DE19738769A1 - Lagerung eines Stabilisators an einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Lagerung eines Stabilisators an einem Kraftfahrzeug

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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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