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Die Erfindung betrifft ein Dämpferlager zur Lagerung einer Kolbenstange eines Feder-Dämpferbeins eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art sowie eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 8 angegebenen Art.
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McPherson-Radaufhängungen sind aufgrund ihrer geringen Komplexität und niedrigen Herstellungskosten ein weit verbreiteter Achsentyp und sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Lediglich beispielhaft wird auf die
DE 43 40 557 A1 verwiesen.
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Es ist weiterhin bekannt, bei McPherson-Radaufhängungen zum Querkraftausgleich die Tragfeder desaxiert, d.h. die Längsachse der Feder ist gegenüber der Dämpferachse leicht schräg angestellt, anzuordnen, sodass zumindest in bestimmten Fahrsituationen ein nahezu querkraftfreies und damit ein reibungsoptimiertes Ein- und Ausfedern ermöglicht ist.
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Insbesondere beim Einsatz der teiltragenden Hydropneumatik in Verbindung mit einer McPherson-Radaufhängung hat sich gezeigt, dass die alleinige Desaxierung der Tragfeder nicht ausreichend ist, um ein reibungsoptimiertes Ein- und Ausfedern zu gewährleisten. Dies ist darauf zurückzuführen, dass ein Teil der Traglast über die Gasfeder der Hydropneumatik abgestützt wird. Da sich insbesondere beim Beladen der Anteil der Traglast, welcher über die Gasfeder der Hydropneumatik abgestützt wird, erhöht, kann durch die desaxierte Anordnung der Tragfeder einem durch Querkraft bedingtes Verbiegen der Kolbenstange nicht genügend entgegengewirkt werden.
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Ein Lager zur Befestigung und Lagerung einer Kolbenstange eines Stoßdämpfers eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein die Kolbenstange aufnehmendes Lagerinnenteil, einen zwischen dem Lagerinnenteil und einem Lageraußenteil angeordneten elastomeren Lagerkörper sowie ein die Lagerbauteile aufnehmendes Gehäuse zur karosserieseitigen Befestigung, ist aus der
DE 10 2004 051 112 B3 bekannt.
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Die
DE 10 2014 001 029 B3 offenbart ein Lager zur Lagerung und Erzeugung eines Kippmoments auf eine Kolbenstange eines Dämpfers einer Kraftfahrzeugradaufhängung. Das Lager umfasst einen Lagerkern zur Anbindung der Kolbenstange, ein Lagergehäuse zur Karosserieanbindung, sowie einen zwischen Lagerkern und Lagergehäuse wirksamen Elastomerkörper. Das Lager zeichnet sich dadurch aus, dass zur Erzeugung des Kippmoments MK auf die Kolbenstange der Elastomerkörper eine erste Arbeitskammer und eine in radialer Richtung betrachtet gegenüberliegend angeordnete zweite Arbeitskammer aufweist, die jeweils mit einer Dämpferflüssigkeit gefüllt und mit Druck beaufschlagbar sind.
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Aus der
DE 10 2014 208 083 A1 ist ein Dämpfer für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bekannt. Der Dämpfer umfasst ein Dämpferlager mit einem elastischen Körper, vorzugsweise aus Gummi und eine im elastischen Körper ausgebildeten Druckkammer, einen fluidgefüllten Zylinder, einen im Zylinder geführten Kolben und eine mit dem Kolben verbundene Kolbenstange. Dabei ist ein aus dem Zylinder ragendes Ende der Kolbenstange mit dem elastischen Körper des Dämpferlagers verbunden und es besteht eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Zylinder und der Druckkammer.
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Ein gattungsgemäßes, sämtliche Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 aufweisendes Dämpferlager zur Lagerung einer Kolbenstange eines Feder-Dämpferbeins eines Kraftfahrzeugs ist in der
JP 2006 - 62 521 A und der
JP 2000 - 337 426 A offenbart.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dämpferlager zur Lagerung einer Kolbenstange eines Feder-Dämpferbeins eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art, derart weiterzubilden, dass ein nahezu querkraftfreies und damit ein reibungsoptimiertes Ein- und Ausfedern ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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In bekannter Art und Weise umfasst das Dämpferlager zur Lagerung einer Kolbenstange eines Feder-Dämpferbeins eines Kraftfahrzeugs, eine Innenhülse, die - nach Durchführung der Kolbenstange - an der Kolbenstange befestigbar ist. Zudem umfasst das Lager eine konzentrisch zur Innenhülse angeordnete Außenhülse, einen in radialer Richtung r betrachtet zwischen Innen- und Außenhülse angeordneten Elastomerkörper sowie ein die Hülsen und den Elastomerkörper aufnehmendes, d.h. ein die Innen-/Außenhülse und den Elastomerkörper axial und radial umschließendes, Gehäuse, über das das Dämpferlager karosserieseitig befestigbar ist.
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Erfindungsgemäß ist die Innenhülse zwei getrennte, radial gegenüberliegend angeordnete Kammern aufweisend ausgebildet. Die Kammern sind dabei so angeordnet und ausgebildet, dass jede Kammer neben den durch die Innenhülse gebildeten Kammerwandungen jeweils eine mittels des Elastomerkörpers gebildete, die Kammer axial begrenzende elastomere Kammerwandung aufweist, über die die Kammern jeweils in Kontakt mit dem umgebenden Gehäuse stehen. Die die Kammern axial begrenzenden elastomeren Kammerwandungen sind dabei in axialer Richtung a gegenüberliegend angeordnet, also eine Kammer ist in axialer Richtung nach unten durch die elastomere Kammerwandung begrenzt und steht damit in axialer Richtung a betrachtet unten mit dem Gehäuse in Kontakt, während die radial gegenüberliegende Kammer durch eine in axialer Richtung a betrachtet oben liegende elastomere Kammerwandung begrenzt ist und damit das Gehäuse in axialer Richtung a betrachtet oben kontaktiert.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den Effekt, dass im verbauten Zustand und einer Befüllung der Kammern mit Hydraulikflüssigkeit, durch eine Druckbeaufschlagung der Kammern, ein auf die Kolbenstange wirksames, der störenden Querkraft entgegenwirkendes Moment erzeugbar ist. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise ein nahezu querkraftfreies und damit reibungsoptimiertes Ein- und Ausfedern ermöglicht.
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Vorzugsweise ist der Elastomerkörper dabei so ausgebildet, dass im Bereich der elastomeren Kammerwandung, der Elastomerkörper jeweils eine in axiale Richtung a ausgerichtete, dem Gehäuse zugewandte Verdickung aufweist, über die die jeweilige Kammerwandung in Kontakt mit dem Gehäuse steht. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine „satte“ Kontaktierung zwischen Elastomerkörper bzw. der jeweiligen Kammerwandung und dem Gehäuse sichergestellt.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dämpferlagers zeichnet sich dadurch aus, dass die Kammern hydraulisch kommunizierend mit einer Hydraulikflüssigkeitskammer des Feder-Dämpferbeins verbindbar sind. Diese Ausführungsform hat den Effekt, dass im Falle einer Zuladung und des dadurch bedingten Einfederns, Hydraulikflüssigkeit in die Kammern gefördert wird, d.h. das eine Druckerhöhung in den Kammern auftritt, mit der Folge, dass das mittels des Dämpferlagers erzeugte, auf die Kolbenstange wirkende - dem Verbiegen der Kolbenstange infolge von Querkräften entgegenwirkende - Moment sich vergrößert. Somit ist in vorteilhafter Weise ein passives, beladungsabhängiges, der störenden Querkraft Entgegenwirken realisiert.
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Bevorzugt weist hierzu die Innenhülse zwei in radiale Richtung r ausgerichtete, die Innenhülse durchdringende, in die Kammern mündende Bohrungen auf. Über diese nachfolgend als Kammerbohrungen bezeichnete Bohrungen, stehen die Kammern mit der eine Hohlbohrung, sowie korrespondierend zu den Kammerbohrungen angeordnete, in radiale Richtung r ausgerichtete Querbohrungen aufweisenden Kolbenstange mit der Hydraulikflüssigkeitskammer des Feder-Dämpferbeins hydraulisch kommunizierend in Kontakt. Hierdurch ist in vorteilhafte Weise eine bauraumsparende, gegen äußere Beschädigung geschützte „interne“ hydraulische Versorgung der Kammern gewährleistet.
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Zur Vermeidung eines Austrittes von Hydraulikflüssigkeit, ist die Innenhülse an ihrer radial inneren Mantelfläche mit zwei eine Dichtung aufnehmende, umlaufenden Nuten versehen. Die Anordnung der Nuten bzw. Dichtungen ist dabei so, dass in Bezug zu den in radialer Richtung r ausgerichteten Bohrungen bzw. Kammerbohrungen betrachtet, eine Nut in axiale Richtung a oberhalb und die andere Nut in axiale Richtung a unterhalb der Kammerbohrung angeordnet ist.
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Eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dämpferlagers sieht vor, dass die Kammern hydraulisch kommunizierend mit einem eine Pumpe und ein Hydraulikreservoir aufweisenden Hydrauliksystem verbindbar sind. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass mittels der Pumpe der Druck in den Kammern aktiv verändert werden kann, sodass in vorteilhafte Weise ein aktives Stellen des der störenden Querkraft entgegenwirkenden Moments ermöglicht ist.
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Das das Dämpferlager karosserieseitig lagernde Gehäuse ist bevorzugt axial geteilt, einen in axialer Richtung a betrachtet oberen Gehäusedeckel und einen unteren Gehäuseboden aufweisend ausgebildet. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine einfache Montage sichergestellt. Vorzugsweise weist das Gehäuse zudem einen, mehrere Bohrungen aufweisenden Flanschabschnitt auf, über den das Gehäuse mit der Karosserie verbindbar ist.
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Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde eine Radaufhängung für ein Rad einer Achse eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 8 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass ein nahezu querkraftfreies und damit ein reibungsoptimiertes Ein- und Ausfedern ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 8 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche 9 und 10 stellten vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Radaufhängung dar.
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In bekannter Art und Weise ist die Radaufhängung als eine McPherson-Radaufhängung ausgebildet und umfasst einen über zumindest einen Lenker gelenkig am Kraftfahrzeugaufbau gelagerten Radträger, ein den Radträger führendes Feder-Dämpferbein sowie ein Dämpferlager, über das eine Kolbenstange des Feder-Dämpferbeins karosserieseitig gelagert ist.
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Die Radaufhängung zeichnet sich dadurch aus, dass das Dämpferlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
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Sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Dämpferlager lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Radaufhängung übertragen, so dass mit dieser auch die zuvor genannten Vorteile erzielt werden.
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Bevorzugt ist dabei die „interne“ hydraulische Versorgung der Kammern vorgesehen. Hierfür ist die Kolbenstange des Dämpferbeins hohlgebohrt und weist im Bereich des Sitzes der Innenhülse eine die Kolbenstange in radiale Richtung r durchdringende Querbohrung auf, über die die Kammern mit der Hydraulikflüssigkeitskammer des Feder-Dämpferbeins hydraulisch kommunizierend verbunden sind.
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Vorzugsweise ist dabei der Dämpfer des Feder-Dämpferbeins als ein - neben der Hydraulikflüssigkeit ein Gaspolster aufweisender - Gasdruckstoßdämpfer ausgebildet.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
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In der Zeichnung bedeutet:
- 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Dämpferlagers im verbauten Zustand;
- 2 eine vergrößerte Darstellung der Ober- und Unterseite der Innenhülse des Dämpferlagers aus 1, und
- 3 das Dämpferlager aus 1 in einer Ansicht schräg von vorn.
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1 zeigt ein insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnetes Dämpferlager. Das Dämpferlager 10 umfasst eine Innenhülse 12, eine konzentrisch zur Innenhülse 12 angeordnete Außenhülse 14, einen in radialer Richtung r betrachtet zwischen der Innen- und Außenhülse 12, 14 angeordneten Elastomerkörper 16 sowie ein die Lagerbauteile Innen-/Außenhülse 12, 14 und Elastomerkörper 16 bereichsweise umfassendes Gehäuse 18.
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In bekannter Art und Weise sind dabei Innen- und Außenhülse 12, 14 über den Elastomerkörper 16 miteinander verbunden. Hierzu ist der Elastomerkörper 16 an die Innen- und Außenhülse 12, 14 anvulkanisiert und hält diese elastisch nachgiebig in relativer Position zueinander.
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Während über das Gehäuse 18 die Außenhülse 14 des Dämpferlagers 10 mit einer - hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten - Kraftfahrzeugkarosserie verbindbar ist, ist die Innenhülse 12 mit einer Kolbenstange 20 eines - hier ebenfalls aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Feder-Dämpferbeins eines Kraftfahrzeugs - fest verbunden.
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Wie 1 und 2 zu entnehmen ist, weist die Innenhülse 12 zwei voneinander getrennte, in radialer Richtung r betrachtet gegenüberliegend angeordnete Kammern 22, 24 auf. Wie 1 und 2 weiter zeigt, sind die Kammern 22, 24 dabei so angeordnet und ausgebildet, dass jede Kammer 22, 24 neben den durch die Innenhülse 12 gebildeten Kammerwandungen jeweils eine mittels des Elastomerkörpers 16 gebildete, die Kammer 22, 24 axial begrenzende elastomere Kammerwandung 22-a, 24-a aufweist, über die die Kammern 22, 24 jeweils in Kontakt mit dem umgebenden Gehäuse 18 stehen. Dabei sind, wie 1 weiter zu entnehmen ist, die elastomeren Kammerwandungen 22-a, 24-a axial gegenüberliegend angeordnet, nämlich so, dass die Kammer 22 über ihre elastomere Kammerwandung 22-a in axiale Richtung a betrachtet nach oben begrenzt bzw. abgeschlossen ist, während die Kammer 24 über ihre elastomere Kammerwandung 24a nach unten begrenzt bzw. abgeschlossen ist.
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Die Kammern 22, 24 sind mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt und stehen hydraulisch kommunizierend mit der Hydraulikflüssigkeitskammer des Feder-Dämpferbeins in Wirkverbindung. Hierzu ist - wie 1 zeigt - die Kolbenstange 20 hohlgebohrt und weist im Bereich des Sitzes der Innenhülse 12 eine die Kolbenstange 20 durchfassende Querbohrung 26 auf. Entsprechend weist die Innenhülse 12 korrespondierend zur Querbohrung 26 angeordnete, in radiale Richtung r ausgerichtete, die Innenhülse 12 durchdringende und in die Kammern 22, 24 mündende Bohrungen 28 auf.
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Um ein Austritt von Hydraulikflüssigkeit zu vermeiden, weist die Innenhülse 12 in axialer Richtung a betrachtet oberhalb der Bohrungen 28 sowie in axialer Richtung a betrachtet unterhalb der Bohrung 28 eine umlaufende Nut auf, in der jeweils eine Dichtung 30 eingesetzt ist.
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Das erfindungsgemäße Dämpferlager 10 hat den Effekt, dass bei einer Zuladung und des dadurch bedingten Einfedern des Kraftfahrzeugs, aus der Hydraulikflüssigkeitskammer des Feder-Dämpferbeins über die hohlgebohrte Kolbenstange 20, Querbohrung 26 und Bohrungen 28 Hydraulikflüssigkeit in die Kammern 22, 24 gedrückt wird. D.h. die Kammern 22, 24 werden gleichzeitig mit Druck beaufschlagt. Dies wiederum bedingt, dass die elastomere Kammerwandung 22a eine axial nach oben auf das Gehäuse 18 wirkende und die elastomere Kammerwandung 24a eine axial nach unten auf das Gehäuse 18 wirkende Kraft ausübt. D.h., es wird ein auf die Kolbenstange 20 wirkendes Moment 32 erzeugt, welches den unerwünschten, auf die Kolbenstange 20 wirkenden Querkräften entgegenwirkt. Somit ermöglicht das Dämpferlager 10 in vorteilhafter Weise ein passives und beladungsabhängiges Entgegenwirken gegenüber einem „Verbiegen“ der Kolbenstange 20 infolge von Querkräften.
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Wie 1 und 3 zeigen, ist vorliegend das Gehäuse 18 in axialer Richtung a geteilt, einen Gehäusedeckel 18-1 und einen Gehäuseboden 18-2 aufweisende ausgebildet. Zudem weist das Gehäuse 18 einen, mehrere Bohrungen 34 aufweisenden Flanschbereich 18-3, über den das Gehäuse 18 mit der Karosserie verbindbar ist.
