DE4203366C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager für Radführungslenker, mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1.

Lager dieser Art sind aus DE 40 17 275 A1 sowie DE 34 18 006 C2 bekannt.

Deren Elastomerkörper verleiht diesen Lagern in Fahrzeuglängs­ richtung eine solche Steifigkeit, daß beim Fahrbetrieb auf das Fahrzeugrad in Fahrzeuglängsrichtung wirkende Stöße sowie Rad­ längsschwingungen wirksam gedämpft werden.

Der einem Stirnende des inneren Lagerteils zugeordnete Anschlag dient dazu, in Fahrtrichtung die gegenseitige axiale Verlage­ rung von innerem und äußerem Lagerteil bei extrem starken, in Fahrzeuglängsrichtung auf das Fahrzeugrad gerichteten Stößen zu begrenzen.

Werden Seitenkräfte, auf die solche Lager abgestimmt sind, über­ schritten, lassen derartige Lager eine nicht tolerierbare, ela­ stokinematische Veränderung der betreffenden Achshälfte zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastisches Lager in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, das auch unter extremen Krafteinflüssen senkrecht zur Lagerachse lediglich noch erwünschte bzw. definierte, ela­ stokinematische Veränderungen der Achshälfte zuläßt und das im Falle entsprechender, einander überlagerter Längs- und Seiten­ kräfte im Sinne einer Korrektur der aus diesen Kräften resul­ tierenden, gegenseitigen Verlagerung beider Lagerteile zuein­ ander arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Ausstattung des Anschlages mit einer in die Zentrierfläche eingeformten, ein Zentrierbett bildenden Ringnut bietet fol­ gende Vorteile: Unter Einwirkung von Seiten- bzw. Radialkräften kann eine radiale Verlagerung beider Lagerteile zueinander le­ diglich noch in einem definierbaren Umfange erfolgen.

Werden auf das Lager neben zur Lagerachse senkrecht wirkenden Kräften zugleich auch axial gerichtete Kräfte übertragen, führt dies dazu, daß das sich in Richtung auf den Anschlag verlagern­ de Stirnende des einen Lagerteils im Verlaufe seiner Axialver­ lagerung durch die Außenumfangsfläche der sich nach innen ko­ nisch verengenden Ringnut des Anschlages im Sinne einer Ko­ axialausrichtung beider Lagerteile zueinander in einer der wirksamen, quer zur Lagerachse gerichteten Kraft entgegenge­ setzten Richtung verlagert wird.

Bei ausreichend großer Axialkraft wird dabei durch das Zen­ trierbett der Ringnut eine anfängliche, radiale Verlagerung beider Lagerteile zueinander wieder vollständig kompensiert (spurstabilisierend).

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Neben den Konstruktionen der eingangs erwähnten Druckschriften, von denen die Erfindung ausgeht, sind auch aus DE-AS 23 42 990 sowie JP 2-38 18 (A) Lager mit einem eine Zentrierfläche auf­ weisenden Anschlag bekannt.

Bei diesen Konstruktionen sind jedoch einer der Lagerteile so­ wie der Anschlag ständig aneinander elastisch abgestützt, so daß unter extremen Längs- und Querkrafteinflüssen eine gegensei­ tige Verlagerung beider Lagerteile im Sinne einer zwangsläufigen Korrektor ihrer Radialverlagerung nicht eintreten wird.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Lager dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine erste Konstruktionsvariante eines innerhalb eines am Aufbau eines Kraftfahrzeuges befestigten Lagerbockes montierten Lagers für einen Querlen­ ker, im Längsschnitt dargestellt,

Fig. 2 und 3 verkürzte Darstellungen des Lagers entsprechend Fig. 1, zur Veranschaulichung seiner Wirkungs­ weise,

Fig. 4 und 5 verkürzt dargestellte Längsschnitte weiterer, in der Konstruktionslage gezeigter Lagervarianten.

Das Lager 10 gemäß Fig. 1 dient zur aufbauseitigen Lagerung eines Radführungslenkers 12, beispielsweise eines Quer-, Schräg- oder Längslenkers einer unabhängigen Radaufhängung. Es kann jeden bekannten Aufbau haben und beispielsweise als Torsions- oder Gleitlager ausgebildet sein. Im vorliegenden Falle bildet es vorzugsweise ein Hydrolager.

Es umfaßt einen äußeren, am Radführungslenker 12 befestigten, zylindrischen Lagerteil 14, einen auf einer nicht dargestellten und von einem aufbaufesten Lagerbock 16 aufgenommenen Lager­ achse angeordneten, inneren Lagerteil 18 und einen beispiels­ weise zwei einander gegenüberliegende und über mindestens einen nicht dargestellten Dämpfkanal miteinander verbundene, Dämpf­ flüssigkeit enthaltende Kammern 20 und 22 aufweisenden Gummi­ körper 24, der zwischen den hülsenförmigen, inneren Lagerteil 18 und einen in den äußeren Lagerteil 14 eingepreßten Blech­ mantel 26 einvulkanisiert ist.

In den Gummikörper 24 ist in bekannter Weise noch eine im Be­ reich seiner beiden Kammern 20 und 22 von fensterartigen Durch­ brüchen 28 und 30 durchsetzte Metallhülse 32 einvulkanisiert, die an der einen Lagerstirnseite einen radial über diese über­ stehenden Flansch 34 aufweist, der sich, einen Montageanschlag bildend, am äußeren Lagerteil 14 stirnseitig abstützt.

Der innere, hülsenförmige Lagerteil 18 ist zwischen den Schen­ keln 36 und 38 des U-förmigen Lagerbockes 16 durch eine in üb­ licher Weise durch eine nicht dargestellte Spannschraube ge­ bildete Lagerachse in Achsrichtung festgelegt, während der äu­ ßere Lagerteil 14 samt Radführungslenker 12 relativ zum inneren Lagerteil 18 über den Gummikörper 24 axial und radial nachgie­ big gehalten ist.

Dem äußeren Lagerteil 14 ist ein stationärer Anschlag 40 zuge­ ordnet, der durch eine auf ein Stirnendstück des inneren, zy­ lindrischen Lagerteils 18 aufgesetzte und zwischen diesem und beispielsweise dem Schenkel 36 des Lagerbockes 16 axial fest­ gelegte Formscheibe gebildet ist. Durch sie kommt dabei im Ver­ gleich zum entsprechenden Stirnende des inneren Lagerteils 18 für diesen eine wesentlich größere Abstützbasis zustande. Um auch am anderen Stirnende des inneren Lagerteils 18 eine ent­ sprechend große Abstützbasis zu schaffen, ist auf dasselbe vor­ zugsweise noch eine zwischen diesem und dem Schenkel 38 des Lagerbockes 16 eingespannte Abstützscheibe 42 aufgebracht.

Die den Anschlag 40 bildende Formscheibe weist an ihrer dem Lager 10 zugekehrten Stirnseite eine konzentrisch eingeformte Ringnut 44 auf, deren Nutwände 46 und 48 samt Nutboden 50 eine Zentrierfläche 52 bilden.

Mit dieser Ringnut 44 übergreift der Anschlag 40 das ihm zuge­ kehrte Stirnende 14′ des äußeren Lagerteils 14, wobei in der Konstruktionslage beider Lagerteile 14, 18 (Fig. 1) zwischen den durch die äußeren und inneren Hutwände 46, 48 gebildeten Flä­ chenteilen der Zentrierfläche 52 und dem Stirnende 14′ des äu­ ßeren Lagerteils 14 ein seitlicher bzw. radialer Abstand vor­ handen ist.

Die Ringnut 44 verengt sich nach innen konisch, und deren Nut­ boden 50 bildet für das zu zentrierende Stirnende 14′ des äu­ ßeren Lagerteils 14 ein Zentrierbett. Das zu zentrierende La­ gerteilstirnende 14′ bildet dabei vorzugsweise einen in Rich­ tung auf die Formscheibe ausgewölbten Ringwulst.

Es sei angenommen, daß das Lager 10 zur aufbauseitigen Anlen­ kung des einen Querlenker bildenden Radführungslenkers 12 dient und sich demgemäß die aufbauseitige, geometrische Lagerachse 58 in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt.

Bei Bremsvorgängen des Fahrzeuges wird der äußere Lagerteil 14 des aufbauseitigen Lenkerlagers 10, falls es sich z. B. um einen unteren Querlenker handelt, infolge eines Momentes, das durch die Bremskraft am radträgerseitigen Anlenkpunkt des Querlenkers 12 hervorgerufen wird, radial in Richtung des Pfeiles F1 (siehe Fig. 2) verlagert. Zugleich erfährt dieser Lagerteil 14 eine Verlagerung in Lagerachsrichtung entgegen der Fahrtrichtung F.

Die aus dem Lagerlängsschnitt ersichtliche Kontur des schei­ benförmigen Anschlages 40 stellt nun sicher, das sich diese Verlagerungen lediglich in einem definierten Umfang vollziehen können. Dabei wird anfänglich die Radialbewegung des Querlen­ kers 12 an den Abstützpunkten 60 und 62 begrenzt, wobei zu­ gleich eine durch die Zentrierfläche 52 bedingte, geführte Be­ wegung des äußeren Lagerteils 14 mit dessen wulstförmigem La­ gerstirnende 14′ längskraftbhängig in das durch den Nutboden 50 gebildete Zentrierbett hinein erfolgen kann, bis dessen wulst­ förmiges Lagerteilstirnende 14′ am Nutboden 50 relativ zum in­ neren Lagerteil 18 wieder zentriert ist (s. Fig. 3).

Unter Bremskrafteinflüssen wird somit der äußere Lagerteil 14 in seine ursprüngliche Achslage zurückgezwungen. Demgemäß ar­ beitet das Lager 10 selbstkorrigierend.

Um dabei die Reibung zwischen Lagerteilstirnende 14′ und den entsprechenden Wandteilen der Ringnut 44 beim Bremsen sowie Ein- bzw. Ausfedern zu minimieren und den Eintritt von Verun­ reinigungen zu verhindern, ist in dem die Ringnut 44 radial außen begrenzenden Stirnwandteil 54 des durch eine Formscheibe gebildeten Anschlages 40 ein ringförmiges, flexibles Dichtele­ ment 56 eingesetzt, welches das als Ringwulst ausgebildete Stirnende 14′ des äußeren Lagerteils 14 am Umfang abdichtend umschließt. Dadurch kann der Raum zwischen dem Lagerteilstirn­ ende 14′ und der Ringnut 44 mit einem Schmiermittel gefüllt werden.

In Abwandlung der bis jetzt beschriebenen Ausführungsbeispiels kann der Anschlag 40 auch auf dem äußeren Lagerteil 14 und das mit dessen Zentrierfläche 52 zusammenwirkende Lagerteilstirn­ ende am inneren Lagerteil 18 vorgesehen sein.

Des weiteren können im Falle von Dreiecks- bzw. Schräglenkern nur eines oder beide ihrer aufbauseitigen Lenkerlager die er­ findungsgemäße Ausbildung aufweisen. Schließlich kann im Falle von Doppelquerlenker-Radaufhängungen die erfindungsgemäße La­ gerkonstruktion am unteren, am oberen oder an beiden Quer- bzw. Schräglenkern vorgesehen sein.

Bei der Lagerkonstruktion gemäß Fig. 4 ist der Anschlag 40 auf einem aus dem im Lagerbock 16 axial festgelegten Torsionslager 78 herausragenden, hohlzylindrischen Endstück 80′ seines inne­ ren buchsenartigen Lagerteils 80 axial verschiebbar angeordnet, wobei er sich einerseits an einem lagerseitigen, elastischen Abstützring 82 und andererseits mit einem stirnseitigen Kragen 84 an einer Einstellmutter 86 abstützt, die ihrerseits auf ei­ ner auf dem Endstück 80′ des inneren Lagerteils 80 axial fest­ gelegten Gewindebuchse 88 verdrehbar und mittels einer Fest­ stellschraube 90 feststellbar angeordnet ist, die in den Kragen 84 hineinragt.

Die Einstellmutter 86 erlaubt in optimaler Weise die Fahrzeug­ stabilität bei Bremsvorgängen durch eine variable Wegbegrenzung des äußeren Lagerteils 81 zu verbessern. Außerdem läßt sich durch diese Verstellmöglichkeit die radiale Lagersteifigkeit über eine axiale Wegverkürzung des äußeren Lagerteils 78 erhö­ hen.

Aus Fig. 4 ist noch eine weitere Verbesserung des mit einem axial verstellbaren Anschlag 40 ausgestatteten Lenkerlagers ersichtlich. Diese besteht darin, die Axial- und Radialwegbe­ grenzung des äußeren Lagerteils 81 bremsdruckabhängig zu ge­ stalten.

Zu diesem Zweck bildet ein Innenabschnitt des Anschlagkragens 84 zusammen mit dem in diesen abgedichtet hineinragenden End­ stück 88′ der Gewindebuchse 88 einen mit Bremsflüssigkeit ge­ füllten Druckraum 92, der über eine Verbindungsleitung 94 unter Zwischenschaltung eines Druckminderventils 96 mit einem Haupt­ bremszylinder 98 verbunden ist.

Über das Druckminderventil 96 kann beispielsweise ein bestimm­ ter Flüssigkeitsdruck vom Bremssystem eines Kraftfahrzeuges abgezweigt werden, der nach Beendigung eines Bremsvorganges über einen Vorratsbehälter 100 des Bremskreises wieder abgebaut wird.

Bei einem Bremsvorgang wird über das Druckminderventil 96 die Bremsflüssigkeit teilweise zwischen den Anschlag 40 und das Buchsenendstück 88′ gedrückt, wobei der Anschlag 40 in Fahrt­ richtung F und der das Lager 78 tragende Radführungslenker 12 entgegen der Fahrtrichtung F axial verschoben werden.

Im Hinblick darauf, daß dabei die Bremshydraulik wesentlich schneller reagieren wird als der Radführungslenker 12 die La­ gersteifigkeiten überwinden kann, resultiert daraus eine Weg- Zeit-Verkürzung, während der der Anschlag 40 in Richtung auf das Lager entsprechend axial verstellt wird. Demgemäß wird der Lenkerweg axial und radial vorzeitig entsprechend verkürzt und dementsprechend die angestrebte Stabilisierung des Fahrzeuges weiter verbessert.

Für die Druckerzeugung im ringförmigen Druckraum 92 kann dabei Bremsflüssigkeit sowohl vom Vorder- als auch Hinterachskreis­ lauf abgeleitet werden.

Der einen weichen Gummipuffer bildende Abstützring 82 gleicht in der Konstruktionslage des Lenkerlagers 78 Toleranzen zwi­ schen Anschlag 40 und innerem Lagerteil 80 aus, wobei dieser bei einer Axialverstellung des Anschlages 40 zugleich Schlag­ geräusche verhindert.

Fig. 5 zeigt eine Möglichkeit, wie die anhand der Fig. 4 er­ läuterte Anschlaganordnung in Abhängigkeit einer oder mehrerer Fahrzeug-Betriebsgrößen, gegebenenfalls zusätzlich zu deren bremsdruckabhängigen Ansteuerung, hydraulisch ansteuerbar ist.

In diesem Falle ist der Anschlag 40 durch eine als Ganzes mit 102 bezeichnete Hilfsdruckquelle ansteuerbar. Diese umfaßt bei­ spielsweise einen an den Druckausgang 104 angeschlossenen, auf ein Mindest-Druckniveau aufgeladenen, als hydro-pneumatische Feder ausgebildeten Druckspeicher 106, der mittels einer Spei­ cher-Ladepumpe 108 über ein Rückschlagventil 110, gesteuert durch einen Druckwächter 112, aufladbar ist, wobei der maximale Ausgangsdruck des Druckspeichers 106 bzw. der Hilfsdruckquelle 102 durch ein Druckbegrenzungsventil 114 begrenzt ist.

Am Druckausgang 104 ist eine mit dem Druckraum 92 verbindbare Zuführleitung 116 angeschlossen, in die ein durch eine Steuer­ einrichtung 118 ansteuerbares Steuerventil 120 (3/2 Wegeventil) zwischengeschaltet ist. Von diesem führt eine Rücklaufleitung 122 zu einem drucklosen Vorratsbehälter 124 der Hilfsdruckquel­ le 102.

Die Steuereinrichtung 118 kann zur Ansteuerung des Steuerven­ tils 120 beispielsweise eine Vielzahl von Steuer- bzw. Fahr­ zeug-Betriebsgrößen zu Steuersignalen verarbeiten, die durch im Fahrzeug installierte Sensoren ermittelt werden. Dabei kann beispielsweise ein Sensor 126 die Bremsverzögerung, ein Sensor 128 die Fahrgeschwindigkeit und ein Sensor 130 die Lenkgeschwin­ digkeit oder Lenkwinkel ermitteln.

Hierbei können in der Steuereinrichtung 118 einzelne Steuer­ größen oder gleichzeitig mehrere anstehende Steuergrößen durch Verknüpfen von Steuersignalen verarbeitet werden.

Der Anschlag 40 wird somit beispielsweise bei Kurvenfahrt selbst­ tätig in Fahrtrichtung F entsprechend verstellt, wodurch sich im Falle von Quer- oder Schräglenkerlagern die sich seitenkraft­ abhängig vollziehende Radialverlagerung des äußeren Lagerteils 81 gegebenenfalls vollständig kompensieren und damit das Fahr­ zeug stabilisieren läßt, in dem bei in die gezeigte Durchlaß­ stellung gesteuertem Steuerventil 120 durch den Anschlag 40 der radiale Lenkerweg sofort entsprechend verkürzt wird.

Claims (9)

1. Lager für Radführungslenker, mit einem äußeren und einem inneren Lagerteil mit dazwischen angeordnetem Elastomerkörper und mit einem an einem Stirnende eines der Lagerteile angeord­ neten Anschlag zur Begrenzung von Relativbewegungen beider La­ gerteile in einer Richtung der Lagerachse, der eine zur Achse des ihn tragenden Lagerteils konzentrische und dem an ihn an­ legbaren Lagerteil zugekehrte Zentrierfläche aufweist, die in der Konstruktionslage beider Lagerteile vom Stirnende des be­ nachbarten Lagerteils einen seitlichen Abstand hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierfläche (52) des Anschlages (40) eine sich nach innen konisch verengende, das Stirnende (14′) des zu zentrie­ renden Lagerteils (14) aufnehmende Ringnut (44) aufweist, deren Nutboden (50) ein Zentrierbett bildet.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Zentrierfläche (52) bzw. der Ringnut (44) zu­ sammenwirkende Lagerteil-Stirnende (14′) ringwulstartig und in axialer Richtung nach außen gewölbt ist.

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (40) an seiner die Zentrierfläche (52) auf­ weisenden Stirnseite (54) ein ringförmiges, das Stirnende (14′) des zu zentrierenden Lagerteils (14) abdichtend umschließendes, flexibles Dichtelement (56) trägt.

4. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Zentrierfläche (52) und zu zentrie­ rendem Lagerteil-Stirnende (14′) einstellbar ist.

5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (40) zwischen einer Schulter (Abstützung 82) des ihn tragenden Lagerteils (80) und einer auf diesem verdreh­ bar und feststellbar angeordneten Stellmutter (86) eingespannt ist.

6. Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (40) an der Schulter (Abstützung 82) des in­ neren Lagerteils (80) elastisch abgestützt ist.

7. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (40) unabhängig von der Stellmutter (86) in Richtung auf das Lager (78) verstellbar ist.

8. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (40) über den Bremskreislauf hydraulisch an­ steuerbar ist.

9. Lager nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (40) in Abhängigkeit von einer Fahrzeug-Be­ triebsgröße, insbesondere Seitenkraft, hydraulisch ansteuerbar ist.