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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren einer zylindrischen
schwingungsdämpfenden
Gummivorrichtung, die als Motorlager eines Fahrzeugs und dgl. verwendet
wird.
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BESCHREIBUNG
DER HERKÖMMLICHEN
TECHNIK
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Es
sind verschiedene Typen einer solchen zylindrischen schwingungsdämpfenden
Gummivorrichtung bekannt. Z.B. offenbart eine solche Vorrichtung
einen Innenzylinder, der an einer Seite eines Motors oder eines
Fahrzeugkörpers
gesichert ist, einen Außenzylinder,
der an der anderen Seite davon durch einen Beschlag gesichert ist,
sowie einen Schwingungsdämpfgummi,
der den Innenzylinder mit dem Außenzylinder verbindet, worin
die Schwingungsdämpfvorrichtung
durch Gießen
geformt wird, das die Schritte enthält: Legen des Innenzylinders und
des Außenzylinders
in eine Gießmatrize,
sodass der Innenzylinder konzentrisch oder exzentrisch innerhalb
des Außenzylinders
angeordnet ist, Gießen von
flüssigem
Gummi in die Matrize, Dichtziehen der Matrize und Vulkanisieren
des Gummis.
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Wenn
in einem Fall, dass ein Beschlag an einen Außenzylinder geschweißt ist,
der Schwingungsdämpfgummi
zuvor auf eine Innenseite des Außenzylinders gebacken worden
ist, unterliegt der Schwingungsdämpfgummi
einem schädlichen
Einfluss. Daher ist es erforderlich, dass der Beschlag zuerst an den
Außenzylinder
geschweißt
wird, und dann der Schwingungsisolationsgummi auf die Innenseite
des Außenzylinders
gebacken wird. Wenn jedoch ein solcher Prozess angewendet wird,
tritt, da der Beschlag mit seiner zur Kompliziertheit neigenden
Form in einer Matrize mit dem Außenzylinder aufgenommen werden
muss, ein solches Problem auf, dass es unvermeidbar ist, eine komplizierte
und große
Matrize für
die Formung der Schwingungsdämpfvorrichtung zu
verwenden.
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Daher
ist ein derartiger Herstellungsprozess erforderlich, dass ein schwingungsdämpfendes Funktionselement,
das einen Innenzylinder, einen Außenzylinder und einen Schwingungsdämpfgummi enthält, vorab
ausgebildet wird und danach der Beschlag an den Außenzylinder
geformt wird, ohne den Schwingungsdämpfgummi thermisch zu beeinflussen.
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Zur
Lösung
der obigen Aufgabe wird daher ein Herstellungsverfahren einer zylindrischen Schwingungsdämpfvorrichtung
gemäß Anspruch
1 angegeben.
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Die
zylindrische Schwingungsdämpfvorrichtung
umfasst ein schwingungsdämpfendes
Funktionselement, das einen aus Metall hergestellten Außenzylinder,
einen aus Metall hergestellten Innenzylinder, der innerhalb des
Außenzylinders
vorgesehen ist, sowie einen Schwingungsdämpfgummi, der zwischen dem
Außenzylinder
und dem Innenzylinder kombiniert ist, enthält, sowie einen Befestigungsbeschlag,
der an den Außenzylinder
geschweißt
ist. Das Verfahren umfasst die Schritte: Formen des schwingungsdämpfenden
Funktionselements, Platzieren des Beschlags auf einem axialen Endabschnitt
des Außenzylinders,
der zu einer Position vorsteht, um keinen thermischen Einfluss auf
den Schwingungsdämpfgummi
auszuüben,
und Laserschweißen
des Verbindungsabschnitts des axialen Endabschnitts des Außenzylinders
und des Beschlags.
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Mit
dem thermischen Einfluss auf den Schwingungsdämpfgummi meinen wir einen solchen schädlichen
Einfluss, wie etwa Abnehmen des Gummis von dem Außenzylinder
oder Denaturierung des Gummis, sodass seine physikalische Eigenschaft
geringer wird als erforderlich, deswegen, weil der Schwingungsdämpfgummi
Wärme oberhalb
der oberen Temperaturgrenze unterliegt. Um das Nichtausüben eines
thermischen Einflusses auf den Schwingungsdämpf gummi bedeutet, keinen schädlichen Einfluss
auf den Schwingungsdämpfgummi
auszuüben.
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Der
axiale Endabschnitt des Außenzylinders steht
zu der Position vor, um auf den Schwingungsdämpfgummi keinen thermischen
Einfluss auszuüben.
Wenn daher der axiale Endabschnitt und der Beschlag verbunden werden
und der Verbindungsabschnitt der beiden Elemente lasergeschweißt wird, wird
der Beschlag an den Außenzylinder
geschweißt, und
die hierbei auftretende Schweißwärme übt keinen
Einfluss auf den Schwingungsdämpfgummi
aus.
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Daher
wird es möglich,
den Beschlag an den Außenzylinder
zu schweißen,
nachdem das schwingungsdämpfende
Funktionselement gebildet ist, und zur Formung eine einfache und
kleine Matrize zu verwenden, was es viel leichter macht, die Schwingungsdämpfvorrichtung
herzustellen. Weil darüber hinaus
ein gemeinsames schwingungsdämpfendes Funktionselement
mit verschiedenen Arten von Beschlägen kombiniert werden kann,
kann die Schwingungsdämpfvorrichtung
vorteilhaft hergestellt werden.
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Da
es ferner die Laserschweißung
möglich macht,
in einer extrem schmalen Breite zu schweißen, und ein Bereich, der auf
den Schwingungsdämpfgummi
thermischen Einfluss ausübt,
außerordentlich
schmal wird, kann der Schweißabschnitt dem
Schwingungsdämpfgummi
entsprechend angenähert
werden. Dementsprechend kann die Schwingungsdämpfvorrichtung insgesamt klein
bemessen und leichtgewichtig gemacht werden.
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Die
EP-A-332 915 offenbart ein Herstellungsverfahren gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Das
Verfahren der Erfindung unterscheidet sich von dieser herkömmlichen
Technik durch die Schritte: Einstellen der Schmelztiefe durch Schweißung, sodass
sie mehr als die Dicke des geschweißten Materials beträgt; Bestimmen
einer Laserausgangsleistung und einer adäquaten Schweißgeschwindigkeit
gemäß der Schmelztiefe
durch ein Experiment; Bestimmen einer Oberflächentemperaturgrenze, die durch
ein Experiment gemäß der Zusammensetzung
des Schwingungsdämpfgummis
bestimmt ist, Bestimmen eines adäquaten
Abstands von einer Schweißlinie
zu einem Punkt, sodass er kleiner als die Oberflächentemperaturgrenze wird, wenn
mit der gewählten
Laserausgangsleistung und der adäquaten
Schweißgeschwindigkeit
geschweißt wird,
durch ein Experiment; und Bestimmen einer Position, um den adäquaten Abstand
von dem Schwingungsdämpfgummi
einzuhalten, als die Position, die dem Gummi keinen thermischen
Einfluss gibt.
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Die
Laserausgangsleistung und die Schweißgeschwindigkeit werden auf
der Basis der Schmelztiefe bestimmt, bestimmt als die Tiefe, mehr als
die Dicke des Schweißmaterials.
Andererseits wird die Oberflächengrenztemperatur
durch die Zusammensetzung des Schwingungsdämpfgummis bestimmt. Danach
wird der adäquate
Abstand entsprechend der Laserausgangsleistung, der Schweißgeschwindigkeit
und der Oberflächengrenztemperatur bestimmt,
um einen Sicherheitsspielraum zu bekommen, und wird bestimmt als
der Abstand von dem Gummi zu der Position, die den Gummi keinem
thermischen Einfluss aussetzt. Daher wird auch in einem Fall, dass
die Bedingungen verschiedenartig verändert werden, die Position,
die den Gummi keinem thermischen Einfluss aussetzt, experimentell
bestimmbar.
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Die
adäquate
Schweißgeschwindigkeit
bezeichnet eine Geschwindigkeit, die mittels der gewählten Laserausgangsleistung
und der Schmelztiefe bestimmt ist. Die Oberflächentemperaturgrenze bezeichnet
eine maximale Oberflächentemperatur, die
auf den Schwingungsdämpfgummi
keinen schädlichen
Einfluss ausübt,
und die durch das Experiment gemäß der Zusammensetzung
des Schwingungsdämpfgummis
bestimmt ist. Der adäquate
Abstand bedeutet einen Abstand von dem Schwingungsdämpfgummi
zu einer Position, die den Gummi keinem thermischen Einfluss aussetzt.
Diese Grenzen und Abstände
werden bestimmt, um einen Sicherheitsspielraum zu erlauben.
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Der
aixale Endabschnitt des Außenzylinders kann
axial nach außen
bis zu dem Ort verlängert
werden, um den Schwingungsdämpfgummi
keinem thermischen Einfluss auszusetzen, und der Verbindungsabschnitt
einer Endfläche
des Verlängerungsabschnitts
kann an den Beschlag geschweißt
werden, wodurch es möglich
wird, die Schwingungsdämpfgummivorrichtung
derart zu miniaturisieren, dass zur radialen Richtung hin nicht
erweitert wird. Darüber
hinaus ist es durch die Anwendung der Laserschweißung möglich, leicht
und mit ausreichender Festigkeit auch in dem engen Bereich, wie
etwa der Endfläche des
axialen Endabschnitts des Außenzylinders,
zu schweißen.
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Der
Flansch kann derart ausgebildet werden, dass an dem Endabschnitt
des Außenzylinders
und zu einer Position an der Außenfläche des
Flansches an dem Ort radial nach außen gebogen wird, um den Gummi
keinem thermischen Einfluss auszusetzen, und der Verbindungsabschnitt
an der Endfläche
des Flansches kann an den Beschlag geschweißt werden. Dementsprechend
wird es leicht, den Endabschnitt des Außenzylinders an dem Ort zu
positionieren, um den Schwingungsdämpfgummi keinem thermischen
Einfluss auszusetzen, und zusätzlich wird
es möglich,
die Schwingungsisolationsvorrichtung zu miniaturisieren, um deren
Größe in einer
Axialrichtung nicht zu vergrößern.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Stirnansicht einer ersten Ausführung; 2 ist eine
Draufsicht davon; 3 ist eine Querschnittsansicht
entlang Linie 3-3 von 1; 4 ist eine
Vorderansicht eines Beschlags; 5 ist eine
Draufsicht davon; 6 ist eine Ansicht mit Darstellung
einer zweiten Ausführung; 7 ist
eine Ansicht mit Darstellung einer dritten Ausführung; 8 ist eine
Ansicht mit Darstellung einer vierten Ausführung; 9 ist eine
Ansicht mit Darstellung einer fünften
Ausführung; 10 ist
eine Graphik einer Beziehung zwischen der Schmelztiefe und der Schweißgeschwindigkeit; 11 ist
eine Ansicht mit Darstellung eines Testverfahrens zur Bestimmung
der Oberflächentemperaturgrenze; 12 ist
eine Tabelle der Testergebnisse davon; 13 ist eine
Ansicht mit Darstellung eines Testverfahrens zur Bestimmung eines
adäquaten
Abstands; und 14 ist eine Graphik der Oberflächentemperatur,
die an verschiedenen Testpunkten gemessen ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
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Die 1 bis 5 beziehen
sich auf die erste Ausführung,
welche die vorliegende Erfindung für ein zylindrisches Motorlager
anwendet.
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In
diesen Figuren umfasst eine Schwingungsdämpfgummivorrichtung einen Innenzylinder 1,
einen Außenzylinder 2,
einen Schwingungsdämpfgummi 3 und
einen Beschlag 4, worin der Innenzylinder exzentrisch innerhalb
des Außenzylinders 2 angeordnet
ist, und der Innenzylinder 1 und der Außenzylinder 2 durch
den Schwingungsdämpfgummi 3 verbunden
sind, der einen im Wesentlichen V-förmigen Armabschnitt 5 aufweist,
wie in der Stirnansicht von 1 gezeigt.
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Die
Bezugszahl 6 bezeichnet einen axialen Durchtrittsraum, 7 einen
Anschlagabschnitt, der von einem entferntesten Teil des Außenzylinders
von dem Innenzylinder 1 weg zu dem Innenzylinder 1 hin vorsteht,
und 8 einen Seitenanschlag, der entlang der Innenseite
des Außenzylinders 2 ausgebildet
ist und axial länger
vorsteht als der Außenzylinder 2.
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Ein
Flansch 10 ist so ausgebildet, dass er an den axial entgegengesetzten
Enden des Außenzylinders 2 nach
radial außen
gebogen ist, und der Seitenanschlag 8 ist durchgehend ausgebildet,
um sich zu einer Außenoberfläche des
Flansches 10 zu erstrecken.
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Wie
aus den 3, 4 und 5 ersichtlich,
ist der Beschlag 4 ein pressgeformtes Metallelement, das
mit einem Außenumfangsabschnitt
des Außenzylinders 2 verbunden
ist, über
eine Länge
von etwa 1/3 des Umfangs des Außenzylinders 2.
In dem Beschlag 4 ist, wie aus 3 ersichtlich,
ein Hauptkörperabschnitt 11 ausgebildet,
der zwischen einen rechten und linken Flansch 10 eingreift,
wobei ein Seitenwandabschnitt 12 im Wesentlichen vertikal
an rechten und linken Seiten des Hauptkörperabschnitts 11 gebogen
ist, und ein Befestigungsabschnitt 13 in einer flanschartigen
Form von einem Endabschnitt des Seitenwandabschnitts zur Richtung
der Außenseite
hin zurückgefaltet
ist.
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Hier
ist unter der Annahme, dass eine Längsrichtung des Beschlags 4 eine
Richtung im Wesentlichen parallel zur Umfangsrichtung des Außenzylinders 2 ist
und eine Breitenrichtung des Beschlags 4 in eine Richtung
parallel zur Achsrichtung des Außenzylinders 2 ist,
ein Schlitzpaar 14 ausgebildet, das sich zur Längsrichtung
an den entgegengesetzten Seiten des Hauptkörpers 11 in der Breitenrichtung
erstreckt. Mittels des Schlitzes 14 ist ein Abschnitt,
der zu dem Außenzylinder 2 in
der Seitenwand 12 weist, als eine beschlagseitige Verbindungsfläche 15 ausgelegt,
die die Endfläche
des Flansches 10 kontaktiert.
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Die
beschlagseitige Verbindungsoberfläche 15 hat eine stufenartige
unterschiedliche Höhe
von dem Hauptkörperabschnitt 11,
zur Verbindung mit dem Flansch 10. Wie in 1 gezeigt,
ist eine Kreismitte C2 der beschlagseitigen Verbindungsoberfläche 15 so
angeordnet, dass sie zu einer Mitte C1 des Flansches 10 leicht
exzentrisch ist, sodass der Kreisradius der beschlagseitigen Verbindungsfläche 15 ein
wenig kürzer
ist als ein Radius des Flansches 10. Die Kreismitte C2
der beschlagseitigen Verbindungsfläche 15 ist nämlich ein
wenig kleiner angeordnet als der Radius des Flansches 10.
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Die
beschlagseitige Verbindungsoberfläche 15 und eine Außenumfangsendfläche des
Flansches 10 sind verbunden, und der Verbindungsabschnitt
ist von der Außenseite
davon lasergeschweißt.
Die Länge
der Schweißung
ist so angeordnet, dass sie etwa 1/3 des Umfangs des Flansches 10 als
Länge der
beschlagseitigen Verbindungsfläche 15 beträgt. Eine Position
der Außenumfangsendfläche des
Flansches 10, die zu dem Verbindungsabschnitt wird, ist
als die Position geeignet, die den Schwingungsdämpfgummi keinem thermischen
Einfluss aussetzt. Ein Abstand von der Position der Außenumfangsendfläche des Flansches 10 zu
dem Endabschnitt des Schwingungsdämpfgummis 3 ist nämlich größer gemacht als
der adäquate
Abstand L.
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Übrigens
sind in der vorliegenden Ausführung
sowohl der Außenzylinder 2 als
auch der Beschlag 4 aus Stahlblech hergestellt (z.B. SPC
der Japanischen Industrienorm) von 2,9 mm Dicke und der adäquate Abstand
L ist auf 7,5 mm gelegt. Der Innenzylinder 1, der Außenzylinder 2 und
der Schwingungsdämpfgummi 3 sind
integriert, um ein schwingungsdämpfendes
Funktionselement 16 zu bilden.
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Zur
Herstellung der Schwingungsdämpfvorrichtung
werden vorab der Innenzylinder 1, der Außenzylinder 2 und
der Beschlag 4 separat geformt. Danach werden der Innenzylinder 1 und
der Außenzylinder 2 in
eine Form bzw. Matrize eingebettet, in die Gummimaterial gefüllt wird,
und der Gummi wird in üblicher
Weise vulkanisiert. Demzufolge wird das schwingungsdämpfende
Funktionselement 16 gebildet, indem der Innenzylinder 1 und
der Außenzylinder 2 mit
dem Schwingungsdämpfgummi 3 integriert werden.
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Als
Nächstes
wird das schwingungsdämpfende
Funktionselement 16 auf dem Beschlag 4 positioniert,
wird der Hauptkörperabschnitt 11 zwischen die
rechten und linken Flansche 10 eingesetzt, und wird die
Außenumfangsendfläche des
Flansches 10 so angeordnet, dass sie mit der beschlagseitigen Verbindungsoberfläche 15 zusammenfällt. Wenn
danach der schwingungsdämpfende
Funktionsabschnitt 16 zu dem Beschlag 4 hingeschoben
wird, stehen der Außenumfangsabschnitt
des Flansches 10 und die beschlagseitige Verbindungsoberfläche 15 einander
gegenüber
und werden an der Gesamtlänge
der beschlagseitigen Kontaktoberfläche 15 zusammengefügt.
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Zuletzt
wird der Verbindungsabschnitt z.B. mit einem Kohlensäuregaslaser
von 3 kW Ausgangsleistung mit einer Geschwindigkeit von 2500 mm/min geschweißt. Da sich
jedoch, wie nachfolgend erwähnt,
diese Schweißbedingung
unterschiedlich verändert,
ist es erforderlich, vorab jede verschiedenen Einstellbedingungen
durch Experimente zu bestimmen.
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Dies
resultiert darin, dass die Außenumfangsendfläche des
Flansches 10 des schwingungsdämpfenden Funktionselements 16 mit
der beschlagseitigen Verbindungsoberfläche 15 des Beschlags 4 durch
Schweißung
in einem Zustand der gegenseitigen Übereinstimmung integriert werden.
Die Bezugszahl 17 bezeichnet einen Schweißabschnitt
mittels dieser Laserschweißung.
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In
diesem Fall sollte angemerkt werden, dass, da der Schweißabschnitt
an der Position, die keine thermische Beeinflussung ausübt, mit
einem adäquaten
Abstand L von dem Endabschnitt des Schwingungsdämpfgummis 3 entfernt
angeordnet ist, selbst wenn der Beschlag 4 nach Vulkanisierung des
Gummis an das schwingungsdämpfende
Funktionselement 16 geschweißt wird, der Schwingungsdämpfgummi 3 keinem
schlechten Einfluss unterliegt. Daher kann die Schwingungsdämpfvorrichtung hoher
Qualität
viel leichter hergestellt werden.
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Weil
darüber
hinaus der Flansch 10 an seiner Außenumfangsendfläche geschweißt wird,
ist es leicht, den adäquaten
Abstand L sicherzustellen, um auf den Schwingungsdämpfgummi 3 keinen
thermischen Einfluss auszuüben,
und es ist nicht erforderlich, die Größe des schwingungsdämpfenden
Funktionselements 16 in einer radialen Richtung zu erweitern.
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Weil
darüber
hinaus ein Radius der beschlagseitigen Verbindungsoberfläche 15 kleiner
gemacht ist als jener des Außenumfangsabschnitts
des Flansches 10, kann, selbst wenn bei der Bildung der beschlagseitigen
Verbindungsoberfläche 15 und
des Flansches 10 irgendeine Störung auftritt, das Schweißen beendet
werden, während
die beschlagseitige Verbindungsoberfläche 15 und der Flansch 10 über die
Gesamtlänge
der beschlagseitigen Verbindungsoberfläche 15 in engem Kontakt
stehen.
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Ferner
macht es die Verwendung der Laserschweißung möglich, leicht auch in einem
sehr begrenzten engen Bereich zu schweißen, wie etwa den einander
gegenüberliegenden
Endflächen,
und einen thermischen Einfluss auf einen kleinen Bereich zu beschränken, und
daher kann der adäquate
Abstand L viel kleiner gemacht werden und kann die gesamte Vorrichtung
in einer kleineren Abmessung und in einem geringeren Gewicht hergestellt
werden.
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Die 6 bis 9 zeigen
modifizierte Beispiele einer solchen Vorrichtung, die als zylinderförmiges Motorlager
hergestellt ist. Nachfolgend werden einige funktionelle Teile unter
Verwendung der gleichen Bezugszahlen erläutert. Zuerst zeigt die zweite
Ausführung
in 6 eine Vorrichtung, in der ein Außenzylinder 2 davon
aus einem gewickelten Rohr aufgebaut ist. In der Zeichnung zeigt
(A) eine Vorderansicht eines schwingungsdämpfenden Funktionselements 6,
(B) eine Vorderansicht eines Beschlags 4, (C) eine Querschnittsansicht
auf Linie 6-6 von (B) und (D) eine Querschnittsansicht eines Verbindungsabschnitts.
Auch in den 7 und 8 sind die ähnlichen
Zeichnungen in (A) bis (D) gezeigt.
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Wie
in (C) von 6 gezeigt, wird der Zylinder 2 in ähnlicher
Weise wie die vorige Ausführung
in einem Zustand lasergeschweißt,
dass ein gegenüberliegender
Abschnitt 20, in dem ein Schlitz hergestellt ist, in einem
Schweißbereich
an dem Beschlag 4 liegt. Da die Breite des Schlitzes eine
Festziehgrenze wird, wenn der gegenüberliegende Abschnitt mit der
beschlagseitigen Verbindungsoberfläche 15 verschweißt wird,
kann nämlich
in diesem Fall der Außenumfangsabschnitt
des Flansches 10 mit der beschlagseitigen Verbindungsoberfläche 15 in
engem Kontakt stehen, während
der Öffnungsgrad
des Schlitzes 20 eingestellt wird, wobei die Haftfähigkeit des
Flansches 10 an der beschlagseitigen Verbindungsoberfläche 15 erhöht wird.
In dieser Ausführung
beträgt
der adäquate
Abstand L 7,5 mm.
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In
der dritten Ausführung
von 7 wird ein Beschlag 4 in einer gewickelten
rohrartigen Form ausgebildet, die mit einem zylindrischen Sitzabschnitt 21 versehen
ist, und das schwingungsdämpfende
Funktionselement 16 wird in den Sitzabschnitt 21 eingesetzt.
Der axiale Endabschnitt des Außenzylinders 2 ist
als ein Verlängerungsabschnitt 22 angeordnet,
der sich von dem Schwingungsdämpfgummi 3 um
mehr als 7,5 mm auswärts
erstreckt. Die Umfangsendfläche
des Verlängerungsabschnitts 22 und der
Sitzabschnitt 21 sind jeweils gleichmäßig überlappt, und ein Überlappungsabschnitt
der beiden Elemente ist an der Endfläche davon geschweißt. In 7 zeigt
(C) eine Schnittansicht auf Linie 7-7 in (B) von 7.
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Da,
wenn diese Prozedur angewendet wird, der Sitzabschnitt 21 des
Beschlags 4 ein einer gewickelten rohrartigen Form ausgebildet
werden kann, kann die Haftfähigkeit
des Beschlags 4 an dem schwingungsdämpfenden Funktionselement 16 verbessert
werden, indem ein Öffnungsgrad
des gegenüberliegenden
Abschnitts 23 eingestellt wird. Weil in dieser Ausführung, anders
als in der vorherigen, der Flansch nicht vorgesehen ist, ist es
möglich,
eine Größe der Vorrichtung
in einer radialen Richtung klein zu machen. In dieser Ausführung beträgt der adäquate Abstand
L 7,5 mm.
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In
der vierten Ausführung
von 8 wird ein gewickelter Beschlag 4 angewendet,
der angenähert U-förmige ausgebildet
ist, bei Betrachtung von einer axialen Richtung des schwingungsdämpfenden Funktionselements 16.
Jedoch ist es möglich,
dem Beschlag 4 eine Dichtziehgrenze zu geben und eine gute
Haftfähigkeit
zwischen dem schwingungsdämpfenden
Funktionselement 6 und dem Beschlag 4 sicherzustellen.
In diesem Fall überlappt
ein aixaler Endabschnitt 22 des Außenzylinders 2 an
einem Endabschnitt 24 des Beschlags 4. Während jede
Endoberfläche
des axialen Endabschnitts 22 des Außenzylinders 2 und
des Endabschnitts 24 des Beschlags 4 im Wesentlichen
koplanar angeordnet wird, wird der Kontaktabschnitt davon lasergeschweißt. In dieser
Ausführung
beträgt
der adäquate
Abstand L 7,5 mm. In 8 zeigt (C) eine Querschnittsansicht
auf Linie 8-8 von (B).
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In
der fünften
Ausführung
von 9 ist das schwingungsdämpfende Funktionselement 16 zwischen
zwei Beschlägen 4A und 4B an
einer Oberseite und einer Unterseite davon angeordnet. Die Beschläge 4A und 4B werden
jeweils auf dem schwingungsdämpfenden
Funktionselement 16 angeordnet und verschweißt, z.B.
wie in der Ausführung
von 1. Die Anzahl der Beschläge kann mehr zwei betragen.
Ferner kann jedes der schwingungsdämpfenden Funktionselemente
von 1, 6 und 7, wie in 9 als 16(A), 16(B) und 16(C) gezeigt,
in geeigneter Weise mit dem Beschlag 4 kombiniert werden.
Im Gegensatz hierzu können
unterschiedliche Beschlagtypen in geeigneter Weise mit dem gemeinsamen
schwingungsdämpfenden
Funktionselement 16 kombiniert werden. Daher ist dies bei
der Herstellung der Schwingungsdämpfvorrichtung
sehr vorteilhaft.
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Als
Nächstes
wird eine Beziehung zwischen den Bedingungen für die Laserschweißung und
einem Haftzustand des Gummis erläutert. 10 ist eine
Graphik zur Bestimmung der Bedingung der Laserschweißung und
der Schmelztiefe. In (A) von 10 ist
eine Beziehung zwischen der Schmelztiefe (Ordinate) und Schweißgeschwindigkeit
(Abszisse) im Falle der Verwendung eines Lasers mit 3 kW Ausgangsleistung
gezeigt, mit einem parabolischen Reflektor 10 mit einem
Durchmesser von 10 Zoll als Lichtkonzentrationssystem, und Helium
als Schutzgas. 10(B) ist eine ähnliche
Graphik im Falle der Verwendung eines Lasers von 5 kW Ausgangsleistung,
mit einem parabolischen Reflektor mit einem Durchmesser von 10 Zoll
als Lichtkonzentrationssystem, und Argon als Schutzgas.
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Beim
Schweißen
ist es allgemein bekannt, dass die Oberflächentemperatur von der Schweißgeschwindigkeit
abhängig
ist, und wenn die Schweißgeschwindigkeit
richtig ist, ist die Temperaturverteilung für die Ausgangsleistung nicht
unterschiedlich. Daher kann die Bedingung für die Laserschweißung (Ausgangsleistung
und Schweißgeschwindigkeit)
unter Verwendung dieser Graphiken leicht bestimmt werden. Z.B. in
einem Fall, worin die Dicke eines geschweißten Materials 2,6 mm beträgt, wird,
da es für die
Schweißtiefe
von mehr als der Plattendicke ausreicht, die Schweißtiefe als
2,9 mm bestimmt, die eine Sicherheitsgrenze erlaubt. Demzufolge
wird die adäquate
Schweißgeschwindigkeit
im Falle von 3 kW Ausgangsleistung als etwa 2500 mm/min aus (A)
von 10, und etwa 4500 mm/min bei 5 kW Ausgangsleistung
aus (B) von 10 bestimmt.
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11 ist
eine Ansicht, die ein Testverfahren zur Bestimmung der Oberflächentemperaturgrenze zeigt,
die keinen schlechten Einfluss auf den Schwingungsdämpfgummi
ausübt.
In dem Verfahren wird eine Eisenplatte 31 mit einer Dicke
von 2,6 mm mit einem Probengummi 30 verklebt. Eine Endfläche einer Eisenplatte 32 mit
der gleichen Dicke und aus dem gleichen Material wie die Eisenplatte 31 wird
gegenüber
einer Endfläche
der Eisenplatte 31 angeordnet, die zu einer Position 2
mm von einem Endabschnitt des Probengummis 30 weg vorsteht.
Während
der gegenüberliegende
Abschnitt lasergeschweißt
wird, wird die Oberflächentemperatur
der Eisenplatte 31 an einem Messpunkt 5 mm von einer Schweißlinie entfernt
gemessen, und der Haftzustand des Probengummis 30 mit der
Eisenplatte 31 wird geprüft. In 11 ist
(A) eine Draufsicht der Probe, und ist (B) eine Seitenansicht davon
(Zeichnung aus Richtung von Pfeil B in (A) von 11 betrachtet).
Die Auswahl der Messpunkte ist optional.
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12 zeigt
Ergebnisse des Hafttests zur Bestimmung der Beziehungen der Oberflächentemperatur
und des Haftzustands des Probengummis an einem Punkt 5 mm von der
Schweißlinie
entfernt, in jeweils sechs Bedingungen von Nr. 1 bis Nr. 6.
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In 12 zeigen
Nr. 1 bis Nr. 3 die Ergebnisse, dass die Laserschweißung mit
einer gemeinsamen 3 kW Ausgangsleistung durchgeführt wurden, und mit einer jeweiligen
Schweißgeschwindigkeit
von 2500 mm/min, 3500 mm/min und 1500 mm/min. Ähnlich zeigen Nr. 4 bis Nr.
6 die Ergebnisse, dass die Laserschweißung mit einer gemeinsamen
5 kW Ausgangsleistung durchgeführt
wurde, und bei einer jeweiligen Schweißgeschwindigkeit von 3500 mm/min, 4500
mm/min und 2500 mm/min.
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Aus
der Zusammenschau der Ergebnisse von 12 und
der zuvor bestimmten adäquaten Schweißgeschwindigkeit
lässt sich
herausfinden, dass die Bedingungen Nr. 1 und Nr. 5 adäquat sind und
ein guter Haftzustand in einem Fall beibehalten werden kann, dass
die Oberflächentemperatur
weniger als 160 °C
beträgt.
Hierdurch wird die maximale Oberflächentemperatur, die einen solchen
guten Haftzustand halten kann, als eine Oberflächentemperaturgrenze definiert. Übrigens
geht die Bedingung 2 bei dem Haftzustand durch, ist jedoch nicht
adäquat
in einem Punkt, dass die Schweißgeschwindigkeit
zu langsam ist.
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13 ist
eine Zeichnung zur Erläuterung
eines Testverfahrens zur Bestimmung eines Abstands von der Schweißlinie,
die die Oberflächentemperaturgrenze
bietet, die mit der Bedingung in Übereinstimmung zu bringen ist,
dass die Oberflächentemperatur
weniger als 160 °C
beträgt.
In diesem Test wird eine Eisenplatte 36 mit einer Dicke
von 2,5 mm an einer Endfläche
eines Teststücks 35 überlappt, das
aus einem Eisenblock hergestellt ist, der das gleiche Gewicht wie
ein Motorlager hat, und im Querschnitt die Form eines Rechtecks
mit einer fehlenden Seite hat, und dann wird der überlappte
Abschnitt lasergeschweißt.
In 13 zeigt (A) eine Draufsicht des Teststücks 35,
und (B) zeigt eine Querschnittsansicht eines Mittelabschnitts eines
Schweißbereichs entlang
Linie 13-13 in (A) von 13.
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Wie
in (A) von 13 gezeigt, wird das Teststück 35 unter
zwei Bedingungen von 3 kW und 5 kW Ausgangsleistung auf einer tatsächlichen
Schweißlänge von
70 mm entlang einem Rand in einer Längsrichtung des Teststücks 35 geschweißt. Gleichzeitig wird
die Oberflächentemperatur
an Messpunkten ➀ bis ➄ gemessen. In den
Messpunkten ist ➀ ein Startpunkt des Schweißens, und ➄ ist
ein Endpunkt davon. Die Punkte sind jeweils 5 mm von der Schweißlinie weg
angeordnet, und zeigen sich so, dass sie mit Punkt ➂ in
(B) von 13 überlappen. Ferner ist ➂ ein
Punkt, der 5 mm von einer Mitte der Schweißlinie entfernt ist, und ➃ und ➄ sind
Punkte, die jeweils mit einem 2,5 mm Abstand von ➂ zur
Querschnittsrichtung hin angeordnet sind.
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14 ist
eine Graphik, auf der die gemessenen Ergebnisse des oben beschriebenen
Tests an jeder Bedingung mit einer Temperatur (°C) in der Ordinate und dem Zeitablauf
in der Abszisse aufgetragen, wobei es die Oberflächentemperaturveränderung
in einer Zeit an jedem der Messpunkte aufzeigt. Die Bedingungen
von 14(A) sind eine Ausgangsleistung
von 3 kW und Schweißgeschwindigkeit
von 2500 mm/min, und jene von 14(B) sind 5
kW und 4500 mm/min.
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Weil
demzufolge gemäß der Überlegung
von 14 die Oberflächentemperaturgrenze
in jedem Fall weniger als 160 °C
an dem Messpunkt ➃ beträgt, nämlich an
einem Punkt 7,5 mm von der Schweißlinie entfernt, wird dieser
Abstand als adäquater
Abstand L bestimmt. Daher reicht es für diesen Zweck aus, solange
die Konstruktion des Außenzylinders
und des Beschlags derart ausgestaltet sind, dass die Schweißung an
der Position des adäquaten
Abstands L von dem Endabschnitt des Schwingungsdämpfgummis durchgeführt wird.
Wenn darüber
hinaus die Ausgangsleistung 3 kW beträgt, ist es, da die Oberflächentemperaturgrenze
etwa 160 °C
an dem Messpunkt ➂ beträgt
(an einem Punkt 5 mm von der Schweißlinie entfernt), möglich, 5
mm als adäquaten Abstand
anzunehmen. Jedoch ist es, um Sicherheit zu ermöglichen, erforderlich, ➃ mit
7,5 mm Abstand auszuwählen.
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Jede
durch den vorgenannten Prozess bestimmte Schweißbedingung verändert sich
mit dem geschweißten
Material, den Bedingungen der Laserschweißung (Ausgangsleistung und
Schweißgeschwindigkeit),
der Zusammensetzung des Gummis usw. Jedoch kann, auch in den veränderlichen
Bedingungen, der adäquate
Abstand L mittels des oben erwähnten
Prozesses bestimmt werden. D.h. zuerst wird die Schweißtiefe aus
der Dicke des geschweißten
Materials und auf der Basis davon bestimmt, welche Bedingungen der
Laserschweißung
(Ausgangsleistung und adäquate
Schweißgeschwindigkeit)
bestimmt sind. Als Nächstes
wird die Oberflächentemperaturgrenze,
die sich mit der Zusammensetzung des Gummis verändert, auf ähnliche Weise wie in 11 und 12 bestimmt.
Danach wird gemäß diesen
Laserschweißbedingungen
(Ausgangsleistung und adäquate
Schweißgeschwindigkeit)
und der Oberflächentemperaturgrenze
der adäquate
Abstand L mittels der in 13 und 14 gezeigten
Schritte bestimmt, um Sicherheit zu ermöglichen. Auf diese Weise kann,
auch bei verschiedenen Bedingungen, der adäquate Abstand bestimmt werden.
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INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
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Die
vorliegende Erfindung ist auf einen Fall anwendbar, dass ein Beschlag
an einen zylindrischen Außenzylinder
geschweißt
wird, der eine Schwingungsdämpffunktion
hat. In einer Schwingungsdämpfvorrichtung
in Bezug auf die vorliegende Erfindung gibt es verschiedene Arten
der Schwingungsdämpfvorrichtung
für ein
Motorlager, ein Aufhängungslager
und dgl. in verschiedenen Fahrzeugarten, wie etwa einem Automobil
und dgl.