DE4021928A1 - Elastisches lenkerlager fuer radaufhaengungen von kraftfahrzeugen - Google Patents

Elastisches lenkerlager fuer radaufhaengungen von kraftfahrzeugen

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Description

Die Erfindung betrifft ein elastisches Lenkerlager für Radauf­ hängungen von Kraftfahrzeugen, insbesondere für die aufbausei­ tige Anlenkung eines Querlenkers, mit den Merkmalen des Ober­ begriffs von Patentanspruch 1.
Ein Lenkerlager dieser Art ist aus der GB-22 02 923 A, Fig. 2, bekannt.
Bei dieser Konstruktion sind die elastomeren Buchsen in das Lenkerauge hineingepreßt. Ihre Einbaulage wird dabei durch die Ringscheibe bestimmt, die an den das Lenkerauge übergreifenden Außenbund der elastomeren Buchsen anvulkanisiert ist und beim Einpressen je nach radialer Überdeckung, durch elastische Schubspannungen nur unsicher zur Anlage an die betreffende Stirnfläche des Lenkerauges gelangt.
In der Einbaulage beider Lagerelemente stützen sich zwar ihre Aufnahmehülsen mit ihren sich innerhalb des Lenkerauges befin­ denden Stirnenden aneinander ab, zwischen den sich innerhalb des Lenkerauges befindenden Stirnenden der beiden Zwischenhül­ sen verbleibt jedoch ein verhältnismäßig großer Abstand. Dies hat zur Folge, daß bei auf das Lenkerauge einwirkenden Axial­ kräften, wie sie beispielsweise bei Bremsvorgängen auftreten, nur das in Bremsrichtung vorn liegende Lagerelement in Achsrichtung elastisch verformt d. h. auf Schub und Druck bean­ sprucht wird.
Der zwischen den Zwischenhülsen beider Lagerelemente vorhandene Axialabstand führt hierbei dazu, daß unter Axialkrafteinwirkung das in Fahrtrichtung hintere Lagerelement, aufgrund der gege­ benen Radialspannung zwischen dessen elastomerer Buchse und dem Lenkerauge, in Richtung der wirksamen Axialkraft relativ zu seiner Aufnahmehülse verschoben und dabei die Zwischenhülse vom Endbund der Aufnahmehülse wegbewegt wird.
Die gesamte Axialkraft muß dabei vom vorderen Lagerelement al­ leine abgestützt werden, weshalb dasselbe stark verschleiß- und korrosionsgefährdet ist. Die Zwischenhülsen beider Lagerele­ mente sitzen dabei jeweils auf einer auf die Aufnahmehülse verdreh- und verschiebbar aufgebrachten Gleitbuchse, die mit einem Außenbund zwischen den Endbund der Aufnahmehülse und die benachbarte Stirnseite der Zwischenhülse eingreift. Die relativ zueinander verdrehbaren Flächen von Gleitbuchse und Aufnahme­ hülse sind dabei geschmiert.
Unter Axialkrafteinwirkung wird die Gleitbuchse des hinteren Lagerelements über die auf diese fest aufgebrachte Zwischen­ hülse mitgenommen, wobei deren Außenbund vom Endbund der Auf­ nahmehülse abgehoben wird. Bei axialer Entlastung des Lenker­ lagers wird durch die aus der Schubspannung der elastomeren Buchse des vorderen Lagerelements resultierende Rückstellkraft das Lenkerauge zusammen mit dem hinteren Lagerelement schlag­ artig wieder in die Konstruktionslage zurückgestellt, wobei der Außenbund der Gleitbuchse auf den Endbund der Aufnahmehülse aufschlägt. Das dabei auftretende Schlaggeräusch wird im Fahr­ zeuginnenraum wahrgenommen und beeinträchtigt den Fahrkomfort. Außerdem wird beim Aufschlag zwischen den Gleitflächen der beiden Bünde vorhandenes Schmierfett verdrängt, was die Lebensdauer des hinteren Lagerelements beeinträchtigt. Schließlich verkürzt sich unter Axialkrafteinfluß die Lenker­ abstützbasis innerhalb des Lenkerlagers, woraus Schiefstel­ lungen des Lenkers bei Überlagerung von radialen und karda­ nischen Lenkerbelastungen resultieren. Insbesondere bei radi­ alen Lenkerbelastungen werden dabei die elastomeren Buchsen im Bereich des Innenumfanges der an diese anvulkanisierten Ring­ scheibe durch deren die zentrale Scheibenbohrung begrenzenden, scharfen Stirnkanten durch deren messerartiges Verhalten be­ schädigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastisches Len­ kerlager in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1 so zu verbessern, daß nachteilige Einflüsse auf Fahrkomfort, Standzeit und Funktion vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Lenkerlager ist somit unter Axialkraft­ einfluß gegebenenfalls nur noch eine minimale Axialverlagerung der Zwischenhülse des einen Lagerelementes relativ zu den Auf­ nahmehülsen möglich. Demgemäß ist vermieden, daß sich eine der Zwischenhülsen unter Axialkrafteinwirkung vom Endbund der sie tragenden Aufnahmehülse soweit wegbewegen kann, daß Schlagge­ räusche entstehen, sowie ein Verdrängen von Schmierfett zwi­ schen den miteinander in Eingriff befindlichen Gleitflächen von Endbund und Zwischenhülse bei axialer Lagerentlastung erfolgen können.
Die Ausstattung der elastomeren Buchse der Lagerelemente mit jeweils einer auf diese aufvulkanisierten, in eines der Stirn­ enden des Lenkerauges haftend einpreßbaren Verbindungsbuchse stellt dabei eine gegenseitige Verbindung von elastomeren Buchsen und Lenkerauge sicher, die gewährleistet, daß unter Axialkrafteinfluß beide elastomere Buchsen gleichmäßig bean­ sprucht werden. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß eine we­ sentliche Entlastung der elastomeren Buchse sowie der mitein­ ander in Eingriff befindlichen Gleitflächen des in Kraftrich­ tung vorne liegenden Lagerelements erzielt wird.
Die axiale Dimensionierung beider Zwischenhülsen auf den Auf­ nahmehülsen sowie die schlupffreie Verbindung von elastomeren Buchsen und Lenkerauge erlaubt es schließlich, die Baulänge der elastomeren Buchsen zu verkleinern, ohne daß sich daraus funk­ tionelle Nachteile, insbesondere eine Verkürzung der Lenkerab­ stützbasis, ergeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Neben der Lagerkonstruktion der GB 22 02 923.A von der die Er­ findung ausgeht, ist aus der DE-OS 26 23 870 bereits ein ela­ stisches Lenkerlager bekannt, dessen beiden, einander entspre­ chenden Lagerelemente jeweils eine auf eine Zwischenhülse auf­ vulkanisierte, elastomere Buchse aufweisen, die sich mit einer anvulkanisierten Ringscheibe an jeweils einer Stirnfläche des zu lagernden Lenkerauges abstützen.
Die Zwischenhülsen stützen sich aneinander ab und sitzen auf einer gemeinsamen Aufnahmehülse, mit deren Hilfe sie gegensei­ tig axial verspannt sind und die ihrerseits auf einer Lager­ achse gehalten ist.
Abgesehen davon, daß die Zwischenhülsen zwischen Konsolen­ schenkeln verspannt sind und damit dieses Lenkerlager ein Tor­ sionslager bildet, wird unter Axialkrafteinwirkung auf das Lenkerauge dasselbe von der Ringscheibe des in Kraftrichtung gesehen hinten liegenden Lagerelementes abgehoben und schlägt an dieser hörbar an, sobald das Lenkerauge in Achsrichtung wieder entlastet wird.
Aus Machine-Design/August 10, 1989, Seite 44 ist ein Lenkerla­ ger bekannt, bei dem die Verbindung der auf jeweils eine Zwi­ schenhülse aufvulkanisierten, elastomeren Buchsen seiner beiden Lagerelemente mit dem Lenkerauge bereits mittels jeweils einer auf diese aufvulkanisierten, in ein Stirnende des Lenkerauges haftend einpreßbaren Verbindungsbuchse bewerkstelligt ist, die mit einem an einen Außenbund der elastomeren Buchsen anvulka­ nisierten Außenflansch ausgestattet sind.
Bei dieser Lagerkonstruktion sind jedoch die Zwischenhülsen gegenseitig axial verschiebbar auf der Aufnahmehülse gelagert, so daß sich unter Axialkrafteinwirkung die Zwischenhülse samt elastomerer Buchse des einen Lagerelements axial verlagern kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Lenkerlagers im Längsschnitt dargestellt.
Das Lenkerlager setzt sich aus zwei gleichartigen, koaxial ge­ geneinandergesetzten Lagerelementen 10 und 12 zusammen, von denen jedes in eines der Stirnenden eines Lenkerauges 14 ein­ setzbar ist. Das Lenkerlager dient beispielsweise zur aufbau­ seitigen Anlenkung eines Querlenkers einer unabhängigen Radaufhängung.
Im Hinblick auf den gleichartigen Aufbau beider Lagerelemente 10 und 12 wird im folgenden nur der konstruktive Aufbau eines derselben erläutert, wobei für die Komponenten des anderen La­ gerelements die gleichen, jedoch mit einem Index versehenen Bezugszahlen verwendet werden.
Die Lagerelemente 10 und 12 weisen jeweils eine auf eine nicht dargestellte Lagerachse aufschiebbare Aufnahmehülse 16; 16′ auf, die mit ihren inneren Stirnflächen 18; 18′ aneinander an­ liegen und zwischen zwei, die Lagerachse aufnehmende, strich­ punktiert angedeutete Lagerkonsolen 20 und 22 einspannbar sind.
Die Aufnahmehülsen 16; 16′ sind an ihrem äußeren Hülsenendstück jeweils mit einem äußeren Endbund 24; 24′ ausgestattet, der eine dem Lenkerauge 14 zugekehrte, radiale Abstützfläche 26; 26′ aufweist.
Mit 28; 28′ ist eine Zwischenhülse bezeichnet, die mittels ei­ ner aus einem geeigneten Gleitwerkstoff (beispielsweise Teflon, Bronze) bestehenden Lagerbuchse 30; 30′ auf der Aufnahmehülse 16; 16′ verdrehbar und axial verschiebbar gelagert ist.
Die Zwischenhülse 28; 28′ ist mit einem Außenflansch 32; 32′ mit der Abstützfläche 26; 26′ gleitend in Eingriff. Alternativ hierzu könnten zwischen beiden Teilen 24; 24′ und 32; 32′ auch eine aus einem Gleitwerkstoff bestehende Zwischenscheibe vor­ gesehen sein, die auch mit der Lagerbuchse 30; 30′ einstückig sein könnte.
Die Zwischenhülsen 28 und 28′ sind vorzugsweise länger als die bis nahe an den Endbund 24; 24′ der Aufnahmehülsen 16; 16′ he­ ranreichenden Lagerbuchsen 30 bzw. 30′ ausgebildet und stützen sich mit ihrem inneren Hülsenstirnende unter Axialbelastung, wie gezeigt, bei 34 aneinander ab. Im lastfreien Zustand können die Hülsenstirnflächen 18; 18′ mit konstruktiv festgelegtem Minimalspiel gegeneinander freigeben oder nicht kraftübertra­ gend aneinander anliegen.
Auf der Zwischenhülse 28; 28′ ist eine elastomere, vorzugsweise aus Gummi bestehende Buchse 36; 36′ vorgesehen, die sowohl am Hülsenaußenumfang als auch an deren Außenflansch 32; 32′ an­ vulkanisiert ist, und deren Länge ungefähr derjenigen der La­ gerbuchse 30; 30′ entspricht.
Mit 38; 38′ ist als Ganzes eine zylindrische Verbindungsbuchse bezeichnet, die im Bereich des Außenflansches 32; 32′ der Zwi­ schenhülse 28; 28′ auf den Außenumfang der elastomeren Buchse 36; 36′ aufvulkanisiert ist. An diese ist an ihrem dem Außen­ flansch 32; 32′ der Zwischenhülse 28; 28′ zugekehrten Stirnende ein Abstützflansch 40; 40′ angeformt, der an einen Außenbund 41; 41′ der Buchse 36; 36′ anvulkanisiert ist und bei der Mon­ tage des Lagerelementes 10; 12 bzw. beim Einschieben seiner elastomeren Buchse 36; 36′ in eines der Stirnenden des Lenker­ auges 14 an dessen Stirnfläche 42; 42′ zur Anlage kommt und damit die Einbaulage fixiert.
Zu diesem Zweck weist der Außenflansch 32; 32′ einen größeren Außendurchmesser als die Verbindungsbuchse 38; 38′ auf, wodurch der elastische Außenbund 41; 41′ der Buchsen 36, 36′ in deren Achsrichtung entsprechend stabilisiert wird. Zum gleichen Zweck könnte in den Außenbund 41; 41′, wie strichpunktiert angedeu­ tet, zusätzlich noch wenigstens eine metallische Ringscheibe 44; 44′ einvulkanisiert sein.
Der Außendurchmesser der Verbindungsbuchse 38; 38′ ist in einer solchen Passungsqualität auf den Innendurchmesser des Lenker­ auges 14 abgestimmt, daß sie in diesem mit Preßsitz gehalten wird. Nach erfolgter Montage des Lenkerlagers auf der Lager­ achse und im Lenkerauge 14 stützen sich die Aufnahmehülsen 16 und 16′ mit ihren inneren Stirnenden aneinander ab.
Sofern deshalb am Lenker beispielsweise in Fahrtrichtung F wirkende Kräfte angreifen, wird in dieser Richtung das Lenker­ auge 14 relativ zur Lagerachse axial verlagert.
Die jeweilige, gegenseitige Abstützung von Zwischenhülsen 28 und 28′ sowie der elastomeren Buchsen 36 und 36′ stellt dann sicher, daß beide elastomere Buchsen 36; 36′ der Lagerelemente 10 und 12 gemeinsam beansprucht werden. Demgemäß kann sich das am Abstützflansch 40′ anliegende Stirnende des Lenkerauges 14 nicht von diesem abheben. Axialverlagerungen des Lenkerauges 14 erfolgen somit völlig geräuschlos, wobei die Gleitflächen des in Kraftrichtung vorne liegenden Lagerelementes entsprechend entlastet werden.
An den Buchsenaußenbund 41; 41′ und den äußeren Randteil des Außenflansches 32; 32′ ist eine Dichtlippe 46; 46′ angeformt, die den Endbund 24; 24′ der Aufnahmehülse 16; 16′ übergreift und sich abdichtend an dessen äußere Stirnfläche 48; 48′ ab­ stützt.
Dadurch werden die Gleitflächen von Endbund 24; 24′ und Außen­ flansch 32; 32′ gegenüber der Atmosphäere, d. h. gegen Schmutz und Wasser abgeschirmt und ein Schmierfettaustritt verhindert.

Claims (3)

1. Elastisches Lenkerlager für Radaufhängungen von Kraftfahr­ zeugen, insbesondere für die aufbauseitige Anlenkung eines Querlenkers, das aus zwei einander entsprechenden, koaxial ge­ geneinandergesetzten Lagerelementen gebildet ist, von denen jedes eine auf eine gemeinsame, aufbaufeste Achse aufsteckbare und axial verspannbare, im äußeren Endbereich einen radial nach außen weisenden Endbund tragende Aufnahmehülse, eine auf dieser verdrehbare, am Endbund der Aufnahmehülse abgestützte Zwi­ schenhülse sowie eine auf diese aufvulkanisierte, elastomere Buchse aufweist, die in das Lenkerauge einpreßbar ist und nach Einpressen dasselbe stirnseitig mit einem Außenbund übergreift, an den eine sich am Lenkerauge abstützende Ringscheibe anvul­ kanisiert ist, wobei nach Einpressen beider Lagerelemente in das Lenkerauge deren Aufnahmehülsen mit ihren inneren Stirn­ enden aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß jede elastomere Buchse (36; 36′) eine aufvulkanisierte, in ein Stirnende des Lenkerauges (14) haftend einpreßbare und mit der Ringscheibe (40; 40′) einstückige Verbindungsbuchse (38; 38′) trägt und daß die Zwischenhülsen (28; 28′) bei Auftreten einer Axiallast kraftübertragend aneinander anliegen.
2. Lenkerlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Stirnende jeder Zwischenhülse (28; 28′) an einer am äußeren Endbund (24; 24′) der zugeordneten Aufnahmehülse (16; 16′) verdrehbar anliegenden und an das äußere Stirnende der elastomeren Buchse (36; 36′) anvulkanisierten Gleitscheibe (44 bzw. 44′) abgestützt ist.
3. Lenkerlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an das äußere Stirnende der elastomeren Buchse (36; 36′) jedes Lagerelements (10 und 12) eine den Endbund (24; 24′) der Aufnahmehülse (16; 16′) übergreifende und an dessen äußerer Stirnfläche (48; 48′) anliegende Dichtlippe (46; 46′) angeformt ist.
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