DE102015114768B4

DE102015114768B4 - Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator und denselben anwendendes Radaufhängungssystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015114768B4
Application number: DE102015114768.8A
Authority: DE
Inventors: Jun-Ho Jang; Hyun-Min Kang; Chang-Kyu Kim; Deok-Woo YUN; Dong-Gyu LIM; Tea-Sung KWON; Sung-Keun Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co; Iljin Co Ltd
Current assignee: Hyundai Motor Co; Iljin Co Ltd
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2035-09-04
Also published as: KR101646443B1; US9522585B2; DE102015114768A1; DE102015114768A8; CN105835647B; US20160221409A1; CN105835647A

Abstract

Ein Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1), aufweisend:einen Polymerverbundwerkstoff-Halter (20), der aus einem Polymerverbundwerkstoff gemacht ist, in einen Montagebefestigungsabschnitt (21), welcher ein Einbaustück (30B) hat, in das Montagebolzen (30C) zum Durchdringen eingepresst werden, und einen Lagermontageabschnitt (25) unterteilt ist, und mit einem Mittelloch an einem mittleren Abschnitt davon ausgestattet ist,eine elastische Masse (10), die mit dem Polymerverbundwerkstoff-Halter (20) vernetzt ist, damit ein Manschettenloch, das das an dem mittleren Abschnitt des Polymerverbundwerkstoff-Halters (20) ausgebildete Mittelloch umgibt, in ein oberes Manschettenloch (10-2a) und ein unteres Manschettenloch (10-2b) unterteilt ist, wobei das obere Manschettenloch (10-2a) mit einer oberen Manschette (30A-1) gekoppelt ist und das untere Manschettenloch (10-2b) mit einer unteren Manschette (30A-2) gekoppelt ist, undein Lager (50-2), das an dem Lagermontageabschnitt (25) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Federbeinisolator mit integriertem Lager und insbesondere ein Radaufhängungssystem für ein Fahrzeug (z.B. Kraftfahrzeug), das imstande ist, die Vibroakustik(noise vibration harshness, NVH)-Eigenschaft und die Produktivität zu verbessern, indem ein Federbeinisolator angewendet wird, der aus einem Polymerverbundwerkstoff hergestellt ist, um sein Gewicht zu verringern und eine Komponentenintegration mit einem Federbeinlager zu erzielen.
Im Allgemeinen trägt ein auf ein Radaufhängungssystem für ein Fahrzeug angewendeter Isolator (bzw. Dämpfer) dazu bei, den Fahrkomfort zu verbessern, indem durch die Anregung eines Verbrennungsmotors oder während der Fahrt des Fahrzeugs von der Straße übertragene Vibrationen absorbiert und reduziert werden.
Als ein Beispiel eines solchen Isolators gibt es einen Isolator, der auf ein Federbein eines das Radaufhängungssystem bildenden Stoßdämpfers angewendet ist, um den Stoßdämpfer mit einem Fahrzeugkörper zu verbinden. Der Isolator kann eine Mehrzahl von Halterungen, die mit einem Gummidämpfer zum Absorbieren von Stößen gekoppelt sind und den Dämpfer umgeben, und Bolzen zur Befestigung an dem Fahrzeugkörper usw. aufweisen.
Jedoch war der Isolator im Vergleich zu seiner Größe zwangsläufig ein Bauteil mit relativ hohem Gewicht, da es notwendig ist, Stahlhalterungen einzubeziehen, um das Radaufhängungssystem sicher mit Gummimaterial abzustützen, welches die Dämpfwirkung gegen die Außenkräfte bewirkt. Somit war es in jüngsten Jahren auch notwendig, das Gewicht des Isolators zu reduzieren, um die Kraftstoffeffizienzverbesserung zu erfüllen, welche aufgrund weiter erhöhter Umweltverordnungen gefordert wird.
Die KR 10 2014 127 952 A beschreibt einen Federbeinisolator, aufweisend einen Halter, der einen Montagebefestigungsabschnitt für einen Montagebolzen aufweist und mit einem Mittelloch an einem mittleren Abschnitt davon ausgestattet ist, eine elastische Masse, die mit dem Halter vernetzt ist, damit ein Manschettenloch, das das an dem mittleren Abschnitt des Halters ausgebildete Mittelloch umgibt, in ein oberes Manschettenloch und ein unteres Manschettenloch unterteilt ist, wobei das obere Manschettenloch mit einer oberen Manschette gekoppelt ist und das untere Manschettenloch mit einer unteren Manschette gekoppelt ist, und ein Lager.
Ein weiterer Federbeinisolator ist aus der DE 101 47 604 A1 bekannt.
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, das Gewicht und die Anzahl der Komponenten zu verringern, indem ein Straßenstöße absorbierender Stoßdämpfer und ein Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator vorgesehen werden, die als ein Polymerverbundwerkstoff mit integriertem Lager konfiguriert werden, und zahlreiche Aspekte sind insbesondere darauf gerichtet, ein Radaufhängungssystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, das imstande ist, die Vibroakustik(NVH)-Eigenschaft in hohem Maße zu verbessern, indem der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator auf ein Stoßdämpfer-Federbein angewendet wird.
Gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung weist ein Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (bzw. Polymerverbundwerkstoff-Federbeindämpfer) auf: einen Polymerverbundwerkstoff-Halter, der aus einem Polymerverbundwerkstoff gemacht ist (z.B. besteht), in einen Montagebefestigungsabschnitt , welcher ein Einbaustück hat, in das Montagebolzen zum Durchdringen eingepresst werden (bzw. sind), und einen Lagermontageabschnitt unterteilt ist, und mit einem Mittelloch an einem mittleren Abschnitt davon ausgestattet ist, eine elastische Masse, die mit dem Polymerverbundwerkstoff-Halter vernetzt (z.B. durch Vernetzungsreaktion angeformt) ist, damit ein Manschettenloch, das das an dem mittleren Abschnitt des Polymerverbundwerkstoff-Halters ausgebildete Mittelloch umgibt, in ein oberes Manschettenloch und ein unteres Manschettenloch unterteilt ist, wobei das obere Manschettenloch mit einer oberen Manschette gekoppelt ist und das untere Manschettenloch mit einer unteren Manschette gekoppelt ist, und ein Lager, das an dem Lagermontageabschnitt angeordnet ist.
Der Polymerverbundwerkstoff kann faserverstärkten Kunststoff aufweisen, der durch Glasfaser oder Kohlefaser verstärkt ist.
Der Montagebefestigungsabschnitt und der Lagermontageabschnitt kann mit einem Gummieinspritzung-Durchgang (z.B. durch Gummieinspritzung oder Gummispritzgießen gebildeten Durchgang) verbunden sein, der Gummieinspritzung-Durchgang kann mit ausgesparten Nuten ausgebildet sein, die mit dem Mittelloch in Verbindung stehen, und der Montagebefestigungsabschnitt, der Lagermontageabschnitt und der Gummieinspritzung-Durchgang können spritzgegossen sein, um ineinander integriert zu sein.
Der Montagebefestigungsabschnitt kann mit Einbaulöchern ausgebildet sein, in denen Einbaustücke jeweilig angeordnet sind, und die Einbaulöcher können an wenigstens drei Positionen ausgebildet sein.
Der Lagermontageabschnitt kann einen unteren konzentrischen Hohlkörper, der integral mit dem Gummieinspritzung-Durchgang ausgebildet (z.B. integral mit diesem verbunden) ist, einen unteren konzentrischen Expansionskörper, der den unteren konzentrischen Hohlkörper umgibt, um einen (z.B. dazu) konzentrischen Kreis zu bilden, und eine Einbaufläche aufweisen, die zwei gestufte Abschnitte zum unteren konzentrischen Expansionskörper hin bildet.
Der untere konzentrische Hohlkörper kann mit dem Gummieinspritzung-Durchgang eine gestufte Innenfläche (25a-1) aufweisen (bzw. bilden), um einen konzentrischen Kreis zu bilden (z.B. konzentrisch zur gestuften Innenfläche angeordnet zu sein).
Die Einbaufläche kann mit einer Mehrzahl von Rippen ausgebildet sein.
Die Einbaufläche kann mit einem Wälzkörperkäfig-Einbauteil aus Metall ausgestattet sein, das Wälzkörperkäfig-Einbauteil kann beim Spritzgießen des Lagermontageabschnitts in den Lagermontageabschnitt integriert werden, und das Lager kann in dem Wälzkörperkäfig-Einbauteil aufgenommen sein.
Die elastische Masse kann aus Gummi bestehen, der mittels einer Gummieinspritzungsform vernetzt ist (bzw. wird), und das obere Manschettenloch und das untere Manschettenloch können jeweilig unterschiedliche Innendurchmesser haben.
Die obere Manschette und die untere Manschette können mittels Befestigungsabschnitten befestigt sein, welche miteinander gekoppelt sind, wobei sie jeweilig in das obere Manschettenloch und das untere Manschettenloch eingesetzt sind.
Das Einbaustück kann einen Bolzenschaft-Vorsprung aufweisen, in den die Montagebolzen zum Durchdringen eingepresst werden, ein Abschnitt des Bolzenschaft-Vorsprungs kann dicker sein als andere Abschnitte, und das Einbaustück kann beim Spritzgießen des Polymerverbundwerkstoff-Halters in dem Polymerverbundwerkstoff-Halter integriert werden.
Das Einbaustück kann aus Kohlenstoffstahl- oder Schmiedealuminium-Material hergestellt sein.
Das Lager kann mittels einer Lagerabdichtung mit dem Lagermontageabschnitt gekoppelt sein.
Gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung weist ein Radaufhängungssystem für ein Fahrzeug auf: einen Stoßdämpfer, der mit einem Zylindergehäuse eingerichtet ist, um mittels eines Gelenks (z.B. Lenkers) mit Rädern gekoppelt zu werden, eine Radaufhängungsfeder, die mit dem Stoßdämpfer gekoppelt ist, und einen Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator, der mit einer Federbeinstange des Stoßdämpfers gekoppelt ist, um an einen Fahrzeugkörper befestigt zu werden, wobei der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator aufweist
einen Polymerverbundwerkstoff-Halter, der aus einem Polymerverbundwerkstoff gemacht ist (z.B. besteht), in einen Montagebefestigungsabschnitt, welcher ein Einbaustück hat, und einen Lagermontageabschnitt unterteilt ist, welcher mittels eines Gummieinspritzung-Durchgangs mit dem Montagebefestigungsabschnitt integral ausgebildet ist, eine elastische Masse, die mit dem Polymerverbundwerkstoff-Halter vernetzt ist und Manschettenlöcher bildet, in die eine obere Manschette und eine untere Manschette, die miteinander gekoppelt sind, eingesetzt sind, Montagebolzen, die in ein Einbaustück eingepresst sind (bzw. werden) und das Einbaustück durchdringen, um an dem Fahrzeugkörper befestigt zu werden, und ein Lager, das ein Wälzkörperkäfig-Einbauteil eng kontaktiert, welches an dem Lagermontageabschnitt ausgebildet ist.
Wie oben erläutert kann die vorliegende Erfindung die Vibroakustik (NVH) des Fahrzeugs durch den Federbeinisolator aus Polymerverbundwerkstoff zum Verbinden des die Straßenstöße absorbierenden Stoßdämpfers mit dem Fahrzeugkörper verbessern.
Ferner kann die vorliegende Erfindung leichtgewichtige Komponenten und Komponentenvereinheitlichung (bzw. Komponentenintegration) durch den Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator erzielen, der in das obere Gehäuse und das untere Gehäuse unterteilt (z.B. zweigeteilt) ist, welche das Lager aufnehmen, und kann insbesondere die Produktivität durch Montagevereinfachung und die Qualität durch Entfernen des Spalts zwischen dem Isolator und dem Lager verbessern.
Es wird verstanden, dass die Begriffe „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere ähnliche Begriffe wie sie hierin verwendet werden, einschließend sind für allgemeine Kraftfahrzeuge wie Personenfahrzeuge inklusive Geländewagen (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybridfahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere alternative Kraftstoff-Fahrzeuge (z.B. Kraftstoffe, die von Ressourcen außer Mineralöl stammen) mit einschließen. Wie hierin darauf verwiesen, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Kraftquellen hat, zum Beispiel sowohl benzin-angetriebene als auch elektrisch-angetriebene Fahrzeuge.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt werden.

1A und 1B sind Diagramme eines beispielhaften Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolators gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Diagramm eines beispielhaften Polymerverbundwerkstoff-Halters gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein detailliertes Diagramm eines Lager-Montageabschnitts, der den Polymerverbundwerkstoff-Halter gemäß der vorliegenden Erfindung bildet.
4A und 4B sind Teil-Querschnittsansichten der 3.
5A und 5B sind Kopplungsdiagramme des Polymerverbundwerkstoff-Halters und einer elastischen Masse gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine perspektivische Schnittansicht der 5A und 5B.
7 ist ein detailliertes Diagramm einer Manschette, eines Einbaustücks und von Montagebolzen, die den beispielhaften Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator gemäß der vorliegenden Erfindung bilden.
8 ist eine perspektivische Schnittansicht der Manschette und des Einbaustücks, die den beispielhaften Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator gemäß der vorliegenden Erfindung bilden.
9A und 9B sind perspektivische Teilansichten der 8.
10 ist ein detailliertes Diagramm des Polymerverbundwerkstoff-Halters, eines Lagers und einer Lagerabdichtung, die den beispielhaften Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator gemäß der vorliegenden Erfindung bilden.
11 ist ein beispielhaftes Diagramm des Radaufhängungssystems, auf das der beispielhafte Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist.

Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Zeichnungen nicht zwangsläufig im Maßstab sind und eine einigermaßen vereinfachte Darstellung von verschiedenen Merkmalen präsentieren, welche veranschaulichend für die Grundprinzipien der Erfindung sind. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich, zum Beispiel, spezifischer Dimensionen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die besondere beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt werden.
Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en), von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung(en) im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird/werden, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist beabsichtigt, dass die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen deckt/decken, die in den Sinn und Schutzbereich der Erfindung(en) fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
1A und 1B stellen Diagramme eines Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolators 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
Wie in 1A und 1B gezeigt, kann der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator 1 aufweisen einen Polymerverbundwerkstoff-Halter 20, an den Gummi vernetzt (z.B. durch Vernetzungsreaktion ausgebildet) ist und in dem ein Lageraufnahmeabschnitt integriert ist, ein Paar von Manschetten (z.B. Dichtmanschetten) 30A-1 und 30A-2, die mit einem an dem Polymerverbundwerkstoff-Halter 20 ausgebildeten Mittelloch gekoppelt sind, ein Einbaustück (z.B. Einsatz) 30B, das mit einem Randabschnitt des Polymerverbundwerkstoff-Halters 20 gekoppelt ist und durch das Montagebolzen 30C hindurchgehen. Insbesondere sind das Paar von Manschetten 30A-1 und 30A-2, das Einbaustück 30B und die Montagebolzen 30C in dem Polymerverbundwerkstoff-Halter 20 integriert (z.B. mit diesem integral ausgebildet).
Der Polymerverbundwerkstoff-Halter 20 kann einen oberen Halter, an dem ein Lagermontageabschnitt 25 integral ausgebildet ist, und eine elastische Masse (z.B. Elastikmasseteil) 10 aufweisen, die mit dem oberen Halter vernetzt (z.B. durch Vulkanisation vernetzend ausgebildet) ist. Insbesondere können der obere Halter und der Lagermontageabschnitt 25 aus einem Polymerverbundwerkstoff hergestellt sein. Beispielsweise kann der Polymerverbundwerkstoff faserverstärkter Kunststoff sein, der durch Glasfaser oder Kohlefaser verstärkt ist. Ferner kann der Polymerverbundwerkstoff-Halter 20 durch einen Spritzgießen- oder Spritzpressenprozess hergestellt werden.
Das Paar von Manschetten 30A-1 und 30A-2 kann eine obere Manschette 30A-1 und eine untere Manschette 30A-2 aus Stahl aufweisen. Insbesondere ist der untere Abschnitt der oberen Manschette 30A-1 mit einem oberen Abschnitt der unteren Manschette 30A-2 gekoppelt.
Das Einbaustück 30B kann beim Spritzgießen oder Spritzpressen des Polymerverbundwerkstoff-Halters 20 integral mit dem Polymerverbundwerkstoff-Halter 20 ausgebildet werden. Insbesondere ist das Einbaustück 30B an einer jeden Spitze eines annähernd gleichseitigen Dreiecks angeordnet, um drei Einbaustücke zu bilden, die mit 120 Grad Winkelabstand positioniert sind.
Die Montagebolzen 30C sind von der Unterseite des Polymerverbundwerkstoff-Halters 20 durch das Einbaustück 30B hindurch eingepresst, um an einer Gegenkomponente mit Schrauben befestigt zu werden. Die Gegenkomponente kann ein Fahrzeugkörperabschnitt sein, an dem ein Stoßdämpfer der Federbein-Radaufhängungsvorrichtung gekoppelt wird.
Die 2 bis 6 stellen detaillierte Konfigurationsbeispiele des Polymerverbundwerkstoff-Halters 20 und einer elastischen Masse 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
Bezugnehmend auf die 2 bis 4B kann der Polymerverbundwerkstoff-Halter 20 einen Montagebefestigungsabschnitt 21, der ein Mittelloch bildet, und einen Lagermontageabschnitt 25 aufweisen, der von dem Montagebefestigungsabschnitt 21 durch einen Gummieinspritzung-Durchgang 23 getrennt ist, welcher einen konzentrischen Kreis mit dem Mittelloch an der Unterseite des Montagebefestigungsabschnitts 21 bildet (z.B. welcher konzentrisch zum Mittelloch angeordnet ist). Der Montagebefestigungsabschnitt 21, der Gummieinspritzung-Durchgang 23 und der Lagermontageabschnitt 25 können integral spritzgegossen werden.
Konkret kann der Montagebefestigungsabschnitt 21 aufweisen einen Montagekörper 21b, der mit einem ein Mittelloch bildenden, oberen konzentrischen Hohlkörper 21a ausgestattet ist, und Einbaulöcher (z.B. Einstecklöcher) 21c, die im Montagekörper 21b durchbrochen sind (z.B. diesen durchdringen). Die Einbaulöcher 21c können mit einem 120 Grad Winkelabstand an drei Positionen ausgebildet sein, welche Spitzen eines annähernd gleichseitigen Dreiecks bilden können, sodass die gesamte Form des Montagekörpers 21b das annähernd gleichseitige Dreieck bilden kann. Die Montagebolzen 30C können an einem jedem der Einbaulöcher 21c montiert sein.
Konkret kann der Gummieinspritzung-Durchgang 23 an der Unterseite des oberen konzentrischen Hohlkörpers 21a einen konzentrischen Kreis mit einem größeren Durchmesser als jener des oberen konzentrischen Hohlkörpers 21a bilden, den Montagebefestigungsabschnitt 21 mit dem Lagermontageabschnitt 25 verbinden und kann mit ausgesparten Nuten in einem vorbestimmten Intervall zueinander (z.B. Nuten, die in einem vorbestimmten Intervall zueinander angeordnet sind) ausgebildet sein, um mit dem Mittelloch in Verbindung zu stehen.
Somit kann beim Vernetzen (z.B. bei der Vernetzungsreaktion) der elastischen Masse 10 der Gummieinspritzung-Durchgang 23 (z.B. teilweise oder abschnittsweise) von Gummi umgeben werden, und kann eine Durchgang-Funktion übernehmen, durch die das vernetzte Gummi zum Mittelloch eindringt, um einen inneren Abschnitt 21a zu umgeben.
Konkret kann der Lagermontageabschnitt 25 aufweisen einen unteren konzentrischen Hohlkörper 25a, der integral mit dem Gummieinspritzung-Durchgang 23 ausgebildet ist, einen unteren konzentrischen Expansionskörper 25b, der den unteren konzentrischen Hohlkörper 25a umgibt, um einen konzentrischen Kreis (z.B. zum Hohlkörper 25a) zu bilden, und eine Einbaufläche (z.B. Einsetzfläche) 25c, die zwei gestufte Abschnitte zum unteren konzentrischen Expansionskörper 25b (hin) bildet und an der ein Wälzkörperkäfig-Einbauteil 25d anliegt (z.B. aufgenommen ist). Insbesondere kann der untere konzentrische Hohlkörper 25a eine gestufte Innenfläche 25a-1 mit dem Gummieinspritzung-Durchgang 23 aufweisen (bzw. bilden), um einen konzentrischen Kreis zu bilden, sodass eine Gummieinspritzform an der gestuften Innenfläche 25a-1 hängt (bzw. anliegt), um den oberen Abschnitt und den unteren Abschnitt des Gummieinspritzung-Durchgangs 23 zu blockieren. Somit ist es möglich, zu verhindern, dass Gummi zur Einbaufläche 25c hin dringt während der Vernetzung (z.B. Vernetzungsreaktion) des Gummis zum Bilden der elastischen Masse 10. Ferner ist die Einbaufläche 25c mit einer Mehrzahl von Rippen 25c-1 ausgebildet, wodurch leicht die Dimensionsstabilität in Bezug auf das Wälzkörperkäfig-Einbauteils 25d sichergestellt wird und die Wärmedeformation des Verbundwerkstoffes beim Kühlen nach dessen Formung minimiert wird. Das Wälzkörperkäfig-Einbauteil 25d kann das Sichern der Lagerkonzentrizität und die Dimensionsstabilität des Lagers, wie z.B. bei der Funktion der Rippen 25c-1, erleichtern. Das Wälzkörperkäfig-Einbauteil 25d kann aus Metall hergestellt sein.
Bezugnehmend auf 5A, 5B und 6 kann die elastische Masse 10 aus Gummi bestehen und kann mit dem Polymerverbundwerkstoff-Halter 20 durch Vernetzung(z.B. Vernetzungsreaktion)-Formen mittels einer Gummieinspritzungsform ausgebildet werden. Zu diesem Zweck wird der Polymerverbundwerkstoff-Halter 20 mit der Gummieinspritzungsform gekoppelt, wobei er an der gestuften Innenfläche 25a-1 gehängt wird (bzw. anliegt), und wird dann mit dem eingespritzten Gummi vernetzt (z.B. durch Vernetzungsreaktion geformt), sodass das Gummi in die ausgesparten Nuten des Gummieinspritzung-Durchgangs 23 eingeleitet wird, um ein hohles Loch in einem Innenraum des Montagebefestigungsabschnittes 21 zu bilden und dieses zu umgeben, aber nicht einen Innenraum des Lagermontageabschnitts 25 zu umgeben.
Als Folge können der Polymerverbundwerkstoff-Halter 20 und die elastische Masse 10 ineinander integriert (z.B. vereinheitlicht) werden, sodass der Polymerverbundwerkstoff-Halter 20 wirksam die durch eine Federbeinstange als auch durch eine Radaufhängungsfeder und ein Lager übertragene Vibration dämpfen kann. Insbesondere kann das durch die elastische Masse 10 gebildete, Mittelloch in ein oberes Manschettenloch 10-2a, an das die obere Manschette 30A-1 gekoppelt wird, und ein unteres Manschettenloch 10-2b unterteilt sein, an das die untere Manschette 30A-2 gekoppelt wird. Der Innendurchmesser des oberen Manschettenlochs 10-2a ist größer als der Innendurchmesser des unteren Manschettenlochs 10-2b, wodurch die Montagepositionen der oberen Manschette 30A-1 und der unteren Manschette 30A-2 leicht eingestellt werden können.
7 bis 9B stellen detaillierte Konfigurationsbeispiele der Manschetten 30A-1 und 30A-2, des Einbaustücks 30B und der Montagebolzen 30C dar, die den Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (unter anderem) bilden.
Bezugnehmend auf 7 kann das Paar von Manschetten 30A-1 und 30A-2 aufweisen die mit dem oberen Manschettenloch 10-2a gekoppelte, obere Manschette 30A-1 und die mit dem unteren Manschettenloch 10-2b gekoppelte, untere Manschette 30A-2, die jeweilig durch die elastische Masse 10 ausgebildet werden. Insbesondere können die obere Manschette 30A-1 und die untere Manschette 30A-2 in stabilerer Weise den Befestigungszustand bilden, indem sie Befestigungsabschnitte bilden und mittels diesen miteinander gekoppelt sind. Zu diesem Zweck können die Befestigungsabschnitte ein Loch, das durch den Bodenbereich der oberen Manschette 30A-1 durchgeht, und einen Vorsprung aufweisen, der an dem (z.B. der oberen Manschette 30A-1 zugewandten) Bodenbereich der unteren Manschette 30A-2 ausgebildet ist, um in das Loch eingesetzt zu werden.
Bezugnehmend auf 8, 9A und 9B kann das Einbaustück 30B aus Kohlenstoffstahl (bzw. AHS-Stahl) (S200C usw.) oder Schmiedealuminium (6000-Reihe) hergestellt sein und kann beim Spritzgießen oder Spritzpressen des Polymerverbundwerkstoff-Halters 20 in den Montagebefestigungsabschnitt 21 mittels des Einbaulochs 21c integriert werden. Zu diesem Zweck kann das Einbaustück 30B aufweisen einen Kontaktkörper (z.B. Engkontaktkörper) 30B-1, der ein Loch hat, welches (z.B. in Bezug auf den von oben gesehenen Federbeinisolator 1) an einer Spitze eines annähernd gleichseitigen Dreiecks durchgeht, einen Bolzenschaft-Vorsprung 30B-2, der an einer Fläche des Kontaktkörpers 30B-1 vorsteht, um das Loch zu umgeben, und einen Bolzenkopf-Vorsprung 30B-3, der an der anderen Fläche des Kontaktkörpers 30B-1 vorsteht, um das Loch zu umgeben. Jede vorstehende Höhe des Bolzenschaft-Vorsprungs 30B-2 und des Bolzenkopf-Vorsprungs 30B-3 kann vorzugsweise die Höhe sein, die imstande ist, die Eindringung des Spritzmaterials zu blockieren. Insbesondere kann der Bolzenschaft-Vorsprung 30B-2 mit einer Dicke ausgebildet sein, die imstande ist, der Lösekraft des Montagebolzens 30C zu entsprechen, wodurch dieser dicker ist (z.B. in Längsrichtung des Einbaustücks 30B gesehen weiter erstreckend ausgebildet ist) als der Kontaktkörper 30B-1 und der Bolzenkopf-Vorsprung 30B-3.
10 zeigt detaillierte Konfigurationsbeispiele des Polymerverbundwerkstoff-Halters 20, des Lagers 50-2, der Lagerabdichtung 50-3, die den Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator 1 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bilden.
Wie in 10 gezeigt, kann das Lager 50-2 ein Lager vom Wälzlagertyp aufweisen und mit dem Lagermontageabschnitt 25 des Polymerverbundwerkstoff-Halters 20 mittels der Lagerabdichtung 50-3 gekoppelt werden. Somit kann das Lager 50-2 in dem Wälzkörperkäfig-Einbauteil 25d des Polymerverbundwerkstoff-Halters 20 aufgenommen werden.
11 ist ein Beispiel des Radaufhängungssystems für ein Fahrzeug, auf das der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator 1 gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
Wie in 11 gezeigt, kann das Radaufhängungssystem aufweisen ein Radaufhängungsfederbein 60, das einen Stoßdämpfer 60-1 mit einem Zylindergehäuse, eine Radaufhängungsfeder vom Schraubenfedertyp 60-2 und den Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator 1 hat, und einen Stabilisator (z.B. Stabilisatorstange) 70 zum Einstellen eines Rollmoments (bzw. Wankmoments). Das Zylindergehäuse des Stoßdämpfers 60-1 kann mittels eines Gelenks (z.B. Lenkers) mit den Rädern 80 gekoppelt sein und die Federbeinstange des Stoßdämpfers 60-1 kann mittels des Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolators 1 mit einem Fahrzeugkörper gekoppelt sein. Insbesondere kann der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator 1 - wie durch die 1A bis 10 erläutert - den Polymerverbundwerkstoff-Halter 20, die obere und untere Manschette 30A-1 und 30A-2, das Einbaustück 30B, die Montagebolzen 30C und das Lager 50-2 aufweisen. Somit können die Montagebolzen 30C die Bolzen-Befestigungskraft des Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolators 1 bilden.
Folglich kann das Radaufhängungsfederbein 60 durch Fahrzeughöheneinstellung und Stoßdämpfen als grundlegende Funktionen den Fahrkomfort verbessern und die Stabilität aufrechterhalten und kann ferner das leichte Gewicht des Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolators 1, die verbesserte Vibrationsdämpfungseigenschaft (Compliance) mittels der Polymerverbundwerkstoff-Eigenschaften und die verbesserte Vibroakustik(NVH)-Eigenschaft des Fahrzeugs erzielen.
In zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das Radaufhängungssystem ein MacPherson-Federbein-Radaufhängungssystem sein, aber ist nicht beschränkt darauf.
Wie oben erläutert, wird in dem Radaufhängungssystem für ein Fahrzeug gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator 1 angewendet, der aufweist den Polymerverbundwerkstoff-Halter 20, welcher aus Polymerverbundwerkstoff hergestellt ist und mit dem Einbaustück 30B ausgestattet ist, in das die Montagebolzen 30C eingepresst werden und durch das diese hindurchgehen, um die Bolzen-Befestigungskraft des Fahrzeugkörpers zu bilden, die elastische Masse 10, die an den Polymerverbundwerkstoff-Halter 20 in derartiger Vulkanisationsweise geformt (z.B. angespritzt) wird, um das Mittelloch zu bilden, an welches das Paar von der oberen Manschette 30A-1 und der unteren Manschette 30A-2 gekoppelt ist, und das Lager 50-2, das an dem integral mit dem Polymerverbundwerkstoff-Halter 20 ausgebildeten Lagermontageabschnitt 25 angeordnet ist, wodurch dieser (Federbeinisolator) imstande ist, sein Gewicht und die Anzahl der Komponenten zu reduzieren, und insbesondere ist das Radaufhängungssystem mit dem Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator 1 hergestellt, welcher auf den Stoßdämpfer 60-1 angewendet ist, wodurch dieses imstande ist, die Vibroakustik(NVH)-Eigenschaft des Fahrzeugs und die Produktivität effektiver zu verbessern.
Zur Einfachheit in der Beschreibung und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer“ oder „unterer“, „innerer“ oder „äußerer“ usw. verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Positionen solcher Merkmale, wie sie in den Figuren gezeigt sind, zu beschreiben.
Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden, und es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und dadurch dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.

Claims

Ein Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1), aufweisend: einen Polymerverbundwerkstoff-Halter (20), der aus einem Polymerverbundwerkstoff gemacht ist, in einen Montagebefestigungsabschnitt (21), welcher ein Einbaustück (30B) hat, in das Montagebolzen (30C) zum Durchdringen eingepresst werden, und einen Lagermontageabschnitt (25) unterteilt ist, und mit einem Mittelloch an einem mittleren Abschnitt davon ausgestattet ist, eine elastische Masse (10), die mit dem Polymerverbundwerkstoff-Halter (20) vernetzt ist, damit ein Manschettenloch, das das an dem mittleren Abschnitt des Polymerverbundwerkstoff-Halters (20) ausgebildete Mittelloch umgibt, in ein oberes Manschettenloch (10-2a) und ein unteres Manschettenloch (10-2b) unterteilt ist, wobei das obere Manschettenloch (10-2a) mit einer oberen Manschette (30A-1) gekoppelt ist und das untere Manschettenloch (10-2b) mit einer unteren Manschette (30A-2) gekoppelt ist, und ein Lager (50-2), das an dem Lagermontageabschnitt (25) angeordnet ist.
Der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1) nach Anspruch 1, wobei der Polymerverbundwerkstoff faserverstärkten Kunststoff aufweist, der durch Glasfaser oder Kohlefaser verstärkt ist.
Der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Montagebefestigungsabschnitt (21) und der Lagermontageabschnitt (25) mit einem Gummieinspritzung-Durchgang (23) verbunden sind, wobei der Gummieinspritzung-Durchgang (23) mit ausgesparten Nuten ausgebildet ist, die mit dem Mittelloch in Verbindung stehen, und der Montagebefestigungsabschnitt (21), der Lagermontageabschnitt (25) und der Gummieinspritzung-Durchgang (23) spritzgegossen sind, um ineinander integriert zu sein.
Der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Montagebefestigungsabschnitt (21) mit Einbaulöchern (21c) ausgebildet ist, in denen Einbaustücke (30B) jeweilig angeordnet sind, und die Einbaulöcher (21c) an wenigstens drei Positionen ausgebildet sind.
Der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Lagermontageabschnitt (25) einen unteren konzentrischen Hohlkörper (25a), der integral mit dem Gummieinspritzung-Durchgang (23) ausgebildet ist, einen unteren konzentrischen Expansionskörper (25b), der den unteren konzentrischen Hohlkörper (25a) umgibt, um einen konzentrischen Kreis zu bilden, und eine Einbaufläche (25c) aufweist, die zwei gestufte Abschnitte zum unteren konzentrischen Expansionskörper (25b) hin bildet.
Der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1) nach Anspruch 5, wobei der untere konzentrische Hohlkörper (25a) mit dem Gummieinspritzung-Durchgang (23) eine gestufte Innenfläche (25a-1) aufweist, um einen konzentrischen Kreis zu bilden.
Der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Einbaufläche (25c) mit einer Mehrzahl von Rippen (25c-1) ausgebildet ist.
Der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Einbaufläche (25c) mit einem Wälzkörperkäfig-Einbauteil (25d) aus Metall ausgestattet ist, das Wälzkörperkäfig-Einbauteil (25d) beim Spritzgießen des Lagermontageabschnitts (25) in den Lagermontageabschnitt (25) integriert wird, und das Lager (50-2) in dem Wälzkörperkäfig-Einbauteil (25d) aufgenommen ist.
Der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die elastische Masse (10) aus Gummi gemacht ist, der mittels einer Gummieinspritzungsform vernetzt ist, und das obere Manschettenloch (10-2a) und das untere Manschettenloch (10-2b) jeweilig unterschiedliche Innendurchmesser haben.
Der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die obere Manschette (30A-1) und die untere Manschette (30A-2) mittels Befestigungsabschnitten befestigt sind, welche miteinander gekoppelt sind, wobei sie jeweilig in das obere Manschettenloch (10-2a) und das untere Manschettenloch (10-2b) eingesetzt sind.
Der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Einbaustück (30B) einen Bolzenschaft-Vorsprung (30B-2) aufweist, in den die Montagebolzen (30C) zum Durchdringen eingepresst werden, wobei ein Abschnitt des Bolzenschaft-Vorsprungs (30B-2) dicker ist als andere Abschnitte, und das Einbaustück beim Spritzgießen des Polymerverbundwerkstoff-Halters (20) in dem Polymerverbundwerkstoff-Halter (20) integriert wird.
Der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Einbaustück (30B) aus Kohlenstoffstahl- oder Schmiedealuminium-Material hergestellt ist.
Der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Lager (50-2) mittels einer Lagerabdichtung (50-3) mit dem Lagermontageabschnitt (25) gekoppelt ist.
Ein Radaufhängungssystem für ein Fahrzeug, aufweisend: einen Stoßdämpfer (60-1), der mit einem Zylindergehäuse eingerichtet ist, um mittels eines Gelenks mit Rädern (80) gekoppelt zu werden, eine Schraubenfeder (60-2), die mit dem Stoßdämpfer (60-1) gekoppelt ist, und einen Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1), der mit einer Federbeinstange des Stoßdämpfers (60-1) gekoppelt ist, um an einen Fahrzeugkörper befestigt zu werden, wobei der Polymerverbundwerkstoff-Federbeinisolator (1) aufweist: einen Polymerverbundwerkstoff-Halter (20), der aus einem Polymerverbundwerkstoff gemacht ist, in einen Montagebefestigungsabschnitt (21), welcher ein Einbaustück (30B) hat, und einen Lagermontageabschnitt (25) unterteilt ist, welcher mittels eines Gummieinspritzung-Durchgangs (23) mit dem Montagebefestigungsabschnitt (21) integral ausgebildet ist, eine elastische Masse (10), die mit dem Polymerverbundwerkstoff-Halter (20) vernetzt ist und Manschettenlöcher (10-2a, 10-2b) bildet, in die eine obere Manschette (30A-1) und eine untere Manschette (30A-2), die miteinander gekoppelt sind, eingesetzt sind, Montagebolzen (30C), die in ein Einbaustück (30B) eingepresst sind und das Einbaustück (30B) durchdringen, um an dem Fahrzeugkörper befestigt zu werden, und ein Lager (50-2), das ein Wälzkörperkäfig-Einbauteil (25d) eng kontaktiert, welches an dem Lagermontageabschnitt (25) ausgebildet ist.