DE102005013374A1

DE102005013374A1 - Halterung für einen um eine Schwenkachse schwenkbaren Lenker einer Radaufhängung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102005013374A1
Application number: DE102005013374A
Authority: DE
Inventors: Markus Gratzl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2025-03-24
Also published as: DE102005013374B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halterung für einen um eine Schwenkachse schwenkbaren Lenker einer Radaufhängung eines Fahrzeugs über ein elastisches Lager an einer unteren Lenkeraufnahme eines Stoßdämpfers. Das elastische Lager besteht wenigstens aus einem äußeren und einem inneren Stützkörper mit einem Feder-/Dämpferkörper aus elastischem Material, insbesondere aus einem Gummiwerkstoff, im dazwischen verbleibenden Ringraum. Die Halterung ist dadurch gekennzeichnet, dass die untere Lenkeraufnahme des Stoßdämpfers aus einem im Wesentlichen in Dämpfungsrichtung des Stoßdämpfers verlaufenden Bolzen besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterung für einen um eine Schwenkachse schwenkbaren Lenker einer Radaufhängung eines Fahrzeugs, über ein elastisches Lager an einer unteren Lenkeraufnahme eines Stossdämpfers, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die WO 92/00201 beschreibt eine aktiv verstellbare Vorderradaufhängung für ein Fahrzeug. In den Figuren wird unter anderem ein Stoßdämpfer gezeigt, dessen untere Lenkeraufnahme mit einem Querlenker verbunden ist. Der Querlenker ist um eine im wesentlichen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufende Achse schwenkbar am Fahrgestell oder an der Karosserie angebracht und stützt sich über eine Feder an dieser ab. Der Stoßdämpfer verbindet ebenfalls Fahrgestell oder Karosserie mit dem Querlenker und ist an diesem über seine untere Lenkeraufnahme befestigt. Diese untere Lenkeraufnahme besteht aus einem ebenfalls im wesentlichen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs ausgerichteten Auge, unten am Stoßdämpfer, das über ein Gummilager und einen durch dieses und das Auge gesteckten Bolzen mit dem Lenker schwenkbar verbunden ist. Das Gummilager sitzt direkt im Auge und ist dort fixiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine leichte, stabile und kostengünstige Halterung zwischen Lenker und Stoßdämpfer eines Fahrzeugs über ein elastisches Lager bereitzustellen, die durch automatische Montageeinrichtungen einfach und toleranzunempfindlich montiert werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung ist eine Halterung für einen um eine Schwenkachse schwenkbaren Lenker einer Radaufhängung eines Fahrzeugs an einer unteren Lenkeraufnahme eines Stossdämpfers über ein elastisches Lager, bestehend wenigstens aus einem äußeren und einem inneren Stützkörper mit einem Feder-/Dämpferkörper aus elastischem Material, insbesondere aus einem Gummiwerkstoff, im dazwischen verbleibenden Ringraum, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Lenkeraufnahme des Stoßdämpfers aus einem im wesentlichen in Dämpfungsrichtung des Stoßdämpfers verlaufenden Bolzen besteht.

Vorteilhafterweise kann dadurch der Stoßdämpfer in dessen axialer Richtung an den Lenker gefügt werden.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass einer der Stützkörper an dem Lenker befestigt und der andere Stützkörper mit der unteren Lenkeraufnahme des Stoßdämpfers verbunden ist. Insbesondere wenn der äußere Stützkörper an dem Lenker befestigt ist und der innere Stützkörper mit der unteren Lenkeraufnahme des Stoßdämpfers verbunden ist, kann vorteilhafterweise das elastische Lager besonders einfach am Lenker vormontiert und der Bolzen des Stoßdämpfers in axialer Richtung in den inneren Stützkörper hinein geschoben werden.

Wenn sich dann der Bolzen durch beide Stützkörper hindurch erstreckt, wird er an seinem freien Ende mit einem der beiden Stützkörper, zum Beispiel dem Inneren, verspannt, zum Beispiel durch eine auf den Bolzen aufzuschraubende Befestigungsmutter.

Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Lager ein zwischen Lenker und unterer Lenkeraufnahme Axial- und Radialkräfte übertragendes Lager ist.

Dadurch kann vorteilhafterweise das elastische Lager gezielt vorgespannt werden, was dessen Betriebsfestigkeit erhöht. Durch die zentrale Befestigungsmutter am Bolzen kann das auf sehr einfache Weise erfolgen.

Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen, an der dessen freiem Ende gegenüberliegenden Seite des inneren Stützkörpers, mit einer Auflagefläche, im wesentlichen zur Axialkraftaufnahme, versehen ist, insbesondere mit im wesentlichen kegelstumpfförmiger oder sphärisch geformter Außenoberfläche, die auf dem Feder-/Dämpferkörper aufliegt und entgegen dessen Rückstellkraft gegen den inneren Stützkörper verspannt ist.

Insbesondere, wenn die Auflagefläche rotationssymmetrisch ist, ist die Montage der Dämpfereinheit besonders einfach. Durch Vormontage des elastischen Lagers am Lenker, kann die Endmontage im Fahrzeug durchgeführt werden, ohne den Stoßdämpfer radial ausrichten zu müssen.

Eine weitere, besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass durch die Form des äußeren Stützkörpers, sich der Abstand zwischen diesem und der Auflagefläche, im Verlauf in Umfangsrichtung gesehen, verändert und so gewählt ist, dass im wesentlichen orthogonal zur Schwenkachse des Lenkers, in einer bezüglich des äußeren Stützkörpers radialen Richtung, der Abstand größer, insbesondere am größten, ist und dass im wesentlichen parallel zur Schwenkachse des Lenkers, in einer bezüglich des äußeren Stützkörpers radialen Richtung, der Abstand kleiner, insbesondere am kleinsten, ist.

Hierdurch können die kardanischen Steifigkeiten so gering wie möglich gehalten werden, was die Anfederungseigenschaften verbessert. Außerdem können hohe Betriebslasten, sowie maximale Axiallaststöße in Stoßdämpferrichtung übertragen werden.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf einen Stoßdämpfer zur Halterung eines Lenkers, sondern die erfindungsgemäße untere Lenkeraufnahme kann auch ein Federbein oder ein anderes zur Abstützung des verdrehbaren Lenkers geeignetes Fahrwerkselement sein.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:
1: eine räumliche Darstellung eines Querlenkers mit montiertem, teilweise gezeichnetem Stoßdämpfer gemäß der Erfindung,
2: einen Schnitt durch den Querlenker in Fahrzeugquerrichtung mit teilweise gezeichnetem Stoßdämpfer im Bereich der Lenkerhalterung mit dem elastischen Lager und
3: einen Schnitt durch den Querlenker in Fahrzeuglängsrichtung mit teilweise gezeichnetem Stoßdämpfer im Bereich der Lenkerhalterung mit dem elastischen Lager.
In 1 ist eine Halterung für einen um eine nur angedeutet gezeichnete Schwenkachse (strichpunktierte Linie 15) schwenkbaren Querlenker 1 einer Radaufhängung an einer unteren Lenkeraufnahme eines nur teilweise gezeichneten Stoßdämpfers 6 eines nicht gezeichneten Fahrzeugs über ein elastisches Lager 2 dargestellt. Dieses besteht wenigstens aus einem äußeren und einem inneren Stützkörper 3, 4 mit einem Feder-/Dämpferkörper 5 aus elastischem Material, insbesondere aus einem Gummiwerkstoff, im dazwischen verbleibenden Ringraum. Das elastische Lager 2 ist ein zwischen Querlenker 1 und unterer Lenkeraufnahme des Stoßdämpfers 6 Axial- und Radialkräfte übertragendes Lager. Der äußere Stützkörper 3 ist an dem Querlenker 1 über nicht gezeichnete Schrauben (Mittellinie 9, 3) befes tigt und der innere Stützkörper 4 ist mit der unteren Lenkeraufnahme des Stoßdämpfers 6 über eine Sechskantbundschraube 7 verbunden. Dabei besteht die untere Lenkeraufnahme des Stoßdämpfers 6 aus einem im wesentlichen in Dämpfungsrichtung des Stoßdämpfers 6 verlaufenden Bolzen 10, der sich durch beide Stützkörper 3, 4 hindurch erstreckt und an seinem freien Ende 8 mit dem inneren Stützkörper 4 verspannt ist.
Der Bolzen 10 ist an der dessen freiem Ende 8 gegenüberliegenden Seite des inneren Stützkörpers 4 mit einer kegelstumpfförmigen, rotationssymmetrischen Auflagefläche 11, im wesentlichen zur Axialkraftaufnahme, versehen, die auf dem Feder-/Dämpferkörper 5 aufliegt und entgegen dessen Rückstellkraft gegen den inneren Stützkörper 4 verspannt ist.
Die 2 und 3 zeigen weitere Eigenschaften der bevorzugten Ausführung der Erfindung, wobei die selben Merkmale mit den selben, bereits in der Beschreibung zu der 1 beschriebenen Bezugsziffern bezeichnet sind.
Durch die Form des äußeren Stützkörpers 3, verändert sich der Abstand zwischen diesem und der Auflagefläche 11, im Verlauf in Umfangsrichtung des Bereichs Stützkörper 3 hin zum Feder-/Dämpferkörper 5 gesehen. Die Form des äußeren Stützkörpers 3 in diesem Bereich ist so gewählt, dass im wesentlichen orthogonal zur Schwenkachse (strichpunktierte Linie 15) des Querlenkers 1 in einer bezüglich des äußeren Stützkörpers 3 radialen Richtung, der Abstand zwischen äußerem Stützkörper 3 und Auflagefläche 11 am größten ist (2) und dass im wesentlichen parallel zur Schwenkachse (strichpunktierte Linie 15) des Querlenkers 1, in einer bezüglich des äußeren Stützkörpers 3 radialen Richtung, der Abstand zwischen äußerem Stützkörper 3 und Auflagefläche 11 am kleinsten ist (3). Bei Verwendung eines rotationssymmetrischen Feder-/Dämpferkörpers aus einem homogen elastischen Werkstoff ergeben sich die nachfolgend beschriebenen Eigenschaften.
Ein solches elastisches Lager 2 ermöglicht es, hohe Axiallast zu übertragen. Dazu ist die Kontur des Tragblechs des äußeren Stützkörpers 3, wie oben beschrieben, auf die Bewegungskurve der dämpferfesten Auflagefläche 11 so angepasst, dass möglichst geringe kardanische Steifigkeiten des Feder-/Dämpferkörpers 5 über den Einfederweg des Stoßdämpfers 6 bei gleichzeitig hoher axialer Steifigkeit erreicht wird. Im Vergleich der 2 und 3 wird deutlich, wie die Formgebung des äußeren Stützkörpers 3 die erhöhte Beweglichkeit des elastischen Lagers 2 bewirkt. Bei Einfederung wird eine kardanische Verdrehung der Stoßdämpferachse gegenüber dem Tragblech des äußeren Stützkörpers 3 notwendig. Das Volumen des Feder-/Dämpferkörpers 5 ist so ausgelegt, dass über dem gesamten Verdrehwinkel ein nahezu gleiches Volumen komprimiert wird und dadurch die kardanische Steifigkeit des elastischen Lagers 2 konstant auf geringem Niveau bleibt, obwohl in axialer Belastungsrichtung das tragende Volumen nahezu konstant bleibt. Zusätzlich ist im Querschnitt (3) der Traganteil durch ein geringeres Gummivolumen im Vergleich zum Längsschnitt (2) etwas erhöht, was wiederum das geringe Steifigkeitsniveau in der Kardanik begünstigt. Die für die Traglast erforderliche Shorehärte des Feder-/Dämpferkörpers 5 kann so optimiert werden. Eine Durchbiegung des äußeren Stützkörpers 3 im Querlenker 1 wurde durch Formgebung minimiert, indem das Tragblech durch Sicken 14 versteift wurde. Das definiert vorgespannte Gummivolumen des Feder-/Dämpferkörpers 5 erhöht die Betriebsfestigkeit bei auf Durchbiegung optimiertem Tragkörper und reduzierter Momenteinleitung durch die Lasteinleitung in der Ebene der Verschraubung 9 zum Querlenker 1. Wenn der Feder-/Dämpferkörper 5 auf das Tragblech aufvulkanisiert wird und die Auflagefläche 11 des Stoßdämpfers 6 am Feder-/Dämpferkörper 5 rotationssymmetrisch ausgebildet ist, entsteht eine kostengünstige Konstruktion mit Potential zur Reduzierung der Stoßdämpferhöhe.

Claims

Halterung für einen um eine Schwenkachse (15) schwenkbaren Lenker einer Radaufhängung eines Fahrzeugs an einer unteren Lenkeraufnahme eines Stossdämpfers (6) über ein elastisches Lager (2), bestehend wenigstens aus einem äußeren und einem inneren Stützkörper (3, 4) mit einem Feder-/Dämpferkörper (5) aus elastischem Material, insbesondere aus einem Gummiwerkstoff, im dazwischen verbleibenden Ringraum, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Lenkeraufnahme des Stoßdämpfers (6) aus einem im wesentlichen in Dämpfungsrichtung des Stoßdämpfers (6) verlaufenden Bolzen (10) besteht.
Halterung für einen Lenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Stützkörper (3, 4) an dem Lenker befestigt und der andere der Stützkörper (3, 4) mit der unteren Lenkeraufnahme des Stoßdämpfers (6) verbunden ist.
Halterung für einen Lenker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Bolzen (10) durch beide Stützkörper (3, 4) hindurch erstreckt und an seinem freien Ende (8) mit einem der beiden Stützkörper (3, 4) verspannt ist.
Halterung für einen Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Stützkörper (3) an dem Lenker befestigt ist und der innere Stützkörper (4) mit der unteren Lenkeraufnahme des Stoßdämpfers (6) verbunden ist.
Halterung für einen Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Lager (2) ein zwischen Lenker und unterer Lenkeraufnahme Axial- und Radialkräfte übertragendes Lager ist.
Halterung für einen Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (10), an der dessen freiem Ende (8) gegenüberliegenden Seite des inneren Stützkörpers (4) mit einer Auflagefläche (11), im wesentlichen zur Axialkraftaufnahme, versehen ist, insbesondere mit im wesentlichen kegelstumpfförmiger oder sphärisch geformter Außenoberfläche, die auf dem Feder-/Dämpferkörper (5) aufliegt und entgegen dessen Rückstellkraft gegen den inneren Stützkörper (4) verspannt ist.
Halterung für einen Lenker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (11) rotationssymmetrisch ist.
Halterung für einen Lenker nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Form des äußeren Stützkörpers (3), sich der Abstand zwischen diesem und der Auflagefläche (11), im Verlauf in Umfangsrichtung gesehen, verändert und so gewählt ist, dass im wesentlichen orthogonal zur Schwenkachse (15) des Lenkers, in einer bezüglich des äußeren Stützkörpers (3) radialen Richtung, der Abstand größer, insbesondere am größten, ist und dass im wesentlichen parallel zur Schwenkachse (15) des Lenkers, in einer bezüglich des äußeren Stützkörpers (3) radialen Richtung, der Abstand kleiner, insbesondere am kleinsten, ist.
Halterung für einen Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Lenkeraufnahme des Stossdämpfers (6), die eines Federbeins ist.