DE102012208156A1

DE102012208156A1 - Lagerung eines Stabilisators im Fahrwerk eines zweispurigen Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012208156A1
Application number: DE201210208156
Authority: DE
Inventors: Robert Krüger; Axel Höcker
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2013-11-21

Abstract

Die Erfindung betrifft die Lagerung eines Stabilisators im Fahrwerk eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, der über ein Gummilager in einem durch ein letztlich am Fahrzeugaufbau abgestütztes Lagerunterteil und einem dieses zu einer Lagerstruktur vervollständigenden und im wesentlichen halbschalenförmigen Haltebügel gelagert ist. Der Haltebügel ist aus insbesondere faserverstärktem Kunststoff gefertigt und durch eine das Gummilager abstützende Stützwand mit sich an diese anschließende Auflagelaschen sowie eine die Stützwand versteifende Rippenstruktur gebildet. Über diese sind die Auflagelaschen und die Stützwand gegeneinander abgestützt, wobei die Rippenstruktur durch mehrere in Richtung der Mittenachse des Gummilagers betrachtet hintereinander vorgesehene und sich von einer Auflagelasche über die Stützwand hinweg zur anderen Auflagelasche erstreckende Längs-Rippen sowie mehrere winkelig zu diesen orientierte Quer-Rippen oder Schräg-Rippen gebildet ist, welche Rippen im wesentlichen senkrecht zu den Auflagelaschen ausgerichtet von der Stützwand und/oder einer Auflagelasche abgehen und frei enden.

Description

Die Erfindung betrifft die Lagerung eines Stabilisators im Fahrwerk eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, der über ein Gummilager in einem durch ein letztlich am Fahrzeugaufbau abgestützten Lagerunterteil und einem dieses zu einer geschlossenen Lagerstruktur vervollständigenden und im wesentlichen halbschalenförmigen Haltebügel gelagert ist, wobei der Haltebügel aus insbesondere faserverstärktem Kunststoff gefertigt ist und durch eine das Gummilager abstützende Stützwand mit sich an diese anschließende Auflagelaschen sowie eine die Stützwand versteifende Rippenstruktur gebildet ist. Zum Stand der Technik wird neben der DE 10 2010 022 866 A1 insbesondere auf die WO 2010/149756 A1 verwiesen.
In der genannten DE 10 2010 022 866 A1 ist eine grundsätzlich einfache Lagerung für einen Fahrwerk-Stabilisator eines Fahrzeugs beschrieben, wonach ein Gummilager auf den Stabilisator aufvulkanisiert ist. Dieses Gummilager wird (mit dem Stabilisator) in ein am Fahrzeug vorgesehenes Lagerunterteil eingelegt, wonach mittels einer dort sog. Lagerschelle, die üblicherweise mit dem Lagerunterteil verschraubt wird, die Lagerung vervollständigt wird. Üblicherweise ist die Lagerschelle, welche vorliegend als Haltebügel bezeichnet wird, aus einem Metallwerkstoff geformt; es ist aber auch bereits die Verwendung von insbesondere faserverstärktem Kunststoff für eine solche Lagerschelle vorgeschlagen, vgl. bspw. die oben weiterhin genannte WO 2010/149756 , in der ebenfalls der Begriff „Haltebügel” verwendet wird. Mit Kunststoffmaterial kann eine Gewichtsreduktion gegenüber einer Ausbildung in Metall erzielt werden; es muss jedoch die Lagerschelle eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, da sie im fertig montierten Zustand pressend auf das Gummilager einwirken soll.
Der in der genannten WO 2010/149756 beschriebene Haltbügel ist jedoch relativ aufwändig gebaut; wahrscheinlich deshalb ist in dieser Schrift ein grundsätzlich übliches Iterationsverfahren ausführlich beschrieben, mithilfe dessen die Geometrie des Haltebügels im Hinblick auf ein möglichst geringes Gewicht optimierbar sein soll.
Vorliegend soll ein gewichtsreduzierter und gleichzeitig den hohen Steifigkeitsanforderungen genügender Haltebügel für eine Stabilisator-Lagerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezeigt werden, der einfach darstellbar und herstellbar ist (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass über die Rippenstruktur die Auflagelaschen und die Stützwand gegeneinander abgestützt sind, wobei die Rippenstruktur durch mehrere in Richtung der Mittenachse des Gummilagers betrachtet hintereinander vorgesehene und sich von einer Auflagelasche über die Stützwand hinweg zur anderen Auflagelasche erstreckende Längs-Rippen sowie mehrere winkelig zu diesen orientierte Quer-Rippen oder Schräg-Rippen gebildet ist, welche Rippen im wesentlichen senkrecht zu den Auflagelaschen ausgerichtet von der Stützwand und/oder einer Auflagelasche abgehen und frei enden.
Wie grundsätzlich bekannt wird Kunststoff und insbesondere ein faserverstärkter Kunststoff als Baumaterial für den Haltebügel verwendet, jedoch ist ein erfindungsgemäßer Haltebügel einfacher aufgebaut als der aus der genannten WO 2010/149756 bekannte Stand der Technik. Insbesondere weist ein erfindungsgemäßer Haltebügel nur eine innere dem Gummilager zugewandte Wandung (entsprechend der Terminologie der genannten Schrift) auf, welche vorliegend als Stützwand bezeichnet wird, an der das Gummilager anteilig abgestützt ist. An diese Stützwand schließen sich analog wie an die innere Wandung des bekannten Haltebügels im Stand der Technik sog. Auflagelaschen an, mit denen der Haltebügel einerseits auf einer die eingangs genannte Lagerunterschale enthaltenden Struktur aufliegt und über die der Haltebügel andererseits mit der Lagerunterschale bzw. deren soeben genannter Struktur verschraubt oder andersartig befestigt wird, beispielsweise indem in jeder Auflagelasche wie grundsätzlich üblich eine Bohrung für eine Befestigungsschraube vorgesehen ist.
Zur Erzielung einer ausreichenden Steifigkeit eines solchen Haltebügels ist eine wie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegeben aufgebaute Rippenstruktur vorgesehen, die erheblich einfacher gefertigt werden kann als die im Stand der Technik gezeigte Versteifungsstruktur. Während nämlich beim Stand der Technik nach der WO 2010/149756 A1 eine Versteifungsstruktur durch eine tragende zweite und dort sog. umlaufende Wandung, die über eine Rippenstruktur mit der ersten inneren, dem Gummilager zugewandten Wandung verbunden ist, gebildet ist, ist vorliegend keine zweite umlaufende tragende Wandung vorgesehen. Vielmehr stehen bei der vorliegenden Erfindung nebeneinander oder hintereinander sog. Längsrippen im wesentlichen senkrecht auf der dem Gummilager abgewandten Seite der Stützwand und sind damit auch im wesentlichen senkrecht zu den Auflagelaschen ausgerichtet. Diese Längs-Rippen enden beabstandet von dieser Stützwand nach oben hin frei, so dass quasi Spalte zwischen den einzelnen Längs-Rippen gebildet sind. Winkelig zu diesen Längs-Rippen und diese somit kreuzend sind sog. Quer-Rippen oder Schrägrippen vorgesehen, die ansonsten gleich den Längs-Rippen und somit (im wesentlichen) senkrecht zu den Auflagelaschen ausgerichtet sind. Mit einer solchen versteifenden Rippenstruktur ergeben sich keine Hinterschnitte, so dass in einem Werkzeug, in dem ein erfindungsgemäßer Haltebügel gefertigt wird, keine Schieber oder dgl. zur Darstellung der versteifenden Rippenstruktur benötigt werden. Dabei sei darauf hingewiesen, dass die einzelnen Rippen nicht zwangsweise eine zweidimensionale Ebene beschreiben müssen, sondern auch eine gekrümmte Ebene bilden können, die im wesentlichen senkrecht zu den Auflagelaschen ausgerichtet ist.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann das den Stabilisator aufnehmende Gummilager anteilig an einen erfindungsgemäßen Haltebügel angeformt sein, womit insbesondere die Montage einer erfindungsgemäßen Lagerung vereinfacht werden kann.
Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Haltebügels sind in den beigefügten 1–8 dargestellt, wobei die 1–3 ein erstes Ausführungsbeispiel in verschiedenen perspektivischen Ansichten zeigen, während die 4, 5 ein zweites und die 6 ein drittes Ausführungsbeispiel zeigen. In den 7, 8 sind prinzipiell zwei Möglichkeiten für ein anteilig an einen erfindungsgemäßen Haltebügel angeformtes Gummilager in einem Schnitt gezeigt, welcher Schnitt den Haltebügel selbst nur stark abstrahiert wiedergibt.
Zunächst auf das erste Ausführungsbeispiel und zu diesem auf 3 Bezug nehmend erkennt man die dem (in den 1–6) nicht dargestellten, jedoch dem Fachmann bekannten Gummilager der Stabilisator-Lagerung zugewandte und an dessen Gestalt angepasste schalenförmige Stützwand 1 des Haltebügels, an welche sich die beiden seitlichen Auflagelaschen 2 des Haltebügels anschließen. Mit der Bezugsziffer 3 ist die Mittenachse des besagten Gummilagers gekennzeichnet, d. h. diese Mittenachse 3 ist die Mittellinie des vom besagten Gummilager aufgenommenen bzw. umhüllten Stabilisator-Abschnitts.
Nach außen hin, d. h. in eine vom Gummilager sowie vom (ebenfalls nicht gezeigten) Stabilisator abgewandte Richtung, die senkrecht zu den Auflagelaschen 2 und genauer zu der in 3 sichtbaren unteren Auflagefläche der Auflagelaschen 2 verläuft und in 2 im wesentlichen zum Betrachter hin weist, ragen von der Stützwand 1 eine Vielzahl von (vorliegend elf) nebeneinander bzw. in Blickrichtung der Mittenachse 3 hintereinander angeordnete Längs-Rippen 4 ab, die hier jeweils auf der Mittenachse 3 bzw. einer Parallelen zu dieser senkrecht stehen und sich über die Länge des Haltebügels (diese Länge bemisst sich in 2 im wesentlichen in horizontaler Richtung und ist mit dem Doppelpfeil L dargestellt) betrachtet bis zum Ende der Auflagelaschen 3 erstrecken, von denen die jeweils selbe Längs-Rippe 4 ebenso abragt. Mit dem Wort „abragen” bzw. „abragt” soll ausgedrückt werden, dass jede Längs-Rippe 4 stoffschlüssig mit der Stützwand 1 und mit den Auflagelaschen 2 verbunden ist bzw. aus der Stützwand 1 und den Auflagelaschen 2 hervorgeht. Eine solche Struktur ist beispielsweise in Kunststoff-Spritzguss einfach formbar. Bereits mit dieser soweit erläuterten Struktur ist nicht nur jede Auflagelasche 2 sowie die Stützwand 1 in sich versteift, sondern es ist damit auch jede Auflagelasche 2 gegen die Stützwand 1 (und umgekehrt) abgestützt.
Zusätzlich zu den soweit erläuterten und vorliegend jeweils für sich eine zweidimensionale Ebene beschreibenden Längs-Rippen 4 sind beim ersten Ausführungsbeispiels sog. Quer-Rippen 5 oder Schrägrippen 5 vorgesehen, die bzw. deren vorliegend ebenfalls zweidimensionale Ebene winkelig zu den Längs-Rippen 4 ausgerichtet ist/sind, die aber ebenso wie die Längs-Rippen 4 in der gleichen Richtung von der Stützwand 1 und/oder von einem Auflagelasche 2 nach außen bzw. nach oben abragen, nämlich in einer zu den Auflagelaschen 2 senkrechten Richtung. Diese Quer-Rippen 5 bzw. Schräg-Rippen 5 erhöhen die Steifigkeit des Haltebügels enorm, indem sie auch die Längs-Rippen 4 gegeneinander abstützten, so dass die Längs-Rippen 4 und die Quer- oder Schräg-Rippen 5 zusammenhängend geformt eine steife sog. Rippenstruktur bilden.
Über der Länge L des Haltebügels betrachtet ist die sich senkrecht zur Stützwand 1 sowie den Auflagelaschen 2 erstreckende Höhe jeder Längs-Rippe 4 und Quer-Rippe 5 so gewählt, dass die Steifigkeitsanforderung bzw. Festigkeitsanforderung mit dem gewählten Material erfüllt wird, wobei auch ein harmonischer Verlauf in der Seitenansicht (vgl. bspw. 3) dargestellt ist. Im Bereich der in den Auflagelaschen 2 vorgesehenen Bohrungen 7 für die (nicht dargestellten) Befestigungsschrauben, mit denen der Haltebügel an der eingangs genannten Lagerstruktur bzw. am Fahrzeug verschraubt wird, ist jeweils noch eine die Bohrung 7 umgebende sog. Rund-Rippe 6 vorgesehen, die sich in die gleiche Richtung „nach oben” senkrecht von der jeweiligen Auflagelasche 2 weg erstreckt und die in die von den Längs-Rippen 4 und den Quer-Rippen 5 bzw. Schräg-Rippen 5 gebildete Rippenstruktur integriert ist.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach den 4, 5 (wobei 5 eine Ansicht ähnlich derjenigen von 3 ist), sind die Längs-Rippen 4 und insbesondere die Quer-Rippen 5 anders geformt als beim ersten Ausführungsbeispiel und es stellt die Auflagelasche 2 keine durchgehende, geschlossene Struktur dar – vielmehr ist hier die Auflagelasche 2 im wesentlichen durch die bereits erläuterte Rund-Rippe 6 sowie die diese quasi kreuzenden Abschnitte der Längs-Rippen 4 gebildet, von denen bei diesem zweiten Ausführungsspiel sieben Stück vorgesehen sind. Insbesondere die die Längs-Rippen 4 kreuzenden hier fünf Quer-Rippen 5 beschreiben größtenteils eine gekrümmte Ebene, die sich weiterhin in eine zur Auflagefläche der Auflagelaschen 2 senkrechte Richtung erstreckt, wobei der Krümmungsmittelpunkt im Bereich der Bohrung 7 der jeweils näheren Auflagelasche 2 liegt.
Beim Ausführungsbeispiel nach 6 beschreiben einige der hier neun Längs-Rippen 4 ebenfalls abschnittsweise oder teilweise stärker als beim Ausführungsbeispiel nach 4 gekrümmte Ebenen, die jedoch abermals auf der Auflagelasche 2 bzw. auf deren Auflagefläche, mit der die Auflagelasche 2 bzw. der Haltbügel auf einer eine Lagerunterschale enthaltenden Struktur aufliegt, im wesentlichen senkrecht stehen.
Im weiteren wird kurz auf die Ausführungsbeispiele der 7 und 8 eingegangen, in denen der erfindungsgemäße Haltebügel H stark abstrahiert in einem Schnitt dargestellt ist. Dargestellt ist ferner das bereits genannte Gummilager zur Aufnahme des nicht gezeigten Stabilisators, gekennzeichnet mit dem Buchstaben G, ebenfalls im Schnitt. Beim Ausführungsbeispiel nach 7 besteht dieses Gummilager G aus zwei Einzelteilen G1, G2, während beim Ausführungsbeispiel nach 8 das Gummilager G einstückig und solchermaßen gestaltet ist, dass ein in der Figur unteres Gummilagerteil teilweise von einem sich vollständig innerhalb des Haltebügels H befindenden oberen Gummilagerteil wegklappbar ist, damit der Stabilisator mit seinem entsprechenden Lagerabschnitt in die zentrale Aufnahmeöffnung O des Gummilagers G einführbar ist. Bei beiden Ausführungsbeispielen ist das Gummilager G teilweise an die Stützwand 2 des Haltebügels H angeformt, insbesondere anvulkanisiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010022866 A1 [0001, 0002]
WO 2010/149756 A1 [0001, 0007]
WO 2010/149756 [0002, 0003, 0006]

Claims

Lagerung eines Stabilisators im Fahrwerk eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, der über ein Gummilager in einem durch ein letztlich am Fahrzeugaufbau abgestützten Lagerunterteil und einem dieses zu einer geschlossenen Lagerstruktur vervollständigenden und im wesentlichen halbschalenförmigen Haltebügel gelagert ist, wobei der Haltebügel aus insbesondere faserverstärktem Kunststoff besteht und durch eine das Gummilager abstützende Stützwand (1) mit sich an diese anschließende Auflagelaschen (2) sowie eine die Stützwand (1) versteifende Rippenstruktur (4, 5) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass über die Rippenstruktur (4, 5) die Auflagelaschen (2) und die Stützwand (1) gegeneinander abgestützt sind, wobei die Rippenstruktur (4, 5) durch mehrere in Richtung der Mittenachse (3) des Gummilagers betrachtet hintereinander vorgesehene und sich von einer Auflagelasche (2) über die Stützwand (1) hinweg zur anderen Auflagelasche (2) erstreckende Längs-Rippen (4) sowie mehrere winkelig zu diesen orientierte Quer-Rippen (5) oder Schräg-Rippen (5) gebildet ist, welche Rippen (4, 5) im wesentlichen zu den Auflagelaschen ausgerichtet von der Stützwand (1) und/oder einer Auflagelasche (2) abgehen und frei enden.
Stabilisator-Lagerung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gummilager zumindest anteilig an die Stützwand des Haltebügels angeformt, insbesondere anvulkanisiert ist.