DE102013002169B4

DE102013002169B4 - Gummi-Metall-Lager für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102013002169B4
Application number: DE102013002169.3A
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Oskar Winter; Hans-Jürgen Langhoff; Dominik Mohrlock
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2021-06-24
Anticipated expiration: 2033-02-08
Also published as: DE102013002169A1

Abstract

Gummi-Metall-Lager (10) für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Lagerinnenhülse (12), eine Lageraußenhülse (14) sowie einen zwischen Lagerinnenhülse (12) und Lageraußenhülse (14) angeordneten Elastomerkörper (16), dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenhülse (12) stirnseitig jeweils ein Distanzelement (20) zugeordnet ist, und die Lagerinnenhülse (12) und die Distanzelemente (20) von einem Lagerbolzen (24) durchfasst sind, dessen aus der Lagerinnenhülse (12) und den Distanzelementen (20) hinausreichenden Endbereichen (26) jeweils ein Ausgleichselement (28) zugeordnet ist, wobei die den Ausgleichselementen (28) zugewandten Oberflächen (22) der Distanzelemente (20) konvex und die den Distanzelementen (20) zugewandten Oberflächen (30) der Ausgleichselemente (28) konkav ausgebildet sind, so dass zwischen den Distanzelementen (20) und den Ausgleichselementen (28) eine winkeltoleranzausgleichende Abrollbewegung ermöglicht ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gummi-Metall-Lager für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
Gummi-Metall-Lager für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs sind in vielerlei Ausgestaltung bekannt und werden z.B. als sogenannte Hilfsrahmenlager eingesetzt, um einen Hilfsrahmen an der Karosserie zu lagern.
Aufgrund der hohen Ansprüche an Komfort und Fahrdynamik werden an derartige Lager extreme Vorgaben hinsichtlich der Lagerkennung gemacht. So soll in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) über einen geringen Wert eine sehr geringe Lagersteifigkeit vorherrschen, um einen hohen Abrollkomfort zu ermöglichen. Zudem soll in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) im Fahrzustand ein Freigang zwischen Hilfsrahmenlager und Karosserie eingestellt sein. Aufgrund von Toleranzen an der Karosserie, im Hilfsrahmen und im Lager selbst werden diese engen Freiwege oftmals schon nach der Montage aufgebraucht und führen zu unerwünschten Eigenschaften des Lagers, welche sowohl Fahrkomfort als auch Fahrdynamik verschlechtern.
Ein gattungsgemäßes, sämtliche Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 aufweisendes Gummi-Metall-Lager ist in der EP 0 147 662 A1 offenbart.
Aus der GB 648 547 A ist ein Schwenklager bekannt, welches zwei buchsenförmige Elastomerkörper umfasst. Das offenbarte Lager zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die in axialer Richtung betrachtet äußeren stirnseitigen Flächen der beiden buchsenförmigen Elastomerkörper gekrümmt bzw. kegelstumpfförmig ausgebildet sind. Eine ähnliche Konstruktion ist in der GB 904 980 A offenbart: Der Elastomerkörper ist wiederum in Form zweier Buchsen ausgebildet, deren Körperabschnitte in axialer Richtung betrachtet in jeweils konisch geformte, stirnseitige Flanschabschnitte auslaufen, wobei die stirnseitigen Flanschabschnitte eine in Bezug zu den Körperabschnitten höhere Härte aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gummi-Metall-Lager gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass das Lager eine ausgleichende Wirkung hinsichtlich von Toleranzen an der Karosserie bzw. Hilfsrahmen aufweist und somit ein höherer Fahrkomfort als auch eine verbesserte Fahrdynamik gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung.
In bekannter Art und Weise umfasst das Gummi-Metall-Lager für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs eine Lagerinnenhülse, eine Lageraußenhülse sowie einen zwischen Lagerinnenhülse und Lageraußenhülse angeordneten Elastomerkörper.
Erfindungsgemäß ist der Lagerinnenhülse stirnseitig jeweils ein Distanzelement zugeordnet. Zudem ist ein die Lagerinnenhülse und die Distanzelemente durchfassender Lagerbolzen bzw. Schraubbolzen vorgesehen, dessen aus der Lagerinnenhülse und den Distanzelementen hinausreichenden Endbereichen jeweils ein Ausgleichselement zugeordnet ist. Hierbei sind die den Ausgleichselementen zugewandten Oberflächen der Distanzelemente konvex und die den Distanzelementen zugewandten Oberflächen der Ausgleichselemente konkav ausgebildet, so dass zwischen den Distanzelementen und den Ausgleichselementen eine winkeltoleranzausgleichende Abrollbewegung ermöglicht ist.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Gummi-Metall-Lagers ist nunmehr in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass auftretende Winkeltoleranzen kompensierbar sind und insofern vorgegebene Lager-Freiheitsgrade erhalten werden können.
Ein weiterer Vorteil ist, dass aufgrund des Ausgleiches von Winkelfehlern nunmehr eine optimalere Auslegung des Hilfsrahmenlagers ermöglicht ist. Vorteilhaft ist zudem, dass aufgrund der Ausgestaltung des Lagers ein nachträgliches Bearbeiten der Karosserie, z.B. Planfräsen der Karosserie, entfällt, d.h. dass eine kostengünstigere Fertigung gewährleistet ist. Vorteilhaft ist zudem, dass nunmehr Fahrkomfort als auch die Fahrdynamik gesteigert werden können.
Vorzugsweise sind hierbei die Lagerinnenhülse, die Lageraußenhülse, der Elastomerkörper, der Lagerbolzen sowie die Distanzelemente und die Ausgleichselemente als eine vormontierte Baueinheit ausgebildet. Die Ausbildung der oben genannten Lagerbestandteile als eine vormontierte Baueinheit erweist sich als besonders vorteilhaft, da eine besonders einfache Montage ermöglicht ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Distanzelemente und die Ausgleichselemente als separate Bauteile ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass ein unter Umständen vorzunehmender Austausch eines Elementes schnell durchführbar ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Lagerinnenhülse und die Distanzelemente und/oder der Lagerbolzen und die Ausgleichselemente einteilig ausgebildet. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine verlustsichere Ausgestaltung gewährleistet.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
In der Zeichnung bedeutet:

1 eine Draufsicht auf einen mittels vier Hilfsrahmenlager an einer Karosserie lagerbaren Hilfsrahmen;
2 eine Schnittdarstellung eines Hilfsrahmenlagers nach dem Stand der Technik, und
3 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hilfsrahmenlagers.

1 zeigt einen insgesamt mit der Bezugsziffer 100 bezeichnetes Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug.
Der Hilfsrahmen 100 weist zwei in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) ausgerichtete Längsträger 112 sowie zwei in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) ausgerichtete Querträger 114 auf. Über vier Hilfsrahmenlager 10 ist der Hilfsrahmen 100 an einer Fahrzeugkarosserie festlegbar.
Ein Hilfsrahmenlager 10 nach dem Stand der Technik ist in 2 dargestellt:

Das Hilfsrahmenlager 10 umfasst eine Innenhülse 12, eine Außenhülse 14 sowie einen zwischen Innenhülse 12 und Außenhülse 14 angeordneten Elastomerkörper 16.

Wie 2 zu entnehmen ist, befindet sich das Hilfsrahmenlager 10 in schiefer Anlage an einer Konsole 18 der Fahrzeugkarosserie. Die in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) vorgesehenen Freiwege sind somit bereits bei Montage des Lagers 10 aufgebraucht.
Das in 3 dargestellte erfindungsgemäße Hilfsrahmenlager 10 weist entsprechend zu dem Hilfsrahmenlager nach dem Stand der Technik gemäß 2 eine Innenhülse 12, eine Außenhülse 14 sowie einen zwischen Innen- und Außenhülse 12, 14 angeordneten Elastomerkörper 16 auf.
Wie 3 weiter zu entnehmen ist, ist beiden Stirnseiten der Lagerinnenhülse 12 jeweils ein Distanzelement 20 zugeordnet. Die Distanzelemente 20 sind vorliegend als separate, scheibenförmige Bauteile ausgebildet. Wie 3 zu entnehmen ist, ist hierbei die der Innenhülse 12 abgewandte Oberfläche 22 der Distanzelemente 20 jeweils konvex ausgebildet.
Weiterhin weist das erfindungsgemäße Hilfsrahmenlager 10 einen die Lagerinnenhülse 12 sowie die beiden Distanzelemente 20 durchfassende Lagerbolzen 24 auf. An beiden aus der Lagerinnenhülse 12 sowie den beiden Distanzelementen 20 hinausreichenden Endbereichen 26 des Lagerbolzens 24, ist jeweils ein Ausgleichselement 28 vorgesehen. Die dem Distanzelement 20 zugewandte Oberfläche 30 der Ausgleichselement 28 sind jeweils konkav ausgebildet und stehen in direktem Kontakt mit den Distanzelementen 20.
Wie 3 zu entnehmen ist, bleiben auch bei einer schiefen Anlage des Lagers 10 an der Konsole 18, aufgrund des Vorsehens von Distanzelement 20 und Ausgleichselement 28 sowie der entsprechenden konvexen bzw. konkaven Ausgestaltung der Oberflächen von Distanzelement 20 und Ausgleichselement 28, die Freiwege in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) erhalten.
Somit ist in vorteilhafter Weise durch das erfindungsgemäße Hilfsrahmenlager 10 gewährleistet, dass auftretende Winkeltoleranzen kompensierbar sind und insofern vorgegebene Lager-Freiheitsgrade erhalten bleiben.
Bezugszeichenliste

10: Gummi-Metall-Lager / Hilfsrahmenlager
12: Lagerinnenhülse
14: Lageraußenhülse
16: Elastomerkörper
18: Konsole an der Karosserie
20: Distanzelement
22: konvexe Oberfläche der Distanzelemente
24: Lagerbolzen
26: Endbereiche der Lagerachse
28: Ausgleichselement
30: konkave Oberfläche der Ausgleichselemente
100: Hilfsrahmen
112: Längsträger des Hilfsrahmens
114: Querträger des Hilfsrahmens

Claims

Gummi-Metall-Lager (10) für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Lagerinnenhülse (12), eine Lageraußenhülse (14) sowie einen zwischen Lagerinnenhülse (12) und Lageraußenhülse (14) angeordneten Elastomerkörper (16), dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenhülse (12) stirnseitig jeweils ein Distanzelement (20) zugeordnet ist, und die Lagerinnenhülse (12) und die Distanzelemente (20) von einem Lagerbolzen (24) durchfasst sind, dessen aus der Lagerinnenhülse (12) und den Distanzelementen (20) hinausreichenden Endbereichen (26) jeweils ein Ausgleichselement (28) zugeordnet ist, wobei die den Ausgleichselementen (28) zugewandten Oberflächen (22) der Distanzelemente (20) konvex und die den Distanzelementen (20) zugewandten Oberflächen (30) der Ausgleichselemente (28) konkav ausgebildet sind, so dass zwischen den Distanzelementen (20) und den Ausgleichselementen (28) eine winkeltoleranzausgleichende Abrollbewegung ermöglicht ist.
Gummi-Metall-Lager (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerinnenhülse (12), die Lageraußenhülse (14), der Elastomerkörper (16), der Lagerbolzen (24) sowie die Distanzelemente (20) und die Ausgleichselemente (28) eine vormontierte Baueinheit bilden.
Gummi-Metall-Lager (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente (20) und die Ausgleichselemente (28) als separate Bauteile ausgebildet sind.
Gummi-Metall-Lager (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerinnenhülse (12) und die Distanzelemente (20) und/oder der Lagerbolzen (24) und die Ausgleichselemente einteilig ausgebildet sind.