DE102017108476A1

DE102017108476A1 - Fahrwerks-Gelenkverbindung

Info

Publication number: DE102017108476A1
Application number: DE102017108476.2A
Authority: DE
Inventors: Markus Maier
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2018-10-25

Abstract

Eine Gelenkverbindung in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs umfasst ein erstes Fahrwerkselement (2), nämlich einen als Torsionsfeder ausgebildeten Stabilisator, welches mittels eines Gelenks (4) mit einem zweiten Fahrwerkselement (3), nämlich einer Koppelstange, gekoppelt ist, wobei das Gelenk (4) mittels eines Bolzens (5) am ersten Fahrwerkselement (2) festgeschraubt ist und die Schraubverbindung zwischen dem Bolzen (5) und dem ersten Fahrwerkselement (2) korrosionsgeschützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eine gelenkige Verbindung zwischen einem als Torsionsfeder ausgebildeten Stabilisator und einer Koppelstange.
Aus der DE 10 2015 115 775 A1 ist ein Stabilisator für ein Kraftfahrzeug bekannt, welcher als elektromechanischer Wankstabilisator ausgebildet ist. Ein Stabilisator-Rohr dieses Wankstabilisators ist als Sternprofil ausgeführt, welches in Einbuchtungen zwischen Zacken des Sternprofils mit Elastomer ausgefüllt ist, wodurch eine Reduzierung einer Körperschallübertragung in den Fahrgastraum erreicht werden soll. Der Stabilisator ist über Koppelstangen mit weiteren Fahrzeugkomponenten gekoppelt.
Die DE 10 2014 217 579 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Befestigung eines Stabilisators an einem Fahrzeugaufbau. Diese Vorrichtung umfasst mindestens eine permanente Lagereinheit und eine steuerbare Lagereinheit, wobei sowohl die permanente als auch die steuerbare Lagereinheit den Stabilisator umgibt.
Aus der DE 10 2013 107 676 A1 sind Komponenten für einen Stabilisator eines Kraftfahrzeug bekannt, welche aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sind.
Die federnden Komponenten von aktiven oder passiven Stabilisatoren für Kraftfahrzeuge sind typischerweise aus Metall gefertigt. Neben schwingungstechnischen Eigenschaften ist auch das Korrosionsverhalten, unter anderem an Verbindungsstellen mit weiteren Fahrwerkskomponenten, von Belang.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fahrwerkskomponenten von Kraftfahrzeugen, insbesondere Komponenten innerhalb oder an der Peripherie einer Stabilisatoranordnung, hinsichtlich langfristig gleichbleibender Produkteigenschaften bei zugleich montagefreundlicher Gestaltung weiterzuentwickeln.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Fahrwerks-Gelenkverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Gelenkverbindung ist hergestellt zwischen einem ersten Fahrwerkselement, bei welchem es sich um einen als Torsionsfeder ausgebildeten Stabilisator handelt, und einem zweiten Fahrwerkselement, bei dem es sich um eine Koppelstange handelt. Diese gelenkige Verbindung zwischen den beiden Fahrwerkselementen ist mittels eines Gelenks, insbesondere Kugelgelenks, realisiert. Statt eines Kugelgelenks kann beispielsweise auch ein Gummigelenk zum Einsatz kommen. In jedem Fall ist das Gelenk mittels eines Bolzens am ersten Fahrwerkselement festgeschraubt, wobei der Bolzen entweder selbst Teil des Gelenks ist oder fest mit einer Komponente des Gelenks verbunden ist. Der Bolzen ist am ersten Fahrwerkselement festgeschraubt, wobei die Schraubverbindung zwischen dem Bolzen und dem ersten Fahrwerkselement korrosionsgeschützt ist.
Die Fahrwerks-Gelenkverbindung ist sowohl für aktive als auch für passive Stabilisatoren geeignet. Die mit dem Stabilisator oder einer Stabilisatorhälfte gelenkig verbundene Koppelstange wird auch als Pendelstütze bezeichnet.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist der mit einer Komponente des Gelenks verbundene oder identische Bolzen mit Hilfe mindestens eines Scheibenelementes am ersten Fahrwerkselement befestigt. Bei dem Scheibenelement kann es sich um einen Abschnitt des Bolzens, um einen Abschnitt einer Mutter oder um eine separate Scheibe handeln. In allen Fällen kommt dem genannten Scheibenelement, welches an das erste Fahrwerkselement angepresst ist, hinsichtlich des Korrosionsschutzes besondere Bedeutung zu. Vorzugsweise liegt das Scheibenelement zumindest partiell auf einem ringförmigen, unlackierten Bereich des ansonsten lackierten ersten Fahrwerkselementes auf. Statt eines unlackierten Bereiches kann es sich bei dem ringförmigen Bereich, welcher das Scheibenelement kontaktiert, auch um einen im Vergleich zu umgebenden Bereichen des ersten Fahrwerkselementes schwächer lackierten Bereich handeln. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass gerade der Entfall oder die schwächere Ausbildung der Lackierung in dem mechanisch besonders stark belasteten Bereich, welcher durch den Kontaktbereich zwischen dem Scheibenelement und dem ersten Fahrwerkselement gegeben ist, Vorteile hinsichtlich der Dauerfestigkeit der Fahrwerks-Gelenkverbindung erzielbar sind. Dies hängt maßgeblich damit zusammen, dass durch die fehlende oder dünnere Lackierung ein Setzverhalten im Bereich der Verbindung zwischen dem Bolzen und dem ersten Fahrwerkselement vermieden oder zumindest drastisch reduziert wird. Statt einer Lackierung weist der ringförmige Bereich des ersten Fahrwerkselementes, auf welchem das Scheibenelement aufliegt, vorzugsweise eine Phosphatierung auf.
In das Scheibenelement, welches das erste Fahrwerkselement kontaktiert, ist in vorteilhafter Ausgestaltung ein Dichtring eingefügt, welcher am ersten Fahrwerkselement, insbesondere einem abgeflachten Abschnitt des ersten Fahrwerkselementes, anliegt. Der Dichtring kann hierbei beispielsweise in einer ringförmigen Nut des Scheibenelements einliegen. Von einem Einliegen des Dichtrings wird auch in Fällen gesprochen, in denen der Dichtring in einen Absatz am Rand des Scheibenelements eingefügt ist.
Der Dichtring weist beispielsweise eine einzige, an dessen äußerem Rand angeordnete Dichtlippe auf. Diese Dichtlippe kann radial über das aus Metall gefertigte Scheibenelement hinausragen. Alternativ kann der Dichtring mehrere ringförmige Dichtlippen oder Dichtstege aufweisen, wobei in diesem Fall vorzugsweise keine der Dichtlippen radial über das Scheibenelement hinausragt.
Unabhängig von der Gestaltung des Dichtrings weist das Scheibenelement vorzugsweise eine am ersten Fahrwerkselement anliegende Pressfläche auf, welche radial innerhalb des Dichtrings liegt. Die Pressfläche kontaktiert vorzugsweise einen Bereich des ersten Fahrwerkselementes, welcher im Vergleich zu dem vom Dichtring berührten Bereich weniger nachgiebig beschichtet ist. Die geringer ausgeprägte Nachgiebigkeit im Bereich der Pressfläche kann insbesondere, wie bereits erläutert, durch den Entfall oder die geringere Schichtdicke einer im Vergleich zum Grundwerkstoff nachgiebigeren Beschichtung, insbesondere Lackierung, realisiert sein. Ebenso ist es möglich, den die Pressfläche des Scheibenelementes kontaktierenden ringförmigen Bereich des ersten Fahrwerkselementes mit einer Beschichtung zu versehen, welche im Vergleich zum Grundwerkstoff des Fahrwerkselementes eine höhere Härte aufweist.
Zusätzlich oder alternativ zur beschriebenen Anbindung des Gelenks am ersten Fahrwerkselement kann das Gelenk als Ganzes von einem Faltenbalg umschlossen sein. Der Faltenbalg ist beispielsweise mit jeweils einer Schlauchklemme an den beiden Fahrwerkselementen befestigbar.
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Fahrwerks-Gelenkverbindung,
2 ein Fahrwerkselement der Anordnung nach 1,
3 eine mögliche Ausführungsform einer für die Fahrwerks-Gelenkverbindung nach 1 geeigneten, das erste Fahrwerkselement kontaktierenden Scheibe mit einem Dichtring,
4 eine alternative Querschnittsform eines für die Scheibe nach 3 geeigneten Dichtrings,
5 eine Fahrwerks-Gelenkverbindung mit einem Faltenbalg,
6 eine weitere Ausführungsform einer Fahrwerks-Gelenkverbindung mit einem Faltenbalg.

Eine in 1 skizzierte, insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Gelenkverbindung stellt in prinzipiell bekannter Weise eine gelenkige Verbindung zwischen einem ersten Fahrwerkselement 2, nämlich einem Drehstab, das heißt einer Torsionsfeder, und einem zweiten Fahrwerkselement 3 her, bei welchem es sich um eine auch als Pendelstütze bezeichnete Koppelstange handelt. Das als Torsionsfeder ausgebildete erste Fahrwerkselement 2 ist Teil eines aktiven Wankstabilisators, hinsichtlich dessen prinzipieller Funktion auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen wird. Das erste Fahrwerkselement 2 wird auch als Stabilisatorhälfte bezeichnet. Alternativ ist es möglich, als erstes Fahrwerkselement 2 einen einfachen ungeteilten Stabilisator zu verwenden.
Die Fahrwerks-Gelenkverbindung 1 ist realisiert mit Hilfe eines Gelenks 4, nämlich Kugelgelenks, welches sich in der Ausgestaltung nach 1 innerhalb eines Schutzbalgs befindet. Teil des Kugelgelenks 4 ist ein Bolzen 5, welcher unter Verwendung von Scheibenelementen 7, 8 und einer Mutter 9 an einem abgeflachten Endstück 6 des Stabilisators 2 festgeschraubt ist. In den Ausführungsbeispielen ist das Scheibenelement 7 als integraler, scheibenförmiger Abschnitt der Mutter 9 ausgebildet, während es sich bei dem Scheibenelement 8 um eine separate Scheibe handelt. Alternativ ist es auch möglich, beide Scheibenelemente 7,8 als separate Teile auszubilden. Ebenso ist es möglich, das Scheibenelement 8 als integralen Bestandteil des Bolzens 5 zu gestalten.
Das abgeflachte Endstück 6 weist, wie aus 2 hervorgeht, eine Bohrung 11 auf, die zum Durchstecken des Bolzens 5 vorgesehen ist. Die Bohrung 11 ist unmittelbar umgeben von einem unlackierten Bereich 12, welcher wiederum umgeben ist von einem lackierten Bereich 13 des ersten Fahrwerkselementes 2. Statt einer Lackierung weist der unlackierte Bereich 12 eine Phosphatierung auf.
Die Gestaltung des Scheibenelementes 8, welches am abgeflachten Endstück 6 anliegt, entspricht prinzipiell der Gestaltung des Scheibenelementes 7 und geht im Detail aus 3 hervor. In einen am Außenumfang des Scheibenelementes 8 gebildeten Absatz ist ein Dichtring 14 eingelegt. Der Dichtring 14 ist durch Vulkanisieren mit dem Scheibenelement 8 verbunden und weist eine über das Scheibenelement 8 hinausragende Dichtlippe 15 auf. Die Dichtlippe 15 liegt ebenso wie der übrige Dichtring 14 am lackierten Bereich 13 des abgeflachten Endstücks 6 an. Radial innerhalb des Dichtrings 14 befindet sich eine Pressfläche 17, welche an den unlackierten, phosphatierten Bereich 12 des erstens Fahrwerkselementes 2 angepresst ist. Durch die ausschließliche Phosphatierung des Bereichs 12 ist - anders als dies bei einer Lackierung gegeben wäre - ein besonders günstiges Setzverhalten der Verbindung zwischen dem Bolzen 5 und dem ersten Fahrwerkselement 2 gegeben.
In 4 ist eine alternative Gestaltung des Dichtrings 14 skizziert. Statt einer einzigen Dichtlippe 15 sind in diesem Fall mehrere, jeweils ringförmige Dichtlippen 16 gegeben, wobei keiner der Dichtlippen 16 radial über das Scheibenelement 8 hinausragt.
Die Ausgestaltung der Fahrwerks-Gelenkverbindung 1 nach 5 unterscheidet sich von der Bauform nach 1 unter anderem durch die Form des Kugelgelenks 4. Ein mit 18 bezeichnetes Gelenkstück des Kugelgelenks 4 stellt gemäß 5 einen integralen Bestandteil des zweiten Fahrwerkselementes 3 dar. Abweichend von der vereinfachten Darstellung nach 5 ist das Gelenkstück 18 tatsächlich mehrteilig aufgebaut. Bei dem ersten Fahrwerkselement 2 handelt es sich, wie aus 5 hervorgeht, um ein Rohr.
Weiter ist in 5 ein Faltenbalg 19 erkennbar, welcher das gesamte Kugelgelenk 4 einschließlich der Anbindung des Bolzens 5 am ersten Fahrwerkselement 2 umgibt. Der Faltenbalg 19 ist mit Hilfe von Schlauchklemmen 20 an den beiden Fahrwerkselementen 2, 3 befestigt.
Hinsichtlich des Faltenbalgs 19 ist eine Übereinstimmung zwischen der Fahrwerks-Gelenkverbindung nach 6 und der Ausgestaltung nach 5 gegeben. Was die Geometrie des Kugelgelenks 4 betrifft, ist die Fahrwerks-Gelenkverbindung 1 nach 6 entsprechend der Bauform nach 1 ausgeführt.
Bezugszeichenliste

1: Gelenkverbindung
2: Torsionsstab, Stabilisator, erstes Fahrwerkselement
3: Pendelstütze, Koppelstange, zweites Fahrwerkselement
4: Gelenk, Kugelgelenk
5: Bolzen
6: abgeflachtes Endstück
7: Scheibenelement
8: Scheibenelement
9: Mutter
10: Endstück der Pendelstütze
11: Bohrung
12: unlackierter Bereich
13: lackierter Bereich
14: Dichtring
15: Dichtlippe
16: Dichtlippe
17: Pressfläche
18: Gelenkstück
19: Faltenbalg
20: Schlauchklemme

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015115775 A1 [0002]
DE 102014217579 A1 [0003]
DE 102013107676 A1 [0004]

Claims

Fahrwerks-Gelenkverbindung, mit einem ersten Fahrwerkselement (2), nämlich einem als Torsionsfeder ausgebildeten Stabilisator, welches mittels eines Gelenks (4) mit einem zweiten Fahrwerkselement (3), nämlich einer Koppelstange, gekoppelt ist, wobei das Gelenk (4) mittels eines Bolzens (5) am ersten Fahrwerkselement (2) festgeschraubt ist und die Schraubverbindung zwischen dem Bolzen (5) und dem ersten Fahrwerkselement (2) korrosionsgeschützt ist.
Fahrwerks-Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (5) mit Hilfe mindestens eines an das erste Fahrwerkselement (2) angepressten Scheibenelementes (7,8) am ersten Fahrwerkselement (2) befestigt ist.
Fahrwerks-Gelenkverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenelement (7,8) zumindest partiell auf einem ringförmigen, unlackierten Bereich (12) des ansonsten lackierten ersten Fahrwerkselementes (2) aufliegt.
Fahrwerks-Gelenkverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der unlackierte Bereich (12) phosphatiert ist.
Fahrwerks-Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen in das Scheibenelement (7,8) eingefügten, insbesondere an diesen anvulkanisierten, das erste Fahrwerkselement (2) berührenden Dichtring (14).
Fahrwerks-Gelenkverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (14) eine einzige, an dessen äußerem Rand angeordnete Dichtlippe (15) aufweist.
Fahrwerks-Gelenkverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (15) radial über das Scheibenelement (7,8) hinausragt.
Fahrwerks-Gelenkverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (14) mehrere ringförmige Dichtlippen (16) aufweist, von welchen keine radial über das Scheibenelement (7,8) hinausragt.
Fahrwerks-Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenelement (7,8) eine am ersten Fahrwerkselement (2) anliegende Pressfläche (17) aufweist, welche radial innerhalb des Dichtrings (14) liegt und einen Bereich des ersten Fahrwerkselementes (2) berührt, welcher im Vergleich zu dem vom Dichtring (14) berührten Bereich weniger nachgiebig beschichtet ist.
Fahrwerks-Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen das Gelenk (4) umschließenden Faltenbalg (19).