DE3302057A1 - Karosserieseitige elastische lagerung eines federbeins - Google Patents

Karosserieseitige elastische lagerung eines federbeins

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DE3302057A1 DE19833302057 DE3302057A DE3302057A1 DE 3302057 A1 DE3302057 A1 DE 3302057A1 DE 19833302057 DE19833302057 DE 19833302057 DE 3302057 A DE3302057 A DE 3302057A DE 3302057 A1 DE3302057 A1 DE 3302057A1
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Description

VOLKSWAGENWERK
AKTIENGESELLSCHAFT
5180 Wolfsburg
- 4 -
Unsere Zeichen: K 3382
1702pt-gn-sch
Karosserieseitige elastische Lagerung eines Federbeins
Die Erfindung bezieht sich auf eine karosserieseitige elastische Lagerung eines Federbeins oder Federdämpfers eines Kraftfahrzeuges, der im Oberbegriff des. Patentanspruchs 1 genannten Art.
Derartige gummielastische Lagerungen müssen derart ausgebildet sein, daß sie einerseits die durch Fahrbahnstöße o.a. ausgelösten Schwingungen vom Fahrgastraum fernhalten oder aber zumindest deren Übertragung verringern und andererseits erforderlichenfalls eine exakte und definierte Radführung gewährleisten.
Karosserieseitige elastische Lagerungen für Federbeine können sehr unterschiedlich ausgebildet sein. Unter anderem sind elastische Lagerungen bekannt (z.B. DE-GM 75 1-9 269) > bei denen der zwischen der Karosserie und der Kolbenstange wirksame Lagerkörper aus gummielastischem Material aus zwei voneinander getrennten gummi elastischen Körpern besteht, von denen einer von unten und der andere von oben gegen den Rand einer Karosserieausnehmung anliegt, durch die das Ende der Kolbenstange hindurchgeführt ist.
Bei derartigen bekannten Radaufhängungen erfolgt die Montage des Federbeins am Fahrzeug in der Weise, daß das freie Ende der Kolbenstange des Federbeins mit aufgelegtem unteren Gummikörper von-unten
!"sitzender Vorstand: Dr. rar. pol. Carl H. Hahn, Vorsitzender · Horst Münzner, stellv. Vorsitzender · Claus Borgward · Karl-Heinz Briam
s Aufsichtsrats: Prof. Dr techn. Ernst Fiala · Or. jur. Peter Frerk ■· Or. jur. Wollgang R. Habbet · Günter Hartwicii · Dr. rer. pol. Werner P. Scnmidt Güstal Ratjen Dr. rer. pol. P.ol( Selowsky Sitz der Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wolfsburg HRB
■ « · ft 4»
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durch die vorgesehene Karosserieausnehmung geführt wird, anschließend der obere gummielastisehe Körper der Lagerung von oben aufgeschoben und danach eine Halteplatte o.a. auf das Kolbenstangenende aufgeschraubt wird.
Zunehmend bestehen Bestrebungen, zumindest Teilbereiche der Kraftfahrzeug-Montage, insbesondere der Endmontage, zu mechanisieren bzw. automatisieren. So ist bereits eine für eine automatisierte Montage eines Federbeins geeignete karosserieseitige Lagerung bekannt (DE-OS 30 4"1 985)· Bei dieser bekannten Lagerung ist zwischen Karosserie und Federbein ein Gummi-Metall-Lager mit einem mit der Kolbenstange des Federbeins verbundenen Blechinnentopf, einem mit der Karosserie in Verbindung stehenden Blechaußentopf und einem zwischen Blechinnentopf und Blechaußentopf haftend vulkanisierten, überwiegend auf Schub beanspruchbaren Gummielement angeordnet. Der sich vorzugsweise nach oben keilförmig bzw. konisch verjüngende Blechaußentopf wird von unten in eine in der Karosserie eingeformte und· auf die Abmessungen des Blechaußentopfes abgestimmte Lageraufnahme der Karosserie eingeführt und in dieser in Einfederungs richtung und senkrecht dazu formschlüssig aufgenommen, wobei der Blechaußentopf in der Lageraufnahme in Ausfederungsrichtung nur durch Reibschluß gehalten wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch eine karosserieseiti-' ge elastische Lagerung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß unter Beibehaltung ihrer Federungsund Dämpfungseigenschaften eine automatisierte Montage des Federbeins/Federdämpfers bzw. der mit dem Federbein/Federdämpfer komplettierten Achse ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
.Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den TJnteransprüchen angegeben.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen
Fig-- 1 eine karosserieseitige elastische Lagerung eines Federbeins gemäß der Erfindung im Schnitt, und
Pig. 2 das mit einem gummielastischen Lagerkörper vormontierte obere Ende eines Federbeines vor seiner Befestigung an der Fahrzeugkarosserie. ■
In der Zeichnung sind lediglich die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten der Radaufhängung dargestellt.
Pig. 1 zeigt das an der nur angedeuteten Karosserie 2 eines Kraftfahrzeugs angelenkte obere Ende eines üblichen Federbeins 1, welches aus einem Teleskop-Stoßdämpfer und einer diesen konzentrisch umgebenden, der Fahrzeugabfederung dienenden Schraubenfeder -11. besteht. Das Behälterrohr o.a. des Teleskopstoßdämpfers ist mit 12 und die Kolbenstange mit 13 beziffert. Die Schraubenfeder stützt sich mit ihrem oberen Ende an einem an der Kolbenstange 13 befestigten oberen Federteller 14 ab. Ihr unteres Ende ist in üblicher Weise auf einem nicht weiter dargestellten unteren Federteller, der seinerseits am Behälterrohr 12 befestigt ist, gelagert. Die Befestigung des oberen Federtellers H an der Kolbenstange 13 eifolgt mit Hilfe einer mittels eines Sprengringes 16 o.a. axial auf der Kolbenstange fixierten Ringscheibe 15» auf der der Federteller aufliegt, und einer Distanzbuchse 17» die mittels einer Schraubvorrichtung 18a von oben fest gegen den Federteller 14 geschraubt ist.
Das Federbein 1 ist an der Karosserie 2 unter Zwischenschaltung ei-"
tines zwischen der Karosserie 2 und der Kolbenstange 13 wirksamen Lagerkörpers 3 aus gummielastischem Material angelenkt. Dieser ist rotationssymmetrisch ausgebildet und besteht aus einem ersten gummielastischen Körper 31, der von unten gegen den Rand einer Karosserieausnehmung 21 anliegt,- sowie einem zweiten gummielastischem Körper 32, der von oben gegen den Rand dieser Karosserieausnehmung
anliegt. Die "beiden gummielastischen Körper 31 und 32 stützen sich getrennt voneinander auf der Kolbenstange 13 ab. Während der erste - untere - gummielastische Körper 31 von oben auf dem Federteller 14 aufliegt, ist der zweite - obere - gummielastische Körper 32 axial auf einer Stützschale 33· gelagert, welche ihrerseits auf der die Distanzbuchse 17 gegen den Federteller 14 spannenden Schraubvorrichtung 18a aufliegt. Durch eine Druckschale 34» welche mittels einer Schraubvorrichtung 18b gegen die vom unteren gummielastischen Körper 31 abgewandte obere Stirnseite des oberen gummielastischen Körpers 32 gespannt ist, wird der aus gummielastischem Material bestehende Lagerkörper 3 in seiner Gesamtheit unverlierbar auf dem Kolbenstangenende des Federbeines fixiert. Das obere Ende eines in dieser Weise komplett vormontierten' Pederbeins 1 ist in Pig. 2, zum Teil geschnitten, dargestellt.
Erfindungsgemäß ist die Karosserieausnehmung 21, in der das obere Federbeinende unter Zwischenschaltung des Lagerkörporc 3 eichtisch gelagert ist, als eine doppelkegelige Lageraufnahme für die beiden gummielastischen Körper 31 und'32 ausgebildet. Diese Lageraufnahme enthält eine sich von einer mittleren Einschnürung 22 kegelförmig nach unten erweiternde erste Lagerpfanne 33 > in eier sich der erste - untere - gummielastische Körper 3I abstützt, und eine sich von dieser Einschnürung kegelförmig nach oben erweiternde zweite Lagerpfanne 24, in welcher sich der zweite - obere - gummielastische Körper 32 abstützt. Die doppelkegelige Lageraufnahme wird durch ein Blechformteil gebildet, welches seinerseits in eine entsprechende Öffnung der Karosserie 2 eingeschweißt ist.
Der im Endbereich der Kolbenstange I3 angeordnete Lagerkörper 3 aus gummielastischem Material ist nun derart ausgebildet, daß das mit dem Lagerkörper 3 komplettierte vormontierte Federbein automatisiert an der Karosserie 2 befestigt., werden kann. Es ist demnach so ausgebildet, daß der vormontierte gummielastische Körper 32 bei der Montage des Federbeins zusammen mit der Kolbenstange 13 von unten durch die Einschnürung 22 der doppelkegelig ausgebildeten Karosserieausnehmung 21 hindurch in die zweite
Lagerpfanne 24» erforderlichenfalls nach Auftragen eines geeigneten Gleitmittels, eingeknöpft werden kann. Um dies zu ermöglichen, "besitzt der zweite - obere - gummielastische Körper 32 eine zumindest annähernd doppelkegelige Form mit einem sich nach unten verjüngenden ersten Kegelstumpf 32a und einem sich nach oben verjüngenden zweiten Kegelstumpf 32b. Die Kontur und der Kegelwinkel f des ersten - unteren - Kegelstumpfes 32a sind der Kontur und dem Kegelwinkel der zweiten - oberen Lagerpfanne 24 angepaßt. Der Kegelwinkel ob des zweiten - oberen - Kegelstumpfes 32b ist kleiner, im Ausführungsbeispiel annähernd halb so groß, als der Kegelwinkel β der ersten -■ unteren - Lagerpfanne 23. Der obere Durchmesser a dieses oberen Kegelstumpfes 32b ist kleiner bemessen als der. Durchmesser c der Einschnürung 22 der doppelkegeligen Lageraufnahme, so daß das obere Federbeinende mit dem darauf vormontierten Lagerkörper 3 1QQi- cLer Montage leicht in die Karosserieausnehmung 21 eingefädelt werden kann.
Beim vormontierten, noch nicht eingebauten Federbein ist die Schraubvorrichtung 18b nur so weit angezogen, daß die Druckschale 34 gerade stirnseitig am zweiten - oberen - gummielastischen Körper 32 zur Anlage kommt, ohne diesen zu verspannen. Beim axialen Eindrücken des mit dem Lagerkörper 3 ausgerüsteten Federbeins von unten in die Lage raufnähme kann das gummielastische Material des oberen Körpers 32 daher radial so weit nachgeben, daß der gummielastische Körper. 32 durch die verengte Einschnürung 22 hindurchgedrückt werden kann, obgleich sein größter Durchmesser b beträchtlich größer ist als der Durchmesser c der Einschnürung. Um das Hindurchdrücken des' zweiten gummielastischen Körpers zu erleichtern, ist dieser im Ausführungsbeispiel im Bereich seines ersten - unteren - Kegelstumpfes 32a mit einer zur Kolbenstange 13 konzentrisch liegenden und nach unten offenen Ausnehmung 39 versehen, durch die den gummielastischen Material in diesem Bereich des Körpers das radiale Ausweichen nach innen erleichtert wird.
Der zweite Kegelstumpf 32b weist einen wesentlich kleineren, vorzugsweise zumindest annähernd halb so großen Kegelwinkel w auf
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als der erste - untere - Kegelstumpf 32a. Auch ist die Stumpfhöhe d des zweiten - oberen - Kegelstumpfes wesentlich größer, . vorzugsweise zumindest annähernd doppelt so groß - als die Stumpfhöhe e des ersten - unteren - Kegelstumpfes 32a. Der glimm ie las tisehe Körper 32 kann somit zwar mit der Kolbenstange 13 von unten durch die Einschnürung 22 der Lageraufnahme hindurchgedrückt, nicht jedoch wieder ohne weiteres nach unten herausgezogen werden. Unterstützt wird dies dadurch, daß der dem ersten - unteren - Kegelstumpf 32a "benachbarte Teil des zweiten - oberen - Kegelstumpf es 32b in eine krempenförmige radiale Erweiterung 38 übergeht.
Personenkraftfahrzeuge werden heute imlallgemeinen hängend montiert,, das heißt die Achsen, insbesondere die Federbeine etc. werden von unten in die hängend beförderte Karosserie eingebracht und an dieser befestigt. Durch die vorbeschriebene Ausbildung der Karosserieausnehmung und des Lagerkörpers aus gummielastischem Material ist sichergestellt, daß die automatisiert in die Karosserieausnehmungen eingeknöpften Federbeine bzw. Federbein-Achsen ohne zusätzliche Montagemaßnahmen festgehalten werden und die endgültige Verschraubung und Sicherung etc. der karosserieseitigen Lagerung des Federbeins erst am abgesenkten, stehenden Fahrzeug vorgenommen werden muß.
Bei abgesenktem Fahrzeug wird die Druckschale 34 mittels der Schraubvorrichtung 18b stirnseitig fest gegen den zweiten - oberen - gummielastischen Körper 32 geschraubt, wodurch die beiden gummielastischen Körper 31 und 32 jeweils gegen.ihre zugehörigen Lagerpfannen 23 bzw. 24 gespannt werden.
Im Ausführungsbeispiel sind die Stütz- und Druckschale 33, 34 jeweils mit einem hülsenförmigen axialen Fortsatz 33a bzw. 34a versehen, die einander zugewandt sind. Ihre gemeinsame axiale Länge ist geringer als- die Dicke des zwischen der Stütz- und der Druckschale liegenden Kegelstumpfbereichs des zweiten gummielastischen Körpers im unbelasteten Zustand und insbesondere so bemessen, daß; dann, wenn die beiden Fortsätze 33a und 34a bei angezogener Schraub-
vorrichtung 18b aneinander zur Anlage kommen, eine vorbestimmte.-gewünschte Kennung des zweiten - oberen - gummielastischen Körpers 32 sowie des gummielastischen Lagerkörpers 3 insgesamt vorliegt.
Vervollständigt wird die karosserieseitige elastische Lagerung durch eine Sicherungsscheibe 34» welche mittels einer Schraubvorrichtung 18c auf das Ende der Kolbenstange aufgeschraubt wird und deren .Durchmesser größer ist als der Durchmesser c der. Einschnü-·' rung 22 der Lageraufnähme, so daß das Federbein 1 selbst dann noch sicher in der Karosserieausnehmung 21 gehalten wird, wenn bei extremen Beanspruchungen und beim Zusammentreffen mehrerer unglücklicher Umstände der zweite - obere - gummielastische Körper 32 nach unten durch die Einschnürung 22 durchgezogen werden sollte.
Die in Pig. 2 im Bereich der Lagerpfannen angeordneten Längsrippen und 37 eier beiden gummielastischen Körper 31 und 32 sind für die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich. Sie sind jedoch für den Fahrkomfort des Fahrzeuges von Torteil.
Die Erfindung wurde anhand eines Federbeines erläutert. Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Sie ist auch anwendbar für die karosserieseitige elastische Lagerung eines Federdämpfers oder auch eines Dämpferbeins.
- Leerseite -

Claims (8)

VOLK S'WA G E N W E R K AKTIENGESELLSCHAFT 3180 Wolfsburg Unsere Zeichen: K 3382 Oi, JgtH. 1983 1702pt-gn-sch ANSPRÜCHE
1. Karosserieseitige elastische Lagerung eines Federbeins oder V^_^/Federdämpfers eines Kraftfahrzeuges, mit einem sich axial an der Kolbenstange des Federbeins/Federdämpfers·abstützenden und zwischen der Karosserie und der Kolbenstange wirksamen, zumindest annähernd rotationssymmetrischen Lagerkörper aus gummielastischem Material, welcher mit einem ersten gummielastischen Körper von unten und mit einem davon getrennten zweiten, gummielastischen Körper von oben gegen den Rand einer zum ]>urchführen des oberen Endes der Kolbenstange vorgesehenen, Karosserieausnehmung anliegt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Karosserieausnehmung (21) als 'doppelkegelige Lageraufnahme mit einer sich von einer mittleren Einschnürung (22) nach unten erweiternden ersten Lagerpfanne (23) zur Abstützung des ersten gummielastischen Körpers (31) und einer sich von der Einschnürung (22) nach oben erweiternden zweiten Lagerpfanne (24) zur Abstützung des zweiten gummielastischen Körpers (32) ausgebildet ist,
und daß der gummielastische Lagerkörper (3) derart ausgebildet und auf der Kolbenstange (I3) - in deren Endbereich - gelagert ist, daß der auf die Kolbenstange (13) vormontierte zweite gummielastische Körper (32) während der Montage zusammen mit der Kolbenstange (13) von unten durch die Einschnürung (.22) der Karosserieausnehmung (21) hindurch in die zweite Lagerpfanne (24) einknöpfbar ist.
Vorsitzender Vorstand: Dr. rer. pol. Carl H. Hahn, Vorsitzende · Horst Münzner, stsllv. Vorsitzender ■ Claus Borgward · Karl-Hemz 3ri
des .Aufsichtsrats: Prof. Dr. techn, Ernst Fiala · Dr. jur. Peter Frerk · D . jur. WoHgjng R. Habbel · Günter Hartwich · Dr. rer. pol. Werner P. Schm Karl Gustaf Ratjen Dr. rer. pol. Rolf Selowsky Sitz da· Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wolfsburg HRB i
2. Karosserieseitige elastische Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite gummielastische Körper (32) getrennt vom ersten gummielastischen Körper (3I) eigenständig axial an der Kolbenstange (I3) abgestützt ist und eine zumindest annähernd doppelkegelige Porm besitzt, mit einem sich nach unten verjüngenden ersten Kegelstumpf (32a), dessen Kontur und Kegelwinkel (y ) Kontur und Kegelwinkel der zweiten - oberen - Lagerpfanne (24) angepaßt ist, und mit . einem sich nach oben verjüngenden zweiten Kegelstumpf (32b) dessen Kegelwinkel (cC ) kleiner ist als der Kegelwinkel (β ) der ersten Lagerpfanne (23) und dessen kleinster - oberer Durchmesser (a) kleiner ist als der Durchmesser (c) der Einschnürung (22).
3. Karosserieseitige elastische Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem ersten - unteren— Kegelstumpf (J2ä) benachbarte Teil des zweiten - oberen - Kegelstumpfes (32b) in eine krempenförmige radiale Erweiterung (38) übergeht.
4. Karosserieseitige elastische Lagerung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kegelstumpf (32b) einen wesentlich kleineren, vorzugsweise zumindest annähernd halb so großen, Kegelwinkel (c6 ) uncL eine wesentlich größere, vorzugsweise zumindest annähernd doppelt so große, Stumpfhöhe (d) besitzt als der erste Kegelstumpf (32a).
5· Karosserieseitige elastische Lagerung-nach einem der Ansprüche 2 bis 4j
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite gummielastische Körper (32) im Bereich seines ersten - unteren - Kegelstumpfes (32a) eine zur Kolbenstange (13) konzentrische, nach unten offene Ausnehmung (39) aufweist.
und auf einer am Boden der Ausnehmung (39) angreifenden Stützschale (33)> die sich an der Kolbenstange (I3) in einem axialen Abstand zur Abstützvorrichtung (oberer Pederteller I4) für den ersten gummielastischen Körper (31) abstützt, gelagert ist.
6. Karosserieseitige elastische Lagerung nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch eine stirnseitig am zweiten Kegelstumpf (32b) anliegende Druckschale (34), durch die die beiden gummielastischen Körper (31» 32) mittels einer an der Kolbenstange (.13) angreifenden Schraubvorrichtung (I8b) gegen die zugehöri-
. gen Lagerpfannen (23, 24) spannbar sind.
7. Karosserieseitige elastische Lagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschale (34) und die Stützschale (33) je einen einander zugewandten hülsenförmigen axialen Fortsatz (34a> 33a) aufweisen, deren gemeinsame Länge derart bemessen ist, daß sie einerseits geringer ist als die Dicke des ^wischen Stütz- und Druckschale liegenden Kegelstumpfbereiches im unbelasteten Zustand und andererseits bei angezogener Schraubvorrichtung (I8b) bei Anlage beider Fortsätze (33a, 34a) aneinander eine vorbestimmte Kennung des zweiten - oberen - gummielastischen Körpers (32) sowie des gummielastischen Lagerkörpers (3) insgesamt vorliegt.
8. Karosserieseitige elastische Lagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Karosserieausnehmung (21), die beiden gummielastischen Körper (3I» 32) sowie die Stütz- und Druckschale (33» 34) in ihren Abmessungen, Konturen und Elastizitäten derart bemessen und aufeinander abgestimmt sind, daß einerseits der auf der Kolbenstange (I3) vormontierte und durch die Schraubvorrichtung (I8b) gehaltene zweite gummielastische Körper (32) bei nur lose, das heißt vorspannungslos stirnseitig an ihm anliegender Druckschale (34) von unten durch die Einschnürung (22) hindurch in die zweite - obere - Lagerpfanne (24) eindrückbar ist,
und andererseits danach das vormontierte Federbein (1) trotz nur lose anliegender Druckscheibe (34) durch den zweiten gummielastischen Körper (32) in der Karosserieausnehmung (21) bereits derart sicher gehalten wird,daß es aus dieser unter der Wirkung seines Eigengewichtes alleine nicht mehr herausgleiten kann.
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