DE102007021228B4

DE102007021228B4 - Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102007021228B4
Application number: DE102007021228.5A
Authority: DE
Inventors: Franz Engelmohr
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2019-01-17
Anticipated expiration: 2027-05-08
Also published as: DE102007021228A1

Abstract

Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, an einer unteren Lageraufnahme eines Stossdämpfers, bestehend wenigstens aus einem dort durch einen Klemmsitz (2) gehaltenen Schwenklager (1), wobei die Haltekraft des Klemmsitzes (2) so bemessen ist, dass dieser mindestens eine Belastung durch vorgesehene Betriebskräfte vom Schwenklager (1) auf den Stossdämpfer und umgekehrt übertragen kann und wobei der Klemmsitz (2) beim Auftreten von über den vorgesehenen Betriebskräften liegenden Kräften eine Relativbewegung zwischen Schwenklager (1) und Stossdämpfer zulässt, durch die eine Einrichtung zur Aufnahme kinetischer Energie beaufschlagt wird, indem ein Verformungselement verformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager (1) eine unterhalb eines Teiles des Innenumfangs des für die Stossdämpferaufnahme ausgebildeten Klemmsitzes (2) des Schwenklagers (1) sich erstreckende, absatzförmige Verkleinerung dessen Innendurchmessers besitzt, die das Verformungselement bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, an einer unteren Lageraufnahme eines Stossdämpfers, bestehend wenigstens aus einem dort durch einen Klemmsitz gehaltenen Schwenklager, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
Bei mehrspurigen Fahrzeugen wird an gelenkten Rädern zumeist das so genannte Mc-Pherson-Federbein verbaut, wobei eine Tragfeder und ein zugeordneter, parallel geschalteter Stossdämpfer einerseits über ein so genanntes Schwenklager an einem Radführungsglied und andererseits über ein Stützlager an der Karosserie des Fahrzeugs abgestützt sind. Der Stossdämpfer-Zylinder bzw. das Tragrohr wird üblicherweise am Schwenklager abgestützt, während das Stützlager die Kolbenstange des Dämpfers an der Karosserie befestigt. Es ist zum Beispiel ein Konzept für die Anbringung eines Schwenklagers einer Fahrzeugradaufhängung an einem Stossdämpfer oder einem Federbein bekannt, bei dem Schwenklager und Stossdämpfer über einen Klemmsitz miteinander verbunden sind. In der gattungsgemäßen DE 10 2006 057 664 A1 ist eine solche Anordnung beschrieben, bei der die Haltekraft des Klemmsitzes so bemessen ist, dass dieser mindestens eine Belastung durch vorgesehene Betriebskräfte vom Schwenklager auf den Stossdämpfer und umgekehrt übertragen kann, wobei der Klemmsitz beim Auftreten von über den vorgesehenen Betriebskräften liegenden Kräften eine Relativbewegung zwischen Schwenklager und Stossdämpfer zulässt, durch die eine Einrichtung zur Aufnahme kinetischer Energie beaufschlagt wird, indem sich ein Verformungselement verformt. So können Belastungen aus Sonderereignissen wie Hindernisüberfahrt und Schlaglochdurchfahrt, die noch im vorgesehenen Bereich liegen, ohne Schäden ertragen werden. Sollten aufgrund zu hoher Belastung Schäden auftreten, wird nicht die Karosserie zerstört, sondern ein relativ einfach zu ersetzendes Teil, das bei seiner Zerstörung durch Aufnahme von kinetischer Energie die zu hohe Belastung abbaut. Durch die Zerstörung erkennt der Fahrer deutlich, dass eine unfallähnliche Belastung durch Missbrauch vorlag.
Idealerweise sollten dabei nach einer vertikalen Schadenskette erst kostengünstige Bauteile versagen, um die Karosserie zu schützen und die Reparaturkosten möglichst gering zu halten. Da ein Bauteil der Radaufhängung, wie das Schwenklager, nicht deformiert, muss dieses so gestaltet werden, dass es bei zu hoher Belastung aus Sonderereignissen wie Hindernisüberfahrt und Schlaglochdurchfahrt die auftretenden Kräfte durch Aufnahme von kinetischer Energie von der Karosseriestruktur fernhält.
Bei größeren ungefederten Massen, vor allem aufgrund größerer Räder mit entsprechend größeren Reifen und Bremsen, steigen die Lasten in vertikaler Richtung an, was eine entsprechende Gestaltung und Auslegung des Schwenklagers noch erforderlicher macht, um konzeptionelle Probleme in der Karosserieauslegung zu vermeiden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die es ermöglicht, die Karosserie für Belastungen des Normalbetriebs auszulegen, mit möglichst geringem Vorhalt für den Fall einer Überbelastung. Verformungen der Karosserie sollen im Sinne niedriger Reparaturkosten durch entsprechende Gestaltung des Schwenklagers verhindert werden.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Weitere Ausbildungen der Erfindung beschreiben die abhängigen Ansprüche.
Nach der Erfindung besteht eine Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, an einer unteren Lageraufnahme eines Stossdämpfers, wenigstens aus einem dort durch einen Klemmsitz gehaltenen Schwenklager, wobei die Haltekraft des Klemmsitzes so bemessen ist, dass dieser mindestens eine Belastung durch vorgesehene Betriebskräfte vom Schwenklager auf den Stossdämpfer und umgekehrt übertragen kann und wobei der Klemmsitz beim Auftreten von über den vorgesehenen Betriebskräften liegenden Kräften eine Relativbewegung zwischen Schwenklager und Stossdämpfer zulässt, durch die eine Einrichtung zur Aufnahme kinetischer Energie beaufschlagt wird, indem ein Verformungselement verformt wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Schwenklager eine unterhalb eines Teiles des Innenumfangs des für die Stossdämpferaufnahme ausgebildeten Klemmsitzes des Schwenklagers sich erstreckende, absatzförmige Verkleinerung dessen Innendurchmessers besitzt, die das Verformungselement bildet.
Das hat den Vorteil, dass das Tragrohr der Stossdämpfers, wie ein Stanzstempel, den nicht umlaufenden Steg in der Stossdämpferaufnahme des Schwenklagers bei Überbelastung abschert, wobei durch die Höhe und den Umfangswinkel des Steges ein definiertes Maß der Verformungsenergieaufnahme eingestellt werden kann. Je höher die Stegkante, desto größer ist der Umformweg beim Durchstanzen des Steges durch das Tragrohr und damit auch der Energieabbau bei Überlast. Vorteilhafterweise wird so kostengünstig die Karosserie, insbesondere der Federbeindom, dafür ertüchtigt, dem Kraftfluss bei Vertikalbelastung unter Überlast und ohne Mehrgewicht standzuhalten.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Verformungselement eine Positioniervorrichtung für das Schwenklager und den Stossdämpfer bildet, die bei der Herstellung des Klemmsitzes für einen Absatz im Tragrohr des Stossdämpfers als Anschlag dient. Dabei ist vorteilhaft, wenn das Verformungselement einen Scherquerschnitt besitzt, der aufgrund der Belastung des Anschlags durch das sich verschiebende Schwenklager unter Aufnahme von kinetischer Energie zerstört wird.
Vorteilhafterweise sind solche Ausführungen der Erfindung besonders einfach aufgebaut. Insbesondere, wenn die Positioniervorrichtung, die bei der Montage des Schwenklagers dessen in Axialrichtung des Stossdämpfers gerichtete Verschiebung nach oben begrenzt, das Verformungselement bildet.
Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Absatz im Tragrohr durch eine Durchmesserverkleinerung mit Übergangsfase gebildet wird, die zusammen mit dem Klemmsitz des Schwenklagers und dem Verformungselement einen Hohlraum bilden, der bei einer Relativbewegung zwischen Schwenklager und Stossdämpfer verformtes Material aufnimmt, bevor das Verformungselement abgeschert wird.
So kann das Verformungselement als Überlastglied bei auftretender Relativbewegung Last begrenzend wirken, indem es ab einer definierten Kraft deformiert wird, was Energie abgebaut. Das verhindert bleibende Karosserieverformungen, wenn plötzlich große Laststöße, zum Beispiel bei einer schnellen Hindernisüberfahrt, auftreten. Gerade wenn dadurch das Überlastglied zerstört wird, verhindert dies Verformungen von anderen Teilen, auch Verformungen der Karosserie oder anderen Fahrwerksteilen, die ausschließlich auf das Auftreten von Betriebskräften ausgelegt, also nicht überdimensioniert sind.
Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der beigefügten Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

1: eine Teil-Ansicht eines erfindungsgemäßen Schwenklagers in räumlicher Darstellung für eine erfindungsgemäße Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung,
2: einen nur einseitig gezeichneten Teil-Schnitt der Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung aus 1,
3: einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwenklagers für eine erfindungsgemäße Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung und
4: einen nur einseitig gezeichneten Teil-Schnitt der Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung im Ausschnitt X der 3.

Die 1 und 2 zeigen in Teil-Ansicht bzw. -Schnitt eine erfindungsgemäße Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung einer Voderradaufhängung. Als Radführungsglied eines nicht gezeichneten Rades eines mehrspurigen Kraftfahrzeugs dient das nur teilweise dargestellte Schwenklager 1. Dieses wird an einer unteren Lageraufnahme am Tragrohr 5 eines nicht gezeichneten Stossdämpfers durch einen über eine nicht gezeichnete Schraube erzeugten Klemmsitz 2 gehalten.
Dabei ist die Haltekraft des Klemmsitzes 2 so bemessen, dass dieser mindestens eine Belastung durch vorgesehene Betriebskräfte vom Schwenklager 1 auf den Stossdämpfer und umgekehrt übertragen kann. Beim Auftreten von über den vorgesehenen Betriebskräften liegenden Kräften allerdings lässt der Klemmsitz 2 eine Relativbewegung zwischen Schwenklager 1 und Tragrohr 5 des Stossdämpfers zu.
Durch diese Relativbewegung wird ein Anschlag 3 belastet, der als eine über einen Teil des Innenumfangs des für die Stossdämpferaufnahme ausgebildeten Klemmsitzes 2 des Schwenklagers 1 sich erstreckende absatzförmige Verkleinerung dessen Innendurchmessers ausgebildet ist. Ist die Belastung von genügender Größe, verformt sich der Anschlag 3 und wirkt dadurch als Verformungselement einer Einrichtung zur Aufnahme kinetischer Energie.
Bei der Montage des Schwenklagers 1 an das Tragrohr 5 des Stossdämpfers, dient der Anschlag 3 als Positioniervorrichtung für das Schwenklager 1 am Stossdämpfer. Dazu besitzt dieser entweder eine Stufe 4 am Tragrohr 5 (2), oder das Tragrohr 5 schlägt mit seinem Ende am Anschlag 3 an (nicht gezeichnet).
Das Verformungselement, also der Anschlag 3, dessen Verformung die kinetische Energie der Radaufhängung, eingeleitet über das Schwenklager 1, abbaut, wenn sich dieses aufgrund einer Überbelastung nach oben verschiebt, kann als Scherquerschnitt ausgebildet sein, der aufgrund der Belastung durch das sich entlang des Tragrohrs 5 verschiebende Schwenklager 1 unter Aufnahme von kinetischer Energie zerstört wird.
Wenn die Haltekraft des Klemmsitzes 2 so bemessen ist, dass dieser mindestens eine Belastung durch vorgesehene Betriebskräfte vom Schwenklager 1 auf das Tragrohr 5 des Stossdämpfers und umgekehrt übertragen kann und wenn der Klemmsitz 2 beim Auftreten von über den vorgesehenen Betriebskräften liegenden Kräften eine Relativbewegung zwischen Schwenklager 1 und Tragrohr 5 des Stossdämpfers zulässt, verschiebt sich im letzteren Fall das Schwenklager 1 nach oben, wobei die kinetische Energie des Schwenklagers 1 durch das Verformen oder Abscheren des Absatzes 3 des Schwenklagers 1 abgebaut wird.
Die Bezugsziffern in den 3 und 4 entsprechen denen in den 1 und 2 für dieselben Teile. 3 zeigt ein Federbein, das karosserieseitig am Karosserieblech 7 eines nur teilweise angedeutet gezeichneten Federbeindoms angebracht ist. 4 zeigt im wesentlichen die Einzelheit X aus 3.
Das Tragrohr 5 des Stossdämpfers besitzt eine Stufe 4, deren Absatz im Tragrohr 5 durch eine Durchmesserverkleinerung mit Übergangsfase gebildet wird. Zusammen mit dem Klemmsitz 2 des Schwenklagers 1 und dem Verformungselement wird ein Hohlraum 6 gebildet, der bei einer Relativbewegung zwischen Schwenklager 1 und Stossdämpfer verformtes Material aufnimmt, bevor das Verformungselement abgeschert wird. Dadurch kann eine noch größere kinetische Energie des Schwenklagers 1 abgebaut werden. Bei einer Relativbewegung zwischen Schwenklager 1 und Tragrohr 5 des Stossdämpfers wird zuerst der Hohlraum 6 mit verformtem Material aufgefüllt, danach erst wird der Anschlag 3 abgeschert.

Claims

Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, an einer unteren Lageraufnahme eines Stossdämpfers, bestehend wenigstens aus einem dort durch einen Klemmsitz (2) gehaltenen Schwenklager (1), wobei die Haltekraft des Klemmsitzes (2) so bemessen ist, dass dieser mindestens eine Belastung durch vorgesehene Betriebskräfte vom Schwenklager (1) auf den Stossdämpfer und umgekehrt übertragen kann und wobei der Klemmsitz (2) beim Auftreten von über den vorgesehenen Betriebskräften liegenden Kräften eine Relativbewegung zwischen Schwenklager (1) und Stossdämpfer zulässt, durch die eine Einrichtung zur Aufnahme kinetischer Energie beaufschlagt wird, indem ein Verformungselement verformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager (1) eine unterhalb eines Teiles des Innenumfangs des für die Stossdämpferaufnahme ausgebildeten Klemmsitzes (2) des Schwenklagers (1) sich erstreckende, absatzförmige Verkleinerung dessen Innendurchmessers besitzt, die das Verformungselement bildet.
Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungselement eine Positioniervorrichtung für das Schwenklager (1) und den Stossdämpfer bildet, die bei der Herstellung des Klemmsitzes (2) für einen Absatz im Tragrohr des Stossdämpfers als Anschlag (3) dient.
Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungselement einen Scherquerschnitt besitzt, der aufgrund der Belastung des Anschlags (3) durch das sich verschiebende Schwenklager (1) unter Aufnahme von kinetischer Energie zerstört wird.
Stossdämpfer - Schwenklagerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz im Tragrohr (5) durch eine Durchmesserverkleinerung mit Übergangsfase gebildet wird, die zusammen mit dem Klemmsitz (2) des Schwenklagers (1) und dem Verformungselement einen Hohlraum (6) bilden, der bei einer Relativbewegung zwischen Schwenklager (1) und Stossdämpfer verformtes Material aufnimmt bevor das Verformungselement abgeschert wird.