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Die Erfindung betrifft Rundlager
enthaltend hohle bevorzugt zylindrische Innenbuchse (iii), die von
einem zylindrischen Lagerelement (ii) auf der Basis von zelligen
Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten umfasst wird, dass bevorzugt
in einer Außenbuchse
(i) fixiert ist, wobei das zylindrische Lagerelement (ü) haftend
mit der Innenbuchse verbunden ist, die Innenbuchse (iii) eine Höhe (iv)
zwischen 52 mm und 56 mm, bevorzugt zwischen 53 mm und 55 mm, besonders
bevorzugt 54 mm und einen äußeren Durchmesser
(v) zwischen 33 mm und 37 mm, bevorzugt zwischen 34 mm und 36 mm,
besonders bevorzugt 35 mm aufweist, der Durchmesser (vi) des Hohlraums
der Innenbuchse zwischen 10 mm und 15 mm, bevorzugt zwischen 12
mm und 13 mm, besonders bevorzugt 12,5 mm beträgt, und das Lagerelement (ii)
eine Höhe
(vii) zwischen 40 mm und 45 mm, bevorzugt zwischen 41 mm und 43
mm, besonders bevorzugt 42 mm und einen äußeren Durchmesser (viii) zwischen
50 mm und 60 mm, bevorzugt zwischen 55 mm und 57 mm, besonders bevorzugt
56 mm aufweist.
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Lager werden in Automobilen beispielsweise innerhalb
des Fahrwerks verwendet und sind allgemein bekannt. Mit Hilfe von
Lagern werden im Automobil Aggregate, Getriebe, Motoren, Fahrwerksbauteile
u.a. untereinander oder mit der Karosserie verbunden. Dabei erfüllen sie
durch die Verwendung von Elastomerwerkstoffen die Funktion der elastischen Lagerung;
andererseits sind sie auf Grund ihrer viskosen Eigenschaften in
der Lage, Energie zu dissipieren und damit Schwingungen zu dämpfen. Dabei wird
ein hohes Maß an
Dämpfung
besonders für
die Bedämpfung
großer
Amplituden von niedertrequenten Schwingungen benötigt, die z.B. die Anbindung der
Stoßdämpfers an
die Karosserie beeinflussen. Andererseits ist bei kleinen Amplituden
und höheren Frequenzen
eine hohe Dämpfung
aus Gründen
der Fahrzeugakustik unerwünscht.
Das Dämpfungsverhalten
derzeitiger, konventioneller Lager ist abhängig vom intrinsischen Dämpfungsvermögen des
eingesetzten Elastomerwerkstoffes.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
war es, Lager zu entwickeln, die über eine möglichst variable, individuell
einzustellende elastische Dämpfungscharakteristik
und zudem ein möglichst
sicheres Gefüge der
Einzelteile vertilgen. Außerdem
sollte die Montage und insbesondere Demontage vereinfacht werden.
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Diese Aufgabe konnte dadurch gelöst werden,
dass das zylindrische Lagerelement (ii) haftend mit der Innenbuchse
verbunden ist, die Innenbuchse (iii) eine Höhe (iv) zwischen 52 mm und
56 mm, bevorzugt zwischen 53 mm und 55 mm, besonders bevorzugt 54
mm und einen äußeren Durchmesser
(v) zwischen 33 mm und 37 mm, bevorzugt zwischen 34 mm und 36 mm,
besonders bevorzugt 35 mm aufweist, der Durchmesser (vi) des Hohlraums
der Innenbuchse zwischen 10 mm und 15 mm, bevorzugt zwischen 12
mm und 13 mm, besonders bevorzugt 12,5 mm beträgt, und das Lagerelement (ii)
eine Höhe
(vii) zwischen 40 mm und 45 mm, bevorzugt zwischen 41 mm und 43
mm, besonders bevorzugt 42 mm und einen äußeren Durchmesser (viii) zwischen
50 mm und 60 mm, bevorzugt zwischen 55 mm und 57 mm, besonders bevorzugt
56 mm aufweist.
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Bevorzugt steht an dem einen axialen
Ende des Lagers die Innenbuchse (iii) mit einer Länge (ix) zwischen
8 mm und 12 mm, besonders bevorzugt zwischen 9 mm und 11 mm, insbesondere
10 mm aus dem Lagerelement (ii) hervor.
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Bevorzugt weist die Innenbuchse zusätzlich zu
der mittigen Bohrung zwischen zwei und sechs, besonders bevorzugt
vier weitere bevorzugt in axialer Richtung durchgängige Bohrungen
(x) zur Gewichtserleichterung auf.
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Erfindungsgemäße Lager sind beispielhaft
in der 1 dargestellt,
wobei die beispielhafte Abbildung eine besonders bevorzugte Ausführungsform darstellt.
Die Längenangaben
weisen die Einheit [mm] auf.
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In den Lagern befindet sich die Innenbuchse (iii)
innerhalb des Hohlraums des Lagerelementes (ii) und bevorzugt das
Lagerelement (ii) in dem Hohlraum einer Außenbuchse (i). Die erfindungsgemäßen Lager
enthaltend (ii) hohles Lagerelement, (iii) hohle Innenbuchse und
bevorzugt hohle Außenbuchse
(i) können
dadurch hergestellt werden, indem man die Innenbuchse (iii) in dem
Hohlraum des Lagerelementes (ii) positioniert, und anschließend das
Lagerelement (ii) in die Außenbuchse
einfügt,
bevorzugt einpresst.
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Unter dem Ausdruck haftend verbunden
ist zu verstehen, dass die entsprechenden Elemente verklebt sind.
Als Klebstoff können
allgemein bekannte Klebstoffe zum Einsatz kommen, z.B. Acrylat- und/oder
Urethanklebstoffe, bevorzugt reaktive, heißhärtende 2-K Polyurethanklebstoffe.
Aufgrund der Vielfalt bei Klebstoffen kann an dieser Stelle nicht auf
alle möglichen
Klebstoffe eingegangen werden. Allgemein sind geeignete Klebstoffe
kommerziell erhältlich.
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Bevorzugt weist das Objekt, in dem
das Lager zum Einsatz kommen soll, bereits eine Einrichtung, die
als Außenbuchse
dienen kann, auf. D.h. die Außenbuchse
wird erst mit dem Objekt montiert oder ist bereits als integraler
Teil des Objekts geplant und erst anschließend erfolgt die Montage des
Lagerelementes (ii) und der Innenbuchse (iii) mit der Außenbuchse
(i). Dies bietet folgende Vorteile:
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sDie Lagerelemente können auf
der Basis von Halbzeugen hergestellt werden, so dass Änderungen
des Materials und der Geometrie sehr einfach durchzuführen sind.
Weiterhin sind qualitätssichernde
Maßnahmen
an den Lagerelementen sehr leicht durch führbar. Die Prozesssicherheit
wird dadurch erhöht.
Die Lagerelemente können
sehr flexibel zusammengesetzt werden, so dass beispielsweise Lagerelemente
mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften miteinander kombiniert
werden können. Die
Bauart solcher Lager erübrigt
die Außenhülse und
spart somit ein Einzelteil. Zudem können durch die Bauart solcher
Lager Kalibrierschritte gespart werden, die bei Lagern konventioneller
Bauart durchgeführt
werden müssen.
Außerdem
können
Haftvermittler bei der Fertigung gespart werden.
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Bevorzugt wird somit erst die Außenbuchse mit
dem Objekt, das das Lager enthalten soll, montiert, d.h. verbunden,
beispielsweise durch Verschrauben oder Schweißen, und anschließend das Lagerelement
(ii) und die Innenbuchse (ii) in den Hohlraum der Außenbuchse
(iii) eingeführt.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Außenbuchse
(i) Bestandteil des Objektes, das das Lager enthalten soll.
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Dabei kann man bevorzugt eine Vorspannung
des Lagerelementes (ii) erzeugen, d.h. bevorzugt presst man (ii)
unter Vorspannung und bevorzugt unter Zuhilfenahme von Einpresshilfsmitteln
in die Außenbuchse
(i). Unter Vorspannung ist dabei insbesondere zu verstehen, dass
die Wandstärke des
Lagerelementes (ii) größer ist
als der Abstand zwischen der Innenbuchse (iii) und der Außenbuchse (i),
d.h. das Lagerelement liegt in radialer Richtung gestaucht vor.
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Bei dem Objekt, das das Lager enthalten soll,
kann es sich bevorzugt um das Fahrwerk oder die Karosserie oder
Teile der Karosserie, beispielsweise den Fahrschemel, eines Automobils
oder eines Lastkraftwagens handeln. Dabei kann die Außenbuchse
(i) entweder mit der Karosserie vormontiert werden, beispielsweise
verschraubt oder angeschweißt
werden, oder bereits bei der Entwicklung der Karosserie als Teil
der Karosserie geplant werden und somit bei der Montage von Innenbuchse
(iii) und Lagerelement (ii) als integrales Teil der Karosserie oder
des Fahrwerks vorliegen. Erfindungsgemäß ist die Außenbuchse
(i) vor dem Einfügen
des Lagerelementes (ii) und der Innenbuchse (iii) in die Außenbuchse
(i) bereits Teil der Karosserie, d.h. fest mit der Karosserie montiert,
beispielsweise verschraubt oder verschweißt.
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Als Objekte, die mittels des Lagers
insbesondere mit der Karosserie eines Automobils oder eines Lastkraftwagens
gelagert werden sollen, kommen beispielsweise alle Arten von Aggregaten,
Fahrschemeln, Lenkern, Getrieben und/oder Anbauteilen, bevorzugt
Getriebe in Frage. Diese mit dem bevorzugt dämpfend wirkenden Lager zu lagernden
Teile können
beispielsweise dadurch mit dem Lager befestigt werden, dass man
sie mit Hilfe Schrauben-, Bolzen, Stift-, Niet- oder anderen form-
oder kraftschlüssigen Verbindungen,
bevorzugt Schrauben-, Bolzen, Stift-, Niet-Verbindungen befestigt,
bevorzugt mit Hilfe der hohlen Innenbuchse.
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Bevorzugt sind Rundlager, bei denen
das Lagerelement (ii) von einer Außenbuchse (i) umfasst wird,
die fester Bestandteil der Karosserie oder von Fahrwerksteilen,
insbesondere Achsträger,
eines Kraftfahrzeuges ist.
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Bevorzugt sind Rundlager, bei denen
Teile des Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugs, insbesondere das
Hinterachsgetriebe, fest mit der Innenbuchse (iii) verbunden sind,
das Lagerelement (ii) von einer Außenbuchse (i) umfasst wird
und an der Außenbuchse
(i) Fahrwerksteile, bevorzugt Achsträger befestigt sind.
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Die Innenbuchse (iii) kann auf üblichen
Materialien basieren, beispielsweise Metallen, z.B. Stahl, Eisen
und/oder Aluminium oder harten Kunststoffen, z.B. TPU. Die Innenbuchse
(iii) vertilgt über
eine Innenbohrung üblicherweise
zur Aufnahme eines Befestigungsbolzen.
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Das erfindungsgemäße Lagerelement (ii) basiert üblicherweise
auf Gummi oder zelligen oder kompakten (TPU, Gießelastomer) Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten,
bevorzugt auf zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten. Besonders
bevorzugt basiert das Lagerelement (ii) auf zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten,
bevorzugt auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren, die
ggf. Polyharnstoffstrukturen enthalten können, besonders bevorzugt auf
der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren bevorzugt mit einer
Dichte nach DIN 53 420 von 200 bis 1100, bevorzugt 300 bis 800 kg/m³, einer
Zugfestigkeit nach DIN 53571 von ≥ 2,
bevorzugt 2 bis 8 N/mm²,
einer Dehnung nach DIN 53571 von ≥ 300,
bevorzugt 300 bis 700 % und einer Weiterreißfestigkeit nach DIN 53515
von ≥ 8,
bevorzugt 8 bis 25 N/mm. Bevorzugt handelt es sich bei den Elastomeren
um mikrozellige Elastomere auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten,
bevorzugt mit Zellen mit einem Durchmesservon 0,01 mm bis 0,5 mm,
besonders bevorzugt 0,01 bis 0,15 mm. Besonders bevorzugt besitzen
die Elastomere die eingangs dargestellten physikalischen Eigenschaften.
Elastomere auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten
und ihre Herstellung sind allgemein bekannt und vielfältig beschreiben,
beispielsweise in EP-A 62 835, EP-A 36 994, EP-A 250 969, DE-A 195
48 770 und DE-A 195 48 771. Die Herstellung erfolgt üblicherweise
durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen.
Die Elastomere auf der Basis von zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte
werden üblicherweise
in einer Form hergestellt, in der man die reaktiven Ausgangskomponenten
miteinander umsetzt. Als Formen kommen hierbei allgemein übliche Formen
in Frage, beispielsweise Metallformen, die aufgrund ihrer Form die
erfindungsgemäße dreidimensionale
Form des Federelements gewährleisten.
Die Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte kann nach
allgemein bekannten Vertahren erfolgen, beispielsweise indem man
in einem ein- oder zweistufigen Prozess die folgenden Ausgangsstoffe
einsetzt:
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- (a) Isocyanat,
- (b) gegenüber
Isocyanaten reaktiven Verbindungen,
- (c) Wasser und gegebenenfalls
- (d) Katalysatoren,
- (e) Treibmittel und/oder
- (f) Hilfs- und/oder Zusatzstoffe, beispielsweise Polysiloxane
und/oder Fettsäuresulfonate.
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Bevorzugt weisen die zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten
einen Druckverformungsrest kleiner 25 % nach DIN 53572, wobei als Prüfkörper Würfel der
Abmessung 40 mm × 40
mm × 30
mm ohne Silikonanstrich verwendet werden, die Prüfung bei konstanter Verformung
erfolgt, wobei die Prüfkörper um
40 % zusammengedrückt
und 22 Stunden bei 80°C
im Umluftschrank gehalten werden, die Prüfeinrichtung nach der Entnahe
aus dem Wärmeschrank
2 Stunden im zusammengedrückten Zustand
auf Raumtemperatur abgekühlt
wird, anschließend
der Prüfkörper aus
der Prüfeinrichtung entnommen
wird und 10 min ± 30
s nach der Entnahme der Prüfkörper aus
der Prüfeinrichtung
die Höhe der
Prüfkörper auf
0,1 mm genau gemessen wird.
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Die Außenbuchse (i) kann auf üblichen
Materialien basieren, beispielsweise Metallen, z.B. Stahl, Eisen
und/oder Aluminium oder harten Kunststoffen, z.B. TPU. Bevorzugt
basiert die Außenbuchse
auf dem gleichen Materialen wie das Objekt, in dem sie zum Einsatz
kommen soll, besonders bevorzugt, beispielsweise im Falle der Montage
in Karosserien, auf Stahl und/oder Aluminium, insbesondere Stahl.
Die Außenbuchse
(i) verfügt über einen
Außendurchmesser
und einen Innendurchmesser, die in den Abmaßen und Ausführungen
variieren können.
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Innenbuchse (iii) und Außenbuchse
(i) können
auf gleichen oder unterschiedlichen Materialien basieren.