DE4311090A1 - Gummi-Metall-Lager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gummi-Metall-Lager für die schwenkba­ re Anlenkung einer Verbund- oder Doppellenkerachse der im Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, wie es beispiels­ weise aus der DE-OS 36 35 021 oder aus der DE-PS 37 07 162, Fig. 12 bekannt ist.

Verbund- oder Koppellenkerachsen werden wegen ihres vergleichs­ weise einfachen konstruktiven Aufbaus sowie wegen ihrer guten Funktionseigenschaften seit längerer Zeit und in zunehmendem Um­ fange bei Personenkraftwagen als Hinterachsen eingesetzt.

Sie bestehen im wesentlichen aus zwei radtragenden steifen Längslenkern und einer zwischen den Radachsen und den aufbausei­ tigen Lenkerlagern angeordneten biegesteifen Querstrebe, die mit ihren Enden winkelsteif an den Längslenkern befestigt ist. Im allgemeinen ist diese Querstrebe drehelastisch ausgebildet und nicht nur winkel-, sondern auch drehsteif an den Längslenkern befestigt.

Die schwenkbare Anlenkung der Verbund- oder Doppellenkerachsen erfolgt im allgemeinen mit Hilfe von Gummi-Metall-Lagern, um u. a. den Fahrgastinnenraum geräuschmäßig von der Hinterachse zu entkoppeln. Im allgemeinen sind diese aus einer metallischen Au­ ßenhülse und einer dazu konzentrischen metallischen Innenhülse sowie einem zwischen beiden Hülsen angeordneten, vorzugsweise anvulkanisierten Gummikörper bestehenden Lager derart eingebaut, daß die Lagerachse horizontal und in Fahrzeugquerrichtung oder etwas schräg dazu verläuft.

Verbund- oder Koppellenkerachsen mit ihren gezogenen Längslen­ kern haben aufgrund vorhandener Elastizitäten an sich die Eigen­ schaft, daß die radführenden Längslenker unter der Einwirkung von Seitenkräften, wie sie sich z. B. bei Kurvenfahrt aufbauen, relativ zur Fahrzeuglängsachse derart verschwenkt werden, daß das Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs tendenziell in Richtung Übersteuern verändert wird bzw. eine gegebenenfalls bereits vor­ handene Übersteuerungstendenz weiter verstärkt wird. Um diese im allgemeinen als nachteilig empfundene Eigenschaft zu beseitigen oder aber zumindest zu verringern, sind spezielle spurkorrigie­ rende Gummi-Metall-Lager entwickelt worden (DE-OS 27 48 193, DE-PS 28 38 391), bei denen durch entsprechende Gestaltung ent­ weder nur des Gummikörpers oder aber sowohl des Gummikörpers als auch der Lagerhülsen bewirkt wird, daß die innere und die äußere metallische Lagerhülse beim Einleiten von Axialkräften in das Gummi-Metall-Lager gezielt in eine vorbestimmte Richtung radial gegeneinander verschoben werden. Bei entsprechendem Einbau die­ ser spurkorrigierenden Gummi-Metall-Lager wird so erreicht, daß die Verbundlenkerachse bei Kurvenfahrt mit ihrem kurvenäußeren Längslenker im kurvenäußeren Gummi-Metall-Lager relativ zum Fahrzeugaufbau in Fahrtrichtung nach vorn und mit ihrem kurven­ inneren Längslenker im kurveninneren Gummi-Metall-Lager nach hinten verschoben wird, was eine Ubersteuerungstendenzen entge­ genwirkende Gegenlenkbewegung des Verbundlenkers bedeutet.

Spurkorrigierende Gummi-Metall-Lager dieser Art besitzen im all­ gemeinen in Fahrzeuglängsrichtung eine vergleichsweise harte Fe­ derkennung.

Zur schwenkbaren Anlenkung einer Verbund- oder Koppellenkerachse am Fahrzeugaufbau sind daher auch bereits Gummi-Metall-Lager zum Einsatz gekommen, bei denen in den zwischen der metallischen In­ nenhülse und der dazu konzentrischen metallischen Außenhülse an­ geordneten Gummikörpern zwei - auf die Lagerachse bezogen - ein­ ander diametral gegenüberliegende durchgehende Ausnehmungen oder Bohrungen angeordnet sind, die parallel zueinander und zur La­ gerachse ausgerichtet und - in der Konstruktionslage des Fahr­ zeugs bzw. der Hinterachse - in einer durch die Lagerachse ver­ laufenden Horizontalebene angeordnet sind.

Derartig ausgebildete Gummi-Metall-Lager besitzen in Fahrzeug­ längsrichtung eine vergleichsweise weiche Federkennung, d. h. eine vergleichsweise große Längsnachgiebigkeit.

Mit derartigen Gummi-Metall-Lagern am Fahrzeugaufbau angelenkte Verbund- oder Koppellenkerachsen weisen demgemäß bei Geradeaus­ fahrt einen vergleichsweise großen Längsfedereffekt auf, wodurch an den Rädern angreifende fahrbahnbedingte Laststöße in Fahr­ zeuglängsrichtung weitgehend vom Fahrzeugaufbau ferngehalten werden, was dem Fahrkomfort des Fahrzeugs zugute kommt.

Um den infolge des ausgeprägten Längsfedereffekts an sich ver­ größerten Übersteuertendenzen des Fahrzeugs entgegenzuwirken, sind bei einer bekannten Verbundlenkerachse mit derartigen Gum­ mi-Metall-Lagern (DE-OS 36 35 021) im Bereich der Radachsen an den Längslenkern angreifende, der Fahrzeugfederung dienende Fe­ derdämpfer stark nach hinten und u. U. zusätzlich auch stark nach innen geneigt angeordnet. In Verbindung mit dem durch die Ausnehmungen längsnachgiebig ausgebildeten Gummi-Metall-Lager wird dadurch bei Rollneigung des Fahrzeugs, das heißt, z. B. beim Durchfahren einer Kurve, eine die Übersteuertendenzen der Hinterachse abbauende Gegenlenkbewegung des Lenkerverbundes durchgeführt, die um so größer ist, je größer die Fahrzeugbela­ dung ist. Aus Raumgründen ist es jedoch nicht immer möglich, die Federdämpfer ausreichend stark geneigt anzuordnen.

Bei einer anderen bekannten Verbundlenkerachse mit derartigen Gummi-Metall-Lagern (Fig. 11 ff. der DE-PS 37 07 162) sind die Gummi-Metall-Lager derart eingebaut, daß ihre Lagerachsen schräg zur Fahrzeugquerrichtung verlaufen und sich achsmittig in einem Abstand vor einer durch die beiden Gummi-Metall-Lager ge­ legten Verbindungslinie schneiden.

Auch diese vorbekannte Verbundlenkerachse besitzt einerseits bei Geradeausfahrt einen dem Fahrkomfort des Fahrzeugs zugute kom­ menden vergleichsweise großen Längsfedereffekt und andererseits wird durch die Schrägstellung der Lagerachsen Übersteuertenden­ zen entgegengewirkt.

Die Schräganordnung der Lagerachsen der Gummi-Metall-Lager be­ deutet aber eine hohe materialmäßige Beanspruchung der Gummikör­ per der Gummi-Metall-Lager, weil diese beim Ein- und Ausfedern der Achse wegen der Schrägstellung der Lagerachsen zusätzliche Verformungsarbeit leisten müssen.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gummi-Metall-Lager der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, das sich dadurch auszeichnet, daß ei­ ne damit bestückte Verbundlenkerachse einerseits bei Geradeaus­ fahrt einen komfortablen Horizontal- oder Längsfedereffekt auf­ weist, andererseits aber trotzdem unter Seitenkrafteinwirkung keine oder nur geringe Tendenzen zur Spurwinkeländerung zeigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird das erstrebte Verhalten in einfacher Weise dadurch erreicht, daß die Ausnehmungen oder Bohrungen im Gummi­ körper des Gummi-Metall-Lagers in einer oder in mehreren zur La­ gerachse sowie untereinander parallelen Ebenen angeordnet und - in der Projektion auf eine die Lagerachse enthaltende parallele Ebene - schräg zur Lagerachse verlaufend ausgerichtet sind.

An Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbei­ spiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen in zum Teil prinzipienhafter Darstellung

Fig. 1 die Draufsicht auf eine Verbund- oder Koppel­ lenkerachse, die mittels erfindungsgemäßer Gummi-Metall-Lager eines ersten Ausführungs­ beispiels schwenkbar am Aufbau eines Kraft­ fahrzeugs angelenkt ist,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Gummi-Metall-Lagers in einem Längsschnitt,

Fig. 3 eine Seitenansicht dieses Lagers,

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Gummi-Metall-Lagers im Längs­ schnitt und

Fig. 5 die Seitenansicht dieses Lagers.

Die in Fig. 1 beispielhaft dargestellte Verbund- oder Koppel­ lenkerachse 1 enthält zwei zueinander beabstandete steife Längs­ lenker 2 sowie eine biegesteife und drehelastische Querstrebe 3, die mit ihren beiden Enden winkelsteif und drehfest an den bei­ den Längslenkern 2 befestigt und räumlich zwischen den die Fahr­ zeugräder 4 tragenden hinteren Enden sowie den mittels Gummi-Me­ tall-Lagern 5 am nur angedeuteten Aufbau 10 des Fahrzeugs ange­ lenkten vorderen Enden der Längslenker angeordnet ist.

Die Gummi-Metall-Lager 5 enthalten in üblicher Weise jeweils ei­ ne nur in den Fig. 2 bis 5 bezifferte metallische Innenhülse 6 zur Befestigung am Längslenker 2, eine dazu konzentrische me­ tallische Außenhülse 7 zur Befestigung am Fahrzeugaufbau 10 so­ wie einen zwischen Innen- und Außenhülse angeordneten, vorzugs­ weise anvulkanisierten Gummikörper 8 mit mindestens einer von der einen zur anderen Lagerstirnfläche hindurchgehenden Aus­ nehmung oder Bohrung 9.

Abweichend von üblichen Gummi-Metall-Lagern sind die Ausnehmun­ gen oder Bohrungen 9 nicht parallel, sondern schräg zur Lager­ achse 11 ausgerichtet und in einer oder in mehreren zur Lager­ achse sowie untereinander parallelen Ebenen angeordnet.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind zwei einander diamet­ ral gegenüberliegende und in einer durch die Lagerachse 11 ver­ laufenden (Horizontal-) Ebene angeordnete Bohrungen 9 vorgese­ hen.

Wie Versuche sowie Modellrechnungen zeigten, wird durch die Schrägstellung der Ausnehmungen oder Bohrungen 9 erreicht, daß eine mit ihnen ausgestattete Verbund- oder Koppellenkerachse 1 bei Geradeausfahrt einerseits einen dem Fahrkomfort zugute kom­ menden ausgeprägten Horizontal- oder Längsfedereffekt aufweist, so daß die Fahrzeugräder 4 fahrbahnbedingten Laststößen in Fahr­ zeuglängsrichtung elastisch ausweichen können, wodurch diese Laststöße zumindest weitgehend vom Fahrgastinnenraum ferngehal­ ten werden.

Andererseits tritt bei Kurvenfahrt unter der Einwirkung der sich dabei an den Rädern 4 aufbauenden Seitenkräfte S eine Lenkerver­ steifung ein, weil sich dabei infolge des sich etwas zur Seite bewegenden Achskörpers zumindest ein Teil der schräg angeordne­ ten Bohrungen 9 verschließt, was eine Verhärtung bzw. Verstei­ fung der Gummikörper 8 der Gummi-Metall-Lager 5 - auch in Fahr­ zeuglängsrichtung - bedeutet.

Durch diese bei Durvenfahrt eintretende Lenkerversteifung werden Spurwinkeländerungen durch Seitenkrafteinfluß zwar nicht völlig verhindert, doch klein gehalten, so daß sich alles in allem ein verbessertes Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs ergibt.

Durch Einsatz der erfindungsgemäßen Gummi-Metall-Lager wird so­ mit in einfacher Weise einerseits bei Geradeausfahrt ein hoher Abrollkomfort und andererseits trotz allem bei Kurvenfahrt eine hohe Seitensteifigkeit bzw. Spurwinkelsteifigkeit erzielt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind ledig­ lich zwei einander diametral gegenüberliegende und in einer durch die Lagerachse 11 verlaufenden Horizontalebene angeordnete Bohrungen 9 vorgesehen.

Je nach Erfordernis können aber auch mehr als nur zwei schräge Ausnehmungen vorgesehen werden. Wesentlich hierbei ist ledig­ lich, daß diese jeweils in zueinander und zur Lagerachse 11 par­ allel verlaufenden Ebenen angeordnet sind und daß die Lager der­ art eingebaut werden, daß diese Ebenen in der Konstruktionslage des Fahrzeugs bzw. der Verbundlenkerachse 1 zumindest annähernd horizontal verlaufen.

Es ist denkbar, alle schrägen Ausnehmungen oder Bohrungen 9 im Gummikörper 8 parallel zueinander auszurichten, wie dies in der Draufsicht des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels verwirklicht ist. Eine solche Ausbildung hat fertigungstechni­ sche Vorteile.

Es versteht sich, daß die Kennung des Gummi-Metall-Lagers in Längs- und Querrichtung durch Anzahl und Querschnitt sowie durch die Größe der Schrägstellung der Bohrungen 9 beeinflußbar ist.

Die Größe der Schrägstellung der von der einen zur anderen La­ gerstirnfläche durchgehenden Ausnehmungen bzw. Bohrungen 9 ist bei vorgegebener Lagerbreite b an sich beschränkt. In einfacher Weise kann der wirksame Schrägungswinkel der Bohrungen 9 jedoch dadurch vergrößert werden, daß das Lager mit der Gesamtlager­ breite b aus zwei oder mehr axial aneinandergefügten Teillagern zusammengesetzt wird, wie dies in den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 4 geschehen ist. Es ist leicht erkennbar, daß die Bohrungen nunmehr erheblich steiler ausgerichtet werden können, da die Teillager 51, 52 bei gleicher radialer Dicke ihrer Gummi­ körper 8 eine wesentlich kleinere (Teil) Lagerbreite b′ besit­ zen. In Fig. 2 ist zum Vergleich mit 9′′ angedeutet, wie schräg maximal die entsprechenden Bohrungen bei einem einteiligen Lager der gleichen Lagerbreite b und gleicher radialer Dicke des Gum­ mikörpers 8 verlaufen könnten.

Ein größerer wirksamer Schrägungswinkel der Bohrungen 9 bewirkt, daß die vorerwähnte Versteifung der Gummi-Metall-Lager unter Seitenkrafteinwirkung bereits bei einer geringeren Seitenver­ schiebung des Achskörpers eintritt, weil sich die schräger ge­ stellten Bohrungen bzw. ein Teil davon dann bereits früher ver­ schließen.

Während in den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 3 alle schrägen Ausnehmungen oder Bohrungen 9 parallel zueinander ausgerichtet sind, zeigen die Fig. 4 und 5 ein Beispiel da­ für, daß es auch möglich ist, statt dessen zwei Gruppen von je­ weils parallel zueinander ausgerichteten Ausnehmungen oder Boh­ rungen 9 bzw. 9′ vorzusehen, die spiegelsymmetrisch zu einer durch die Lagerachse 11 verlaufenden Ebene 12 angeordnet sind, die in den Fig. 4 und 5 Lotrecht zur Zeichenebene steht.

Auch ein solches Lager kann wiederum aus zwei oder mehr axial aneinander gefügten Teillagern zusammengesetzt werden, um größe­ re wirksame Schrägungswinkel zu realisieren, wobei diese Teilla­ ger 51, 52 entweder wie in Fig. 4 gezeigt spiegelsymmetrisch zueinander ausgerichtet sein können oder aber jeweils in glei­ cher Richtung aneinandergefügt werden können.

Claims (5)

1. Gummi-Metall-Lager (5) für die schwenkbare Anlenkung einer Verbund- oder Koppellenkerachse (1) am Aufbau (10) eines Kraftfahrzeugs, enthaltend eine metallische Innenhülse (6), eine dazu konzentrische metallische Außenhülse (7) sowie ei­ nen zwischen Innen- und Außenhülse (6, 7) angeordneten, vor­ zugsweise anvulkanisierten Gummikörper (8), in dem mindestens eine von der einen zur anderen Lagerstirnfläche durchgehende Ausnehmung oder Bohrung (9, 9′), vorzugsweise aber zumindest zwei - auf die Innenhülse (6) bezogen - einander diametral gegenüberliegende Ausnehmungen oder Bohrungen (9, 9′) ange­ ordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen oder Bohrungen (9, 9′) in einer oder in mehreren zur Lagerachse (11) sowie untereinander parallelen Ebenen angeordnet und - in der Projektion auf eine die Lager­ achse (11) enthaltende parallele Ebene - schräg zur Lagerach­ se (11) verlaufend ausgerichtet sind.

2. Gummi-Metall-Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ausnehmungen oder Bohrungen (9) parallel zueinander verlaufen.

3. Gummi-Metall-Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei spiegelsymmetrisch zu einer durch die Lagerachse (11) verlaufenden Ebene (12) angeordnete Gruppen von jeweils parallelen Ausnehmungen oder Bohrungen (9 bzw. 9′) vorgesehen sind.

4. Gummi-Metall-Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager aus mindestens zwei axial aneinandergefügten Teillagern (51, 52) zusammengesetzt ist.

5. Verbund- oder Koppellenkerachse (1), die mittels Gummi-Metall-Lagern (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 schwenkbar am Aufbau (10) des Kraftfahrzeugs angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummi-Metall-Lager (5) derart eingebaut sind, daß die die schrägen Ausnehmungen oder Bohrungen (9, 9′) enthaltenden Ebenen in der Konstruktionslage des Fahrzeugs bzw. der Achse (1) zumindest annähernd horizontal verlaufen.