem Dämpfungselement zusätzlich zu verbessern, wird ferner vorgeschlagen, das aus dem Innenring, dem Außenring und dem Dämpfungselement zusammengesetzte Vorprodukt vor dem Verschweißen derart zu verpressen, dass der Außenring mit dem Dämpfungselement einerseits und das Dämpfungselement mit dem Innenring andererseits jeweils einen Presssitz ausbilden. Durch die Ausbildung der Presssitze wird erreicht, dass das Dämpfungselement unter Vorspannung sowohl am Innenring als auch am Außenring anliegt, wodurch die Wärmeübertragung zwischen den Bauteilen beim eigentlichen Schweißvorgang optimiert ist.
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Damit das Entkopplungselement im Einsatz sich nicht erst setzt, also zu Beginn seines Einsatzes eine andere Dämpfungsrate aufweist als nach längerem Einsatz, wird das verschweißte Entkopplungselement einer künstlichen Alterung unterzogen wird, indem das Dämpfungselement im fertig verschweißten Entkopplungselement mit einer vorgegebenen Presskraft ein- oder mehrmalig verdichtet wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigt:
- 1 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Entkopplungselementes;
- 2a eine schematische Seitenansicht eines aus Draht gestrickten Schlauchabschnittes;
- 2b eine schematische Seitenansicht des Schlauchabschnittes aus Fig. 2a, dessen beiden Enden nach innen umgelegt sind;
- 2c eine geschnittene Seitenansicht einer Umformvorrichtung zum Pressumformen des in 2b gezeigten Schlauchabschnittes in ein ringförmiges Dämpfungselement unmittelbar vor dem Umformen;
- 2d die Umformvorrichtung gemäß 2c nach dem Umformen des Schlauchabschnittes in das ringförmige Dämpfungselement;
- 2e eine geschnittene Seitenansicht des Dämpfungselementes während des Zusammenbaues mit dem Außen- und dem Innenring;
- 3 eine schematische Seitenansicht einer Anlage zur Herstellung des in 1 gezeigten Entkopplungselementes; und
- 4 eine geschnittene Seitenansicht des in 1 gezeigten Entkopplungselementes während des miteinander Verschweißens des Vorproduktes unter Anwendung der in 3 gezeigten Anlage.
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1 zeigt ein ringförmiges Entkopplungselement 10, das zur Schwingungsentkopplung von Komponenten beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik zum Einsatz kommt.
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Das Entkopplungselement 10 hat einen tiefgezogenen Innenring 12 aus Metall mit einem radial nach außen abstehenden Bund. Auf den Innenring 12 ist ein ringförmiges Dämpfungselement 14 aufgesteckt. Das Dämpfungselement 14 ist aus einem Drahtgestrickschlauch gefertigt, welcher in bekannter Weise als Formpressteil zu dem ringförmigen Dämpfungselement 14 umgeformt worden ist. Auf das Dämpfungselement 14 ist wiederum ein zweites Tiefziehteil aufgesteckt, dass als Außenring 16 des Entkopplungselementes 10 dient.
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Um ein Lösen des Dämpfungselementes 14 sowohl vom Innenring 12 als auch vom Außenring 16 zu verhindern, ist das Dämpfungselement 14 einerseits an seiner Innenumfangsfläche mit der Außenumfangsfläche des Innenrings 12 und andererseits mit seiner Außenumfangsfläche an der Innenumfangsfläche des Außenrings 16 verschweißt, wie durch die Schweißpunktepaarung 18 und 20 verdeutlicht ist. Je nach Größe und Ausführung des Entkopplungselementes 10 sind mehrere derartige Schweißverbindungen gleichmäßig über den Umfang des Entkopplungselementes 10 betrachtet verteilt, so beispielsweise drei, vier oder auch sechs derartige Schweißpunktepaarungen 18 und 20. Des Weiteren weist der Innenring 12 im Bereich der Schweißpunktepaarung 18 und 20 einen Kanal 22 auf, der durch einen weiteren Schweißpunkt 24 verschlossen ist. Dies wird später noch im Detail erläutert. Der Innenring 12 ist ferner mit nicht dargestellten Rastnasen versehen, mit denen das fertige Entkopplungselement 10 beispielsweise an einer Einspritzdüse sicher verrastet werden kann.
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Wesentlich bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Entkopplungselementes 10 ist, dass der äußere Schweißpunkt 20 so hergestellt worden ist, dass er zwar einerseits eine sichere Verbindung zwischen dem Dämpfungselement 14 und dem Außenring 16 gewährleistet ist, aber andererseits die beim Schweißen entstehende Wärmeeinwirkung so gering ist, dass an der Außenumfangsfläche des Außenrings 16 die Schweißstelle nicht erkennbar ist.
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2a zeigt eine schematische Seitenansicht eines aus Draht gestrickten Schlauchabschnittes 26. Hierzu wird zunächst unter Verwendung einer Drahtrundstrickmaschine ein Endlosschlauch aus einem einzelnen Draht gestrickt. Anschließend wird der Endlosschlauch entsprechend einer vorgegebenen Länge A in einzelne Schlauchabschnitte 26 unterteilt. Nach dem Unterteilen werden die Schlauchabschnitte 26 zunächst von Häckseln, d. h. kleinen abgetrennten Drahtabschnitten, die sich in den Maschen des Schlauchabschnitts 26 verfangen haben, befreit.
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Nachdem die Schlauchabschnitte 26 von Häcksel befreit sind, wird jeder Schlauchabschnitt 26 an jedem seiner Enden 28 und 30 nach innen um einen vorgegeben Längenabschnitt X und Y umgelegt, wie in 2b gezeigt ist. Im dargestellten Beispiel entsprechen die beiden Längenabschnitte X und Y jeweils in etwa 1/10 der Gesamtlänge A des nicht umgeschlagenen Schlauchabschnittes 26.
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Der umgeschlagene Schlauchabschnitt 26 wird anschließend in eine Umformvorrichtung 32 zu dem ringförmigen Dämpfungselement 14 umgeformt. Die Umformvorrichtung 32 , die schematisch in 2c gezeigt ist, weist hierzu einen Pressdorn 34 , welcher sich von einem ringförmigen Werkzeug 36 vertikal nach oben erhebt, sowie einen Presstempel 38 auf, welcher entlang dem Pressdorn 34 verfahren werden kann.
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Zum Umformen des Schlauchabschnittes 26 in das ringförmige Dämpfungselement 14 wird der umgeschlagene Schlauchabschnitt 26 mit seinem stegmaschenseitigen Ende führend auf den Pressdorn 34 aufgezogen, wie in 2c gezeigt ist. Anschließend verfährt der Pressstempel 38 nach unten und formt gemeinsam mit dem ringförmigen Werkzeug 36 den Schlauchabschnitt 26 zu dem ringförmigen Dämpfungselement 14 um.
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Durch das Umschlagen der Enden 28 und 30 des Schlauchabschnittes 26 werden vor dem Umschlagen eventuell von den Enden 28 und 30 nach außen abstehende Drahtenden nach innen in den Schlauchabschnitt 26 umgebogen und werden bei dem sich anschließenden Formpressen in das Dämpfungselement 14 eingepresst, stehen somit nicht mehr nach außen ab.
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Wie in 2e gezeigt, wird das so hergestellte Dämpfungselement 14 anschließend auf den Innenring 12 des zu fertigenden Entkopplungselementes 10 zunächst lose aufgesteckt und anschließend der Außenring 16 auf das Dämpfungselement 14 aufgesetzt. Danach wird diese Anordnung unter Einsatz einer nicht gezeigten Presseinrichtung zusammengepresst und als Vorprodukt einer in den 3 und Fig. 4 näher gezeigten Anlage 40 zum Verschweißen und Prüfen des Entkopplungselementes 10 zugeführt.
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Nachfolgend wird anhand der in den 3 und 4 gezeigten Darstellungen die Anlage 40 zum Verschweißen und Prüfen des Entkopplungselementes 10 sowie dessen Herstellungsverfahren selbst näher erläutert.
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Die in 3 gezeigte Anlage 40 hat mehrere Stationen, nämliche eine Beschickungsstation 42 , eine sich daran anschließende Schweißstation 44 , eine nachfolgende Pressenstation 46 , eine nachfolgende Prüfstation 48 und schließlich eine Entnahmestation 50 . Die verschiedenen in Serie hintereinander angeordneten Stationen 42 bis 50 sind durch eine umlaufende Fördereinrichtung 52 miteinander fördertechnisch gekoppelt. Entlang der umlaufenden Fördereinrichtung 52 werden mehrere Aufnahmen 54 transportiert, die an den jeweiligen Station 42 bis 50 entweder kurz von der mit konstanter Geschwindigkeit fördernden Fördereinrichtung 52 zum Halten entkoppelt oder aber durch taktweisen Betrieb der Fördereinrichtung 52 angehalten werden.
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Die Aufnahmen 54 dienen zum Halten des als Vorprodukt aus dem Innenring 12, dem Dämpfungselement 14 und dem Außenring 16 vormontierten Entkopplungselementes 10 und fördern die vorbereiteten Entkopplungselemente 10 durch die einzelnen Station 42 bis 50. Sobald eine der Aufnahmen 54 die Entnahmestation 50 erreicht, wird die entsprechende Aufnahme 54 wieder in Richtung der Beschickungsstation 42 zurückgefördert.
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In der Schweißstation 44 ist eine Lasereinheit 56 mit einer Laserkanone 58 vorgesehen. Ferner ist in der Schweißstation 44 eine kuppelförmige Abdeckung 60 vorgesehen, die zwischen einer geschlossenen Stellung (vgl. 3 und 4) und einer offenen Stellung hin- und her bewegbar ist.
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Wie 4 zeigt, sitzt die Abdeckung 60 in der geschlossenen Stellung auf der in der Schweißstation 44 angeordneten Aufnahme 54 auf und schließt den eigentlichen Schweißbereich nach außen hin ab.
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Jede Aufnahme 54 hat zwar mehrere Strahlenkanäle 62 (in 4 ist eine der Strahlenkanäle 62 gezeigt), durch die ein von der Laserkanone 58 erzeugter Laserstrahl L (vgl. 4) auf die Innenumfangsfläche des Innenrings 12 des zu verschweißenden Entkopplungselementes 10 auftreffen kann. Die Abdeckung 60 verhindert dabei jedoch, dass der Laserstrahl L während des Schweißvorgangs nach außen reflektiert wird und gegebenenfalls umstehende Personen verletzt. Ferner kann die Abdeckung 60 aufgrund ihrer geringen Größe schnell mit Inertgas geflutet werden, um den Schweißvorgang unter Inertgasatmosphäre durchführen zu können.
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Unter Bezugnahme auf 4 wird nun der eigentliche Schweißvorgang näher beschrieben. Sobald eine Aufnahme 54 in der Schweißstation 44 hält, wird die Abdeckung 60 geschlossen. Anschließend wird die Lasereinheit 56 aktiviert, die den Laserstrahl L durch den Strahlenkanal 62 auf das Entkopplungselement 10 richtet. Der Brennpunkt F des Laserstrahls L ist dabei so eingestellt, dass er zumindest annähernd mit der Lage Innenumfangsfläche des Innenrings 12 zusammenfällt, also auf der Innenoberfläche des Innenrings 12 fokussiert ist.
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Die an der Lasereinheit 56 eingestellte Strahlintensität ist so gewählt, dass der Laserstrahl L zunächst den Kanal 22 bohrt und anschließend auf das Material des Dämpfungselementes 14 trifft. Überraschenderweise wird der Laserstrahl L zwar zum Teil vom Dämpfungselement 14 reflektiert. Bei entsprechend hoher Strahlintensität wird jedoch dennoch erreicht, dass insbesondere an den Berührungsstellen zwischen der Außenumfangsfläche des Dämpfungselementes 14 und der Innenumfangsfläche des Außenrings 16 eine so hohe Wärme entsteht, dass das Dämpfungselement 14 mit dem Außenring 16 unter Bildung des Schweißpunktes 20 verschweißt wird. Gleichzeitig wird auch das Material im Bereich der Außenumfangsfläche des Innenrings 12 um den Kanal 22 sowie der benachbarte Abschnitt des Dämpfungselementes 14 soweit aufgeschmolzen, dass es auch hier zu einem Verschweißen zwischen dem Dämpfungselement 14 und dem Innenring 12 kommt, wie durch den Schweißpunkt 18 angedeutet ist.
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Nach dem Verschweißen wird der Laser L jedoch nicht abgeschaltet. Vielmehr wird die gesamt Laserkanone 58 mit Hilfe einer Verstelleinrichtung 64 relativ zur Aufnahme 54 verstellt, wobei sich in entsprechender Weise auch der Brennpunkt F des Laserstrahls L verlagert, wie durch den mit F' gekennzeichneten neuen Brennpunkt angedeutet ist. Die Defokussierung des Laserstrahls L bezüglich der Innenumfangsfläche des Innenrings 12 führt dabei zu einer Verminderung der Wärmemenge, die so abnimmt, dass der Innenring 12 nicht weiter durchschossen, jedoch der zuvor erzeugte Kanal 22 wieder verschmolzen und letztendlich verschlossen wird.
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Danach wird der Laserstrahl L abgeschaltet, die Laserkanone 58 wieder in ihre Ausgangsposition verfahren und die gesamte Aufnahme 54 um ihre Symmetrieachse soweit gedreht, bis ein weiterer an der Aufnahme 54 vorgesehener Strahlenkanal 62 zur Laserkanone 58 ausgerichtet ist. Anschließend wird der oben beschriebene Vorgang wiederholt.
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Nachfolgend wird noch kurz der gesamte Herstellungsablauf unter Bezugnahme auf 3 geschildert.
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Zunächst wird in die Beschickungsstation 42 ein vormontiertes Vorprodukt des Entkopplungsringes 10 auf eine der Aufnahmen 54 aufgelegt. Anschließend fährt die Aufnahme 54 in die Schweißstation 44, in der der zuvor geschilderte Schweißvorgang durchgeführt wird. Das so verschweißte Entkopplungselement 10 wird anschließend von der Aufnahme 54 in die Pressenstation 46 transportiert. In der Pressenstation 46 wird das Entkopplungselement 10 mit Hilfe eines Stempels 66 verdichtet, wobei eine gezielte Alterung des Entkopplungselementes 10 erreicht wird. Danach wird das so verdichtete Entkopplungselement 10 in die Prüfstation 48 gefördert, in der das Entkopplungselement 10 gewogen und vermessen wird. Hält das Entkopplungselement 10 die vorgegebenen Toleranzen ein, wird das Entkopplungselement 10 aus der Entnahmestation 50 ausgegeben. Hält das Entkopplungselement 10 dagegen nicht die erforderlichen Toleranzen ein, wird es als Ausschussteil von der Entnahmestation 50 ausgeschleust.
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Alternativ kann die Aufnahme 54 auch so ausgebildet sein, dass der Innenring 12 , das Dämpfungselement 14 und der Außenring 16 erst an der Beschickungsstation 42 in der Aufnahme 54 zusammengesetzt werden und mit Hilfe einer der Schweißstation 44 vorgeordneten Pressenstation zu dem Vorprodukt zusammengepresst werden, bevor es der nachfolgend angeordneten Schweißstation zugeführt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Entkopplungselement
- 12
- Innenring
- 14
- Dämpfungselement
- 16
- Außenring
- 18
- Schweißpunkt
- 20
- Schweißpunkt
- 22
- Kanal
- 24
- Schweißpunkt
- 26
- Schlauchabschnitt
- A
- Länge des Schlauchabschnittes
- 28
- Ende
- 30
- Ende
- X, Y
- Längenabschnitt
- 32
- Umformvorrichtung
- 34
- Pressdorn
- 36
- ringförmiges Werkzeug
- 38
- Pressstempel
- 40
- Anlage
- 42
- Beschickungsstation
- 44
- Schweißstation
- 46
- Pressenstation
- 48
- Prüfstation
- 50
- Entnahmestation
- 52
- Fördereinrichtung
- 54
- Aufnahmen
- 56
- Lasereinheit
- 58
- Laserkanone
- 60
- Abdeckung
- 62
- Strahlenkanal
- 64
- Verstelleinrichtung
- 66
- Stempel
- L
- Laserstrahl
- F
- erster Brennpunkt
- F'
- zweiter Brennpunkt
