DE102015104656A1 - Component, in particular suspension strut or link or elastomeric bearing - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Bauteil, insbesondere ein Fahrwerkbauteil wie Fahrwerkstrebe bzw. -lenker oder Elastomerlager/Gummilager (10) mit Innenhülse (14), Elastomerkörper/Gummikörper (13) und Außenhülse (11), wobei das Bauteil Faserband (6) aufweist und – bei einem Grundkörper des Bauteils aus spritzgegossenem Kunststoff (15) mit einer Bindenaht (5) Faserband (6) im Bereich der Bindenaht (5) angeordnet ist und/oder – bei einem Bauteil in Form eines Elastomerlagers/Gummilagers (10) die Außenhülse (11) und/oder Innenhülse (14) aus Faserband (6) besteht oder Faserband (6) aufweist und durch vulkanisieren integral/stoffschlüssig bzw. formschlüssig mit dem Elastomerkörper/Gummikörper (13) verbunden ist.The invention relates to a component, in particular a chassis component such as suspension strut or elastomeric bearing / rubber bearing (10) with inner sleeve (14), elastomer body / rubber body (13) and outer sleeve (11), wherein the component sliver (6) and in a base body of the component of injection-molded plastic (15) with a weld line (5) sliver (6) in the region of the weld line (5) is arranged and / or - in a component in the form of an elastomeric bearing / rubber bearing (10), the outer sleeve (11 ) and / or inner sleeve (14) consists of sliver (6) or sliver (6) and is connected by vulcanizing integrally / cohesively or positively with the elastomeric body / rubber body (13).
Description
Die Erfindung betrifft ein Bauteil, insbesondere ein Lenkerelement, wie beispielsweise eine Fahrwerksstrebe mit einem oder mehreren Lager- bzw. Gelenkelementen oder ein Elastomerlager und findet insbesondere in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges Anwendung. Fahrwerklenker, beispielsweise Querlenker, Stabilisatorlenker oder ähnliche Fahrwerkstreben für ein Kraftfahrzeug weisen einen Grundkörper (Lenkerarme, Anbindung Gelenkstellen) und zumindest zwei Lager- bzw. Gelenkstellen zur Anbindung an die Karosserie, das Fahrgestell oder an ein weiteres Fahrzeugteil (Federbein, Radaufhängung usw.) des Kraftfahrzeuges auf und werden in Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Da derartige Bauteile in der Regel in großen Stückzahlen hergestellt werden, ist eine effiziente Fertigung von großer Bedeutung. Zudem unterliegen Querlenker hohen dynamischen Beanspruchungen, woraus entsprechend hohe Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften resultieren. Weiterhin ist es im Sinne des Leichtbaus erwünscht, dass diese ein geringes Gewicht aufweisen. Aus dem Stand der Technik sind bereits eine Vielzahl von Konstruktionen bekannt, mit denen versucht wurde, dem oben beschriebenen Anforderungsprofil gerecht zu werden. Weiterhin werden in derartigen Fahrwerkskomponenten auch sogenannte Gummi-Metall-Lager eingesetzt, die eine Innenhülse, ein die Innenhülse umringendes elastisches Material (Elastomer) und eine Außenhülse aus Aluminium, Stahl oder Kunststoff aufweisen. Die Innenhülse, der Elastomerkörper und die Außenhülse werden miteinander verpresst oder das Elastomer in bzw. auf die Lagerhülsen vulkanisiert. Bei hohen Belastungen besteht die Gefahr, dass sich diese Verbindung löst. Wird das Gummimetalllager in ein Bauteil eingesetzt, besteht ebenfalls die Gefahr, dass die Verbindung zwischen Außenhülse und Bauteil bei hoher Beanspruchung beschädigt wird oder dass sich die Verbindung löst. The invention relates to a component, in particular a link element, such as a suspension strut with one or more bearing or joint elements or an elastomer bearing and is used in particular in a chassis of a motor vehicle application. Suspension link, for example, wishbone, stabilizer arm or similar suspension struts for a motor vehicle have a body (arms, connection joints) and at least two bearing or joint points for connection to the body, the chassis or to another vehicle part (suspension strut, suspension, etc.) of Motor vehicle on and are used in wheel suspensions of motor vehicles. Since such components are usually produced in large quantities, efficient production is of great importance. In addition, wishbones are subject to high dynamic loads, resulting in correspondingly high demands on the mechanical properties. Furthermore, it is desirable in terms of lightweight construction that they have a low weight. From the prior art, a variety of constructions are already known, with which it was attempted to meet the requirement profile described above. Furthermore, so-called rubber-metal bearings are used in such suspension components, which have an inner sleeve, an inner sleeve surrounding elastic material (elastomer) and an outer sleeve made of aluminum, steel or plastic. The inner sleeve, the elastomeric body and the outer sleeve are pressed together or vulcanized the elastomer in or on the bearing sleeves. At high loads there is a risk that this compound dissolves. If the rubber-metal bearing is inserted into a component, there is also the risk that the connection between the outer sleeve and the component will be damaged under high stress or that the connection will loosen.
Aus der Druckschrift
In
Ein Vierpunktlenker für die Achsaufhängung einer Starrachse, insbesondere eines Nutzfahrzeuges mit vier Lageraufnahmen, wobei zwei Lageraufnahmen an der Fahrzeugachse und zwei Lageraufnahmen am Fahrzeugrahmen anlenkbar sind, ist aus der Druckschrift
Aus der Druckschrift
In der Druckschrift
Die
Es ist weiterhin bekannt, den Grundkörper zwischen Gelenkpunkten eines Fahrwerkteiles einfach und kostengünstig durch Spritzgießen herzustellen, wobei der Nachteil zu verzeichnen ist, dass im Bereich der Bindenaht des Kunststoffes eine geringe Bindung der zusammen geflossenen Kunststofffronten zu verzeichnen ist und es in diesem Bereich zu einem Versagen des Bauteils kommen kann. It is also known to produce the basic body between hinge points of a chassis part simply and inexpensively by injection molding, the disadvantage being that in the region of the weld line of the plastic, a low binding of the co-flowed plastic fronts is recorded and there is a failure in this area of the component can come.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil, insbesondere ein Fahrwerkbauteil wie eine Fahrwerkstrebe oder ein Elastomerlager mit Innenhülse, Elastomerkörper und Außenhülse, zum Einsatz in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges zu entwickeln, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist und den hohen Beanspruchungen standhält. The invention has for its object to develop a component, in particular a chassis component such as a suspension strut or an elastomeric bearing with inner sleeve, elastomer body and outer sleeve for use in a chassis of a motor vehicle, which is simple and inexpensive to produce and withstands the high stresses.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. This object is achieved with the features of the first claim.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
Das Bauteil, welches insbesondere in der Art einer Fahrwerkstrebe oder eines Fahrwerklenkers oder in Form eines Elastomerlagers mit Innenhülse, Elastomerkörper und Außenhülse ausgebildet ist und in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges eingesetzt wird, weist erfindungsgemäß Faserband auf, wobei bei einem Grundkörper des Fahrwerkbauteils (z.B. Fahrwerkstrebe oder Lenker) aus spritzgegossenem Kunststoff mit einer Bindenaht Faserband im Bereich der Bindenaht angeordnet ist und/oder bei einem Elastomerlager die Außenhülse und/oder die Innenhülse aus Faserband besteht oder Faserband aufweist und durch vulkanisieren integral/stoffschlüssig bzw. formschlüssig mit dem Elastomerkörper verbunden ist. The component, which is designed in particular in the form of a suspension strut or a suspension arm or in the form of an elastomeric bearing with inner sleeve, elastomer body and outer sleeve and is used in a chassis of a motor vehicle, according to the invention has sliver, wherein at a base body of the chassis component (eg suspension strut or Handlebar) is made of injection-molded plastic with a Bindenaht sliver in the field of Bindenaht and / or an elastomeric bearing, the outer sleeve and / or the inner sleeve of sliver or sliver and has by vulcanizing integral / cohesively or positively connected to the elastomer body.
Durch die Verwendung von Faserband im Bereich der Bindenaht eines spritzgegossenen Bauteils kann die Festigkeit auf ein Vielfaches gesteigert werden. In Untersuchungen wurde nachgewiesen, dass die Festigkeit bei Zugbelastung auf ein Vielfaches und bei einigen Anwendungen auf ca. das 1000 fache gegenüber einem Bauteil ohne Faserband gesteigert werden konnte und dass das Bauteil außerhalb des Faserbandes reißt. By using sliver in the area of the weld line of an injection-molded component, the strength can be increased many times over. Investigations have shown that the tensile strength could be increased to a multiple and in some applications to about 1000 times compared to a component without sliver and that the component tears outside the sliver.
Es ist selbstverständlich auch möglich, andere durch Spritzgießen hergestellte Bauteile im Bereich der Bindenaht mit Faserband zu verstärken, wie beispielsweise stabförmige Teile, Profilteile, Hülsen, Behälter usw., wenn diese erhöhten Anforderungen Stand halten müssen und im Bereich der Bindenaht die Gefahr besteht, dass das Bauteil in diesem Bereich der Bindenaht bei erhöhter Beanspruchung bricht bzw. reißt. It is of course also possible to reinforce other components produced by injection molding in the field of weld line with sliver, such as rod-shaped parts, profile parts, sleeves, containers, etc., if these increased requirements must withstand and in the field of weld line there is a risk that the component in this area of the weld line breaks or tears under increased stress.
Das den Bereich des Bauteils im Bereich der Bindenaht verstärkende Faserband kann streifenförmig oder in der Art eines Hohlprofiles ausgebildet sein und beispielsweise aus einem Halbzeug in Form von streifenförmigem Faserband oder aus rohrförmigem Halbzeug aus gewickeltem Faserband gebildet/zugeschnitten werden. Der Querschnitt des rohrförmigen Halbzeuges aus gewickeltem Faserband kann der Form des Querschnitts des Bauteils angepasst sein. The fiber band reinforcing the region of the component in the area of the weld line can be strip-shaped or hollow-type and, for example, formed / cut from a semifinished product in the form of strip-shaped fiber sliver or tubular semifinished product of wound fiber sliver. The cross section of the tubular semifinished product made of wound sliver can be adapted to the shape of the cross section of the component.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Faserband über seine gesamte Länge und/oder den gesamten Umfang des Fahrwerkbauteils in das Fahrwerkbauteil eingebettet. Bevorzugt ist das Faserband dabei nicht vollständig eingebettet, sondern fluchtet an seiner Oberseite mit der angrenzenden Außenfläche des Fahrwerkbauteils. In a preferred embodiment, the sliver is embedded over its entire length and / or the entire circumference of the chassis component in the chassis component. Preferably, the sliver is not completely embedded, but is aligned on its upper side with the adjacent outer surface of the chassis component.
Vorzugsweise wird das Faserband aus Faserverbundmaterial mit Endlosfasern und einer Polymermatrix gebildet, wobei die Fasern des Faserbandes im Wesentlichen senkrecht oder in einem anderen Winkel über die Bindenahtebene und diese überlappend/übergreifend in den Grundkörper durch einen Spritzgießprozesses eingebettet sind. Preferably, the sliver of fiber composite material with continuous fibers and a Formed polymer matrix, wherein the fibers of the sliver substantially vertically or at a different angle over the Bindenahtebene and these are overlapping / overlapping embedded in the main body by an injection molding process.
Vorteilhaft ist es, wenn streifenförmiges Faserband auf mehreren Seiten, beispielsweise an zwei sich gegenüberliegenden Seiten oder auch an allen Seiten bzw. ein den Bereich der Bindenaht umringendes Faserband, bevorzugt aus einem rohrförmigem gewickelten Halbzeug im Bereich der Bindenaht vorgesehen wird. It is advantageous if strip-shaped sliver is provided on several sides, for example on two opposite sides or also on all sides or a sliver surrounding the region of the weld line, preferably from a tubular wound semifinished product in the region of the weld line.
Wird beispielsweise die Außenhülse und/oder die Innenhülse eines Elastomerlagers aus Faserband gebildet, wird insbesondere als Ausgangsbasis ein aus Faserband gewickelten rohrförmigen Halbzeug verwendet, welches auf Länge geschnitten wird. If, for example, the outer sleeve and / or the inner sleeve of an elastomeric bearing are formed from sliver, a tubular semi-finished product wound from sliver is used in particular as a starting base, which is cut to length.
Vorteilhafter Weise kann die aus Faserband gewickelte Außenhülse und/oder die Innenhülse des Elastomerlagers ein oder mehrere Schlitze am Außen- und/oder am Innenumfang aufweisen, die parallel und/oder in einem Winkel zu einer Längsachse des Elastomerlagers verlaufen. Beim Vulkanisierprozess kann das Gummimaterial in die Schlitze der Außenhülse eingreifen, wodurch ein inniger gegen Verdrehen gesicherter Verbund zwischen Gummi und Außenhülse erzeugt wird. Advantageously, the outer sleeve wound from sliver and / or the inner sleeve of the elastomeric bearing may have one or more slots on the outer and / or inner circumference, which run parallel and / or at an angle to a longitudinal axis of the elastomer bearing. In the vulcanization process, the rubber material can engage in the slots of the outer sleeve, creating an intimate twist-proof bond between the rubber and the outer sleeve.
Wird das Elastomerlager in ein Fahrwerkteil beispielsweise durch Spritzgießen eingebunden, wird ebenfalls zwischen dem spritzgegossenen Kunststoff und der Außenhülse ein stoffschlüssiger Verbund erzeugt und durch das Replastizitieren der Außenhülse über den Temperatureintrag eine bessere Haftung im Fahrwerksteil gewährleistet. Durch die Schlitze in der Außenhülse wird ein Spannungsabbau nach dem Einvulkanisieren realisiert, und es wird ein Vorspannen bzw. Kalibrieren des Gummilagers beim Einpressen oder Umspritzen im Werkzeug, entweder durch den Forminnendruck in der Kavität oder durch das Zufahren des Werkzeugs, ermöglicht. If the elastomeric bearing is integrated in a chassis part, for example by injection molding, a cohesive bond is likewise produced between the injection-molded plastic and the outer sleeve and a better adhesion in the chassis part is ensured by the replastication of the outer sleeve via the temperature input. Through the slots in the outer sleeve a stress relief after vulcanization is realized, and it is a biasing or calibration of the rubber bearing during pressing or molding in the tool, either by the cavity pressure in the cavity or by the closing of the tool allows.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and accompanying drawings. Show it:
Aus
In
Der Querschnitt der Strebe besteht in der Mitte im Bereich des Hohlprofils
Das Hohlprofil
Ein Fahrwerksbauteil in der Art des vorgenannt beschriebenen Lenkerarms weist eine wesentlich höhere Belastbarkeit auf als ein spritzgegossenes Bauteil/Lenkerarm ohne im Bereich der Bindenaht angeordnete Faserbänder. A chassis component in the manner of the aforementioned handlebar arm has a much higher load capacity than an injection-molded component / link arm without arranged in the region of the weld line slivers.
In dem Gummikörper
Die in
Gemäß
Durch die Verwendung des Faserbandes
Die aus Faserband
Gemäß eines nicht dargestellten Ausführungsbeispieles ist es auch möglich, ein durch Spritzgießen hergestelltes Bauteil nach dessen Entnahme aus dem Spritzgießwerkzeug durch Faserband im Bereich der Bindenaht mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere ein Schweißverfahren, zu verstärken. Dabei sollte/n das/die Faserbänder ebenfalls die Bindenaht überlappen. According to an embodiment not shown, it is also possible to reinforce a component produced by injection molding after its removal from the injection mold by sliver in the region of the weld line by means of a material connection, in particular a welding process. The sliver (s) should also overlap the weld line.
Neben der Verstärkung eines Querschnitts im Bereich einer Bindenaht ist es auch möglich, andere Bereiche eines Bauteils mit dem Faserband zu verstärken, wobei das Faserband beispielsweise im Spritzgießprozess in das Bauteil integriert wird oder der gewünschte Bereich nachträglich mit dem Faserband durch eine stoffschlüssige Verbindung, bevorzugt durch ein Schweißverfahren, verstärkt wird. In addition to the reinforcement of a cross section in the region of a weld line, it is also possible to reinforce other areas of a component with the sliver, the sliver is integrated for example in the injection molding in the component or the desired area subsequently with the sliver by a material connection, preferably by a welding process is reinforced.
Dadurch kann der Querschnitt beispielsweise strebenförmiger Bauteile erheblich reduziert und somit Material und Gewicht eingespart werden ohne die Bauteileigenschaften (wie mechanische Eigenschaften und Festigkeitseigenschaften) zu beeinträchtigen. As a result, the cross section of, for example, strut-shaped components can be considerably reduced and thus material and weight can be saved without impairing the component properties (such as mechanical properties and strength properties).
Es sind vielfältige Anwendungsgebiete möglich, in denen spritzgegossene Bauteile im Bereich der Bindenaht durch Faserband bzw. -Profil verstärkt werden können und dadurch die Belastbarkeit des Bauteils um ein vielfaches gesteigert werden kann. Ein weitere Vorteil besteht darin, dass der Querschnitt des Bauteil in dem Bereich, in dem das Faserband vorhanden ist, entsprechend reduziert werden kann. Dadurch ist es möglich, den Bauraumbedarf zu reduzieren und Material einzusparen. There are many possible applications are possible in which injection-molded components in the field of weld line can be reinforced by sliver or profile and thus the load capacity of the component can be increased many times. A further advantage is that the cross-section of the component in the region in which the sliver is present, can be reduced accordingly. This makes it possible to reduce the space requirement and save material.
Wird bei einem durch Spritzgießen hergestellten Behälter bzw. Druckbehälter oder einem Bauteil für einen Druckbehälter die Bindenaht entsprechend durch Faserband verstärkt, ist es möglich den Druckbereich des Druckbehälters erheblich zu erhöhen. If, in a container or pressure vessel produced by injection molding or a component for a pressure vessel, the weld line is correspondingly reinforced by sliver, it is possible to considerably increase the pressure range of the pressure vessel.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Lenkerarm control arm
- 2 2
- Lagerstelle depository
- 3 3
- Lagerstelle depository
- 4 4
- Strebe strut
- 5 5
- Bindenaht weld
- 6 6
- Faserbänder slivers
- 6.1 6.1
- Fasern fibers
- 6.2 6.2
- Hohlprofil hollow profile
- 10 10
- Gummilager Rubber bearing
- 11 11
- Außenhülse outer sleeve
- 12 12
- Längsschlitze longitudinal slots
- 13 13
- Gummikörper rubber body
- 14 14
- Innenhülse inner sleeve
- 15 15
- Kunststoff plastic
- 16 16
- Einbettbereich the embedding
- A A
- Längsachse longitudinal axis
- F F
- Fließrichtung flow direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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