DE102005047990B4 - Stabilisator- und Stabilisatorbuchsenanordnung - Google Patents

Stabilisator- und Stabilisatorbuchsenanordnung Download PDF

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Abstract

Kombination einer Stabilisatorbuchsenanordnung und eines Stabilisators mit einem nach außen sich erstreckenden Vorsprung, aufweisend:
eine Buchse (96) mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, die mit dem Stabilisator (94) in Eingriff zu bringen ist und eine Ausnehmung (98) definiert, die eine rechte und eine linke Seite (100, 102) aufweist, die angepasst sind, mit dem Vorsprung (92) an dem Stabilisator (94) in Eingriff zu gelangen, um einer seitlichen Bewegung des Stabilisators (94) relativ zu der Buchse (96) standzuhalten; und
eine Schelle (108), die mit der Außenfläche der Buchse (96) in Eingriff steht und einen konkaven Mittelabschnitt (106) aufweist,
wobei eine konvexe Rippe (104) an der Außenfläche der Buchse (96) geformt wird, wenn die Buchse (96) von dem konkaven Mittelabschnitt (106) der Schelle (108) aufgenommen wird, um einer seitlichen Bewegung der Buchse (96) relativ zu der Schelle (108) standzuhalten.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung für ein Fahrzeug, mit einem Stabilisator und wenigstens einer Buchse zur Befestigung des Stabilisators an einem Fahrzeug, um die seitliche Bewegung zu begrenzen.
  • Fahrzeuge, wie Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Geländewagen, und dergleichen, sind mit Radaufhängungssystemen versehen. Die Radaufhängungssysteme stützen ein Fahrzeug an seiner Achse ab, um eine bequeme Fahrt zu schaffen und die Fahreigenschaften des Fahrzeuges zu verbessern. Fahrzeugaufhängungssysteme können Stoßdämpfer, Federn, Radlenker und Stabilisatoren aufweisen. Ein Stabilisator, der eine Achse mit dem Rahmen eines Fahrzeuges verbindet, kann zum Zwecke der Begrenzung oder Reduzierung des Wankens vorgesehen sein. Stabilisatoren dienen auch zur Reduzierung des Ein- und Ausfederungsweges quer von der einen zu der anderen Seite des Fahrzeuges. Mit einem Stabilisator wird, wenn sich die eine Seite eines Fahrzeuges in Richtung nach oben bewegt, die andere Seite ebenfalls nach oben gezogen. Dies erleichtert die Aufrechterhaltung des Fahrzeuges in einer Höhenausrichtung wesentlich. Der Stabilisator kann mittels eines Radlenkers und eines Gelenks mit der Achse verbunden sein. Der Stabilisator kann mittels einer Buchse mit dem Rahmen des Fahrzeuges verbunden sein.
  • Ein wiederkehrendes Problem, mit dem Konstrukteure für Fahrzeugradaufhängungen konfrontiert werden, ist, dass ein begrenzter Raum zwischen dem Fahrzeugrahmen und der Achse zur Verfügung steht, um die Bauteile der Radaufhängung zu montieren. Um dieses Problem zu lösen, muss der Konstrukteur eine normale Bewegung der Radaufhängungsteile ermöglichen, ohne andere Fahrgestellbauteile, Reifen, Bremsen, und dergleichen zu beeinträchtigen. Stabilisatoren sind einer seitlichen Belastung ausgesetzt, was zu einer seitlichen Bewegung des Stabilisators führen kann. Eine eventuelle seitliche Bewegung muss bei der Konstruktion der Radaufhängung berücksichtigt werden. Ein Lösungsweg zur Begrenzung der seitlichen Bewegung eines Stabilisators ist es, seitliche Begrenzungsteile benachbart zu Buchsen anzubauen, die den Stabilisator umgeben und die mittels Schellen an dem Rahmen befestigt sind. Im Allgemeinen sind zwei Buchsen an einem geraden Abschnitt des Stabilisators vormontiert, und Ringe sind an dem geraden Abschnitt des Stabilisators neben der Buchse befestigt. Der eine Ring ist benachbart zu einer der Buchsen montiert, um die seitliche Bewegung nach rechts zu begrenzen, während der andere Ring benachbart zu der anderen Buchse montiert ist, um die seitliche Bewegung nach links zu begrenzen. Die Ringe und die Buchsen sind an dem Stabilisator normalerweise vormontiert, bevor sie an das Fahrzeug angebaut werden. Die Fahrzeugeinbautoleranzen erfordern, dass etwas Raum zwischen den Ringen und den Buchsen vorzusehen ist. Typischerweise ist ein Spalt zwischen 6 und 10 mm erforderlich, um den Fahrzeugeinbautoleranzen zu entsprechen. Dieser Spalt ermöglicht eine etwas begrenzte seitliche Bewegung ohne Widerstand von der Buchse. Dieses Konzept des Vorsehens von Ringen benachbart zu den Buchsen ist in US 5,352,055 A offenbart.
  • Ein anderer Lösungsweg zur Begrenzung der seitlichen Bewegung eines Stabilisators wurde für den Thunderbird 1989 entwickelt, der angestauchte Abschnitte, die an dem Stabilisator ausgebildet sind, und auch Buchsen hatte, die an dem Stabilisator neben den angestauchten Abschnitten montiert wurden. Jeder angestauchte Abschnitt hielt die seitliche Bewegung in einer Richtung zurück, wenn er mit seiner zugehörigen Buchse in Eingriff gelangte. Es wird angenommen, dass während der Montage ein Zwischenraum zwischen der Buchse und den angestauchten Abschnitt vorgesehen wurde, um den Fahrzeugeinbautoleranzen zu entsprechen. Solche Spalte ermöglichen eine seitliche gering Bewegung des Stabilisators ohne Widerstand von der Buchse.
  • Die DE 39 04 833 C1 , US 6 073 714 A und DE 197 38 769 A1 beschreiben jeweils eine Stabilisatoranordnung für ein Fahrzeug, aufweisend einen Stabilisator mit einem nach außen sich erstreckenden Vorsprung, eine Buchse mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, die mit dem Stabilisator in Eingriff zu bringen ist und eine Ausnehmung definiert, die eine rechte und eine linke Seite aufweist, die angepasst sind, mit dem Vorsprung an dem Stabilisator in Eingriff zu gelangen, um einer seitlichen Bewegung des Stabilisators relativ zu der Buchse standzuhalten, und eine Schelle mit einem Mittelabschnitt, der mit der Außenfläche der Buchse in Eingriff steht.
  • Die EP 0 960 754 A1 beschreibt eine Stabilisatoranordnung für ein Fahrzeug, aufweisend einen Stabilisator mit einem nach außen sich erstreckenden Vorsprung, eine Buchse mit einer Außenfläche, einer Innenfläche, die mit dem Stabilisator in Eingriff zu bringen ist, und einer Seitenfläche, die angepasst ist, mit dem Vorsprung an dem Stabilisator in Eingriff zu gelangen, um einer seitlichen Bewegung des Stabilisators relativ zu der Buchse standzuhalten, und eine Schelle mit einem Mittelabschnitt, der mit der Außenfläche der Buchse in Eingriff steht.
  • Mit der Erfindung wird eine verbesserte Stabilisatoranordnung für ein Fahrzeugradaufhängungssystem geschaffen, welche eine seitliche Bewegung des Stabilisators sofort abfängt und ferner die Anzahl von Teilen minimiert und das Fahrzeuggewicht potentiell reduziert.
  • Gemäß der Erfindung sind eine Kombination einer Stabilisatorbuchsenanordnung und eines Stabilisators nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 und eine Stabilisatoranordnung nach den Merkmalen aus dem Anspruch 9 vorgesehen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine weggebrochene perspektivische Ansicht einer vorderen Fahrzeugradaufhängung mit einer Stabilisatoranordnung gemäß der Erfindung;
  • 2 eine weggebrochene perspektivische Explosionsansicht eines mit einer Buchse und einer Schelle versehenen Stabilisators, der keine Ausführungsform der Erfindung ist;
  • 3 eine weggebrochene perspektivische Ansicht des Stabilisators aus 2 mit einem bundförmigen Ring, an den die Buchse zu montieren ist;
  • 4 eine weggebrochene perspektivische Explosionsansicht des Stabilisators aus 2, an dem die Buchse montiert ist, die mittels der Schelle und Befestigungselementen an einen Rahmenträger zu montieren ist;
  • 5 einen Schnitt einer Buchse, die an dem Stabilisator aus 2 montiert ist;
  • 6 einen Schnitt einer Stabilisatorbuchse, die keine Ausführungsform der Erfindung ist;
  • 7 einen Schnitt eines Stabilisators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, mit einer sphärischen Fläche, an der eine Buchse mittels einer Schelle zur Befestigung an einem Rahmenträger zu montieren ist; und
  • 8 einen Schnitt der mittels Schelle montierten Stabilisatorbuchse aus 7.
  • 1 zeigt ein Radaufhängungssystem 10 für eine Achse eines Fahrzeuges. Das Radaufhängungssystem 10 weist eine Stabilisatoranordnung 12 auf. Die Stabilisatoranordnung 12 weist einen Stabilisator 14 auf, der eine rechte Radanordnung 16 und eine linke Radanordnung 18 zum Zwecke des Begrenzens des Wankens und des Reduzierens der Querfederung von der einen zu der anderen Seite des Fahrzeuges miteinander verbindet. Jede Radanordnung weist eine Radnabe 20 auf, an welcher ein Fahrzeugrad (nicht gezeigt) angebracht ist. Ein Stoßdämpfer 22 und eine Feder 24 verbinden die Räder mit dem Rahmen und schaffen eine bequeme Fahrt. Ein „L” oder „A” Radlenker 26 und ein oberer Radlenker 28 verbinden die Radanordnung mit dem Fahrzeugrahmen. Der Fahrzeugrahmen weist einen rechten Rahmenträger 30 und einen linken Rahmenträger 32 auf. Eine Buchsenanordnung 34 ist an dem Stabilisator 14 und jeweils an dem rechten und dem linken Rahmenträger 30, 32 befestigt und bildet einen Teil der Stabilisatoranordnung 12.
  • Mit Bezug auf 2–6 werden Buchsenanordnungen 34, die keine Ausführungsformen der Erfindung sind, ausführlicher beschrieben. Die Buchsenanordnung 34 weist eine Schelle 36 und eine Buchse 38 auf. Die Buchse 38 kann aus Gummi, elastomerem Urethan, oder dergleichen sein. Die Buchse 38 umgibt den Stabilisator 14. Eine der Buchsen nimmt auch einen bundförmigen Ring 40 auf, der an dem Stabilisator 14 geformt oder an diesem montiert ist.
  • Der bundförmige Ring 40 kann durch Erwärmen und Stauchen des Stabilisators in einem Umformwerkzeug geformt werden. In Abhängigkeit von der Anwendung kann nur ein bundförmiger Ring 40 an dem Stabilisator 14 geformt sein. Der Stabilisator kann entweder massiv oder rohrförmig sein. Bei rohrförmigen Stabilisatoren kann der bundförmige Ring 40 durch Crimpen oder einer äquivalenten Montagetechnik montiert werden.
  • Die Buchse 38 kann einen flachen Basisabschnitt 42 und eine im Allgemeinen U-förmige Außenfläche 44 aufweisen. Alternativ kann die Buchse eine zylindrische oder andere Form haben. Die Buchse 38 hat einen kreisförmigen Innendurchmesser 46, der eine ringförmige Nut 48 aufweist. Eine Rippe 50 ist an der Außenfläche 44 der Buchse 38 ausgebildet. In der Buchse 38 ist ein Spalt 52 vorgesehen, der sich in einer im Allgemeinen radialen Richtung von dem Äußeren der Buchse 38 zu dem kreisförmigen Innendurchmesser 46 erstrecken kann. Die Buchse 38 wird durch Trennen der Buchse 38 an dem Spalt 52 und Schieben des Stabilisators 14 durch den Spalt 52 hindurch an dem Stabilisator 14 montiert. Die Buchse 38 wird an dem Stabilisator 14 montiert, indem der bundförmige Ring 40 eingefangen oder zwischen einer rechten Seite 54 und einer linken Seite 56 der ringförmigen Nut 48 zurückgehalten wird. Die rechte Seite 54 und die linke Seite 56 dienen zum Zentrieren des bundförmigen Ringes 40 innerhalb der Buchse 38 bei der Montage und während des Fahrzeugbetriebs. Die Kräfte, die auf den Stabilisator 14 ausgeübt werden und diesen nach rechts oder links drücken, werden von einer der Seiten der ringförmigen Nut 48 abgefangen.
  • Die Schelle 36 weist einen Aufnahmeabschnitt 58 auf, der die an der Außenfläche 44 der Buchse 38 ausgebildete Rippe 50 aufnimmt. Der Aufnahmeabschnitt 58 weist eine rechte Innenfläche 60 und eine linke Innenfläche 62 auf, die mit den Seiten der Rippe 50 in Eingriff gelangen. Die Rippe 50 zentriert die Buchse 38 relativ zu der Schelle 36 und hält die Buchse 38 innerhalb der Schelle 36 zurück. Die Schelle 36 weist Flansche 64 mit Löchern 66 zum Aufnehmen von Schrauben 68 oder anderen Befestigungselementen auf.
  • 5 zeigt eine Buchsenanordnung 34, die an einer Stelle des Stabilisators 14 derart angebracht ist, dass sie einen bundförmigen Ring 40 innerhalb der Buchse 38 aufnimmt.
  • 6 zeigt eine Buchsenanordnung 34, die an einem Abschnitt des Stabilisators 14 befestigt ist, der keinen bundförmigen Ring aufweist. Die in dieser Weise montierte Buchse hält den Stabilisator 14, dient jedoch nicht zum Zentrieren des Stabilisators, außer in dem Umfang, das der kreisförmige Innendurchmesser 46 der Buchse 38 einen Reibungseingriff an dem Stabilisator 14 ausübt.
  • Mit Bezug auf 5 und 6 kann der Stabilisator 14 an dem rechten und dem linken Rahmenträger 30, 32 bequem befestigt werden, ohne dass unbedingt ein Spalt oder ein Spiel hergestellt werden muss, um der Einbautoleranz zu entsprechen. Die in 5 gezeigte Buchsenanordnung 34 kann den bundförmigen Ring 40 fest greifen und den Stabilisator 14 relativ zu dem Rahmenträger 30 zentrieren. Die in 6 gezeigt Buchse 38 kann an dem Stabilisator 14 an Stellen entlang des Stabilisators 14 derart montiert werden, dass die Schrauben 68, welche die Buchsenanordnung 34 an dem linken Rahmenträger 32 befestigen, genau ausgerichtet werden können. Wenigstens ein Abschnitt des Stabilisators 14 ist mit dem bundförmigen Ring 40 versehen. Die Buchsenanordnung 34 ist für jede Form anwendbar, ohne dass die Verwendung zweier unterschiedlicher Buchsenanordnungen 34 erforderlich ist. Es ist nicht nötig, eine Einbautoleranz zwischen dem rechten und dem linken Rahmenträger 30, 32 vorzusehen. Die Montage der Stabilisatoranordnung 12 an dem Fahrzeug wird nicht beeinträchtigt, selbst wenn die Rahmenträger 30, 32 etwas weiter oder näher voneinander als nach der genauen Fahrzeugspezifikation angeordnet sind. Die Zentrierfunktion wird primär durch die eine Buchsenanordnung 34 geschaffen, während die andere Buchsenanordnung 34 noch zum Reduzieren des Wankens und der Querfederung dient. Da kein Spiel zum Zwecke der Montage vorgesehen sein muss, können verbesserte Abstände bei der Fahrzeugfertigung erreicht werden.
  • 7 und 8 zeigen eine sphärische Buchsenanordnung 90 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die sphärische Buchsenanordnung 90 greift in einen sphärisch gestauchten Abschnitt mit einer Fläche 92 ein, die an einem Stabilisator 94 ausgebildet ist. Eine Buchse 96 ist mit einem konkaven Abschnitt 98 versehen, der eine rechte konkave Seite 100 und eine linke konkave Seite 102 aufweist, die mit einander gegenüberliegenden Seiten der sphärischen Fläche 92 in Eingriff stehen. Die sphärische Fläche 92 wird durch die konkave Nut 98 innerhalb der Buchse 96 zentriert. Die rechte und die linke konkave Seite 100, 102 fangen die Verschiebung des Stabilisators 94 nach rechts und links ab. Eine konvexe Rippe 104 ist an der Außenfläche der Buchse 96 vorgesehen oder kann geformt werden, wenn die Buchse 96 durch einen konkaven Mittelabschnitt 106 der Schelle 108 aufgenommen wird. Die Schelle 108 wird mittels einer Schraube 110 oder eines anderen Befestigungselements an dem Rahmenträger 30 montiert.
  • Die Buchsenanordnung 90 gemäß der Ausführungsform nach 7 und 8 wird wie die Buchsenanordnung 34 nach 2–6 an dem Rahmen des Fahrzeuges montiert. Nur die eine sphärische Fläche 92 muss an dem Stabilisator vorgesehen sein, um den mit Bezug auf die Buchsenanordnung nach 2–6 beschriebenen Fahrzeugeinbautoleranzen zu entsprechen.

Claims (16)

  1. Kombination einer Stabilisatorbuchsenanordnung und eines Stabilisators mit einem nach außen sich erstreckenden Vorsprung, aufweisend: eine Buchse (96) mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, die mit dem Stabilisator (94) in Eingriff zu bringen ist und eine Ausnehmung (98) definiert, die eine rechte und eine linke Seite (100, 102) aufweist, die angepasst sind, mit dem Vorsprung (92) an dem Stabilisator (94) in Eingriff zu gelangen, um einer seitlichen Bewegung des Stabilisators (94) relativ zu der Buchse (96) standzuhalten; und eine Schelle (108), die mit der Außenfläche der Buchse (96) in Eingriff steht und einen konkaven Mittelabschnitt (106) aufweist, wobei eine konvexe Rippe (104) an der Außenfläche der Buchse (96) geformt wird, wenn die Buchse (96) von dem konkaven Mittelabschnitt (106) der Schelle (108) aufgenommen wird, um einer seitlichen Bewegung der Buchse (96) relativ zu der Schelle (108) standzuhalten.
  2. Kombination nach Anspruch 1, wobei der Vorsprung eine sphärische Fläche (92) ist, die einstückig an dem Stabilisator (94) ausgebildet ist.
  3. Kombination nach Anspruch 2, wobei die sphärische Fläche (92) einstückig durch Erwärmen und Stauchen des Stabilisators (94) in einem Umformwerkzeug geformt wird.
  4. Kombination nach Anspruch 1, wobei der Stabilisator (94) eine massive Stange ist.
  5. Kombination nach Anspruch 1, wobei der Stabilisator (94) ein hohles rohrförmiges Teil ist.
  6. Kombination nach Anspruch 1, wobei sich die rechte und die linke Seite (100, 102) der Ausnehmung (98) von der Innenfläche der Buchse (96) nach außen erstrecken, und wobei die rechte und die linke Seite (100, 102) an einander gegenüberliegenden Seiten des Vorsprungs (92) eingreifen.
  7. Kombination nach Anspruch 1, wobei die rechte und die linke Seite (100, 102) der Ausnehmung (98) eine konkave Wand definieren, die sich zwischen zwei im Abstand voneinander angeordneten Abschnitten der Innenfläche der Buchse (96) erstreckt, wobei die konkave Wand einander gegenüberliegende Seiten des Vorsprungs (92) kontaktiert, und wobei der Vorsprung (92) eine konvexe Außenfläche aufweist, die mit der konkaven Wand der Buchse (96) in Eingriff gelangt.
  8. Kombination nach Anspruch 7, wobei seitliche Belastungen, die durch die konvexe Außenfläche des Vorsprungs (92) auf die konkave Wand ausgeübt werden, von der Buchse (96) abgefangen und mittels der konvexen Rippe (104) auf die Schelle (108) übertragen werden.
  9. Stabilisatoranordnung für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine Achsanordnung und ein Radaufhängungssystem (10) zum Abstützen des Fahrzeuges an der Achsanordnung aufweist, wobei die Stabilisatoranordnung aufweist: einen Stabilisator (94) mit einem rechten und einem linken Ende, die an im Abstand voneinander befindlichen Stellen mit der Achsanordnung wirksam verbunden sind, wobei der Stabilisator (94) wenigstens eine sphärische Fläche (92) zwischen den Enden aufweist; eine erste und eine zweite Buchse (96), die jeweils eine Innenfläche aufweisen, die den Stabilisator (94) kontaktiert, wobei die erste Buchse (96) eine konkave Nut (98) zum Aufnehmen der sphärischen Fläche (92) und Kontaktieren einander gegenüberliegender Seiten der sphärischen Fläche (92) aufweist; und eine erste und eine zweite Schelle (108), die jeweils an einer Außenfläche der Buchsen (96) eingreifen, um die erste und die zweite Buchse (96) an im Abstand voneinander befindlichen Stellen an dem Fahrzeug zu befestigen, wobei die erste Schelle (108) einen konkaven Mittelabschnitt (106) aufweist, wobei eine konvexe Rippe (104) an einer Außenfläche der ersten Buchse (96) geformt wird, wenn die erste Buchse (96) von dem konkaven Mittelabschnitt (106) der ersten Schelle (108) aufgenommen wird.
  10. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 9, wobei die sphärische Fläche (92) eine Fläche ist, die einstückig an dem Stabilisator (94) ausgebildet ist.
  11. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 10, wobei die Fläche einstückig durch Erwärmen und Stauchen des Stabilisators (94) in einem Umformwerkzeug geformt wird.
  12. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 9, wobei der Stabilisator eine massive Stange ist.
  13. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 9, wobei der Stabilisator ein hohles rohrförmiges Teil ist.
  14. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 9, wobei die erste Buchse (96) einen Querschnitt hat, der die konkave Nut (98) mit einer ersten und einer zweiten Wand definiert, die sich von der Innenfläche der ersten Buchse (96) nach außen erstrecken, wobei die erste und die zweite Wand mit den einander gegenüberliegenden Seiten der sphärischen Fläche (92) in Eingriff gelangen.
  15. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 9, wobei die erste Buchse (96) einen Querschnitt hat, der die konkave Nut (98) mit einer gekrümmten konkaven Wand definiert, die sich zwischen zwei im Abstand voneinander angeordneten Abschnitten der Innenfläche der ersten Buchse (96) erstreckt, wobei die gekrümmte konkave Wand einander gegenüberliegende Seiten der sphärischen Fläche (92) kontaktiert.
  16. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 9, wobei seitliche Belastungen, die durch die sphärische Fläche (92) auf die konkave Nut (98) ausgeübt werden, von der Buchse (95) abgefangen und mittels der Buchse (96) auf die konvexe Rippe (104) und von dieser auf die Schelle (108) übertragen werden.
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