DE102014015448B3

DE102014015448B3 - Stabilisatoranordnung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102014015448B3
Application number: DE102014015448.3A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Schindler; Sebastian Biehle
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-10-18
Filing date: 2014-10-18
Publication date: 2015-10-29
Anticipated expiration: 2034-10-19

Abstract

Stabilisatoranordnung (1) für ein Fahrzeug, umfassend einen Drehstab (2) mit einer axial abschnittsweise und vollumfänglich aufgebrachten Kunststoffschicht (4), die gegenüber dem Drehstab (2) verdrehfest ist und einen konvexen Außenumfang hat, sowie eine Lagerschale (3) mit einem konkaven Innenumfang als entsprechendes Gegenstück zur Kunststoffschicht (4) und Mitteln (5) zur Befestigung der Lagerschale (3) an einem Rahmenteil (8) des Fahrzeugs, wobei die Lagerschale (3) den Drehstab (2) nur teilweise umgreift und wobei der nicht von der Lagerschale (3) umgriffene Außenumfang der Kunststoffschicht (4) zumindest teilweise von einem Elastomereinleger (6) abgedeckt wird, der im eingebauten Zustand einen Spalt (9) zwischen Kunststoffschicht (4) und Rahmenteil (8) überbrückt, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Stabilisatoranordnung (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung für ein Fahrzeug, umfassend einen Drehstab mit einer axial abschnittsweise und vollumfänglich aufgebrachten Kunststoffschicht, die gegenüber dem Drehstab verdrehfest ist und einen konvexen Außenumfang hat, sowie eine Lagerschale mit einem konkaven Innenumfang als entsprechendes Gegenstück zur Kunststoffschicht und Mitteln zur Befestigung der Lagerschale an einem Rahmenteil des Fahrzeugs, wobei die Lagerschale den Drehstab nur teilweise umgreift, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Stabilisatoranordnung.
Derartige Stabilisatoranordnungen werden im Fahrzeugbau zur Verbesserung der Straßenlage des Fahrzeugs eingesetzt. Der Stabilisator verbindet gegenüberliegende Räder durch einen Drehstab mit zwei endseitig angeordneten Koppelstangen. Die Federwirkung wird durch die Verdrehung (Torsion) des in der Regel runden Drehstabes erreicht. Der Mittelteil des Drehstabs ist drehbar an der Karosserie und die Koppelstangen, die als Hebel wirken, sind über Gummielemente an den Radaufhängungen, beispielsweise den Querlenkern, angebracht. Die karosserieseitigen Stabilisatorlager enthalten Elastomerelemente, wobei die tordierende Bewegung des Stabilisators zu Schubspannungen in den Elastomerelementen der Stabilisatorlager führt. Während das Elastomer die Zug- und Druckspannungen sehr gut aufnehmen kann, führen Schubspannungen zu einem erhöhten Verschleiß.
Die DE 197 56 907 A1 zeigt eine Lagerung eines Torsionsstabes für einen Stabilisator eines Fahrzeuges mit einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring, wobei der Lagerinnenring über eine Schicht eines elastischen Materials stoffschlüssig mit dem Torsionsstab verbunden ist.
Die gattungsbildende DE 10 2005 018 609 A1 beschreibt ein Stabilisatorlager, umfassend einen Elastomerkörper zur stoffschlüssigen Anbindung an einen Torsionsstab eines Stabilisators wobei in den Elastomerkörper eine ringförmige Oberflächenpaarung mit verminderter Reibung eingebettet und von dem Elastomerkörper umschlossen ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine alternative Ausführungsform einer Stabilisatoranordnung und ein Fahrzeug mit einer solchen Stabilisatoranordnung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird für eine Stabilisatoranordnung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Stabilisatoranordnung ist in Patentanspruch 9 beansprucht.
Eine Stabilisatoranordnung für ein Fahrzeug umfasst einen Drehstab mit einer axial abschnittsweise und vollumfänglich darauf aufgebrachten Kunststoffschicht, die gegenüber dem Drehstab verdrehfest ist und einen konvexen Außenumfang hat, sowie eine Lagerschale mit einem konkaven Innenumfang als entsprechendes Gegenstück zur Kunststoffschicht und Mitteln zur Befestigung der Lagerschale an einem Rahmenteil des Fahrzeugs, wobei die Lagerschale den Drehstab nur teilweise umgreift und wobei der nicht von der Lagerschale umgriffene Außenumfang der Kunststoffschicht zumindest teilweise von einem Elastomereinleger abgedeckt wird, der im eingebauten Zustand einen Spalt zwischen Kunststoffschicht und Rahmenteil überbrückt.
Indem der Elastomereinleger nicht mehr den ganzen Drehstab radial umspannt, muss in der Lagerschale dessen Raum nicht mehr vorgehalten werden. Dadurch gerät die Stabilisatoranordnung insgesamt kompakter. Weiterhin ist nur vergleichsweise wenig Kautschuk notwendig, da nur der ringabschnittsförmige Elastomereinleger daraus gefertigt werden muss. Dieser wird fast ausschließlich auf Zug und Druck belastet, so dass der Verschleiß gering ausfällt. Weiterhin braucht kein Kautschuk anvulkanisiert werden. Die Kunststoffschicht bildet zu der komplementär ausgeformten Lagerschale einen Gleitsitz aus. Unter dem Begriff Rahmenteil soll in diesem Zusammenhang ein Teil des Hilfsrahmens oder der Karosserie verstanden werden.
In einer bevorzugten Ausführung ist auf dem Außenumfang der Kunststoffschicht zumindest teilweise eine Gleitschicht angeordnet, deren Reibwert geringer als der der Kunststoffschicht ist. Dies verbessert die Entkopplung der Kunststoffschicht von der Lagerschale weiter, wodurch weniger Schubbelastungen entstehen.
In einer bevorzugten Ausführung besteht die Gleitschicht aus Teflon (Handelsname der Firma „DuPont”, auch bekannt als Polytetrafluorethylen). Teflon zeichnet sich durch einen besonders geringen Reibwert aus und eignet sich demnach besonders für den angedachten Zweck einer Entkopplung der Schubbelastung.
In einer bevorzugten Ausführung besteht die Lagerschale aus einem Kunststoff oder einer Metalllegierung. Im Falle einer Kunststofflagerschale kann diese eine optimierte Topologie aufweisen, da kein Raum für einen vollständig umlaufenden Elastomereinleger freigehalten werden muss.
In einer bevorzugten Ausführung besteht die Kunststoffschicht aus einem Polyamid, besonders bevorzugt einem faserverstärkten Polyamid. Als Polyamid eignet sich insbesondere Polyamid 6.6.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Lagerschale bogenförmig bzw. omegaförmig ausgebildet. Die Lagerschale überspannt den Drehstab mit der Kunststoffschicht somit wie ein Bogen oder eine Brücke.
In einer bevorzugten Ausführung ist der Elastomereinleger im eingebauten Zustand vorgespannt. Dies geschieht durch das Festziehen der Mittel zur Befestigung, wodurch Druck auf den Elastomereinleger ausgeübt wird.
Ein Fahrzeug hat zumindest eine erfindungsgemäße Stabilisatoranordnung, wobei das Rahmenteil als ein Hilfsrahmen oder ein Karosserieteil ausgebildet ist.
Weiteren Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Darin zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Stabilisatoranordnung;
2 eine perspektivische Teilschnittansicht eines Abschnitts der Stabilisatoranordnung;
3 eine Schnittansicht durch die Stabilisatoranordnung im eingebauten Zustand.
Gemäße der 1 bis 3 hat eine Stabilisatoranordnung 1 einen als Torsionsfeder ausgebildeten Drehstab 2 mit rundem Querschnitt. Auf den Drehstab 2 ist eine umlaufende Kunststoffschicht 4 aus faserverstärktem Polyamid 6.6 abschnittsweise und stoffschlüssig aufgebracht. Die Kunststoffschicht 4 ist von einer Gleitschicht 7 aus Teflon (Polytetrafluorethylen) teilweise ummantelt. Die Kunststoffschicht 4 mit der Gleitschicht 7 hat einen konvexen Außenumfang, der formbündig in den konkaven Innenumfang einer Lagerschale 3 eingelegt werden kann. Die Lagerschale 3 ist bogenförmig ausgebildet, so dass der Drehstab 2 mit der Kunststoffschicht 4 und der Gleitschicht 7 leicht in diese eingelegt werden kann. Die Lagerschale 3 weist beiderseits Durchgangsöffnungen als Mittel zum Befestigen 5 auf. Wie in 3 zu erkennen, werden die Mittel zum Befestigen 5 der Lagerschale 3 mit komplementären Mitteln zum Befestigen 5 eines Rahmenteils 8 eines Fahrzeugs zusammengebracht und können mit einer (nicht dargestellten) Schraube fest verbunden werden. Das Rahmenteil 8 hat entsprechend eine kreisbogenförmige Vertiefung, in die der Drehstab 2 mit der Kunststoffschicht 4 und der Gleitschicht 7 unter Bildung eines Spalts 9 zu dem Rahmenteil 8 eingelegt wird. Beim Einlegen wird ein Elastomereinleger 6 in den Spalt 9 eingefügt, wodurch der Spalt 9 ausgefüllt wird sich der Elastomereinleger 6 beim Festziehen der Mittel zum Befestigen 5 vorspannt.
Bezugszeichenliste

1: Stabilisatoranordnung
2: Drehstab
3: Lagerschale
4: Kunststoffschicht
5: Mittel zum Befestigen
6: Elastomereinleger
7: Gleitschicht
8: Rahmenteil
9: Spalt

Claims

Stabilisatoranordnung (1) für ein Fahrzeug, umfassend einen Drehstab (2) mit einer axial abschnittsweise und vollumfänglich aufgebrachten Kunststoffschicht (4), die gegenüber dem Drehstab (2) verdrehfest ist und einen konvexen Außenumfang hat, sowie eine Lagerschale (3) mit einem konkaven Innenumfang als entsprechendes Gegenstück zur Kunststoffschicht (4) und Mitteln (5) zur Befestigung der Lagerschale (3) an einem Rahmenteil (8) des Fahrzeugs, wobei die Lagerschale (3) den Drehstab (2) nur teilweise umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht von der Lagerschale (3) umgriffene Außenumfang der Kunststoffschicht (4) zumindest teilweise von einem Elastomereinleger (6) abgedeckt wird, der im eingebauten Zustand einen Spalt (9) zwischen Kunststoffschicht (4) und Rahmenteil (8) überbrückt.
Stabilisatoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Außenumfang der Kunststoffschicht (4) zumindest teilweise eine Gleitschicht (7) angeordnet ist, deren Reibwert geringer als der der Kunststoffschicht (4) ist.
Stabilisatoranordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (7) aus Polytetrafluorethylen besteht.
Stabilisatoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (3) aus einem Kunststoff oder einer Metalllegierung besteht.
Stabilisatoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (4) aus einem Polyamid besteht.
Stabilisatoranordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid faserverstärkt ist.
Stabilisatoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (3) bogenförmig ausgebildet ist.
Stabilisatoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomereinleger (6) im eingebauten Zustand vorgespannt ist.
Fahrzeug mit zumindest einer Stabilisatoranordnung (1) nach Anspruch 1.