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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer für eine Achsanordnung eines Fahrzeugs mit den oberbegrifflichen Merkmalen nach Anspruch 1.
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Bei Fahrwerken für Mobilitätskonzepte, die für jedes Rad einen Lenkwinkel von +/–90° ermöglichen, muss eine Kollision mit den Bauelementen des Fahrwerks, z. B. mit einer Spurstange, verhindert werden. Üblicherweise wird in das Fahrwerk ein Lenkmoment mittels einer Spurstange eingebracht. Dies kann aber im Falle von um +/–90° drehbaren Rädern nachteilig sein.
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Aus der
DE 10 2009 025 227 A1 ist eine Radaufhängung für die hinteren Räder von Kraftfahrzeugen bekannt. Das Führungsteil des Radträgers ist mittel- oder unmittelbar auf einer aufbaufesten Linearführung nach Art einer Kulissenführung in vertikaler Richtung zwangsgeführt. Die Linearführungseinheit kann gleichzeitig Feder und Dämpfer enthalten. Diese Linearführung hindert das Rad an einer Drehung um die Hochachse bei auftretenden Längskräften, die eine Drehung hervorrufen können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten Stoßdämpfer vorzuschlagen, welcher ein Lenkmoment an ein Rad einer Achsanordnung übertragen kann. Außerdem soll der Stoßdämpfer torsionsfest ausgestaltet sein. Der Stoßdämpfer soll zudem kostengünstig herstellbar sein.
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Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe einen Stoßdämpfer für eine Achsanordnung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Ein Stoßdämpfer für eine Achsanordnung eines Fahrzeugs umfasst einen Dämpferkolben und ein Dämpferrohr, wobei der Dämpferkolben in dem Dämpferrohr linear beweglich gelagert ist. Der Dämpferkolben weist ein karosserieseitiges Ende auf. Der Stoßdämpfer weist ein in einem Führungselement verschiebbares Stützelement auf, wobei das Stützelement mit dem karosserieseitigen Ende des Dämpferkolbens verdrehfest verbunden ist.
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Der Dämpferkolben und das Dämpferrohr sind hierbei handelsüblich ausgestaltet. Das karosserieseitige Ende des Dämpferkolbens ist hierbei dasjenige Ende, das sich bei einer Verwendung des Stoßdämpfers in einem Fahrzeug an einer Fahrzeugkarosserie abstützt. Das karosserieseitige Ende des Dämpferkolbens ist z. B. als eine ebene, d. h. plane, kreisförmige Platte ausgeformt. Alternativ dazu kann diese Platte auch elliptisch, rechteckig oder in einer anderen geeigneten Form ausgestaltet sein. Auch eine nicht ebene Ausgestaltung ist möglich.
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Das Stützelement ist hierbei derart mit dem karosserieseitigen Ende des Dämpferkolbens verbunden, dass eine permanente verdrehfeste Verbindung ausgeformt ist. Das Stützelement kann entweder direkt mit dem karosserieseitigen Ende des Dämpferkolbens verbunden sein oder mittels eines Zwischenelements oder mehrerer Zwischenelemente. Ein Zwischenelement ist ein Bauelement, welches eine Verbindung zwischen zwei Bauelementen herstellt, hier zwischen dem Stützelement und dem karosserieseitigen Ende des Dämpferkolbens, und sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Bauelement verbunden ist. Durch das Zwischenelement treten keine Änderungen bezüglich der Verdrehfestigkeit der Verbindung auf.
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Das Stützelement ist in dem Führungselement verschiebbar. Dies heißt, dass das Stützelement in dem Führungselement verschoben werden kann, das Führungselement aber seine Position nicht ändert, sondern fixiert ist. Das Führungselement kann hierbei das Stützelement entweder vollständig in dessen Umfang umschließen oder es nur in einem Teilbereich z. B. ähnlich einer Führungsschiene umschließen. Das Führungselement kann das Stützelement auf dessen gesamter Länge umschließen oder es nur in einem Teilbereich, welcher lang genug ist um eine permanente Führung des Stützelements zu gewährleisten, umschließen. Die Verschiebung ist hierbei reversibel und wiederholbar. Das Führungselement ist so ausgestaltet, dass das Stützelement nicht aus dem Führungselement „herausspringen“ kann, d. h. die Führung verlassen kann.
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Durch die verdrehfeste Verbindung des Stützelements mit dem Dämpferkolben und durch die Verschiebbarkeit des Stützelements in dem Führungselement wird der Dämpferkolben des Stoßdämpfers gegen ein Verdrehen um eine Verschiebeachse des Dämpferkolbens, d. h. um eine Hauptachse des Stoßdämpfers, gesichert. Der Dämpferkolben ist somit im Dämpferrohr nicht rotatorisch frei gelagert, im Gegensatz zu der Lagerung bei einem handelsüblichen Stoßdämpfer. Vorteilhafterweise wird hierdurch eine Drehmomentübertragung mittels des Stoßdämpfers ermöglicht.
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Nach einer ersten Ausführungsform ist das Stützelement in dem Führungselement linear entlang einer Achse, die parallel zu der Verschiebeachse des Dämpferkolbens ist, verschiebbar. Das Führungselement und das Stützelement wirken als eine Linearführung zusammen. Die Achse, entlang derer die Verschiebung des Stützelements erfolgt, ist parallel zu der Verschiebeachse des Dämpferkolbens. Die Verschiebeachse des Dämpferkolbens ist diejenige Achse, entlang derer der Dämpferkolben in das Dämpferrohr hinein oder aus dem Dämpferrohr hinaus bewegt wird. Der Dämpferkolben ist in dem Dämpferrohr also, wie handelsüblich, elastisch gelagert. Das Führungselement ist hierbei derart dimensioniert und positioniert, dass bei einem vollständig ausgefederten Zustand des Stoßdämpfers das Stützelement das Führungselement nicht verlassen kann. Ebenso ist das Führungselement derart dimensioniert und positioniert, dass bei einem vollständig eingefederten Zustand des Stoßdämpfers das Stützelement das Führungselement nicht verlassen kann. Der vollständig ausgefederte Zustand des Stoßdämpfers ist diejenige Position, in der der Dämpferkolben maximal aus dem Dämpferrohr ausgefahren ist. Im Gegensatz dazu ist der vollständig eingefederte Zustand des Stoßdämpfers diejenige Position, in der der Dämpferkolben maximal in das Dämpferrohr hineinbewegt ist.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Stützelement als ein Stützkolben ausgeformt. Der Stützkolben weist hierbei beispielsweise einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt auf und kann hohl oder ausgefüllt ausgestaltet sein. Der Stützkolben ist bezüglich seiner Länge derart ausgestaltet, dass er bei dem vollständig ausgefederten Zustand des Stoßdämpfers nicht das Führungselement verlassen kann. Somit bleibt die Sicherung gegen ein Verdrehen des Dämpferkolbens um seine Verschiebeachse stetig erhalten.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Führungselement als ein Lagerkäfig ausgeformt. Der Lagerkäfig kann beispielsweise ein Kugellagerkäfig oder ein Gleitlagerkäfig oder jede andere Form von geeignetem Lagerkäfig sein. Das Stützelement wird somit in dem Lagerkäfig geführt. Ist das Stützelement beispielsweise ein Stützkolben, so wird dieser von dem Lagerkäfig im Umfang vollständig und in der Länge in einem Teilbereich umschlossen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Stützelement als ein schwalbenschwanzförmiger Stab ausgeformt. Ein Stab weist in seine Längsrichtung eine größere Erstreckung auf als in seine Querrichtung. Der schwalbenschwanzförmige Stab ist in seinem Querschnitt in der Art eines Spunds einer Schwalbenschwanzverbindung ausgeformt. Der schwalbenschanzförmige Stab ist bezüglich seiner Länge derart ausgestaltet, dass er bei dem vollständig ausgefederten Zustand des Stoßdämpfers nicht das Führungselement verlassen kann. Somit bleibt die Sicherung gegen ein Verdrehen des Dämpferkolbens um seine Verschiebeachse stetig erhalten.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Führungselement als eine Schwalbenschwanznut ausgeformt. Ist das Stützelement als ein schwalbenschwanzförmiger Stab ausgeformt, ist das Führungselement folglich als eine Schwalbenschwanznut ausgeformt. Das Stützelement und das Führungselement sind ineinander eingepasst. Die Schwalbenschwanznut umschließt das Stützelement bezüglich dessen Umfang in einem Teilbereich, und bezüglich dessen Länge ebenfalls in einem Teilbereich. Der schwalbenschwanzförmige Stab und die Schwalbenschwanznut formen zusammen eine Schwalbenschwanzführung aus.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Führungselement mit dem Dämpferrohr verdrehfest verbunden. Das Führungselement ist hierbei zudem direkt und permanent mit dem Dämpferrohr verbunden. Das Führungselement kann hierbei an jeder geeigneten Position mit dem Dämpferrohr verbunden sein, so dass eine Linearführung ermöglicht wird. Die Verbindung erfolgt an einer Anbindungsstelle des Dämpferrohrs.
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Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden verschiedene Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Stoßdämpfers mit einem Stützkolben und einem Lagerkäfig in einem ausgefederten Zustand nach einem Ausführungsbeispiel, und
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2 eine schematische Darstellung des Stoßdämpfers mit dem Stützkolben und dem Lagerkäfig nach dem Ausführungsbeispiel aus 1 in einem eingefederten Zustand.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Stoßdämpfers 1 mit einem Stützkolben 10 und einem Lagerkä5 in einem ausgefederten Zustand nach einem Ausführungsbeispiel. Der Stoßdämpfer 1 weist einen Dämpferkolben 3 und ein Dämpferrohr 4 auf. Der Dämpferkolben 3 weist ein karosserieseitiges Ende 7 auf, welches als eine kreisförmige ebene, d. h. plane Platte ausgeformt ist. Der Dämpferkolben 3 kann entlang einer Verschiebeachse 12 in das Dämpferrohr 4 hinein bewegt werden oder aus dem Dämpferrohr 4 hinaus bewegt werden. Das Dämpferrohr 4 weist daher eine Dämpferkolbenaustrittsstelle 6 auf, an welcher der Dämpferkolben 3 aus dem Dämpferrohr 4 austritt oder eintritt. Der Dämpferkolben 3 und das Dämpferrohr 4 sind hierbei handelsüblich ausgestaltet.
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Hier dargestellt ist der vollständig ausgefederte Zustand des Stoßdämpfers 1. Der vollständig ausgefederte Zustand des Stoßdämpfers 1 ist diejenige Position, in der der Dämpferkolben 3 maximal aus dem Dämpferrohr 4 ausgefahren ist.
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Der Stoßdämpfer 1 weist zudem ein Stützelement 2 und ein Führungselement 11 auf. Das Stützelement 2 ist als der Stützkolben 10 ausgeformt. Das Führungselement 11 ist als der Lagerkäfig 5 ausgeformt. Der Stützkolben 10 wird von dem Lagerkäfig 5 im Umfang des Stützkolbens 10 vollständig umschlossen. In Bezug auf die Längserstreckung des Stützkolbens 10 ist der Stützkolben 10 von dem Lagerkäfig 5 in einem Teilbereich umschlossen. Im hier dargestellten ausgefederten Zustand ist der Stützkolben 10 maximal aus dem Lagerkäfig 5 ausgefahren, verlässt diesen jedoch nicht.
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Der Stützkolben 10 und der Lagerkäfig 5 formen eine Linearführung aus. Dies heißt, dass der Stützkolben 10 in dem Lagerkäfig 5 geführt wird. Der Stützkolben 10 kann entlang einer Achse, die parallel zu der Verschiebeachse 12 ist, linear verschoben werden, wobei die Bewegung des Stützkolbens 10 der Bewegung des Dämpferkolbens 3 folgt.
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Der Stützkolben 10 ist mit dem karosserieseitigen Ende 7 des Dämpferkolbens 3 verdrehfest, direkt und permanent an einer Verbindungsstelle 9 verbunden. Der Lagerkäfig 5 ist mit dem Dämpferrohr 4 an dessen umfänglicher Außenmantelfläche an einer Anbindungsstelle 8 verdrehfest, direkt und permanent verbunden. Der Lagerkäfig 5 ist nahe der Dämpferkolbenaustrittsstelle 6 des Dämpferrohrs 4 angeordnet.
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Durch die verdrehfeste Verbindung des Stützkolbens 10 mit dem Dämpferkolben 3 an der Verbindungsstelle 9, durch die verdrehfeste Verbindung des Lagerkäfigs 5 mit dem Dämpferrohr 4 an der Anbindungsstelle 8, und durch die Verschiebbarkeit des Stützkolbens 10 in dem Lagerkäfig 5 wird der Dämpferkolben 3 des Stoßdämpfers 1 gegen ein Verdrehen um seine Verschiebeachse 12, d. h. um eine Hauptachse des Stoßdämpfers 1, gesichert. Der Dämpferkolben 3 ist somit im Dämpferrohr 4 nicht rotatorisch frei gelagert, im Gegensatz zu der Lagerung bei einem handelsüblichen Stoßdämpfer 1. Vorteilhafterweise wird hierdurch eine Drehmomentübertragung mittels des Stoßdämpfers 1 ermöglicht.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des Stoßdämpfers 1 mit dem Stützkolben 10 und dem Lagerkäfig 5 nach dem Ausführungsbeispiel aus 1 in einem eingefederten Zustand. Dargestellt ist der gleiche Stoßdämpfer 1 wie in 1. Im Gegensatz zu 1 ist der Dämpferkolben 3 entlang der Verschiebeachse 12 in das Dämpferrohr 4 hineinbewegt. Somit ist der eingefederte Zustand dargestellt. Der vollständig eingefederte Zustand des Stoßdämpfers 1 ist diejenige Position, in der der Dämpferkolben 3 maximal in das Dämpferrohr 4 hineinbewegt ist.
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Auf Grund des Einfederns ist der Stützkolben 10 entlang der zu der Verschiebeachse 12 parallelen Achse verschoben. Der Stützkolben 10 ragt aus dem Lagerkäfig 5, der das Führungselement 11 ausformt, in eine Richtung, die dem karosserieseitigen Ende 7 des Dämpferkolbens 3 entgegengesetzt ist, heraus. Der Dämpferkolben 3 und der Stützkolben 10 werden bei dem Wechsel von einem ausgefederten in einen eingefederten Zustand und von einem eingefederten Zustand in einen ausgefederten Zustand geleichzeitig in dieselbe Richtung verschoben.
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Die hier dargestellten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Beispielsweise kann das Stützelement statt des Stützkolbens als ein schwalbenschwanzförmiger Stab, als ein Stab mit einer längserstreckten durchgängigen Schwalbenschwanznut oder als ein anderes für eine Linearführung geeignetes Stützelement ausgeformt sein. Z. B. kann das Führungselement als eine Schwalbenschwanznut, als ein schwalbenschwanzförmiger Kurzstab oder als ein anderes für eine Linearführung geeignetes Führungselement ausgeformt sein. Die Ausformung des Führungselements richtet sich nach der Ausformung des Stützelements. Des Weiteren kann das karosserieseitige Ende des Dämpferkolbens elliptisch, rechteckig oder quadratisch und/ oder nicht eben ausgeformt sein. Außerdem kann die Verbindung des Stützelements mit dem karosserieseitigen Ende des Dämpferkolbens mittels eines Zwischenelements erfolgen, das sowohl mit dem Stützelement als auch mit dem Dämpferkolben verbunden ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stoßdämpfer
- 2
- Stützelement
- 3
- Dämpferkolben
- 4
- Dämpferrohr
- 5
- Lagerkäfig
- 6
- Dämpferkolbenaustrittsstelle
- 7
- karosserieseitiges Ende
- 8
- Anbindungsstelle
- 9
- Verbindungsstelle
- 10
- Stützkolben
- 11
- Führungselement
- 12
- Verschiebeachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009025227 A1 [0003]
