DE60101516T2

DE60101516T2 - Verbindungsgestängeanordnung für ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem

Info

Publication number: DE60101516T2
Application number: DE60101516T
Authority: DE
Inventors: Gerald D. Gibraltar Nickerson; Michael T. Whelling Burzawa
Original assignee: MacLean Fogg Co; MacLean Fogg Lock Nut Co
Current assignee: MacLean Fogg Co; MacLean Fogg Lock Nut Co
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2021-04-05
Also published as: AU2001240135A1; ATE256567T1; CA2414937C; KR100526849B1; US6402171B1; DE60101516D1; JP3861052B2; EP1174293A1; CA2414937A1; DE20105490U1; EP1174293B1; WO2002006066A1; TW558527B; KR20030026976A; JP2004504200A; ES1050191Y; ES1050191U

Description

Bereich der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich generell auf Fahrzeugaufhängungssysteme. Sie bezieht sich im Speziellen auf ein Stabilisatorstabverbindungsglied in einem Aufhängungssystem.
Hintergrund der Erfindung
Motorfahrzeuge sind lange mit unabhängigen Aufhängungssystemen ausgerüstet worden, um Fahrbahnschläge und andere Vibrationen zu absorbieren und ein ruhigeres und komfortableres Fahren vorzusehen. Bei Aufhängungssystemen dieses Typs ist ein Stabilisatorstab normalerweise integriert, um die Rollsteifigkeit zu erhöhen und die Spurhaltigkeit des Fahrzeugs zu verbessern. Typischerweise ist der Stabilisatorstab ein Torsionsstab, der quer zu dem Fahrzeug orientiert ist, mit einem integralen Kröpfarm, der an jedem Ende vorgesehen ist. Der Stab wird angrenzend an jeden Kröpfarm drehbar von dem Fahrzeugkörper gestützt und jeder Kröpfarm ist durch eine Verbindungsgliedanordnung an einen Aufhängungsarm gekoppelt.
Wenn das Fahrzeug Kräften ausgesetzt ist, welche es zum Rollen bringen, schwenken die Kröpfarme relativ um eine Längsachse des Stabes. Torsionskräfte, welche durch die Kröpfarme aufgeboten werden, drängen die Aufhängungsarme des Fahrzeugs zurück in ihre normale Position. Dieser Typ von Stabilisatorstab wirkt in einer Art, dass, wenn gepaarte linke und rechte Räder sich während eines Kurvenmanövers in ihrem Level voneinander unterscheiden, der Fahrzeugkörper vor einem übermäßigen Rollen oder Neigen zu einer von beiden Seiten durch den Torsionswiderstand des Stabilisatorstabes bewahrt wird.
Die Verbindungsanordnung, welche die Torsionsstabkröpfarme mit dem Fahrzeugkörper verbindet und die Aufhängungsarme fallen generell in eine von zwei breiten Kategorien, eine Bolzentypanordnung oder eine Stifttypanordnung. Bei dem Bolzentyp wird ein geeignet dimensionierter Bolzen verwendet, um den Stabilisatorstab mit dem Fahr zeugaufhängungsarm zu verbinden. Biegsame Buchsen (bushing) oder Durchgangselemente (grommet) auf dem Bolzen sind im Eingriff mit äußeren Oberflächen der Stabilisatorstabarme und der Fahrzeugaufhängungsarme. Ein Paar ähnlich geformter Durchgangselemente sind im Eingriff mit den inneren Oberflächen des jeweiligen Fahrzeugelementes und sind im Eingriff mit einem Paar innerer Scheiben, welche auf einer vorbestimmten beabstandeten Entfernung gehalten werden durch eine zylindrische Hülse, die auf dem Schaft des Bolzens befestigt ist.
Die Stifttypanordnung ist im Wesentlichen die gleiche wie der Bolzentyp. Jedoch weist sie zwei Gewindeenden auf, die das Verwenden von Haltemuttern an beiden Enden des Stiftes erfordern.
In den letzten zehn Jahren sind Verbesserungen bei Aufhängungsverbindungsanordnungen gemacht worden.
Die US-A-5 551 722 offenbart eine Verbindungsanordnung zum Verbinden eines Stabilisatorstabkröpfarmes und eines Aufhängungsarmes bei einem Fahrzeugaufhängungssystem, aufweisend: einen Schaft; eine Beabstandungskomponente, die einen zentralen Abschnitt und zwei innere Durchgangselemente mit kuppelförmigen äußeren Enden hat; der genannte Schaft erstreckt sich durch die genannte Passage und hat gegenüberliegende Enden, welche sich über die genannte Passage hinaus erstrecken; ein erstes Durchgangselement hat eine Passage dadurch und ein zweites Durchgangselement hat eine Passage dadurch; jedes der genannten ersten und zweiten Durchgangselemente hat ein kuppelförmiges inneres Ende; eines der genannten gegenüberliegenden Enden des genannten Schafts erstreckt sich durch die Passage in dem ersten Durchgangselement und das andere von den genannten gegenüberliegenden Enden des genannten Schafts erstreckt sich durch die Passage in dem genannten zweiten Durchgangselement; die genannten kuppelförmigen inneren Enden der genannten Durchgangselemente liegen korrespondierenden kuppelförmigen äußeren Enden der genannten inneren Durchgangselemente der Beabstandungskomponente direkt gegenüber, so dass jedes in Eingriff sein kann mit einem korrespondierenden Arm; und ein Element an jedem von den genannten gegenüberliegenden Enden des genannten Schafts zum Halten der genannten Durchgangselemente und der Beabstander auf dem genannten Schaft.
Jedoch sucht die Industrie stets nach einfacheren, haltbareren und preiswerteren Komponenten. Diese Suche trifft auf Aufhängungsverbindungen ebenso zu wie auf andere Komponenten.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Verbindungsanordnung für ein Fahrzeugaufhängungssystem vorzusehen.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine Verbindungsanordnung vorzusehen, welche einfacher und preiswerter als existierende Verbindungsanordnungen ist.
Es ist noch eine andere Aufgabe der Erfindung, eine Verbindungsanordnung vorzusehen, welche einfacher herzustellen und zu installieren ist als existierende Verbindungsanordnungen.
Die vorgenannten und andere Aufgaben werden realisiert mit einer Stabilisatorverbindungsanordnung, aufweisend einen Bolzen, der einen sechseckigen Kopf an einem Ende eines Schafts und einen Gewindeabschnitt an dem anderen Ende hat. Die Anordnung weist noch sechs andere Teile auf. Erstens, eine Scheibe wird in eine ringförmige Nut eingesetzt, welche an einer flachen Basis eines kuppelförmigen Durchgangselementes ausgebildet ist. Das vormontierte Durchgangselement und die Scheibe werden dann über das Gewindeende des Bolzenschafts geschoben und sitzen an dem Bolzenkopf. Dann wird ein Kröpfarm eines Stabilisatorstabes, welcher normalerweise die Form eines flachen Stabsegmentes mit einem für den Bolzen vorgesehen Loch hat, über das Gewindeende geschoben und sitzt an dem Kuppelende des Durchgangselementes.
An diesem Punkt wird ein Ein-Stück-Beabstander, welcher Merkmale der Erfindung verkörpert, über das Gewindeende des Bolzenschafts geschoben. Der Beabstandungskörper ist aus einem elastomerischen Material ausgebildet, vorzugsweise aus Polyurethan, und hat die Form einer Trommel, die kuppelförmige Enden hat. Die Kombination von Material, Form und Wandstärke macht die Trommel axial steif, obwohl das Material selbst ziemlich elastisch ist.
Eine generell zylindrische Bohrung durch den Beabstander ist etwas größer im Durchmesser als der Durchmesser des Bolzenschafts. Jedoch hat die Bohrung drei kurze erhöhte Oberflächen, die darin ausgebildet sind und welche einen Eingriff mit dem Schaft kreieren und den Beabstander während des Zusammenbaus in Position halten. Ein kuppelförmiges Ende sitzt gegen das Stabilisatorstabsegment.
Nachdem der Beabstander plaziert ist, wird der Aufhängungsarm des Fahrzeugs mit der Anordnung verbunden. Der Arm, welcher normalerweise die Form eines flachen Stabsegmentes mit einem Loch für den Bolzen hat, wird über das Gewindeende geschoben und sitzt gegen das andere kuppelförmige Ende des Beabstanders.
Als nächstes wird ein anderes kuppelförmiges Durchgangselement mit einer Scheibe vormontiert. Die Scheibe hat eine sechseckige Mutter, die bereits an ihr befestigt ist. Das vormontierte Durchgangselement, die Scheibe und die Mutter werden über das Gewindeende des Bolzenschafts geführt und gegen das Aufhängungsstabsegment geschraubt. Die Mutter wird auf das Bolzenschaftgewinde geschraubt bis sie das Ende des Gewindes erreicht, wo die Mutter gestoppt wird.
Während der Beabstander als axial steif beschrieben wurde, sind die Durchgangselemente substanziell elastischer. Mit Bezug hierauf sind sie aus Gummi oder Ähnlichem ausgebildert. Sie halten die Arme federelastisch gegen den Beabstander.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung, einschließlich ihrer Konstruktion und Funktionsmethode, ist mehr oder weniger schaubildhaft in den Zeichnungen dargestellt, wobei:
1 eine Vorderaufrißansicht eines Abschnittes eines Fahrzeugaufhängungssystems ist, die die Verwendung einer Verbindungsanordnung veranschaulicht, die Merkmale der vorliegenden Erfindung verkörpert;
2 eine explodierte Darstellung der Verbindungsanordnung von 1 ist, wenngleich heruntergenommen von dem Aufhängungssystem, d.h. wie verkauft und vor der Integration in das System;
3 eine Seitenansicht auf eine Durchgangselement- und Scheiben-Unteranordnung der Verbindungsanordnung ist; und
4 eine perspektivische Ansicht auf einen Beabstander ist, der die Merkmale der Erfindung verkörpert;
5 eine Endansicht des in 4 gezeigten Beabstanders ist;
6 eine Schnittansicht des Beabstanders ist gemäß einer Linie 6–6 von 5; und
7 eine Seitenaufrißansicht einer Durchgangselement-, Scheiben- und Bolzen-Unteranordnung der Verbindungsanordnung ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Nun bezugnehmend auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 ist ein Abschnitt eines Fahrzeugaufhängungssystems 10 allgemein gezeigt. Der gezeigte Abschnitt des Aufhängungssuystems weist einen Stabilisatorstabkröpfarm 15 und einen Aufhängungsarm 16 auf, die durch eine Verbindungsanordnung 20 verbunden sind, die die Merkmale der vorliegenden Erfindung verkörpert.
Nun bezüglich 2 ist die Verbindungsanordnung 20 in einer explodierten Ansicht vor dem Einbau in das Aufhängungssystem 10 gezeigt. Die Verbindungsanordnung 20 weist einen Sechseckkopfbolzen 25, eine innere Scheibe 26, ein inneres, kuppelförmiges Durchgangselement 27, einen Beabstander 30, ein äußeres, kuppelförmiges Durchgangselement 31, eine äußere Scheibe 32 und eine Sechseckmutter 33 auf.
Der Bolzen 25 weist einen Schaft 41 vorbestimmter Länge auf. Der Schaft 41 hat ein Gewindeende 43 und einen hex-förmigen Kopf 42. Der Bolzen 25 ist vorzugsweise aus Stahl hergestellt, welcher zum Korrosionsschutz beschichtet ist. Das Gewindeende 43 hat ein Gewinde daran, welches an dem Schaft in einem Stopp für die Mutter 33 endet.
Die Scheibe 26 ist aus beschichtetem Stahl oder hochfestem Kunststoff hergestellt. Sie hat eine Ausnehmung 46, die in ihrer Mitte ausgebildet ist, zum Aufnehmen des Gewindeendes 43 und des Schafts 41 des Bolzens 25.
Nun bezüglich 3, das kuppelförmige Durchgangselement 27 ist aus einem federelastischem Material hergestellt, welches Gummi oder mittelfestes Polyurethan ist. Es hat ein vergrößertes äußeres Ende 50. Eine ringförmige Nut 51 zum Aufnehmen der Scheibe 26 ist in dem Ende 50 ausgebildet. Das Durchgangselement 27 hat ein etwa semisphärisches inneres Ende 52, welches, wie hiernach beschrieben wird, mit einer Seite des Stabilisatorstabkröpfarmes 15 in Eingriff ist, wenn das System 10 montiert ist. Eine zylindrische Bohrung 53 ist durch das Durchgangselement hindurch ausgebildet zum Aufnehmen des Bolzens 25. Die Bohrung 53 enthält verschiedene nach innen vorstehende Nasen (nicht gezeigt), die konstruiert sind, um einen leichten Eingriff-Sitz mit dem Schaft 41 vorzusehen.
Nun bezüglich 4 bis 6, der Beabstander 30 ist aus Urethan-Elastomer TEXIN 245 ausgebildet in der veranschaulichten Ausführungsform. Er ist in einem länglichen, tonnenförmigen Körper 60 ausgebildet, um gegenüberliegende kuppelförmige Enden 61 und 62 und einen Mittelabschnitt 63 zu haben.
Wie am besten in 4 und 5 gezeigt ist, hat der Beabstandungskörper 60 eine Serie von acht sich längs erstreckenden Kanälen 65, die an seiner äußeren Oberfläche ausgebildet sind und acht Rippen 66 zwischen ihnen lassen. Die Rippen 66 dienen zum weiteren axialen Versteifen des Beabstanders, während die Kanäle 65, welche sie definieren, die Menge an Kunststoff reduzieren, die benötigt wird, um den Beabstander auszubilden, und somit reduzieren sie seine Kosten und Gewicht.
Eine generell zylindrische Bohrung 68 ist längs durch den Körper 60 ausgebildet. Der Durchmesser des Zylinders 68 ist etwas größer als der des Stabes 41 in dem Bolzen 25. Drei kurze, sich erhebende Oberflächen 69 sind in der Mitte der Bohrung 68 ausgebildet, wie in 5 und 6 gezeigt.
Das Durchgangselement 31 ist eine Spiegelbildversion des Durchgangselementes 27. In anderen Worten, es ist identisch zu der Konstruktion des Durchgangselementes 27, liegt jedoch in der gegensätzlichen Richtung in der Anordnung 20. Die Scheibe 32 ist identisch zu der Scheibe 26. Sie wird in eine identische ringförmige Nut in dem Durchgangselement 31 vormontiert.
Die Hex-Mutter 33 ist eine konventionelle Mutter mit einem axial vorstehenden inneren Flansch 71. Das hex-förmige Ende 72 der Mutter 33 ist außerhalb des Flansches 71. Der Flansch 71 ist in die Scheibe 32 eingesetzt und aufgesetzt, um die beiden zusammen zu halten.
Das System 20 wird montiert durch erstens Schrauben des Bolzenschaftes 41 durch eine Scheiben 26- und Durchgangselement 27- Unteranordnung. Diese erste Unterordnung ist in 7 gezeigt. Der Schaft 41 wird dann durch eine Ausnehmung in dem Stabilisatorstabkröpfarm 15 passiert.
Als nächstes wird der Beabstander 30 über den Schaft 41 geschoben. Der Schaft wird dann durch eine Ausnehmung in den Aufhängungsarm 16 passiert. Dann wird die andere Durchgangselement 31-, Scheiben 32- und Mutter 33- Unteranordnung montiert durch Schrauben der Mutter 33 auf den Schaft 41.
Die Hex-Mutter 33 wird auf den Gewindeabschnitt 43 des Bolzens 25 gedreht bis die Komponenten der Anordnung 20 und die Arme 15, 16 satt aber nicht fest miteinander in Eingriff sind. Die Mutter 33 wird an dem Ende des Gewindeabschnittes 43 gestoppt. Die Durchgangselemente 27 und 31 halten die Arme 15 und 16 federelastisch gegen den Beabstander 20. Die Arme 15 und 16 sind dann frei, sich winklig relativ zu dem Bolzen 25 in Winkeln von ungefähr 30° zu bewegen.
Der Bereich der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert, während die gezeigte Ausführungsform nur eine bevorzugte Ausführungsform ist.

Claims

Verbindungsanordnung 20 zum Verbinden eines Stabilisatorstabkröpfarmes (15) und eines Aufhängungsarmes (16) in einem Fahrzeugaufhängungssystem (10), aufweisend: a) einen Schaft (41); b) einen Beabstander (30), der einen länglichen, generell tonnenförmigen Körper (60) hat, der in einem Stück aus einem elastomerischen Material ausgebildet ist, eine Passage (68), die sich axial dadurch erstreckt und gegenüberliegende kuppelförmige äußere Enden (61, 62); c) wobei sich der genannte Schaft (41) durch die genannte Passage (68) erstreckt und gegenüberliegende Enden (43) hat, welche sich über die genannte Passage hinaus erstrecken; d) ein erstes Durchgangselement (27), das eine Passage (53) dadurch hat, und ein zweites Durchgangselement (31), das eine Passage (53) dadurch hat; e) wobei jedes der genannten ersten und zweiten Durchgangselemente (27, 31) ein kuppelförmiges inneres Ende (52) hat; f) wobei sich eines der genannten gegenüberliegenden Enden des genannten Schaftes (41) durch die Passage (53) in dem genannten ersten Durchgangselement (27) erstreckt, und sich das andere der genannten gegenüberliegenden Enden (43) des Schaftes (41) durch die Passage (53) in dem genannten zweiten Durchgangselement (31) erstreckt; g) wobei die genannten kuppelförmigen inneren Enden (52) der genannten Durchgangselemente (27, 31) direkt korrespondierenden kuppelförmigen äußeren Enden (61, 63) des genannten Beabstanders (30) gegenüberliegen, so dass jedes in Eingriff sein kann mit einem korrespondierenden Arm (15, 16); und h) ein Element (42, 43) an jedem der genannten gegenüberliegenden Enden (43) des genannten Schafts (41) zum Halten der genannten Durchgangselemente (27, 31) und des Beabstanders (30) auf dem genannten Schaft 41.
Verbindungsanordnung (20) nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass a) der genannte Beabstandungskörper (30) aus Polyurethan-Kunststoff ausgebildet ist und axial steif ist verglichen mit den genannten Durchgangselementen (27, 31).
Verbindungsanordnung (20) nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass: a) der genannte Beabstandungskörper (30) einen Außenseitendurchmesser hat, der substanziell größer ist als der Außenseitendurchmesser der genannten Durchgangselemente (27, 31).
Verbindungsanordnung (20) nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet dass: a) der genannte Beabstandungskörper (30) eine Mehrzahl von sich längs erstreckenden Vertiefungen (65) hat, die an seiner äußeren Oberfläche ausgebildet sind, um radial vorstehende, sich längs erstreckende Rippen (66) zwischen ihnen zu definieren.
Verbindungsanordnung (20) nach Anspruch 4, ferner dadurch gekennzeichnet, dass: a) der genannte Beabstandungskörper (30) aus dem Urethan-Elastomer TEXIN 245 ausgebildet ist.
Verbindungsanordnung (20) nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch und aufweisend: a) erste und zweite Scheiben (26, 32), die in Aufnahmenuten (51) sitzen in korrespondierenden ersten und zweiten Durchgangselementen (27, 31); b) einen Kopf (42) an einem Ende des genannten Schafts (41), gegen welchen die genannte erste Scheibe (26) sitzt; und c) eine Gewindemutter (33) an dem anderen Ende des genannten Schafts (41) zum in Eingriff sein mit der genannten zweiten Scheibe (32).
Ein Fahrzeugaufhängungssystem (10), das eine Verbindungsanordnung (20) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.