-
TECHNISCHES UMFELD DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft das Umfeld der Aufhängungsaxiallagereinheiten, insbesondere vom MacPherson-Typ. Derartige Aufhängungsaxiallagereinheiten sind mit einer Aufhängungsanordnung für eine Verwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestattet.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Im Allgemeinen weist ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem eine Radaufhängungsanordnung auf, die eine Achse und ein Fahrzeugrad trägt. Eine Aufhängungsaxiallagereinheit ist an einem oberen Abschnitt der Aufhängungsanordnung gegenüberliegend zu dem Rad und dem Boden und zwischen einer Aufhängungsfeder und einem oberen Trägerblock, der an dem Körper des Fahrzeugs angebracht ist, angeordnet.
-
Die Aufhängungsaxiallagereinheit weist zumindest ein Wälzlager auf.
-
Die Aufhängungsaxiallagereinheit ermöglicht die Übertragung von axialen Kräften zwischen der Feder und der Karosserie des Fahrzeugs und ermöglicht in der Zwischenzeit eine relative winklige Bewegung zwischen der Feder, die in Rotation beweglich ist, und dem feststehenden Trägerblock, der an der Karosserie angebracht ist.
-
Zu diesem Zweck wird die Feder an einem Federsitz abgestützt, der an der Aufhängungsaxiallagereinheit bereitgestellt ist. Genauer gesagt, weist die Aufhängungsaxiallagereinheit eine untere Abstützfläche auf, die an einem Ende der Windungen der Feder anliegt. Die Federabstützfläche weist eine radiale Fläche auf, um eine axiale Kraft aufzunehmen. Die Federabstützfläche kann auch eine röhrenförmige axiale Fläche aufweisen, um radiale Deformationen aufzunehmen und eine Zentrierung der Feder sicherzustellen.
-
Es ist aus der
US 4,475,725 ein Träger bekannt, der dazu ausgelegt ist, an einer unteren Federsitzscheibe bereitgestellt zu sein, wobei der Träger aus einem elastischen Material hergestellt ist, und eine sich spiralförmig aufsteigende Sitzfläche aufweist, um einen spiralförmigen Endabschnitt der Spiralfeder abzustützen, und eine steil abfallende Stufe, um in Rotation ein Ende der Spiralfeder zu blockieren.
-
Dennoch ist der Träger aus dem Stand der Technik nicht geeignet für eine Aufhängungsaxiallagereinheit, die an einem oberen Ende der Spiralfeder bereitgestellt ist. Darüber hinaus ist ein Träger aus elastischem Material relativ komplex herzustellen und kann nicht genug Steifheit sicherstellen.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Das Ziel der Erfindung ist es, eine Aufhängungsaxiallagereinheit bereitzustellen mit einem verbesserten Federsitz, der optimierte Leistungsfähigkeiten sowohl in der Federabstützung, als auch in den Dämpfungsfunktionen aufweist, und leicht und ökonomisch herzustellen ist.
-
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Aufhängungsaxiallagereinheit zur Verwendung mit einer spiralförmigen Aufhängungsfeder in einem Kraftfahrzeugradaufhängungssystem. Die Aufhängungsaxiallagereinheit weist ein Lager mit einem oberen und einem unteren ringförmigen Teil auf, die in relativer Rotation zueinander sind, wobei die Teile jeweils aus einem starren Material hergestellt sind. Der untere ringförmige Teil weist eine untere Abstützfläche auf, die axial ein oberes Ende einer Aufhängungsfeder mittels eines Dazwischenliegens einer Dämpfungsvorrichtung, die aus einem elastischen Material hergestellt ist, abstützt.
-
Gemäß der Erfindung weist der untere ringförmige Teil zumindest einen Rückhalteabschnitt auf, der axial nach unten von der unteren Abstützfläche auskragt, wobei der Rückhalteabschnitt dazu ausgelegt ist, mit der Aufhängungsfeder zusammenzuwirken, um so eine relative Bewegung zwischen der Aufhängungsfeder und der unteren Abstützfläche bereitzustellen, wobei die Dämpfungsvorrichtung als eine Schicht ausgebildet ist, die die untere Abstützfläche bedeckt.
-
Dank der Erfindung integriert die Aufhängungsaxiallagereinheit Mittel, um mit der Aufhängungsfeder zusammenzuwirken, um so diese an dem Federsitz zu halten.
-
Dank der Erfindung sind die Auskragungen, um die relative Bewegung zwischen der Aufhängungsfeder und dem Federsitz abzustützen, aus dem starren Material des unteren Teils des Lagers hergestellt, und sind dann starr genug, um die Last, die direkt auf die Feder ausgeübt wird, abzustützen.
-
Auf der anderen Seite hat das dämpfende elastische Material eine geringere Steifheit und ist dann weich genug, um eine optimierte Schwingungsdämpfung sicherzustellen.
-
Beim Ausbilden der Aufhängungsaxiallagereinheit gibt es keinen Kompromiss zwischen der Lastaufnahme und der Schwingungsdämpfung. Beide Funktionen werden in einer optimierten Weise ausgeführt.
-
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Material des unteren Teils des Lagers weniger teuer ist als das elastische Material der Dämpfungsvorrichtung. Die Dämpfungsvorrichtung ist als eine Schicht ausgebildet, beispielsweise ein Abschnitt mit reduzierter und im Wesentlichen konstanter Dicke des Materials. Weniger elastisches Material ist erforderlich und ermöglicht es dann, die Kosten der Aufhängungsaxiallagereinheit zu reduzieren. Darüber hinaus kann die Dämpfungsvorrichtung leicht hergestellt werden, beispielsweise indem sie auf die untere Abstützfläche aufgeformt wird.
-
Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung, die vorteilhaft aber nicht zwangsläufig sind, kann eine derartige Aufhängungsaxiallagereinheit eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweisen:
- - Die Aufhängungsaxiallagereinheit umfasst ein Lager mit einem Innenring, der an einer oberen Kappe befestigt ist, um so den oberen ringförmigen Teil der Aufhängungsaxiallagereinheit auszubilden, und mit einem Außenring, der an einer unteren Kappe befestigt ist, um so den unteren ringförmigen Teil der Aufhängungsaxiallagereinheit auszubilden.
- - Der Innenring und der Außenring sind aus einem geprägten Metallblech hergestellt.
- - Die obere und die untere Kappe sind aus einem starren Plastikmaterial, beispielsweise Polyamid, hergestellt, das optional mit Glasfasern verstärkt ist.
- - Die obere und/oder untere Kappe können eine Versteifungseinlage aufweisen.
- - Das Lager besteht in einem Wälzlager, wobei der Innen- und der Außenring eine ringförmige Wälzkammer zwischen sich definieren, und zumindest eine Reihe von Wälzkörpern in der Wälzkammer angeordnet ist.
- - Die Wälzkörper sind Kugeln.
- - Der untere ringförmige Teil umfasst eine axiale Nabe und einen nach außen auskragenden radialen Flansch, der sich von der Nabe erstreckt, wobei die Dämpfungsvorrichtung eine untere radiale Fläche des nach außen auskragenden radialen Flansches derart umfasst, dass sie eine axiale Last von der Aufhängungsfeder aufnimmt.
- - Eine Dämpfungsvorrichtung ist von einer äußeren zylindrischen Fläche der Nabe umfasst, um so eine radiale Last von der Aufhängungsfeder aufzunehmen.
- - Die Dämpfungsvorrichtung ist direkt auf dem unteren Teil ausgeformt.
- - Die Dämpfungsvorrichtung ist aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi, thermoplastisches Elastomer (TPE), insbesondere thermoplastisches Polyurethan (TPU), Schmelz-verarbeitbares Elastomer (MPE) oder zelluläres Polyurethan hergestellt.
- - Ein Rückhalteabschnitt ist an der unteren Abstützfläche des unteren ringförmigen Teils bereitgestellt und ist eine spiralförmig abfallende Sitzfläche, die dazu ausgelegt ist, einen spiralförmigen Abschnitt der Aufhängungsfeder abzustützen.
- - Die spiralförmige abfallende Fläche erstreckt sich über einen Windungswinkel zwischen 90° und 270° der unteren Abstützfläche.
- - Ein Rückhalteabschnitt, der an der unteren Abstützfläche des unteren ringförmigen Teils bereitgestellt ist, ist eine axial nach unten auskragende Stufe, die dazu ausgelegt ist, einen Anschlag für eine Endkante der spiralförmigen Aufhängungsfeder auszubilden.
- - Ein Rückhalteabschnitt, der an der unteren Abstützfläche des unteren ringförmigen Teils bereitgestellt ist, ist ein axialer nach unten auskragender Abschnitt, der radial nach außen von der spiralförmigen Aufhängungsfeder bereitgestellt ist, wobei der Abschnitt dazu ausgelegt ist, einen radialen Anschlag für die Feder auszubilden.
-
Figurenliste
-
Die Erfindung wird nun in Zusammenhang mit den angehängten Figuren, als illustrative Beispiele, erklärt, ohne den Gegenstand der Erfindung einzuschränken. In den angehängten Figuren:
- - 1 ist eine perspektivische Aufsicht auf eine Aufhängungsaxiallagereinheit;
- - 2 ist eine perspektivische Bodenansicht einer Aufhängungsaxiallagereinheit gemäß der Erfindung;
- - 3 ist eine Bodenansicht der Aufhängungsaxiallagereinheit aus 2;
- - 4 ist eine Schnittansicht der Aufhängungsaxiallagereinheit entlang der Linie I-I aus 3.
- - 5 ist eine Schnittansicht der Aufhängungsaxiallagereinheit entlang der Linie II-II aus 3; und
- - 6 ist ein Teil der Schnittansicht der Aufhängungsaxiallagereinheit entlang der Linie III - III aus 3.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON EINIGEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN.
-
Die Aufhängungsaxiallagereinheit 1 mit einer Mittelachse X1 ist zwischen einer spiralförmigen Aufhängungsfeder 2 und einem Trägerblock (nicht gezeigt), der mit der Karosserie eines Kraftfahrzeugs verbunden ist, angebracht. Eine derartige Aufhängungsaxiallagereinheit kann beispielsweise in einer MacPherson Federbeinanordnung eines Kraftfahrzeugs verwendet werden.
-
Im Nachfolgenden werden die Adjektive „axial“ und „radial“ als relativ zu der Mittelachse X1 des ringförmigen Axiallagers 1 definiert.
-
Die Aufhängungsaxiallagereinheit 1 weist eine obere Kappe 3, eine untere Kappe 4 und ein einzelnes Wälzlager 5 auf. Diese drei Komponenten 3, 4 und 5 sind im Allgemeinen von kreisförmiger Form um eine Mittelachse X5, die mit der Mittelachse X1 zusammenfällt, wenn die Aufhängungsaxiallagereinheit 1 nicht belastet ist.
-
Die obere Kappe 3 besteht aus einem einstückigen Teil, der aus einem synthetischen Kunststoffmaterial, beispielsweise aus Polyamid, das optional mit Glasfasern verstärkt ist, hergestellt ist. Die obere Kappe 3 hat einen oberen radialen Abschnitt 30, einen inneren ringförmigen Kragen 31 mit einem relativ kleinen Durchmesser, der sich in Richtung der unteren Seite der Aufhängungsaxiallagereinheit 1 erstreckt, und einen äußeren ringförmigen Kragen 32 mit relativ großem Durchmesser, der sich in Richtung der unteren Seite der Aufhängungsaxiallagereinheit 1 erstreckt.
-
Die obere Kappe 3 ist dazu ausgelegt, an einem Trägerblock (nicht gezeigt) einer Kraftfahrzeugkarosserie befestigt zu werden.
-
Das Wälzlager 5 umfasst einen geprägten inneren Metallblechlaufring 50, einen äußeren Laufring 51, ebenfalls aus einem geprägten Metallblech, eine Reihe von Wälzkörpern 52, hier Kugeln, und einen Kä53, zum Bereitstellen einer regelmäßigen umfänglichen Beabstandung zwischen den Wälzkörpern 52. Die Wälzkörper 52 sind zwischen den Laufbahnen, die durch toroidale Abschnitte des inneren Laufrings 50 und des äußeren Laufrings 51 ausgebildet sind, angeordnet.
-
In einer nicht gezeigten Alternative müssen keine Wälzkörper verwendet werden, sondern die inneren und äußeren Laufringe können einander direkt kontaktieren, wobei ein geeignetes reibarmes Material, Beschichtung oder Schmiermittel verwendet wird. In einer weiteren Alternative können die Wälzkörper Rollen sein.
-
Das Wälzlager 5 ist integral radial zwischen dem inneren Kragen 31 und dem äußeren Kragen 32 der oberen Kappe 3 angeordnet. Der innere Laufring 50 ist innerhalb eines toroidalen inneren Abschnitts der oberen Kappe 3 eingepasst.
-
Der äußere Laufring 51 ist auf einen toroidalen äußeren Abschnitt der unteren Kappe 4 eingepasst.
-
Die untere Kappe 4 weist eine Nabe 41 auf, die eine innere Bohrung 42 definiert. Der innere Kragen 31 definiert eine innere Bohrung 33 für die Aufhängungsaxiallagereinheit 1, wobei eine längliche Stoßdämpferstange (nicht gezeigt) in den Bohrungen 33, 42 angebracht ist.
-
Die untere Kappe 4 weist weiterhin einen nach außen auskragenden radialen Flansch 43 auf, der sich von der Nabe 41 in Richtung des Äußeren der Aufhängungsaxiallagereinheit 1 erstreckt.
-
Der toroidale äußere Abschnitt, der den äußeren Laufring 51 des Wälzlagers 5 trägt, ist an einer oberen Fläche des radialen Flansches bereitgestellt.
-
Gemäß dem Ausführungsbeispiel weist die untere Kappe 4 weiterhin eine Dämpfvorrichtung 6 auf, die aus einem elastischen Material hergestellt ist.
-
Die Dämpfvorrichtung ist aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi, thermoplastischem Elastomer (TPE), insbesondere thermoplastischem Polyurethan (TPU), Schmelz-verarbeitbarem Elastomer (MPE) oder cellulärem Polyurethan, hergestellt.
-
Die Dämpfvorrichtung 6 weist einen radialen Abschnitt 60 und einen röhrenförmigen axialen Abschnitt auf. Der radiale Abschnitt 60 umfasst eine obere Seite, die fest mit einer unteren Abstützfläche 44 des radialen Flansches 43 des unteren Teils 4 befestigt ist, und eine untere radiale Seite, die einen Federsitz 62 ausbildet, um eine Endwindung der Aufhängungsfeder 2 in lagerndem Kontakt aufzunehmen.
-
Die untere Abstützfläche 44 der unteren Kappe 4 nimmt durch das Dazwischenliegen des radialen Abschnitts 60 der Dämpfvorrichtung 6 axiale Lasten und Stöße von der Aufhängungsfeder 2 auf, und ermöglicht es, Schwingungen zu dämpfen.
-
Der röhrenförmige axiale Abschnitt 61 erstreckt sich axial von dem radialen Abschnitt 60 in Richtung der unteren Seite der Aufhängungsaxiallagereinheit 1. Der röhrenförmige axiale Abschnitt 61 ist fest an einer äußeren zylindrischen Fläche der Nabe 41 der unteren Kappe 4 befestigt.
-
Die Nabe 41 der unteren Kappe 4 nimmt durch das Dazwischenliegen des röhrenförmigen axialen Abschnitts 61 der Dämpfvorrichtung 6 radiale Lasten und Stöße von der Aufhängungsfeder 2 auf, und ermöglicht es ebenfalls, Schwingungen zu dämpfen.
-
Gemäß der Erfindung weist die untere Kappe 40 weiterhin einen ersten Rückhalteabschnitt 45 auf, der axial nach unten von der unteren Abstützfläche 44 auskragt, der dazu ausgelegt ist, einen Anschlag für eine Endkante der spiralförmigen Aufhängungsfeder 2 auszubilden.
-
Der erste Rückhalteabschnitt 45 genauso wie die untere Abstützfläche 44 ist durch eine Schicht aus elastischem Material bedeckt, das die Dämpfvorrichtung 6 ausbildet.
-
Der erste Rückhalteabschnitt 45 definiert eine radiale Anschlagsfläche, an deren einer Endkante die spiralförmige Aufhängungsfeder 2 anstößt, um so eine relative Rotation zwischen der spiralförmigen Aufhängungsfeder 2 und der unteren Kappe 4 zu verhindern. Es verhindert auch, dass sich die Aufhängungsfeder von der unteren Kappe 4 abhebt.
-
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die untere Kappe 4 einen zweiten Rückhalteabschnitt 46 auf, der axial nach unten von der unteren Abstützfläche 44 auskragt. Der zweite Rückhalteabschnitt 46 ist eine spiralförmig abfallende Sitzfläche, die dazu ausgelegt ist, einen spiralförmigen Abschnitt der Aufhängungsfeder 2 abzustützen. Die spiralförmige abfallende Fläche erstreckt sich über einen Windungswinkel von 90° der unteren Abstützfläche 44 und optional bis zu 270°.
-
Der zweite Rückhalteabschnitt 46, genauso wie die untere Abstützfläche 44, ist durch eine Schicht aus elastischem Material, das die Dämpfvorrichtung 6 ausbildet, abgedeckt.
-
Das spiralförmige Federende ist völlig an der unteren Kappe 4 durch das Dazwischenliegen der Dämpfvorrichtung 6 abgestützt, auch wenn die spiralförmige Feder unbelastet ist, wobei der spiralförmige Endabschnitt axial von dem Federende beabstandet ist. Die ausgeübte Radial- und/oder Axiallast wird gleichförmig über die gesamte untere Abstützfläche 44 verteilt.
-
Vorteilhafterweise ist die Dämpfvorrichtung 6 direkt auf der unteren Abstützfläche 44 des unteren Teils ausgeformt.
-
Vorteilhafterweise kann ein inneres Dichtmittel zwischen einem inneren Umfang des radialen Abschnitts 43 der unteren Kappe 4 und dem inneren Kragen 31 der oberen Kappe 3 bereitgestellt sein. Ein äußeres Dichtmittel kann zwischen einem äußeren Umfang des radialen Abschnitts 43 der unteren Kappe 4 und dem äußeren Kragen 32 der oberen Kappe 3 bereitgestellt sein.
-
Repräsentative, nicht limitierende Beispiele der vorliegenden Erfindung wurden oben im Detail unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung ist lediglich dazu gedacht, einem Fachmann weitere Details für das Ausführen bevorzugter Aspekte der vorliegenden Lehre zu lehren und ist nicht dazu gedacht, den Schutzbereich der Erfindung zu beschränken. Darüber hinaus können jeweils die zusätzlichen Eigenschaften und Lehren, die oben offenbart sind, separat oder in Verbindung mit anderen Eigenschaften und Lehren verwendet werden, um eine verbesserte Aufhängungsaxiallagereinheit bereitzustellen.
-
Darüber hinaus können verschiedene Eigenschaften der oben beschriebenen repräsentativen Beispiele, genauso wie die verschiedenen unabhängigen und abhängigen Ansprüche weiter unten, auf eine Weise kombiniert werden, die nicht speziell und explizit angegeben wurde, um zusätzliche sinnvolle Ausgestaltungen der vorliegenden Lehren bereitzustellen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
