DE102009040163A1 - Achsführungslager zur Ankopplung einer Hinterachse an einen Fahrzeugaufbau - Google Patents
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Abstract
Ein Achsführungslager zur Ankopplung einer Hinterachse an einen Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Außenhülse (7) zur Ankopplung an die Hinterachse, ein Innenteil (8) zur feststehenden Anordnung am Fahrzeugaufbau, das sich in die Außenhülse (7) hineinerstreckt, und einen Gummikörper (9) zwischen der Außenhülse (7) und dem Innenteil (8) zur schwenkbaren Abstützung der Außenhülse (7) am Innenteil (8). Das Innenteil (8) weist eine Anschlagscheibe (14) auf, die von einem axialen Endabschnitt (11) der Außenhülse (7) axial beabstandet ist. Der Gummikörper (9) ist festhaftend mit der Anschlagscheibe (14) verbunden. Bei Federbewegung der Achse im Fahrbetrieb kann es hierdurch nicht zu Relativbewegungen zwischen dem Gummikörper und aufbauseitig feststehenden Bauteilen kommen, wodurch Geräusche und Verschleiß vermieden werden.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Achsführungslager zur Ankopplung einer Hinterachse an einen Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Verbundlenker-Hinterachse mit solchen Achsführungslagern.
- Bei Personenkraftwagen sind Verbundlenkerachsen, worunter vorliegend im weiteren Sinn auch Koppellenkerachsen verstanden werden, aufgrund ihres einfachen Aufbaus sowie ihrer guten Funktionseigenschaften als Hinterachsen weit verbreitet. Beispiele hierfür sind unter anderem aus der
DE 195 07 397 A1 oder derDE 197 17 276 A1 bekannt. - Sie umfassen in der Regel zwei mehr oder weniger in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Längslenker, die mit einem vorderen Endabschnitt am Fahrzeugaufbau schwenkbar angekoppelt sind, sowie einen die Längslenker verbindenden biegesteifen, jedoch torsionsweichen Querträger. An hinteren Endabschnitten der Längslenker ist jeweils ein Fahrzeugrad angeordnet.
- Die schwenkbare Ankopplung der Hinterachse am Fahrzeugaufbau erfolgt mit Hilfe von sogenannten Achsführungslagern, die üblicherweise als Gummi-Metall-Lager ausgeführt sind. Diese beeinflussen sowohl die Komforteigenschaften der Hinterachse als auch deren Fahreigenschaften in Hinblick auf ein gewolltes Eigenlenkverhalten. Beides ist jedoch schwer miteinander zu vereinen. Für einen hohen Fahrkomfort und eine gute akustische Abkopplung der Achse vom Fahrzeugaufbau ist eine weiche Ankopplung mit einer niedrigen Federsteifigkeit wünschenswert, während für eine gute Fahrdynamik und eine hohe Lebensdauer eine hohe Federsteifigkeit von Vorteil ist. Herkömmliche Achsführungslager stellen daher in der Regel einen Kompromiss aus den genannten Anforderungen dar. Ein solches Achsführungslager ist beispielsweise aus der
DE 43 11 090 A1 bekannt. Dieses umfasst eine metallische Innenhülse, eine dazu konzentrische metallische Außenhülse sowie einen zwischen diesen Hülsen angeordneten Gummikörper. - Beim Ein- und Ausfedern der Achse kann es aufgrund von Relativbewegungen zu Geräuschbildung im Bereich der Achsführungslager kommen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch ein Achsführungslager zur Ankopplung einer Hinterachse an einen Fahrzeugaufbau gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Achsführungslager umfasst eine Außenhülse zur Ankopplung an die Hinterachse, ein Innenteil zur feststehenden Anordnung am Fahrzeugaufbau, das sich in die Außenhülse hineinerstreckt, und einen Gummikörper zwischen der Außenhülse und dem Innenteil zur schwenkbaren Abstützung der Außenhülse am Innenteil. Es zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass das Innenteil eine Anschlagscheibe aufweist, die von einem axialen Endabschnitt der Außenhülse axial beabstandet ist, und dass der Gummikörper festhaftend mit der Anschlagscheibe verbunden ist.
- Bei Federbewegungen der Achse im Fahrbetrieb kann es hierdurch nicht zu Relativbewegungen zwischen dem Gummikörper und feststehenden Bauteilen, d. h. hier der Anschlagscheibe kommen, wodurch Geräusche und Verschleiß durch Abrieb verhindert werden. Ein Fetten der axialen Anlageflächen des Gummikörpers, wie es bei herkömmlichen Gummi-Metall-Lagern erforderlich ist, kann somit entfallen.
- Unter Gummikörpern werden vorliegend nicht nur Körper aus natürlichem Gummi, sondern auch solche aus anderen, in Gummi-Metall-Lagern üblicherweise eingesetzten Elastomeren verstanden.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen des Achsführungslagers sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
- Bevorzugt erstreckt sich die Anschlagscheibe des aufbauseitig festgelegten Innenteils radial soweit nach außen, dass diese einem axialen Endabschnitt der Außenhülse gegenüberliegt und dabei von diesem durch den Gummikörper beabstandet ist. Der Gummikörper erstreckt sich somit radial in den Bereich zwischen der Anschlagscheibe und dem axialen Endabschnitt der Außenhülse hinein. Hierdurch ist trotz Festlegung des Gummikörpers an der feststehenden Anschlagscheibe eine Schwenkbarkeit der Achse relativ zum Fahrzeugaufbau gegeben. Der Abstand zwischen Anschlagscheibe und axialem Endabschnitt der Außenhülse ist unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften des eingesetzten Elastomermaterials so gewählt, dass die Haftung des Gummikörpers an der Anschlagscheibe nicht beeinträchtigt wird.
- Auf die Hinterachse einwirkende Seitenkräfte werden direkt über den zwischen dem axialen Endabschnitt der Außenhülse und der Anschlagscheibe befindlichen Teil des Gummikörpers in die Anschlagscheibe und damit in den Fahrzeugaufbau eingeleitet. Hierdurch wird ein sehr direktes Ansprechen bei Seitenkräften erzielt.
- Zudem ergibt sich die Möglichkeit einer gewissen Entkopplung der Federsteifigkeiten in Fahrzeugslängs- und -querrichtung.
- Vorzugsweise bildet der Gummikörper hierzu einen radialen ringförmigen Vorsprung aus, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Außenhülse.
- Bevorzugt ist der Gummikörper vollflächig mit der Anschlagscheibe verbunden. Hierdurch wird bei kompakten Abmessungen eine optimale Haftung erzielt.
- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Außenhülse an ihrem zu der Anschlagscheibe weisenden Endabschnitt einen radialen Flansch auf, an dem der Gummikörper anliegt. Diese ermöglicht eine gute Seitenkrafteinleitung von der Außenhülse in den Gummikörper.
- Weiterhin kann der Gummikörper festhaftend mit der Außenhülse verbunden sein, um auch hier Geräusche und Verschleiß zu vermeiden.
- Das Innenteil weist einen Innenkern auf, der sich in die Außenhülse hineinerstreckt und mit der Anschlagscheibe verbunden ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der Innenkern und die Anschlagscheibe zusammen in einem Stück hergestellt. Die Anschlagscheibe kann jedoch auch axial von dem Innenrohr beabstandet und mit dem Fahrzeug verschraubt sein.
- Wie bereits aus der
DE 197 17 276 A1 kann die Lagersteifigkeit des Achslenkerlagers quer zur Längsachse der Außenhülse zumindest in einer ersten Richtung und der hierzu entgegengesetzten Richtung unterschiedlich groß sein. Vorzugsweise ist Lagersteifigkeit gegenüber in Vorwärtsfahrtrichtung auf die Hinterachse einwirkenden Kräften steifer als gegenüber entgegengerichtet einwirkenden Kräften. Bei Bedarf ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich. Die unterschiedlichen Steifigkeiten können beispielsweise durch unterschiedlich groß ausgebildete nierenförmige Ausnehmungen im Gummikörper, eine asymmetrische Konturierung des Innenkerns, eine asymmetrische Konturierung der Außenhülse oder eine Kombination hieraus erreicht werden. - Bevorzugt kommen zwei Achsführungslager der vorstehend erläuterten Art an einer Verbundlenker-Hinterachse zum Einsatz. Die Achsführungslager befinden sich jeweils an einem in Vorwärtsfahrtrichtung vornliegenden Endabschnitt zweier im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufender Längslenker und ermöglichen die schwenkbare Ankopplung an einen Fahrzeugaufbau. Die Schwenkachse verläuft im Wesentlichen horizontal und im Wesentlichen quer zur Vorwärtsfahrtrichtung.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung näher dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
-
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Verbundlenker-Hinterachse nach der Erfindung in einer Ansicht von oben, und in -
2 eine Horizontalschnittansicht eines erfindungsgemäßen Achsführungslagers. - Die in
1 dargestellte Verbundlenker-Hinterachse1 umfasst zwei im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Längslenker2 , die mittels eines Querträgers3 verbunden sind. Der Querträger3 ist in bekannter Art und Weise biegesteif, jedoch torsionsweich ausgeführt. An einem hinteren Endabschnitt jedes Längslenkers2 befindet sich ein Radträger zur Lagerung eines Fahrzeughinterrads4 . Ferner ist jeder Längslenker2 an einem vorderen Endabschnitt mittels eines Achsführungslagers5 am Fahrzeugaufbau6 angekoppelt. - Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft die Schwenkachse der Achsführungslager
5 horizontal und quer zur Fahrzeuglängsrichtung bzw. Vorwärtsfahrtrichtung. Von einer solchen Ausrichtung kann jedoch sowohl bezüglich der Horizontalrichtung als auch bezüglich des Anstellwinkels zur Fahrzeuglängsrichtung in einer Größenordnung bis zu etwa 25° abgewichen werden. - Das Achsführungslager
5 ist in2 näher dargestellt. Es umfasst eine Außenhülse7 zur Ankopplung an die Hinterachse1 , ein Innenteil8 zur feststehenden Anordnung am Fahrzeugaufbau6 und einen Gummikörper9 zwischen der Außenhülse7 und dem Innenteil8 zur schwenkbaren Abstützung der Außenhülse7 am Innenteil8 . - Die Außenhülse
7 weist einen zylindrischen Hülsenabschnitt10 auf, an den an einem axialen Endabschnitt11 ein radial abstehender Flansch12 angeformt ist. Der Hülsenabschnitt10 und der Flansch12 können jedoch auch als zunächst getrennte Teile hergestellt und anschließend miteinander verbunden sein. Sie können jedoch auch in einem Teil hergestellt sein. In eingebautem Zustand ist die Außenhülse7 fest mit einem Längslenker2 oder einem Lagerbock verbunden. Sie wird bevorzugt in Kunststoff ausgeführt, kann jedoch auch aus Metall bestehen. - Das Innenteil
8 weist einen Innenkern13 sowie eine Anschlagscheibe14 auf. Die Anschlagscheibe14 ist an einem axialen Endabschnitt des hier rohrförmigen Innenkerns13 angeordnet. Sie ist entweder an dem Innenkern13 befestigt, beispielsweise angeschweißt, oder einstückig mit dem Innenkern13 hergestellt. - In Abwandlung des Ausführungsbeispiels kann die Anschlagscheibe
14 auch axial vor dem Innenkern13 angeordnet, d. h. von diesem beabstandet sein. Beide Teile13 und14 sind dann lediglich über den Gummikörper9 verbunden. Die Anschlagscheibe14 kann dabei eigens am Fahrzeugaufbau festgelegt, z. B. angeschraubt sein, oder aber durch eine sich durch den Innenkern13 erstreckende Schraube gemeinsam mit dem Innenkern13 und dem Gummikörper9 gegen den Fahrzeugaufbau axial verspannt sein. - Wie
2 zeigt, erstreckt sich das Innenteil8 mit dem Innenkern13 in die Außenhülse7 hinein, wohingegen die Anschlagscheibe14 von dem axialen Endabschnitt11 der Außenhülse8 in Axialrichtung beabstandet ist. Vorliegend weist die Anschlagscheibe14 einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser der Außenhülse7 . Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser der Anschlagscheibe14 auch größer als der Außendurchmesser des Flansches12 , wodurch für den nachfolgend näher erläuterten Gummikörper9 eine breite Befestigungsbasis geschaffen wird. - Der Gummikörper
9 umfasst einen ersten Abschnitt15 innerhalb der Außenhülse7 sowie einen zweiten, auf der Seite der Anschlagscheibe14 aus der Außenhülse7 axial herausragenden zweiten Abschnitt16 . Letzterer füllt den Bereich zwischen der Anschlagscheibe14 und dem axialen Endabschnitt11 der Außenhülse7 . Er bildet einen ringförmigen Vorsprung17 aus, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Außenhülse7 . Der ringförmige Vorsprung17 liegt axial an der Anschlagscheibe14 sowie am Flansch12 der Außenhülse7 an. - Zur Vermeidung von Relativbewegungen zwischen dem Gummikörper
9 und feststehenden Abschnitten des Fahrzeugaufbaus ist der Gummikörper9 mit der Anschlagscheibe14 fest verbunden, beispielsweise anvulkanisiert. Vorzugsweise ist der Gummikörper vollflächig ohne Luftspalt an der Anschlagscheibe14 befestigt. Das Innenteil8 und damit die Anschlagscheibe14 sind ihrerseits am Fahrzeugaufbau feststehend angeordnet. Bei Federbewegungen der Hinterachse1 und einem damit einhergehenden Verschwenken der Längslenker2 gegenüber dem Fahrzeugaufbau werden die Gummikörper9 der Achsführungslager5 vor allem im Bereich der zweiten Abschnitte16 verformt. Aufgrund der festen Verbindung mit der Anschlagscheibe14 können jedoch weder Verschleiß durch Abrieb noch Störgeräusche auftreten. - Der Gummikörper
9 ist auch in Bereich seines Kontakts mit der Außenhülse7 festhaftend verbunden, beispielsweise anvulkanisiert, so dass bei Federbewegungen der Hinterachse1 auch zwischen dem Gummikörper9 und der Außenhülse7 weder Verschleiß noch Störgeräusche entstehen können. - Im Hinblick auf eine akustische Entkopplung und ein komfortables Abrollen einerseits sowie eine gute Fahrdynamik andererseits sind die Achsführungslager
5 mit richtungsabhängig unterschiedlicher Lagersteifigkeit ausgebildet. Gegenüber Kräften, welche entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung an der Hinterachse1 angreifen, ist die Steifigkeit C1 des Gummikörpers9 geringer, als gegenüber Kräften, die in Fahrtrichtung wirken (Steifigkeit C2). Die unterschiedlichen Steifigkeiten lassen sich, wie in2 beispielhaft gezeigt, vor allem durch unterschiedlich große Ausnehmungen18 und19 am ersten Abschnitt15 des Gummikörpers9 realisieren, wobei für eine geringere Steifigkeit C1 eine größere Ausnehmung18 in Vorwärtsfahrtrichtung vor dem Innenkern13 und für eine höhere Steifigkeit C2 eine kleinere Ausnehmung19 oder gar keine Ausnehmung bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung hinter dem Innenkern13 vorgesehen wird. Es ist jedoch auch möglich, in Fahrzeuglängsrichtung unterschiedliche Steifigkeiten C1 und C2 durch eine asymmetrische Konturierung des Innenkerns13 und/oder der Außenhülse7 zu bewirken oder die vorgenanten Maßnahmen miteinander zu kombinieren. Die Steifigkeiten C1 und C2 können in Bezug auf die Fahrtrichtung auch anders, beispielsweise umgekehrt zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel ausgerichtet werden. - Die Seitenkraftabstützung erfolgt überwiegend über den zweiten Abschnitt
16 des Gummikörpers9 , dessen Steifigkeit in2 mit C3 angedeutet ist. Dessen Abmessungen sind im Übrigen so gewählt, dass bei Federbewegungen der Hinterachse1 der Gummikörper9 nicht von der Anschlagscheibe14 abgeschert wird. - Die Erfindung wurde vorstehen anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Hinterachse
- 2
- Längslenker
- 3
- Querträger
- 4
- Fahrzeughinterrads
- 5
- Achsführungslager
- 6
- Fahrzeugaufbau
- 7
- Außenhülse
- 8
- Innenteil
- 9
- Gummikörper
- 10
- Hülsenabschnitt
- 11
- axialer Endabschnitt
- 12
- Flansch
- 13
- Innenkern
- 14
- Anschlagscheibe
- 15
- erster Abschnitt des Gummikörpers
- 16
- zweiter Abschnitt des Gummikörpers
- 17
- ringförmiger Vorsprung des Gummikörpers
- 18
- Ausnehmung
- 19
- Ausnehmung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
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- DE 19717276 A1 [0002, 0018]
- DE 4311090 A1 [0004]
Claims (10)
- Achsführungslager zur Ankopplung einer Hinterachse an einen Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs, umfassend: eine Außenhülse (
7 ) zur Ankopplung an die Hinterachse, ein Innenteil (8 ) zur feststehenden Anordnung am Fahrzeugaufbau, das sich in die Außenhülse (7 ) hineinerstreckt, und einen Gummikörper (9 ) zwischen der Außenhülse (7 ) und dem Innenteil (8 ) zur schwenkbaren Abstützung der Außenhülse (7 ) am Innenteil (8 ), wobei das Innenteil (8 ) eine Anschlagscheibe (14 ) aufweist, die von einem axialen Endabschnitt (11 ) der Außenhülse (7 ) axial beabstandet ist, und der Gummikörper (9 ) festhaftend mit der Anschlagscheibe (14 ) verbunden ist. - Achsführungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagscheibe (
14 ) einem axialen Endabschnitt (11 ) der Außenhülse (7 ) durch den Gummikörper (9 ) beabstandet gegenüberliegt und der Gummikörper (9 ) sich in den Bereich zwischen dem axialen Endabschnitt (11 ) der Außenhülse (7 ) und der Anschlagscheibe hineinerstreckt. - Achsführungslager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummikörper (
9 ) einen radialen ringförmigen Vorsprung (17 ) ausbildet, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Außenhülse (7 ). - Achsführungslager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (
7 ) an ihrem zu der Anschlagscheibe (14 ) weisenden axialen Endabschnitt (11 ) einen radialen Flansch (12 ) ausbildet, an dem der Gummikörper (9 ) anliegt. - Achsführungslager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummikörper (
9 ) festhaftend mit der Außenhülse (7 ) verbunden ist. - Achsführungslager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummikörper (
9 ) vollflächig mit der Anschlagscheibe (14 ) haftverbunden ist. - Achsführungslager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (
8 ) einen Innenkern (13 ) aufweist, der sich in die Außenhülse (7 ) hineinerstreckt und in einem Stück mit der Anschlagscheibe (14 ) hergestellt ist oder mit der Anschlagscheibe (14 ) verbunden ist. - Achsführungslager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (
8 ) einen rohrförmigen Innenkern (13 ) aufweist, der sich in die Außenhülse (7 ) hineinerstreckt, die Anschlagscheibe (14 ) axial von einem Ende des Innenkerns (13 ) beabstandet ist und beide lediglich über den Gummikörper (9 ) verbunden sind. - Achsführungslager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit des Achsführungslagers (
5 ) quer zur Längsachse der Außenhülse (7 ) zumindest in einer ersten Richtung und der hierzu entgegengesetzten Richtung unterschiedlich groß ist. - Verbundlenker-Hinterachse für Kraftfahrzeuge, umfassend: zwei im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Längslenker (
2 ), und zwei Achsführungslager (5 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Längslenker (2 ) jeweils an einem in Vorwärtsfahrtrichtung vornliegenden Endabschnitt mit einem Achsführungslager (5 ) um eine im Wesentlichen horizontale Achse im Wesentlichen quer zur Vorwärtsfahrtrichtung schwenkbar an einem Fahrzeugaufbau ankoppelbar sind.
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