DE102019203711B4 - Gummi-Lager für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Montage eines Gummi-Lagers - Google Patents

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Abstract

Gummi-Lager (100) zur Verbindung von Fahrzeugkomponenten, mit einem Elastomerelement (120) und einer Buchse (110) zur Aufnahme des Elastomerelements (120), dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (120) außenseitig mit Taschen (125) ausgebildet ist, die mit einem Klebstoff (K) gefüllt sind, welcher beim Einpressen des Elastomerelements (120) in die Buchse (110) aus den Taschen (125) gedrückt wird und eine Verklebung zwischen Elastomerelement (120) und Buchse (110) bewirkt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gummi-Lager für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Montage eines solchen Gummi-Lagers.
  • Gummi-Lager betreffender Art werden in Kraftfahrzeugen zur nachgiebigen Verbindung von Fahrzeugkomponenten, insbesondere zur Verbindung von Achsteilen oder zur Anbindung einer Fahrzeugachse an die Karosserie, eingesetzt. Solche Gummi-Lager weisen eine als Lagersitz dienende Buchse (Außenhülse) auf, die an einer der Fahrzeugkomponenten befestigt wird oder bereits an dieser Fahrzeugkomponente als Auge ausgebildet ist. In die Außenhülse wird ein Elastomerelement (Gummikörper) eingesetzt, in der oder an der die andere Fahrzeugkomponente befestigt wird. Das Elastomerelement bewirkt eine mechanische Nachgiebigkeit der Verbindung zwischen den Fahrzeugkomponenten und kann ferner auch eine Schwingungs- und Akustikdämpfung bewirken. Im Elastomerelement kann auch ein sogenannter Kern, der in der Regel als Hülse (Innenhülse) oder Bolzen ausgebildet ist, angeordnet sein. Da die Buchse und/oder der Kern zumeist aus Metall gebildet sind, werden solche Verbindungslager auch als Gummi-Metall-Lager bezeichnet.
  • Die DE 102 31 311 A1 beschreibt ein derartiges Gummi-Lager. Das Gummi-Lager verfügt über einen Gummikörper (1), der in einer Buchse (3) gehalten wird. Eine außenseitige Riffelung (10) sorgt dafür, dass der Gummikörper (1) verdrehsicher in der Buchse (3) gehalten wird. Außerdem verfügt der Gummikörper (1) an seiner Innenseite über eine optionale Metallschale (5), die z. B. einvulkanisiert oder eingeklebt ist. Auf den Gummikörper (3) oder die Metallschale (5) kann eine Beschichtung (6) mit einem Adhäsivmittel (z. B. ein Einkomponentenklebstoff oder ein Zweikomponentenklebstoff) aufgebracht sein. Dieses Adhäsivmittel ist in Mikrokapseln eingeschlossen, die bei einer Reibbewegung bei gleichzeitiger Druckausübung zerstört werden und das darin befindliche Adhäsivmittel freigeben, sodass ein besonders inniger Verbund zwischen dem Gummikörper (1) bzw. der Metallschale (5) und einem darin gehaltenen Glied (z. B. ein Stabilisator) erreicht wird. Die Beschichtung mit dem mikroverkapselten Adhäsivmittel lässt sich nicht nur innenseitig auf den Gummikörper (1) bzw. die Metallschale (5) aufbringen, sondern kann genauso gut einen außenseitigen Auftrag bilden, sodass sich der Gummikörper (1) in eine zugehörige Aufnahme verdrehsicher einfügt. Beschrieben ist ferner auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gummi-Lagers.
  • Weitere gattungsbildende, jedoch technisch entfernte Gummi-Lager sind aus den Schriften FR 1 414 308 A , DE 102 25 796 A1 und US 2 572 160 A bekannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gummi-Lager anzugeben, das eine verbesserte sowie einfach herstellbare Verbindung zwischen der Buchse und dem darin angeordneten Elastomerelement (Gummikörper) aufweist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemäße Gummi-Lager mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Mit nebengeordneten Patentansprüchen erstreckt sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Montage eines Gummi-Lagers und auf eine bevorzugte Verwendung. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für alle Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung und der Zeichnung.
  • Das erfindungsgemäße Gummi-Lager zur (nachgiebigen) Verbindung von Fahrzeugkomponenten (an einem Kraftfahrzeug) umfasst ein Elastomerelement und eine Buchse (Außenhülse) zur Aufnahme des Elastomerelements. Das Elastomerelement ist außenseitig mit Taschen ausgebildet, die mit einem Klebstoff gefüllt sind, welcher beim Einpressen des Elastomerelements in die Buchse aus den Taschen gedrückt wird/wurde und eine Verklebung zwischen Elastomerelement und Buchse bewirkt bzw. ausbildet.
  • Die Taschen sind als Vertiefungen in der der Buchse zugewandten Außenumfangsfläche des Elastomerelements ausgebildet und sind nur in radialer Richtung zur Außenhülse hin offen. Diese Taschen bzw. Vertiefungen bilden Reservoire für Klebstoff, wobei nicht jede Tasche mit Klebstoff gefüllt sein muss. Mit diesem Klebstoff werden das Elastomerelement und die Buchse verklebt, wobei es zwischen der Außenumfangsfläche des Elastomerelement und Innenumfangsfläche der Buchse zu einer Klebeverbindung kommt. Die Taschen bzw. Vertiefungen bewirken aber auch eine verbesserte Verformbarkeit und Elastizität des Elastomerelements, sodass einerseits die Beschädigungsgefahr beim Einpressen in die Buchse reduziert, andererseits aber auch die Auszieh- bzw. Ausreißkraft des in die Buchse eingepressten Elastomerelements erhöht werden. Aus den Taschen bzw. taschenartigen Vertiefungen und der Verklebung ergibt sich auch ohne sonstige Maßnahmen eine vergleichweise hohe Auszieh- bzw. Ausreißkraft (Auspresskraft). Zusätzliche mechanische Sicherungen wie Nieten oder Schrauben o. Ä. sind nicht erforderlich. Ferner wird auch die Drehmomentübertragung verbessert. Das erfindungsgemäße Gummi-Lager ist zudem vergleichsweise einfach montierbar (s. u.).
  • Die Taschen können identisch ausgebildet und/oder gleichmäßig verteilt sein. Die Taschen können auch mit unterschiedlichen Formen und/oder Tiefen ausgebildet sein. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Taschen in Gruppen angeordnet sind, sodass sich mehrere wabenartige Strukturen ergeben (die Taschen bilden dann quasi Wabenhohlräume), insbesondere derart, dass über den Umfang an der Außenumfangsfläche verteilt mehrere Gruppen mit gleicher oder unterschiedlicher Anzahl von Taschen ausgebildet sind. Dadurch können die mechanischen Eigenschaften des Elastomerelements sowie die Lagereigenschaften des Gummi-Lagers gezielt eingestellt werden.
  • Das Elastomerelement kann eine Innenausnehmung aufweisen, in der eines der zu verbindenden Fahrzeugkomponenten angeordnet werden kann. Das Elastomerelement kann auch einen Kern, der insbesondere als Hülse bzw. Innenhülse (z. B. als Gewindehülse) oder als Bolzen bzw. Zapfen (z. B. als überstehender Gewindebolzen) ausgebildet ist, aufweisen. Der Kern kann eingeklebt oder einvulkanisiert sein. Das Elastomerelement kann auch auf den Kern aufgespritzt sein. An oder in diesem Kern kann in an und für sich bekannter Weise eine der zu verbindenden Fahrzeugkomponenten befestigt werden. Ferner bewirkt der Kern beim Einpressen des Elastomerelements in die Buchse eine innere Abstützung des Elastomerelements und begünstigt ferner das Herausdrücken des Klebstoffs aus den Taschen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage bzw. zum Fügen eines Gummi-Lagers umfasst zumindest die folgenden Schritte:
    • - Bereitstellen einer Buchse und Bereitstellen eines Elastomerelements, welches außenseitig bzw. an seiner Außenumfangsfläche mit Taschen ausgebildet ist;
    • - Einbringen eines Klebstoffs in die Taschen des Elastomerelements, wobei nicht jede Tasche mit Klebstoff gefüllt werden muss;
    • - Einpressen des Elastomerelements in die Buchse, wobei der Klebstoff zumindest teilweise aus den Taschen gedrückt bzw. herausgedrückt wird, sich (durch die Relativbewegung in Einpressrichtung) an der Innenumfangsfläche der Buchse verteilt und dadurch eine Verklebung zwischen dem Elastomerelement und der Buchse ausgebildet wird.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die Taschen des Elastomerelements bereits mit Klebstoff gefüllt sind und wenigstens eine Schutzfolie oder dergleichen zur Abdeckung (auf das Elastomerelement) aufgebracht ist (damit die Klebefähigkeit erhalten bleibt), wobei die Schutzfolie beim Einpressen abgestreift bzw. zurückgeschoben, abgeschert oder in sonstiger Weise zerstört wird und dadurch die mit Klebstoff gefüllten Taschen freigegeben werden. Das Verfahren umfasst somit zumindest die folgenden Schritte:
    • - Bereitstellen einer Buchse und Bereitstellen eines Elastomerelements, welches außenseitig mit Taschen ausgebildet ist, wobei die Taschen bereits mit Klebstoff gefüllt sind und wenigstens eine Schutzfolie zur Abdeckung aufgebracht ist;
    • - Einpressen des Elastomerelements in die Buchse, wobei die Schutzfolie abgestreift wird und die mit Klebstoff gefüllten Taschen freigibt bzw. freigegeben werden und der Klebstoff zumindest teilweise aus den Taschen gedrückt wird, sich an der Innenumfangsfläche der Buchse verteilt und die Verklebung bewirkt.
    Damit entfällt der Schritt des Aufbringens bzw. Einbringen des Klebstoffs. Da der Klebstoff quasi direkt beim Einpressen aktiviert wird, ist auch eine zusätzliche Reibbewegung bei gleichzeitiger Druckausübung, wie in der DE 102 31 311 A1 beschrieben, nicht erforderlich. Das Elastomerelement kann als lagerfähiges Bau- und Ersatzteil mit bereits klebstoffgefüllten Taschen und mit Schutzfolie auch von einem Zulieferer bereitgestellt werden.
  • Als Klebstoff kann ein Einkomponentenklebstoff oder ein Mehrkomponentenklebstoff, insbesondere ein Zweikomponentenklebstoff, verwendet werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Taschen des Elastomerelements bereits unterschiedlich mit den verschiedenen Klebstoffkomponenten eines Mehrkomponentenklebstoffs gefüllt sind, welche dann beim Einpressen freigegeben bzw. freigesetzt werden (durch Abstreifen der Schutzfolie, wie oben beschrieben) und sich vermischen.
  • Die Erfindung ist insbesondere für größere Lager bzw. zur Verbindung größerer Fahrzeugkomponenten geeignet. Die Erfindung wird bevorzugt zur Verbindung einer Fahrzeugachse mit einer Fahrzeugkarosserie verwendet. Die Fahrzeugachse kann einen sogenannten Achs- bzw. Hilfsrahmen aufweisen, der mithilfe mehrerer erfindungsgemäß ausgebildeter oder erfindungsgemäß montierter Gummi-Lager mit der Karosserie verbunden wird. Ein erfindungsgemäßes Gummi-Lager ist also bevorzugt ein Hilfsrahmenlager.
  • Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft und in nicht einschränkender Weise mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Die in den beiden schematischen Figuren der Zeichnung gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden.
    • 1 zeigt in einer Schnittansicht ein erfindungsgemäßes Gummi-Lager beim Einpressen des Elastomerelements.
    • 2 zeigt das Gummi-Lager aus 1 mit eingepresstem Elastomerelement.
  • Das Gummi-Lager 100 weist eine Elastomerelement 120 und eine Buchse 110 zur Aufnahme des Elastomerelements 120 auf. Im Elastomerelement 120 ist ein Kern 130 angeordnet, der hier als Hülse ausgebildet ist. Der Kern 130 ist in das Elastomerelement 120 eingeklebt oder einvulkanisiert. Das Elastomerelement 120 kann auch auf den Kern 130 aufgespritzt sein. Bevorzugt ist das Elastomerelement 120 einstückig ausgebildet. Der Kern bzw. die Hülse 130 und die Buchse 110 sind bevorzugt aus Metall oder Kunststoff gebildet. Die Buchse 110 kann auch als Lagersitz und der Verbund aus Elastomerelement 120 und Kern 130 als Lagerkörper bezeichnet werden. Die mit dem Gummi-Lager 100 zu verbindenden Fahrzeugkomponenten können in an und für sich bekannter Weise an der Buchse 110 und am Kern 130 befestigt werden, wobei die Buchse 110 und/oder der Kern 130 auch bereits Bestandteil der zu verbindenden Fahrzeugkomponente sein können.
  • Das Elastomerelement 120 ist außenseitig mit Taschen 125 ausgebildet, die mit einem Klebstoff K gefüllt sind, welcher beim Einpressen des Elastomerelements 120 (zusammen mit dem Kern 130) in die Buchse 110, wie in 1 durch den Pfeil (Einpressrichtung) veranschaulicht, aus den Taschen 125 gedrückt wird, wodurch es zu einer Verklebung zwischen dem Elastomerelement 120 und der Buchse 110 kommt. Die Taschen 125 sind an der Außenumfangsfläche des Elastomerelements 120 in Gruppen mit gleicher oder unterschiedlicher Anzahl angeordnet, wie strichliniert angedeutet, wodurch sich wabenartige Strukturen ergeben. Die Taschen 125 weisen bspw. eine Öffnungsfläche von 20 mm2 bis 40 mm2 auf. Die Taschen 125 können, insbesondere abhängig von der radialen Dicke des Elastomerelements 120, ein Tiefe von 2 mm bis 4 mm aufweisen. Die Taschen 125 können in radialer Richtung auch durchgängig ausgebildet und innen durch den Kern bzw. die Hülse 130 verschlossen sein.
  • Wie aus 1 ersichtlich, sind die Taschen 125 bereits mit Klebstoff K befüllt und mit einer Schutzfolie 140 abgedeckt. Beim axialen Einpressen des Elastomerelements 120 in die Buchse 110 wird die Schutzfolie 140 an der Stirnseite der Buchse 110 abgestreift bzw. zurückgestülpt, wodurch der Klebstoff K quasi aktiviert wird. Durch die Einpresskräfte (das Elastomerelement 120 weist bezüglich der Buchse 110 ein Übermaß auf, sodass eine Presspassung entsteht) wird dann der Klebstoff K zumindest teilweise aus den Taschen 125 herausgedrückt und verteilt sich durch die axiale Relativbewegung mehr oder weniger großflächig über die Innenumfangsfläche der Buchse 110. Es kommt schließlich zu einer Verklebung zwischen dem Elastomerelement 120 und der Buchse 110 bzw. zwischen dem Lagerkörper und dem Lagersitz, wie in 2 gezeigt. Wie oben erläutert kann sowohl ein Einkomponentenklebstoff als auch ein Mehrkomponentenklebstoff verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Gummi-Lager
    110
    Buchse
    120
    Elastomerelement
    125
    Tasche(n)
    130
    Kern
    140
    Folie (Abdeckung)
    K
    Klebstoff

Claims (10)

  1. Gummi-Lager (100) zur Verbindung von Fahrzeugkomponenten, mit einem Elastomerelement (120) und einer Buchse (110) zur Aufnahme des Elastomerelements (120), dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (120) außenseitig mit Taschen (125) ausgebildet ist, die mit einem Klebstoff (K) gefüllt sind, welcher beim Einpressen des Elastomerelements (120) in die Buchse (110) aus den Taschen (125) gedrückt wird und eine Verklebung zwischen Elastomerelement (120) und Buchse (110) bewirkt.
  2. Gummi-Lager (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (125) in Gruppen angeordnet sind.
  3. Gummi-Lager (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (125) unterschiedliche Formen und/oder Tiefen aufweisen.
  4. Gummi-Lager (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (120) einen Kern (130) aufweist.
  5. Verfahren zur Montage eines Gummi-Lagers (100), mit den Schritten: - Bereitstellen einer Buchse (110) und eines Elastomerelements (120), welches außenseitig mit Taschen (125) ausgebildet ist; - Einbringen eines Klebstoffs (K) in die Taschen (125) des Elastomerelements (120); - Einpressen des Elastomerelements (120) in die Buchse (110), wobei der Klebstoff (K) aus den Taschen (125) gedrückt wird, sich an der Innenumfangsfläche der Buchse (110) verteilt und sich eine Verklebung zwischen Elastomerelement (120) und Buchse (110) ausbildet.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Taschen (125) des Elastomerelements (120) bereits mit Klebstoff (K) gefüllt sind und wenigstens eine Schutzfolie (140) zur Abdeckung angebracht ist, wobei die Schutzfolie (140) beim Einpressen abgestreift wird und die mit Klebstoff (K) gefüllten Taschen (125) freigibt.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einkomponentenklebstoff verwendet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass ein Mehrkomponentenklebstoff verwendet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (125) des Elastomerelements (125) bereits unterschiedlich mit den verschiedenen Klebstoffkomponenten gefüllt sind, welche dann beim Einpressen freigegeben werden und sich vermischen.
  10. Verwendung eines Gummi-Lagers (100), das gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 4 ausgebildet und/oder mit einem Verfahren gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche 5 bis 9 montiert ist, zur Verbindung einer Fahrzeugachse mit einer Fahrzeugkarosserie.
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