DE102011052706A1

DE102011052706A1 - Elastische Lagerung

Info

Publication number: DE102011052706A1
Application number: DE102011052706A
Authority: DE
Inventors: Francesco Germano
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2011-08-15
Filing date: 2011-08-15
Publication date: 2013-02-21

Abstract

Elastische Lagerung (1) für einen Stoßdämpfer (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Stoßdämpfer (2) zumindest ein Dämpferbein (3), welches konzentrisch von einer sich an einem Federteller (4) abstützenden Feder (5) umgeben ist, und ein an einer Umgebungsstruktur des Kraftfahrzeugs befestigbares Anschlagelement (6) mit einem oberen (7) und einem unteren (8) Anlagebereich umfasst, und wobei zwischen dem Federteller (4) und dem Anschlagelement (6) ein elastisches Zwischenelement (12) angeordnet ist, wobei das elastische Zwischenelement (12) einen ersten mit dem unteren Anlagebereich (8) des Anschlagelements (6) in Kontakt stehenden Kontaktbereich (14) und einen zweiten mit dem Federteller (4) in Kontakt stehenden Kontaktbereich (15) aufweist, und wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktbereich (14, 15) ein zumindest in axialer Richtung deformierbarer Zwischenbereich (16) vorgesehen ist, dergestalt, dass sich der Zwischenbereich (16) unter Last zumindest bereichsweise in axialer Längserstreckung seitlich am ersten Kontaktbereich (14) entlang deformiert ohne den oberen Anlagebereich (7) des Anschlagelements (6) zu kontaktieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Lagerung für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1.
In der DE 42 19 151 C2 wird ein Stützlager für eine Fahrzeug-Radaufhängung offenbart. Das Stützlager umfasst u.a. einen Stossdämpfer mit einem Außenrohr und eine teleskopartig relativ zu dem Außenrohr bewegliche Kolbenstange, eine zwischen dem Außenrohr und der Kolbenstange des Stossdämpfers wirkende Schraubenfeder, einen Federteller, an dem sich das obere Ende der Schraubenfeder in der Nähe der Fahrzeugkarosserie abstützen kann, ein erstes Dämpfungsglied, dass das karosserieseitige Bauteil des Stossdämpfers direkt mit dem Federteller verbindet und ein zusätzliches Dämpfungsglied. Das zusätzliche Dämpfungsglied weist in einem oberen Frequenzbereich eine größere Steifheit als ein vorgesehener Feder-Puffer und in einem unteren Frequenzbereich eine kleinere Steifheit als der Stossdämpfer-Puffer auf.
Die DE 689 02 107 T2 offenbart eine obere Gelenkverbindung zwischen einer Feder-Dämpfer-Einheit und dem Rahmen eines Kraftfahrzeugs. Die Gelenkverbindung umfasst u.a. ein Gelenklager, das eine innere mittlere Armatur umgibt und einen Ring mit geringer Steifigkeit enthält, der zwischen einem unteren Abschnitt des Lagers und einer ringförmigen Abstützung befestigt ist.
Die aus dem Stand der Technik bekannten elastischen Lagerungen lassen jedoch im Hinblick auf ihre Ausgestaltung noch Wünsche offen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte elastische Lagerung vorzuschlagen, mit der u.a. die Funktionalität des Stoßdämpfers verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine elastische Lagerung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein elastisches Zwischenelement einen ersten mit einem unteren Anlagebereich eines Anschlagelements in Kontakt stehenden Kontaktbereich und einen zweiten mit einem Federteller in Kontakt stehenden Kontaktbereich aufweist, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktbereich ein zumindest in axialer Richtung deformierbarer Zwischenbereich vorgesehen ist, dergestalt, dass sich der Zwischenbereich unter Last zumindest bereichsweise in axialer Längserstreckung seitlich am ersten Kontaktbereich entlang deformiert ohne den oberen Anlagebereich des Anschlagelements zu kontaktieren. Das Anschlagelement kann mit dem oberen Anlagebereich mittels Schrauben beispielsweise am Dom eines Fahrzeugaufbaus angebunden sein. Der mit der Erfindung hauptsächlich erzielbare Vorteil besteht darin, dass der deformierbare Zwischenbereich des elastischen Zwischenelements so kontrolliert deformiert wird, dass es unter Last zu keinem Anschlag zwischen dem deformierten Zwischenbereich und dem oberen Anlagebereich des Anschlagelements kommt. Beim hier vorgeschlagenen elastischen Zwischenelement wirken somit reine Schubkräfte ohne Druckanteil, wodurch die erfindungsgemäße elastische Lagerung einen Zusatzfederweg am Stoßdämpfer bereitstellt.
Eine Ausführungsform sieht daher vor, dass das elastische Zwischenelement als reines Schubelement ausgebildet sein kann und im Wesentlichen zur Aufnahme von unter Last erzeugten Schubkräften dient.
Beispielsweise kann das elastische Zwischenelement vollständig aus einem elastomeren Material, insbesondere aus Gummi, gefertigt sein. Gummi ist für derartige Federungen aufgrund seiner Materialeigenschaften, die hohe Elastizität und große Festigkeit gleichermaßen bereitstellen, besonders gut geeignet.
Ferner ist denkbar, dass das elastische Zwischenelement als Gummi-Metall-Element ausgebildet sein kann. Beispielsweise können am Zwischenelement metallische Befestigungseinrichtungen oder Anlageflächen anvulkanisiert sein. Beispielsweise lässt sich die Federkennlinie eines Gummi-Metall-Elementes beliebig variieren durch im Wege einer Sandwich- oder Schichtbauweise im Zwischenelement einvulkanisierte metallische Teile oder Platten. Die Federkennlinie des Stoßdämpfers bzw. Federbeins ergibt sich im Wesentlichen durch die Federkennung des elastischen Materials und durch die Kennlinie der Feder im Stoßdämpfer.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das elastische Zwischenelement die Funktion einer Blockfeder übernimmt. Auf das Vorsehen einer zusätzlichen Blockfeder kann somit verzichtet werden.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass sich am elastischen Zwischenelement im Bereich der ersten Kontaktzone eine mit dem Anschlagelement in Kontakt stehende Zwischenlippe erstrecken kann, wobei die Zwischenlippe unter Last zwischen dem Anschlagelement und dem Federteller angeordnet ist. Beispielsweise kann die Zwischenlippe in der Art einer dünnen Gummilippe ausgebildet sein. Die Lippe ist einstückig mit dem elastischen Zwischenelement hergestellt. Bevorzugt, jedoch keinesfalls zwingend, kann die Zwischenlippe bündig mit dem inneren Durchmesser des Anschlagelements abschließen. Die Zwischenlippe kann eine Art Anschlag bilden und für einen definierten Sitz des Zwischenelements am Anschlagelement sorgen.
Beispielsweise kann die Zwischenlippe als Dämpfungselement oder Anschlag zwischen dem Anschlagelement und dem Federteller wirken. Die Zwischenlippe kann beispielsweise aufgrund ihrer Materialeigenschaften zumindest geringfügig gestaucht werden. Gleichzeitig fungiert die Zwischenlippe in axialer Richtung als Anschlag für das belastete Federbein bzw. den Federteller. Durch diesen definierten Begrenzungspunkt kann gewährleistet werden, dass das unter Last stehende Zwischenelement zumindest geringfügig beabstandet zum oberen Anlagebereich des Anschlagelements zur Endlage kommt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Es zeigt:
1 die schematische Darstellung einer elastischen Lagerung(in zwei Zuständen).
1 zeigt eine elastische Lagerung 1 eines Stoßdämpfers 2. Die hier gezeigte Lagerung ist in zwei Zuständen A (Belastungsfrei) und B (unter Belastung) vergleichend nebeneinander dargestellt.
Der Stoßdämpfer 2 umfasst ein Dämpferbein 3, welches konzentrisch von einer sich an einem Federteller 4 abstützenden Feder 5 umgeben ist, und ein an einer Umgebungsstruktur des Kraftfahrzeugs befestigbares Anschlagelement 6 mit einem oberen und einem unteren Anlagebereich 7 und 8.
Innerhalb des Anschlagelements 6 ist ein Dämpfungselement 9 angeordnet. Über Schrauben 10, 11 kann das Anschlagelement 6 mit seinem oberen Anlagebereich 7 an die Umgebungsstruktur des Kraftfahrzeugs, insbesondere am Dom, befestigt werden. Zwischen dem Federteller 4 und dem Anschlagelement 6 ist ein elastisches Zwischenelement 12 angeordnet. Das elastische Zwischenelement 12 weist einen ersten mit dem unteren Anlagebereich 8 des Anschlagelements 6 in Kontakt stehenden Kontaktbereich 14 und einen zweiten mit dem Federteller 4 in Kontakt stehenden Kontaktbereich 15 auf, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktbereich 14, 15 ein zumindest in axialer Richtung deformierbarer Zwischenbereich 16 vorgesehen ist. Der Zwischenbereich 16 wird unter Last zumindest bereichsweise in axialer Längserstreckung seitlich am ersten Kontaktbereich 14 entlang deformiert (siehe Zustand B) ohne den oberen Anlagebereich 7 des Anschlagelements 6 zu kontaktieren. Im Bereich D des Zwischenbereichs 16 wirkt somit reiner Schub. Durch das Vorsehen des elastischen Zwischenelements 12 wird ein Zusatzfederweg zur Verfügung gestellt.
Dazu weist das elastische Zwischenelement 12 insbesondere in Axialrichtung weiche, Federbewegungen ermöglichende, Materialeigenschaften auf.
Wie insbesondere in der Darstellung des Zustands B zu erkennen ist, befindet sich der Kopfbereich 17 des deformierten unter Last befindlichen Zwischenelements 12 beabstandet zum oberen Anlagebereich 7 des Anschlagelements 6 wodurch sich der freie Raum C ausbildet.
Das elastische Zwischenelement 12 kann, wie aus der Darstellung gem. 1 hervorgeht, eine Blockfeder ersetzen. Am Zwischenelement 12 ist im Bereich der ersten Kontaktzone Z eine mit dem Anschlagelement 6 in Kontakt stehende Zwischenlippe 18 vorgesehen, wobei die Zwischenlippe 18 unter Last zwischen dem Anschlagelement 6 und dem Federteller 4 angeordnet ist. Dies ist insbesondere bei der Darstellung unter Zustand B zu erkennen. Die Zwischenlippe 18 ist leicht gestaucht zwischen dem Anschlagelement 6 und dem Federteller 4 angeordnet und wirkt somit als Begrenzung bzw. Anschlag in axialer Richtung.
Am Zwischenelement 12 können metallische Elemente 19 anvulkanisiert oder geklebt sein, um einen korrekten und stabilen Sitz des Zwischenelements 12 am Federteller 4 zu bewirken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4219151 C2 [0002]
DE 68902107 T2 [0003]

Claims

Elastische Lagerung (1) für einen Stoßdämpfer (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Stoßdämpfer (2) zumindest ein Dämpferbein (3), welches konzentrisch von einer sich an einem Federteller (4) abstützenden Feder (5) umgeben ist, und ein an einer Umgebungsstruktur des Kraftfahrzeugs befestigbares Anschlagelement (6) mit einem oberen (7) und einem unteren (8) Anlagebereich umfasst, und wobei zwischen dem Federteller (4) und dem Anschlagelement (6) ein elastisches Zwischenelement (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Zwischenelement (12) einen ersten mit dem unteren Anlagebereich (8) des Anschlagelements (6) in Kontakt stehenden Kontaktbereich (14) und einen zweiten mit dem Federteller (4) in Kontakt stehenden Kontaktbereich (15) aufweist, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktbereich (14, 15) ein zumindest in axialer Richtung deformierbarer Zwischenbereich (16) vorgesehen ist, dergestalt, dass sich der Zwischenbereich (16) unter Last zumindest bereichsweise in axialer Längserstreckung seitlich am ersten Kontaktbereich (14) entlang deformiert ohne den oberen Anlagebereich (7) des Anschlagelements (6) zu kontaktieren.
Elastische Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Zwischenelement (12) als Schubelement ausgebildet ist und im Wesentlichen zur Aufnahme von unter Last erzeugten Schubkräften dient.
Elastische Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Zwischenelement (12) vollständig aus einem elastomeren Material, insbesondere aus Gummi, gefertigt ist.
Elastische Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Zwischenelement (12) als Gummi-Metall-Element ausgebildet ist.
Elastische Lagerung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Zwischenelement (12) die Funktion einer Blockfeder übernimmt.
Elastische Lagerung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich am elastischen Zwischenelement (12) im Bereich der ersten Kontaktzone (Z) eine mit dem Anschlagelement (6) in Kontakt stehende Zwischenlippe (18) erstreckt, wobei die Zwischenlippe (18) unter Last zwischen dem Anschlagelement (6) und dem Federteller (4) angeordnet ist.
Elastische Lagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlippe (18) als Dämpfungselement bzw. Anschlag zwischen dem Anschlagelement (6) und dem Federteller (4) wirkt.