DE102013215391A1

DE102013215391A1 - Federbein oder dgl. eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102013215391A1
Application number: DE201310215391
Authority: DE
Inventors: Georg Kötzinger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2015-02-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Federbein eines Fahrzeugs, über welches der Fahrzeug-Aufbau unter Zwischenschaltung einer Tragfeder anteilig auf einem Rad des Fahrzeugs abgestützt ist und welches ein die Stützkraft der Tragfeder übertragendes Rohr aufweist, mit einer Maßnahme zur Begrenzung der über das Rohr und die Tragfeder zwischen dem Rad und dem Aufbau übertragenen Last. Es ist das Rohr teleskopierbar ausgebildet und weist im Überlappungsbereich koaxial angeordneter Rohrteile einen deren Wände durchdringenden Scherbolzen aufweist, welcher ausgelegt ist, bei Überschreiten einer definierten Grenzlast abzuscheren und somit eine durch einen weiterhin vorgesehenen Anschlag begrenzte und das Federbein sichtbar verkürzende Verlagerung der der Rohrteile gegeneinander zu ermöglichen. Zusätzlich kann der Überlappungsbereich der Rohrteile als Presssitz ausgeführt sein, während der Anschlag durch den Boden eines im Federbein vorgesehenen Schwingungsdämpfers gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbein oder dgl. eines Fahrzeugs, über welches der Fahrzeug-Aufbau unter Zwischenschaltung einer Tragfeder anteilig auf einem Rad des Fahrzeugs abgestützt ist und welches ein die Stützkraft der Tragfeder übertragendes Rohr aufweist, mit einer Maßnahme zur Begrenzung der über das Rohr und die Tragfeder zwischen dem Rad und dem Aufbau übertragenen Last. Lediglich beispielhalber wird zum Stand der Technik auf die DE 10 2006 057 664 A1 verwiesen.
Für die federnde Abstützung des Aufbaus eines Fahrzeugs, bspw. Personenkraftwagens, auf den Fahrzeug-Rädern können sog. Federbeine oder funktional vergleichbare Bauelemente vorgesehen sein, welche ein Rohrelement aufweisen, welches u. a. der Führung der radindividuellen sog. Tragfeder dient und deren Federkraft zum jeweiligen Fzg.-Rad oder zum Fzg.-Aufbau hin überträgt. Üblicherweise ist bei Federbeinen der Aufbau direkt auf der Tragfeder abgestützt, welche mit ihrem anderen Ende am besagten Rohr abgestützt ist, dessen der Tragfeder abgewandtes Ende am Rad abgestützt ist, jedoch ist die vorliegende Erfindung ausdrücklich nicht auf eine derartige Anordnung von Tragfeder und Rohr beschränkt.
Es kann vorkommen, dass über die Abstützung des Federbeins oder dgl. am Fzg.-Aufbau in diesen derart große Kräfte (als oben sowie im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannte „Last”, die wiederum als mechanisch-physikalische Belastung bezeichnet werden kann) eingeleitet werden, dass eine bleibende Verformung des Fzg.-Aufbaus im Einleitungsbereich dieser Belastung die Folge wäre. Letzteres soll jedoch verhindert werden, weshalb im Kraftpfad zwischen dem Rad und dem Fzg.-Azfbau zwei miteinander verbundene Bauelemente solchermaßen miteinander verbunden sein können, dass in diesem Verbindungsbereich bei Überschreiten einer definierten Grenzlast eine geeignete Verlagerung dieser Bauteile gegeneinander erfolgt, aufgrund derer nurmehr eine signifikant geringere Kraft in den genannten Einleitungsbereich des Fzg.-Aufbaus gelangt. In der eingangs genannten DE 10 2006 057 664 A1 handelt es sich bei diesen beiden Bauteilen um das besagte Rohr (in Form eines Dämpferrohrs) und ein kraftschlüssig mit diesem verbundenes und das Rad tragendes Schwenklager (Achsschenkel).
Hiermit soll nun eine weitere und einfache Möglichkeit zur Verhinderung einer Überlastung des besagten Einleitungsbereichs sowie zum Sichtbarmachen einer in diesem Sinne erfolgten Maßnahme zur Begrenzung der über das Rohr und die Tragfeder zwischen dem Rad und dem Aufbau übertragenen Last aufgezeigt werden, d. h. es soll für den Nutzer des Fahrzeugs sichtbar werden, dass es erforderlich war, eine Überlastung des besagten Einleitungsbereichs mit der erfindungsgemäßen Maßnahme zu verhindern, und dass folglich eine Werkstatt aufgesucht werden sollte, um das Fahrwerk und die Radaufhängung in ihrer Gesamtheit auf eine Schädigung zu überprüfen bzw. den Ursprungszustand wieder herzstellen (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Federbein oder dgl. eines Fahrzeugs, über welches der Fahrzeug-Aufbau unter Zwischenschaltung einer Tragfeder anteilig auf einem Rad des Fahrzeugs abgestützt ist und welches ein die Stützkraft der Tragfeder übertragendes Rohr aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr teleskopierbar ausgebildet ist und im Überlappungsbereich koaxial angeordneter Rohrteile einen deren Wände durchdringenden Scherbolzen aufweist, welcher ausgelegt ist, bei Überschreiten einer definierten Grenzlast abzuscheren und somit eine durch einen weiterhin vorgesehenen Anschlag begrenzte und das Federbein sichtbar verkürzende Verlagerung der der Rohrteile gegeneinander zu ermöglichen. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäß vorgesehener Scherbolzen erlaubt es, die besagte Grenzlast, bei Überschreiten welcher allgemein ausgedrückt selbsttätig eine Maßnahme zur Verhinderung der Einleitung einer entsprechend hohen Kraft in den besagten Einleitungsbereich des Fzg.-Aufbaus, an welchem die Tragfeder-Kraft abgestützt ist, eingeleitet wird, besonders eng zu tolerieren. Scherbruch ist bekanntlich besonders exakt berechenbar und somit kann ein Scherbolzen besonders genau auf eine definierte Grenzlast hin ausgelegt werden. Auch ist die fertigungstechnische Umsetzung äußerst einfach. Wenn dabei der Scherbolzen in Form einer Schraube ausgeführt ist, ist nicht nur dieser, sondern es sind auch die besagten Rohrteile für ihren üblichen Betrieb oder Einsatz unterhalb der besagten Grenzlast optimal gesichert.
Wenn der Überlappungsbereich der Rohrteile in Form eines geeignet dimensionierten Presssitzes ausgeführt ist, so werden nach einem Abscheren des Scherbolzens weiterhin die beiden Rohrteile gegeneinander verlagert oder verschoben und es wird bei dieser Verschiebebewegung in nennenswertem Umfang und über das Abscheren des Scherbolzens hinausgehend vorteilhafterweise zusätzliche Energie (resultierend aus der zwischen dem Rad und dem Fzg.-Aufbau zu übertragenden Kraft) abgebaut, welche somit nicht in den Einleitungsbereich des Fahrzeug-Aufbaus gelangen kann.
Eine äußerst einfache Gestaltung des genannten Anschlags ergibt sich, wenn dieser Anschlag durch den Boden eines im bzw. am Federbein vorgesehenen Schwingungsdämpfers gebildet ist, auf welchen dasjenige Rohrteil, welches gegenüber dem anderen fest mit Dämpfer verbundenen Rohrteil verlagerbar ist, nach Abscheren des Scherbolzens und Überwindung der Losbrechhaftung und Haftung aus dem ggf. vorgesehenen Presssitz auftrifft. Bis zu diesem Auftreffen können die beiden Rohrteile bspw. über eine Strecke von 25 Millimeter gegeneinander verschoben worden sein, was eine entsprechende Schiefstellung des Fahrzeug-Aufbaus zur Folge hat, welche für den Nutzer deutlich sichtbar ist, so dass dem Fahrer folglich aufgezeigt wird, dass die erfindungsgemäße Maßnahme zur Begrenzung der über das Rohr und die Tragfeder zwischen dem Rad und dem Aufbau übertragenen Last selbsttätig durchgeführt wurde.
Die beigefügte Prinzipskizze zeigt auf das Wesentliche abstrahiert ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei mit der Bezugsziffer 1 der in Vertikalrichtung betrachtet untere Endabschnitt eines Schwingungsdämpfers (für diesen gesamthaft wird ebenfalls die Bezugsziffer 1 verwendet) in einem oberhalb dieses unteren Endabschnitts 1 wie üblich gestalteten Federbein eines Fahrzeugs bezeichnet ist. Oberhalb dieses figürlich dargestellten Endabschnitts 1 ist am Gehäuse dieses Schwingungsdämpfer-Endabschnitts 1 somit das untere Ende einer figürlich nicht dargestellten Tragfeder abgestützt, auf deren oberen Ende der Fzg.-Aufbau anteilig abgestützt ist.
Vom unteren Boden 1a des Schwingungsdämpfers 1 geht im (im Fahrzeug eingebauten Zustand des Federbeins) im wesentlichen in Vertikalrichtung nach unten ein in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 2 gekennzeichnetes Rohr ab, an dessen gegenüberliegendes Ende eine Gabel 3 angeschweißt ist, die beispielsweise an einen (nicht dargestellten) radführenden Lenker angelenkt ist, so dass über die besagte Tragfeder und das Rohr 2 mit der Gabel 3 der Fahrzeug-Aufbau anteilig auf dem genannten Lenker und wie üblich über diesen weitergehend auf demjenigen Fahrzeug-Rad, welches durch den besagten Lenker geführt ist, abgestützt ist.
Wie ersichtlich ist das Rohr 2 zweiteilig ausgeführt, mit einem oberen Rohrteil 2a, dessen oberes Ende mit dem Boden 1a des Dämpfers 1 verschweißt ist, und einem unteren Rohrteil 2b, dessen unteres Ende mit der besagten Gabel 3 verschweißt ist. Das untere Rohrteil 2b ist von geringerem Durchmesser als das obere Rohrteil 2a und ragt koaxial in letzteres hinein, so dass ein Überlappungsbereich B vorliegt, in welchem das Rohr 2 quasi doppelwandig ist, indem das Rohrteil 2b im Überlappungsbereich B innerhalb des Rohrteils 2a liegt, wobei die Abmessungen der Rohrteile 2a, 2b solchermaßen gewählt sind, dass diese ineinander bzw. aufeinander und längs der gemeinsamen Rohrachse verschiebbar geführt sind. Dabei kann die Durchmesser-Passung der beiden Rohrteile im Überlappungsbereich auch als geringer Presssitz ausgeführt sein, wie weiter oben erläutert wurde.
Im Überlappungsbereich B sind die beiden Rohrteile 2a, 2b über einen erfindungsgenmäßen Scherbolzen 4, welcher sich senkrecht zur gemeinsamen Rohrachse (= Längsachse dieser Rohrteile 2a, 2b) durch deren Wände sowie durch die genannte Rohrachse erstreckt, miteinander verbunden. Dabei ist der Scherbolzen 4 solchermaßen ausgelegt, dass im regulären Fahrbetrieb des Fahrzeugs, wenn keine übermäßig hohen Lasten über das Rohr 2 zwischen dem Rad und dem Fzg.-Aufbau übertragen werden, die beiden Rohrteile 2a, 2b relativ zueinander gesichert und somit nicht gegeneinander verschiebbar sind. Im Falle einer Überlast, d. h. wenn die von der Gabel 3 über das Rohr 2 in die genannte Tragfeder und somit in den Fahrzeug-Aufbau übertragene Kraft einen Grenzwert, nämlich die besagte Grenzlast überschreitet, schert dieser Scherbolzen 4 wie weiter oben beschrieben im Bereich der Rohrwandungen ab und es können sich die beiden Rohrteile 2a, 2b in Richtung ihrer gemeinsamen Längsachse gegeneinander bewegen, und zwar solange, bis das obere Ende des unteren Rohrteils 2b an der Unterseite des Bodens 1a des Schwingungsdämpfers 1 zum Anschlag kommt, welcher Boden 1a folglich einen Anschlag für das nunmehr (nach Abscheren des Scherbolzens 4) gegenüber dem Rohrteil 2a verschiebbare Rohrteil 2b bildet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006057664 A1 [0001, 0003]

Claims

Federbein oder dgl. eines Fahrzeugs, über welches der Fahrzeug-Aufbau unter Zwischenschaltung einer Tragfeder anteilig auf einem Rad des Fahrzeugs abgestützt ist und welches ein die Stützkraft der Tragfeder übertragendes Rohr (2) aufweist, mit einer Maßnahme zur Begrenzung der über das Rohr (2) und die Tragfeder zwischen dem Rad und dem Aufbau übertragenen Last, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (2) teleskopierbar ausgebildet ist und im Überlappungsbereich (B) koaxial angeordneter Rohrteile (2a, 2b) einen deren Wände durchdringenden Scherbolzen (4) aufweist, welcher ausgelegt ist, bei Überschreiten einer definierten Grenzlast abzuscheren und somit eine durch einen weiterhin vorgesehenen Anschlag (1a) begrenzte und das Federbein sichtbar verkürzende Verlagerung der der Rohrteile (2a, 2b) gegeneinander zu ermöglichen.
Federbein oder dgl. nach Anspruch 1, wobei der Scherbolzen (4) in Form einer Schraube ausgeführt ist.
Federbein nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Überlappungsbereich (B) der Rohrteile (2a, 2b) als Presssitz ausgeführt ist.
Federbein nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Anschlag (1a) durch den Boden (1a) eines im Federbein vorgesehenen Schwingungsdämpfers (1) gebildet ist.