DE10196395B3

DE10196395B3 - Verbindungseinrichtung zur elastischen Befestigung eines Radachsgehäuses in einem Fahrzeug und Verwendung einer derartigen Verbindungseinrichtung

Info

Publication number: DE10196395B3
Application number: DE10196395.5T
Authority: DE
Inventors: Sven Bjørkgård
Original assignee: Kongsberg Automotive ASA
Current assignee: Kongsberg Automotive ASA
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2018-06-07
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: NO20003358A; NO20003358D0; BR0111716B1; NO310812B1; WO2002006067A1; BR0111716A; US6962358B2; US20030089546A1; DE10196395T1

Abstract

Verbindungseinrichtung (92) zur elastischen Befestigung eines Radachsgehäuses (82) in einem Fahrzeug, die folgendes enthält:- eine Vorrichtung (110) aus elastischem, gummiartigem Material mit zwei ringförmigen Materialabschnitten (112, 114), von denen sich jeder um eine Längsachse (95) herum axial beabstandet erstreckt, und mit einer inneren und äußeren konischen Seite (116, 118), die der Längsachse (95) zugewandt bzw. von dieser abgewandt sind,- eine erste Kontaktvorrichtung (94), welche sich axial durch die ringförmigen Materialabschnitte (112,114) erstreckt und erste Kontaktabschnitte (98, 100) hat, welche so angeordnet sind, dass sie an die jeweiligen Innenseiten (116, 118) der ringförmigen Materialabschnitte (112, 114) stoßen,- eine zweite Kontaktvorrichtung (140) mit zweiten Materialabschnitten (124, 126), welche so angeordnet ist, dass sie gegen die jeweiligen äußeren Seiten der ringförmigen Materialabschnitte (112, 114) stößt,- wobei die erste Kontaktvorrichtung (94) einen ersten Befestigungsbereich (96) hat, womit dieser an einem der Gegenstände (82) angebracht sein kann, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Befestigungsbereich (96), in Richtung der Längsachse (95) gesehen, an der Umfangsfläche der ersten Kontaktvorrichtung (94) zwischen den ersten Kontaktabschnitten (98, 100) platziert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung zur elastischen Befestigung eines Radachsgehäuses in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und die Verwendung einer derartigen Verbindungseinrichtung nach Anspruch 6.
Eine Verbindungseinrichtung dieses Typs wird z.B. in Fahrzeugen bei der Befestigung eines Radachsgehäuses im Fahrgestell des Fahrzeugs benutzt, wie z.B. in der US 5,649,719 A offenbart.
Wenn die erste Kontaktvorrichtung der Verbindungseinrichtung fest mit einem zentralen Abschnitt des Radachsgehäuses, d.h. dem ersten Gegenstand, zwischen und unter zwei Rahmenträgern des Fahrzeugs verbunden ist, und wenn die zweite Kontaktvorrichtung fest mit einem zweiten Endabschnitt von zwei Armen verbunden ist, deren erste Endabschnitte jeweils schwenkbar mit einem Rahmenträger verbunden sind, kann erreicht werden, daß eine Bewegung des Radachsgehäuses sowohl in Längs- als auch in Querrichtung des Fahrzeugs im wesentlichen vermieden werden kann, während eine Relativbewegung des Radachsgehäuses und des Fahrgestells in der Höhe während einer relativen Drehung oder Neigung des Fahrgestells und des Radachsgehäuses an der Verbindung zwischen Fahrgestell und dem ersten Endabschnitt der Arme und ein Rollen des Radachsgehäuses relativ zum Fahrgestell im wesentlichen möglich sind.
Die Gegenwirkung der Fahrgestellbewegung in Längs- und Querrichtung des Fahrzeugs hängt ab von Versuchen, die hierbei durchgeführt wurden, um Abschnitte des gummiartigen, elastischen Materials zwischen den Kontaktabschnitten zusammenzudrücken, und von der im wesentlichen zur Geltung gebrachten Widerstandsfähigkeit des gummiartigen, elastischen Materials gegen eine solche Verdichtung, nachdem es praktisch unverdichtbar ist. Der Kompression wird jedoch nicht vollständig entgegengewirkt, da das Material eine begrenzte Möglichkeit besitzt, seitlich an den freien Materialoberflächen zu entweichen. Ein Kippen ist erlaubt, da der elastische, gummiartige Abschnitt hierbei hauptsächlich von Schubspannung beeinflußt ist und dagegen keinen solch großen Widerstand bietet.
1 ist eine perspektivische Darstellung eines solchen bekannten Aufbaus eines Radachsgehäuses, in dem eine Verbindungseinrichtung des oben genannten Typs eingesetzt ist, mit einer Explosionszeichnung der Bestandteile, und 2 stellt einen Längsschnitt durch die Verbindungseinrichtung dar.
Die ersten Endabschnitte 6, 8 von zwei Armen 2, 4 sind jeweils mittels zugehörigen Schrauben 10 mit dem längslaufenden Rahmenträger 12 eines Fahrzeugs verbunden. Die zweiten Endabschnitte der Arme 2, 4 laufen an einem Verbindungsstück 14 zusammen und sind mit diesem fest verbunden.
Das Verbindungsstück 14 befindet sich über und vor einem Radachsgehäuse 16. Am oberen Abschnitt dieses Gehäuses 16 ist eine Befestigungsschelle 20 mit zwei Armen 22, 24 mittels Schrauben 18 angebracht.
Das Verbindungsstück 14 und die Befestigungsschelle 20 sind mittels einer Verbindungseinrichtung 26 des oben genannten Typs und mittels Schrauben 27 miteinander verbunden, wobei das Verbindungsstück 14 die Verbindungseinrichtung 26 umklammert.
Wie in 2 dargestellt, enthält die Verbindungseinrichtung 26 eine hülsenartig geformte Vorrichtung oder eine Gummivorrichtung 28, die aus einem elastischen, mittels eines axialen Abschnitts 34 untereinander verbundenen, gummiartigen Material gefertigt ist und zwei konische Endabschnitte 30, 32 aufweist.
Durch die Gummivorrichtung 28 erstreckt sich eine erste Kontaktvorrichtung 36, deren Endabschnitte Befestigungsbereiche 38, 40 haben, die sich nach jedem Ende der Gummivorrichtung 28 nach außen erstrecken und mit Löchern 42, 44 für die Schrauben 27 versehen sind. Ein zentraler, erweiterter Abschnitt oder erster Kontaktabschnitt 46 der ersten Kontaktvorrichtung 36 erstreckt sich radial nach außen und ist am zentralen Abschnitt 34 der Gummivorrichtung 28 befestigt.
Außerhalb der Gummivorrichtung 28 ist eine zweite Kontaktvorrichtung befestigt, die zwei ringförmige Kontaktabschnitte oder Ringe 48, 50 enthält, von denen jeder an einen Endabschnitt 30, 32 der Gummivorrichtung 28 stößt.
Die Verbindungsvorrichtung 26 ist in einer Bohrung 52, die im Verbindungsstück 14 vorgesehen ist, befestigt, und stößt auf einer Seite gegen einen Absatz 54 und auf der anderen Seite gegen einen Sicherungsring 56.
Da die Endabschnitte 38, 40 der ersten Kontaktvorrichtung 36 radial platzeinnehmend durch die Gummivorrichtung 28 hindurch und aus ihr herausragen, ist die radiale Abmessung der konischen Abschnitte 30, 32 der Gummivorrichtung 28 folglich relativ klein, mit dem Ergebnis, daß diese Abschnitte nicht geeignet sind, einer Bewegung des Radachsgehäuses in Querrichtung des Fahrzeugs nennenswert entgegenzuwirken. Dies hat unbefriedigende Fahreigenschaften des Fahrzeugs zur Folge.
Darüber hinaus ist die bekannte Verbindungseinrichtung teuer und hat einen großen Platzbedarf. Außerdem muß sich bei der bekannten Einrichtung das Radachsgehäuse bei der Montage der Verbindungsvorrichtung in einer festgelegten Höhe relativ zum Fahrgestell befinden, was einen zeitverschwenderischen Montageprozeß zur Folge hat.
Aus der DE 196 34 215 A1 ist eine Verbindungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt. Bei dieser Verbindungseinrichtung ist jedoch kein Befestigungsbereich vorgesehen, der an der Umfangsfläche des Lagerachsenträgers zwischen Kontaktabschnitten platziert ist. Eine zuverlässige Befestigung der Verbindungsvorrichtung an einem Radachsgehäuse ist somit nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindungseinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine verbesserte Lagerung sichergestellt wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1 und die Verwendung einer derartigen Verbindungseinrichtung nach Anspruch 6 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden bezugnehmend auf 3 und 4, welche ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung darstellen, detaillierter beschrieben. Die 5 bis 7 stellen andere mögliche Ausführungsbeispiele der Verbindungseinrichtung dar.
3 stellt einen Längsschnitt durch ein Fahrzeug entlang der Linie III-III in 4 dar.
4 stellt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3 durch eine erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung und benachbarte Abschnitte eines Fahrzeuges dar.
Die 5 bis 7 stellen einen Schnitt entsprechend dem in 3 mit A bezeichneten Schnitt durch ein zweites, drittes und viertes Ausführungsbeispiel der Verbindungseinrichtung dar.
Wie in den 3 und 4 dargestellt, ist an einem Rahmenträger 60 eines Fahrzeugs, z.B. mittels einer Schraube 62, ein erster Endabschnitt 64 eines Armes 66 eines Arm-Paars zum Anbringen eines Radachsgehäuses 82, angebracht. In einer ähnlichen Art und Weise ist der zweite Arm (nicht gezeigt) des Arm-Paars am gegenüberliegenden Rahmenträger des Fahrzeugs angebracht. Von ihren ersten Endabschnitten 64 aus erstrecken sich die Arme nach hinten aufeinander zu, und die zweiten Endabschnitte der Arme 66 sind mittels eines Verbindungsabschnitts 68 ( 4) fest gegenseitig verbunden. Dieser Verbindungsabschnitt 68 ist, von oben gesehen, U-förmig mit zwei Schenkeln 70, 72, welche nach hinten herausragen und koaxiale, durchgehende Bohrungen 74, 76 haben. In der radialen inneren Oberfläche der Bohrung 74 ist eine radial nach innen offene Ringnut 78 vorgesehen, und in der zweiten Bohrung 76 ist ein Absatz 80 im nach innen gewandten radialen Abschnitt der Oberfläche vorgesehen.
Auf dem Radachsgehäuse 82 ist ein nach oben weisender Kontaktabschnitt 84 mit zwei nach oben offenen Gewindelöchern vorgesehen. Ein Bügel oder ein gekrümmtes Teil 86 ist so angeordnet, daß er an dem Kontaktabschnitt 84 mittels zweier Schrauben 88, 90, welche in ihre zugehörigen Löcher geschraubt sind, befestigt ist.
Das Verbindungsstück 68 der Arme und das Radachsgehäuse 82 sind mittels einer Verbindungseinrichtung 92 miteinander verbunden.
Diese Verbindungseinrichtung 92 enthält eine erste Kontaktvorrichtung 94 in Form einer rotationssymmetrischen Achse mit einer Längsachse 95. Die Kontaktvorrichtung 94 enthält einen ersten Befestigungsbereich, welcher in Form einer zentralen, radial nach außen geöffneten Ringnut oder Vertiefung 96 vorgesehen ist, deren Querschnittsform der Querschnittsform des Bügels 86 angepaßt ist. Diese Querschnittsform ist bevorzugt radial nach innen verjüngt und kann z.B. V-förmig oder trapezoid sein.
Die erste Kontaktvorrichtung 94 hat weiterhin zwei Endabschnitte oder erste Kontaktabschnitte 98, 100, deren Oberflächen 102, 104 in Form von konischen, sich entgegengesetzt verjüngenden Oberflächenabschnitten vorgesehen sind, wobei die Längsachsen der Koni mit der Längsachse 95 übereinstimmen.
Die Endabschnitte 98, 100 können jeweils Endzapfen 106, 108 haben, die voneinander weg- und leicht aus den Bohrungen 74, 76 herausragen.
Die erste Kontaktvorrichtung 94 stößt gegen und unterstützt eine aus elastischem, gummiartigem Material gefertigte Vorrichtung 110. Diese Vorrichtung 110 enthält zwei ringförmige Materialabschnitte oder Stücke 112, 114, von denen jedes eine radiale inwendige Oberfläche 116, 118 und eine radial nach außen gewandte Oberfläche 120, 122 in Form von koaxial konischen Oberflächenabschnitten besitzt.
Radial an der Außenseite der elastischen gummiartigen Vorrichtung 110 ist eine zweite Kontaktvorrichtung 140 vorgesehen, die zweite Kontaktabschnitte enthält, oder, genauer gesagt, einen ersten Ring 124 und einen zweiten Ring 126, die jeweils eine radial nach innen gewandte, konische Oberfläche 128, 130 besitzen, welche der äußeren Oberfläche 120, 122 der Materialabschnitte 112, 114 angepaßt ist und eine radial nach außen gewandte, zylindrische Oberfläche 132, 134 besitzen, deren Durchmesser an den Durchmesser der Bohrungen 74, 76 in den Armen 70, 72 des Anschlußstückes 68 angepaßt sind.
Die Verbindungsvorrichtung 92 kann an den Armen 70, 72 mit dem ersten Ring 124 gesichert werden, der einen zweiten Befestigungsbereich 121 hat, welcher so angeordnet ist, daß er an einen Verschlußring 136 stößt, welcher in die Nut 78 des Armes 70 eingefügt ist, und auf dieselbe Weise durch den zweiten Ring 126, der einen zweiten Befestigungsbereich 123 hat, welcher so angeordnet ist, daß er gegen die Schulter 80 des Armes 72 stößt. Der Sicherungsring 136 kann in die Nut 78 gebracht werden, nachdem das gummiartige, elastische Material der Verbindungseinrichtung in axialer Richtung zur rechten Seite in 4 hin elastisch zusammengedrückt worden ist, wobei sich die Verbindungseinrichtung an den Absatz 80 anlehnt. Mit diesen Einrichtungen ist es sichergestellt, daß die ringförmigen Materialabschnitte 112, 114 ohne Spiel zwischen der ersten und der zweiten Kontaktvorrichtung gesichert sind.
Alternativ können in der Bohrung 74 Schraubengewinde vorgesehen sein, und der Sicherungsring kann ein externes Gewinde haben, wodurch er zu einem kräftigen Anliegen an den ersten Ring 124 der zweiten Kontaktvorrichtung 140 geschraubt werden kann.
Des weiteren ist die Verbindungseinrichtung 92 mit dem Bügel 86 am Radachsgehäuse 82 befestigt, der sich in die zentrale Nut 96 der ersten Kontaktvorrichtung 94 erstreckt und daran mittels der Schrauben 88, 90 gesichert ist, welche in die Gewindelöcher des Radachsgehäuses 82 geschraubt sind.
Jeder der ringförmigen Materialabschnitte oder -teile 124, 126 kann aus mehreren Lagen elastischen, gummiartigen Materials aufgebaut sein, zwischen denen entsprechende konische Armierungselemente oder -ringe 127 aus einem starken und starren Material, z.B. Metall, angebracht sind. Das Volumen des elastischen, gummiartigen Materials, welches an freien Endoberflächen des elastischen, gummiartigen Materials herausgedrückt oder herausgepreßt werden kann, kann dadurch reduziert werden, und der Kompressionswiderstand dieses Materials kann zunehmen, während die gewünschte Biegsamkeit des Materials in Bezug auf die Scher-(Schub-)kraft erhalten bleibt. Ein den Armerungsringen entsprechender Metallring kann das radial innere Ende der elastischen gummiartigen Vorrichtung 110 markieren und an das benachbarte elastische, gummiartige Material geklebt sein.
Die Komponenten der Verbindungseinrichtung, d.h. die erste Kontaktvorrichtung 94, die elastische, gummiartige Vorrichtung 110 und die zweite Kontaktvorrichtung 140 können fest gegenseitig verbunden sein, z.B. mittels eines Klebers oder dergleichen.
Die erste Kontaktvorrichtung 94 kann mit oder ohne Endzapfen 106, 108 hergestellt werden, da es ihr Verwendungszweck ist, eine Trennung des Radachsgehäuses vom Verbindungsstück zu vermeiden, falls die Verbindungseinrichtung versagen sollte.
Es versteht sich, daß sich die Ringe 124, 126 über den ganzen Weg zu der Längsachse der ersten Kontaktvorrichtung erstrecken können. Die radiale Ausdehnung der Materialabschnitte 112, 114 kann also beträchtlich sein, mit dem Ergebnis, daß der Abschnitt des Verbindungsstücks 68, welcher eine Bewegung des Radachsgehäuses in der Quer- und Höhenrichtung des Fahrzeugs vermeidet, wesentlich ist, weil ein Ausweichen von elastischem, gummiartigem Material größtenteils verhindert wird, während eine Deformierung dieses Materials aufgrund der Scherspannung möglich wird.
Obgleich eine Notwendigkeit für Endzapfen 106, 108 bestehen sollte, kann ihr Durchmesser viel kleiner als der Durchmesser der Befestigungsbereiche 38, 40 gemäß dem Stand der Technik sein, da die Endzapfen 106, 108 als eine Notfallvorrichtung fungieren, welche im Falle der Zerstörung der Vorrichtung aus elastischem gummiartigem Material in Kraft tritt und somit nur so gestaltet sein muß, daß sie einer Last widersteht, welche einmalig auftritt.
Es ist oben dargelegt, daß die Kontaktvorrichtung der Verbindungseinrichtung eine erste Kontaktvorrichtung oder Achse mit einem ersten Befestigungsbereich enthält, welcher in Form einer radial nach außen geöffneten Ringnut vorgesehen ist, in der ein radial inwendiger Abschnitt eines Bügels angebracht sein kann. Wie in 5 erklärt, kann eine entsprechende Achse 94' statt dessen einen ersten Befestigungsbereich haben, welcher in Form eines zentralen, radial nach außen vorstehenden Wulstes 144 vorgesehen ist, wobei ein Bügel 86' entsprechend dem Bügel 86 eine radial nach innen vorspringende Nut 146 haben kann, welche in eine Bindung mit dem Wulst 144 gebracht werden kann, um so die Achse 94' zu sichern.
Es ist weiterhin einzusehen, daß eine entsprechende Achse 94" einen zylindrischen zentralen Abschnitt 148 haben kann, und daß ein entsprechender Bügel 86" anstelle einer Nut oder einer Wulst einen radial nach innen gewandten zylindrischen Abschnitt 150 haben kann, welcher zu einem Aneinanderstoßen an den zylindrischen Abschnitt 148 der Achse 94" gebracht werden kann, wie in 6 dargestellt. Wenn der Bügel 86" genügend fest an der Achse 94" gesichert ist, kann der Gegenstand so ausgeführt werden, daß die Reibungskraft, welche zwischen diesen Komponenten vorherrscht, so groß ist, daß eine relative Bewegung des Bügels 86" und der Achse 94" vermieden wird.
Schließlich kann eine Achse 94"', wie in 7 dargestellt, statt dessen an einem Radachsgehäuse mittels z.B. zweier Schrauben (nicht gezeigt) befestigt sein, welche sich durch Löcher 150, 152 in den Schaft 94''' erstrecken, und welche in Gewindelöcher, die im Radachsgehäuse (nicht gezeigt) vorgesehen sind, geschraubt werden können.

Claims

Verbindungseinrichtung (92) zur elastischen Befestigung eines Radachsgehäuses (82) in einem Fahrzeug, die folgendes enthält: - eine Vorrichtung (110) aus elastischem, gummiartigem Material mit zwei ringförmigen Materialabschnitten (112, 114), von denen sich jeder um eine Längsachse (95) herum axial beabstandet erstreckt, und mit einer inneren und äußeren konischen Seite (116, 118), die der Längsachse (95) zugewandt bzw. von dieser abgewandt sind, - eine erste Kontaktvorrichtung (94), welche sich axial durch die ringförmigen Materialabschnitte (112,114) erstreckt und erste Kontaktabschnitte (98, 100) hat, welche so angeordnet sind, dass sie an die jeweiligen Innenseiten (116, 118) der ringförmigen Materialabschnitte (112, 114) stoßen, - eine zweite Kontaktvorrichtung (140) mit zweiten Materialabschnitten (124, 126), welche so angeordnet ist, dass sie gegen die jeweiligen äußeren Seiten der ringförmigen Materialabschnitte (112, 114) stößt, - wobei die erste Kontaktvorrichtung (94) einen ersten Befestigungsbereich (96) hat, womit dieser an einem der Gegenstände (82) angebracht sein kann, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Befestigungsbereich (96), in Richtung der Längsachse (95) gesehen, an der Umfangsfläche der ersten Kontaktvorrichtung (94) zwischen den ersten Kontaktabschnitten (98, 100) platziert ist.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktvorrichtung (94) in Form einer Achse vorgesehen ist, und der erste Befestigungsbereich (96) in Form einer radial nach außen geöffneten Umfangsnut vorgesehen ist.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktvorrichtung (94) in Form einer Achse und der erste Befestigungsbereich (96) in Form eines Ringwulstes (144) vorgesehen ist.
Verbindungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Materialabschnitte (124, 126) mindestens ein konisches Armierungsstück (127) enthalten, das zur konischen Form der zweiten Materialabschnitte (124, 126) korrespondiert.
Verbindungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktvorrichtung (94) in Form einer Achse aus Metall ausgebildet ist.
Verwendung einer Verbindungseinrichtung (92), wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 5 angegeben ist, zwischen Armen (66), welche mit einem Rahmen (60) eines Fahrzeugs und einem Radachsgehäuse (82) des Fahrzeugs verbunden sind.