DE102012105236A1

DE102012105236A1 - Spring-elastic connection structure used for connecting metal portions in automotive industry, has spring function element arranged between metal portions, and vulcanized elastomer layer provided between metal and solid main portions

Info

Publication number: DE102012105236A1
Application number: DE201210105236
Authority: DE
Inventors: Peter Koczar; Jürgen Krogmeier; Armin Zuber
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2013-12-19

Abstract

The connection structure has a spring functional element (5) which is arranged between cylindrical metal portion (1) and hollow cylindrical metal portion (2). The spring function element is radially embedded between solid main portions (3,4). A vulcanized elastomer layer (6) is provided between cylindrical metal portion and solid main portion (4) coated with adhesive agent. A vulcanized elastomer layer (7) is provided between hollow cylindrical metal portion and solid main portion (3) made of metal or plastic. The elastomer is heated to specific temperature. An independent claim is included for method for manufacturing spring-elastic connection structure.

Description

Die Erfindung betrifft eine federelastische Verbindung zwischen einem zylinderförmigen Metallteil und einem dazu konzentrisch angeordneten hohlzylindrischen Metallteil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindung.The invention relates to a resilient connection between a cylindrical metal part and a concentrically arranged hollow cylindrical metal part according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a compound.

Solche federelastischen Verbindungen werden insbesondere in der Automobiltechnik mittels sogenannten Gummi-Metall-Lagern realisiert und kommen dort beispielsweise als elastische Elemente von Achskomponenten oder dergleichen zum Einsatz.Such resilient connections are realized in particular in the automotive industry by means of so-called rubber-metal bearings and are used there for example as elastic elements of axle components or the like.

Solche Gummi-Metall-Lager stellen daher üblicherweise dreidimensionale elastische Federelemente dar, welche in den Raumrichtungen unterschiedliche Federsteifigkeiten aufweisen können. In der Regel werden solche Lager im Injection Molding Verfahren hergestellt. Hierbei werden in die Kavitäten des Vulkanisationswerkzeuges, mit Haftmittel beschichtete Metall oder Kunststoffteile eingelegt. Das Werkzeug wird dann durch die Presse geschlossen und kann dann, je nach Werkzeugtyp, mit bis zu 1000 Tonnen Schließdruck unter Druck gehalten werden. Gleichzeitig wird das Werkzeug, abhängig vom Elastomertyp und Prozess, kontinuierlich auf einer Temperatur zwischen 420 K und 450 K gehalten. Unter diesen Bedingungen wird das auf ca. 333 K vorkonditionierter Elastomer über eine Spritzeinheit mit einen Spritzdruck von bis zu 300.000 kPa in die Werkzeugkavität eingespritzt. Abhängig von der Elastomermischung, Elastomervolumen und Formtemperatur, werden dann die Gummi-Metall Lager in einer Zeit zwischen 3 bis 12 Minuten Vulkanisiert.Such rubber-metal bearings are therefore usually three-dimensional elastic spring elements, which may have different spring stiffness in the spatial directions. As a rule, such bearings are produced in the injection molding process. In this case, in the cavities of the vulcanization tool, coated with adhesive metal or plastic parts are inserted. The tool is then closed by the press and can then, depending on the type of tool, be held under pressure with up to 1000 tons of closing pressure. At the same time, depending on the elastomer type and process, the tool is continuously maintained at a temperature between 420 K and 450 K. Under these conditions, the elastomer, preconditioned to about 333 K, is injected into the mold cavity via an injection unit having an injection pressure of up to 300,000 kPa. Depending on the elastomer compound, elastomer volume and mold temperature, then the rubber-metal bearings are vulcanized in a time between 3 to 12 minutes.

Nachfolgend ist beim spielfreien Fügen von einem zylinderförmigen Metallteil mit einem dazu konzentrisch angeordneten, hohlzylindrischen Metallteil ist ein Passungssitz mit einer ausreichenden geometrischen Überdeckung notwendig. Diese Fügestelle muss so ausgelegt werden, dass ein sicherer, spielfreier Verbund bei allen vorkommenden Lastformen gewährleistet wird.Below is the fit-free joining of a cylindrical metal part with a concentrically arranged hollow cylindrical metal part a fit fit with a sufficient geometric coverage is necessary. This joint must be designed so that a secure, backlash-free bond is ensured for all occurring load shapes.

Um das Verpressen der Fügeelemente mit einem dazwischen angeordneten Gummi-Metall-Lager zu gewährleisten, werden bei Metallen, bedingt durch die toleranzabhängige Überdeckung der Durchmesser, relativ hohe Kräfte bis zu 100 kN benötigt. Hierbei können empfindliche Metallkonturen oder Korrosionsschutzschichten an den Metallteilen beschädigt werden.In order to ensure the pressing of the joining elements with a rubber-metal bearing arranged therebetween, relatively high forces of up to 100 kN are required for metals due to the tolerance-dependent overlap of the diameters. This can damage sensitive metal contours or corrosion protection layers on the metal parts.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine federelastische Verbindung zwischen einem zylinderförmigen Metallteil und einem dazu konzentrisch angeordneten hohlzylindrischen Metallteil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zur Verfügung zu stellen, bei der eine Beschädigung der Konturen und der Korrosionsschutzschichten oder dergleichen Schutzschichten der zu fügenden Elemente ausgeschlossen ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindung zur Verfügung zu stellen.It is therefore an object of the invention to provide a resilient connection between a cylindrical metal part and a concentrically arranged hollow cylindrical metal part according to the preamble of claim 1, in which damage to the contours and the corrosion protection layers or the like protective layers of the elements to be joined is excluded , It is another object of the invention to provide a method for producing such a compound.

Gelöst wird diese Aufgabe vorrichtungsmäßig durch eine federelastische Verbindung zwischen einem zylinderförmigen Metallteil und einem dazu konzentrisch angeordneten hohlzylindrischen Metallteil mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Verfahrensmäßig wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.This problem is solved in terms of apparatus by a spring-elastic connection between a cylindrical metal part and a hollow cylindrical metal part arranged concentrically therewith having all the features of claim 1. In terms of method, the object is achieved by a method having the features of patent claim 8. Advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer federelastischen Verbindung zwischen einem zylinderförmigen Metallteil und einem dazu konzentrisch angeordneten hohlzylindrischen Metallteil, bei welcher zwischen dem zylinderförmigen Metallteil und dem hohlzylindrischen Metallteil ein Federfunktionselement angeordnet ist, welches radial zwischen zwei Festkörperteilen eingebettet ist und wobei zwischen dem inneren zylinderförmigen Metallteil und dem inneren Festkörperteil eine vulkanisierte Elastomerschicht und zwischen dem äußeren hohlzylindrischen Metallteil und dem äußeren Festkörperteil eine vulkanisierte Elastomerschicht eingebracht ist, ist eine sichere und einfache Verbindung zwischen den Festkörperteilen und den Metallteilen gewährleistet. Beim Vulkanisieren der Elastomere verbinden sie sich innig mit den Metall- und Festkörperteilen, so dass auch eine belastbare Verbindung entsteht, ohne dass eventuell vorhandene Korrosionsschutzschichten oder dergleichen Schutzschichten beziehungsweise die Metall- und/oder Festkörperteile beziehungsweise deren Oberflächen beschädigt werden. Solche Beschädigungen sind durch die erfindungsgemäße Verbindung ausgeschlossen, da beim Fügen kein direkter Kontakt zwischen solchen Oberflächen erfolgt. Vielmehr sind diese Oberflächen beabstandet gehalten und die belastbare Verbindung wird einzig durch die Elastomerschichten erreicht. Insofern dienen diese Elastomerschichten auch als belastbare Toleranzüberbrückung zwischen den Metallteilen und des dazwischen liegenden Gummi-Metall-Lagers, welches aus den Festkörperteilen und dem darin eingeschlossenen Federfunktionselement gebildet ist.The inventive design of a resilient connection between a cylindrical metal part and a concentrically arranged hollow cylindrical metal part, wherein between the cylindrical metal part and the hollow cylindrical metal part, a spring function element is arranged, which is embedded radially between two solid parts and wherein between the inner cylindrical metal part and the inner solid body part is a vulcanized elastomer layer and between the outer hollow cylindrical metal part and the outer solid part a vulcanized elastomer layer is introduced, a secure and easy connection between the solid parts and the metal parts is guaranteed. When vulcanizing the elastomers they combine intimately with the metal and solid parts, so that a reliable connection is formed without any existing corrosion protection layers or similar protective layers or the metal and / or solid parts or their surfaces are damaged. Such damage is excluded by the compound according to the invention, since there is no direct contact between such surfaces during joining. Rather, these surfaces are kept at a distance and the resilient connection is achieved only by the elastomer layers. In this respect, these elastomer layers also serve as resilient tolerance bridging between the metal parts and the intermediate rubber-metal bearing, which is formed from the solid-state parts and the spring functional element enclosed therein.

Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Elastomerschichten eine Dicke von 150 μm bis 2 mm, vorzugweise von 1 mm bis 2 mm, aufweisen. Solche Schichtdicken gewährleisten zum einen eine belastbare Verbindung zwischen den einzelnen Metall- und Festkörperteilen. Zum anderen sind solche Schichtmaßen gut beim Einlegen der zu fügenden Element in eine entsprechendes Füge- beziehungsweise Vulkanisierungswerkzeug zu handhaben.It has proved to be advantageous that the elastomer layers have a thickness of 150 microns to 2 mm, preferably from 1 mm to 2 mm. Such layer thicknesses ensure on the one hand a reliable connection between the individual metal and solid parts. On the other hand, such layer dimensions are good when inserting the element to be joined into a corresponding joining layer. or vulcanization tool to handle.

Nach einem weiteren vorteilhaften Gedanken der Erfindung besteht auch das Federfunktionselement aus einem vulkanisiertem Elastomer. Somit bildet das Federfunktionselement mit den beiden Festkörperteilen ein klassisches Gummi-Metall-Lager für die beiden zu fügenden Metallteile. Solche Gummi-Metall-Lager haben sich bereits in vielen Anwendungen, speziell im Automobiltechnikbereich, bewährt und die Erfindung bietet hier den Vorteil, dass beim Fügen keine Beschädigung irgendwelcher Oberflächen, gleich ob der zu fügenden Metallteile oder der Festkörperteile des Gummi-Metall-Lagers, erfolgt, da diese Oberflächen keinen Kontakt miteinander haben und auch nicht mechanisch beim Fügen beansprucht wurden. Diese Oberflächen werden lediglich durch das Elastomer kontaktiert, wodurch die belastbare Verbindung zwischen Metall- und Festkörperteilen hergestellt ist.According to a further advantageous concept of the invention, the spring functional element consists of a vulcanized elastomer. Thus, the spring function element with the two solid parts forms a classic rubber-metal bearing for the two metal parts to be joined. Such rubber-metal bearings have already proven themselves in many applications, especially in the automotive industry, and the invention offers the advantage here that during joining no damage to any surfaces, whether the metal parts to be joined or the solid parts of the rubber-metal bearing, takes place because these surfaces have no contact with each other and were not claimed mechanically during the joining. These surfaces are contacted only by the elastomer, whereby the resilient connection between metal and solid parts is made.

Die Festkörperteilen des Gummi-Metall-Lagers, in welchen das Federfunktionselement eingeschlossen ist, können dabei je nach Anwendungsfall aus Metall oder Kunststoff bestehen. Metall ist hierbei bevorzugt, da die Verbindungseigenschaften des Elastomers dann gleich beziehungsweise ähnlich zu dem die den zu fügenden Metallteilen verwendetem Metall sind.The solid parts of the rubber-metal bearing, in which the spring functional element is included, can be made of metal or plastic depending on the application. Metal is preferred in this case since the connection properties of the elastomer are then the same or similar to the metal used for the metal parts to be joined.

Dabei hat es sich bewährt, dass die Metallteile und/oder die Festkörperteilen auf ihren mit vulkanisiertem Elastomer in Kontakt stehenden Oberflächen mit Haftmittel, vorzugsweise einem 2-Schicht-Haftmittel, vorteilhafterweise bestehend aus einem Primer und einem Cover, versehen sind, wobei der Cover Elastomerbestandteile besitzt, die sich mit den Elastomerschichten verbinden. Dadurch wird eine noch innigere und somit belastbarere Verbindung erhalten.It has been proven that the metal parts and / or the solid parts are provided on their vulcanized elastomer in contact surfaces with adhesive, preferably a 2-layer adhesive, advantageously consisting of a primer and a cover, the cover elastomer components has, which connect with the elastomer layers. As a result, an even more intimate and thus more resilient connection is obtained.

Um eine besonders gute Kraftübertragung zwischen den beiden Metallteilen zu erzielen, weisen die Metallteile und die Festkörperteilen aneinander angepasste Formschlusskonturen auf. Dadurch kann die erfindungsgemäße Verbindung derart ausgebildet werden, dass bei einer Kraftübertragung zwischen den beiden Metallteilen, die Elastomerschichten keine allzu große Zugbelastungen auf die Elastomerschichten zwischen den Metall- und Festkörperteilen auftreten, so dass eine Schonung der Elastomerschichten gegeben ist. Diese Formschlusskonturen können sowohl zur Kraftübertragung in axialer als auch radialer Richtung ausgebildet sein.In order to achieve a particularly good power transmission between the two metal parts, the metal parts and the solid body parts adapted to each other form-fitting contours. Thereby, the compound according to the invention can be formed such that at a power transmission between the two metal parts, the elastomer layers do not occur too high tensile stresses on the elastomer layers between the metal and solid parts, so that a protection of the elastomer layers is given. These form-fitting contours can be designed both for transmitting power in the axial and radial directions.

Damit die Elastomerschichten im Wesentlichen über ihre gesamte Ausdehnung die gewünschte Schichtdicke aufweisen, kann es vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Metallteile und/oder wenigstens eines der Festkörperteile mit Abstandshalterkonturen versehen ist. Dadurch ist es möglich, dass die Metallteile und die Festkörperteile des Gummi-Metall-Lagers immer den gewünschten Abstand einhalten, so dass keine die Verbindung überbelastenden Beanspruchungen und insbesondere bei radialer Kraftübertragung keine die Verbindung selbst und die zu verbindende Teile belastenden Unwuchten auftreten können.So that the elastomer layers have the desired layer thickness substantially over their entire extent, it can be provided that at least one of the metal parts and / or at least one of the solid parts is provided with spacer contours. This makes it possible that the metal parts and the solid parts of the rubber-metal bearing always maintain the desired distance, so that no stress overloading the connection and especially in radial power transmission can not occur the connection itself and the parts to be connected imbalances.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer federelastische Verbindung zwischen einem zylinderförmigen Metallteil und einem dazu konzentrisch angeordneten hohlzylindrischen Metallteil zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus:

a) Einbringen von zwei Festkörperteilen in ein Vulkanisierungswerkzeug unter Bildung wenigstens eines Hohlraums zwischen den Festkörperteilen,
b) Einbringen eines zylinderförmigen Metallteils und eines dazu konzentrisch angeordneten hohlzylindrischen Metallteils so dass zwischen dem einem Festkörperteilen und dem zylinderförmigen Metallteil sowie zwischen dem anderen Festkörperteilen und dem hohlzylindrischen Metallteil ein Spalt gebildet ist,
c) Einbringen eines Elastomers in den wenigstens einen Hohlraum und die Spalte und
d) Schließen des Vulkanisierungswerkzeuges
e) Vulkanisieren des Elastomers.

The method according to the invention for producing a spring-elastic connection between a cylindrical metal part and a hollow-cylindrical metal part arranged concentrically therefrom is characterized by the following method steps:

a) introducing two solid parts into a vulcanization tool to form at least one cavity between the solid parts,
b) introducing a cylindrical metal part and a hollow cylindrical metal part arranged concentrically therewith so that a gap is formed between the one solid part and the cylindrical metal part and between the other solid part and the hollow cylindrical metal part,
c) introducing an elastomer into the at least one cavity and the gaps and
d) closing the vulcanization tool
e) vulcanizing the elastomer.

Der große Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, dass das Gummi-Metall-Lager und die Verbindung der beiden Metallteile in einem Arbeitsgangs beziehungsweise einem Prozess innerhalb eines Füge- beziehungsweise Vulkanisierungswerkzeug hergestellt werden. Beim Herstellen des Gummi-Metall-Lagers und der erfindungsgemäßen Verbindung werden die Festkörperteile und die Metallteile als Fügeelemente mit ausreichender Spielpassung in das Vulkanisierungswerkzeug eingelegt und der Kautschuk wird bedingt durch den hohen Spritzdruck in Spalte bis hinunter zu 150 Mikrometer eindringen und jegliches Spiel zwischen den Metall- und Festkörperteilenteilen ausgleichen. Somit wird in einen Prozessschritt das für die Federeigenschaften zuständige elastische Lagerelement in Form eines Gummi-Metall-Lagers und gleichzeitig die spielfreie Lageranbindung im Laststrang hergestellt. Dadurch wird nicht nur eine für die zu fügenden Metallteile schonende Verbindung erzeugt, vielmehr wird auch ressourcenschonend gearbeitet, da sowohl durch die Zusammenlegung der Prozesse der Herstellung des Gummi-Metall-Lagers und des Fügens der Metallteile sowohl eine Zeit- als auch eine Energieersparnis erfolgt. Dadurch ist das erfindungsgemäße Verfahren und damit auch die Verbindung selbst sowohl ökologisch als auch ökonomisch sinnvoll.The great advantage of this method according to the invention is that the rubber-metal bearing and the connection of the two metal parts in one operation or a process within a joining or vulcanizing tool are produced. When manufacturing the rubber-metal bearing and the compound according to the invention, the solid parts and the metal parts are inserted as joining elements with sufficient clearance in the vulcanization and the rubber is due to the high injection pressure in column down to 150 microns penetrate and any play between the metal and equalize parts of solids. Thus, in a process step responsible for the spring properties elastic bearing element in the form of a rubber-metal bearing and at the same time the backlash bearing connection in the load line is produced. This not only creates a gentle for the metal parts to be joined compound, but also resource-saving, since both by the merger of the processes of production of the rubber-metal bearing and the joining of the metal parts takes both a time and energy savings. As a result, the method according to the invention and thus also the connection itself makes sense both ecologically and economically.

Dabei hat es sich als sinnvoll erwiesen, dass das Einbringen des Elastomers unter einem Einspritzdruck von 300.000 kPa erfolgt und/oder dass das Elestomer beim Einbringen auf 340 K bis 370 K temperiert ist. It has proven to be useful that the introduction of the elastomer is carried out under an injection pressure of 300,000 kPa and / or that the elestomer is tempered when introduced at 340 K to 370 K.

Das Vulkanisieren der Elastomere erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 420 K und 450 K, da in diesem Temperaturbereich besonders gute Verbindungseigenschaften realisiert werden können.The vulcanization of the elastomers is preferably carried out at a temperature between 420 K and 450 K, since in this temperature range particularly good bonding properties can be realized.

In die gleich Richtung zielt das Vulkanisieren der Elastomere in dem Werkzeug über einen Zeitraum von 3 bis 12 Minuten.In the same direction, vulcanizing the elastomers in the tool over a period of 3 to 12 minutes.

Dabei hat es sich zudem bewährt, dass die Spalte eine Dicke von 150 μm bis 2 mm, vorzugsweise von 1 mm bis 2 mm, aufweisen und/oder dass die Festkörperteile und/oder die Metallteile vor dem Einbringen in das Vulkanisierungswerkzeug mit einer Haftmittelbeschichtung versehen werden, insbesondere einem 2-Schicht-Haftmittel, vorteilhafterweise bestehend aus einem Primer und einem Cover, versehen sind, wobei der Cover Elastomerbestandteile besitzt, die sich mit den Elastomerschichten verbinden, um besonders gute Verbindungseigenschaften zwischen den Metall- und Festkörperteilen zu erzielen.It has also been proven that the gaps have a thickness of 150 microns to 2 mm, preferably from 1 mm to 2 mm, and / or that the solid state parts and / or the metal parts are provided prior to introduction into the vulcanization tool with an adhesive coating , in particular a 2-layer adhesive, advantageously consisting of a primer and a cover, wherein the cover has elastomer components which combine with the elastomer layers in order to achieve particularly good bonding properties between the metal and solid parts.

Besonders vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass die Spritzfunktion gleichzeitig zum Herstellen eines elastischen Funktionselementes und zur spielfreien Anbindung des Funktionselements an den Laststrang genutzt wird. Dadurch wird zum einen eine spielfreie Verbindung im Laststrang auch bei Wechsellast erreicht. Zum anderen wird eine sehr gute Kopplung an den Laststrang auch bei großen Toleranzen der Metallteile erzielt.It is particularly advantageous in the method according to the invention that the injection function is used at the same time for producing an elastic functional element and for play-free connection of the functional element to the load line. As a result, on the one hand, a backlash-free connection in the load line is achieved even with alternating load. On the other hand, a very good coupling to the load string is achieved even with large tolerances of the metal parts.

Die durch die Elastomerschichten erreichte Toleranzüberbrückung wirkt zudem, je nach Dimensionierung, auch als eine weitere, sehr steife Elastomerfeder. Sie erhöht dadurch auch die Lebensdauererwartung des Gummi-Metall-Elementes, dadurch die Schichten schädliche, schlagartige Spitzenbelastungen besser aufgenommen werden können.The tolerance bridging achieved by the elastomer layers also acts, depending on the dimensioning, as another, very stiff elastomer spring. It also increases the life expectancy of the rubber-metal element, thereby the layers harmful, sudden peak loads can be better absorbed.

Zudem kann die Toleranzüberbrückung auch als Korrosionsschutz zwischen zwei unterschiedlichen Metallteilen genutzt werden, so dass dort vorab keine gesonderte Korrosionsschutzschicht aufgebracht werden muss. Insbesondere verhindert eine solche Toleranzüberbrückung durch das Elastomer die Korrosion einer Aluminium/Stahl Paarung.In addition, the tolerance bridging can also be used as corrosion protection between two different metal parts, so that there is no need to apply a separate corrosion protection layer there in advance. In particular, such tolerance bridging by the elastomer prevents corrosion of an aluminum / steel mating.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Other objects, advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings. All described and / or illustrated features alone or in any meaningful combination form the subject matter of the present invention, also independent of their summary in the claims or their dependency.

Es zeigen:Show it:

1: ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen federelastischen Verbindung in einer Querschnittsdarstellung, 1 : a first embodiment of a resilient connection according to the invention in a cross-sectional representation,

2: ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen federelastischen Verbindung in einer Querschnittsdarstellung und 2 a second embodiment of a resilient connection according to the invention in a cross-sectional view and

3: ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen federelastischen Verbindung in einer Querschnittsdarstellung. 3 : A third embodiment of a resilient connection according to the invention in a cross-sectional view.

Das in 1 gezeigte erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen federelastischen Verbindung besteht aus zwei gefügten Metallteilen 1 und 2 sowie des dazwischen angeordneten Gummi-Metall-Lager, mit welchem sie über Elastomerschichten 6 und 7 verbunden sind. Das Gummi-Metall-Lager besteht dabei im Wesentlichen aus einem Federfunktionselement 5 und zwei dieses Federfunktionselement 5 einschließende Festkörperteile 3 und 4. Sowohl die Metallteile 1 und 2 als auch die Festkörperteile 3 und 4 und das Federfunktionselement 5 sind im vorliegenden Beispiel rotationssymmetrisch um die in aus der Zeichnungsebene der 1 als Normale heraustretende Längsachse 10 angeordnet. Zwischen dem Metallteil 1 und dem Festkörperteil 4 ist nun eine Elastomerschicht 6 angeordnet, durch welche diese beiden Teile 1 und 4 belastbar verbunden sind. Die Dicke der Elastomerschicht 6 kann sich je nach Ausgestaltung und Anforderung zwischen 150 μm und 2 mm betragen, wobei in der Regel Spaltdicken zwischen 1 mm und 2 mm auftreten.This in 1 shown first embodiment of a resilient connection according to the invention consists of two joined metal parts 1 and 2 and the interposed rubber-metal bearing, with which they have elastomer layers 6 and 7 are connected. The rubber-metal bearing consists essentially of a spring functional element 5 and two of this spring functional element 5 enclosing solid parts 3 and 4 , Both the metal parts 1 and 2 as well as the solid parts 3 and 4 and the spring functional element 5 are in the present example rotationally symmetrical about the in the plane of the 1 as normal emerging longitudinal axis 10 arranged. Between the metal part 1 and the solid part 4 is now an elastomer layer 6 arranged through which these two parts 1 and 4 are connected resiliently. The thickness of the elastomer layer 6 may be between 150 microns and 2 mm depending on the design and requirement, usually gap thicknesses between 1 mm and 2 mm occur.

In gleicher Weise wie das Metallteil 1 und das Festkörperteil 4 sind das Metallteil 2 und das Festkörperteil 3 über eine belastbare Elastomerschicht 7 miteinander verbunden. Auch diese Elastomerschicht 7 weist je nach Ausgestaltung und Anforderung in etwa eine Dicke zwischen 150 μm und 2 mm auf. Auch hierbei treten in der Regel Spaltdicken zwischen 1 mm und 2 mm aufIn the same way as the metal part 1 and the solid part 4 are the metal part 2 and the solid part 3 over a resilient elastomer layer 7 connected with each other. Also this elastomer layer 7 has depending on the design and requirement in about a thickness between 150 microns and 2 mm. Here too, gap thicknesses of between 1 mm and 2 mm generally occur

Die Herstellung einer solchen Verbindung der zwei Metallteile 1 und 2 erfolgt dadurch, dass diese Metallteile 1 und 2 und die Festkörperteile 3 und 4 mit einer entsprechenden Spielpassung zwischen 150 μm und 2 mm, aus verfahrens- und produktionstechnischen sowie ökonomischen Gründen zwischen 1 mm und 2 mm, μm in ein hier nicht dargestelltes Füge- beziehungsweise Vulkanisierungswerkzeug eingelegt werden, wobei zwischen den Festkörperteilen 3 und 4 ein entsprechender Hohlraum für das Federfunktionselement 5 angeordnet ist. Das Werkzeug ist dabei auf eine Temperatur von ca. 420 K bis 450 K temperiert. Nunmehr wird das auf ca. 353 K vortemperierte Elastomer unter einem Druck von ca 300.000 kPa in den Hohlraum für das Federfunktionselement 5 und die als Spielpassungen ausgebildeten Spalte für die Elastomerschichten 6, 7 zwischen dem Metallteil 1 und dem Festkörperteil 4 beziehungsweise dem Metallteil 2 und dem Festkörperteil 3 eingespritzt. Abhängig von der Elastomermischung, dem Elastomervolumen und der Temperatur des Werkzeuges, wird dann das eingespritze Elastomer in einer Zeit zwischen 3 bis 12 Minuten vulkanisiert. Hierbei werden nun gleichzeitig das Gummi-Metall-Lager hergestellt und die beiden Metallteile 1 und 2 mittels des entstehenden Gummi-Metall-Lagers und der Elastomerschichten gefügt beziehungsweise verbunden.The preparation of such a compound of the two metal parts 1 and 2 This is done by making these metal parts 1 and 2 and the solid parts 3 and 4 with a corresponding clearance between 150 microns and 2 mm, from procedural and production technical and economic reasons between 1 mm and 2 mm, microns are inserted into a not shown here joining or vulcanizing tool, wherein between the solid parts 3 and 4 a corresponding cavity for the spring functional element 5 is arranged. The tool is tempered to a temperature of about 420 K to 450 K. Now the elastomer preheated to approx. 353 K at a pressure of approx. 300,000 kPa into the cavity for the spring functional element 5 and the gaps formed as clearance fits for the elastomer layers 6 . 7 between the metal part 1 and the solid part 4 or the metal part 2 and the solid part 3 injected. Depending on the elastomer compound, the elastomer volume and the temperature of the tool, then the injected elastomer is vulcanized in a time of between 3 to 12 minutes. Here, the rubber-metal bearing and the two metal parts are now produced simultaneously 1 and 2 joined or connected by means of the resulting rubber-metal bearing and the elastomer layers.

Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verbindung entspricht im Wesentlichen dem der 1. Auch das zuvor beschriebene Herstellungsverfahren ist im Wesentlichen identisch. Es sind lediglich an dem Metallteil 2 und dem Festkörperteil 3 Formschlusskonturen 8 angebracht, durch welche sich Lasten zwischen dem Metallteil 1 und dem Metallteil 2 übertragen lassen, ohne die Elastomerschicht 7 übermäßig elastisch durch Zugbeanspruchung zu be- oder überlasten.This in 2 illustrated embodiment of the compound according to the invention substantially corresponds to the 1 , Also, the manufacturing method described above is substantially identical. It is only on the metal part 2 and the solid part 3 Form-fitting contours 8th attached, through which loads between the metal part 1 and the metal part 2 can be transferred without the elastomer layer 7 To overload or overload excessively elastic by tensile stress.

Natürlich ist es auch denkbar, solche Formschlusskonturen 8 an dem Metallteil 1 und dem Festkörperteil 4 anzuordnen, um dort ebenfalls die Elastomerschicht 6 bei einer Lastübertragung nicht übermäßig elastisch durch Zugbeanspruchung zu be- oder überlasten.Of course, it is also conceivable, such form-fitting contours 8th on the metal part 1 and the solid part 4 to arrange there also the elastomer layer 6 not overload or overload excessively by tensile stress during a load transfer.

In dem weiteren Ausführungsbeispiel der 3 sind an dem Metallteil 1 und dem Festkörperteil 4 sowie an dem Metallteil 2 und dem Festkörperteil 3 Abstandshalterkonturen 9 angeordnet, die dazu dienen, dass die Elastomerschichten 6 und 7 über ihre gesamte Erstreckung die gewünschte Dicke aufweisen. Somit ist vermieden, dass irgendwo in den Elastomerschichten 6 und 7 Materialschwächungen auftreten, die den Beanspruchungen bei einer Lastübertragung zwischen Metallteil 1 und Metallteil 2 nicht standhalten. Die Elastomerschichten 6 und 7 können sich somit beim Einspritzen des Elastomers in die dafür vorgesehenen Spalte gleichmäßig mit der gewünschten Dicke über ihre gesamte Erstreckung ausbilden. Bereiche, die den auftretenden Belastungen innerhalb der Elstomerschichten 6, 7 nicht standhalten, was gegebenenfalls zu einem Riss in der jeweiligen Elastomerschicht 6, 7 und damit zum Zerstören der erfindungsgemäßen Verbindung führen könnte, können somit erst gar nicht entstehen.In the further embodiment of the 3 are on the metal part 1 and the solid part 4 as well as on the metal part 2 and the solid part 3 Spacer contours 9 arranged, which serve that the elastomer layers 6 and 7 have the desired thickness over their entire extent. Thus it is avoided that anywhere in the elastomer layers 6 and 7 Material weaknesses occur that withstand the stresses of load transfer between metal parts 1 and metal part 2 not withstand. The elastomer layers 6 and 7 Thus, upon injection of the elastomer into the designated gap, they can form uniformly with the desired thickness over their entire extent. Areas that are the occurring loads within the Elstomerschichten 6 . 7 can not withstand, which may lead to a crack in the respective elastomer layer 6 . 7 and thus could lead to the destruction of the compound according to the invention, thus can not arise at all.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Metallteilmetal part
22: Metallteilmetal part
33: FestkörperteilSolid part
44: FestkörperteilSolid part
55: FederfunktionselementSpring function element
66: Elastomerschichtelastomer layer
77: Elastomerschichtelastomer layer
88th: FormschlusskonturForm-fit contour
99: AbstandshalterkonturSpacer contour
1010: Längsachselongitudinal axis

Claims

Federelastische Verbindung zwischen einem zylinderförmigen Metallteil (1) und einem dazu konzentrisch angeordneten hohlzylindrischen Metallteil (2), wobei zwischen dem Metallteil (1) und dem Metallteil (2) eine Federfunktionselement (5) angeordnet ist, welches radial zwischen zwei Festkörperteilen (3, 4) eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Metallteil (1) und dem Festkörperteil (4) eine vulkanisierte Elastomerschicht (6) und zwischen dem Metallteil (2) und dem Festkörperteil (3) eine vulkanisierte Elastomerschicht (7) eingebracht ist.Spring-elastic connection between a cylindrical metal part ( 1 ) and a concentrically arranged hollow cylindrical metal part ( 2 ), wherein between the metal part ( 1 ) and the metal part ( 2 ) a spring functional element ( 5 ) arranged radially between two solid parts ( 3 . 4 ) is embedded, characterized in that between the metal part ( 1 ) and the solid part ( 4 ) a vulcanized elastomer layer ( 6 ) and between the metal part ( 2 ) and the solid part ( 3 ) a vulcanized elastomer layer ( 7 ) is introduced.

Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerschichten (6, 7) eine Dicke von 150 μm bis 2 mm aufweisen.Compound according to claim 1, characterized in that the elastomeric layers ( 6 . 7 ) have a thickness of 150 μm to 2 mm.

Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federfunktionselement (5) aus einem vulkanisiertem Elastomer besteht.Connection according to claim 1, characterized in that the spring function element ( 5 ) consists of a vulcanized elastomer.

Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Festkörperteile (3, 4) aus Metall oder Kunststoff bestehenCompound according to Claim 1 or 2, characterized in that the solid-state parts ( 3 . 4 ) made of metal or plastic

Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallteile (1, 2) und/oder die Festkörperteile (3, 4) auf ihren mit vulkanisiertem Elastomer in Kontakt stehenden Oberflächen mit Haftmittel, vorzugsweise mit einem 2-Schicht-Haftmittel, vorteilhafterweise bestehend aus einem Primer und einem Cover, versehen sind, wobei der Cover vorzugsweise Elastomerbestandteile aufweist.Connection according to one of the preceding claims, characterized in that the metal parts ( 1 . 2 ) and / or the solid parts ( 3 . 4 ) are provided on their surfaces in contact with vulcanized elastomer with adhesive, preferably with a 2-layer adhesive, advantageously consisting of a primer and a cover, the cover preferably having elastomer components.

Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallteile (1, 2) und/oder die Festkörperteile (3, 4) aneinander angepasste Formschlusskonturen (8) aufweisen.Connection according to one of the preceding claims, characterized in that the metal parts ( 1 . 2 ) and / or the solid parts ( 3 . 4 ) form-fitting contours ( 8th ) exhibit.

Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Metallteile (1, 2) und/oder wenigstens eines der Festkörperteile (3, 4) Abstandshalterkonturen (9) aufweisen.Connection according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the metal parts ( 1 . 2 ) and / or at least one of the solid parts ( 3 . 4 ) Spacer contours ( 9 ) exhibit.

Verfahren zum Herstellen einer federelastische Verbindung zwischen einem zylinderförmigen Metallteil (1) und einem dazu konzentrisch angeordneten hohlzylindrischen Metallteil (2), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Einbringen von zwei Festkörperteilen (3, 4) in ein Vulkanisierungswerkzeug unter Bildung wenigstens eines Hohlraums zwischen den Festkörperteilen (3, 4), b) Einbringen eines zylinderförmigen Metallteils (1) und eines dazu konzentrisch angeordneten hohlzylindrischen Metallteils (2), so dass zwischen dem Festkörperteilen (4) und dem Metallteil (1) sowie zwischen dem Festkörperteilen (3) und dem Metallteil (2) ein Spalt gebildet ist, c) Einbringen eines Elastomers in den wenigstens einen Hohlraum und die Spalte und d) Schließen des Vulkanisierungswerkzeuges e) Vulkanisieren des Elastomers. Method for producing a spring-elastic connection between a cylindrical metal part ( 1 ) and a concentrically arranged hollow cylindrical metal part ( 2 ), preferably according to one of claims 1 to 6, with the following process steps: a) introduction of two solids ( 3 . 4 ) in a vulcanization tool to form at least one cavity between the solid parts ( 3 . 4 ), b) introducing a cylindrical metal part ( 1 ) and a concentrically arranged hollow cylindrical metal part ( 2 ), so that between the solid particles ( 4 ) and the metal part ( 1 ) and between the solid particles ( 3 ) and the metal part ( 2 c) introducing an elastomer into the at least one cavity and the gaps and d) closing the vulcanization tool e) vulcanizing the elastomer.

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen des Elastomers unter einem Einspritzdruck von 300.000 kPa erfolgt.A method according to claim 8, characterized in that the introduction of the elastomer is carried out under an injection pressure of 300,000 kPa.

Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer beim Einbringen auf 340 K bis 370 K temperiert ist.A method according to claim 8 or 9, characterized in that the elastomer is heated when introduced at 340 K to 370 K.

Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Vulkanisieren bei einer Temperatur zwischen 420 K und 450 K erfolgt.Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that the vulcanization takes place at a temperature between 420 K and 450 K.

Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Vulkanisieren über einen Zeitraum von 3 bis 12 Minuten erfolgt.Method according to one of claims 8 to 11, characterized in that the vulcanization takes place over a period of 3 to 12 minutes.

Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spalte eine Dicke von 150 μm bis 2 mm aufweisen.Method according to one of claims 8 to 12, characterized in that the gaps have a thickness of 150 microns to 2 mm.

Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Festkörperteile (3, 4) und/oder die Metallteile (1, 2) vor dem Einbringen in das Vulkanisierungswerkzeug mit einer Haftmittelbeschichtung, vorzugsweise mit einem 2-Schicht-Haftmittel, vorteilhafterweise bestehend aus einem Primer und einem Cover, versehen werden, wobei der Cover vorzugsweise Elastomerbestandteile aufweist.Method according to one of claims 8 to 13, characterized in that the solid parts ( 3 . 4 ) and / or the metal parts ( 1 . 2 ) are provided with an adhesive coating, preferably with a two-layer adhesive, advantageously consisting of a primer and a cover, prior to introduction into the vulcanization tool, the cover preferably having elastomer constituents.