DE69001024T2 - Obere aufhaengungsstuetzvorrichtung zwischen einer feder-daempfer-einheit und dem rahmen eines kraftfahrzeuges. - Google Patents

Obere aufhaengungsstuetzvorrichtung zwischen einer feder-daempfer-einheit und dem rahmen eines kraftfahrzeuges.

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DE69001024T2 DE1990601024 DE69001024T DE69001024T2 DE 69001024 T2 DE69001024 T2 DE 69001024T2 DE 1990601024 DE1990601024 DE 1990601024 DE 69001024 T DE69001024 T DE 69001024T DE 69001024 T2 DE69001024 T2 DE 69001024T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft die obere Aufhängungsstützvorrichtung zwischen einer Feder-Dämpfer-Einheit und dem Rahmen eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für den lenkbaren Radsatz mit Mac Pherson-Aufhängung bestehend aus folgenden Teilen:
  • - einer inneren beweglichen Armatur mit einer seitlichen Umdrehungsoberfläche, die einerseits mit einer Abstützung und einem Befestigungsmittel für das obere Ende des Dämpfers und andererseits mit einem ersten oberen Anschlagrand und einem ersten unteren Anschlagrand zur Begrenzung ihrer senkrechten Schwingungen versehen ist,
  • - einer äußeren Armatur, die an den Rahmen des Fahrzeuges anbringbar ist und deren untere Oberfläche mit einem Stützfutter für die Aufhängungsfeder versehen ist, wobei die Armatur ferner eine seitliche Oberfläche hat, die die Oberfläche der inneren Armatur umgibt und an ihrem oberen und unteren Ende in zweite Anschlagränder übergeht, die den ersten oberen und unteren Anschlagrändern der inneren Armatur gegenüberliegen und
  • - einer Beschichtung aus elastischem Material, die hauptsächlich an der inneren Oberfläche der äußeren Armatur zwischen dieser und der äußeren Oberfläche der inneren Armatur angebracht ist, von der sie in einem geringen Abstand verläuft, wobei die Beschichtung folgende Merkmale aufweist:
  • - einen Randabschnitt mit relativ geringer Stärke, der eine nachgiebige Halterung bildet, die die beiden Armaturen verbindet,
  • - einen Hauptabschnitt, der zwischen der seitlichen Oberfläche der inneren Armatur und der seitlichen Oberfläche der äußeren Armatur liegt und
  • - einen oberen Anschlagansatz und einen unteren Stauchanschlag, die zwischen den ersten und den zweiten oberen Anschlagrändern bzw. den ersten und den zweiten unteren Anschlagrändern der Armaturen eingesetzt sind,
  • -und einer aus zwei Schalen mit Anschlagrändern bestehenden inneren Armatur, wobei sich die Böden der Schalen gegenüberliegen und miteinander durch die Befestigungsmittel für das obere Ende des Dämpfers verbunden sind.
  • Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-A-4 260 177 bekannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Vorrichtungen dieser Art zu verbessern und so auszubilden, daß sie die folgenden Merkmale aufweisen:
  • -die Vorrichtung muß eine Abstützung für die Aufhängungsfeder bilden, entweder direkt oder durch Zwischenschalten Ihres Kugelgelenkgehäuses;
  • - sie muß eine weiche Befestigung bilden, d. h. mit geringer Steifigkeit für die schwachen Verschiebungen mit mittlerer und hoher Frequenz der Dämpferstange in den beiden Richtungen (Kompression oder Ausdehnung), ebenso wie in radialer Richtung; die Vorrichtung muß darüber hinaus Biegungen der Dämpferstange aufnehmen, die sich durch konische Verschiebungen ihrer Befestigung bemerkbar machen:
  • - die Vorrichtung muß im Gegensatz dazu Anschläge zur Begrenzung der Verschiebungen der Stange in Richtung einer Kompression und einer Ausdehnung aufweisen bei Schlägen der Aufhängung mit niedriger Frequenz (Schlaglöcher usw.), die starke Verschiebungen hervorrufen können; die Steifigkeit der Vorrichtung muß daher sehr groß werden, wenn die Verschiebungen der Stange einen hohen, vorbestimmten Wert erreichen.
  • Insbesondere ist es wünschenswert, die Vorrichtung so auszubilden, daß bei radialen Verschiebungen oberhalb einer bestimmten Amplitude die Steifigkeit der Vorrichtung schwach oder mäßig in einer Richtung (die die Längsrichtung des Fahrzeuges sein wird) ist, um eine gute Dämpfung, insbesondere der Lagergeräusche zu erhalten, während in der senkrecht hierzu verlaufenden Richtung (die die Querrichtung des Fahrzeuges sein wird) die Steifigkeit relativ hoch ist, um eine gute Führung der Karosserie, insbesondere in Kurven zu gewährleisten.
  • Um eine einfache Einstellung aller dieser Merkmale zu ermöglichen, müssen die unterschiedlichen Steifigkeiten der Vorrichtung gut voneinander trennbar sein. Die Vorrichtung soll auch wenig kostenaufwendig, einfach herzustellen und leicht an den Fahrzeugen montierbar und demontierbar sein.
  • Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art besteht die Erfindung darin, daß die äußere Armatur die allgemeine Form einer umgekehrten Schale besitzt, deren offener Boden einen Durchgang für die obere Schale der inneren Armatur freiläßt und deren Mantelfläche an den Seiten eingezogene Abschnitte aufweist, die den an den Seiten zwischen den Mantelflächen verfügbaren Raum in bezug auf den Raum verringern, der vorn und hinten zwischen den Oberflächen verfügbar ist. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die konstruktive Ausbildung und die Vorteile werden anhand der Zeichnung, auf der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 auf der linken Hälfte einen axialen Halbschnitt durch die an einem Fahrzeug befestigte Vorrichtung gemäß einer Längsebene des Fahrzeuges und auf der rechten Hälfte einen axialen Halbschnitt längs einer Querebene des Fahrzeuges, wobei die rechte Hälfte gleichzeitig eine abgeänderte Ausführungsform der Befestigungsmittel der äußeren Armatur an dem Fahrzeug zeigt, und
  • Fig. 2 die Teilansicht eines Schnittes gemäß der Linie II-II der Fig. 1.
  • Auf Fig. 1 ist der Rahmen des Fahrzeuges schematisch durch das Blech (1) wiedergegeben.
  • Die innere Armatur (2) besteht aus einer unteren Schale (2i) und einer oberen Schale (2s), die sich mit ihren Böden gegenüberliegen, wobei durch die Böden eine Gewindestange (3) zur Befestigung an dem Dämpfer geführt ist, dessen oberer Abschnitt schematisch mit (4) bezeichnet ist; das Verspannen der beiden Böden miteinander und die Befestigung des Dämpfers erfolgen durch eine auf die Gewindestange (3) aufgeschraubte Mutter (5), die von der oberen Schale (2s) aufgenommen wird und somit von oben zugänglich ist. Der obere Abschnitt (4) des Dämpfers stützt sich auf diese Weise an dem Boden der unteren Schale (2i) ab.
  • Die obere Schale (2s) besitzt eine zylindrische Seitenwandung, die von einem oberen Anschlagrand (6) begrenzt wird. Die untere Schale (2i) besitzt eine seitlich gewölbte umdrehungsoberfläche (7), die durch einen unteren Anschlagrand (8) begrenzt wird.
  • Die äußere mit (9) bezeichnete Armatur hat die allgemeine Form einer umgekehrten Schale, in deren offenen Boden die obere Halbschale (2s) der inneren Armatur (2) eindringen kann. Die Mantelfläche (10) der Armatur (9) ist gewölbt und umgibt die Mantelfläche (7) der unteren Schale (2i). Bezogen auf das Fahrzeug vorn und hinten ist die Mantelfläche (10), wie die linke Hälfte der Fig. 1 zeigt, eine (annähernd sphärische) Umdrehungsoberfläche, während, wie sich aus der rechten Hälfte dieser Figur ergibt, die Oberfläche an den Seiten eingezogene Abschnitte (11) aufweist, die den zwischen den Mantelflächen (7, 10) verfügbaren Raum verringern.
  • Die linke und die rechte Hälfte der Fig. 1 zeigen auch zwei verschiedene Ausführungsformen der Befestigungsmittel der äußeren Armatur (9) und damit der gesamten Vorrichtung an dem Rahmen (1) des Fahrzeuges.
  • Die linke Hälfte der Figur zeigt eine Anordnung, bei der die äußere Armatur (9) mit einem unteren Anschlagrand (12) versehen ist, der teilweise dem unteren Anschlagrand (8) der inneren Armatur (2) gegenüberliegt, und über eine Öffnung (13) in dem Blech (1) unter dieses greift. Der Rand (12) kann auch an dem Blech (1) mittels einer Schraube (14) und einer Mutter befestigt werden.
  • Der Kopf der Schraube ist in ein Futter (15) aus elastomerem Material eingebettet, das unter dem Rand (12) und im Bereich einer unteren Ausnehmung befestigt ist, an der sich die Aufhängungsfeder unter Zwischenlegen einer metallischen Einlage (16) abstützen kann.
  • Wie man sieht, kann bei dieser Ausführungsform im Falle der Notwenigkeit einer Auswechslung der Feder-Dämpfer-Einheit die Vorrichtung nur von der Unterseite des Fahrzeuges aus demontiert werden.
  • Bei der auf der rechten Hälfte der Figur dargestellten Ausführungsform wurden die gleichen Bezugszeichen benutzt wie auf der linken Hälfte der Figur mit einem "Strich" als Index, um analoge Teile zu bezeichnen.
  • Man sieht, daß der Rand (12') weniger breit ist, als der Rand (12) und einen kleineren Druchmesser hat als die Durchgangsöffnung (13') des Bleches (1'). Der Rand (12') kann jedoch dadurch an dem Blech (1') gehalten werden, daß er mittels einer Schraube (14') und einer Mutter zwischen zwei Metallteilen eingespannt wird, die die Öffnung (13') nach innen zu begrenzen, nämlich einem Teil (17), an dem das Futter (15') aus elastomerem Material angebracht ist und einem äußeren Klemmteil oder einer Abdeckung (18).
  • Auf diese Weise ist es möglich, nach Abnehmen der an der Gewindeschraube (14') befestigten (nicht dargestellten) Mutter und Entfernen der Mutter (5) die gesamte Einrichtung nach oben abzuheben, um so Zugang zu den inneren Teilen des Dämpfers zu haben, beispielsweise um diese auszuwechseln (Möglichkeit der Verwendung eines Systems mit Kartusche). Selbstverständlich bleibt während dieser Arbeiten das Futter (15') infolge des Druckes, der durch die Aufhängungsfeder auf die Einlage (16) ausgeübt wird, an ihrem Platz.
  • Bei einer Betrachtung der rechten Hälfte der Fig. 1 ist auch festzustellen, daß das Futter (15') in diesem Fall einen Anschlagansatz (19) aufweist. Bei der ersten Montage der Aufhängung wird die Feder zusammengedrückt und übt dabei einen Druck auf die Einlage (16) aus. Infolge des Fehlens der Abdeckung (18) zu diesem Zeitpunkt könnte der Druck mit übermäßiger Kraft auf die nachgiebige gelenkige Halterung (20) aus elastischem Material drücken, die an ihrem oberen Abschnitt die untere Schale (2i) der inneren Armatur (2) mit der äußeren Armatur (9) verbindet. Dieser Nachteil wird durch Anschlagen des Ansatzes (19) unter den Anschlagrand (8) gerade der unteren Schale (2i) vermieden. Im Ruhezustand besteht zwischen den beiden Teilen ein mit (J2) bezeichnetes Spiel.
  • Die bereits erwähnte gelenkige Halterung (20) ist Teil einer dicken Beschichtung aus elastischem Material (beispielsweise einem Elastomer), die global mit (21) bezeichnet und an der äußeren Armatur (9) befestigt ist. Sie stellt die verschiedenen elastischen eingangs aufgezählten Funktionen sicher. Die Beschichtung (21) wird bei der Ausführungsform, die auf der linken Hälfte der Fig. 1 dargestellt ist, aus einem Stück mit dem Futter (15) geformt. Die Verformung erfolgt dagegen selbstverständlich in zwei Teilen (21 und 15') bei der auf der rechten Hälfte der Fig. 1 dargestellen Ausführungsform.
  • An ihrem oberen Abschnitt bedeckt die Beschichtung (21) einen oberen Anschlagrand (22) der äußeren Armatur (9), der dem oberen Anschlagrand (6) der inneren Armatur (2) gegenüberliegt. Auf diese Weise wird zwischen den beiden erwähnten Rändern (6 und 22) ein Ausdehnungsanschlag gebildet, der eine zu große Ausdehnung des Feder-Dämpfersystems beispielsweise nach einem Stoß mit großer Amplitude verhindern wird. Es ist festzustellen, daß das mit (J) bezeichnete Spiel zwischen dem Anschlagansatz (23) und dem oberen Rand (6) selbstverständlich kleiner sein muß als das oben erwähnte Spiel (J2) und daß das Spiel (J2) darüber hinaus groß genug sein muß, um die maximale Stauchung des Anschlages (23) zuzulassen.
  • Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß die Stützoberfläche des Anschlages (23) leicht konisch ist, um entsprechende konische Verschiebungen der beweglichen Teile der Vorrichtung in bezug auf die fest stehenden Teile zu begünstigen.
  • Diese konischen Relativverschiebungen sind möglich wegen der nachgiebigen gelenkigen Halterung (20), von der weiter oben schon die Rede war, die dem Anschlag (23) in Richtung des Inneren der Armatur (9) folgt. Der untere Rand der gelenkigen Halterung ist am Umfang einer Zwischenplatte (24) befestigt, die zwischen den Böden der unteren Schale (2i) und der oberen Schale (2s) der inneren Armatur (2) eingespannt ist. Die in der Ebene gesehene Überlappung (x) zwischen dem oberen Rand (22) und dem Umfang der Platte (24) ist sehr gering und kann selbst Null betragen, um dieser nachgiebigen Halterung die erforderliche Nachgiebigkeit gegenüber kleinen Verschiebungen der Dämpferstange mit mittlerer und hoher Frequenz in Richtung einer Kompression und einer Ausdehnung zu verleihen. Es wurde darüber hinaus festgestellt, daß infolge dieser Halterung (20) die Vorrichtung Biegungen der Dämpferstange absorbieren kann, die sich auf konische Verschiebungen der Halterung übertragen.
  • Was radiale Relativverschiebungen zwischen den beweglichen Teilen und den festen Teilen der Vorrichtung betrifft, werden diese durch den Hauptabschnitt (25) der dicken Beschichtung (21) begrenzt, die von der gelenkigen Halterung (20) durch eine Rinne (26) getrennt ist und die sich zwischen den Mantelflächen (7 und 10) der inneren Armatur (2) bzw. der äußeren Armatur (9) erstreckt. Unter Berücksichtigung von Rippen oder eingezogenen Abschnitten (11), die die Mantelfläche (10) an den Seiten der Vorrichtung aufweist, sieht man, daß, wie gefordert, die Steifigkeit des Anschlages gegenüber radialen Relativverschiebungen in Querrichtung des Fahrzeuges viel größer sein wird als in dessen Längsrichtung.
  • Schließlich wird die Begrenzung der Stauchung des Feder-Dämpfersystems durch den unteren Abschnitt der dicken Beschichtung (21) sichergestellt, die einen Stauchanschlag (27) zwischen dem Rand (12) (oder 12') der äußeren Armatur (9) und dem unteren Anschlagrand (8) der unteren Schale (2i) der inneren Armatur bildet. Das Spiel zwischen der Angriffsfläche des Anschlages (27) und dem Rand (8) ist mit (J1) bezeichnet.
  • Infolge des kurvenartigen Verlaufes der seitlichen Wand oder Mantelflächen (7 und 10) legt das Spiel (J1) ein minimales radiales Spiel (e) vor dem Anschlagen den Abschnitt (25) fest. Dieses Spiel (J1) bleibt im übrigen beträchtlich unterhalb des Abstandes (g), entsprechend einer möglichen beträchtlichen Verschiebung der unteren Schale (2i) in senkrechter Richtung in bezug auf den Abschnitt (25) der Beschichtung (21) vor Annulierung des Spiels (J1) und selbst nach dem Stauchen des Anschlages (27).
  • Aus dem gleichen Grund ist auch darauf hinzuweisen, daß die untere Oberfläche des Anschlages (27) leicht konisch ist.
  • Auf Fig. 2 ist dargestellt, daß an dem Abschnitt (25) der Beschichtung (21) Rippen (28) angebracht werden können, um Schläge bei horizontalen Verschiebungen zu vermeiden.

Claims (7)

1. Obere Aufhängungsstützvorrichtung zwischen einer Feder-Dämpfer-Einheit und dem Rahmen eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für den lenkbaren Radsatz mit Mac Pherson-Aufhängung bestehend aus folgenden Teilen:
- einer inneren beweglichen Armatur (2) mit einer seitlichen Umdrehungsoberfläche (7), die einerseits mit einer Abstützung und einem Befestigungsmittel (3, 5) für das obere Ende (4) des Dämpfers und andererseits mit einem ersten oberen Anschlagrand (6) und einem ersten unteren Anschlagrand (8) zur Begrenzung ihrer senkrechten Schwingungen versehen ist,
- einer äußeren Armatur (9), die an den Rahmen des Fahrzeuges anbringbar ist und deren untere Oberfläche mit einem Stützfutter (15) für die Aufhängungsfeder versehen ist, wobei die Armatur (9) ferner eine seitliche Oberfläche (10) hat, die die Oberfläche der inneren Armatur (2) umgibt und an ihrem oberen und unteren Ende in zweite Anschlagränder (22, 12) übergeht, die den ersten oberen und unteren Anschlagrändern (6, 8) der inneren Armatur gegenüberliegen und
- einer Beschichtung (21) aus elastischem Material, die hauptsächlich an der inneren Oberfläche der äußeren Armatur (9) zwischen dieser und der äußeren Oberfläche der inneren Armatur (2) angebracht ist, von der sie in einem geringen Abstand verläuft, wobei die Beschichtung (21) folgende Merkmale aufweist:
- einen Randabschnitt (20) mit relativ geringer Stärke, der eine nachgiebige Halterung bildet, die die beiden Armaturen verbindet,
- einen Hauptabschnitt (25), der zwischen der seitlichen Oberfläche (7) der inneren Armatur (2) und der seitlichen Oberfläche (10) der äußeren Armatur (9) liegt und
- einen oberen Anschlagansatz (23) und einen unteren Stauchanschlag (27), die zwischen den ersten und den zweiten oberen Anschlagrändern (6, 22) bzw. den ersten und den zweiten unteren Anschlagrändern (8, 12) der Armaturen eingesetzt sind,
- und einer inneren Armatur (2), die aus zwei Schalen (2i, 2s) mit Anschlagrändern (8, 6) besteht, wobei sich die Böden der Schalen gegenüberliegen und miteinander durch die Befestigungsmittel (3, 5) für das obere Ende des Dämpfers verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Armatur (9) die allgemeine Form einer umgekehrten Schale besitzt, deren offener Boden einen Durchgang für die obere Schale (2s) der inneren Armatur (2) freiläßt und deren Mantelfläche (10) an den Seiten eingezogene Abschnitte (11) aufweist, die den an den Seiten zwischen den Mantelflächen (7, 10) verfügbaren Raum in bezug auf den Raum verringern, der vorn und hinten zwischen den Oberflächen verfügbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite untere Anschlagrand (12') der äußeren Armatur (9) in radialer Richtung eine Abmessung aufweist, die kleiner ist als die eines Loches (13') im Rahmen (1') des Fahrzeuges und an dem Rahmen durch eine abnehmbare übergreifende Abdeckung (18) gehalten wird, die nach oben abnehmbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützfutter (15) einen Anschlagansatz (19) aufweist, der von unten dem ersten unteren Anschlagrand (8) der inneren Armatur (2) gegenüberliegt, wobei zwischen den beiden Teilen im Ruhezustand ein Spiel (32) belassen wird.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Randabschnitt (20) mit relativ geringer Stärke an seinem unteren Teil mit dem Umfang einer Zwischenplatte (24) verbunden ist, die zwischen den Böden der oberen und der unteren Schale (2s, 2i) eingespannt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel (J2) zwischen dem Anschlagansatz (19) und dem ersten unteren Anschlagrand (8) der inneren Armatur (2) deutlich oberhalb des Spiels (J) zwischen dem ersten oberen Anschlagrand (6) der Armatur und dem oberen Anschlagansatz (23) der äußeren Armatur (9) liegt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel (J1) zwischen dem ersten unteren Anschlagrand (8) der inneren Armatur (2) und dem unteren Stauchanschlag (27) der Beschichtung (21) deutlich unterhalb des Abstandes (g) liegt, der in senkrechter Richtung gemessen zwischen der Mantelfläche (7) dieser Armatur und dem Hauptabschnitt (25) der Beschichtung besteht.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptabschnitt (25) der Beschichtung (21) Rillen (28) enthält, die Stöße bei entsprechenden horizontalen Verschiebungen zwischen der inneren Armatur (2) und der äußeren Armatur (9) abfangen.
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