Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbau teils mit einem Lagerauge, das ein kalibriertes Gummilager mit einer Metallaußen hülse aufnimmt, wobei das Kunststoffbauteil im Spritzgussverfahren hergestellt wird, indem plastifizierter Werkstoff unter Druck in ein Spritzgusswerkzeug eingespritzt wird.

Ferner betrifft die Erfindung ein Kunststoffbauteil mit einem Lagerauge, das ein kalib riertes Gummilager mit einer Metallhülse aufnimmt und als Spritzgussbauteil aus ei nem Werkstoff ausgebildet ist.

Kunststoffbauteile der angesprochenen Art sind insbesondere aus dem Fahrzeugbau zur gelenkigen Verbindung unterschiedlicher Komponenten bekannt. Hierzu besitzen die Kunststoffbauteile mindestens eine - in der Regel jedoch mehrere - Gelenkauf nahmen, die unter anderem als Lagerauge zur Aufnahme eines Gummilagers ausge bildet sind. Ein Gummilager bekannter Bauart besitzt zur Aufnahme eines Schiebers oder dergleichen einen metallischen Innenkern (oder auch Buchse genannt), der von einer Gummihülse umgriffen ist. Um die erforderlichen Kennwerte eines solchen Gummilagers zu erreichen, muss das Gummilager kalibriert sein, das heißt, dass ein dauerhafter Druck in radialer Richtung auf die Gummihülse ausgeübt werden muss.

In der Regel werden Gummilager mit Metallaußenhülsen kalibriert, die die Gummihül sen vollständig umgreifen und in geeigneten Presswerkzeugen zusammengepresst werden.

Zum Einbau von kalibrierten Gummilagern mit Metallaußenhülsen in Kunststoffbau teile werden die Gummilager in der Regel in bereits vorgeformte Lageraugen des Kunststoffbauteils eingepresst. Dabei müssen die Durchmesser der Lageraugen und der Gummilager exakt aufeinander abgestimmt sein, damit durch das Relaxieren des Kunststoffs nach dem Einpressen ein hinreichender Kraftschluss und eine hinrei chende Auspresskraft des Gummilagers erzielt wird. Eine zu geringe Passung führt dabei zu einer losen und mithin unbrauchbaren Lagerung des Gummilagers, wäh- rend eine Passung mit einer zu hohen Überdeckung beim Einpressen zu Rissbildun gen am Lagerauge führen kann. Insgesamt genügt die dauerhaft erzielbare Aus presskraft von kalibrierten Gummilagern in Lageraugen nicht den Anforderungen, die insbesondere im Fahrzeugbau gestellt werden, weshalb die Lebensdauer gattungs gemäßer Kunststoffbauteile beschränkt ist.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils und ein Kunststoffbauteil vorzuschlagen, das die Nachteile bekannter Verfahren und Kunststoffbauteile behebt. Insbesondere sollen die Aus presskräfte von Gummilagern und mithin die Lebensdauer der Kunststoffbauteile er höht werden.

Diese Aufgabe wird zunächst durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Erfin dungsgemäß ist vorgesehen, dass das kalibrierte Gummilager mit der Metallaußen hülse während des Einspritzens des plastifizierten Werkstoffs innerhalb des Spritz gusswerkzeugs gelagert ist und an der Mantelaußenfläche der Metallaußenhülse mindestens ein Formelement ausgebildet ist, das mit plastifiziertem Werkstoff um spritzt wird, so dass sich im ausgehärteten Zustand des Kunststoffbauteils eine form schlüssige Lagerung des Gummilagers innerhalb des Lagerauges und entlang der Lageraugenachse ergibt.

Darüber hinaus wir die Aufgabe durch das Kunststoffbauteil nach Anspruch 7 gelöst. Erfindungsgemäß ist hiernach vorgesehen, dass das Gummilager im Lagerauge des Kunststoffbauteils mit Werkstoff umspritzt ist und mindestens ein Formelement auf weist, das eine formschlüssige Lagerung des Gummilagers innerhalb des Lagerau ges und entlang der Lageraugenachse bildet.

Durch das Umspritzen des Gummilagers während des Spritzgussverfahrens zur Her stellung des Kunststoffbauteils und die anschließende formschlüssige Lagerung im ausgehärteten Kunststoffbauteil ergibt sich eine im Vergleich zum Stand der Technik deutlich höhere Überdeckung der Passung und mithin eine deutlich höhere Aus presskraft, womit die Lebensdauer erfindungsgemäßer Kunststoffbauteile höher ist. Die deutliche Erhöhung ist dabei insbesondere auf die formschlüssige Lagerung des Gummilagers im Lagerauge zurückzuführen, die nicht von der materialbedingt einge schränkten Relaxation des Kunststoffs abhängig ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend und in den Unteransprüchen angegeben.

Nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vor gesehen, dass das Gummilager mittels eines segmentierten Backenwerkzeugs kalib riert wird, das hierzu die Mantelaußenfläche der Mantelaußenhülse mit einem vor- gebbaren Druck in radialer Richtung beaufschlagt und das Gummilager komprimiert. Das segmentierte Backenwerkzeug weist hierzu zwei oder mehrere Werkzeugba cken auf, in denen Aufnahmen ausgebildet sind, die zur Aufnahme des Gummilagers ausgebildet sind und entsprechende Anlageflächen aufweisen. Die Werkzeugbacken des Backenwerkzeugs werden zur Kalibrierung eines eingelegten Gummilagers ra dial zusammengeführt und komprimieren hierdurch das Gummilager mit einem erfor derlichen Druck, der anschließend von der Metallaußenhülse aufrechterhalten wird.

Vorzugsweise weist die Aufnahme des segmentierten Backenwerkzeugs mindestens ein Strukturelement auf, das sich beim Kalibrieren des Gummilagers als Formele ment auf die Metallaußenhülse des Gummilagers überträgt. Beispielsweise kann das Formelement als eine konvexe Mantelaußenfläche der Metallaußenhülse des Gum milagers ausgebildet sein, wobei insbesondere als korrespondierende Strukturele ment des segmentierten Backenwerkzeugs eine konkave Ausnahme zum Ausbilden der konvexen Mantelaußenfläche vorgesehen ist. Alternativ zu einer konvexen Man telaußenfläche kann die Mantelaußenfläche zur Bildung eines Formelementes auch konkav geformt sein, wozu innerhalb der Aufnahme des segmentieren Backenwerk zeugs eine konvexe Aufnahme zum Ausbilden der konkaven Mantelaußenfläche ausgebildet ist. Auch nutförmige Vertiefungen oder anderweitige Erhöhungen , die am Gummilager als Formelement dienen, können beim Kalibrieren durch entsprechend ausgeformte Strukturelemente eingebracht werden. Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des Formelementes ergibt sich nach dem Einspritzen des Gummila- gers in ein Lagerauge eines Kunststoffbauteils eine formschlüssige Lagerung mit ei ner im Vergleich zu einer Presspassung deutlich erhöhten Überdeckung, was die Auspresskräfte derartiger Gummilager deutlich erhöht.

Nach einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gummilager eine Gummihülse aufweist, die von der Metallaußenhülse vor zugsweise vollständig umgriffen ist, wobei an den Stirnseiten der Gummihülse jeweils eine ringförmige Nut ausgebildet ist, die in radialer Richtung nach außen hin jeweils eine metallhülsenseitige Nutwand aufweisen. Zur Bildung des Formelementes bei solchen Gummilagern werden die Nutwände vorzugsweise zusammen mit den damit verbundenen Abschnitten der Metallaußenhülsen nach innen geformt, so dass sich eine konvexe Mantelaußenfläche der Metallaußenhülse ergibt. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist besonders bevorzugt, weil hierdurch die Bereiche zur Bildung der Formelemente von den Bereichen zur Kalibrierung des Gummilagers entlang der Gummilagerlängsachse beabstandet zueinander sind. Die Bereiche zur Bildung der Formelemente lassen sich aufgrund der ringförmig angeordneten Nut und dem dadurch entstehenden Hohlraum deutlich mehr komprimieren als die Bereiche zur Kalibrierung des Gummilagers, weshalb sich zur formschlüssigen Lagerung eine deutlich größere Überdeckung der Passung ergibt.

Konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 a eine Querschnittsdarstellung eines Gummilagers mit einem segmentier ten Backenwerkzeug (Stand der Technik),

Fig. 1 b eine Querschnittsdarstellung eines Kunststoffbauteils mit einem einge pressten Gummilager (Stand der Technik),

Fig. 2a eine Querschnittsdarstellung eines Gummilagers mit einem segmentier ten Backenwerkzeug,

Fig. 2b eine Detailansicht aus Fig. 2a,

Fig. 2c eine perspektivische Ansicht eines Gummilagers und

Fig. 2d eine Querschnittsdarstellung eines Kunststoffbauteils mit einem Lager auge und einem eingespritzten Gummilager. Fig. 1 a zeigt in einer Querschnittsdarstellung ein an sich bekanntes Gummilager 3 mit einem Innenkern 15, einer den Innenkern 15 umgreifenden Gummihülse 10 und einer Metallaußenhülse 4. Derartige Gummilager 3 werden mit einem segmentierten Backenwerkzeug 7 kalibriert, das hierzu mindestens zwei Werkzeugbacken 16, 16' aufweist, die jeweils eine Aufnahme 8 zur Aufnahme des Gummilagers 3 besitzen. Zur Kalibrierung wird das Gummilager 3 in das segmentierte Backenwerkzeug 7 ein gelegt und anschließend durch eine Bewegung der Werkzeugbacken 16, 16' in Pfeil richtung 17 komprimiert. Abgesehen von einer geringfügig ausgebildeten Fase 18 besitzt die Metallaußenhülse 4 eines derart kalibrierten Gummilagers 3 eine streng zylindrische Mantelaußenfläche 5, die sich parallel zur Gummilagerlängsachse B er streckt.

Derart kalibrierte Gummilager 3 werden nach dem Stand der Technik in Lagerau gen 2 eines Kunststoffbauteils 1 eingepresst und sind hierin durch die Relaxation des Kunststoffs kraftschlüssig gelagert. Fig. 1 b zeigt in einer weiteren Querschnittsdar stellung ein solches Kunststoffbauteil 1 mit einem Lagerauge 2 und einem hierin ein gepressten und kraftschlüssig gehaltenen Gummilager 3. Im montierten Zustand fal len die Lageraugenlängsachse A und die Gummilagerlängsachse B zusammen.

Fig. 2a zeigt demgegenüber ein Gummilager 3, wie es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren innerhalb eines Lagerauges (in Fig. 2a nicht gezeigt) eines Kunststoffbau teils 1 eingespritzt wird. Das Gummilager 3 besitzt - wie nach dem Stand der Tech nik bekannt - einen Innenkern 15, eine den Innenkern 15 umgreifende Gummi hülse 10 und eine die Gummihülse 10 umgreifende Metallaußenhülse 4. An den Stirnseiten 1 1 , 1 T des Gummilagers 3 ist jeweils eine ringförmige Nut 12, 12' ausge bildet, die in radialer Richtung 13 nach außen hin jeweils eine metallhülsenseitige Nutwand 14 aufweisen. Auf der Innenseite werden die ringförmigen Nuten 12, 12' durch jeweils eine innenkernseitige Nutwand 19 flankiert.

Zur Montage des Gummilagers 3 wird das Gummilager 3 zunächst mittels eines seg mentierten Backenwerkzeugs 7 kalibriert, das Werkzeugbacken 16, 16' mit Aufnah men 8 aufweist, in denen mindesten ein Strukturelement 9 eingebracht ist, das sich beim Kalibrieren als Formelement 6 auf die Metallaußenhülse 4 überträgt. Im darge stellten Ausführungsbeispiel besitzen die Aufnahmen 8 des segmentierten Backen werkzeugs 7 jeweils eine konkave Form, so dass die Metallaußenhülse 4 beim Kalib rieren eine konvexe Mantelaußenfläche 5 erhält. Konkret werden durch das segmen tierte Backenwerkzeug 7 die Randbereiche 20 der Metallaußenhülse 4 und mithin die metallhülsenseitigen Nutwände 14 nach innen gedrückt, so dass sich insgesamt eine konvexe Mantelaußenfläche 5 der Metallaußenhülse 4 als Formelement 6 ergibt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die metallhülsenseitige Nutwand 14 soweit nach innen gedrückt, dass sich zwischen metallhülsenseitiger Nutwand 14 und Gum milagerlängsachse B ein Winkel a von ca. 1 1 ° ergibt. In der Praxis haben sich für eine hinreichend stabile Lagerung des Gummilagers 3 in einem Lagerauge Winkel a zwischen 5° und 20° als bevorzugt erwiesen. Je größer dabei der Winkel a ist, desto höher ist die Überdeckung der Passung und die erreichbare Auspresskraft des Gum milagers 3.

Fig. 2b zeigt eine Detailansicht der nach innen gedrückten metallhülsenseitigen Nut wand 14 und des hieraus entstehenden Formelementes 6 in Form der konvexen Me tallaußenhülse 4.

Fig. 2c zeigt eine perspektivische Ansicht eines kalibrierten Gummilagers 3 mit kon vexer Metallaußenhülse 4.

Zur erfindungsgemäßen Herstellung eines Kunststoffbauteils 1 mit einem Lager auge 2, das ein kalibriertes Gummilager 3 aufnimmt, wird das kalibrierte Gummila ger 3 in eine Spritzgussform eingelegt und unmittelbar beim Spritzgießen des Kunst stoffbauteils 1 mit Werkstoff umspritzt, so dass sich im ausgehärteten Zustand des Kunststoffbauteils 1 eine formschlüssige Lagerung des Gummilagers 3 im Lager auge 2 ergibt. Fig. 2d zeigt ein solches Kunststoffbauteil 1 mit einem umspritzten Gummilager 3, das aufgrund des Formelementes 6 in Form der konvexen Metallau ßenhülse 4 formschlüssig mit einer hohen Überdeckung innerhalb des Lagerauges 2 gelagert ist. Aufgrund der formschlüssigen Lagerung des Gummilagers 3 ergibt sich im Vergleich zu der rein kraftschlüssigen Lagerung (vgl. Fig. 1 b) eine deutlich höhere Auspresskraft eines umspritzten Gummilagers 3 innerhalb des Lagerauges 2. Bezuaszeichen

1 Kunststoffbauteil

2 Lagerauge

3 Gummilager

4 Metallaußenhülse

5 Mantelaußenfläche

6 Formelement

7 segmentiertes Backenwerkzeug

8 Aufnahme

9 Strukturelement

10 Gummihülse

11 , 11 ' Stirnseite

12, 12' ringförmige Nut

13 radiale Richtung

14 Nutwand (metallhülsenseitig)

15 Innenkern

16, 16' Werkzeugbacken

17 Pfeil rieh tu ng

18 Fase

19 Nutwand (innenkernseitig)

20 Randbereiche

A Lageraugenlängsachse

B Gummilagerlängsachse

a Winkel