DE102015214461B4 - Switchable bearing bush for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Lagerbuchse (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen zumindest mittelbar an einem Bolzen (2) angeordneten Innenring (3) und einen zumindest mittelbar in einer Bohrung (4) angeordneten Außenring (5) sowie ein radial zwischen dem Innenring (3) und dem Außenring (5) drehfest angeordnetes Elastomerelement (6), wobei die Lagerbuchse (1) zwischen mindestens zwei Steifigkeitsstufen schaltbar ist, wobei das Elastomerelement (6) mindestens zwei richtungsabhängige Steifigkeitsstufen aufweist und zur Steifigkeitsänderung der Lagerbuchse (1) relativ zur Bohrung (4) und/oder zum Bolzen (2) rotierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem Innenring (3) und dem Bolzen (2) mindestens ein erstes Lagerelement (7a) angeordnet ist, wobei radial zwischen dem Außenring (5) und der Bohrung (4) mindestens ein zweites Lagerelement (7b) angeordnet ist und die mindestens zwei Lagerelemente (7a, 7b) als Gleitlagerbuchsen ausgebildet sind.Bushing (1) for a motor vehicle, comprising an inner ring (3) arranged at least indirectly on a bolt (2) and an outer ring (5) arranged at least indirectly in a bore (4) and radially between the inner ring (3) and the outer ring (5) rotatably disposed elastomeric element (6), wherein the bearing bush (1) is switchable between at least two stiffness levels, wherein the elastomeric element (6) has at least two directional stiffness levels and the stiffness change of the bearing bush (1) relative to the bore (4) and / or to the bolt (2) is rotatable, characterized in that radially between the inner ring (3) and the bolt (2) at least a first bearing element (7a) is arranged, wherein radially between the outer ring (5) and the bore (4) at least one second bearing element (7b) is arranged and the at least two bearing elements (7a, 7b) are designed as plain bearing bushes.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lagerbuchse für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen zumindest mittelbar an einem Bolzen angeordneten Innenring und einen zumindest mittelbar in einer Bohrung angeordneten Außenring sowie ein radial zwischen dem Innenring und dem Außenring drehfest angeordnetes Elastomerelement, wobei die Lagerbuchse zwischen mindestens zwei Steifigkeitsstufen schaltbar ist.The invention relates to a bearing bush for a motor vehicle, comprising an inner ring arranged at least indirectly on a pin and an outer ring arranged at least indirectly in a bore, and an elastomer element arranged rotationally fixedly between the inner ring and the outer ring, wherein the bearing bush is switchable between at least two rigidity stages.
Gebiet der ErfindungField of the invention
Der Aufbau und die sich daraus ergebenden Betriebsdaten von Lagerbuchsen, die in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, beeinflussen sehr stark die Fahr- und Lenkeigenschaften des Kraftfahrzeugs. Relativ geringfügige Änderungen an einer Federkonstante oder Steifigkeit der Lagerbuchsen können erhebliche Auswirkungen auf die Fahrzeugeigenschaften, wie beispielsweise das Unter- oder Übersteuerungsverhalten sowie Fahrgestellgeräusche, Vibrationen und Laufhärte haben. Je nach Einstellung der Lagerbuchse weist das Kraftfahrzeug ein relativ ”weiches” oder ein relativ ”hartes” Laufverhalten auf.The structure and the resulting operating data of bearing bushes that are used in a chassis of a motor vehicle, greatly affect the driving and steering characteristics of the motor vehicle. Relatively small changes in the spring rate or stiffness of the bushings can have significant effects on vehicle characteristics such as understeer or oversteer, chassis noise, vibration, and running hardness. Depending on the setting of the bearing bush, the motor vehicle has a relatively "soft" or a relatively "hard" running behavior.
Aus dem allgemein bekannten Stand der Technik sind im Fahrwerksbereich eines Kraftfahrzeugs unterschiedliche Lagerbuchsen bekannt. Zum einen sind rein mechanische Lagerbuchsen bzw. Gummilager bekannt, die über eine definierte Steifigkeit verfügen. Des Weiteren sind hydraulisch gedämpfte Fahrwerksbuchsen mit festgelegter oder variabler Steifigkeit bekannt. Darüber hinaus sind Lager mit magnetorheologischen Flüssigkeiten oder magnetorheologischen Elastomeren bekannt, wobei die Steifigkeit über ein magnetisches Feld variiert werden kann.From the well-known prior art different bushings are known in the chassis area of a motor vehicle. On the one hand, purely mechanical bearing bushes or rubber mounts are known which have a defined rigidity. Furthermore, hydraulically damped suspension bushings with fixed or variable stiffness are known. In addition, bearings with magnetorheological fluids or magnetorheological elastomers are known, wherein the stiffness can be varied over a magnetic field.
Beispielsweise offenbart die
Die
Die
Aus der
Aufgabenstellungtask
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine besonders kostengünstige und fertigungstechnisch optimierte Lagerbuchse für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, deren Steifigkeit mechanisch einstellbar ist und somit nicht auf einem hydraulischen oder magnetorheologischen Wirkprinzip beruht.The object of the invention is to provide a particularly cost-effective and production-optimized bushing for a motor vehicle whose stiffness is mechanically adjustable and thus is not based on a hydraulic or magnetorheological action principle.
Erfindungsgemäße LösungInventive solution
Erfindungsgemäß weist das Elastomerelement mindestens zwei richtungsabhängige Steifigkeitsstufen auf und ist zur Steifigkeitsänderung der Lagerbuchse relativ zur Bohrung und/oder zum Bolzen rotierbar. Mit anderen Worten ändert sich die Steifigkeit des Elastomerelements in Abhängigkeit von der Position des Elastomerelements in der Bohrung. Dazu ist das Elastomerelement relativ zur Bohrung und/oder zum Bolzen rotierbar. Insbesondere sind die mindestens zwei richtungsabhängigen Steifigkeitsstufen durch unterschiedliche Geometrien und/oder durch unterschiedliche Werkstoffe realisierbar. Somit können sowohl Versteifungsstrukturen und/oder Werkstoffe und/oder Teilchen und/oder Fasern im Elastomerelement eingebracht werden, um zumindest einen Teil des Elastomerelements zu versteifen. Ebenso ist es denkbar alternativ oder ergänzend Schwächungsstrukturen und/oder Werkstoffe im Elastomerelement einzubringen, die zumindest einen Teil des Elastomerelements schwächen und somit die Steifigkeit des Elastomerelement herabsetzten. Insbesondre ist das Elastomerelement ringförmig ausgebildet.According to the invention, the elastomer element has at least two direction-dependent rigidity stages and is rotatable relative to the bore and / or the bolt for changing the stiffness of the bearing bush. In other words, the stiffness of the elastomeric element changes depending on the position of the elastomeric member in the bore. For this purpose, the elastomer element is rotatable relative to the bore and / or the bolt. In particular, the at least two direction-dependent stiffness stages can be realized by different geometries and / or by different materials. Thus, both stiffening structures and / or materials and / or particles and / or fibers may be incorporated in the elastomeric member to stiffen at least a portion of the elastomeric member. Likewise, it is conceivable alternatively or additionally to introduce weakening structures and / or materials in the elastomer element, which weaken at least a part of the elastomer element and thus reduce the rigidity of the elastomer element. Insbesondre the elastomeric element is annular.
Gemäß der Erfindung ist radial zwischen dem Innenring und dem Bolzen mindestens ein erstes Lagerelement angeordnet, wobei radial zwischen dem Außenring und der Bohrung mindestens ein zweites Lagerelement angeordnet ist. Alternativ wird zwischen dem Lagerelement und der Bohrung eine Hülse verwendet, die in die Bohrung eingepresst werden kann. Dadurch kann das schaltbare Fahrwerkslager genau so montiert werden, wir ein konventionelles Fahrwerkslager. Erfindungsgemäß sind die mindestens zwei Lagerelemente als Gleitlagerbuchsen ausgebildet. Ferner ist es aber auch denkbar die mindestens zwei Lagerelemente als Nadellager auszubilden.According to the invention, at least one first bearing element is arranged radially between the inner ring and the bolt, wherein at least one second bearing element is arranged radially between the outer ring and the bore. Alternatively, a sleeve is used between the bearing element and the bore, which can be pressed into the bore. Thus, the switchable suspension bearing can be mounted exactly as we, a conventional suspension bearings. According to the invention at least two bearing elements designed as plain bearing bushes. Furthermore, it is also conceivable to form the at least two bearing elements as a needle bearing.
Vorteilhafterweise weist das Elastomerelement mindestens eine stirnseitig angeordnete, axial ausgebildete Aussparung auf. Die mindestens eine Aussparung dient als Schwächungsstruktur und senkt die Steifigkeit des Elastomerelements. Maßgeblich sind dabei sowohl das axiale Abmaß als auch die geometrische Ausbildung und die radiale sowie umfangsseitige Erstreckung der mindestens einen Aussparung. Vorzugsweise erstreckt sich die mindestens eine Aussparung von einer Stirnfläche über das gesamte axiale Abmaß zur anderen Stirnfläche des Elastomerelements. Alternativ sind zwei Aussparungen axial zwischen den beiden Stirnflächen angeordnet und durch einen axial dazwischen angeordneten Steg getrennt.Advantageously, the elastomer element has at least one end formed axially formed recess. The at least one recess serves as a weakening structure and reduces the rigidity of the elastomer element. Decisive are both the axial dimension and the geometric design and the radial and circumferential extent of the at least one recess. Preferably, the at least one recess extends from one end face over the entire axial dimension to the other end face of the elastomer element. Alternatively, two recesses are arranged axially between the two end faces and separated by a web arranged axially therebetween.
Des Weiteren bevorzugt weist das Elastomerelement zwei stirnseitig angeordnete, axial ausgebildete Aussparungen auf, die radial gegenüberliegend am Elastomerelement angeordnet sind. Ferner sind die beiden Aussparungen identisch ausgebildet. Dadurch erfolgt eine homogene Verteilung der aufgenommenen Kräfte im Elastomerelement.Furthermore, the elastomer element preferably has two, axially arranged recesses arranged on the end side, which are arranged radially opposite the elastomer element. Furthermore, the two recesses are formed identically. This results in a homogeneous distribution of the absorbed forces in the elastomer element.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die mindestens eine Aussparung eine umfangsseitige Erstreckung am Elastomerelement von mindestens 70° bis höchstens 110° aufweist. Mit anderen Worten erstreckt sich die mindestens eine Aussparung über mindestens ca. 19% bis hin zu ca. 31% der Stirnfläche umfangsseitig am Elastomerelement. Unter umfangsseitig ist zu verstehen, dass die jeweilige Aussparung an der Stirnseite radial nach innen versetzt entlang des Umfangs des Elastomerelements angeordnet ist.The invention includes the technical teaching that the at least one recess has a circumferential extent on the elastomer element of at least 70 ° to at most 110 °. In other words, the at least one recess extends over at least about 19% up to about 31% of the end face on the circumference of the elastomer element. Under the circumference is to be understood that the respective recess on the end face is arranged radially inwardly offset along the circumference of the elastomeric element.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die mindestens eine Aussparung nierenförmig ausgebildet. Weitere Geometrien sind ebenfalls denkbar.According to a preferred embodiment, the at least one recess is kidney-shaped. Other geometries are also conceivable.
Vorzugsweise nimmt die mindestens eine Aussparung zumindest teilweise ein komplementär dazu ausgebildetes Element auf. Mit anderen Worten befindet sich in der mindestens einen Aussparung ein Element zur Versteifung der mindestens einen Aussparung. Somit kann über das jeweilige Element gezielt die Steifigkeit der Lagerbuchse eingestellt werden. Alternativ ist es auch denkbar, dass die mindestens eine Aussparung lediglich mit Luft gefüllt ist, um eine geringe Steifigkeit des Elastomerelements zu realisieren.Preferably, the at least one recess at least partially receives a complementary formed thereto element. In other words, located in the at least one recess, an element for stiffening the at least one recess. Thus, the rigidity of the bearing bush can be adjusted specifically via the respective element. Alternatively, it is also conceivable that the at least one recess is only filled with air in order to realize a low rigidity of the elastomer element.
Ferner bevorzugt ist zumindest der Innenring zur Steifigkeitsänderung der Lagerbuchse zumindest mittelbar von einem Elektromotor rotierbar. Der zumindest mittelbare Antrieb des Innenrings ermöglicht die vorteilhafte Anordnung des Elektromotors am gefederten Achsträger. Ferner ist es aber auch denkbar den Außenring zumindest mittelbar über den Elektromotor anzutreiben, wobei dann die Anordnung des Elektromotors vorzugsweise am Fahrwerkslenker erfolgt.Further preferably, at least the inner ring for the change in stiffness of the bearing bush is at least indirectly rotatable by an electric motor. The at least indirect drive of the inner ring allows the advantageous arrangement of the electric motor on the sprung axle carrier. Furthermore, it is also conceivable to drive the outer ring at least indirectly via the electric motor, in which case the arrangement of the electric motor preferably takes place on the suspension link.
Des Weiteren bevorzugt verbindet eine Getriebeanordnung den Elektromotor zumindest mit dem Innenring. Mithin ist zwischen dem Innenring und dem Elektromotor die Getriebeanordnung angeordnet. Je nach Ausführungsform kann die Getriebeanordnung auch zwischen Außenring und Elektromotor angeordnet sein.Furthermore, a gear arrangement preferably connects the electric motor at least to the inner ring. Consequently, the gear arrangement is arranged between the inner ring and the electric motor. Depending on the embodiment, the gear arrangement may also be arranged between the outer ring and the electric motor.
Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigenFurther measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of preferred embodiments of the invention with reference to FIGS. Show it
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
Nach
Gemäß
Die beiden richtungsabhängigen Steifigkeitsstufen des Elastomerelements
Gemäß den
Gemäß
Demgegenüber befinden sich die beiden Aussparungen
Nach
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1a1, 1a
- Lagerbuchsebearing bush
- 2, 2a2, 2a
- Bolzenbolt
- 33
- Innenringinner ring
- 4, 4a4, 4a
- Bohrungdrilling
- 55
- Außenringouter ring
- 66
- Elastomerelementelastomer element
- 7a, 7a', 7b7a, 7a ', 7b
- Lagerelementbearing element
- 8a–8d8a-8d
- Aussparungrecess
- 9a, 9b9a, 9b
- Elementelement
- 1010
- Elektromotorelectric motor
- 1111
- Getriebeanordnungtransmission assembly
- 1212
- Fahrwerkslenkersuspension arm
- 13a, 13b13a, 13b
- Stirnflächeface
- 14a, 14b14a, 14b
- Stegweb
- 1515
- Kraftvektorforce vector
- 1616
- Gehäusecasing
- 1717
- Ritzelwellepinion shaft
- 1818
- Hohlradring gear
- 1919
- SonneSun
- 2020
- StufenplanetensatzStepped planet set
- 2121
- Bolzenbolt
- 2222
- Hohlradring gear
- 2323
- Hülseshell
Claims (8)
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Legal Events
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