DE10038267B4

DE10038267B4 - Vorrichtung zur karosserieseitigen Lagerung eines Federbeines

Info

Publication number: DE10038267B4
Application number: DE10038267A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Langhoff; Walter Schmidt; Friedrich Dipl.-Ing. Killian
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2020-08-05
Also published as: DE10038267A1

Abstract

Vorrichtung (10) zur karosserieseitigen Lagerung eines Federbeines einer Radaufhängung für Kraftfahrzeuge mit einem Teleskop-Stoßdämpfer (14) und einer diesen umgebenden Tragfeder (16, 18, 20), wobei die Tragfeder (16, 18, 20) und der Stoßdämpfer (14) an der Karosserie abgestützt sind und der Stoßdämpfer (14) schwenkbar über ein Elastomerlager (22) am der Karosserie angelenkt ist, wobei die Tragfeder (16, 18, 20) über ein weiteres Lager (34, 36, 38; 52, 54, 58) ebenfalls schwenkbar an der Karosserie abgestützt ist, und das weitere Lager (34, 36, 38; 52, 54, 58) ein sphärisches Gleitlager ist, dadurch gekennzeichnet, dass die karosserieseitige Federaufnahme (20) als Kugelpfanne (34; 54; 56) ausgebildet ist, die mit einer karosserieseitigen, einen sphärischen Abschnitt (38, 52, 60) aufweisenden Abstützplatte (26) das sphärische Gleitlager bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur karosserieseitigen Lagerung eines Federbeines einer Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Vorrichtung zeigt beispielsweise die DE 39 38 475 A1 , bei der die Kolbenstange des Stoßdämpfers über ein Elastomerlager kardanisch beweglich an der Karosserie des Kraftfahrzeuges abgestützt ist, während der den Stoßdämpfer umgebende Rollbalg einer Luftfederung mit getrennter Krafteinleitung direkt an der Karosserie des Kraftfahrzeuges abgestützt ist. Grundsätzlich könnte der Rollbalg bei der dargestellten Luftfederung auch durch eine den Stoßdämpfer umgebende Schraubendruckfeder gebildet sein.
Bei einer derartigen Anordnung ist nicht ausgeschlossen, dass aufgrund der hohen abzustützenden Kräfte Verzwängungen auftreten, die eine gewisse Schwergängigkeit des Stoßdämpfers insbesondere beim Anfedern bewirken.
Aus der nachveröffentlichten DE 199 26 574 A1 ist ein Stützlager für ein Feder-/Dämpferbein bekannt, bei dem die als Spiralfeder ausgebildete Tragfeder an einem karosserieseitigen Federteller abgestützt ist. Der Federteller ist mit einer Aufnahmegabel ausgebildet, in der als ein zusätzliches Bauteil ein Gleitstein eingesetzt ist. Der Gleitstein weist eine konkave Lagerfläche auf, die mit einer kugelförmig ausgeführten Außenfläche eines Lagerteils des elastischen Lagers korrespondiert. Der Federteller ist daher nicht unmittelbar als Kugelpfanne ausgebildet. Gleiches trifft auch auf die US 4 779 855 A zu, in der eine karosserieseitige Lagerung eines Federbeines gezeigt ist, bei dem der Federteller über Zusatzbauteile, nämlich sphärische Ringelemente sowie einem Montagering an der Karossiere abgestützt ist.
Aus der DE 84 13 300 U1 ist eine pneumatische Feder-Dämpfer-Einheit bekannt, die einen Federraum und zwei Drosselräume aufweist. Beim Einfedern verringert sich das Volumen des Federraumes und des Dämpferraumes. Beim Einfedern vergrößert sich außerdem das Volumen des Dämpferraumes. Umgekehrt verkleinert dieser sich beim Ausfedern.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, mittels der bei geringem Mehraufwand derartige Verzwängungen ausgeschlossen sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.
Erfindungsgemäß ist auch die Tragfeder über ein weiteres Lager zumindest kardanisch an der Karosserie abgestützt. Daraus resultiert eine schwenkbewegliche Lagerung nicht nur der Kolbenstange des Stoßdämpfers, sondern auch der Federaufnahme der Tragfeder.
Das weitere Lager ist ein sphärisches Gleitlager mit entsprechend ausgebildeten Lagerteilen oder unmittelbar an der Federaufnahme und an der karosserieseitigen Abstützung ausgebildeten sphärischen Lagerabschnitten. Damit können bei einer ausreichenden Dämpfung und Leichtgängigkeit hohe Abstützkräfte spiel- und geräuschfrei aufgenommen werden.
Das weitere Lager für die Federbeinaufnahme der Tragfeder ist insbesondere bei gelenkten Rädern der Radaufhängung des Kraftfahrzeuges auch ein Kugelgelenk, wobei dann das Lager für die Stoßdämpfer zwischen dem Kugelgelenk und einem an der Kolbenstange des Stoßdämpfers befestigten Lagerteller angeordnet ist. Diese Anordnung stellt zwar nur eine quasi getrennte Krafteinleitung von Stoßdämpferkräften und Federkräften dar, jedoch ist keine Addition von Lagerelastizitäten gegeben; dies liegt daran, dass die Abstützkräfte der Tragfeder, insbesondere eines Rollbalges einer Luftfede rung, im wesentlichen ohne Elastizität aufgrund der Verwendung des Kugelgelenkes eingeleitet werden.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in
1 eine Vorrichtung zur karosserieseitigen Lagerung eines nur abschnittsweise dargestellten Federbeines einer Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, mit einem ersten Lager für den Stoßdämpfer und einer zweiten sphärischen Lagerung des Rollbalges einer Tragfeder;
2 eine weitere Vorrichtung gemäß 1 mit separat ausgebildeten Lagerteilen des weiteren Lagers der Federaufnahme; und
3 eine weitere Vorrichtung gemäß 1 mit einem Kugelgelenk als weiteres Lager für die Federbeinaufnahme der Tragfeder.
In der 1 ist mit 10 eine Vorrichtung zur karosserieseitigen Lagerung eines Federbeines für eine nicht dargestellte Radaufhängung für Kraftfahrzeuge gezeigt. Das Federbein kann soweit nicht dargestellt entsprechend der eingangs genannten DE 39 38 475 A1 ausgeführt sein und weist eine Kolbenstange 12 eines Teleskop-Stoßdämpfers 14 (vgl. auch 3) und einen um diesen herum angeordneten Rollbalg 16 auf.
Der Rollbalg 16 ist radial an einer metallischen Hülse 18 abgestützt, die an einer im wesentlichen tellerförmigen Federaufnahme 20 befestigt ist. Der Rollbalg 16 und die Federaufnahme 20 mit Hülse 18 sind in bekannter Weise Teil einer nicht dargestellten Luftfeder bzw. Tragfeder des Federbeines bzw. der Radaufhängung des Kraftfahrzeuges.
Die Kolbenstange 12 des Stoßdämpfers 14 ist über ein erstes, ringförmiges Elastomerlager 22 schwenkbeweglich zur Karosserie (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeuges über eine Montageplatte 24 abgestützt, wobei dieses Lager 22 an einer Abstützplatte 26 und einer Lagerhülse 28 befestigt, z. B. anvulkanisiert ist. Die Lagerhülse 28, die an der Kolbenstange 12 über eine Schraubverbindung 30 gehalten ist, trägt zudem einen ringförmigen elastischen Anschlagring 32, der mit der Montageplatte 24 wie ersichtlich zusammenwirken kann (bei übermäßigen Durchfedern des nicht dargestellten Rades des Kraftfahrzeuges).
An der Federaufnahme 20 ist eine Kugelpfanne 34 ausgebildet, die mit einer dazwischenliegenden dämpfenden Lagerschale 36 (z. B. aus Teflon^R) und einem sphärischen Abschnitt 38 der Abstützplatte 26 ein sphärisches Gleitlager für die schwenkbewegliche Lagerung der Federaufnahme 20 bildet.
Ferner weist die Federaufnahme 20 eine zentrische Führungsbuchse 40 auf, in der die Kolbenstange 12 des Stoßdämpfers 14 verschiebbar gelagert ist. Eine zentrische Ausnehmung 42 in der Abstützplatte 26 stellt andererseits die schwenkbewegliche Freigängigkeit der Kolbenstange 12 zur karosserieseitig festen Montageplatte 24 und Abstützplatte 26 sicher.
An der Federaufnahme 20 ist zudem ein innerer Anschlagpuffer 44 abgestützt, der in an sich bekannter Weise als Zusatzfeder für die Tragfeder 16 wirkt und der bei übermäßigem Durchfedern des Rades des Kraftfahrzeuges an dem Zylinderrohr des Stoßdämpfers 14 zur Anlage kommt.
Zur Abdichtung des sphärischen Gleitlagers 34, 36, 38 nach Außen ist schließlich ein im Querschnitt U-förmiger Abdichtring 46 vorgesehen, der wie ersichtlich zwischen dem planen Randbereich 50 der Federaufnahme 20 und dem ringförmigen Flanschabschnitt 48 der Abstützplatte 26 verläuft.
Die 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach 1, wobei im wesentlichen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Dabei ist das sphärische Gleitlager zwischen der Federaufnahme 20' und der Abstützplatte 26' durch separate Lagerteile 52, 54 aus einem geeigneten Lagermaterial, z. B Polyurethan, hergestellt und in entsprechenden Ausnehmungen in der Federaufnahme 20' und der Abstützplatte 26' befestigt, z. B. formschlüssig eingespritzt.
Es kann auch nur ein Lagerteil (52 oder 54) separat ausgebildet sein, während das korrespondierende Lagerelement wie in 1 beschrieben unmittelbar an die Federaufnahme 20 oder an die Abstützplatte 26 angeformt ist.
In der 3 schließlich ist in die Federaufnahme 20'' das Gehäuse 56 eines Kugelgelenkes 58 fest eingesetzt, dessen Kugelzapfen 60 über eine Schraubverbindung 62 mit der Montageplatte 24 oder direkt mit der Karosserie des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Das Kugelgelenk 58 ist mittels eines üblichen elastischen Schutzbalges 59 nach außen abgedichtet.
An dem Gehäuse 56 ist unmittelbar das ringförmige Elastomerlager 22 für den Stoßdämpfer 14 befestigt, wobei das Lager 22 mit einem an der Kolbenstange 12 befestigten Lagerteller 64 andererseits fest verbunden ist. Dabei bilden das Kugelgelenk 58 und das Lager 22 mit dem Lagerteller 64 eine vorgefertigte untrennbare Baueinheit mit der Federaufnahme 20''.
An das Gehäuse 56 des Kugelgelenkes 58 und an den Lagerteller 64 sind ferner ringförmige Anschläge 66, 68 anvulkanisiert, wobei der Anschlag 66 mit einem tassenförmigen Einsatz 70 zusammenwirkt, der in die Federaufnahme 20'' eingepresst ist und der zugleich den Anschlagpuffer 44 trägt.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 könnte anstelle des Kugellagers 58 auch eine kardanische Lagerung mit zwei diametral an die Federaufnahme 20'' angeformten Lagerzapfen sein, wobei die Lagerzapfen über ein Gelenkkreuz mit diametral um 90° versetzt liegenden Lagerzapfen an einer karosseriefesten Aufnahme angelenkt sein können (Prinzip eines Kreuzgelenkes).

Claims

Vorrichtung (10) zur karosserieseitigen Lagerung eines Federbeines einer Radaufhängung für Kraftfahrzeuge mit einem Teleskop-Stoßdämpfer (14) und einer diesen umgebenden Tragfeder (16, 18, 20), wobei die Tragfeder (16, 18, 20) und der Stoßdämpfer (14) an der Karosserie abgestützt sind und der Stoßdämpfer (14) schwenkbar über ein Elastomerlager (22) am der Karosserie angelenkt ist, wobei die Tragfeder (16, 18, 20) über ein weiteres Lager (34, 36, 38; 52, 54, 58) ebenfalls schwenkbar an der Karosserie abgestützt ist, und das weitere Lager (34, 36, 38; 52, 54, 58) ein sphärisches Gleitlager ist, dadurch gekennzeichnet, dass die karosserieseitige Federaufnahme (20) als Kugelpfanne (34; 54; 56) ausgebildet ist, die mit einer karosserieseitigen, einen sphärischen Abschnitt (38, 52, 60) aufweisenden Abstützplatte (26) das sphärische Gleitlager bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federaufnahme (20) eine Führungsbuchse (40) aufweist, durch die hindurch sich die Kolbenstange (12) erstreckt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kugelpfanne (34; 54; 56) der Federaufnahme (20) und dem sphärischen Abschnitt (38; 52; 60) der Abstützplatte (26) eine Lagerschale (36) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Federaufnahme (20) und der Abstützplatte (26) eine das weitere Lager (34, 36, 38; 52, 54, 58) nach außen abdichtende Ringdichtung (46; 59) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das sphärische Gleitlager durch zumindest ein se parates Lagerteil (52, 54) gebildet ist, das in die Federaufnahme (20') und/oder in die Abstützplatte (26') eingesetzt ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die karosserieseitige Abstützplatte (26) zugleich das ringförmige Elastomerlager (22) für den Stoßdämpfer (14) trägt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federaufnahme (20'') über ein Kugelgelenk als weiteres Lager (58) karosserieseitig abgestützt ist und dass das Elastomerlager (22) für den Stoßdämpfer (14) zwischen dem Gehäuse (56) des Kugelgelenkes und einem an der Kolbenstange (12) des Stoßdämpfers (14) befestigtem Lagerteller (64) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerteller (64) bzw. das Elastomerlager (22) und das Kugelgelenk eine Montageeinheit bilden, die mit der Federaufnahme (20'') und der Kolbenstange (12) fest verbindbar ist.