DE102008010541B4 - Strut or vibration damper support for a vehicle wheel - Google Patents
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Abstract
Federbein- oder Schwingungsdämpferabstützung durch ein oberes Stützlager (1) einer Fahrzeugradaufhängung, das eine Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers über ein Elastomerelement (4) in einem Federbeindom des Fahrzeugs abstützt, wobei das Stützlager (1) eine Durchtrittsöffnung (5) für die Kolbenstange besitzt, die mit einer Karosserie-Durchgangsöffnung korrespondiert und mindestens aus einem mit dem Federbeindom verbundenen Außenring (2) und aus einem die Kolbenstange abstützenden Innenring (3) mit dazwischen eingebrachtem elastomerem Werkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (2) eine Einrichtung zum Abbau kinetischer Energie besitzt, die dazu beim Auftreten von über den vorgesehenen maximalen Auslegungskräften liegenden Kräften eine Relativbewegung zwischen zwei ineinander verschiebbaren Außenringelementen (8, 9) zulässt.Suspension strut or vibration damper support by an upper support bearing (1) of a vehicle wheel suspension, which supports a piston rod of a vibration damper via an elastomer element (4) in a suspension strut dome of the vehicle, the support bearing (1) having a passage opening (5) for the piston rod, which with corresponds to a body through opening and consists of at least one outer ring (2) connected to the strut dome and an inner ring (3) supporting the piston rod with elastomer material inserted in between, characterized in that the outer ring (2) has a device for reducing kinetic energy which allows a relative movement between two outer ring elements (8, 9) that can be displaced one inside the other when forces above the maximum design forces occur.
Description
Die Erfindung betrifft eine Federbein- oder Schwingungsdämpferabstützung durch ein oberes Stützlager einer Fahrzeugradaufhängung, das eine Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers, nachfolgend Stoßdämpfer genannt, über ein Elastomerelement letztlich in einem Federbeindom des Fahrzeugs abstützt, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to a strut or vibration damper support by an upper support bearing a Fahrzeugradaufhängung that a piston rod of a vibration damper, hereinafter called shock absorber, ultimately supported via an elastomeric element in a Federbeindom of the vehicle, according to the preamble of the first claim.
Bekannt sind unterschiedliche Konzepte für die Anbringung von Federbeinen einer Fahrzeugradaufhängung an einer Fahrzeugkarosserie. Bei mehrspurigen Fahrzeugen wird an gelenkten Rädern zumeist das so genannte Mc-Pherson-Federbein verbaut, wobei eine Tragfeder und ein zugeordneter, parallel geschalteter Dämpfer einerseits an einem Radführungsglied und andererseits über ein so genanntes Stützlager an der Karosserie des Fahrzeugs abgestützt sind. Dieses Stützlager kann ein Gummi-Metalllager sein, welches als Elastomerelement gleichzeitig als Feder und Dämpfer wirkt. Üblicherweise ist die Kolbenstange des Dämpfers am Stützlager befestigt, während der Dämpfer-Zylinder am Radführungsglied abgestützt und mit einer Aufnahme für die Tragfeder versehen ist, und es ist üblicherweise in diesem Bereich ferner eine so genannte Zusatzfeder vorgesehen, die ebenfalls als elastomeres Federelement ausgebildet ist und an der der Dämpferzylinder nach einem gewissen Einfederweg der Tragfeder zum Anschlag kommt. Mit dieser federwegabhängig gestuften Parallelschaltung von Tragfeder und Zusatzfeder kann dann die Federcharakteristik relativ einfach in gewünschter Weise gestaltet werden. Diese konventionelle, bspw. in der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Federbein- oder Stoßdämpferabstützung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die einerseits im Normalbetrieb hervorragende Feder- und Dämpfungseigenschaften aufweist, andererseits aber bei großen Beanspruchungen Verformungen des Federbeindoms verhindert, ohne dass dieser in der Wandstärke massiv gestaltet werden muss.Object of the present invention is to provide a suspension strut or shock absorber support for a vehicle, on the one hand in normal operation excellent spring and damping properties, on the other hand, however, prevents deformations of the strut tower at high loads without this must be made massive in wall thickness.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Weitere Ausbildungen der Erfindung beschreiben die abhängigen Ansprüche.The object is solved by the features of the first claim. Further embodiments of the invention describe the dependent claims.
Nach der Erfindung stützt bei einer Fahrzeugradaufhängung mittels eines Federbeins oder eines Stoßdämpfers ein oberes Stützlager eine Kolbenstange des Dämpfers über ein Elastomerelement letztlich an einer Karosserie, insbesondere in einem Federbeindom, des Fahrzeugs ab. Das Stützlager besitzt eine Durchtrittsöffnung für die Kolbenstange, die mit einer Karosserie-Durchgangsöffnung korrespondiert und besteht mindestens aus einem mit dem Federbeindom verbundenen Außenring und aus einem die Kolbenstange, insbesondere über ein Wälzlager, abstützenden Innenring mit dazwischen eingebrachtem elastomerem Werkstoff, insbesondere Gummi. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring eine Einrichtung zum Abbau kinetischer Energie besitzt, die dazu beim Auftreten von über den vorgesehenen maximalen Auslegungskräften liegenden Kräften eine Relativbewegung zwischen zwei ineinander verschiebbaren Außenringelementen zulässt.According to the invention, in a vehicle suspension by means of a strut or a shock absorber, an upper support bearing ultimately supports a piston rod of the damper via an elastomer element on a body, in particular in a strut tower, of the vehicle. The support bearing has a passage opening for the piston rod, which corresponds to a body passage opening and consists of at least one outer ring connected to the spring strut and a piston rod, in particular via a roller bearing, supporting inner ring with interposed introduced elastomeric material, in particular rubber. The invention is characterized in that the outer ring has a device for reducing kinetic energy, which permits a relative movement between two mutually displaceable outer ring elements when occurring above the intended maximum design forces forces.
Eine solche Gestaltung des oberen Stützlagers ergibt eine Federbein- oder Stoßdämpferabstützung für ein Fahrzeug, die im Normalbetrieb hervorragende Feder- und Dämpfungseigenschaften aufweist. Für sehr große Beanspruchungen ist die erfindungsgemäße Federbein- oder Stoßdämpferabstützung vorteilhafterweise dadurch hervorragend geeignet, dass bei zu großer Krafteinleitung das Stützlager durch die beiden gegeneinander verschiebbaren Außenringelemente zusätzlich weitere kinetische Energie abbauen kann, die in Reibungs- und/oder Deformationskraft umgewandelt wird. Das ergibt eine geringere karosserieseitige Belastung, was bleibenden Karosserieverformungen vorbeugt, wenn plötzlich große Laststöße, zum Beispiel bei einer schnellen Hindernisüberfahrt, auftreten.Such a design of the upper support bearing provides a strut or shock absorber support for a vehicle that has excellent spring and damping characteristics in normal operation. For very large loads spring strut or shock absorber according to the invention advantageously characterized outstandingly suitable that too large force introduction, the support bearing by the two mutually displaceable outer ring elements can additionally reduce further kinetic energy, which is converted into frictional and / or deformation force. This results in a lower body-side load, which prevents permanent body deformation when suddenly large load surges occur, for example in a fast obstacle crossing.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die zwei Außenringelemente ineinander geführte, mit ihren Mantelflächen eine Reibpaarung bildende, insbesondere bis zum Eingriff eines Endanschlags, gegeneinander verschiebbare Kreiszylinder sind.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the two outer ring elements are guided into one another, forming with their lateral surfaces a friction pairing, in particular until the engagement of an end stop, against each other displaceable circular cylinder.
Im normalen Fahrbetrieb wird durch Reibungskräfte zwischen den beiden Außenringelementen deren Verschieben gegeneinander verhindert. Als Überlastsicherung wirkt das Stützlager dann, wenn die Kraft, bei der die Verschiebung der beiden Außenringelemente gegeneinander einsetzt, durch einen entsprechenden Presssitz so eingestellt ist, dass ihr Wert etwas kleiner ist als der Wert der Kraft, der zum Versagen von Bauteilen führt.In normal driving is prevented by friction forces between the two outer ring elements whose displacement against each other. As an overload protection, the support bearing acts when the force at which the displacement of the two outer ring elements against each other, is adjusted by a corresponding press fit so that their value is slightly smaller than the value of the force that leads to failure of components.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenringelement fest mit dem Federbeindom verbunden ist und dass sich am anderen Außenringelement eine einer Tragfeder parallel geschaltete, insbesondere elastomere, Zusatzfeder abstützt. Wenn dann die Haltekraft der Reibpaarung der Außenringelemente so bemessen ist, dass diese mindestens eine Belastung durch im Betrieb vorgesehene Abstützkräfte des Stoßdämpfers und der Zusatzfeder an der Karosserie und umgekehrt übertragen kann, wird vorteilhafterweise die höchst mögliche Last, aufgrund der Einbeziehung der Zusatzfeder, durch die Überlastsicherung abgesichert. Die Haltekraft der Reibpaarung der Außenringelemente kann dabei durch eine Klemmverschraubung eingestellt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu ist es auch möglich, die Haltekraft der Außenringelemente durch Deformationselemente einzustellen, die beim Verschieben der Außenringelemente gegeneinander eine Einrichtung zur Aufnahme kinetischer Energie bilden, indem mindestens ein Deformationselement verformt wird. Dabei kann vorteilhafterweise ein Außenringelement so gestaltet sein, dass es wie ein Stanzstempel wirkt und bei Überlast Deformationselemente am anderen Außenringelement verformt. Durch die Gestaltung der Deformationselemente kann der gewünschte Energieabbau eingestellt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, zwischen die Außenringelemente Deformationselemente einzubringen, zum Beispiel zylindrische Ringe aus verformungsfähigem Material. Zusätzliche Anschläge in Druck- und/oder in Zugrichtung können eine Wegbegrenzung sicherstellen beziehungsweise ein Herausfallen sichern. Further preferred embodiments of the invention are characterized in that an outer ring element is fixedly connected to the spring strut dome and that on the other outer ring element a supporting spring connected in parallel, in particular elastomeric, auxiliary spring is supported. If then the holding force of the friction pairing of the outer ring elements is such that it can transmit at least one load provided by the operating support forces of the shock absorber and the auxiliary spring on the body and vice versa, advantageously the highest possible load, due to the inclusion of the auxiliary spring, by the Overload protection secured. The holding force of the friction pairing of the outer ring elements can be adjusted by a compression fitting. Alternatively or additionally, it is also possible to adjust the holding force of the outer ring elements by deformation elements that form a device for receiving kinetic energy when moving the outer ring elements against each other by deforming at least one deformation element. In this case, advantageously, an outer ring element can be designed so that it acts as a punch and deformed in case of overload deformation elements on the other outer ring element. By designing the deformation elements of the desired energy reduction can be adjusted. Alternatively or additionally, it is also possible to introduce deformation elements between the outer ring elements, for example cylindrical rings of deformable material. Additional stops in the direction of compression and / or in the pulling direction can ensure a travel limit or secure falling out.
Des Weiteren ist es denkbar, dass die Außenringelemente in Zug- und/oder in Druckrichtung des Dämpfers formschlüssig miteinander verbunden sind, wobei die Formschlussverbindung auch als Sollbruchstelle ausgebildet sein kann. Dies ist insbesondere günstig zur Einstellung von großen Losbrechkräften. Diese können auch so gewählt sein, dass die Lösekräfte der Formschlussverbindung der Außenringelemente, insbesondere zusammen mit den Reibkräften der Reibpaarung, einer Relativbewegung der Außenringelemente zueinander dann stattgeben, wenn durch das Stützlager Kräfte übertragen werden, die ohne Relativbewegung eine bleibende Verformung der Karosserie verursachen würden. Eine zusätzliche Formschlussverbindung kann zum Beispiel durch mindestens einen, im wesentlichen in radialer Richtung die Außenringelemente verbindenden, Abscherstift gebildet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Formschlussverbindung durch mindestens ein, im wesentlichen in radialer Richtung die Außenringelemente gegeneinander verspannendes, insbesondere federbelastetes, Halteelement, insbesondere eine Kugel, gebildet werden.Furthermore, it is conceivable that the outer ring elements are positively connected to each other in the tensile and / or pressure direction of the damper, wherein the positive connection can also be designed as a predetermined breaking point. This is particularly favorable for the setting of large breakaway forces. These can also be chosen so that the release forces of the form-locking connection of the outer ring elements, in particular together with the frictional forces of the friction pair, a relative movement of the outer ring elements to each other then, if transmitted by the support bearing forces that would cause a permanent deformation of the body without relative movement. An additional form-fitting connection can be formed, for example, by at least one shear pin which connects the outer ring elements substantially in the radial direction. Alternatively or additionally, a positive connection can be formed by at least one, in particular in the radial direction, the outer ring elements against each other bracing, in particular spring-loaded, holding element, in particular a ball.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungen der Erfindung kann verwirklicht sein, dass eine Verschiebung der Außenringelemente gegeneinander durch eine Anzeigeeinrichtung registriert wird. Eine solche vorteilhafte Anzeige eines aufgetretenen Überlastfalles, die zum Beispiel optisch mittels farblicher Skalierung oder elektrisch mittels Scherdraht oder Endkontakt zwischen den Außenringelementen erfolgen kann, erleichtert die Schadenserkennung beim Service.In further preferred embodiments of the invention can be realized that a displacement of the outer ring members against each other is registered by a display device. Such an advantageous display of an overload that has occurred, which can be done optically by means of color scaling or electrically by means of a shear wire or end contact between the outer ring elements, for example, facilitates the detection of damage during service.
Des weiteren kann eine Federbein- oder Stoßdämpferabstützung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, dass das eine Außenringelement als Tragfederabstützung ausgebildet ist, was einen einfachen Aufbau der Federabstützung bewirkt.Furthermore, a strut or shock absorber support according to the invention may be characterized in that the one outer ring element is designed as a suspension spring support, which causes a simple structure of the spring support.
Beim Auftreten einer Überbelastung, das heißt von über den vorgesehenen maximalen Auslegungskräften liegenden Kräften, werden durch diese Maßnahmen bleibende Federbeindomverformungen auch ohne große Blechverstärkungen verhindert und so aufwändige Reparaturmaßnahmen vermieden und vorteilhafterweise eine Auslegung der Karosseriestruktur auf geringere Maximallasten ermöglicht. Es kann die ohne Verformung in die Karosseriestruktur einleitbare Maximalkraft entsprechend skaliert werden. Verschiedene montierbare Stützlager ermöglichen dabei eine Skalierbarkeit in der Montage ohne zusätzlichen Steuerungsaufwand.Upon the occurrence of an overload, that is, above the intended maximum design forces lying forces are prevented by these measures lasting Federbeindomverformungen even without large plate reinforcements and thus avoids costly repairs and advantageously allows interpretation of the body structure to lower maximum loads. The maximum force that can be introduced into the body structure without deformation can be scaled accordingly. Various mountable support bearings allow for scalability in the assembly without additional control effort.
Drei bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der beigefügten Zeichnung auf das wesentliche beschränkt dargestellt. Es zeigen:Three preferred embodiments of the present invention are shown in the accompanying drawing limited to the essential. Show it:
In den Figuren nicht dargestellt ist ein Radführungsglied eines Rades eines mehrspurigen Kraftfahrzeugs, da die Gestaltung eines Federbeins bzw. Stoßdämpfers in diesem Bereich wie im bekannten Stand der Technik üblich ist. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit dem gegenüberliegenden Bereich des Federbeins oder Stoßdämpfers, nämlich mit dessen Abstützung an einem Federbeindom des Kraftfahrzeugs. Bestandteile des Federbeins sind dabei u. a. eine nicht gezeichnete Tragfeder, welcher ein nicht gezeichneter Dämpfer mit einer Kolbenstange parallel geschaltet ist. Über dieses Federbein ist die Karosserie des Kraftfahrzeugs auf dem Radführungsglied abgestützt. Der Abstützbereich an der Karosserie ist als Federbeindom geformt. Ein oberes Stützlager
Das entsprechende Gegenlager hierzu ist am Außenring
Die Längsachse des Federbeins, die im wesentlichen durch die Achse des Dämpfers bzw. der Kolbenstange desselben bestimmt ist, fällt mit der Zylinderachse des Stützlagers
Der Außenring
Eine nicht gezeichnete weitere Formschlussverbindung kann über weitere Vorsprünge am anderen Außenringelement
Auf die
In
Ganz allgemein ist die Erfindung ein Stützlager
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130126 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |