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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elastisches Buchsenlager mit einer Innenhülse, einer Außenhülse und mit einer Elastomerschicht, die zwischen der Innenhülse und der Außenhülse angeordnet ist und die Innenhülse und die Außenhülse miteinander verbindet, wobei die Außenhülse aus Kunststoff hergestellt ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Buchsenlagers.
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Derartige Buchsenlager werden im Automobilbau, insbesondere als Achsführungslager für Verbundlenkerachsen verwendet. Hierzu werden die Buchsen in ein Aufnahmeauge der Lenkerachse eingepresst und an der Fahrzeugkarosserie befestigt. In dem Aufnahmeauge müssen sie durch Presssitz über die Fahrzeuglebensdauer eine spezifische Auspresskraft beibehalten.
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Aus der
DE 10 2006 013 197 A1 geht eine Gummibuchse mit einer aus Metall gefertigten Außenhülse hervor. Auf die Außenhülse ist ein Beschichtungsfilm aus einer wässrigen Farbe zur Erhöhung der Auspresskräfte aufgebracht. Nachteilig hierbei ist, dass die Gummibuchse ein verhältnismäßig hohes Gewicht aufgrund seines Metall-Außenrohres aufweist.
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Es ist daher gewünscht, im Zuge der steigenden Energiekosten das Gewicht der im Fahrzeug verwendeten Komponenten zu senken. Als Folge dessen kommen elastische Buchsenlager zum Einsatz, deren Außenhülsen aus Kunststoff gefertigt sind.
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Außenhülsen aus Kunststoff haben jedoch den wesentlichen Nachteil, dass diese im Laufe der Fahrzeuglebensdauer ihren Festsitz verlieren, da Kunststoff zum Kriechen oder Setzen neigt. Hierbei sind Zeit und thermische Einflüsse die wesentlichen Parameter. Daher kommen heutzutage Kunststoff-Außenhülsen nur dort zum Einsatz, wo die Auspresskräfte auf einem niedrigen Niveau liegen und/oder nur geringen thermischen Belastungen ausgesetzt sind. Folglich besteht eine Notwendigkeit darin, elastische Buchsenlager mit Kunststoff-Außenhülsen auch überall dort einzusetzen, wo hohe Auspresskräfte und/oder hohe thermische Belastungen gefordert sind.
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Zur Erhöhung der Auspresskräfte bei Buchsenlagern mit Kunststoff-Außenhülsen ist es aus der
DE 10 2009 044 958 A1 bekannt, das Außenrohr mit einer Ummantelung in Form einer an das Außenrohr vulkanisierten elastomeren Schicht zu versehen. Nachteilig hierbei ist, dass durch das Aufbringen einer Ummantelung in Form einer vulkanisierten elastomeren Schicht das Buchsenlager verhältnismäßig kompliziert und kostspielig in der Herstellung ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein elastisches Buchsenlager der eingangs genannten Art dahingehend anzugeben, das sich durch hohe Auspresskräfte auszeichnet und das einfach und kostengünstig herzustellen ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein elastisches Buchsenlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren zur Herstellung eines elastischen Buchsenlagers gemäß Anspruch 4 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des elastischen Buchsenlagers sowie des Verfahrens zur Herstellung eines elastischen Buchsenlagers sind jeweils in den Unteransprüchen offenbart.
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Erfindungsgemäß wird bei einem Buchsenlager der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass ein Haftvermittler wenigstens teilweise auf die Oberfläche der Kunststoff-Außenhülse aufgebracht ist. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass durch das Auftragen eines Haftvermittlers auf die Oberfläche der Außenhülse die Auspresskräfte über die Fahrzeuglebensdauer auf einem hohen Niveau gehalten werden können. Durch das Aufbringen eines Haftvermittlers steigen die Auspresskräfte überraschenderweise etwa um das Doppelte. Als Haftvermittler kann ein herkömmlicher Haftvermittler, wie beispielsweise der Haftvermittler „Chemosil NL 411“ der Firma LORD Germany GmbH, verwendet werden, der bisher zur Verbesserung der Haftung von Gummi auf Metall und Kunststoffteilen verwendet wurde. Auch können ähnliche Haftvermittler mit diesen Eigenschaften zum Einsatz kommen. Demgemäß bietet die Verwendung eines Haftvermittlers eine kostengünstige Möglichkeit, um die Auspresskräfte eines elastischen Buchsenlagers zu erhöhen. Ferner kann das Auftragen des Haftvermittlers vorteilhaft in den Fertigungsprozess des Buchsenlagers integriert werden und ist im Vergleich zu konstruktiven Maßnahmen, wie beispielsweise durch das Anbringen von Schnapp-Nasen am Ende des Außenrohres, sehr kostengünstig.
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Kunstoff-Außenhülsen haben gegenüber Außenhülsen aus Metall den Vorteil des geringeren Gewichts sowie der geringeren Materialkosten. Ferner lassen sich vielfältige und unterschiedlichste Formgestaltungen realisieren. Des Weiteren neigen Kunststoff-Außenhülsen nicht zur Korrosion. Zudem lässt sich ein Buchsenlager mit einer derartigen Außenhülse leichter in ein Aufnahmeauge einpressen, da Kunststoff vorteilhaft verformbar und einengbar ist. Hierdurch wird eine Verbesserung der Lebensdauerhaltbarkeit des Elastomers erreicht.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Innenhülse und die Außenhülse einstückig ausgebildet. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Innenhülse mehrere Teile, die zusammen mit der einstückig ausgebildeten Außenhülse vulkanisiert werden.
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Vorteilhafterweise sind die Außenhülse und die Innenhülse konzentrisch zueinander angeordnet. Ferner ist es auch möglich, die beiden Hülsen exzentrisch zueinander anzuordnen.
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Vorzugsweise ist der Haftvermittler auf die gesamte Oberfläche des Außenrohrs aufgebracht. Hierdurch wird eine verbesserte Adhäsion zwischen dem Kunststoffaußenrohr und einem Aufnahmeauge erreicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Schichtdicke des Haftvermittlers zwischen 1 µm und 50 µm, vorzugsweise zwischen 12 µm und 24 µm.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Buchsenlagers vorgeschlagen, wobei nach der Entnahme des elastischen Buchsenlagers aus einer Vulkanisationsvorrichtung ein Haftvermittler wenigstens teilweise auf eine Oberfläche der Außenhülse aufgebracht wird. Vorzugsweise werden zur Herstellung des Buchsenlagers die Innenhülse und die Außenhülse mittels allgemein bekannter Verfahren hergestellt. Anschließend wird zwischen der Innenhülse und der Außenhülse eine Elastomerschicht eingebracht, wobei für eine vorteilhaftere Verbindung zwischen der Elastomerschicht und den Hülsen jeweils ein Haftvermittler auf die Oberfläche der Innenhülse und auf die Innenfläche der Außenhülse aufgebracht wird. Hierbei kann es sich um denselben oder um unterschiedliche Haftvermittler handeln. Nach dem Auftragen des Haftvermittlers sowie dem Einbringen der Elastomerschicht wird die Elastomerschicht in einer Vulkanisationsvorrichtung vulkanisiert. Anschließend wird das Buchsenlager aus der Vulkanisationsvorrichtung entnommen und auf die Oberfläche der Außenhülse wird ein Haftvermittler, beispielsweise derjenige, der zur Verbindung der Elastomerschicht mit der Außenhülse und/oder Innenhülse verwendet worden ist, aufgetragen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Haftvermittler auf die gesamte Oberfläche der Außenhülse aufgetragen.
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Vorteilhafterweise wird der Haftvermittler auf die Oberfläche der Außenhülse aufgespritzt. Weiterhin bevorzugt wird der Haftvermittler auf die Oberfläche der Außenhülse aufgestrichen. Ferner ist es auch denkbar, den Haftvermittler mittels Walzlackierens oder Tauchlackierens aufzutragen. Hierdurch wird ein kostengünstiges Verfahren zum Auftragen des Haftvermittlers zur Verfügung gestellt, das einfach in den bestehenden Produktionsprozess integriert werden kann. Hierdurch entfällt ein weiterer kostspieliger Montageschritt beim Kunden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Hierbei zeigen:
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1 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Buchsenlagers; und
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2 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Buchsenlager entlang der Linie II-II in 1.
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In den 1 und 2 ist ein elastisches Buchsenlager für Verbundlenkerachsen offenbart, das in einem nicht dargestellten Aufnahmeauge einer Verbundlenkerachse einpressbar ist. Das Buchsenlager 10 weist eine Innenhülse 12 und eine Außenhülse 14 auf. Die Innenhülse 12 und die Außenhülse 14 sind konzentrisch zueinander angeordnet und zwischen den beiden Hülsen 12, 14 ist eine Elastomerschicht 16 eingebracht. Die Elastomerschicht 16 verbindet die beiden Hülsen 12, 14 nach der Vulkanisation.
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Die Außenhülse 14 ist aus Kunststoff hergestellt. Die Innenhülse 12 kann aus Metall oder ebenfalls aus Kunststoff gefertigt sein.
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Die Oberfläche 18 der Außenhülse 14 ist mit einer dünnen Schicht 20 eines Haftvermittlers 22 versehen. Hierdurch wird über die gesamte Fahrzeuglebensdauer des Buchsenlagers 10 eine konstante Auspresskraft erzielt.
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Die dünne Schicht 20 umfasst einen Haftvermittler 22, wobei es sich hierbei zumindest um denjenigen Haftvermittler 22 handelt, der als Bindeglied zwischen der Elastomerschicht 16 und der Außenhülse 14 verwendet wird.
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Die Dicke der Schicht 20 beträgt zwischen 1 µm und 50 µm, vorzugsweise zwischen 12 µm und 24 µm. Der Haftvermittler 22 bewirkt eine Adhäsion zwischen der Außenhülse 14 und einer nicht dargestellten Aufnahme. Durch die Verwendung des Haftvermittlers 22 steigen die Auspresskräfte um das Doppelte.
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Zur Herstellung des Buchsenlagers 10 werden zunächst die Innenhülse 12 und die Außenhülse 14 hergestellt. Die Innenhülse kann aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium, oder ebenfalls aus Kunststoff gefertigt werden. Anschließend wird die Oberfläche der Innenhülse 12 und die Innenfläche der Außenhülse 14 mit einem Haftvermittler versehen. Für beide Hülsen 14 wird als Haftvermittler 22 „Chemosil NL 411“ der Firma LORD Germany GmbH verwendet. Es ist jedoch auch denkbar einen anderen Haftvermittler für die Hülsen 12, 14 zu verwenden.
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Danach werden die Innenhülse 12 und die Außenhülse 14 derart in eine Vulkanisationsform eingelegt, dass sie konzentrisch zueinander angeordnet sind. Im Anschluss daran wird die Elastomerschicht 16 eingespritzt und anschließend vulkanisiert. Hierdurch erfolgt ein Stoffschluss der Elastomerschicht 16 mit der Innenhülse 12 und der Außenhülse 14. Im Anschluss daran wird das Buchsenlager aus der Vulkanisationsvorrichtung entnommen, wobei auf die Oberfläche 18 der Außenhülse 14 der Haftvermittler 22 „Chemosil NL 411“ der Firma LORD Germany GmbH aufgebracht wird. Auch hier ist es möglich einen anderen Haftvermittler mit ähnlichen Eigenschaften zu verwenden. Zum Auftragen des Haftvermittlers 22 wird dieser entweder aufgestrichen, aufgespritzt, mittels Walzlackierens und/oder mittels Tauchlackierens aufgetragen.
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Im Folgenden wird in Form einer Tabelle die Erhöhung der Auspresskraft unter Verwendung eines Haftvermittlers anhand von Vergleichsversuchen dargestellt. Für die Vergleichsversuche sind jeweils elastische Buchsenlager mit einer Außenhülse aus PA6 GF 30 in ein Aufnahmeauge eingepresst und anschließend ausgepresst worden, wobei jeweils die Kräfte gemessen worden sind.
| | Elastisches Buchsenlager ohne Haftvermittler auf der Kunststoff-Außenhülse | Elastisches Buchsenlager mit Haftvermittler auf der Kunststoff-Außenhülse |
| durchschnittlich gemessene Einpresskraft | 31 kN | 27,02 kN |
| durchschnittlich gemessene Auspresskraft | 6,35 kN | 14,76 kN |
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Wie den obigen Ergebnissen zu entnehmen ist, steigt die Auspresskraft eines elastischen Buchsenlagers, dessen Außenhülse mit einem Haftvermittler versehen ist, näherungsweise um das Doppelte im Vergleich zu einem elastischen Buchsenlager, dessen Außenhülse frei von einem Haftvermittler ist.
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Das elastische Buchsenlager 10 zeichnet sich durch den auf die Oberfläche 18 der Kunstsoff-Außenhülse 14 aufgebrachten Haftvermittler 22 aus, der im eingebauten Zustand des Buchsenlagers 10 in einem Aufnahmeauge eines zu lagernden Teiles eine Erhöhung der Auspresskräfte bewirkt. Dabei steigen die Auspresskräfte um etwa das Doppelte. Ferner stellt das Auftragen des Haftvermittlers 22 eine preiswerte Alternative im Vergleich zu bisherigen konstruktiven Lösungen zur Erhöhung der Auspresskräfte dar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Buchsenlager
- 12
- Innenhülse
- 14
- Außenhülse
- 16
- Elastomerschicht
- 18
- Oberfläche
- 20
- Schicht
- 22
- Haftvermittler
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006013197 A1 [0003]
- DE 102009044958 A1 [0006]
