DE19738769A1 - Lagerung eines Stabilisators an einem Kraftfahrzeug - Google Patents
Lagerung eines Stabilisators an einem KraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Lagerung eines Stabilisators an einem Kraftfahrzeug ge
mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der EP-A-0 770 506 ist bereits eine Lagerung eines Stabilisators an einem
Kraftfahrzeug bekannt, bei dem eine Lagerstelle eine Hülse aufweist, die an dem
Stabilisator beispielsweise durch Verkleben befestigt ist. Die Hülse weist eine als
Gleitlager dienende sphärische Oberfläche auf. Die sphärische Oberfläche liegt an
einer der sphärischen Oberfläche der Hülse angepaßten Innenfläche eines Lager
gehäuses an, das aus Kunststoff besteht. Um dieses Lagergehäuse herum ist ein
weiteres Gehäuse angeordnet, das an einem Achsbauteil des Kraftfahrzeuges
befestigt ist. Das bekannte Lager ist aufgrund seiner besonderen Anordnung an
einem sich in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges erstreckenden Abschnitt des
Stabilisators zur Übertragung von Schwenkbewegungen um eine sich in der Quer
richtung des Kraftfahrzeuges erstreckende Achse ausgelegt. Da sowohl das La
gergehäuse als auch das das Lagergehäuse umgebende Gehäuse zweiteilig auf
gebaut sind, ist die Herstellung und die Montage des vorbekannten Lagers auf
wendig.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagerung eines Stabilisators an einem Kraft
fahrzeug zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Ausbildung eines Gleitlagerteils direkt an der Oberfläche eines Stabili
sators ist eine Herstellung eines einteiligen Gleitlagerteils unter Vermeidung eines
Montageschlitzes möglich. Eine Erhöhung der übertragbaren Axialkräfte wird da
durch erreicht, daß die Oberfläche der vorgesehenen Lagerstelle im Stabilisator so
gestaltet ist daß sich beim Spritzvorgang der aufgespritzte Kunststoff in der
Oberfläche formschlüssig verankert. Durch die erfindungsgemäße Lagerung sind
durch den Herstellungsvorgang direkt an der vorgesehenen Lagerstelle bei einem
gleichen Außendurchmesser des Gleitlagerteils Stabilisatoren mit unterschiedlichen
Durchmesser verwendbar. Entsprechend können bei gleichbleibender Außenkontur
des Gleitlagerteils bei unterschiedlichen Stabilisatoren das gleiche Lagergehäuse
mit den darin angeordneten Gegenlagerteilen verwendet werden. Durch die Kugel
form sind Lagerverzwängungen und partiell überhöhte Gleitlagerflächen-Belastun
gen, bedingt durch achs- und stabilisatorseitige Bauteiltoleranzen sowie aufgrund
von Wankfederungen vermeidbar. Von besonderem Vorteil ist, daß durch die inte
grierte Abdichtung das Lager kompakt baut. Die Dichtfläche kann je nach Verwen
dungszweck sich im wesentlichen radial oder axial erstrecken. Von Vorteil ist fer
ner, daß durch die erfindungsgemäße Lagerung neben der Übertragbarkeit von
Axialkräften eine begrenzte Schwenkbewegung senkrecht zur Längsachse des
Stabilisators und zusätzlich eine Drehbewegung um die Längsachse des Stabilisa
tors möglich ist.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen
beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Stabilisators, an dessen sich in
Kraftfahrzeug-Querrichtung erstreckenden Abschnitt beabstandet vonein
ander jeweils ein Gleitlagerteil an der dafür vorgesehenen Lagerstelle teil
weise ausgebildet ist,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des in der Fig. 1 gezeigten Stabilisators
mit vollständig ausgebildeten Lagern,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine in der Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsform
eines auf dem Stabilisator ausgebildeten Gleitlagerteils,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein in der Fig. 2 dargestelltes Lager,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses eines in der Fig. 2 dargestell
ten Lagers,
Fig. 6 einen Querschnitt durch ein in der Fig. 2 dargestelltes Lager,
Fig. 7 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform eines auf einem Stabili
sator angeordneten Lagers und
Fig. 8 einen Längsschnitt einer dritten Ausführungsform eines auf einem Stabilisa
tor angeordneten Lagers.
Die Fig. 1 zeigt einen Stabilisator 1 für ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug. Der
Stabilisator 1 weist einen in etwa geradlinig verlaufenden mittleren Abschnitt 2 und
zwei sich jeweils daran anschließende, unter einem Winkel verlaufende Endab
schnitte 3 und 4 auf, wobei der Winkel in der Regel zwischen 70 und 110° liegt. In
der gezeigten Ausführungsform sind zwei Gleitlagerteile 13, 14 von zwei Lagern 5,
6 an den dafür vorgesehenen Lagerstellen in der Nähe des jeweiligen Überganges
7, 8 vom mittleren Abschnitt 2 auf den entsprechenden Endabschnitt 3, 4 ausgebil
det. An den Endabschnitten 3 und 4 sind Durchgangsöffnungen 9, 10 zur Anbin
dung von in der Fig. 2 teilweise dargestellten Pendelstützen 11, 12 vorgesehen.
Das jeweilige Gleitlagerteil 13, 14 besteht aus einem gleitoptimierten Kunststoff,
der direkt auf den Stabilisator 1, vorzugsweise durch einen Spritzvorgang, in der in
der Fig. 1 gezeigten Form aufgebracht ist.
In der Fig. 2 ist das jeweilige äußere Gehäuse 15, 16 der jeweiligen Lagerstelle 5,
6 dargestellt, das jeweils über ein schellenförmiges Befestigungsteil 17, 18 an ei
nem Flansch 19, 20 oder dergleichen einer nicht abgebildeten Achse oder eines
Teils davon angeordnet ist. Zusätzlich sind in der Fig. 2 die Freiheitsgrade α und β
des Stabilisators 1 in Form von Pfeilen eingezeichnet. Durch die Lager 5, 6 mit
dem jeweiligen kugelförmigen oder balligen Gleitlagerteil 13, 14 ist eine Drehbewe
gung α um die y-Achse möglich. Ferner erlauben die Lager 5, 6 eine begrenzte
Schwenkbewegung um einen Winkel β um die x-Achse. Der Winkel β liegt für eine
Schwenkbewegung in einer Richtung in einem Bereich zwischen β=3 bis 10°, so
daß der gesamte Schwenkwinkel βges=6 bis 20° beträgt. In einer bevorzugten
Ausführungsform beträgt der gesamte Schwenkwinkel βges=12°.
Die Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines in der Fig. 1 gezeigten Gleitla
gerteils 13, 14 im Längsschnitt. Das Gleitlagerteil 13, 14 weist eine Durchgangsöff
nung 21 auf. Zur formschlüssigen Verbindung des aufgespritzten Kunststoffes sind
in der Oberfläche 22 des Stabilisators in axialer oder y-Richtung wirkende Vertie
fungen 23 ausgebildet. Durch den Formschluß können hohe Axialkräfte zwischen
dem Gleitlagerteil 13, 14 und dem Stabilisator 1 übertragen werden. Für geringere
Axialkraftübertragungen reicht die beim Erkalten des aufgespritzten Kunststoffes
für das Gleitteil entstehende Schrumpfspannung auf der Stabilisatoroberfläche
aus. Das in den Fig. 1 und 3 gezeigte Gleitlagerteil 13, 14 weist einen mittleren,
kugelförmigen Abschnitt 24 zur Übertragung der auftretenden Lagerkräfte auf. An
diesen kugelförmigen Abschnitt schließt sich jeweils eine umlaufende rinnenför
mige Vertiefung 25, 26 und an die jeweilige Vertiefung 25, 26 einstückig ein ring
förmiger Abschnitt 27, 28 an.
Wie aus der Fig. 4 hervorgeht, dient die vom mittleren Abschnitt 24 wegzeigende
jeweilige Stirnfläche 29, 30 des entsprechenden Abschnittes 27, 28 als Dichtfläche,
um ein Eindringen von Schmutz, Feuchtigkeit oder dergleichen zu vermeiden. Die
in den Fig. 1, 3, 4, 6, 7 und 8 gezeigten Ausführungsformen weisen als gemeinsa
mes Merkmal auf, daß der Mittelpunkt M des eine Kugel mit einem Radius r darstel
lenden Bereichs des jeweiligen Gleitlagerteils auf der Längsachse bzw. y-Achse
des mittleren Abschnittes 2 des Stabilisators 1 liegt. Entsprechend liegt der Mittel
punkt einer Innenfläche eines jeden, den kugelförmigen Abschnitt zumindest teil
weise umgebenden Gegenlagerteils an der gleichen Stelle.
Die Fig. 4 zeigt neben dem auf dem Stabilisator 1 befestigten Gleitlagerteil 13, 14
das mindestens zweistückig ausgebildete Gegenlagerteil 32, 33, dessen sphäri
sche oder kugelförmige Innenfläche 31 entsprechend der Außenoberfläche 34 des
mittleren, kugelförmigen Abschnittes 24 angepaßt ist. Die Gegenlagerteile 32, 33
bestehen in der Regel aus einem nicht gleitmodifizierten Werkstoff, beispielsweise
aus Kunststoff, aus Stahl oder aus Kunststoffschalen, in denen Stahl eingelagert
ist. Als Kunststoff wird vorzugsweise Polyamid PA und/oder PPE und/oder PBT
verwendet. Das Gleitlagerteil 13, 14 ist vorzugsweise ein gleitoptimierter Werkstoff,
beispielsweise ein faserverstärkter Kunststoff, wobei die verwendeten Fasern
vorzugsweise Kohlefasern sind. Ferner können zumindest in die Außenoberfläche
34 des Gleitlagerteils 13, 14 gleitfähige Stoffe wie Silicon, Polytetraflourethylen
PTFE und/oder Molybdän enthaltende Stoffe ein gelagert sein. Neben einer
trockenen Lagerung kann das Lager auch mit herkömmlichen Schmierstoffen, wie
z. B. Fett, geschmiert sein. Die Gegenlagerteile 32, 33 sind in einem Lagergehäuse
35 eingebettet und befestigt, wobei das Lagergehäuse 35 einen in der Fig. 5
erkennbaren Montageschlitz 42 aufweist. Das Lagergehäuse 35 besteht vor
zugsweise aus einem Ethylen-Propylen-Terpolymerisat-Kautschuk oder aus einem
anderen Elastomer. Das Lagergehäuse 35 liegt mit einem ringförmigen Abschnitt
36, 37 seiner jeweiligen Seitenwand 38, 39 an der entsprechenden Stirnfläche 29,
30 des jeweiligen ringförmigen Abschnittes 27, 28 des Gleitlagerteils 13, 14 zur
Bildung jeweils einer Dichtfläche an. Auf der Mantelfläche 40 des Lagergehäuses
35 ist ein Befestigungsteil 41 angeordnet, dessen Form und Verlauf aus der Fig. 6
hervorgeht.
Aus den Fig. 4 und 5 ist erkennbar, daß das Lagergehäuse 35 eine dem Durch
messer des Stabilisators 1 angepaßte Durchgangsöffnung 43 aufweist. Aus der
Fig. 6 geht hervor, daß das Lagergehäuse 35 und das Befestigungsteil 41 einen
U-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei das Befestigungsteil 41 zusätzlich mit seit
lichen, waagrecht verlaufenden Abschnitten 44, 45 versehen ist. Das Befestigungs
teil 41 entspricht den in der Fig. 2 gezeigten Befestigungsteilen 17, 18. Die Ab
schnitte 44, 45 des Befestigungsteils 41 sind mit Durchgangsöffnungen 46, 47 für
ein nicht abgebildetes Befestigungselement, beispielsweise eine Schraube, verse
hen. Das Gegenlagerteil besteht in der in der Fig. 6 gezeigten Ausführungsform
aus zwei halbkugelförmigen Schalen 48, 49, die in dem Lagergehäuse 35 befestigt
sind. Die beiden Schalen 48, 49 sind in der Regel an ihren gegenüberstehenden
Rändern einige Millimeter voneinander beabstandet. In der Trennebene 50 zwi
schen den beiden Schalen 48, 49 ist im Lagergehäuse 35 der Schlitz 42 ausgebil
det. Das Befestigungsteil 41 bzw. 17, 18 ist an einem flanschförmigen Befesti
gungsteil 19, 20 angeordnet, das in der Regel zu einem Achsbauteil eines Kraft
fahrzeuges gehört.
In der Fig. 7 ist eine zweite Ausführungsform einer Lagerung eines Stabilisators 1
gezeigt, bei der ein Gleitlagerteil 51 statt rillenförmiger Vertiefungen 25, 26 wie in
der Ausführungsform der Fig. 1, 3 und 4 zylindrische, seitliche Abschnitte 52, 53
aufweist. Die Oberflächen 54, 55 der Abschnitte 52, 53 dienen als Dichtfläche in
Verbindung mit jeweils einer dazu gegenüberliegenden Außenfläche 56, 57 eines
Lagergehäuses 58. Das Lager 59 der Fig. 7 weist im übrigen die gleiche Beweg
lichkeit wie die Lager 5, 6 der Fig. 1 bis 6 auf.
Die Fig. 8 zeigt ein Lager 60, bei dem im Unterschied zu den vorhergehenden Ge
genlagerteilen die beiden Gegenlagerteile 61, 62 neben dem mittleren, kugelförmi
gen Abschnitt 63 zusätzlich die beiden seitlichen Abschnitte 64, 65 des Gleitlager
teils 66 überdeckt. Dadurch wird die gleitende Schwenkbewegung um die x-Achse
um den Winkel β im wesentlichen verhindert. Durch den Elastomeranteil in dem
Gleitlagerteil 66 und ggf. in den Gegenlagerteilen 61, 62 ist dennoch durch eine
elastische Verformung des Lagers 60 eine Schwenkbewegung 13 um die x-Achse
möglich.
Claims (11)
1. Lagerung eines Stabilisators an einem Kraftfahrzeug, mit einem inneren, an
der Oberfläche des Stabilisators angeordneten Gleitlagerteil, mit minde
stens zwei an dem Gleitlagerteil anliegenden Gegenlagerteilen, die in einem
Lagergehäuse angeordnet sind
dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlagerteil (13, 14; 51; 66) aus einem
gleitoptimierten Kunststoff besteht, der direkt auf den Stabilisator (1) auf
gebracht ist und daß die Gleitlagerfläche (34) ballig oder kugelförmig ist.
2. Lagerung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der aufgebrachte Kunststoff des Gleitlager
teils (13, 14; 51; 66) formschlüssig mit der Oberfläche (22) des Stabilisators
(1) verbunden ist.
3. Lagerung nach den Ansprüchen 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einer kugelförmigen Ausbildung des
Gleitlagerteils (13, 14; 51; 66) der Kugelmittelpunkt (M) auf der Längsachse
y des Stabilisators (1) liegt.
4. Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager zu dem Gleitlagerteil (13, 14;
51; 66) aus mindestens zwei Schalen (32, 33; 48, 49; 61, 62) besteht, die in
einem Lagergehäuse (35, 58) befestigt sind.
5. Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (35, 58) das Lager (5, 6;
59; 60) allseitig umgibt und einen Schlitz (42) zur Montage aufweist.
6. Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenlagerteile (32, 33) den kugelförmi
gen Abschnitt (24) des Gleitlagerteils (13, 14) nur so weit umfassen, daß
der Stabilisator (1) in dem Lager (5, 6; 59) um die Querachse x des Stabili
sators (1) über einen Winkel β schwenkbar ist.
7. Lagerung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkbereich bei βges=6° bis 20°
liegt.
8. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenlagerteile (61, 62) den kugelförmi
gen Abschnitt (63) des Gleitlagerteils (66) so weit umfassen, daß der Stabi
lisator (1) in dem Lager (60) in bezug auf die Querachse x gleitend unbe
weglich und nur über die elastische Verformbarkeit des Lagers (60) um
einen Winkel β schwenkbar ist.
9. Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß durch die kugelförmige Ausbildung des La
gers (5, 6; 59, 60) Axialkräfte in Richtung der Längsachse des Stabilisators
(1) übertragbar sind und daß der Stabilisator (1) um seine Längsachse y um
einen Winkel α verdrehbar ist.
10. Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (35, 58) über ein das La
gergehäuse (35, 58) umgreifendes Befestigungsteil (17,18; 41) an einem
Kraftfahrzeugbauteil (19, 20), insbesondere einem Achsbauteil, angeordnet
ist.
11. Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (36, 37; 56, 57) der Durch
gangsöffnung (43) des Lagergehäuses (35, 58) mit den dazu gegenüberlie
genden Flächen der seitlichen Abschnitte (27, 28; 52, 53; 64, 65) des
Gleitlagerteils (13, 14; 51; 66) Dichtungen bilden.
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