DE19833230A1 - Schwingungsdämpfende Unterlage, insbesondere zum Lagern eines Kompressors, und zugehöriges Herstellungsverfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine schwingungsdämpfende Unterlage zum sicheren, zuverlässigen Verbinden eines schwingenden mechanischen Bauteils an einem Sockel, welcher das Bauteil lagert, welches dafür sorgt zu verhindern, daß Schwingung auf den Sockel übertragen wird. Noch spezifischer ist die Unterlage nach der Erfindung geeignet, ein Bauteil, zum Beispiel einen Elektromotor für Haushaltsge­ räte, insbesondere den Kompressor eines Kühlschranks oder Tiefkühlschranks, zu la­ gern sowie das Bauteil mit einem Stützsockel, welcher von dem Körper des Anwen­ dungsgegenstands definiert ist, zu verbinden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein einfaches, preiswertes Verfahren, solch eine Unterlage spritzzugießen.

Wie es für das Verbinden eines schwingenden Bauteils mit einem Stützsockel bekannt ist, werden Elemente zum Dämpfen von Schwingung und zum Reduzieren von Lärm eingesetzt. Die Motoren und/oder Kompressoren von elektrischen Geräten im Haus­ halt werden gegenwärtig mit dem Körper des Anwendungsgeräts unter Verwendung von Verbindungsmitteln aus vielen Elementen verbunden, welche im wesentlichen durch ein Verbindungselement zum Hindurchstecken, zum Beispiel eine Schraube oder ein einschnappbares Element, welches durch eine Unterlage aus Gummi oder ei­ nem anderen dämpfenden Werkstoff hindurchpaßt, gebildet ist.

Solche Vorrichtungen aber versagen, einen Anteil der Schwingung an der Übertra­ gung durch die Verbindungselemente zu hindern, und sind außerdem kompliziert, zeitaufwendig und daher teuer zu montieren. Alternativ sind Kunststoffunterlagen mit schnell einpaßbaren aufklickbaren Verbindungsköpfen vorgeschlagen worden, aber, obwohl schnell und leicht zu montieren, sind diese bezüglich Schwingungs­ dämpfungseigenschaften total uneffektiv.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine schwingungsdämpfende Unterlage zur Verbindung eines schwingenden Bauteils mit einem Stützsockel, welches für die Be­ seitigung der zuvor genannten Nachteile sorgt, indem es schnell und einfach zu mon­ tieren ist, und welches im Vergleich mit gegenwärtig verwendeten Vorrichtungen mit mehreren Element für sogar effektivere Schwingungsdämpfung sorgt.

Erfindungsgemäß ist eine schwingungsdämpfende Unterlage zum Lagern eines schwingenden Bauteils auf einem Lagersockel, wobei die Unterlage einen Körper und an einander gegenüberliegenden Enden des Körpers zwei Verbindungsköpfe aufweist, welche jeweils Manschetten aufweisen, die in entsprechende Durchgangssitze einklickbar sind, die jeweils in einem Trägerbock zum Montieren des schwingenden Bauteils und zwar in dem Lagersockel gebildet sind, sowie jeweilige elastisch defor­ mierbare Flansche, die sich auswärts von den jeweiligen Manschetten erstrecken und mit jeweiligen Stopperabschnitten in kontrastierender Weise zusammenwirken, wel­ che die jeweiligen Durchgangssitze umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Köpfe einteilig aus synthetischem Kunststoff spritzgegossen ist, während der Körper einen einzelnen monolithischen Block aus irgendeinem spritzgießbaren Elastomer aufweist, wobei der Block an einander gegenüberliegenden Enden in die Manschetten der zwei einander gegenüberliegenden Köpfe teilweise eingesetzt ist und mit den Köpfen zusammen gegossen ist und so molekular mit dem Werkstoff der Köpfe ver­ bunden ist und so ein einzelnes monolithisches Element mit den Köpfen bildet, wobei der Körper die einzige physikalische Verbindung zwischen den zwei entgegengesetz­ ten Köpfen darstellt.

Die zwei einander gegenüberliegenden Köpfe sorgen daher für das Bewirken all der Vorteile schneller, unproblematischer, zuverlässiger Montage bekannter nicht schwin­ gungsdämpfender Unterlagen, während der elastomerische Körper als einzige Verbin­ dung zwischen den zwei Köpfen die Köpfe gegen Schwingungen vollständig isoliert, während er gleichzeitig für eine genügend starre Verbindung zum Sicherstellen zu­ verlässiger Funktion der Unterlage sorgt. Darüber hinaus sorgt das Zusammengießen für eine monolithische Struktur, welche keine zusätzlichen starren Verbindungsele­ mente benötigt, durch welche ein Teil der Schwingung übertragen werden könnte.

Die Unterlage nach der Erfindung ist vorzugsweise unter Einsatz eines Zusammen­ spritzverfahrens hergestellt, welches ebenso einen Teil der Erfindung darstellt und welches dadurch gekennzeichnet ist, die folgenden Schritte aufzuweisen:

• - Bilden eines Paares von Abdrücken in Form der Köpfe mittels entsprechender be­ weglicher Teile einer Form, wobei die Abdrücke voneinander fluiddicht mittels eines Paares gerader, koaxialer Stäbe getrennt sind, deren Enden aufeinander zu­ weisen, wobei ein erster Stab sich durch einen ersten Abdruck hindurcherstreckt und integral mit einem Teil der Form nahe dem ersten Abdruck ist, und wobei ein zweiter Stab nahe und Ende an Ende mit dem ersten Stab durch einen Formsitz gehalten ist und sich durch den zweiten Abdruck erstreckt,
• - Halten des zweiten Stabs um einen bestimmten Abstand weg vom ersten Stab zum Definieren eines ersten, mit dem ersten Abdruck verbundenen Abschnitts in dem Formsitz,
• - Einspritzen eines nicht elastomeren thermoplastischen Werkstoffs in die Abdrücke und in den ersten Abschnitt des Formsitzes zum Bilden der Köpfe,
• - Zurückziehen des zweiten Stabs bezüglich des ersten Stabs um einen Abstand, welcher ausreicht, einen bestimmten zweiten Abschnitt des Formsitzes durch den zweiten Abdruck freizugeben,
• - Einspritzen eines thermoplastischen Elastomers in den bestimmten zweiten Ab­ schnitt des Formsitzes, welcher zwischen den koaxial zueinander gerichteten Stä­ ben definiert ist, zum Bilden des Körpers, und
• - Öffnen der Form, weiteres Zurückziehen des zweiten Stabs zum Abnehmen eines entsprechenden Kopfs der Unterlage vom ersten Stab und Positionieren des zwei­ ten Kopfs gegen eine Schulter der Form und weiteres Zurückziehen des zweiten Stabs zum Abnehmen des zweiten Kopfs vom zweiten Stab und Herausnehmen der fertigen Unterlage.

Eine nicht eingrenzende Ausführungsform der Erfindung wird beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig. 1 einen schematischen, explodierten Schnitt durch eine Unterlage nach der Erfin­ dung vor dem Einpassen darstellt,

Fig. 2, 3, 4 Schritte des Verfahrens zum Herstellen der erfindungsgemäßen Unterlage nach Fig. 1 zeigen.

Nummer 1 in Fig. 1 bezeichnet als Ganzes eine schwingungsdämpfende Unterlage zum Lagern eines schwingenden Bauteils 2 - im dargestellten Beispiel ein Kompres­ sor und/oder Motor eines Kühlschranks oder Gefrierschranks - auf einem Lagersockel 3, welcher zum Beispiel Teil des Körpers des Anwendungsgeräts (nicht dargestellt) ist. Die Unterlage 1 hat einen im wesentlichen prismatischen Körper 4 und zwei Ver­ bindungsköpfe 5, 6 an einander gegenüberliegenden Enden 7, 8 des Körpers 4.

Die Köpfe 5, 6 weisen jeweils Manschetten 10 auf, welche in jeweilige Durchgangs­ sitze 11, 12 klicken, die jeweils in einem bekannten Trägerbock zum Montieren des Bauteils 2 gebildet sind, sowie in dem Sockel 3; sowie jeweilige elastisch deformier­ bare Flansche 14, die sich auswärts von den jeweiligen Manschetten 10 erstrecken und auf kontrastierende Weise, wie später erklärt, mit entsprechenden Stopperabschnitten 15, 16 zusammenwirken, welche die jeweiligen Durchgangssitze 11, 12 in der Lasche 13 bzw. dem Sockel 3 umgeben.

Entsprechend eines ersten Charakteristikums der Erfindung sind die Köpfe 5, 6 unab­ hängig voneinander spritzgegossen, während der Körper 4 einen einzelnen monolithi­ schen Block 18 - im dargestellten Beispiel zylindrisch - aufweist, der aus irgend­ einem spritzgießbaren Elastomer hergestellt und mit den Köpfen 5, 6 verbunden ist und dabei die einzige physikalische Verbindung zwischen den Köpfen darstellt.

Genauer ist der Block 18 an einander gegenüberliegenden Enden 7, 8 teilweise in Manschetten 10 an den einander gegenüberliegenden Köpfen 5, 6 eingesetzt und mit den Köpfen 5, 6 zusammengegossen, so daß er molekular mit dem Werkstoff der Köpfe 5, 6 verbunden ist und so mit den Köpfen ein einzelnes monolithisches Ele­ ment, nämlich die Unterlage 1, bildet.

Dies ist ermöglicht worden durch eingehende Forschung der Techniker der Anmelde­ rin, welche schließlich eine besondere Werkstoffkombination entdeckt haben, die die besten Ergebnisse bezüglich monolithischem Design sicherstellt und welche das Bil­ den von Köpfen 5, 6 aus Polyamid (zum Beispiel Nylon® 6 oder 66 mit oder ohne Füllstoff) sowie des monolithischen Blocks 18, welcher den Körper 4 definiert, aus einem thermoplastischen Polyurethan (oder einem anderen bekannten thermoplasti­ schen Gummi) umfaßt.

Das beste monolithische Design der Komponenten 5, 6 und 18 wird dadurch erreicht, die Köpfe 5, 6 so zu formen, daß die Kontaktfläche zwischen dem Elastomer des Kör­ pers 4 und dem Kunststoff der Köpfe 5, 6 möglichst groß ist, während gleichzeitig eine kompakte Baugröße erhalten bleibt. Obwohl sie identisch sein können, unter­ scheiden sich die Köpfe 5, 6 daher ein klein wenig voneinander.

Die Manschette 10 des Kopfes 6 umfaßt eine quere Endwand 20, die in der Man­ schette 10 auf der zum Körper 4 gerichteten Seite einen Sacklochsitz 21 zum Auf­ nehmen des zugehörigen Endes 8 des Blocks 18 umgrenzt, welcher dadurch, daß er gleichzeitig gegossen ist, molekular mit beiden Endwänden 20 und der kleineren inne­ ren lateralen Wand der Manschette 10 verbunden ist, die den Sitz 21 lateral umgrenzt.

Die Manschette 10 des Kopfes 5 andererseits umfaßt eine einzelne zylindrische innere durchgängige Kavität 22, die durch eine innere laterale Wand 23 umgrenzt ist; sowie an dem dem Körper 4 zugerichteten Ende mindestens eine ringförmige oder diskonti­ nuierliche axiale Erweiterung 24, die sich in Richtung des Kopfes 6 von einer rück­ wärtigen Fläche 25 des entsprechenden Flansches 14 erstreckt und so die Fläche der Wand 23, die das Ende 7 des den Körper 4 definierenden Blocks 18 kontaktiert, ver­ größert.

Die Manschette 10 jedes Kopfes 5, 6 umfaßt einen Abschnitt 30, der von einer Vorderfläche 31 des Flansches 14 vorspringt, welcher zum jeweiligen Durchgangssitz 11, 12 zur Aufnahme des Kopfes 5, 6 gerichtet ist; wobei jeder Flansch 14 auf der dort hin gerichteten Seite 31 konkav ist; und jeder vorspringende Abschnitt 30 jeder Man­ schette 10 auf der Außenseite mindestens ein Paar bekannter flexibler Zähne 33 auf­ weist.

Im dargestellten Beispiel weist der Kopf 5 vier Zähne 33 auf, die gleichmäßig um 90° zueinander versetzt sind, während der Kopf 6 nur zwei diametral einander gegenüber­ liegende Zähne 33 aufweist. Wie auch immer klicken die Zähne 33 (die identisch oder voneinander verschieden sein können) auf eine Kante 34 des jeweiligen Durchgangs­ sitzes 11, 12 und greifen so die Kante überlagernd zwischen sich und der entsprechen­ den Vorderfläche 31 des Flansches 14, von welchem der die Zähne tragende Abschnitt 30 vorspringt.

In der Anwendung passen die Köpfe 5, 6 durch die Sitze 11, 12 und klicken auf im wesentlichen bekannte Art auf den Trägerbock 13 bzw. den Sockel 3, wobei die Ab­ schnitte 30 die Abschnitte 15, 16 zwischen den Flanschen 14 und Zähnen 33 greifen. Nur durch den den Körper 4 definierenden elastomerischen Block 18 verbunden, lei­ ten die Köpfe 5, 6 jede Schwingung in den Block 18, wo sie gedämpft und gehindert wird, zwischen den Köpfen übertragen zu werden, so daß jede Schwingung, welcher das Bauteil 2 ausgesetzt ist, an der Übertragung zum Sockel 3 gehindert wird. Gleich­ zeitig aber ist der Körper 4 starr und fest genug (und genügend integral mit den Köp­ fen 5, 6), um das Gewicht und jede von dem Bauteil 2 übertragene Spannung zu la­ gern.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die beschriebene Unterlage 1 einfach und billig durch ein Zusammengießverfahren herzustellen, welches schematisch in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellt ist, die Draufsichten von jeweiligen Operations­ schritten eines Werkzeugs 40 für eine bekannte horizontale Gießpresse (nicht darge­ stellt) zeigen.

Mit Bezug auf Fig. 2 umfaßt das Werkzeug 40 eine Form 41, die wiederum eine An­ zahl relativ zueinander beweglicher Teile 42, 43, 44, 45 aufweist, einen fixierten Stab 46 integral mit dem fixierten Teil 45 und einen Stab 47, der durch das Teil 42 getra­ gen ist und koaxial mit dem Stab 46 positioniert diesem mit aufeinander zu weisenden Endseiten gegenüberliegt und axial bezüglich dem Teil 42 beweglich ist.

Zunächst wird die Form 41, wie in Fig. 2 dargestellt, geschlossen und bildet so, in der Form 41 ein Paar Abdrücke 50, die in Form der jeweiligen Köpfe 5, 6 fluiddicht durch gerade (zylindrische oder prismatische) Stäbe 46, 47 voneinander getrennt sind. Ge­ nauer erstreckt sich der Stab 46 durch den Abdruck 50, der auf der Seite umgrenzt ist, welche zu dem Teil 45 gerichtet ist, mit dem der Stab 46 integral ist; während der Stab 47 nahe dem Stab 46 und Ende an Ende mit diesem gehalten ist, sich durch einen in der Form 41 gebildeten Sitz 55 erstreckt und im dargestellten Beispiel zwischen be­ weglichen Teilen 43 und 44 umgrenzt ist und sich durch den zweiten Abdruck 50 er­ streckt, welcher auf der Seite der Form umgrenzt ist, die zum Teil 42 gerichtet ist. Er­ findungsgemäß ist aber der Stab 47 um einen Abstand vom Stab 46 weg gehalten, der mit der Dicke der Wand 20 korrespondiert, um im Sitz 55 einen ersten Abschnitt 57 zu umgrenzen, der mit dem auf der zum Teil 46 gerichteten Seite umgrenzten Ein­ druck 50 verbunden ist.

Ein nichtelastomerer, thermoplastischer Werkstoff wird dann auf bekannte Weise durch bekannte Einspritzlöcher (nicht dargestellt) in die Abdrücke 50 eingespritzt und bildet so die Köpfe 5, 6. Wenn der obige Einspritzschritt abgeschlossen ist, wird der Stab 47, der durch einen bezüglich dem Teil 42 beweglichen Schieber 60 gesteuert ist, bezüglich dem Stab 46 um einen Abstand zurückgezogen, der ausreicht, um einen be­ stimmten zweiten Abschnitt 58 des Sitzes 55 freizugeben.

Schließlich wird ein thermoplastisches Elastomer auf bekannte Weise durch ein weite­ res Einspritzloch (nicht dargestellt) in den Abschnitt 58 (schraffiert in Fig. 3) zum Bilden des Körpers 4 eingespritzt. Nachdem der Körper 4 sich setzen gelassen wurde, werden die Teile 43, 44 lateral zum Öffnen der Form 41 abgenommen (Fig. 4); der Stab 47 wird weiter zurückgezogen, um den Kopf 6 vom Stab 46 zu lösen, auf dem der Kopf 6 während des ersten Einspritzens gebildet wurde, während die Unterlage 1 mit dem Stab 47 verbunden bleibt; der Stab 47 wird weiter zurückgezogen, um den Kopf 5 gegen eine Schulter 70 der Form 41 zu positionieren (Fig. 4); und weiteres Zu­ rückziehen des Stabs 47 nimmt den Kopf 5 vom Stab 47 zum Herausnehmen der ferti­ gen Unterlage 1 ab, welche zum Beispiel in einen Sammelbehälter hinunterfallen kann.

Claims (6)

1. Schwingungsdämpfende Unterlage (1) zum Lagern eines schwingenden Bauteils (2) auf einem Lagersockel (3), wobei die Unterlage einen Körper (4) und an ein­ ander gegenüberliegenden Enden des Körpers zwei Verbindungsköpfe (5, 6) auf­ weist, welche jeweils Manschetten (10) aufweisen, die in entsprechende Durch­ gangssitze (11, 12) einklickbar sind, die jeweils in einem Trägerbock (13) zum Montieren des schwingenden Bauteils in dem Lagersockel (3) gebildet sind, sowie jeweilige elastisch deformierbare Flansche (14), die sich auswärts von den jewei­ ligen Manschetten (10) erstrecken und mit jeweiligen Stopperabschnitten (15, 16) in kontrastierender Weise zusammenwirken, welche die jeweiligen Durchgangs­ sitze (11, 12) umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Köpfe (5, 6) ein­ teilig aus synthetischem Kunststoff spritzgegossen ist, während der Körper (4) ei­ nen einzelnen monolithischen Block (18) aus irgendeinem spritzgießbaren Elastomer aufweist, wobei der Block (18) an einander gegenüberliegenden Enden (7, 8) in die Manschetten (10) der zwei einander gegenüberliegenden Köpfe (5, 6) teilweise eingesetzt ist und mit den Köpfen zusammen gegossen ist und so mole­ kular mit dem Werkstoff der Köpfe verbunden ist und so ein einzelnes monolithi­ sches Element mit den Köpfen bildet, wobei der Körper (4) die einzige physikali­ sche Verbindung zwischen den zwei entgegengesetzten Köpfen (5, 6) darstellt.

2. Schwingungsdämpfende Unterlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (10) eines ersten (6) der Köpfe eine quere Endwand (20) aufweist, die in der Manschette und auf der dem Körper zugewandten Seite einen Sackloch­ sitz (21) zum Aufnehmen eines entsprechenden ersten Endes (8) des Körpers (4) aufweist, welcher molekular durch zusammen Gießen mit der Endwand (20) und mit einer inneren lateralen Wand der Manschette (10) verbunden ist.

3. Schwingungsdämpfende Unterlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (10) eines zweiten (5) der Köpfe an dem dem Körper (4) zuge­ wandten Ende mindestens einen axialen Vorsprung (24) aufweist, der sich zum ersten Kopf hin von einer Rückfläche (25) des entsprechenden Flansches erstreckt und so die Fläche einer inneren lateralen Wand (23) der Hülse vergrößert, die ein zweites Ende (7) des Körpers kontaktiert.

4. Schwingungsdämpfende Unterlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Köpfe (5, 6) einen Abschnitt (30) der Man­ schette aufweist, welcher von einer Vorderfläche (31) des jeweiligen Flanschs (14) vorspringt und zum Durchgangssitz (11, 12) gerichtet ist, wobei der Flansch (14) auf der Vorderseitenfläche konkav ist; und wobei der vorspringende Bereich (30) der Manschette auf der Außenseite mindestens ein Paar flexibler Zähne (33) zum Ineingriffnehmen einer Kante (34) des jeweiligen Durchgangssitzes (11, 12) und zum überlagernden Greifen der Kante zwischen ihnen und der Vorderfläche (31) des Flanschs (14) aufweist.

5. Schwingungsdämpfende Unterlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Köpfe (5, 6) aus einem Polyamid spritzgegossen sind, während der Körper (4) aus einem thermoplastischen Polyurethan, insbeson­ dere Santoprene™, mit den Köpfen (5, 6) zusammen spritzgegossen ist.

6. Verfahren zum zusammen Gießen von schwingungsdämpfenden Unterlagen, die jeweils einen Körper (4), definiert durch einen einteiligen Block aus thermoplasti­ schem Elastomer, sowie ein Paar einander gegenüberliegender aus synthetischem Kunststoff gegossener, Köpfe (5, 6) aufweisen, wobei das Verfahren dadurch ge­ kennzeichnet ist, daß es folgende Schritte aufweist:

• - Bilden eines Paares von Abdrücken (50) in Form der Köpfe mittels entsprechender beweglicher Teile (42, 43, 44, 45) einer Form (41), wobei die Abdrücke (50) von­ einander fluiddicht mittels eines Paares gerader, koaxialer Stäbe (46, 47) getrennt sind, deren Enden aufeinander zuweisen, wobei ein erster Stab (46) sich durch ei­ nen ersten Abdruck (50) hindurcherstreckt und integral mit einem Teil (45) der Form nahe dem ersten Abdruck ist, und wobei ein zweiter Stab (47) nahe und Ende an Ende mit dem ersten Stab (46) durch einen Formsitz (55) gehalten ist und sich durch den zweiten Abdruck erstreckt,
• - Halten des zweiten Stabs um einen bestimmten Abstand weg vom ersten Stab zum Definieren eines ersten, mit dem ersten Abdruck (50) verbundenen Abschnitts (57) dem Formsitz (55),
• - Einspritzen eines nicht elastomeren, thermoplastischen Werkstoffs in die Ab­ drücke (50) und in den ersten Abschnitt (57) des Formsitzes (55) zum Bilden der Köpfe,
• - Zurückziehen des zweiten Stabs (47) bezüglich des ersten Stabs (46) um einen Abstand, welcher ausreicht, einen bestimmten zweiten Abschnitt (58) des Form­ sitzes (55) durch den zweiten Abdruck (50) freizugeben,
• - Einspritzen eines thermoplastischen Elastomers in den bestimmten zweiten Ab­ schnitt (58) des Formsitzes (55), welcher zwischen den koaxial zueinander ge­ richteten Stäben (46, 47) definiert ist, zum Bilden des Körpers (4), und
• - Öffnen der Form (41), weiteres Zurückziehen des zweiten Stabs (47) zum Abneh­ men eines entsprechenden Kopfs (6) der Unterlage (1) vom ersten Stab (46) und Positionieren des zweiten Kopfs (50) gegen eine Schulter (70) der Form und wei­ teres Zurückziehen des zweiten Stabs (47) zum Abnehmen des zweiten Kopfs (5) vom zweiten Stab (47) und Herausnehmen der fertigen Unterlage.