WO2021228398A1

WO2021228398A1 - Elastomerlager sowie verfahren zur herstellung eines elastomerlagers

Info

Publication number: WO2021228398A1
Application number: PCT/EP2020/063501
Authority: WO
Inventors: David Rose; Ralf Steinhardt; Steffen Nitschke; Philipp Werner
Original assignee: Vibracoustic Se
Priority date: 2020-05-14
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2021-11-18
Also published as: DE112020007194A5

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elastomerlager (10) für ein schwingungs- technisches System für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwa- gen oder ein Nutzfahrzeug, aufweisend einen Elastomerkörper (16) und ein Stei- figkeitsteil (18), das in den Elastomerkörper (16) eingebettet ist, wobei das Steifig- keitsteil (18) als Streckgitter (20) mit einer Vielzahl an Durchbrüchen (22) ausge- bildet ist, wobei die Kanten der Durchbrüche (22) abgerundet sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Elastomerlagers (10).

Description

Elastomerlager sowie Verfahren zur Fierstellung eines Elastomerlagers

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elastomerlager für ein schwingungstechni sches System für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug, aufweisend einen Elastomerkörper und wenigstens ein Steifig keitsteil, das in den Elastomerkörper eingebettet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Fierstellung eines derartigen Elastomerlagers.

Elastomerlager der eingangs genannten Art werden in schwingungsbeaufschlag ten Systemen als Entkopplungssystem eingesetzt. Beispielsweise im Fahrwerks bereich oder Kabinenbereich, um die von den Straßenunebenheiten hervorgerufe nen Schwingungen zu dämpfen und damit den Fahrkomfort zu erhöhen. Des Wei teren werden Elastomerlager im Aggregatebereich eingesetzt, um die aus den Aggregaten kommenden Anregungen, zum Beispiel Motoren oder Getriebe, ge genüber den umgebenden Strukturen zu entkoppeln. In derartigen Elastomerla gern kommen dünnwandige Metallstrukturen, beispielsweise als Zwischenbleche oder als Außenhülsenfixierbleche zum Einsatz, um die gebundene Oberfläche des Elastomerkörpers zu erhöhen und damit das Verhältnis von Steifigkeit, etwa von Radial- zu Torsionssteifigkeit bei Elastomerbuchsen oder Schubrichtung zu Druck richtung bei geschichteten elastomeren Federn zu erhöhen.

Aus EP 0915266 B1 ist eine Elastomerbuchse bekannt, die eine Innenhülse und eine Außenhülse aufweist, die durch einen Federkörper aus einem zelligen elastomeren Werkstoff miteinander verbunden sind. Die Außenhülse ist als Loch blech ausgebildet, wobei der elastomere Werkstoff während des Aufschäumens die Löcher des Lochblechs durchdringt, um einen Formschluss mit der Außenhül se zu erzeugen. Aus GB 984686 ist eine Gummimetallbuchse bekannt, deren Elastomerkörper von einer Zwischenbuchse unterteilt ist. Die Zwischenbuchse ist über die ganze Fläche gleichmäßig mit Löchern versehen, die von der Gummimasse durchdrun gen werden, wodurch die Haftung zwischen Gummi und Metall erhöht wird.

Aus DE 1 955308 C3 ist eine Elastomerbuchse bekannt, die eine Innenhülse, ei ne Außenhülse und Zwischenbleche mit gleichmäßig über die gesamt Fläche ver teilten Löchern aufweist, die durch einen Federkörper aus einem elastomeren Werkstoff verbunden sind. Die Zwischenbleche sind aus zwei elastisch oder plas tisch verformbaren, dünnen, halbschalenförmigen Blechen gefertigt, so dass sich der Krümmungsradius beim Einpressen in ein Aufnahmeauge verkleinern kann. Die Zwischenbleche behindern die Querdehnung des Elastomers und vergrößern so die radiale Federkonstante.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elastomerlager zu schaffen, das eine gezielte Einstellung der torsionalen zur radialen Steifigkeit er möglicht und gleichzeitig ein geringes Gewicht aufweist und kostengünstig in der Herstellung ist.

Zur Lösung der Aufgabe werden ein Elastomerlager mit den Merkmalen des An spruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Elastomerlagers mit den Merkmalen des Anspruchs 16 vorgeschlagen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Elastomerlagers sind Gegenstand der abhängi gen Ansprüche.

Ein Elastomerlager für ein Fahrzeug weist einen Elastomerkörper und wenigstens ein Steifigkeitsteil auf, das in den Elastomerkörper eingebettet ist, wobei das Stei figkeitsteil als Streckgitter mit einer Vielzahl an Durchbrüchen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten der Durchbrüche abgerundet sind.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass durch das Einbetten eines Streckgit ters, das eine ausreichende Anzahl an gleichmäßig über die gesamte Fläche ver teilte Durchbrüche beziehungsweise Löcher aufweist, in den Elastomerkörper die Steifigkeit des Elastomerlagers, insbesondere die Nachgiebigkeit, gezielt einge- stellt werden kann. Da das Steifigkeitsteil mit zunehmender Anzahl an Durchbrü chen an Steifigkeit abnimmt, kann bei einem Steifigkeitsteil mit zunehmendem Verhältnis von Offenfläche zur Gesamtfläche die Steifigkeit des Steifigkeitsteils eingestellt werden. Eine geringere Steifigkeit des Steifigkeitsteils wirkt sich direkt auch auf eine geringere Steifigkeit des mit diesem Steifigkeitsteil ausgerüsteten Elastomerlagers aus. Durch den Einsatz von einem Streckgitter als Steifigkeitsteil kann somit die Lücke in den einzustellenden Steifigkeitsverhältnissen zwischen keinem Steifigkeitsteil und einem konventionellen Steifigkeitsteil, wie einem Zwi schenblech oder einem Lochblech geschlossen werden. Somit sind Streckgitter als Steifigkeitsteile eine Möglichkeit, gezielt auf die Kennungsverhältnisse des Elastomerlagers Einfluss zu nehmen. Des Weiteren sind Streckgitter im Vergleich zu einem konventionellen Steifigkeitsteil, wie einem Zwischenblech oder einem Lochblech, aufgrund der schräg versetzten Durchbrüche bzw. Löcher, leichter zu kalibrieren, da der den Umfang reduzierende Druck, zum Beispiel während des Einpressens in ein Aufnahmeauge, die einzelnen, schräg angestellten Stege im Gitter primär auf Schub belastet und nicht auf Druck, wie in konventionellen Zwi schenblechen.

Letztlich ist jedes Steifigkeitsteil, auch ein kompaktes, eine Reihenschaltung der Federn "Elastomerspuren bzw. -schichten" und "Steifigkeitsteil beziehungsweise Steifigkeitsteile". Da die Steifigkeit der Steifigkeitsteile jedoch in der Regel wesent lich größer ist als die der Elastomerspur, haben sie nahezu keinen Einfluss auf die Gesamtsteifigkeit des Lagers. Streckgitter als Steifigkeitsteile hingegen weisen eine wesentlich geringere Steifigkeit auf, welche niedrig genug ist, um in Reihe geschaltet mit dem Elastomer die Gesamtsteifigkeit signifikant herabzusetzen. Es gilt bei einer Reihenschaltung:

1 /Gesamtsteifigkeit = 1 /Elastomersteifigkeit + 1 /Steifigkeit des Steifigkeitsteils

Zudem ist erkannt worden, dass durch das Abrunden der Kanten scharfe Kanten und damit eine Rissinitiierung im Elastomerkörper an den Durchbrüchen bzw. Lö chern vermieden wird. Dadurch ist die Lebensdauer des Elastomerlagers erhöht. Ferner sind Streckgitter durch die Variation von Schnittmustern und Verstre ckungsgraden nahezu beliebig bezüglich der einzustellenden Offenfläche herstell bar. Damit kann ihre Zug-Druck-Steifigkeit in weiten Bereichen eingestellt werden.

Zudem wird ein Streckgitter durch ein Schneide-Streckverfahren hergestellt. Dabei fällt kaum bis gar kein Abfall an, so dass das Elastomerlager wirtschaftlich und damit kostengünstig herstellbar ist.

Darüber hinaus ist erkannt worden, dass die sich beim Streckgitter einstellenden Steifigkeitsverhältnisse weitgehend unabhängig vom Einsatz eines Haftvermittlers sind. Somit stellt der Einsatz eines Streckgitters eine besonders wirtschaftliche Lösung dar, da auf ein Haftmittel verzichtet werden kann und gleichzeitig kann proportional zur Offenfläche Material und somit Gewicht eingespart werden.

Des Weiteren ist erkannt worden, dass es bei korrekter Auslegung des Elastomer lagers nicht vorzeitig zu einer Risseinleitung im Elastomer in den Durchgangsöff nungen kommt, sondern die Lebensdauer des Elastomers vielmehr unverändert bleibt.

Ferner ist erkannt worden, dass sich die Lebensdauer von Gummilagern mit ei nem eingebetteten Streckgitter kaum durch die Durchbrüche bzw. Löcher verän dert.

Das Elastomerlager kann auch als Elastomerbuchse, Gummilager oder Gummi buchse bezeichnet werden. Das Steifigkeitsteil kann auch als Zwischenteil be zeichnet werden. Der Durchbruch kann auch als Loch bezeichnet werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Elastomerkörper hülsenförmig ausge bildet. In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind in den Elastomerkörper wenigstens zwei Streckgitter eingebettet. Vorteilhaft sind die Streckgitter zueinan der beabstandet in den Elastomerkörper eingebettet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt ein flächenmäßiger Anteil der Durch brüche an der Gesamtfläche des Streckgitters zwischen ca. 10 % und ca. 80 %, insbesondere zwischen ca. 30 % und ca. 50 %. Dadurch weist das Elastomerlager ein geringes Gewicht auf, da proportional zur Offenfläche Metall eingespart wird. Zudem führt die Gewichtsersparnis über die Lebensdauer des Elastomerlagers zu sekundären Einsparungen von Treibstoff, da ein geringeres Gewicht im Fahrzeug beschleunigt werden muss. Streckgitter mit geringeren Offenflächen, insbesonde re kleiner als 30% Offenfläche kommen bei außengummierten Elastomerlagern statt eines kompakten Außenteils, wie beispielsweise eines Außenrohres zum Einsatz, um den notwendigen Presssitz erreichen zu können. Vorteilhaft kommt als Außenteil ein Streckgitter zum Einsatz, wenn beidseitig der Oberfläche des Steifigkeitsteils Elastomer vorgesehen ist, was bei Steifigkeitsteilen mit außen gummierten Außenteilen der Fall ist. Das Streckgitter kann als Außenrohr, als Au ßenhülse, als ebene Anbindungsplatte oder als gebogene Anbindungsplatte aus gebildet sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kanten der Durchbrüche abgerundet. Dadurch kann die Rissinitiierung an den Durchbrüchen bzw. Löchern reduziert werden, so dass die Lebensdauer des Elastomerlagers erhöht werden kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kanten der Durchbrüche mittels Prä gen abgerundet. Dadurch kann auf sehr einfache und wirtschaftliche Weise die Lebensdauer des Elastomerlagers erhöht werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Durchbrüche eine Durchbruchge ometrie auf, deren Innenwinkel alle größer als 90° sind. Dadurch werden scharf kantige, spitze Innenwinkel, wie sie beispielsweise in Rauten- oder Drachenfor men zu finden sind und die zu einem Einreißen des Elastomerkörpers führen kön nen, vermieden. Somit weist das Elastomerlager eine hohe Lebensdauer auf. Vor liegend kann die Durchbruchgeometrie auch als Lochdurchgangsgeometrie be zeichnet werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist ein Umfang der Durchbruchgeometrie wenigstens einen geraden Abschnitt, wenigstens einen konvex gekrümmten Ab schnitt und/oder wenigstens einen konkav gekrümmten Abschnitt auf. So kann sich an einen geraden Abschnitt ein konvex gekrümmter Abschnitt oder ein kon kav gekrümmter Abschnitt anschließen, wobei ein dadurch eingeschlossener In nenwinkel größer als 90° ist. Ferner kann ein Umfang der Durchbruchgeometrie mehrere gerade Abschnitte, mehrere konvex gekrümmte Abschnitte und/oder mehrere konkav gekrümmte Abschnitte aufweisen, wobei jeder durch zwei Ab schnitte eingeschlossene Innenwinkel größer als 90° ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Durchbruchgeometrie eine runde und/oder elliptische Form auf. Dadurch werden scharfkantige, spitze Innenwinkel, die zu einem Einreißen des Elastomerkörpers führen können, vermieden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind zwischen den Durchbrüchen Stege an geordnet, die plastisch verformt sind. Durch die plastische Verformung werden die Stege, welche sich durch den Streckvorgang aus der Ebene des Gitters heraus drehen, in der Art, dass sie richtungsabhängig wie eine Raspel fungieren, so plas tisch umgeformt, dass sie wieder in der Streckgitterebene liegen. Vorteilhaft wirkt die plastische Verformung einer Verdrehung der Stege infolge des Schneide- Streckvorgangs in der Ebene des Streckgitters entgegen. Vorteilhaft sind die Ste ge mittels Planwalzen plastisch verformt. Da aufgrund elastischer Effekte im Streckgitter sich bei diesem Walzvorgang die Durchbruchsgeometrie wieder teil weise schließen würde, sind gleichzeitig die Löcher zu stabilisieren. Mittels einer Prägewalze, die in jedes einzelne Loch eingreift, wird nicht nur die Lochdurch gangsgeometrie der Löcher stabilisiert bzw. optimiert, gleichzeitig werden auch die Kanten der Durchbrüche bzw. die Kanten der Stege des Streckgitters rund ange prägt. Dadurch wird die Lebensdauer des Elastomerlagers erhöht. Nach dem Planwalzen und dem runden Anprägen der Kanten der Durchbrüche kann das Streckgitter in seine für das Einbetten vorgesehene Form gebracht werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Streckgitter eine variierende Durch bruchgeometrie auf. Durch die variierende Durchbruch- bzw. Lochgeometrie las sen sich unterschiedliche Steifigkeitsbereiche einstellen. Verfahrensbedingt ist die Geometrie der Durchbrüche in Vertikalrichtung gleich, wohingegen die Geometrie der Durchbrüche quer zur Vertikalrichtung variieren kann. Unter Durchbruch- bzw. Lochgeometrie wird vorliegend die Öffnungsweite der Durchbrüche verstanden. Des Weiteren ist es auch möglich, in Richtung V eine Variation der Öffnungsweite durch Modulation des Verstreckungsgrades umzusetzen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung unterteilt das Streckgitter den Elastomerkörper in zwei Elastomerpolster. Beide Elastomerpolster liefern einen signifikanten Anteil an den Dämpfungseigenschaften des Elastomerlagers. Unter Elastomerpolster wird vorliegend eine Elastomerspur verstanden, die mindestens zwei Mal dicker als das Streckgitter ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Streckgitter als geschlossene Hülse, beispielsweise durch ein nachgeschaltetes Schweißverfahren geschlossen, als geschlitzte Hülse, als Scheibe, als Platte oder als Scheibe mit Ausstanzungen ausgebildet. Die Platte kann auch als Platine bezeichnet werden. Weiterhin vor teilhaft kann die Scheibe oder die Platte mittig eine Ausnehmung, insbesondere eine kreisförmige Ausnehmung aufweisen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Streckgitter mehrteilig. Bevorzugt ist das Streckgitter aus zwei Halbschalen gebildet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens ein Endabschnitt des Streckgit ters umgeformt. Bevorzugt wird der Endabschnitt des Streckgitters umgelegt oder umgebogen. Weiterhin vorteilhaft sind beide Endabschnitte des Streckgitters um geformt. Aufgrund der Streckgitterstruktur sind die Umformkräfte des Steifigkeits teils geringer als bei kompakten Steifigkeitsteilen, wie beispielsweisen bei kom pakten Blechen. So ist es auch einfacher, Teile des Streckgitters nach der Monta ge umzulegen und damit einen Formschluss zu generieren. Dieser Vorteil greift auch bei flächigen Strukturen aus Streckgittermetallen. Beispielsweise können Laschen erzeugt werden, die mittels Umlegen oder Umbiegen der Fixierung die nen und aufgrund der Streckgitterstruktur einfach umzulegen sind, um flächige Streckgitter in Position zu halten.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind mehrere Steifigkeitsteile in den Elastomerkörper eingebettet sind. Dadurch sind in den Elastomerkörper eine Viel zahl an Streckgittern eingebettet. Durch den Einsatz einer Vielzahl an Streckgit tern als Zwischenblech in Schichtfeldern kann aufgrund der gegenüber konventio nellen Zwischenblechen höheren Flexibilität bzw. Nachgiebigkeit der Streckgitter ein Bruch der Streckgitterzwischenbleche bei gegebenen Auslenkungen vermie den bzw. gegenüber einem Versagen konventioneller Zwischenbleche hinausge zögert werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Streckgitter aus Metall, Kunststoff oder Elastomer. Ein aus Metall oder Kunststoff hergestelltes Streckgitter weist eine aus reichende Steifigkeit auf. Wenn es aus einem Elastomer hergestellt ist, ist es be vorzugt aus einem Elastomer höherer Härte, als die des umgebenden Elastomers des Tragpolsters. Sowohl Streckgitter aus Kunststoff, als auch Elastomer weisen im erfindungsgemäßen Sinne lediglich eine Streckgittergeometrie auf; hergestellt werden sie jedoch in für Kunststoffe und Elastomere üblichen Ur- oder Umform verfahren wie z. B. Spritzgießen oder Pressen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf das Streckgitter ein Haftmittel aufge bracht. Dadurch kann die Anbindung des Elastomers an das Streckgitter verbes sert werden. Ferner kann auch auf den Einsatz eines Haftvermittlers verzichtet werden, da die sich beim Steifigkeitsteil einstellenden Steifigkeitsverhältnisse weitgehend unabhängig vom Einsatz eines Haftvermittlers sind.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Elastomerlager zwei Anbindungs strukturen zum Festlegen des Elastomerlagers an Fahrzeugstrukturen auf, wobei der Elastomerkörper zwischen den Anbindungsstrukturen angeordnet ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Anbindungsstrukturen als eine Innen hülse und/oder eine Außenhülse ausgebildet. Über die Innenhülse wird das Elastomerlager an ein Fahrzeugteil angebunden. Ferner kann die Außenhülse als Hülse oder Rohr ausgebildet sein, welches den Elastomerkörper außenumfangs seitig umgibt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung bildet das Streckgitter eine der Anbindungs strukturen. So kann das Streckgitter ein Außenrohr, eine Außenhülse, eine ebene Anbindungsplatte oder eine gebogene Anbindungsplatte sein. Wenn die Außen hülse als Streckgitter ausgebildet ist, weist das Elastomerlager geringere Ein presskräfte auf, da der Elastomerkörper durch Verringerung des Durchmessers der Streckgitteraußenhülse stark kalibriert werden kann, wobei die primäre Nach giebigkeit durch das Schließen der Offenflächen im Streckgitter erlangt wird. Hier durch können höhere Kalibrierraten der Außenhülse erreicht werden, als sie bei gehafteten, geschlossenen Außenhülsen erreicht werden können, da die Gefahr des Abplatzens von Haftmittel durch zu hohe Umformgrade bei ungehärteter Ver wendung von Streckgitteranbindungsstrukturen entfällt.

Die Anbindungsstrukturen können als Platten oder Platinen ausgebildet sein, über die das Elastomerlager an Fahrzeugstrukturen festgelegt wird. Vorteilhaft sind in den Elastomerkörper eine Vielzahl ebener, scheibenförmiger oder plattenförmiger Streckgitter mit runden Ausstanzungen eingebettet, wenn die Anbindungsstruktu ren als Platten oder Platinen ausgebildet sind. Durch den Einsatz der ausgestanz ten Streckgitter als Zwischenblech in Schichtfeldern kann aufgrund der gegenüber konventionelle Zwischenblechen höheren Flexibilität bzw. Nachgiebigkeit der Streckgitter ein Bruch der Streckgitterzwischenbleche bei gegebenen Auslenkun gen vermieden bzw. gegenüber einem Versagen konventioneller Zwischenbleche hinausgezögert werden.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Elastomerlagers, das folgende Verfahrensschritte aufweist. Zuerst wird ein Streckgitter im Schnei- de-Streckverfahren mit einer Vielzahl an Durchbrüchen mit einer Durchbruchgeo metrie erzeugt, wobei alle Innenwinkel der Durchbruchgeometrie größer als 90° sind. Danach wird das Streckgitter plan gewalzt und anschließend werden Kanten der Durchbrüche mittels Prägen abgerundet. Schließlich wird das Streckgitter in eine Spritzgussform eingelegt und ein Elastomer wird in die Spritzgussform einge spritzt. Abschließend wird das Elastomer vulkanisiert. In einer vorteilhaften Ausge staltung kann in die Spritzgussform zumindest eine Anbindungstruktur oder An bindungsstrukturen zum Anbinden des Elastomerlagers an ein Fahrzeugteil oder Fahrzeugteilen eingelegt werden.

Nachfolgend werden das Elastomerlager sowie weitere Vorteile und Merkmale anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren schema tisch dargestellt sind. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Elastomerlager gemäß einer ersten Aus führungsform;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt eines Streckgitters gemäß einer ers ten Ausführungsform; Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt eines Durchbruches des in Fig. 2 ge zeigten Streckgitters;

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt eines Streckgitters gemäß einer zwei ten Ausführungsform;

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Elastomerlager gemäß einer zweiten

Ausführungsform;

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Elastomerlager gemäß einer dritten Aus führungsform;

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Elastomerlager gemäß einer vierten

Ausführungsform;

Fig. 8 einen Querschnitt durch ein Elastomerlager gemäß einer fünften

Ausführungsform;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Elastomerlagers gemäß einer sechsten Ausführungsform; und

Fig. 10 eine Querschnitt durch das in Fig. 9 dargestellte Elastomerlager mit Halter.

In Fig. 1 ist ein Elastomerlager 10 gezeigt, das in einem nicht dargestellten Fahr werk eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird, um die von den Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen Schwingungen zu dämpfen und damit den Fahrkomfort zu erhö hen.

Das Elastomerlager 10 weist Anbindungsstrukturen 11 zum Verbinden des Elastomerlagers 10 mit Teilen des Fahrwerks auf, wobei die Anbindungsstrukturen 11 vorliegend als eine Innenhülse 12 und eine die Innenhülse 12 unter radialem Abstand umgebende Außenhülse 14 ausgebildet sind. Zudem weist das Elastomerlager 10 einen an die Innenhülse 12 und die Außenhülse 14 stoffschlüs sig angebundenen hülsenförmigen Elastomerkörper 16 auf. Wie in Fig. 1 ersichtlich ist, ist in den Elastomerkörper 16 ein Steifigkeitsteil 18 eingebettet. Das Steifigkeitsteil 18 ist vorliegend als Streckgitter 20 ausgebildet und weist eine Vielzahl an Durchbrüchen 22 auf, die durch Stege 25 voneinander getrennt sind und von dem Elastomer des Elastomerkörpers 16 durchdrungen sind.

Das Streckgitter 20 ist vorliegend aus Metall, jedoch ist es auch möglich, eine Streckgittergeometrie aus Kunststoff, insbesondere aus faserverstärktem Kunst stoff herzustellen, beispielsweise mittels Kunststoffspritzguss. Darüber hinaus kann das Streckgitter 20 aus Elastomer, beispielsweise mittels Spritzguss herge stellt sein.

Das Streckgitter 20 ist durch ein Schneide-Streckverfahren hergestellt, so dass die Durchbrüche 22 ohne Abfall und damit das Streckgitter 20 nahezu abfallfrei pro duziert werden kann. Das Streckgitter 20 kann als geschlossene Hülse, beispiels weise durch ein nachgeschaltetes Schweißverfahren geschlossen oder als ge schlitzte Hülse ausgeführt sein. Ferner kann das Streckgitter 20 mehrteilig sein.

So kann das Streckgitter 20 aus zwei Halbschalen gebildet sein.

Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Durchbrüche 22 gleichmäßig über das Streck gitter 20 verteilt, wobei alle Durchbrüche 22 die gleiche Durchbruchgeometrie 23 bzw. die gleiche Öffnungsweite aufweisen.

In Fig. 3 ist eine vergrößerte Darstellung der Durchbruchgeometrie 23 eines Durchbruches 22 von Figur 2 gezeigt. Wie zu erkennen ist, weist ein Umfang 42 der Durchbruchgeometrie 23 gerade Abschnitte 44, konvex gekrümmte Abschnitte 46 und konkav gekrümmte Abschnitte 48 auf. Wie zudem in Figur 3 ersichtlich ist, ist jeder durch zwei Abschnitte eingeschlossene Innenwinkel a größer als 90°. Dadurch werden scharfkantige, spitze Innenwinkel a, wie sie beispielsweise in Rauten- oder Drachenformen zu finden sind und die zu einem Einreißen des Elastomerkörpers 16 führen können, vermieden.

Wie ferner in Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Schnittkanten der Durchbrüche 22 mit tels eines Prägeprozesses abgerundet. Dadurch wird die Rissinitierung des Elastomerkörpers 16 an den Durchbrüchen 22 reduziert und somit die Lebens dauer des Elastomerlagers 10 erhöht.

Darüber hinaus sind die Stege 25 plastisch verformt. Durch die plastische Verfor mung werden die Stege 25, welche sich durch den Schneide-Streckvorgang aus der Ebene des Streckgitters 20 herausdrehen, in der Art, dass sie richtungsab hängig wie eine Raspel fungieren, so plastisch umgeformt, dass sie wieder in der Streckgitterebene liegen.

Die Stege 25 sind mittels Planwalzen plastisch verformt. Hierzu wird mittels einer Prägewalze, die in jeden einzelnen Durchbruch 22 eingreift, die Durchbruchgeo metrie 23 der Durchbrüche 22 stabilisiert bzw. optimiert, und gleichzeitig werden auch die Kanten der Durchbrüche 22 bzw. die Kanten der Stege 25 des Streckgit ters 20 rund angeprägt. Dadurch wird die Lebensdauer des Elastomerlagers 10 erhöht. Nach dem Planwalzen und dem runden Anprägen der Kanten der Durch brüche 22 kann das Streckgitter 20 in seine für das Einbetten vorgesehene Form gebracht werden.

Durch das Einbetten des Streckgitters 20 in den Elastomerkörper 16 wirkt dessen Nachgiebigkeit senkrecht zur Radialrichtung R, also in Vertikalrichtung V oder senkrecht hierzu steifigkeitsvermindernd auf die Gesamtsteifigkeit des Elastomer lagers 10. Durch die Vielzahl an gleichmäßig über die Gesamtfläche des Streckgit ters 20 verteilten Durchbrüchen 22 kann die Nachgiebigkeit des Steifigkeitsteils 18 gezielt eingestellt werden, um so das Steifigkeitsverhältnis des Elastomerlagers 10 torsional zu radial einzustellen. Da die Steifigkeit des Steifigkeitsteils 18 mit zu nehmender Anzahl an Durchbrüchen 22 abnimmt, kann bei einem Steifigkeitsteil 18 mit zunehmendem Verhältnis von Offenfläche zur Gesamtfläche die Steifigkeit abgesenkt werden. Eine geringere Steifigkeit des Steifigkeitsteils 18 wirkt sich di rekt auch auf eine geringere Steifigkeit des Elastomerlagers 10 aus. Durch den Einsatz des Streckgitters 20 als Steifigkeitsteil 18 kann somit die Lücke in den ein zustellenden Steifigkeitsverhältnissen zwischen keinem Steifigkeitsteil und einem konventionellen Zwischenblech oder Lochblech geschlossen werden. Somit kann mit dem Streckgitter 20 als Steifigkeitsteil 18 gezielt auf die Kennungsverhältnisse des Elastomerlagers 10 Einfluss genommen werden. Folglich kann ein als Streck- gitter 20 ausgebildetes Steifigkeitsteil 18 mit unterschiedlichen Steifigkeiten zu unterschiedlichen Buchsensteifigkeiten führen.

Ferner ist ein Streckgitter durch die Variation von Schnittmustern und Verstre ckungsgraden nahezu beliebig bezüglich der einzustellenden Offenfläche herstell bar. Damit kann ihre Zug-Druck-Steifigkeit in weiten Bereichen eingestellt werden.

Zudem wird das Streckgitter 20 durch ein Schneide-Streckverfahren hergestellt. Dabei fällt kaum Abfall an, so dass das Elastomerlager 10 wirtschaftlich und damit kostengünstig herstellbar ist.

Auf den Einsatz eines Haftmittels kann verzichtet werden, da dessen Einfluss auf die torsionale und radiale Steifigkeit des Elastomerlagers 10 vernachlässigbar ist. Ferner kann das Streckgitter auch mit einem Haftmittel versehen sein, um eine verbesserte Anbindung des Elastomers an das Streckgitter 20 zu erzielen.

Im Folgenden wird ein mögliches Verfahren zur Herstellung des Elastomerlager 10 erläutert. Zuerst wird das Streckgitter 20 im Schneide-Streckverfahren mit einer Vielzahl an Durchbrüchen 22 erzeugt, wobei die Durchbrüche 22 eine Durch bruchgeometrie 23 aufweisen, deren Innenwinkel a alle größer als 90° sind.. Da nach wird das Streckgitter 20 plan gewalzt und anschließend werden die Kanten der Durchbrüche 22 mittels Prägen abgerundet. Schließlich wird das Streckgitter 22 sowie die Innenhülse 12 und die Außenhülse 14 in eine nicht dargestellte Spritzgussform eingelegt. Danach wird Elastomer in die Spritzgussform einge spritzt und vulkanisiert.

Nachfolgend werden weitere Ausführungsformen des Elastomerlagers 10 be schrieben, wobei für gleiche oder funktionsgleiche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

In Fig. 4 ist ein Streckgitter 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt, das sich von der in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsform in der Variation un terschiedlicher Durchbruchsgeometrien 23 bzw. Öffnungsweiten der Durchbrüche 22 unterscheidet. Wie in Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Durchbruchgeometrie 23 be ziehungsweise die Öffnungsweite der Durchbrüche 22 in Vertikalrichtung V gleich, wohingegen die Durchbruchgeometrie 23 beziehungsweise die Öffnungsweite der Durchbrüche quer zur Vertikalrichtung V variiert. Des Weiteren ist es auch mög lich, in Richtung V eine Variation der Öffnungsweite durch Modulation des Ver streckungsgrades umzusetzen.

In Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsform des Elastomerlagers 10 gezeigt, die sich von der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die Außenhülse 14 als Streckgitter 20 ausgebildet ist. Gegenüber einer kompakten Außenhülse 14, wie diese in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Einpresskräfte infolge des Streckgitters 20 reduziert. Um ein Abschälen der äußeren Elastomerspur 24 von dem Streckgit ter 20 beim Einpressvorgang in ein nicht dargestelltes Aufnahmeauge zu vermei den, ist eine Beschichtung des Streckgitters 20 mit einem Flaftvermittler von Vor teil.

Die in Fig. 5 dargestellte zweite Ausführungsform des Elastomerlagers 10 hat den Vorteil, dass die Elastomerspur 24 durch Verringerung des Durchmessers der Au ßenhülse 14 sehr stark kalibriert werden kann, da die primäre Nachgiebigkeit der Außenhülse 14 durch das Schließen der Offenflächen, also der Durchbrüche 22 im Streckgitter 20 erlangt wird. Das Problem abplatzender Flaftvermittler bei hohen Kalibrierraten bzw. Streckgraden des Metallsubstrates kann so weitestgehend vermieden werden.

In Fig. 6 ist eine dritte Ausführungsform des Elastomerlagers 10 gezeigt, die sich von den anderen beiden Ausführungsformen dadurch unterscheidet, dass das Elastomerlager 10 aus dem Elastomerkörper 16 und einem darin eingebetteten Streckgitter 20 gebildet ist. Durch den Einsatz des Streckgitters 20 können bei dem in Fig. 6 dargestellten Elastomerlager 10 zu hohe Montagekräfte in Form ei ner radialen Vorspannung durch den Einsatz des Streckgitters 20 auf einen für den Prozess optimierten Wert abgesenkt werden. Da ausreichend Durchbrüche 22 vorhanden sind, kann auf eine Präparation des Streckgitters 20 mit einem Haftmit- tel verzichtet werden, da dieses keinen nennenswerten Einfluss auf die torsionale und nur einen geringen Einfluss auf die radiale Steifigkeit des Elastomerlagers 10 hat. Dadurch ist das in Fig. 6 dargestellte Elastomerlager 10 kostengünstig und einfach zu produzieren. In Fig. 7 ist ein Elastomerlager gemäß einer vierten Ausführungsform dargestellt, das sich insbesondere von der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die Endabschnitte 26 des Streckgitters 20 umgelegt, insbe sondere axial nach außen umgebogen sind, so dass das Elastomerlager 10 je weils endseitig zwei Kragen 28 ausbildet. Aufgrund der Streckgitterstruktur sind die Umformkräfte des Steifigkeitsteils 18 geringer als bei kompakten Zwischenble chen. So ist es auch einfacher, Teile des Streckgitters 20 nach der Montage um zulegen und damit einen Formschluss zu generieren.

Ferner können anstelle der in Fig. 7 dargestellten Kragenumformung auch La schen geformt werden, die der Fixierung dienen und aufgrund der Streckgit terstruktur einfach umzulegen sind, um ein flächiges Streckgitter 20 in Position zu halten.

In Fig. 8 ist ein Elastomerlager 10 gemäß einer fünften Ausführungsform gezeigt, die sich von den anderen Ausführungsformen dadurch unterscheidet, dass die Anbindungsstrukturen 11 als zwei Platten 30 ausgebildet sind und dass in den Elastomerkörper 16 eine Vielzahl an Streckgittern 20 eingebettet sind, die als ebene Streckgitter 20 ausgebildet sind. Der Elastomerkörper 16 ist zwischen den Platten 30 angeordnet Durch den Einsatz der Streckgitter 20 in Schichtfeldern kann aufgrund der Flexibilität bzw. der Nachgiebigkeit der Streckgitter 20 ein Bruch der Streckgitter 20 bei gegebenen Auslenkungen vermieden bzw. hinaus gezögert werden.

In den Figuren 8 und 10 ist ein Elastomerlager 10 gemäß einer sechsten Ausfüh rungsform gezeigt, das als Motorlager dient.

Das Elastomerlager 10 ist innerhalb eines Halters 32 angeordnet, der über Durch gangsbohrungen 34 an einem nicht dargestellten Fahrzeugteil befestigbar ist.

Das Elastomerlager 10 weist als Anbindungsstrukturen 11 ein Streckgitter 22 auf, das form-, und kraftschlüssig mit dem Halter 32 verbunden ist, und ein Auflager 36, das über Gewindebohrungen 38 mit einem nicht dargestellten Fahrzeugmotor verbindbar ist. Zwischen dem Streckgitter 22 und dem Auflager 36 ist der Elastomerkörper 16 angeordnet, der stoffschlüssig mit dem Auflager 36 verbunden ist. Das Streckgitter 22 ist in den Elastomerkörper formschlüssig eingebettet.

Das Streckgitter 22 ist vorliegend als gebogene Platte ausgebildet, die endseitig mit Laschen 40 versehen ist, die durch nicht dargestellte Öffnungen des Halters 32 hindurchgeführt und die zur form- und kraftschlüssigen Verbindung mit dem Halter 36 umgelegt sind.

Das Elastomerlager 10 zeichnet sich durch wenigstens ein in den Elastomerkörper 16 eingebettetes Streckgitter 22 aus, das eine ausreichende Anzahl an gleichmä ßig über die gesamte Fläche verteilte Durchbrüche 22, die eine Durchbruchgeo metrie 23 aufweisen, deren Innenwinkel a allesamt größer als 90° sind, sowie ab gerundete Kanten aufweisen. Dadurch kann die Steifigkeit des ElastomerlagerslO, insbesondere die Nachgiebigkeit, gezielt eingestellt werden kann. Darüber hinaus werden durch das Abrunden der Kanten scharfe Kanten und damit eine Rissinitiie rung im Elastomerkörper 12 an den Durchbrüchen 22 vermieden, was die Le bensdauer des Elastomerlagers 10 erhöht.

Bezugszeichenliste

10 Elastomerlager

11 Anbindungsstrukturen

12 Innenhülse 14 Außenhülse

16 Elastomerkörper 18 Steifigkeitsteil 0 Streckgitter 2 Durchbruch

23 Durchbruchgeometrie

24 äußere Elastomerspur

25 Steg

26 Endabschnitt 28 Kragen

30 Platte 32 Halter

34 Durchgangsbohrung 36 Auflager 38 Gewindebohrung 40 Lasche 42 Umfang 44 gerader Abschnitt 46 konvexer Abschnitt

48 konkaver Abschnitt

V Vertikalrichtung

R Radialrichtung a Innenwinkel

Claims

Ansprüche

1. Elastomerlager (10) für ein schwingungstechnisches System für ein Fahr zeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug, aufweisend einen Elastomerkörper (16) und wenigstens ein Steifigkeitsteil (18), das in den Elastomerkörper (16) eingebettet ist, wobei das Steifig keitsteil (18) als Streckgitter (20) mit einer Vielzahl an Durchbrüchen (22) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten der Durchbrüche (22) abgerundet sind.

2. Elastomerlager (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein flächenmäßiger Anteil der Durchbrüche (22) an der Gesamtfläche des Streckgitters (20) zwischen ca. 10 % und ca. 80 %, insbesondere zwischen ca. 30 % und ca. 50 % beträgt.

3. Elastomerlager (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten der Durchbrüche (22) mittels Prägen abgerundet sind.

4. Elastomerlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Durchbrüche (22) eine Durchbruchgeometrie (23) aufweisen, deren Innenwinkel (a) alle größer als 90° sind.

5. Elastomerlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Um fang (42) der Durchbruchgeometrie (23) wenigstens einen geraden Ab schnitt (44), einen konvex gekrümmten Abschnitt (46) und/oder einen kon kav gekrümmten Abschnitt (48) aufweist.

6. Elastomerlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen den Durchbrüchen (22) Stege (25) angeord net sind, die plastisch verformt sind.

7. Elastomerlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckgitter (20) eine variierende Durchbruchge ometrie (23) aufweist.

8. Elastomerlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Streckgitter (20) den Elastomerkörper (16) in zwei Elastomerpolster unterteilt.

9. Elastomerlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckgitter (20) als geschlossene Hülse, als ge schlitzte Hülse, als Scheibe, als Platte oder als Scheibe mit Ausstanzungen ausgebildet ist.

10. Elastomerlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckgitter (20) mehrteilig ist.

11. Elastomerlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Endabschnitt (26) des Streckgitters (20) umgeformt ist.

12. Elastomerlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass mehrere Steifigkeitsteile (18) in den Elastomerkörper (16) eingebettet sind.

13. Elastomerlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckgitter (20) aus Metall, Kunststoff oder Elastomer ist.

14. Elastomerlager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn zeichnet durch zwei Anbindungsstrukturen (11) zum Festlegen des Elastomerlagers (10) an Fahrzeugstrukturen, wobei der Elastomerkörper (16) zwischen den Anbindungsstrukturen (11) angeordnet ist.

15. Elastomerlager (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckgitter (20) eine der Anbindungsstrukturen (11 ) bildet.

16. Verfahren zur Herstellung eines Elastomerlagers (10) nach einem der An sprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a. Erzeugen eines Streckgitters (20) im Schneide-Streckverfahren mit einer Vielzahl an Durchbrüchen (22) mit einer Durchbruchgeometrie, wobei alle Innenwinkel der Durchbruchgeometrie größer als 90° sind; b. Planwalzen des Streckgitters (20); c. Abrunden der Kanten der Durchbrüche (22) mittels Prägen; d. Einlegen des Streckgitters (20) in eine Spritzgussform und Einsprit zen eines Elastomers in die Spritzgussform; und e. Vulkanisation des Elastomers.