Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stabilisator-Klebelager für einen Fahrzeugstabilisator, einen Fahrzeugstabilisator umfassend mindestens ein Stabilisator-Klebelager und ein Verfahren zum Ausbilden eines Stabilisator-Klebelagers an einen Fahrzeugstabilisator.

Stand der Technik

Fahrzeugstabilisatoren für Kraftfahrzeuge sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt und werden beispielsweise auch als Stabilisatoren, Stabilisierungsdrehstäbe oder Torsionsfederstäbe bezeichnet. Diese stabilisierenden Drehstäbe dienen der Stabilisierung gegen Neigung und Verwindung der Karosserie insbesondere bei Kurvenfahrt eines Kraftfahrzeugs, Fahrten eines Kraftfahrzeugs über wechselnde Fahrbahnoberflächen und bei Fahrbahnunebenheiten. Solche Stabilisatoren sind üblicherweise im Bereich der Vorder- und der Hinterachse angeordnet und erstrecken sich zumeist über die gesamte Breite des Fahrzeugs. Die Befestigung solcher Stabilisatoren an dem Fahrwerk einerseits und der Karosserie andererseits beinhaltet das Problem, dass die an dem Fahrwerk ankommenden, entstehenden und/oder von dem Fahrwerk aufgenommenen Vibrationen, Schwingungen und Geräuschen, wie beispielsweise Rad- und Fahrbahngeräusche über die Befestigung auf die Karosserie und somit auch in die Fahrgastzelle übertragen werden. Um diese Übertragung zu dämpfen, insbesondere zu verringern, werden die Stabilisatoren üblicherweise dämpfend mit Stabilisatorlagern befestigt. Diese Stabilisatorlager sind im Stand der Technik auch als Hülsenlager bekannt, welche eine starre Außenhülse, auch als ringförmige Manschette bezeichnet und einer koaxial in dieser ringförmigen Manschette angeordnete elastische Innenkontur aufweisen. Ebenso bekannt ist die Anordnung einer elastischen Innenkontur an einem Stabilisatorstab, wobei der Stabilisatorstab über die an demselbigen angeordneten elastische Innenkontur insbesondere mit einer Schelle an einem Fahrzeugunterboden befestigt wird. Allgemein besteht eine starre Außenvorrichtung, welche an einem Fahrzeugunterboden befestigt wird, wobei innerhalb dieser Außenvorrichtung eine elastischen Innenkontur, welcher koaxial um einen Stabilisator angeordnet ist. Diese vorgenannten Lager können hinsichtlich ihrer Wirkweise in Gleitlager, Klemmlager, Haftlager und Klebelager unterschieden werden. Bei der Verwendung von Gleitlagern kann sich der Stabilisator gegen eine geringe Reibungskraft frei in torsionaler und axialer Richtung verschieben. Zur axialen Sicherung des Bauteils werden hierbei zusätzliche Vorkehrungen getroffen. Klemmlager stellen eine klemmende Verbindung zu dem Stabilisator her und weisen in einem entspannten Zustand einen im Vergleich zum Außendurchmesser des Stabilisators, an welcher das Klemmlager angeordnet wird, kleineren Innendurchmesser auf. Üblicherweise werden Klemmlager bei der Montage an einem Stabilisator vorgespannt und dann an dem Stabilisator angeordnet. Klemmlager können zudem eine koaxiale Innenhülse aufweisen. Haftlager stellen unter Anwendung eines Haftsystems eine haftende Verbindung zu dem Stabilisator her, wobei die elastische Innenkontur wenigstens teilweise an der Mantelfläche des Stabilisators, an welcher das Haftlager angeordnet wird, haftet. Zur Haftung des an dem Stabilisator angeordneten Haftlagers sind im Stand der Technik eine Vielzahl von Haftsystemen, insbesondere umfassend einen Primer und einen Cover, bekannt. Klebelager stellen unter Anwendung einer Klebemittelzusammensetzung eine Klebeverbindung zu dem Stabilisator her, wobei die elastische Innenkontur wenigstens teilweise an der Mantelfläche des Stabilisators, an welcher das Klebelager angeordnet wird, angeklebt wird. Zur Verklebung des an dem Stabilisator angeordneten Klebelagers sind im Stand der Technik eine Vielzahl von Klebemittelzusammensetzungen und Klebemittelsystemen, insbesondere umfassend Zweikomponentensysteme mit Binder und Härter, bekannt. Ein wesentlicher Unterschied zwischen Haftlagern und Klebelagern ist, dass die Verklebung der Klebelager bei wesentlich niedrigeren Temperaturen durchgeführt werden kann und hierdurch eine Verringerung der Prozesskosten ermöglicht wird. Für die Befestigung der Stabilisatorlager an dem Fahrwerk und der Karosserie sind im Stand der Technik eine Vielzahl von Anordnungen und Befestigungsmöglichkeiten bekannt, welche die Grundfunktion des Stabilisatorlagers nicht verändern. Beispielsweise kann ein Stabilisatorlager mit einer Lagerschale oder einer Schelle an dem Fahrwerk und/oder der Karosserie befestigt werden.

Aus der DE 10 2013 001 898 AI ist ein Stabilisator-Klebelager mit einer elastischen Innenkontur bekannt. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Fahrzeugstabilisator und/oder ein Stabilisator-Klebelager und ein verbessertes Verfahren zum Ausbilden eines Stabilisator-Klebelagers an einen Fahrzeugstabilisator, bereitzustellen, bei welchem die zuvor genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll es mit diesem verbesserten Fahrzeugstabilisator und/oder Stabilisator-Klebelager und dem verbesserten Verfahren zum Ausbilden eines Stabilisator-Klebelagers an einen Fahrzeugstabilisator, möglich sein, im Betrieb des Stabilisators auftretende Relativbewegungen zwischen Stabilisator und Stabilisator-Klebelager zu reduzieren und eine verbesserte Fahrdynamik zu erreichen. Des Weiteren soll ein Stabilisator-Klebelager bereitgestellt werden, welches die Vorteile eines Klemmlagers und die eines Haftlagers wenigstens teilweise vereint. Zudem soll die Herstellung einer wenigstens teilweisen Klebeverbindung zwischen einem Stabilisator und einem an diesem angeordneten Klebelager im Vergleich zu Haftlagern und/oder Klebelagern nach dem Stand der Technik zeitlich schneller und/oder bei einer niedrigeren Prozesstemperaturen durchgeführt werden, was den Vorteil eines geringeren Energieverbrauches des Prozesses ergibt. Zudem soll eine Klebeverbindung des Stabilisator-Klebelagers auf dem Stabilisator bei Vorspannung ohne Einrisse an dem Stabilisator-Klebelager gewährleistet sein. Des Weiteren soll mit dem verbesserten Verfahren zum Herstellen eines Stabilisators, umfassend ein Stabilisator- Klebelager, ein stabiler Fertigungsprozess für das Kleben von Stabilisator-Klebelagern an einem Stabilisator zur Verfügung gestellt werden. Zudem soll das verbesserte Verfahren zum Herstellen des Stabilisators, umfassend ein Stabilisator-Klebelager, einfach und sicher in bereits bestehende Verfahren implementiert werden können.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird mit einem Stabilisator-Klebelager nach Anspruch 1, ein Verfahren zum Ausbilden eines Stabilisator-Klebelagers nach Anspruch 3 und einen Fahrzeugstabilisator nach den Ansprüchen 9 und 10 gelöst. Der erfindungsgemäße Stabilisator für Fahrzeuge, insbesondere, umfassend mindestens ein Stabilisator-Klebelager weist gegenüber konventionellen Stabilisatoren den Vorteil auf, dass die Eigenschaften eines Klemmlagers mit denen eines Haftlagers wenigstens teilweise vereint werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausbilden eines Stabilisator-Klebelagers, insbesondere zum Herstellen von Drehstabschulterlagern für Fahrzeuge weist gegenüber konventionellen Verfahren den Vorteil auf, dass es zeitlich schneller und/oder bei einer niedrigeren Prozesstemperaturen durchgeführt werden kann, was den Vorteil eines geringeren Energieverbrauches des Prozesses ergibt. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass es in bereits bestehende Verfahren einfach und zuverlässig integriert werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Stabilisator-Klebelager für einen Fahrzeugstabilisator, wobei das Stabilisator-Klebelager zur koaxialen Anordnung an dem Fahrzeugstabilisator mindestens eine ringförmige Manschette mit einer elastischen Innenkontur umfasst, wobei die elastische Innenkontur der mindestens einen ringförmigen Manschette zumindest auf der dem Fahrzeugstabilisator zugewandten Seite eine dreidimensional strukturierte Oberfläche mit einem Klebemittelaufnahmevolumen aufweist, wobei die dreidimensional strukturierte Oberfläche eine maximale Rauhtiefe (R _max ) von größer als 45μιτι und eine Kernrauhtiefe (R _K ) von mindestens 65 % bezogen auf die maximale Rauhtiefe (R _max ) der dreidimensional strukturierten Oberfläche aufweist, wobei die maximale Rauhtiefe (R _max ) die Summe aus reduzierter Spitzenhöhe (R _pk ) und reduzierter Riefentiefe (R _vk ) ist, wobei die reduzierte Spitzenhöhe (R _pk ), die reduzierte Riefentiefe (R _V k) und die Kernrauhtiefe (R _K ) bestimmt sind nach EN ISO 13565-2: Dezember 1997.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Ausbilden eines Stabilisator- Klebelagers an einen Fahrzeugstabilisator, insbesondere zum Herstellen von Drehstabschulterlagern für Kraftfahrzeuge, umfassend die Schritte:

a) Bereitstellen eines Stabilisators mit einer Mantelfläche zur Anordnung eines Stabilisator- Klebelagers;

b) Bereitstellen des Stabilisator-Klebelagers umfassend mindestens eine ringförmige Manschette mit einer elastischen Innenkontur zumindest auf der dem Fahrzeugstabilisator zugewandten Seite, wobei die elastische Innenkontur eine dreidimensional strukturierte Oberfläche mit einem Klebemittelaufnahmevolumen aufweist, wobei die dreidimensional strukturierte Oberfläche eine maximale Rauhtiefe (R _max ) von größer als 45 μιτι und eine Kernrauhtiefe (R _K ) von mindestens 65 % bezogen auf die maximale Rauhtiefe (R _max ) der dreidimensional strukturierten Oberfläche aufweist, wobei die maximale Rauhtiefe (R _max ) die Summe aus reduzierter Spitzenhöhe (R _P k) und reduzierter Riefentiefe (R _V k) ist, wobei die reduzierte Spitzenhöhe (R _P k), die reduzierte Riefentiefe (R _V k) und die Kernrauhtiefe (RK) bestimmt sind nach EN ISO 13565-2: Dezember 1997;

c) Bereitstellen mindestens einer Montagevorrichtung;

d) Bereitstellen mindestens einer Klebemittelzusammensetzung;

e) Wenigstens teilweises Vorbehandeln der dreidimensional strukturierten Oberfläche des in

Schritt b) bereitgestellten Stabilisator-Klebelagers und/oder der Mantelfläche zur

Anordnung des Stabilisator-Klebelagers des in Schritt a) bereitgestellten Stabilisators mit der in Schritt d) bereitgestellten mindestens einen Klebemittelzusammensetzung;

f) Anordnen des in Schritt b) bereitgestellten oder in Schritt e) wenigstens teilweise vorbehandelten mindestens einen Stabilisator-Klebelagers in der in Schritt c) bereitgestellten mindestens einen Montagevorrichtung;

g) Anordnen des in Schritt a) bereitgestellten Stabilisators in dem Stabilisator-Klebelager in der in Schritt f) angeordneten Montagevorrichtung, unter Herstellen einer wenigstens teilweisen Klebeverbindung zwischen der in Schritt e) wenigstens teilweise vorbehandelten dreidimensional strukturierten Oberfläche und/oder der in Schritt e) wenigstens teilweise vorbehandelten Mantelfläche.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Fahrzeugstabilisator umfassend mindestens ein koaxial angeordnetes mit mindestens einer ringförmigen Manschette mit einer elastischen Innenkontur.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Fahrzeugstabilisator umfassend mindestens ein koaxial angeordnetes Stabilisator-Klebelager ausgebildet nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Die Erfindung kann sowohl in dem Stabilisator-Klebelager als auch in einem Fahrzeugstabilisator als auch in Verfahren zum Ausbilden eines Stabilisator-Klebelagers verwirklicht sein.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung Ein Stabilisator wird im Rahmen der Erfindung auch als ein Stabilisierungsdrehstab verstanden. Insbesondere werden Abschnitte von Stabilisatoren und/oder geteilte Stabilisatoren als erfindungsgemäße Stabilisatoren verstanden. Unter einem Stabilisator-Klebelager wir im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Stabilisatorlager, insbesondere ein Drehstablager verstanden, welches an den Stabilisator, insbesondere den Drehstab mit einer Klebeverbindung angeordnet werden kann.

Unter einer ringförmigen Manschette wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Manschette, welche ringförmig um einen Stabilisator anordenbar ist und wenigstens eine Öffnung, insbesondere eine Schlitzöffnung aufweist, über welche die Manschette an einem Stabilisator angeordnet werden kann, verstanden. Insbesondere kann eine ringförmige Manschette zwei Ringöffnungen aufweisen und somit zwei Teile umfassen. Beispielsweise ist auch eine segmentierte Manschette, welche zwei und mehr Teile umfasst eine erfindungsgemäße Ausführungsform.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer elastischen Innenkontur die Innenkontur einer ringförmigen Manschette verstanden, welches bei Zug- und/oder Druckbelastung insbesondere beim Anliegen einer Vorspannung elastisch verformbar ist und sich ohne die Zug- und/oder Druckbelastung wieder in die ursprüngliche Gestalt zurück orientiert. Beispielsweise werden erfindungsgemäße elastischen Innenkonturen umfassend eine Materialzusammensetzung ausgewählt unter einer Gruppe von ganz oder teilweise vulkanisierten Elastomeren, insbesondere von Naturkautschuk, Poly(l,4-cis-isopren), Poly(l,4-trans-isopren), Synthesekautschuke, insbesondere Ethylen-Propylen-Kautschuke, Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuke, Butylkautschuke, Silicon-Kautschuke, Butadiene und/oder dessen Mischpolymeriosate, Gummi, Polyurethane, thermoplasischen Elastomeren, insbesondere thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis, vernetzte thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis, thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis, thermoplastische Polyesterelastomere, thermoplastische Copolyester, Styrol-Blockcopolymere, thermoplastische Copolyamide und Kombinationen hiervon.

Das Rauhigkeitsprofil der dreidimensional strukturierten Oberfläche, aus welchem sich nach der EN ISO 13565-2: Dezember 1997 die maximale Rauhtiefe (R _ma x), die reduzierter Spitzenhöhe (R _P k), die reduzierter Riefentiefe (R _V k) und die Kernrauhtiefe (RK) berechnet, wird ermittelt, indem die dreidimensional strukturierten Oberfläche in mindestens vier geradlinigen Messrichtungen über eine Mindestmesslänge (L _N ) von mindestens 15mm für jede der geradlinigen Messrichtungen, welche jeweils um 45° voneinander abweichen, gemessen wird. Insbesondere kann für die Messung des Rauhigkeitsprofils der dreidimensional strukturierten Oberfläche das Messgerät MarSurf CWM 100 mit Sub-Nanometer-Auflösung des Unternehmens Mahr GmbH mit Sitz in Göttingen, Deutschland und für die Auswertung des gemessenen Rauhigkeitsprofils gemäß nach EN ISO 13565-2: Dezember 1997 die Topologie-Software MarSurf MfM/MfMplus des Unternehmens Mahr GmbH mit Sitz in Göttingen, Deutschland eingesetzt werden.

Unter Klebemittel werden Zusammensetzungen verstanden, welche eine Klebeverbindung, insbesondere nach einem Aushärtungsvorgang, zwischen einem Stabilisator und einem an dem Stabilisator angeordneten Stabilisator-Klebelager ausbilden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Klebemittelaufnahmevolumen ein Volumen zur Aufnahme von Klebemittel, insbesondere einer Klebemittelzusammensetzung verstanden. Beispielsweise kann eine Oberfläche, insbesondere eine dreidimensional strukturierte Oberfläche einer elastischen Innenkontur Vertiefungen aufweisen, welche ein Klebemittelaufnahmevolumen bereitstellen. Insbesondere können Oberflächenvertiefungen Klebemittel aufweisen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Bergriffe reduzierte Spitzenhöhe (R _P k), reduzierte Riefentiefe (R _V k) und Kernrauhtiefe (RK) gemäß EN ISO 13565-2: Dezember 1997 verstanden. Die ISO 13565-2: Dezember 1997 ist Bestandteil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Stabilisator-Klebelager mindestens eine ringförmige Manschette in Längsrichtung des Fahrzeugstabilisators zusätzlich mindestens ein erstes an dem einen Ende der mindestens einen ringförmigen Manschette angeordnetes Dichtelement und mindestens ein weiteres an dem anderen Ende der mindestens einen ringförmigen Manschette angeordnetes Dichtelement auf. Unter einem Dichtelement wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Element zur Zurückhaltung von Klebemittel verstanden, welches an der ringförmigen Manschette insbesondere endseitig angeordnet ist. Beispielsweise sind Dichtelemente ausgewählt aus einer Gruppe von Dichtlippen, Dichtleisten, Dichtringen, Dichtkeilen, Dichtfugen oder einer Kombination hiervon.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Reihenfolge der Schritte e) bis f) des erfindungsgemäßen Verfahrens beliebig. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Anordnen in Schritt f) unter Vorspannen des mindestens einen Stabilisator-Klebelagers durchgeführt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Montagevorrichtung eine Vorrichtung verstanden, mit welcher ein Stabilisator-Klebelager an einem Stabilisator angeordnet wird. Insbesondere ist eine Montagevorrichtung ausgewählt aus einer Gruppe von einer Schelle, einem Befestigungsbügel, einer ringförmigen Klammer, einer Quette, einer Fahrzeugschelle, einem Schellenlagerverbundbauteil oder einer Kombination hiervon. Beispielweise kann unter einer Montagevorrichtung auch eine Spannvorrichtung, d.h. eine Vorrichtung verstanden werden, mit welcher eine in der Spannvorrichtung angeordnete ringförmige Manschette mit einem Druck beaufschlagt werden kann. Beispiele für eine Spannvorrichtung sind Spannwerkzeuge, Schellen, Klemmen oder Kombinationen hiervon.

Unter Vorspannung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, wenn eine Kraft, welche größer ist als die Gewichtskraft eines Stabilisator-Klebelagers, welches auf einem Stabilisator angeordnet ist, ausgeübt wird. Insbesondere wird mit dem Aufbringen einer Vorspannung die Verteilung der Klebemittelzusammensetzung zwischen der dreidimensional strukturierten Oberfläche des Stabilisator-Klebelagers und dem Stabilisator durchgeführt. Beispielsweise kann eine Vorspannung auch durchgeführt werden, wenn der Stabilisator, an welchem ein Stabilisator-Klebelager angeordnet ist, einen größeren Außendurchmesser im Verhältnis zu dem Innendurchmesser des Stabilisator-Klebelagers im nicht angeordneten Zustand aufweist. Dies ist wird im Stand der Technik auch als eine Überdeckung bezeichnet. Die Anbringung eines erfindungsgemäßen Stabilisator-Klebelagers erfolgt üblicherweise auf einem erfindungsgemäßen Stabilisator, welcher eine wenigstens teilweise beschichtete Oberfläche aufweist. Unter einer beschichteten Oberfläche im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das Aufbringen einer festhaftenden Schicht aus einer formlosen Zusammensetzung wenigstens teilweise auf die Oberfläche des erfindungsgemäßen Stabilisators verstanden. Die beschichtete Oberfläche kann beispielsweise nach dem Beschichtungsverfahren ausgewählt sein aus der Gruppe einer Lackierung, insbesondere einer Sprühlackierung, einer Spritzlackierung, einer Tauchbadlackierung, einem Schmelztauchen, einer Pulverbeschichtung, einem Emaillieren, einem Vorhangauftrag, einem Strichauftrag, einer Flammenbeschichtung, und Kombinationen hiervon. Somit umfasst der erfindungsgemäße Stabilisator eine beschichtete Oberfläche.

Unter einer Klebemittelzusammensetzung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung verstanden, bei welcher der Härtungsprozess, insbesondere die Polymerisation durch Feuchtigkeit, wie beispielsweise Luftfeuchtigkeit ausgelöst wird. Beispielsweise umfasst die Klebemittelzusammensetzung die Gruppe von (Poly)cyanoacrylat, insbesondere Methylcyanacrylat, Ethylcyanacrylat oder Kombination hiervon.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Herstellen der wenigstens teilweisen Klebeverbindung in Schritt g) innerhalb von weniger als 120 s, vorzugsweise von weniger als 90s, besonders bevorzugt von weniger als 60s, ganz besonders bevorzugt von weniger als 30s durchgeführt.

In einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Herstellen der wenigstens teilweisen Klebeverbindung in Schritt g) ohne Zufuhr von Reaktionstemperatur, insbesondere ohne einen zusätzlichen Erwärmungsschritt. Insbesondere wird unter der Zufuhr von Reaktionstemperatur verstanden, dass eine Wärmezufuhr im Bereich der Klebeverbindung erfolgt, beispielsweise mit einem Heißluftgebläse, einem Infrarot-Strahler, einer UV-Lampe, einer Induktionsvorrichtung, einer konduktiven Heizvorrichtung, einem Gas- oder Elektroofen oder Kombination hiervon und/oder die Wärme aus einem vorgeschalteten Prozeß stammt, zum Beispiel aus einem Lackierprozess. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in einem weiteren Schritt h) das in Schritt g) an dem Stabilisator unter Herstellen wenigstens einer Klebeverbindung angeordnete Stabilisator-Klebelager aus der mindestens einen Spannvorrichtung entnommen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Das erfindungsgemäße Stabilisator-Klebelager wird anhand der Zeichnung erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch eine dreidimensionale Ansicht des Stabilisator-Klebelagers im entspannten Zustand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

In der Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines Stabilisator-Klebelagers 1 in einem entspannten Zustand mit einer ringförmigen Manschette 2, welche im vorliegenden Fall aus zwei Hälften besteht dargestellt. Die ringförmige Manschette 2 umfasst eine elastische Innenkontur mit einer dreidimensional strukturierten Oberfläche 3.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Stabilisator-Klebelager und Fahrzeugstabilisatoren umfassend mindestens ein koaxial angeordnetes Stabilisator-Klebelager der vorbeschriebenen Art werden in der Produktion von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Fahrwerken der Kraftfahrzeuge eingesetzt.

Bezugszeichenliste

Stabilisator-Klebelager

ringförmigen Manschette

dreidimensional strukturierte Oberfläche