DE19931079A1

DE19931079A1 - Fahrwerksteil mit enger Federwegkennung

Info

Publication number: DE19931079A1
Application number: DE19931079A
Authority: DE
Inventors: Ernst-Ekkehard Encke; Peter Tattermusch; Bjoern Oppermann; Jens Posener
Original assignee: Phoenix AG; DaimlerChrysler AG
Current assignee: Vibracoustic SE and Co KG; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2000-02-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerksteil mit enger Federwegkennung, insbesondere einen Achslenker (1), umfassend wenigstens eine Strebe (2) mit zwei endständig angeordneten Buchsen (3), wobei jede Buchse wenigstens folgende Bauteile umfaßt, nämlich: DOLLAR A - einen Kern (4) aus Metall oder Kunststoff, der zumeist rohrförmig vorliegt; DOLLAR A - eine Außenhülse (5), die ebenfalls aus Metall oder Kunststoff besteht; sowie DOLLAR A - ein Polster (6) aus elastomerem Werkstoff, das zwischen Kern (4) und Außenhülse (5) umlaufend angeordnet ist und dabei mit diesen beiden Bauteilen haftend verbunden ist. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Fahrwerksteil zeichnet sich nun dadurch aus, daß DOLLAR A - jede Buchse (3) in radialer X- und Y-Richtung unterschiedlich konstruiert ist, und zwar unter Bildung eines weichen Polsterbereiches mit einer Kennung C¶x¶ in X-Richtung und eines harten Polsterbereiches mit einer Kennung C¶y¶ in Y-Richtung, so daß die Buchse je nach Meßrichtung Kennungen zwischen C¶x¶ und C¶y¶ aufweist; womit DOLLAR A - durch eine Kennungsmessung in X- und Y-Richtung diejenige Meßrichtung berechenbar ist, in welcher die erforderliche Kennung vorliegt, verbunden mit dem anschließenden Einpressen der Buchse (3) in das Fahrwerksteil in der jeweils vorab berechneten Meßrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerksteil mit enger Federwegkennung, insbesondere einen Achslenker, umfassend wenigstens eine Strebe mit zwei endständig angeordneten Buchsen, wobei jede Buchse wenigstens folgende Bauteile umfaßt, nämlich:

- einen Kern aus Metall oder Kunststoff (z. B. auf Basis von Polyphenylenether), der zumeist rohrförmig vorliegt;
- eine Außenhülse, die ebenfalls aus Metall oder Kunststoff besteht; sowie
- ein Polster aus elastomerem Werkstoff, das zwischen Kern und Außenhülse umlaufend angeordnet ist und dabei mit diesen beiden Bauteilen haftend verbunden ist.

Ein gattungsgemäßes Fahrwerksteil wird in der deutschen Offenlegungsschrift 29 31 651 beschrieben, und zwar betreffend eine Hinterachsaufhängung für Kraftfahrzeuge. Auf den diesbezüglichen Stand der Technik wird nun im folgenden Abschnitt näher eingegangen.

Als Teil der Radaufhängung hat der Lenker die Aufgabe, den Radträger mit der Achse des Fahrzeugs zu verbinden. In den Lenker eingepreßt sind Metall-Gummi Buchsen. Die Steifigkeiten von Lenker und Buchsen sind so ausgelegt, daß sie je nach Fahrzustand stets die exakte Führung der Achse sicherstellen, wobei ein Kompromiß zwischen Fahrstabilität und Fahrkomfort gefunden werden muß. Dies wird erreicht, indem Buchsen mit richtungsorientierter Steifigkeit eingesetzt werden. Diese Buchsen weisen in Lenkerlängsrichtung eine höhere radiale Steifigkeit auf, als senkrecht dazu. Durch die höhere radiale Steifigkeit in Längsrichtung wird die benötigte Fahrstabilität erzielt; die weichere Abstimmung in Vertikalrichtung sorgt für den gewünschten Fahrkomfort, indem Anregungen, die beispielsweise durch das Rad entstehen, gedämmt werden. Zusätzlich müssen bei der Auslegung der Buchsen elastokinematische Anforderungen, nämlich das Reagieren auf verschiedene Fahrzustände (Einfedern, Bremsen etc.) berücksichtigt werden. Beim Einfedern und der damit verbundenen Änderung der Lenkerstellung beispielsweise ist eine Verhärtung der Buchse in Längsrichtung erwünscht. Dies wird über eine entsprechende Gestaltung der Buchse erreicht. Die Buchse verhärtet sich dabei allerdings nicht nur in Längsrichtung, sondern auch senkrecht dazu, womit die benötigte Fahrstabilität auf Kosten des Fahrkomforts geht. In der oben zitierten Offenlegungsschrift wird über die entsprechende Auslegung der Buchse speziell eine Umfangskraftuntersteuerung erzielt. Dabei werden die unterschiedlichen Radial- Steifigkeiten entweder durch Aussparungen im Elastomer oder durch Einbringen starrer Einlagen in das Elastomer erreicht.

Bei der Herstellung eines Lenkers, bei dem die Kennung über Buchsen, die an beiden Enden des Lenkers eingepreßt werden, eingestellt ist, mußte bislang eine Schwankung der daraus entstehenden Kennung des Lenkers um etwa ± 30% in Kauf genommen werden. Eine derartige Schwankung entspricht jedoch nicht mehr dem Anforderungsprofil im Fahrzeugbau, insbesondere innerhalb der Kfz-Industrie.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Fahrwerksteil, insbesondere einen Achslenker, mit enger Federwegkennung bereitzustellen, bei dem die Schwankungstoleranz nicht mehr als ± 5% beträgt, um eine Verbesserung der Fahreigenschaften und eine Komfortverbesserung in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, zu bewirken.

Gelöst wird diese Aufgabe nun dadurch, daß

- jede Buchse in radialer X- und Y-Richtung unterschiedlich konstruiert ist, und zwar unter Bildung eines weichen Polsterbereiches mit einer Kennung C_X in X-Richtung und eines harten Polsterbereiches mit einer Kennung C_Y in Y-Richtung, so daß die Buchse je nach Meßrichtung Kennungen zwischen C_X und C_Y aufweist; womit
- durch eine Kennungsmessung in X- und Y-Richtung diejenige Meßrichtung berechenbar ist, in welcher die erforderliche Kennung vorliegt, verbunden mit dem anschließenden Einpressen der Buchse in das Fahrwerksteil in der jeweils vorab berechneten Meßrichtung.

Im folgenden werden drei zweckmäßige Varianten des erfindungsgemäßen Fahrwerksteiles mit enger Federkennung, das heißt mit einer Toleranz der Federwegkennung von ± 5% vorgestellt.

Variante A

Der Kern weist bezüglich seiner Außenseite eine ovalförmige Querschnittsgestalt auf, während die Außenhülse hinsichtlich ihrer Innenseite eine kreisförmige Querschnittsgestalt hat, wobei das Polster in radialer Y-Richtung seine geringste Stärke unter Bildung eines harten Polsterbereiches und in radialer X-Richtung seine größte Stärke unter Bildung eines weichen Polsterbereiches besitzt.

Die Außenseite des Kerns weist ferner innerhalb der Buchsenmitte eine umlaufende ballige Erweiterung auf.

Variante B

Der Kern weist hier bezüglich seiner Außenseite eine kreisförmige Querschnittsgestalt auf, während die Außenhülse hinsichtlich ihrer Innenseite eine ovalförmige Querschnittsgestalt hat, wobei das Polster in radialer Y-Richtung seine geringste Stärke unter Bildung eines harten Polsterbereiches und in radialer X-Richtung seine größte Stärke unter Bildung eines weichen Polsterbereiches besitzt.

Die Innenseite der Außenhülse weist ferner innerhalb der Buchsenmitte eine umlaufende ballige Erweiterung auf.

Variante C

Sowohl der Kern bezüglich seiner Außenseite als auch die Außenhülse hinsichtlich ihrer Innenseite weisen jeweils eine kreisförmige Querschnittsgestalt auf, wobei das Polster ausschließlich im Bereich der radialen X-Richtung durch jeweils ein Nierenpaar oder durch jeweils eine durchgehende Niere geschwächt ist, und zwar unter Bildung eines weichen Polsterbereiches.

Die Außenseite des Kerns weist zusätzlich innerhalb der Buchsenmitte eine umlaufende ballige Erweiterung auf.

Das Kennungsverhältnis jeder Buchse mit einer Kennung C_X in X-Richtung und einer Kennung C_Y in Y-Richtung (jeweils in N/mm) weist unabhängig von den oben vorgestellten Varianten zweckmäßigerweise einen Bereich von

C_X: C_Y= 1 : 1,05 bis 1 : 1,35

auf.

Auch wenn der schwerpunktmäßige Einsatzzweck des erfindungsgemäßen Fahrwerksteiles ein Achslenker ist, so können auch andere Fahrwerksteile mit dem gattungsgemäßen Grundaufbau, beispielsweise ein Drehmomentstab oder ein Drehgestell, mit derartigen Buchsen bestückt werden.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Lenker mit zwei endständig angeordneten Buchsen;

Fig. 2a eine Buchse gemäß Variante A mit einem Kern, der außenseitig eine ovalförmige Querschnittsgestalt aufweist und zudem mit einer balligen Erweiterung versehen ist (Längsschnitt);

Fig. 2b eine Buchse gemäß Fig. 2a (Radialschnitt);

Fig. 3a eine Buchse gemäß Variante B mit einer Außenhülse, die innenseitig eine ovalförmige Querschnittsgestalt aufweist und zudem mit einer balligen Erweiterung versehen ist (Längsschnitt);

Fig. 3b eine Buchse gemäß Fig. 3a (Radialschnitt);

Fig. 4a eine Buchse gemäß Variante C mit Nierenpaar bei balliger Erweiterung des Kerns (Längsschnitt);

Fig. 4b eine Buchse gemäß Fig. 4a (Radialschnitt);

Fig. 5a eine Buchse gemäß Variante C mit durchgehender Niere bei balliger Erweiterung des Kerns (Längsschnitt);

Fig. 5b eine Buchse gemäß Fig. 5a (Radialschnitt).

In Verbindung mit diesen Figuren gilt folgende Bezugsziffernliste:

Bezugszeichenliste

1

Achslenker

2

Strebe mit zwei Buchsenaufnahmen

3

,

3

',

3

'',

3

''' Buchse

4

,

4

'

4

'' Kern

5

,

5

',

5

'' Außenhülse

6

,

6

',

6

'',

6

''' Polster

7

,

7

',

7

'' Außenseite des Kerns

8

,

8

',

8

'' Innenseite der Außenhülse

9

,

9

' Ballen des Kerns

10

Ballen der Außenhülse

11

Nierenpaar

11

' durchgehende Niere

Nach Fig. 1 umfaßt der Lenker 1 eine Strebe 2 mit zwei endständig angeordneten Buchsen 3, die jeweils in einer Buchsenaufnahme einsitzen, wobei jede Buchse aus einem rohrförmigen Kern 4, einer Außenhülse 5 und einem Polster 6 aus elastomerem Werkstoff besteht. Die beiden Buchsen 3 sind dabei in den Lenker 1 in der jeweils vorab berechneten Meßrichtung eingepreßt, was folgenden Hintergrund hat.

Jede Buchse 3 ist in radialer X- und Y-Richtung unterschiedlich konstruiert, und zwar unter Bildung eines weichen Polsterbereiches mit einer Kennung C_X in X-Richtung und eines harten Polsterbereiches mit einer Kennung C_Y in Y-Richtung, so daß die Buchse 3 je nach Meßrichtung Kennungen zwischen C_X und C_Y aufweist. Durch eine Kennungsmessung in X- und Y-Richtung ist nun diejenige Meßrichtung berechenbar, in welcher die erforderliche Kennung vorliegt. In dieser berechneten Meßrichtung werden die beiden Buchsen 3 in den Lenker 1 eingepreßt.

Die Fig. 2a, 2b zeigen nun konstruktive Details der Buchsen 3 gemäß Fig. 1 auf.

Nach Fig. 2b weist der Kern 4 der Buchse 3 außenseitig (Außenseite 7) eine ovalförmige Querschnittsgestalt auf, während die Außenhülse 5 innenseitig (Innenseite 8) eine kreisförmige Querschnittsgestalt hat, wobei das Polster 6 in radialer Y-Richtung seine geringste Stärke unter Bildung eines harten Polsterbereiches und in radialer X-Richtung seine größte Stärke unter Bildung eines weichen Polsterbereiches besitzt.

Aus Fig. 2a wird zudem ersichtlich, daß der Kern 4 innerhalb der Buchsenmitte eine umlaufende ballige Erweiterung 9 aufweist, die der ovalförmigen Querschnittsgestalt des Kerns angepaßt ist.

Nach Fig. 3b weist der Kern 4' der Buchse 3' außenseitig (Außenseite 7') eine kreisförmige Querschnittsgestalt auf, während die Außenhülse 5' innenseitig (Innenseite 8') eine ovalförmige Querschnittsgestalt hat, wobei das Polster 6' in radialer Y-Richtung seine geringste Stärke unter Bildung eines harten Polsterbereiches und in radialer X-Richtung seine größte Stärke unter Bildung eines weichen Polsterbereiches besitzt.

Aus Fig. 3a kann man ferner erkennen, daß die Hülse 5' innerhalb der Buchsenmitte eine umlaufende ballige Erweiterung 10 aufweist, die der ovalförmigen Querschnittsgestalt der Außenhülse angepaßt ist.

Nach Fig. 4b weisen der Kern 4'' der Buchse 3'' außenseitig (Außenseite 7'') und die Außenhülse 5'' innenseitig (Innenseite 8'') eine kreisförmige Querschnittsgestalt auf, wobei das Polster 6'' ausschließlich im Bereich der radialen X-Richtung durch jeweils ein Nierenpaar 11 (Fig. 4a) geschwächt ist, und zwar unter Bildung eines weichen Polsterbereiches.

Fig. 4a zeigt ferner, daß der Kern 4'' eine umlaufende ballige Erweiterung 9' aufweist, die der kreisförmigen Querschnittsgestalt des Kerns angepaßt ist.

Die Fig. 5a und 5b zeigen eine Buchse 3''', bei der das Polster 6''' ausschließlich im Bereich der radialen X-Richtung durch jeweils eine durchgehende Niere 11' geschwächt ist, und zwar unter Bildung eines weichen Polsterbereiches. Hinsichtlich der anderen Konstruktionsmerkmale wird auf die Fig. 4a und 4b verwiesen.

Claims

1. Fahrwerksteil mit enger Federwegkennung, insbesondere Achslenker (1), umfassend wenigstens eine Strebe (2) mit zwei endständig angeordneten Buchsen (3, 3', 3'', 3'''), wobei jede Buchse wenigstens folgende Bauteile umfaßt, nämlich:

- einen Kern (4, 4', 4'') aus Metall oder Kunststoff, der zumeist rohrförmig vorliegt;
- eine Außenhülse (5, 5', 5''), die ebenfalls aus Metall oder Kunststoff besteht; sowie
- ein Polster (6, 6', 6'', 6''') aus elastomerem Werkstoff, das zwischen Kern und Außenhülse umlaufend angeordnet ist und dabei mit diesen beiden Bauteilen haftend verbunden ist;

dadurch gekennzeichnet, daß

- jede Buchse (3, 3', 3'', 3''') in radialer X- und Y-Richtung unterschiedlich konstruiert ist, und zwar unter Bildung eines weichen Polsterbereiches mit einer Kennung C_X in X-Richtung und eines harten Polsterbereiches mit einer Kennung C_Y in Y-Richtung, so daß die Buchse je nach Meßrichtung Kennungen zwischen C_X und C_Y aufweist; womit
- durch eine Kennungsmessung in X- und Y-Richtung diejenige Meßrichtung berechenbar ist, in welcher die erforderliche Kennung vorliegt, verbunden mit dem anschließenden Einpressen der Buchse (3, 3', 3'', 3''') in das Fahrwerksteil in der jeweils vorab berechneten Meßrichtung.

2. Fahrwerksteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (4) bezüglich seiner Außenseite (7) eine ovalförmige Querschnittsgestalt aufweist, während die Außenhülse (5) hinsichtlich ihrer Innenseite (8) eine kreisförmige Querschnittsgestalt hat, wobei das Polster (6) in radialer Y-Richtung seine geringste Stärke unter Bildung eines harten Polsterbereiches und in radialer X- Richtung seine größte Stärke unter Bildung eines weichen Polsterbereiches besitzt.

3. Fahrwerksteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (4') bezüglich seiner Außenseite (7') eine kreisförmige Querschnittsgestalt aufweist, während die Außenhülse (5') hinsichtlich ihrer Innenseite (8') eine ovalförmige Querschnittsgestalt hat, wobei das Polster (6') in radialer Y-Richtung seine geringste Stärke unter Bildung eines harten Polsterbereiches und in radialer X-Richtung seine größte Stärke unter Bildung eines weichen Polsterbereiches besitzt.

4. Fahrwerksteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (4'') bezüglich seiner Außenseite (7'') und die Außenhülse (5'') hinsichtlich ihrer Innenseite (8'') jeweils eine kreisförmige Querschnittsgestalt aufweisen, wobei das Polster (6'', 6''') ausschließlich im Bereich der radialen X-Richtung durch jeweils ein Nierenpaar (11) oder durch jeweils eine durchgehende Niere (11') geschwächt ist, und zwar unter Bildung eines weichen Polsterbereiches.

5. Fahrwerksteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere in Verbindung mit Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite (7, 7'') des Kerns (4, 4'') innerhalb der Buchsenmitte eine umlaufende ballige Erweiterung (9, 9') aufweist.

6. Fahrwerksteil nach einem der Ansprüche 1 und 4, insbesondere in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite (8') der Außenhülse (5') innerhalb der Buchsenmitte eine umlaufende ballige Erweiterung (10) aufweist.

7. Fahrwerksteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kennungsverhältnis jeder Buchse (3, 3', 3'', 3''') mit einer Kennung C_X in X-Richtung und einer Kennung C_Y in Y-Richtung einen Bereich von
C_X:C_Y=1 : 1,05 bis 1 : 1,35
aufweist.