DE7818309U1

DE7818309U1 - Stützlager für eine unabhängige Vorderradaufhängung von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE7818309U1
Application number: DE7818309U
Authority: DE
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1978-06-19
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1978-10-19
Also published as: CA1104596A; US4260177A

Description

Die Neuerung bezieht sich auf ein Stützlager für eine unabhängige Vorderradaufhängung von Kraftfahrzeugen, mit einem tragenden Federbein, bestehend aus einem Teleskopstoßdämpfer und einer diesen umgebenden, als Radfeder dienenden Schraubenfeder, wobei die Kolbenstange des Teleskopstoßdämpfers sei es allein oder zusammen mit dem oberen Radfederteller durch ein ringförmiges Gummielement am Fahrzeugaufbau elastisch abgestützt ist.

Aufgrund der um die Lenkachse erfolgenden Lenkbewegungen der Räder, ist bei Federbein-Stützlagern, bei denen der obere Federteller der Radfeder mit der Stoßdämpfer-Kolbenstange verbunden ist, dafür Sorge zu tragen, daß eine Verdrehmöglichkeit zwischen der Kolbenstange einerseits und dem Aufbau andererseits vorgesehen ist (gekoppelte Ausführung). Andererseits ist es auch bekannt, den Stoßdämpfer und die Radfeder unabhängig voneinander am Aufbau abzustützen (entkoppelte Ausführung). In diesem Fall sind für beide Teile separate Verdrehmöglichkeiten vorzusehen. Beim Stoßdämpfer könnte dabei der beim Lenkeinschlag der Räder auftretende Verdrehwinkel zwischen Stoßdämpfergehäuse und Kolbenstange bzw. Aufbau zwischen Kolben und Kolbenstange einerseits und dem Stoßdämpferzylinder andererseits ausgeglichen werden. Zwecks Reibungsverminderung dürfte es jedoch vorteilhaft sein, zwischen Kolbenstange und Aufbau ein Lagerelement einzubauen.

Selbstverständlich sollte darüber hinaus der Verdrehwiderstand

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im Interesse eines geringen zusätzlichen Lenkcufwandes möglichst klein sein. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Gleitscheiben oder - was im vorgenannten Sinne noch günstiger ist Wälzlager zwischen Stoßdämpfer und Radfeder einerseits und Fahrzeugaufbau andererseits einzubauen.

Darüber hinaus verlangt die Kinematik der Federbeinführung des Bades, insbesondere wenn Stoßdämpferachse und Lenkachse voneinander abweichen, eine kardanische Beweglichkeit des Stützlagers zwischen Federbein und Fahrzeugaufbau (Winkelbeweglichkeit des Stoßdämpfers zur Ebene des Stützlagers). Vornehmlich mit diesem Problem befaßt sich die vorliegende Neuerung.

Bei Federbein-Vorderachsen stimmen räumliche Lenkachse (abhängig von Spreizung und Nachlauf) und Dämpferachse bzw. Dämpferwirklinie oftmals nicht überein. Dadurch tritt beim Radeinechlag in den bisher üblichen Stützlagern eine sogenannte kar danische Verzwängung auf. Die Folge davon ist eine zusätzliche radiale Vorspannung des Dämpfungs-Gummielements im Stützlager, die zu der durch die RadaufStandskraft bereits ohnehin bewirkten Vorspannung des Gummi elements noch hinzukommt. Die kardanische Verzwängung beeinflußt den Lenkkraftaufwand negativ und die zusätzliche radiale Vorspannung verschlechtert das Ansprechen des Dämpfungs-Gummielements (und damit den Abrollkomfort). Je größer der Winkel zwischen räumlicher Lenkachse und Dämpferachse ist, umso stärker ist

die kardanische Verzwängung im Stützlager beim Radeinschlag. Zusätzlich zu der durch den Radeinschlag verursachten kardanischen Verzwängung wird diese durch die Uberneigung der Karosserie (Spreizungs- und Nachlaufänderung) bei Kurvenfahrt mit größeren Querbeschleunigungen noch verstärkt.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, ein Stützlager der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, daß eine Ver besserung der kardanischen Nachgiebigkeit (und damit weitgehende Verzwängungsfreiheit) beim Radeinschlag erreicht wird; d.h. der Stoßdämpfer, insbesondere die Kolbenstange des Stoßdämpfers soll aufgrund des Radeinschlages mit keinen zusätzlichen Biegekräften belastet werden.

Demgemäß besteht die Neuerung darin, daß das Gummielement an mindestens einer seiner beiden Stirnflächen axial oder im wesentlichen axial gerichtete Einbuchtungen aufweist, die im Schnitt etwa schlitzförmig ausgebildet sind. Die neuerungsgemäßen schlitzförmigen Einbuchtungen, die zweckmäßig im Innern des Gummielements erweitert ausgebildet sind, können in weiterer Ausgestaltung der Neuerung umlaufend, unterbrochen oder auch als einzelne Ausnehmungen oder Sicken ausgebildet sein, die in Umfangsrichtung hintereinander, vorzugsweise in gleichmäßigem Abstand voneinander, angeordnet sind.

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Durch die neuerungsgemäßen schlitzförmigen Einbuchtungen wird die geforderte kardanische Nachgiebigkeit des Stützlagers gegenüber dem Fahrzeugaufbau bei Lenkbewegungen des Fahrzeuges in hohem Maße erreicht. Größe und Form der schlitzförmigen Einbuchtungen in dem Gummielement sind dabei im Einzelnen von der konstruktiven Auslegung des Stützlagers, der Vorderachslast des Fahrzeuges sowie von entsprechenden Abstimmungeversuchen abhängig.

Zusätzlich zu der erwähnten Dimensionierung und Formgebung der schlitzförmigen Einbuchtungen können diese in weiterer Ausgestaltung der Neuerung aus^ Gründen der Dauerhaltbarkeit noch mit einer Textil- oder Drahtgewebeeinlage innerhalb des Gummielements ummantelt sein.

Die Neuerung ist nun anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung veranschaulicht und in der nachstehenden Beschreibung dieser Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematisch dargestellte Gesamtanordnung einer Federbein-Radaufhängung mit Stützlager nach der Neuerung, '

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine Ausfuhrungsform eines Stützlagers (gekoppelte Ausführung), in gegenüber Fig. 1 vergrößerter Darstellung,

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Fig. 3 eine andere Ausführungsforra eines Stützlagers. nach der Neuerung (entkoppelte Ausführung) in Darstellung entsprechend Fig. 2,

Fig. 4 einen Ausschnitt eines Stützlagers ähnlich Fig. 3 jedoch mit einem Drehlager am oberen Radfederteller,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines entkoppelten Stützlagers, in Darstellung entsprechend Fig. 2 Ms 4,

Fig. 6 eine weitere Ausfuhrungsform eines gekoppelten Stützlagers, in entsprechender Darstellung, und

Fig. 7 eine weitere Möglichkeit der Gestaltung eines gekoppelten Stützlagers, ebenfalls im ~ Vertikalschnitt, entsprechend den vorgenannten Figuren.

In Fig. 1 ist der mit dem Wagenkasten fest verbundene Radeinbau mit 10 bezeichnet. Ein auf einem Achsschenkel 13 gelagertes lenkbares Laufrad 12 ist am Wagenkasten durch einen Lenker 14 und einen mit dem Radträger fest verbundenen Stoßdämpfers 16 mit innen verschiebbarer Stoßdämpfer-Kolbenstange

15 geführt

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Fest mit dem Gehäuse des Teleskop-Stoßdämpfers 16 verbunden ist ein unterer Federteller 17, auf dem sich das eine Ende einer die zugeordnete Radfeder bildenden Schraubenfeder 18 abstützt. Der untere Federteller 17 wird somit von dem Gehäuse des Teleskop-Stoßdämpfers 16 getragen. Ein oberer Radfederteller 19 bildet die obere Abstützung der Radfeder 18.

Ein mit der Kolbenstange 15 bzw. dem oberen Federteller 25 verbundener Anschlagpuffer ist mit 62 bezeichnet. Zum Schutz der Kolbenstange gegen Verschmutzung ist ein Faltenbalg 63 aus Gummi vorgesehen.

Das elastische Stützlager, mittels dessen sich das aus Teleskop-Stoßdämpfer 16 und Schraubenfeder 18 bestehende Federbein am Fahrzeugaufbau abstützt, ist insgesamt mit 11 bezeichnet. Der Aufbau dieses elastischen Stütislagers 11 ist wesentlicher Gegenstand der vorliegenden Neuerung» Vers chi e_dene Gestaltungsmöglichkeiten des Stützlagers 11 zeigen die Figuren 2 bis 7.

Bei den Ausführungsformen des Stützlagers 11a bzw. 11b nach Fig. 2 und 3 weist die Kolbenstange 15 einen oberen verjüngten Lagerzapfen 20 auf, auf den ein Radialkugellager 21 aufgesetzt und mittels Scheiben 22 und 24 und Schraubenmutter 23 fixiert ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig* 2 bildet das Radialkugel-

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lager 21 zusammen mit der Unterlegscheibe 24 zugleich das obere Widerlager des mit 25 bezifferten oberen Radfedertellers. Unten stützt sich der obere Radfederteller 25 an einem Absatz 26 der Kolbenstange 15 ab.

Das Radialkugellager 21 stützt sich mit seinem Außenring an dem Innenring 27i des metallischen Stützlagergehäuses ab. Der Außenring 27a des Stützlagergehäuses ist mittels Schrauben 28 an dem in Fig. 2 nicht gezeigten Fahrzeugaufbau befestigt. Durch das Radialkugellager 21 wird somit eine leichte Drehbarkeit der Teleskop-Stoßdämpfer-Kolbenstange 15 gegenüber dem Stützlagergehäuse 27 und damit auch gegenüber dem Fahrzeugaufbau ermöglicht, wodurch die aufzuwendenden Kräfte beim Lenkvorgang wesentlich herabgesetzt werden.

Wie des weiteren aus Fig. 2 ersichtlich ist, umschließt das ringförmig ausgebildete Stützlagergehäuse 27i, 27a ein entsprechend ringförmiges Gummielement 29. Das Gummielement 29 dient in bekannter Weise zur Dämpfung der über die Teleskop-Stoßdämpferstange 15. auf den Radaufbau ausgeübten Radkräfte. Das Gummielement 29 ist hierbei in das Stützlagergehäuse 27i, 27a einvulkanisiert und als sogenannter Dämpfungsschubgummi ausgebildet. Es hat nicht nur die Aufgabe einer gedämpften Einleitung der Federbeinkräfte in den Fahrzeugaufbau. Vielmehr soll es auch zu einer möglichst großen kardanischen Nachgiebigkeit des Federbeins gegenüber dem Fahrzeugaufbau während des

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Lenkungsvorganges sorgen, wodurch die für die Lenkung aufzubringenden Kräfte erheblich herabgesetzt werden und außerdem der Stoßdämpfer, insbesondere dessen Kolbenstange nicht so stark auf Biegung beansprucht wird. Die angestrebte kardanische Nachgiebigkeit des Stützlagers 11a wird im wesentlichen dadurch bewirkt, daß das Gummielement 29 eine tiefe schlitzartige Einbuchtung 30 aufweist, die von unten her in das Gummielement 29 hineinragt. Es kann sich hierbei entweder um eine ringförmig umlaufende geschlossene Einbuchtung handeln oder um mehrere einzelne Einbuchtungen, die in Umfangsrichtung des Gummi elements 29, in gleichen Abständen hintereinander angeordnet sind.

Bei der Ausführungsform des Stützlagers 11a nach Fig. 2 handelt es sich um ein sogenanntes gekoppeltes Stützlager, d.h. die Dämpferkräfte und die Radfederkräfte werden gemeinsam (über das Gummielement 29 und das Stützlagergehause 27i, 27a) in den Fahrzeugaufbau eingeleitet.

Strichpunktiert ist eine andere Gestaltung für den oberen Federteller gezeigt, durch die an Federlänge gewonnen wird.

Fig. 3 zeigt dagegen eine sogenannte entkoppelte Ausführung eines Stützlagers lib. Hierbei bildet der mit 31 bezeichnete obere Radfederteller zusammen mit dem Stützlagergehause 32i und 32a ein gemeinsames Bauteil. Stützlagergehause 32i, 32a und oberer Radfederteller 31 sind durch Schrauben 33 gemeinsam mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Bei dieser Ausführung werden

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somit die Dämpferkräfte und die Radfederkräfte getrennt in den Fahrzeugaufbau eingeleitet.

Das bei der Äusführungsform nach Fig. 3 mit 34 bezeichnete Gummielement ist ebenfalls in das Stützlagergehäuse 32i und 32a vulkanisiert und ähnlich gestaltet wie bei der Äusführungsform nach Fig. 2; es weist jedoch im Unterschied zu der letzteren beidseitig schlitzartige Einbuchtungen 35, 36 auf, die innen stark aufgeweitet sind. Ein weiterer Unterschied gegenüber der Äusführungsform nach Fig. 2 besteht darin, daß die Einbuchtungen 35, 36 innerhalb des Gummielementes 34 von Einlagen 37 aus Draht- oder Textilgewebe ummantelt sind. Hierdurch ergibt sich eine bessere Haltbarkeit des Gummielementes 34.

Bei der entkoppelten Ausfuhrung des Stützlagers 11b nach Fig. 3 muß eine Möglichkeit für eine Drehbarkeit der Feder gegenüber dem Teleskop-Stoßdämpfer 16 geschaffen werden. Dies kann, wie Fig. 3 zeigt, durch ein Axialkugellager 38 bewirkt werden, mittels dessen sich der untere Radfederteller 39 am Stoßdämpfer 16 abstützt. Eine Alternative hierzu zeigt Fig. 4. Hierbei kann der untere Radfederteller - etwa wie in Fig. 1 gezeigt - fest mit dem Stoßdämpfergehäuse verbunden sein. Für die erforderliche Drehbarkeit der Feder gegenüber dem Stoßdämpfer sorgt dafür ein Axialrollenlager 40, welches zwischen das Stützlagergehäuse 41a und den hier mit 42

bezifferten oberen Radfederteller.zwischengeschaltet ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 handelt es sich wiederum um ein sogenanntes entkoppeltes Stützlager, welches hier mit lic bezeichnet ist und was bedeutet, daß die vom Teleskop-Stoßdämpfer bzw. dessen Kolbenstange 15 auf das Stützlager lic einerseits und die von der Radfeder 18 ausgeübten Radfederkräfte andererseits getrennt über das Stützlagergehäuse 44 und Befestigungsschrauben 45 in den (nicht gezeigten) Fahrzeugaufbau eingeleitet werden. Das innerhalb des Stützlagergehäuses 44 angeordnete Gummielement 46 ist hier ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ausgebildet, wobei es beidseitig einmündende Einbuchtungen 47, 48 aufweist. Das Gummielement 46 ist als sogenannter Knöpfpuffer ausgebildet und üamit nicht in das Gehäuse einvulkanisiert. Es wird in Axialrichtung beidseitig durch scheibenartige Gehäuseteile 49, 50 begrenzt.

Eine Besonderheit der Ausführungsform nach Fig. 5 ist darin zu sehen, daß der mit 51 bezifferte obere Radfederteller unter einem Winkel von etwa 45° zur Horizontalen mittels Gummi-Zwischenteil 52 an das Stützlagergehäuse 44 anvulkanisiert ist. Durch die bikonkave Formgebung des Gummi-Zwischenteils 52 wird eine kardanische Nachgiebigkeit des oberen Radfedertellers 51 gegenüber dem Stützlagergehäuse 44 erzielt, während die kardanische Nachgiebigkeit der Teleskop-Stoßdämpfer-Kolbenstange 15 durch das beidseitig mit Einbuchtungen 47,

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versehene Gummielement 46 erzielt wird.

Die erforderliche Drehbarkeit der Radfeder 18 gegenüber dem (nicht gezeigten) Stoßdämpfer-Gehäuse kann durch ein am unteren Radfederteiler angeordnetes Axialkugellager entsprechend Fig. 3 bewirkt werden.

Fig. 6 zeigt eine sogenannte gekoppelte Ausführung eines Stützlagers lld, wobei der hier mit 53 bezifferte obere Radfederteller über ein Radialkugellager 54 an der Kolbenstange 15 des Teleskop-Stoßdämpfers drehbar abgestützt ist. Ein von einem Stützlagergehäuse 55i und 55a umschlossenes Gummielement 56 ist entsprechend der Ausführungsform des Gummielements 46 nach Fig. 5 ausgebildet, jedoch mit Textil- bzw. Drahtgewebeummantelung 3? der Schlitze 36, 35. Die Einleitung der Dämpferkräfte in den Fahrzeugaufbau erfolgt wiederum über Schrauben 45.

Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 7 stützt sich der hier mit 57 bezeichnete obere Radfederteller unmittelbar über ein Radialkugellager 68 an der Kolbenstange .15 des Teleskop-Stoßdämpfers ab, so daß es sich hier ebenfalls um eine sogenannte gekoppelte Ausführung eines Stützlagers lie handelt. Das ein einseitig mit Einbuchtungen 58 versehenes Gummielement 59 umschließende Stützlagergehäuse 60a und 6Oi ist an seinem Außenmantel (30a wiederum durch Schrauben 45 mit dem

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(nicht gezeigten) Fahrzeugaufbau verbunden. Das Dämpfungs-Gummielement 59 ist aufgrund seiner in das Stützlagergehäuse 60 einvulkanisierten Ausbildung und Lage überwiegend auf Zug und Druck beansprucht. Eine Überdehnung in Zugrichtung des Dämpfers wird hierbei durch einen am Stützlagergehäuse 60 oben befestigten Anschlag 61 aus Kunststoff verhindert. Es ist auch möglich, das Gumrnielement 59 als einen losen Gummiformring auszuführen.

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Claims

15. Juni 1978 Eb/sch - 6091 Anmelderin: ADAM OPEL AKTIENGESELLSCHAFT, RÜSSELSHEIM (HESSEN) Stützlager für eine unabhängige Vorderradaufhängung von Kraftfahrzeugen S chut zansprüche

1. Stützlager für eine unabhängige Vorderradaufhängung von Kraftfahrzeugen, mit einem tragenden Federbein, bestehend aus einem Teleskopstoßdämpfer und eimer diesen umgebenden, als Radfeder diem^den Schraubenfeder, wobei die Kolbenstange des Teleskopstoßdämpfers sei es allein oder zusammen mit dem oberen Radfederteller durch ein ringförmiges Gummielement am Fahrzeugaufbau elastisch abgestützt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gummielement (29, 34, 46, 56, 59) an mindestens einer seiner beiden Stirnflächen axial oder im wesentlichen axial gerichtete Einbuchtungen (30, 35, 36, 47, 48, 58) aufweist, die im Schnitt etwa schlitzförmig ausgebildet sind.

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2. Stützlager mach Anspruch i,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (30, 35, 36, 47, 48, 58) im Inneren des Gummielements erweitert ausgebildet sind.

3. Stützlager nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (30, 35, 36, 47, 48, 58) als zusammenhängender umlaufender Ringschlitz ausgebildet sind.

4. Stützlager nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (30, 35, 36, 47, 48, 58) als einzelne, in Umfangsrichtung hintereinander, vorzugsweise in gleichmäßigem Abstand voneinander, angeordnete Ausnehmungen ausgebildet sind.

5. Stützlager, nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtung, bzw. Einbuchtungen (30, 35, 36, 47, 48, 58) von unten her in das Gummielement (29, 34, 46, 56, 59) hineinragen.

6. Stützlager nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß in das Gummielement (34, 46, 56) von unten und von oben her Einbuchtungen (35, 36, 47, 48) / hineinragen (Fig. 3, 5 und 6).

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7. Stützlager nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (35, 36) innerhalb des Gummielements (56 bzw. 34) mit zusätzlichem Textil- oder Drahtgewebe (37) ummantelt sind (Fig. 3 und 6).

8. Stützlager nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, mit an dem Stützlagergehäuse angreifendem oberen Radfederteller,

dadurch gekennzeichnet, daß der innere, nach oben abgebogene Teil des oberen Radfedertellers (31) gleichzeitig den Außenteil (32a) des das Gummielement (34) umschließenden Stützlagergehäuses bildet (Fig. 3).

9. Stützlager nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innenteil (27i, 32i) des Stützlagergehäuses und der Stoßdämpfer-Kolbenstange (15) ein Wälzlager (21) angeordnet ist (Fig. 2 und 3)

10. Stützlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, mit an dem Stützlagergehäuse angreifendem oberen Radfederteller,

dadurch gekennzeichnet, daß der obere Radfederteller (51) an dem ein Gummielement (46) mit beidseitigen Einbuchtungen (47, 48) einschließenden Stützlagergehäuse (44), vorzugsweise unter einem Winkel von etwa 45 , anvulkanisiert ist (Fig. 5)ο

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11. Stützlager nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß das den oberen Radfederteller (51) mit dem Stützlagergehäuse (44) verbindende Gummiteil (52) bikonkav ausgebildet ist.

12. Stützlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, mit an dem Stützlagergehäuse angreifendem oberen Radfederteller,

dadurch gekennzeichnet, daß der obere Radfederteller (42) sich über ein Axialwälzlager (40) an dem das Gummielement (34) umschließenden Stützlagergehäuse (41a) abstützt (Fig. 4).

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