DE102011054631B4

DE102011054631B4 - Reibungsarme Buchse eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102011054631B4
Application number: DE102011054631.6A
Authority: DE
Inventors: Dae Won Jang; Hee Gon KANG
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2020-10-29
Anticipated expiration: 2031-10-21
Also published as: KR101293976B1; CN102900759B; CN102900759A; KR20130013753A; DE102011054631A1; US20130025087A1

Abstract

Reibungsarme Buchse eines Fahrzeuges, aufweisend:ein inneres Rohr (10), das einen sphärischen Abschnitt (12) aufweist, der in Richtung nach außen konvex ist;einen Lagersitz (20), der derart konfiguriert ist, dass er in Rollkontakt mit einer Außenfläche des sphärischen Abschnitts (12) des inneren Rohres (10) ist, wobei jeder Eingang des Lagersitzes (20) im Abstand von dem sphärischen Abschnitt (12) des inneren Rohres (10) angeordnet ist;ein Dichtungselement (30), das zwischen jedem Ende des inneren Rohres (10) und dem Eingang des Lagersitzes (20) dichtend montiert ist;ein Kunststoffgehäuse (40), das einstückig an einer Außenfläche des Lagersitzes (20) und einer Außenfläche des Dichtungselements (30) spritzgegossen ist;ein äußeres Rohr (60), das im Abstand von einem Außenumfang des Kunststoffgehäuses (40) angeordnet ist; undeinen vibrationsfesten Gummi (50), der in einen Raum zwischen dem äußeren Rohr (60) und dem Kunststoffgehäuse (40) gefüllt ist, um das äußere Rohr (60) und das Kunststoffgehäuse (40) zu integrieren, wobei das Dichtungselement (30) aufweist:eine Staubabdeckung (34) miteinem ersten Stahlring (32), der an einem äußeren Ende der Staubabdeckung (34) in engen Kontakt mit einem Außenumfang jedes Endes des inneren Rohres (10) ist; undeinem zweiten Stahlring (38), der an einem inneren Ende der Staubabdeckung (34) in engen Kontakt mit dem Eingang des Lagersitzes (20) ist, und dessen eines Ende in einer Umfangsnut (36) installiert ist, die in einem Außenumfang des inneren Endes der Staubabdeckung (34) ausgebildet ist, und dessen anderes Ende einstückig mit dem Kunststoffgehäuse (40) spritzgegossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine reibungsarme Buchse eines Fahrzeuges, und insbesondere eine reibungsarme Buchse eines Fahrzeuges mit einer neuartigen Struktur, die an einen Arm oder dergleichen eines Aufhängungssystems montiert ist, um eine bequemes Fahren zusammen mit einer sanften Bewegung der Räder während der Fahrt des Fahrzeuges zu schaffen.
Typischerweise ist als ein Verbindungsmittel zum Kuppeln eines Aufhängungssystems eines Fahrzeuges mit einem Hilfsrahmen einer Fahrzeugkarosserie eine Gummibuchse, eine Domlagerbuchse oder dergleichen an dem Ende eines Armes und eines Gelenks montiert, die das Aufhängungssystem bilden.
Die Gummibuchse oder die Domlagerbuchse dient zum Absorbieren einer äußeren Kraft und Vibration, die auf die Fahrzeugkarosserie infolge einer Änderung der Aufhängungsgeometrie ausgeübt werden, die durch eine Änderung der Position der Räder während der Fahrt des Fahrzeuges verursacht wird.
Die Gummibuchse hat eine Struktur, bei der ein vibrationsfester Gummi zwischen einem inneren und einem äußeren Rohr angeordnet ist. Die Gummibuchse wird kontinuierlich durch eine Änderung der Fahrbahnoberfläche, d.h. eine Änderung der Position, eine Änderung der Verwindung usw. infolge einer Änderung der Geometrie beeinflusst, so dass es schwierig ist, die Steifigkeit und Haltbarkeit der Gummibuchse aufrechtzuerhalten. Jedoch hat die Gummibuchse ausgezeichnete Dämpfungseigenschaften.
Die Domlagerbuchse ist mit einer oder beiden Seiten jedes Armes und Gelenks des Aufhängungssystems verbunden und gleichzeitig an dem Hilfsrahmen der Fahrzeugkarosserie montiert. Daher kann die Domlagerbuchse eine auf die Fahrzeugkarosserie ausgeübte äußere Kraft und Vibration leicht absorbieren, um die Verlagerung der Fahrzeugkarosserie zu minimieren, und hat eine hohe Seitensteifigkeit. Jedoch sind die Isolations- und Dämpfungseigenschaften der Domlagerbuchse etwas geringer als die der Gummibuchse, so dass es schwierig ist, ein verbessertes Fahren zu schaffen. Darüber hinaus haben die gegenwärtig produzierten Domlagerbuchsen komplexe Strukturen, so dass deren Herstellungskosten hoch sind.
Die nachveröffentlichte EP 2 581 241 A1 beschreibt eine reibungsarme Buchse eines Fahrzeuges, aufweisend ein inneres Rohr, das einen sphärischen Abschnitt aufweist, der in Richtung nach außen konvex ist, einen Lagersitz, der in Rollkontakt mit einer Außenfläche des sphärischen Abschnitts des inneren Rohres ist, ein Dichtungselement, das zwischen dem inneren Rohr und dem Lagersitz dichtend montiert ist, ein Kunststoffgehäuse, das einstückig an einer Außenfläche des Lagersitzes und einer Außenfläche des Dichtungselements spritzgegossen ist, ein äußeres Rohr, das im Abstand von einem Außenumfang des Kunststoffgehäuses angeordnet ist, und einen vibrationsfesten Gummi, der in einen Raum zwischen dem äußeren Rohr und dem Kunststoffgehäuse gefüllt ist.
Die KR 10 2009 039 335 A und CN 2 00 989 372 Y beschreiben jeweils eine reibungsarme Buchse eines Fahrzeuges, aufweisend ein inneres Rohr, das einen sphärischen Abschnitt aufweist, der in Richtung nach außen konvex ist, einen Lagersitz, der in Rollkontakt mit einer Außenfläche des sphärischen Abschnitts des inneren Rohres ist, ein Dichtungselement, das zwischen dem inneren Rohr und dem Lagersitz dichtend montiert ist, ein Gehäuse, das an einer Außenfläche des Lagersitzes und einer Außenfläche des Dichtungselements angeordnet ist, ein äußeres Rohr, das im Abstand von einem Außenumfang des Gehäuses angeordnet ist, und einen vibrationsfesten Gummi, der in einen Raum zwischen dem äußeren Rohr und dem Gehäuse gefüllt ist.
Die US 2013/0 247 380 A1 beschreibt eine reibungsarme Buchse eines Fahrzeuges, aufweisend ein inneres Rohr, das einen sphärischen Abschnitt aufweist, der in Richtung nach außen konvex ist, einen Lagersitz, der in Rollkontakt mit einer Außenfläche des sphärischen Abschnitts des inneren Rohres ist, ein Dichtungselement, das zwischen dem inneren Rohr und dem Lagersitz dichtend montiert ist, und ein Kunststoffgehäuse, das einstückig an einer Außenfläche des Lagersitzes und einer Außenfläche des Dichtungselements spritzgegossen ist.
Mit der Erfindung wird eine reibungsarme Buchse eines Fahrzeuges mit einer neuartigen Struktur geschaffen, die sowohl die Vorzüge einer Domlagerbuchse als auch die Hauptfunktionen einer Gummibuchse sowie gute Isolations- und Dämpfungseigenschaften hat, wodurch ein bequemes Fahren zusammen mit einer sanften Bewegung der Räder während der Fahrt des Fahrzeuges erzielt wird.
Dies wird gemäß der Erfindung durch eine reibungsarme Buchse eines Fahrzeuges nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1a, 1b und 1c Ansichten der Herstellungsfolge einer reibungsarmen Buchse eines Fahrzeuges gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
2 einen Schnitt einer reibungsarmen Buchse eines Fahrzeuges gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

In den Figuren werden die gleichen Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ allgemeine Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, die Geländewagen (SUV) einschließen, Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, die eine Vielfalt von Booten und Schiffen einschließen, Luftfahrzeuge, und dergleichen, sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit Alternativkraftstoff (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl stammen) umfasst. Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Antriebsquellen, zum Beispiel sowohl Benzinantrieb als auch Elektroantrieb aufweist.
Mit der Erfindung wird eine reibungsarme Buchse eines Fahrzeuges mit einer neuartigen Struktur geschaffen, die mit einem Arm oder Gelenk eines Aufhängungssystems im Presssitz verbunden ist und gleichzeitig mit einem Hilfsrahmen einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist, wobei die reibungsarme Buchse gemäß der Erfindung die Funktionen einer existierenden Domlagerbuchse und einer Gummibuchse hat.
Wie in 2 gezeigt, ist die reibungsarme Buchse gemäß der Erfindung ein Bauteil, das als ein Domlager dient, und weist ein inneres Rohr 10 und einen Lagersitz 20 auf.
Das innere Rohr 10 hat eine Struktur, bei der ein sphärischer Abschnitt 12 in der Mitte in Richtung nach außen konvex ausgebildet ist und beide Enden davon in Form eines geraden Rohres ausgebildet sind. Der Lagersitz 20 ist in einer zylindrischen Struktur unter Verwendung eines Kunststoff- oder Polymerharzmaterials mit reibungsarmen Eigenschaften und hoher Flexibilität ausgebildet, wobei die zylindrische Struktur durch Kuppeln eines Paares hemisphärischer Körper gebildet wird.
Daher sind, wie in 1a gezeigt, wenn der Lagersitz 20 mit dem Paar hemisphärischen Körpern in engen Kontakt mit dem Außenumfang des inneren Rohres 10 ist, die hemisphärischen Körper des Lagersitzes 20 in Rollkontakt mit der Außenfläche des sphärischen Abschnitts 12 des inneren Rohres 10, und der Eingang (d.h. jedes Ende) des Lagersitzes 20 ist im Abstand von einer Grenzlinie zwischen dem sphärischen Abschnitt 12 des inneren Rohres 10 und dem geraden Rohr angeordnet.
Da der sphärische Abschnitt 12 des inneren Rohres 10 und der Lagersitz 20 in der oben beschriebenen Weise in Rollkontakt miteinander sind, können sich der sphärische Abschnitt 12 und der Lagersitz 20 wie ein Kugelgelenkabschnitt einer existierenden Domlagerbuchse drehen und relativ zueinander konisch bewegen. Insbesondere kann, da der sphärische Abschnitt 12 in Kontakt mit dem Lagersitz 20 aus einem reibungsarmen Material gebracht ist, die Drehung und die konische Bewegung relativ zueinander mit einer minimalen Reibung erzielt werden.
Hier ist, wie in 1a gezeigt, um das Eindringen von Fremdkörpern in den Raum zwischen dem inneren Rohr 10 und dem Lagersitz 20, z.B. in den Innenraum, in dem der Rollkontakt vorgesehen ist, zu verhindern, ein Dichtungselement 30 zwischen dem Außenumfang jedes Endes des inneren Rohres 10 und dem Eingang des Lagersitzes 20 dichtend montiert.
Das Dichtungselement 30 weist eine Staubabdeckung 34 mit einem ersten Stahlring 32, der an dem äußeren Ende der Staubabdeckung 34 angebracht ist, und einem zweiten Stahlring 38 auf, der an dem inneren Ende davon angebracht ist.
Detaillierter weist das äußere Ende der Staubabdeckung 34 einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser auf, der in engen Kontakt mit dem Außenumfang jedes Endes des inneren Rohres 10 ist, und das innere Ende der Staubabdeckung 34 weist einen Abschnitt mit großem Durchmesser auf, der in engen Kontakt mit dem Eingang (d.h. jedem Ende) des Lagersitzes 20 ist. Speziell ist der erste Stahlring 32 in Kontakt mit dem Außenumfang des inneren Rohres 10 elastisch angebracht, und der zweite Stahlring 38, der einstückig mit einem Kunststoffgehäuse 40 spritzgegossen ist, ist in einer Umfangsnut 36 angebracht, die in dem Außenumfang des inneren Endes der Staubabdeckung 34 ausgebildet ist.
Daher ist der Raum zwischen dem inneren Rohr 10 und dem Lagersitz 20, d.h. der Innenraum, in dem der Rollkontakt vorgesehen ist, durch die Staubabdeckung 34 abgedichtet.
Nachdem der Lagersitz 20 an dem inneren Rohr 10 montiert ist und die Staubabdeckung 34 in der oben beschriebenen Weise daran angebracht ist, wird das Kunststoffgehäuse 40 einstückig an der Außenfläche des Lagersitzes 20 und der Außenfläche des Dichtungselements 30 spritzgegossen, wie in 1b gezeigt ist.
Hier sind eine Mehrzahl von geraden Nuten 22 in der Außenfläche des Lagersitzes 20 ausgebildet, an dem das Kunststoffgehäuse 40 einstückig spritzgegossen ist, so dass das Spritzgießmaterial des Kunststoffgehäuses 40 in die geraden Nuten 22 eintritt, wodurch die Adhäsion zwischen dem Kunststoffgehäuse 40 und dem Lagersitz 20 weiter erhöht wird.
Darüber hinaus weist der Umfang des zweiten Stahlringes 38, an dem das Kunststoffgehäuse 40 einstückig spritzgegossen ist, einen gezackten Abschnitt 42 auf, so dass das Spritzgießmaterial des Kunststoffgehäuses 40 in den gezackten Abschnitt 42 eintritt, wodurch die Adhäsion zwischen dem Kunststoffgehäuse 40 und dem zweiten Stahlring 38 weiter erhöht wird.
Nach dem Vorgang des Spritzgießens des Kunststoffgehäuses 40 wird ein gerades äußeres Rohr 60 im Abstand von dem Außenumfang des Kunststoffgehäuses 40 angeordnet, wie in 1b gezeigt ist. Dann wird, wie in 1c gezeigt, eine Gummilösung zur Bildung eines vibrationsfesten Gummis 50 zwischen dem Kunststoffgehäuse 40 und dem äußeren Rohr 60 eingespritzt und ausgehärtet, so dass der vibrationsfeste Gummi 50 und das äußere Rohr 60 einstückig an dem Außenumfang des Kunststoffgehäuses 40 ausgebildet sind.
Bei der in der oben beschriebenen Weise hergestellten reibungsarmen Buchse eines Fahrzeuges gemäß der Erfindung wird das äußere Rohr 60 in eine Montageöffnung eingesetzt, die in einem Arm oder Gelenk eines Aufhängungssystems ausgebildet ist, und das innere Rohr 10 wird über einen Halter mit einem Hilfsrahmen des Fahrzeuges verbunden. Infolgedessen können sich der sphärische Abschnitt 12 des inneren Rohres 10 und der Lagersitz 20 wie ein Kugelgelenkabschnitt einer existierenden Domlagerbuchse drehen und relativ zueinander konisch bewegen, und gleichzeitig führt der vibrationsfeste Gummi 50, der zwischen dem einstückig an dem Lagersitz 20 ausgebildeten Kunststoffgehäuse 40 und dem äußeren Rohr 60 ausgebildet ist, eine Dämpfungsfunktion wie eine existierende Gummibuchse aus.
Wie oben beschrieben, werden mit der reibungsarmen Buchse gemäß der Erfindung die folgenden Wirkungen erzielt.
Der Lagersitz der reibungsarmen Buchse des Fahrzeuges gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist in Rollkontakt mit dem sphärischen Abschnitt des inneren Rohres gebracht, um die Funktionen einer existierenden Domlagerbuchse auszuführen, und der vibrationsfeste Gummi ist in dem Raum zwischen dem einstückig an dem Lagersitz spritzgegossenen Kunststoffgehäuse und dem äußeren Rohr angeordnet, um die Dämpfungsfunktion einer existierenden Gummibuchse auszuführen. Infolgedessen hat die reibungsarme Buchse des Fahrzeuges gemäß der Erfindung die Vorzüge der existierenden Domlagerbuchse und der Gummibuchse.
Darüber hinaus ist das Kunststoffgehäuse im Gegensatz zu der existierenden Domlagerbuchse, die aus Stahl geformt ist, einstückig an der Außenfläche des Lagersitzes spritzgegossen, so dass es möglich ist, das Material und die Herstellungskosten zu reduzieren.
Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „innen“, „außen“ usw. verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsform in Bezug auf deren Positionen in den Figuren zu beschreiben.

Claims

Reibungsarme Buchse eines Fahrzeuges, aufweisend: ein inneres Rohr (10), das einen sphärischen Abschnitt (12) aufweist, der in Richtung nach außen konvex ist; einen Lagersitz (20), der derart konfiguriert ist, dass er in Rollkontakt mit einer Außenfläche des sphärischen Abschnitts (12) des inneren Rohres (10) ist, wobei jeder Eingang des Lagersitzes (20) im Abstand von dem sphärischen Abschnitt (12) des inneren Rohres (10) angeordnet ist; ein Dichtungselement (30), das zwischen jedem Ende des inneren Rohres (10) und dem Eingang des Lagersitzes (20) dichtend montiert ist; ein Kunststoffgehäuse (40), das einstückig an einer Außenfläche des Lagersitzes (20) und einer Außenfläche des Dichtungselements (30) spritzgegossen ist; ein äußeres Rohr (60), das im Abstand von einem Außenumfang des Kunststoffgehäuses (40) angeordnet ist; und einen vibrationsfesten Gummi (50), der in einen Raum zwischen dem äußeren Rohr (60) und dem Kunststoffgehäuse (40) gefüllt ist, um das äußere Rohr (60) und das Kunststoffgehäuse (40) zu integrieren, wobei das Dichtungselement (30) aufweist: eine Staubabdeckung (34) mit einem ersten Stahlring (32), der an einem äußeren Ende der Staubabdeckung (34) in engen Kontakt mit einem Außenumfang jedes Endes des inneren Rohres (10) ist; und einem zweiten Stahlring (38), der an einem inneren Ende der Staubabdeckung (34) in engen Kontakt mit dem Eingang des Lagersitzes (20) ist, und dessen eines Ende in einer Umfangsnut (36) installiert ist, die in einem Außenumfang des inneren Endes der Staubabdeckung (34) ausgebildet ist, und dessen anderes Ende einstückig mit dem Kunststoffgehäuse (40) spritzgegossen ist.
Reibungsarme Buchse nach Anspruch 1, wobei der zweite Stahlring (38) einen gezackten Abschnitt (42) aufweist, der an einem Außenumfang davon derart ausgebildet ist, dass während des Spritzgießens des Kunststoffgehäuses (40) der zweite Stahlring (38) mit dem Kunststoffgehäuse (40) verbunden wird.
Reibungsarme Buchse nach Anspruch 1, wobei der Lagersitz (20) eine Mehrzahl von geraden Nuten (22) aufweist, die in der Außenfläche des Lagersitzes (20) derart ausgebildet sind, dass während des Spritzgießens des Kunststoffgehäuses (40) der Lagersitz (20) mit dem Kunststoffgehäuse (40) verbunden wird.
Reibungsarme Buchse nach Anspruch 3, wobei die Mehrzahl von geraden Nuten (22) in der Außenfläche des Lagersitzes (20) in einer Längsachse des Lagersitzes (20) ausgebildet sind.
Reibungsarme Buchse nach Anspruch 1, wobei der Lagersitz (20) aus einem Kunststoff- oder Polymerharz gebildet ist.