DE19545170A1

DE19545170A1 - Upper support bearing for MacPherson strut unit of motor vehicle

Info

Publication number: DE19545170A1
Application number: DE1995145170
Authority: DE
Inventors: Franz Eschlwech; Lutz Roemer; Peter Pfaffenzeller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1995-12-04
Filing date: 1995-12-04
Publication date: 1997-06-05

Abstract

The support bearing comprises a spring plate which supports the strut unit, and is supported on a flange part (6) via a roller bearing. The flange part has an axial support surface (13) and a radial centering surface (16). A fixed part (12) of the roller bearing (5) is supported directly on the surfaces. The flange part has a tubular extension (10), with two inward projecting axially opposite internal support faces (23,24) for an elastomer part (11), which supports a bar or a tube. A sleeve (22) of aluminium or steel is fitted to the tube, and has two outer support faces (25,26) engaging on those of the tubular extension.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützlagerung, insbesondere eine obere Stützlagerung eines Fahrzeugs-Federbeins, mit den jeweils im Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a support bearing, in particular an upper support bearing a vehicle shock absorber, each with the independent generic term Claims 1 and 2 specified features.

Eine derartige Stützlagerung ist durch die DE 35 14 067 A1 bekannt, die eine obere Stützlagerung eines Fahrzeug-Federbeins bildet. Die Stützlagerung weist eine den Dämpfer des Federbeins umgebende Schraubenfeder auf, die über eine Unterlage an einem Federteller anliegt, der sich über ein Wälzlager und eine Ela stomerschicht an einem Flansch abstützt, der über Befestigungselemente mit einem Wandbereich der Fahrzeugkarosserie zu verbinden ist. Durch seine elasti sche Abstützung kann das Wälzlager zumindest kleine Winkelbewegungen aus führen, die sich auf den Federteller übertragen. Durch diese Winkeländerungen werden die Abstützkräfte der Schraubenfeder und des Dämpfers des Federbeins ungünstig verändert. An der Unterlage zwischen dem oberen Ende der Schrauben feder und dem Federteller ist eine Zusatzfeder abgestützt, die bei Winkelverände rungen des Federtellers an der Kolbenstange verkanten und dadurch uner wünschte Kräfte an der Kolbenstange bewirken kann. Das Kolbenstangenende stützt sich an einem Elastomer ab, das an eine innere Hülse und eine äußere Buchse anvulkanisiert ist, die an ihrem oberen Rand um einen Kragen an der Fahrzeugkarosserie abgebogen ist. Die Stützlagerung ist dadurch aufwendig zu fertigen und weist eine entsprechend größere Baulänge auf.Such a support bearing is known from DE 35 14 067 A1, the one forms the upper support bearing of a vehicle shock absorber. The support bearing points a coil spring surrounding the damper of the shock absorber Pad rests on a spring plate, which is a roller bearing and an Ela stomer layer is supported on a flange, which also has fastening elements a wall area of the vehicle body is to be connected. Due to its elasti cal support, the rolling bearing can at least make small angular movements lead, which are transferred to the spring plate. Through these changes in angle the supporting forces of the coil spring and the shock absorber of the shock absorber unfavorably changed. On the pad between the top of the screws spring and the spring plate is supported by an additional spring, which makes angular changes Tilt the stanchions of the spring plate on the piston rod desired forces on the piston rod can cause. The piston rod end is supported on an elastomer, which on an inner sleeve and an outer Is vulcanized on its upper edge around a collar at the Vehicle body is bent. The support bearing is therefore too expensive manufacture and has a correspondingly longer overall length.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stützlagerung jeweils nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2 anzugeben, die einen einfachen Aufbau mit einer geringen Baulänge aufweist, sowie einfach gefertigt und demontiert werden kann.The invention has for its object a support bearing after each The preamble of independent claims 1 and 2 specify one has a simple structure with a short overall length, and is simply manufactured and can be dismantled.

Diese Aufgabe ist jeweils durch die in den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 2 angegebenen Merkmalen gelöst. Durch die unmittelbare Abstützung des Flanschteiles an der axialen Stützfläche und der radialen Zentrierfläche ist das Wälzlager ohne Zwischenschaltung weiterer Teile an dem Flanschteil fest abge stützt, das seinerseits fest mit dem Wandbereich der Fahrzeugkarosserie zu ver binden ist. Bei den auftretenden Belastungen der Stützlagerung ist das Wälzlager mit einem Lagerteil fixiert, wodurch der Federteller bei allen Belastungen des Fe derelements in seiner Winkeleinstellung zur Achse des Wälzlagers festgehalten bleibt. Eine an dem Federteller befestigte Zusatzfeder bleibt an ihrem, dem Feder teller zugewandten Ende lagegenau festgehalten. Weist der rohrförmige Ansatz des Flanschteiles an seiner Innenseite kegelstumpfförmige Innenstützflächen auf, so kann das Elastomer von den Innenstützflächen festgehalten sein, ohne daß eine beispielsweise durch Vulkanisation bewirkte haftende Verbindung mit den Innenstützflächen oder mit der Kolbenstange oder einem daran befestigten Teil erforderlich ist. Das als separates Teil gefertigte Elastomer kann im Reparaturfall oder nach der Gebrauchszeit der Stützlagerung entnommen und sortenrein ge sammelt bzw. für eine weitere Verwendung aufbereitet werden. Eine derartige Stützlagerung weist nur wenige Bauteile auf, die durch ihre kompakte Anordnung lediglich eine geringe Baulänge erfordern und leicht zu montieren und in einfacher Weise zu demontieren sind.This task is in each case by the in the independent claims 1 and 2 specified features solved. By the direct support of the This is part of the flange on the axial support surface and the radial centering surface Rolling bearings abge abge without additional parts on the flange part supports, which in turn ver with the wall area of the vehicle body tie is. When the loads on the support bearing occur, the roller bearing is fixed with a bearing part, whereby the spring plate with all loads of the Fe derelements held in its angular setting to the axis of the rolling bearing remains. An additional spring attached to the spring plate remains on the spring plate facing end held exactly. Shows the tubular approach on the inside of the flange part on the inside of a truncated cone, so the elastomer can be held by the inner support surfaces without an adhesive connection, for example caused by vulcanization, with the Inner support surfaces or with the piston rod or a part attached to it is required. The elastomer manufactured as a separate part can be used in the event of a repair or removed from the support bearing after the period of use and sorted by type collects or be prepared for further use. Such Support bearing has only a few components due to its compact arrangement require only a small overall length and are easy to assemble and simpler Way to disassemble.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprü chen.Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent claims chen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigenTwo exemplary embodiments of the invention are illustrated by a drawing explained. Show it

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem Flanschteil, das eine axiale Stütz fläche und eine radiale Zentrierfläche für das Wälzlager bildet und Fig. 1 shows a first embodiment with a flange part which forms an axial support surface and a radial centering surface for the rolling bearing and

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit zwei axial entgegengesetzt kegelförmi gen Innenstützflächen an dem Ansatz des Flanschteiles. Fig. 2 shows a second embodiment with two axially opposite kegelförmi gene inner support surfaces on the approach of the flange part.

Die in Fig. 1 dargestellte Stützlagerung bildet eine obere Stützlagerung eines Fahr zeug-Federbeins. Die Stützlagerung weist eine unten in nicht dargestellter Weise an dem Außenrohr 1 eines Dämpfers abgestützte Schraubenfeder 2 auf, die oben über eine Unterlage 3 an einem Federteller 4 abgestützt ist. Der Federteller 4 ist über ein Kugellager 5 an einem festen Flanschteil 6 abgestützt, das über Befesti gungsschrauben 7 und auf die Befestigungsschrauben 7 aufschraubbare Gewin demuttern 8 mit einem Wandbereich 9 der Fahrzeugkarosserie fest zu verbinden ist. Das Flanschteil 6 weist einen rohrförmigen Ansatz 10 auf, der von außen ein Elastomer 11 umschließt. Ein Oberteil 12 des Kugellagers 5 ist unmittelbar an einer axialen Stützfläche 13 des Flanschteiles 3 abgestützt und von einer zur Achse 14 des Dämpfers etwa koaxialen zylindrischen Zentrierfläche 16 radial zentriert. Der Federteller bildet mit einer axialen Vertiefung eine axiale Anlagefläche 17 für das Unterteil 18 des Kugellagers 5. Das Unterteil 18 des Kugellagers 5 ist am Außen umfang von einer Umfangsfläche 19 der Vertiefung des Federtellers 4 radial zen triert. Der Federteller 4 kann sich unmittelbar über das Kugellager 5 und das Flanschteil 6 an dem Wandbereich 9 der Fahrzeugkarosserie abstützen und ist dadurch in seiner Winkeleinstellung zur Achse 14 des Kugellagers 5 bei allen Be lastungen der Stützlagerung festgehalten, wodurch die Schraubenfeder 2 an ihrem oberen Ende nicht gegenüber der Achse 14 des Kugellagers 5 kippen kann. Die Kolbenstange 19 des Dämpfers 15 stützt sich an ihrem oberen Ende unter Zwi schenschaltung einer an der Kolbenstange 19 zwischen zwei Anschlägen 20, 21 fixierten Hülse 22 und das Elastomer 11 an dem rohrförmigen Ansatz 10 des Flanschteiles 6 ab. Zur Fixierung des axial von den Anschlägen 20, 21 einge schlossenen Elastomers 11 an dem rohrförmigen Ansatz 10 ist dieser in einem mittleren Längsbereich an seiner Innenseite radial nach innen vorstehend mit zwei axial entgegengesetzt kegelstumpfförmigen Innenstützflächen 23, 24 ausgebildet. Der rohrförmige Ansatz 10 weist eine etwa gleichbleibende Wandstärke auf, wo durch seine Außenkontur an die Innenkontur angepaßt ist. Die aus Aluminium oder Stahl gefertigte Hülse 22 weist an ihren Stirnbereichen am Außenumfang zwei ra dial nach außen vorstehende, axial entgegengesetzt kegelstumpfförmige Außen stützflächen 25, 26 auf, die in der dargestellten Auslegungsstellung der Stützlage rung den Innenstützflächen 23, 24 radial gegenüberliegen, wodurch das Elastomer einen über ihre axiale Länge etwa gleichbleibenden Querschnitt aufweist. Der größte Durchmesser der Außenstützflächen 25, 26 ist kleiner als der kleinste Durchmesser der Innenstützflächen 23, 24 ausgebildet, wodurch das Elastomer 11 von unten in den rohrförmigen Ansatz 10 in die dargestellte Lage eingesteckt wer den kann. Die Kegelstumpfwinkel der Innenstützflächen 23, 24 stimmen mit den Kegelstumpfwinkeln der Außenstützflächen 25, 26 überein und sind so zu wählen, daß das Elastomer bei den auftretenden Beanspruchungen ausreichend festgehal ten ist. Ein verbesserter Sitz an den Innenstützflächen 23, 24 kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Hülse 22 oder bei fehlender Hülse die Kolben stange 19 im Durchmesser größer als der Innendurchmesser des Elastomers 11 ausgebildet ist und dadurch das Elastomer 11 mit entsprechender radialer Vor spannung an den Innenstützflächen 23, 24 anliegt. Die mit axialem Abstand an der Kolbenstange 19 befestigten Anschläge 20, 21 wirken zur axialen Wegbegrenzung der Kolbenstange 19 oben über das Elastomer 11 mit der Innenstützfläche 23 und unten mit dem unteren Rand der Innenstützfläche 24 zusammen. An einer unteren axialen Anlagefläche 27 des Federtellers 4 liegt ein Stütztopf 28 mit seinem obe ren, mit einer zentralen Öffnung 29 für einen Durchtritt des rohrförmigen Ansatzes 10 versehenen oberen Randfläche an und ist mit der Anlagefläche 27 verschweißt. An dem unteren, eingezogenen Ende 30 des Stütztopfes 28 ist eine Zusatzfeder 31 angeordnet und an dem Rand einer zentralen Öffnung 32 befestigt. Bei über mäßigen Einfederungsbewegungen des Außenrohres 1 kommt das untere Ende der Zusatzfeder 31 an einem Stirnbereich des Außenrohres 1 des Stoßdämpfers zur Anlage und bewirkt eine der Einfederung entgegenwirkende Kraft. Der zylindri sche Umfangsbereich und die an der Anlagefläche 27 an liegende Stirnfläche des Stütztopfes 28 sind radial innerhalb der Schraubenfeder 2 und radial außerhalb des rohrförmigen Ansatzes 10 angeordnet.The support bearing shown in Fig. 1 forms an upper support bearing of a vehicle strut. The support bearing has a helical spring 2 which is supported at the bottom in a manner not shown on the outer tube 1 of a damper and which is supported at the top via a base 3 on a spring plate 4 . The spring plate 4 is supported by a ball bearing 5 on a fixed flange 6 , the supply screws via fastening 7 and on the fastening screws 7 threaded nuts 8 to be firmly connected to a wall region 9 of the vehicle body. The flange part 6 has a tubular extension 10 which encloses an elastomer 11 from the outside. An upper part 12 of the ball bearing 5 is supported directly on an axial support surface 13 of the flange part 3 and is radially centered by a cylindrical centering surface 16 which is approximately coaxial with the axis 14 of the damper. With an axial recess, the spring plate forms an axial contact surface 17 for the lower part 18 of the ball bearing 5 . The lower part 18 of the ball bearing 5 is on the outer circumference of a circumferential surface 19 of the recess of the spring plate 4 radially zen triert. The spring plate 4 can be supported directly on the ball bearing 5 and the flange part 6 on the wall region 9 of the vehicle body and is thereby held in its angular setting to the axis 14 of the ball bearing 5 at all loads of the support bearing, whereby the coil spring 2 is not at its upper end can tilt relative to the axis 14 of the ball bearing 5 . The piston rod 19 of the damper 15 is supported at its upper end with interposition of a sleeve 22 fixed to the piston rod 19 between two stops 20 , 21 and the elastomer 11 on the tubular extension 10 of the flange part 6 . To fix the axially closed from the stops 20 , 21 elastomer 11 on the tubular extension 10 , this is formed in a central longitudinal region on its inside radially inward with two axially opposite frustoconical inner support surfaces 23 , 24 . The tubular extension 10 has an approximately constant wall thickness, where its outer contour matches the inner contour. The sleeve 22 made of aluminum or steel has at its end regions on the outer circumference two ra dial outwardly protruding axially opposite frustoconical outer support surfaces 25 , 26 , which are in the illustrated position of the support position tion the inner support surfaces 23 , 24 radially opposite, whereby the elastomer has a cross section which is approximately constant over its axial length. The largest diameter of the outer support surfaces 25 , 26 is smaller than the smallest diameter of the inner support surfaces 23 , 24 , whereby the elastomer 11 is inserted from below into the tubular extension 10 in the position shown who can. The truncated cone angles of the inner support surfaces 23 , 24 coincide with the truncated cone angles of the outer support surfaces 25 , 26 and are to be selected so that the elastomer is sufficiently firmly held under the stresses that occur. An improved fit on the inner support surfaces 23 , 24 can be achieved, for example, in that the sleeve 22 or, in the absence of a sleeve, the piston rod 19 is formed larger in diameter than the inner diameter of the elastomer 11 and thereby the elastomer 11 with a corresponding radial voltage to the Inner support surfaces 23 , 24 abut. The stops 20 , 21 attached to the piston rod 19 at an axial distance act to axially limit the displacement of the piston rod 19 at the top via the elastomer 11 with the inner support surface 23 and at the bottom with the lower edge of the inner support surface 24 . On a lower axial contact surface 27 of the spring plate 4 is a support pot 28 with its obe Ren, provided with a central opening 29 for passage of the tubular extension 10 upper edge surface and is welded to the contact surface 27 . At the lower, retracted end 30 of the support pot 28 , an additional spring 31 is arranged and attached to the edge of a central opening 32 . In the event of moderate deflection movements of the outer tube 1 , the lower end of the additional spring 31 comes to rest on an end region of the outer tube 1 of the shock absorber and causes a force which counteracts the deflection. The cylindri cal peripheral area and the abutting face 27 of the support pot 28 are arranged radially inside the helical spring 2 and radially outside the tubular extension 10 .

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist eine mit der Kolbenstange 19 in Fig. 1 vergleichbare Stange 33 über eine Hülse 22 und ein Elastomer 11 an einem ringförmigen Ansatz 10 eines an einem Wandbereich 9 befestigten Flanschteiles 6 abgestützt. Die Abstützung der Stange 33 erfolgt in einer mit der Abstützung der Kolbenstange 19 in Fig. 1 vergleichbaren Weise. Die zwischen den beiden Ausführungsbeispielen vergleichbaren Teile sind deshalb mit gleichen Be zugszahlen versehen.In the second exemplary embodiment according to FIG. 2, a rod 33 that is comparable to the piston rod 19 in FIG. 1 is supported via a sleeve 22 and an elastomer 11 on an annular shoulder 10 of a flange part 6 fastened to a wall region 9 . The rod 33 is supported in a manner comparable to the support of the piston rod 19 in FIG. 1. The parts comparable between the two embodiments are therefore provided with the same reference numbers.

Die Erfindung ist auch von den beiden Ausführungsbeispielen abweichend auszu führen. Die Formen der bei den Ausführungsbeispielen verwendeten Teile sind an sich beliebig. Das Wälzlager kann auch ein Rollenlager sein. Es ist nicht erforder lich, daß sich die Kolbenstange oder eine andere Stange über eine Hülse an dem Elastomer abstützt. Die innere Öffnung des Elastomers kann auch zylindrisch aus gebildet sein, wenn das Elastomer zwischen axialen Begrenzungselementen an der Kolbenstange bzw. Stange axial fixiert ist, die beispielsweise mit den Anschlä gen bei den Ausführungsbeispielen vergleichbar sind. Bei Verwendung einer Hülse kann diese an der Innen- oder Außenseite zylindrisch ausgebildet sein. Über die Stützlagerung kann eine beliebige Stange oder ein beliebiges Rohr abgestützt sein, die beispielsweise keinen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.The invention is also to deviate from the two exemplary embodiments to lead. The shapes of the parts used in the exemplary embodiments are yourself any. The roller bearing can also be a roller bearing. It is not required Lich that the piston rod or another rod over a sleeve on the Elastomer supports. The inner opening of the elastomer can also be cylindrical be formed when the elastomer between axial delimiting elements the piston rod or rod is axially fixed, for example with the connections conditions in the exemplary embodiments are comparable. When using a sleeve this can be cylindrical on the inside or outside. About the Support bearing can support any rod or tube be, for example, have no circular cross section.

Claims

1. Support bearing, in particular the upper support bearing of a vehicle spring leg, with a spring element which is supported at the top directly or via a support on a spring plate, which is supported by a roller bearing on a fixed flange part which is fixed to a wall area of the vehicle body via fastening elements is to be connected and encloses an elastomer on which a rod or a tube is supported on the inside, characterized in that the flange part ( 6 ) forms an axial support surface ( 13 ) and a radial centering surface ( 16 ) on which a fixed part ( Upper part 12 ) of the roller bearing (ball bearing 5 ) is supported directly.

2. Support bearing, in particular upper support bearing of a vehicle spring leg, in particular according to claim 1, with a fixed flange part which has a tubular extension and is to be firmly connected via fastening elements to a wall region of the vehicle body and encloses an elastomer on which an inside Rod or a tube supports, characterized in that the tubular extension ( 10 ) forms on its inner side two inwardly projecting, axially opposite truncated cone-shaped inner support surfaces ( 23 , 24 ) for the elastomer ( 11 ).

3. Support bearing according to claim 1 or 2, with an axially fixed on the rod or the tube sleeve, via which the rod or the tube is supported internally on the elastomer, characterized in that the sleeve ( 22 ) on the outer circumference after two projecting outside, axially opposite frustoconical outer support surfaces ( 25 , 26 ).

4. Support bearing according to claim 3, characterized in that the sleeve ( 22 ) is made of aluminum or steel ge.

5. Support bearing according to claim 3 or 4, characterized in that in a rest position of the rod (piston rod 19 , rod 33 ) or the tube, the inner support surfaces ( 23 , 24 ) at least in regions at least one facing area of the outer support surfaces ( 25 , 26th ) face each other.

6. Support bearing according to one of claims 3 to 5, characterized in that the frustoconical inner support surface ( 23 or 24 ) has a similar cone angle as the facing truncated cone-shaped outer support surface ( 25 or 26 ).

7. Support bearing according to one of claims 2 to 6, characterized in that two axially spaced on the rod (piston rod 19 , rod 33 ) or the tube attached stops ( 20 , 21 ) axially enclose the elastomer ( 11 ) and for axial Limitation of travel of the rod (piston rod 19 , rod 33 ) or of the pipe in both opposite directions directly or via the elastomer ( 11 ) or another elastic layer with the inner support surfaces ( 23 , 24 ) or contact surfaces on the flange part ( 6 ) work together.

8. Support bearing according to one of claims 1 to 7, characterized in that on an axial contact surface ( 27 ) of the Fe dertellers ( 4 ) a support pot ( 28 ) is attached, on which one between an axial contact surface of a damper outer tube ( 1 ) and a zugewand th axial end face of the support pot ( 28 ) arranged additional spring ( 31 ) is attached.

9. Support bearing according to claim 8, characterized in that the support pot ( 28 ) radially inside the Fe derelements (coil spring 2 ) and radially outside of the tubular set ( 10 ) on the flange part ( 6 ) with the contact surface ( 27 ) of the Federtel lers ( 4 ) is connected.

10. Support bearing according to one of claims 3 to 9, characterized in that the largest diameter of the outer support surfaces ( 25 , 26 ) is smaller than the smallest diameter of the inner support surfaces ( 23 , 24 ).