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Die Erfindung betrifft eine Pendelstütze für die Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs und verschiedene Verfahren zur Herstellung einer derartigen Pendelstütze.
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In einem Kraftfahrzeug werden Pendelstützen unterschiedlich eingesetzt. So kann beispielsweise das Getriebe mit einer Pendelstütze gelagert oder der Motor über Pendelstützen mit der Karosserie verbunden werden, wobei Pendelstützen jedoch überwiegend als Bestandteile der Radaufhängung des Kraftfahrzeugs bekannt sind und verwendet werden.
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Neben dem Begriff „Pendelstütze“ ist auch die Bezeichnung „Koppelstange“ bekannt. Durch die große Vielzahl unterschiedlicher Fahrzeugmodelle, Varianten und Antriebsarten existieren heute auch viele unterschiedliche Ausführungen derartiger Pendelstützen. Ihr grundsätzlicher Aufbau ist aber immer gleich. Die Pendelstütze ist eine relativ kurze Strebe, deren Länge etwa zwischen zehn Zentimetern und dreißig Zentimetern variieren kann. An ihren beiden Enden hat die Pendelstütze jeweils Komponenten, wie Hülsengelenke, Hülsen, Gabeln, einfache Schraubgewinde oder Kugelgelenke, mit denen sie im Kraftfahrzeug fixiert wird. Die Verbindungen der Pendelstütze zum Achsschenkel und zum Stabilisator werden in der Regel durch Kugelgelenke, insbesondere durch Radialgelenke oder Axialgelenke realisiert.
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Bei Radaufhängungen ist dabei das eine Ende der Pendelstütze mit dem Stabilisator des Kraftfahrzeugs verbunden, der seinerseits die Straßenlage und Fahreigenschaften verbessert. Das andere Ende der Pendelstütze wird hingegen an der Fahrwerksaufhängung beziehungsweise am Fahrzeugrahmen befestigt. Die während der Fahrt auftretenden Auf- und Abwärtsbewegungen des Kraftfahrzeugs werden über die Pendelstützen an den Stabilisator weitergegeben, der diese Bewegungen dann ausgleicht, was eine direkte Reaktion des gesamten Fahrwerks auf Unebenheiten oder Schräglagen ermöglicht und sich somit positiv auf den Fahrkomfort auswirkt.
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Es sind auch Pendelstützen bekannt, die zumindest einseitig ein Elastomerlager, bestehend aus einem Elastomerkörper und einem in diesem angeordneten Anschlussflansch aufweisen. Hier gibt es grundsätzlich zwei unterschiedliche Ausführungsvarianten. Einerseits sind Pendelstützen bekannt, die einteilig hergestellt werden, bei denen also das Elastomerlager unmittelbar in eine Aufnahmeöffnung eines Gehäuses einvulkanisiert wird. Die einteilige Ausführung hat den Nachteil, dass die hierfür zum Einsatz kommenden Vulkanisationswerkzeuge eine erhebliche Baugröße aufweisen müssen, da hier das gesamte Gehäuse und ein zumeist einteilig daran ausgebildeter Stützarm in das Vulkanisationswerkzeug eingelegt werden müssen. Ein weiterer Nachteil derartiger Pendelstützen besteht darüber hinaus darin, dass das Vulkanisationswerkzeug insbesondere bei dem Erfordernis, Hinterschnitte in den Elastomerkörper einzubringen, sehr aufwändig und damit kostenintensiv ist. Eine wirtschaftliche Fertigung der Pendelstützen ist damit kaum möglich, weshalb in der Regel die montierte Variante bevorzugt wird.
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Die montierte Ausführungsvariante bekannter Pendelstützen weist ein Elastomerlager auf, das in eine Aufnahmeöffnung eines an dem Stützarm ausgebildeten oder mit diesem verbundenen Gehäuses eingesetzt wird, was in der Regel durch einen Presssitz erfolgt. Durch diesen Presssitz weist der Elastomerkörper eine Vorspannung auf, unter der er sich zumindest abschnittsweise an der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung abstützt. Bei derartigen Pendelstützen ist folglich eine Montage erforderlich. Das für die Aufnahme des Elastomerlagers erforderliche Gehäuse erfordert dabei eine erhebliche Baugröße, da das Elastomerlager bei bislang bekannten Lösungen mittels eines separaten Außenringes, dessen Abmessungen dem Innenumfang der Aufnahmeöffnung entsprechen, in das Gehäuse eingesetzt wird. Folglich ist für die Herstellung des Stützarmes und des daran ausgebildeten Gehäuses mehr Werkstoff erforderlich, als dies wünschenswert ist.
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Aus der
DE 100 01 704 C1 ist ein Elastomerlager bekannt, wie es beispielsweise in eine Pendelstütze eingesetzt werden kann. Das Elastomerlager weist einen Elastomerkörper auf, der mittels einer Presspassung in eine innen zylindrische Aufnahmeöffnung der Pendelstütze eingebracht ist. Bei dem Elastomerkörper handelt es sich dabei um eine zylindrische Elastomerbuchse, in die ein ebenfalls zylindrisches Zwischenblech einvulkanisiert wird. Die Elastomerbuchse ist in die Aufnahmeöffnung eingepresst. Zur Erleichterung des Einpressens ist eine in axialer Richtung durchgehend verlaufende Nut vorhanden, die sowohl den Elastomerkörper, als auch das Zwischenblech durchragt. Bei einer mit einem aus der
DE 100 01 704 C1 bekannten Elastomerlager bestückten Pendelstütze besteht jedoch das Problem, dass durch die oftmals sehr feste Presspassung Scherspannungen auf den Elastomerkörper und ebenso Spannungen auf mittels der Pendelstütze gelagerte Teile wirken. Bei hohen Spannungen ist theoretisch sogar ein Herausrutschen des Elastomerkörpers aus der Aufnahmeöffnung möglich.
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Die
DE 10 2012 201 227 A1 betrifft darüber hinaus eine Pendelstütze mit einem Stützarm, ein mit dem Stützarm verbundenes Lager, das ein Lagergehäuse mit einer Aufnahmeöffnung und einen in der Aufnahmeöffnung gelagerten Elastomerkörper enthält, wobei in der Aufnahmeöffnung wenigstens eine Rippe vorgesehen ist, die mit einem Hinterschnitt des Elastomerkörpers in Eingriff steht. Der Elastomerkörper ist dabei in Längsrichtung der Pendelstütze mit Spiel in der Aufnahmeöffnung gelagert und in dem Bereich des Hinterschnittes mit einem Metallblech versehen. In einem zusammengebauten Zustand stehen die Rippen in Eingriff mit den Hinterschnitten. Dementsprechend ist der Elastomerkörper in axialer Richtung der Aufnahmeöffnung innerhalb derselben fixiert und formschlüssig gehalten. Darüber hinaus wird durch die Rippen auch in Umfangsrichtung eine Positionierung des Elastomerkörpers bewirkt. Trotz seiner elastischen Eigenschaften ist der Elastomerkörper dementsprechend sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung formschlüssig und verdrehfest in die Aufnahmeöffnung eingesetzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst stabil ausgeführte Pendelstütze bereitzustellen, die bei bestmöglichen Komfortwerten mit möglichst wenig Materialeinsatz und einem geringen Montageaufwand herstellbar ist. Darüber hinaus ist mindestens ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Pendelstütze anzugeben.
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Diese Aufgabenstellung wird durch eine Pendelstütze nach Anspruch 1, durch ein Verfahren nach Anspruch 9 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 12 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der sich jeweils anschließenden Unteransprüche sowie in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.
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Eine Pendelstütze für die Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, mit einem an einem Stützarm vorhandenen Gehäuse, in dessen Aufnahmeöffnung ein Elastomerkörper unter Ausbildung einer Vorspannung über partiell vorhandene Kontaktflächen aufgenommen ist, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass eine oder wenigstens eine Teillagerschale in die Aufnahmeöffnung eingesetzt ist, über die der Elastomerkörper im Bereich seiner Kontaktflächen an der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung anliegt.
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Durch die Erfindung kann somit insbesondere der bislang bei montierten Pendelstützen erforderliche, entlang der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung vollständig umlaufende Außenring, eingespart werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass dadurch auch das Gehäuse insgesamt wesentlich kleiner ausgeführt werden kann. Daraus ergibt sich eine fertigungstechnische Vereinfachung und eine maßgebliche Werkstoffeinsparung. Die oder die wenigstens eine zum Einsatz kommende Teillagerschale ist insbesondere nur noch partiell und/oder bevorzugt in den Bereichen eingesetzt, in denen der Elastomerkörper sich an der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung abstützt. Insbesondere ist die oder die wenigstens eine Teillagerschale zwischen den Kontaktflächen des Elastomerkörpers und der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung angeordnet. Bevorzugt erstreckt sich die oder die wenigstens eine Teillagerschale lediglich teilweise entlang der Innenoberfläche und/oder des Innenumfangs der Aufnahmeöffnung. Beispielsweise erstreckt sich die oder die wenigstens eine Teillagerschale entlang der Innenoberfläche und/oder des Innenumfangs der Aufnahmeöffnung über einen Winkel von weniger als 180° oder von 180° oder von näherungsweise 180°. Die oder die wenigstens eine Lagerschale ist vorzugsweise teilkreisförmig ausgebildet.
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Die Anzahl der Kontaktfläche beträgt z.B. zwei oder wenigstens zwei. Bevorzugt weisen die Kontaktflächen, insbesondere entlang der Innenoberfläche und/oder des Innenumfangs der Aufnahmeöffnung, einen Abstand zueinander auf.
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Bei der oder der wenigstens einen Teillagerschale handelt es sich z.B. um eine einzelne oder einzige Teillagerschale, die sich insbesondere lediglich teilweise entlang der Innenoberfläche und/oder des Innenumfangs der Aufnahmeöffnung erstreckt und/oder beispielsweise teilkreisförmig und/oder viertelkreisförmig oder halbkreisförmig oder annähernd halbkreisförmig ausgeführt oder ausgebildet ist. Eine weitere Lösung besteht darin, dass mehrere Teillagerschalen vorgesehen sind. Dabei ist oder wird insbesondere je eine der Teillagerschalen zwischen jeder Kontaktfläche des Elastomerkörpers und der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung angeordnet. Bevorzugt ist in den Bereichen der Kontaktflächen des Elastomerkörpers jeweils eine, insbesondere der Fläche der jeweiligen Kontaktfläche entsprechende, Teillagerschale der Teillagerschalen vorhanden oder vorgesehen. Jede der Teillagerschalen erstreckt sich insbesondere lediglich teilweise entlang der Innenoberfläche und/oder des Innenumfangs der Aufnahmeöffnung. Ferner erstrecken sich die Teillagerschalen insgesamt bevorzugt lediglich teilweise entlang der Innenoberfläche und/oder des Innenumfangs der Aufnahmeöffnung. Vorzugsweise weisen die Teillagerschalen einen Abstand zueinander auf, insbesondere entlang der Innenoberfläche und/oder des Innenumfangs der Aufnahmeöffnung. Wenn nachfolgend lediglich von einer oder wenigstens einer oder von der oder von der wenigstens einen Teillagerschale die Rede ist, so kann es sich im Sinne der Erfindung vorzugsweise auch, insbesondere in der zuvor beschriebenen Weise, bevorzugt synonym, um mehrere oder die mehreren Teillagerschalen handeln.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist von dem Elastomerkörper ein Anschlussflansch aufgenommen, der insbesondere stoffschlüssig mit dem Elastomerkörper verbunden ist. Bevorzugt ist in den Elastomerkörper der oder ein Anschlussflansch eingebettet und/oder einvulkanisiert. Das Elastomerlager besteht insbesondere aus dem Elastomerkörper und dem Anschlussflansch. Somit kann das Elastomerlager als separates Bauteil gefertigt werden. Insbesondere bildet des Elastomerlager ein separates Bauteil. Darüber hinaus ergibt sich jedoch auch die Möglichkeit, die oder die wenigstens eine Teillagerschale bereits bei der Herstellung des Elastomerlagers unmittelbar am Elastomerkörper mit anzuformen. Bevorzugt ist die oder die wenigstens eine Teillagerschale somit unmittelbar am Elastomerkörper angeformt. Durch die zuletzt genannte Maßnahme kann ein zusätzlicher Montageschritt eingespart werden.
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Bevorzugt ist die Pendelstütze über den oder durch den Anschlussflansch mit einem Bauteil eines Kraftfahrzeugs verbunden oder verbindbar. Vorzugsweise besteht der Anschlussflansch aus Kunststoff oder aus Metall. Bevorzugt weist der Stützarm, insbesondere an seinem dem Gehäuse abgewandten Ende, eine Anschlusskontur auf. Bevorzugt ist die Pendelstütze über die oder durch die Anschlusskontur mit einem oder einem anderen Bauteil des oder eines Kraftfahrzeugs verbunden oder verbindbar.
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Die oder die wenigstens eine Teillagerschale ist oder wird mit dem Elastomerkörper vorzugsweise stoffschlüssig verbunden, insbesondere durch Vulkanisation. Alternativ ist oder wird die oder die wenigstens eine Teillagerschale nicht stoffschlüssig mit dem Elastomerkörper verbunden. Beispielsweise ist die oder die wenigstens eine Teillagerschale reib- oder kraftschlüssig mit dem Elastomerkörper verbunden. Bevorzugt sitzt der Elastomerkörper unter Vorspannung in der Aufnahmeöffnung.
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Die oder die wenigstens eine Teillagerschale besteht z.B. aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus Weichmetall, insbesondere aus Aluminium oder Aluminiumwerkstoff. Unter zunehmendem Kostendruck ist es jedoch sinnvoll, nach alternativen Werkstoffen für die oder die wenigstens eine Teillagerschale zu suchen. Hierbei hat sich herausgestellt, dass die Herstellung der oder wenigstens einen Teillagerschale aus Kunststoff besondere Vorteile bietet. Die oder die wenigstens eine Teillagerschale besteht somit vorzugsweise aus Kunststoff und/oder aus Metall. Aus Kunststoff lässt sich eine derartige Teillagerschale in großen Stückzahlen kostengünstig produzieren, wobei der Formgebung kaum Grenzen gesetzt sind. Heutzutage sind auch komplizierte Geometrien aus Kunststoff herstellbar, die im Bedarfsfall sogar auch Hinterschnitte aufweisen können. Nur beispielhaft sei in diesem Zusammenhang auf die Möglichkeit der Verwendung eines 3-D-Druckers hingewiesen. In der Großserienproduktion sind gegenwärtig jedoch Spritzgussverfahren immer noch am wirtschaftlichsten einsetzbar, weshalb Kunststoffe bereits heute in besonderer Weise für die Herstellung einer derartigen Teillagerschale geeignet sind.
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Die oder eine Pendelstütze nach der Erfindung weist die Besonderheit auf, dass insbesondere der Stützarm und/oder das Gehäuse aus einem metallischen Werkstoff besteht oder aus metallischen Werkstoffen bestehen. Dies hat den Vorzug, dass der Stützarm und/oder das Gehäuse kompakt ausgeführt sein kann und insbesondere dennoch problemlos die erforderlichen Festigkeitswerte für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug erfüllt. Die Herstellungsverfahren für den Stützarm und/oder das Gehäuse sind ausgereift und ermöglichen beispielsweise die Fertigung der genannten Bauteile durch geeignete Umformverfahren. Durch die zunehmende Verbesserung der Eigenschaften verwendbarer Kunststoffe geht jedoch ein Trend dahin, auch für die Fertigung des Gehäuses und/oder des Stützarmes Kunststoffe zum Einsatz zu bringen, weshalb diese natürlich an dieser Stelle nicht ausgeschlossen werden. Das Gehäuse besteht somit beispielsweise aus Kunststoff und/oder aus Metall. Ferner besteht der Stützarm z.B. aus Kunststoff und/oder aus Metall.
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Die konstruktive Ausführung der oder der wenigstens einen Teillagerschale ist bevorzugt derart, dass diese insbesondere in den Bereichen der Kontaktflächen des Elastomerkörpers vorgesehen ist. Die Größe der oder der wenigstens einen Teillagerschale entspricht dabei insbesondere der jeweiligen Kontaktfläche. Somit kann auf Material sparende Weise die gesamte Kontaktfläche des Elastomerkörpers für die Umsetzung der Dämpfungseigenschaften des Elastomerkörpers genutzt werden. Durch die Material sparende Ausführung der oder der wenigstens einen Teillagerschale wird nicht nur wertvoller Werkstoff eingespart, sondern auch Gewicht, was sich bei der Verwendung einer Pendelstütze in Kraftfahrzeugen letztlich auch auf den Verbrauch fossiler Brennstoffe positiv auswirkt und somit einen Beitrag zum Umweltschutz leistet.
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Gemäß einer Ausgestaltung sind an der Innenoberfläche und/oder am Innenumfang der Aufnahmeöffnung zwei oder wenigstens zwei Anlagebereiche ausgebildet, an welchen die umfangsseitigen Enden der oder der wenigstens eine Teillagerschale, insbesondere stirnseitig, anliegen und/oder abgestützt sind. Beispielsweise ist die oder der wenigstens eine Teillagerschale in die Aufnahmeöffnung eingeschnappt.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist darüber hinaus darin zu sehen, dass die oder die wenigstens eine Teillagerschale, vorzugsweise an mindestens einer an der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung anliegenden Seite, eine oder wenigstens eine Verzahnungskontur aufweist, die, insbesondere im montierten Zustand des Elastomerkörpers mit der diesem zugeordneten Teillagerschale, vorzugsweise an oder in der Aufnahmeöffnung des Gehäuses, in eine oder wenigstens eine korrespondierende Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung und/oder des Gehäuses eingerastet ist. Bevorzugt weist die oder die wenigstens eine Teillagerschale somit, vorzugsweise an mindestens einer an der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung anliegenden Seite, eine oder wenigstens eine Verzahnungskontur auf, die, vorzugsweise an oder in der Aufnahmeöffnung des Gehäuses, in eine oder wenigstens eine korrespondierende Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung und/oder des Gehäuses eingerastet ist und/oder mit dieser oder dieser wenigstens einen korrespondierenden Verzahnungskontur verzahnt ist. Dadurch ist oder wird insbesondere eine formschlüssige Verbindung ausgebildet und/oder hergestellt. Die oder die wenigstens eine korrespondierende Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung und/oder des Gehäuses ist insbesondere an oder in der Aufnahmeöffnung, vorzugsweise an der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung, vorgesehen. Bevorzugt bilden die oder die wenigstens eine Verzahnungskontur der oder der wenigstens einen Teillagerschale und die oder die wenigstens eine korrespondierende Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung und/oder des Gehäuses gemeinsam eine Verzahnung und/oder eine Rastverbindung aus. Vorzugsweise bildet diese Verzahnung die oder eine Rastverbindung. Durch die erwähnte Verzahnung wird eine sichere, zuverlässige und dauerhafte Fixierung des Elastomerlagers in der Aufnahmeöffnung des Gehäuses möglich, ohne dass eine Überbeanspruchung des Elastomerkörpers durch Scherspannungen entsteht, die für den Elastomerwerkstoff schädigend sein könnten. Die Einstellung der auf den Elastomerkörper wirkenden Vorspannkraft ist mit einer derartigen Lösung optimal möglich. Zudem ist die Montage der Pendelstütze dadurch wesentlich vereinfacht worden. Hinsichtlich der Auslegung der Verzahnung ist anzumerken, dass diese sowohl im Sinne einer Fixierung der oder der wenigstens einen Teillagerschale mit dem Elastomerkörper in axialer Richtung der Aufnahmeöffnung des Gehäuses erfolgen kann, als auch derart, dass die Befestigung der oder der wenigstens einen Teillagerschale mit dem Elastomerkörper mit Hilfe einer Drehbewegung innerhalb der Aufnahmeöffnung erfolgen kann. Maßgeblich ist hierbei stets, dass die Verzahnung, insbesondere im Sinne einer Rastverbindung, zwischen der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung des Gehäuses und der oder der wenigstens einen Teillagerschale ausgeführt ist.
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Beispielsweise ist, insbesondere am Gehäuse, wenigstens ein, vorzugsweise im Randbereich der Aufnahmeöffnung angeordneter, Steg vorgesehen, der bevorzugt in die Aufnahmeöffnung hineinragt und/oder diese, insbesondere bereichsweise oder zumindest bereichsweise, überragt und/oder begrenzt. Die oder die wenigstens eine korrespondierende Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung und/oder des Gehäuses ist insbesondere an der der Aufnahmeöffnung zugewandten Innenseite des wenigstens einen Stegs vorgesehen. Bevorzugt sind, insbesondere am Gehäuse, vorzugsweise im Randbereich der Aufnahmeöffnung angeordnete, Stege vorgesehen, die bevorzugt in die Aufnahmeöffnung hineinragen und/oder diese, insbesondere bereichsweise oder zumindest bereichsweise, überragen und/oder begrenzen. Die oder die wenigstens eine korrespondierende Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung und/oder des Gehäuses ist insbesondere an wenigstens einer der oder an den der Aufnahmeöffnung zugewandten Innenseiten der Stege vorgesehen.
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Bevorzugt sind die Stege an stirnseitigen oder axialen Enden der Aufnahmeöffnung vorgesehen. Insbesondere ist die oder die wenigstens eine Teillagerschale, vorzugsweise in Axialrichtung der Aufnahmeöffnung, zwischen den Stegen oder mehreren der Stege angeordnet. Vorteilhaft bilden die Stege eine erste oder obere Steganordnung und eine zweite oder untere Steganordnung. Bevorzugt umfassen die Steganordnungen jeweils einen, wenigstens einen oder mehrere der Stege. Vorteilhaft sind die Steganordnungen, insbesondere in Axialrichtung der Aufnahmeöffnung, im Abstand zueinander angeordnet. Vorzugsweise sind die Steganordnungen, insbesondere in Axialrichtung der Aufnahmeöffnung, einander gegenüberliegend angeordnet. Bevorzugt sind die Steganordnungen an unterschiedlichen stirnseitigen oder axialen Enden oder Randbereichen der Aufnahmeöffnung vorgesehen. Vorteilhaft ist die oder die wenigstens eine Teillagerschale, insbesondere in Axialrichtung der Aufnahmeöffnung, zwischen den Steganordnungen angeordnet. Die Stege der ersten oder oberen Steganordnung werden insbesondere als erste oder obere Stege bezeichnet. Ferner werden die Stege der zweiten oder unteren Steganordnung insbesondere als zweite oder untere Stege bezeichnet.
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Eine einfache Montage lässt sich gemäß einer Ausgestaltung dieses Lösungsvorschlages umsetzen, wenn die oder die wenigstens eine Verzahnungskontur der oder der wenigstens einen Teillagerschale und die oder die wenigstens eine korrespondierende Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung und/oder des Gehäuses jeweils eine Bewegung der oder der wenigstens einen Teillagerschale mit dem Elastomerkörper in nur einer Richtung ermöglichende Sperrzähne aufweisen. Bevorzugt weisen die oder die wenigstens eine Verzahnungskontur der oder der wenigstens einen Teillagerschale und die oder die wenigstens eine korrespondierende Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung und/oder des Gehäuses somit jeweils Sperrzähne auf, die eine Bewegung der oder der wenigstens einen Teillagerschale mit dem Elastomerkörper in nur einer Richtung ermöglichen. Insbesondere greifen die Sperrzähne sägezahnartig ineinander. Dadurch ist oder wird nicht nur eine formschlüssige, sondern insbesondere auch eine kraftschlüssige Verbindung ausgebildet und/oder hergestellt.
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Eine Alternative zu diesem Lösungsvorschlag wird erfindungsgemäß darin gesehen, dass die Aufnahmeöffnung und/oder das Gehäuse eine oder wenigstens eine Verzahnungskontur aufweist, in welche die oder die wenigstens eine Teillagerschale unter mindestens abschnittsweise plastischer Verformung ihrer Außen- oder Mantelfläche zusammen mit dem Elastomerkörper eingepresst ist oder wird und dadurch insbesondere eine unlösbare Verbindung zwischen dem Gehäuse und der oder der wenigstens einen Teillagerschale gebildet ist oder wird. Diese Verzahnungskontur ist insbesondere an oder in der Aufnahmeöffnung, vorzugsweise an der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung vorgesehen. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass bei dieser speziellen Ausführungsvariante lediglich eine oder wenigstens eine Verzahnungskontur an oder in der Aufnahmeöffnung und/oder am Gehäuse, insbesondere an der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung des Gehäuses, ausreichend ist und die oder die wenigstens eine Teillagerschale insbesondere keine Verzahnungskontur aufweisen muss. Dadurch vereinfacht sich die Ausführung der oder der wenigstens einen Teillagerschale noch einmal zusätzlich. Diese ist oder wird unter der genannten plastischen Verformung in die oder die wenigstens eine Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung eingepresst. Hierfür eignen sich wiederum Werkstoffe, wie die eingangs bereits genannten Weichmetalle oder Kunststoffe zur Herstellung der oder der wenigstens einen Teillagerschale, da diese in besonderer Weise geeignet sind, sich plastisch in die oder die wenigstens eine Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung und/oder des Gehäuses einzuformen. Beispielsweise ist die oder die wenigstens eine Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung und/oder des Gehäuses an der der Aufnahmeöffnung zugewandten Innenseite des wenigstens einen Stegs vorgesehen. Insbesondere ist die oder die wenigstens eine Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung und/oder des Gehäuses an wenigstens einer der oder an den der Aufnahmeöffnung zugewandten Innenseiten der Stege vorgesehen.
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Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung der oder einer Pendelstütze ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
- - Herstellung des Gehäuses unter Ausbildung der oder der wenigstens einen oder einer oder wenigstens einer, insbesondere korrespondierenden, Verzahnungskontur an oder in der Aufnahmeöffnung,
- - Herstellung des mit einem Anschlussflansch ausgestatteten Elastomerkörpers durch ein Vulkanisationsverfahren und
- - Einsetzen der oder der wenigstens einen Teillagerschale mit dem Elastomerkörper in die Aufnahmeöffnung des Gehäuses, insbesondere entgegen der Sperrrichtung der Sperrzähne, vorzugsweise mittels einer Drehbewegung oder einer Bewegung in Axialrichtung der Aufnahmeöffnung, bis der Elastomerkörper, bevorzugt unter einer, insbesondere definierten, Vorspannung, in der Aufnahmeöffnung festgesetzt ist.
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Das erste Verfahren kann gemäß allen im Zusammenhang mit der Pendelstütze erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein. Ferner kann die Pendelstütze gemäß allen im Zusammenhang mit dem ersten Verfahren erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein. Das erste Verfahren wird bevorzugt zur Herstellung der Pendelstütze eingesetzt und/oder verwendet.
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Wie im Zusammenhang mit der Ausführung der erfindungsgemäßen Pendelstütze bereits erläutert wurde, lässt sich somit die oder die wenigstens eine Teillagerschale in die oder die wenigstens eine, insbesondere korrespondierende, Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung des Gehäuses einsetzen, wobei, insbesondere gleichzeitig, der Eingriff der oder der wenigstens einen, insbesondere korrespondierenden, Verzahnungskontur der Aufnahmeöffnung und der oder der wenigstens einen oder in die oder die wenigstens eine Verzahnungskontur der oder der wenigstens einen Teillagerschale erfolgt. Da die oder die wenigstens eine Teillagerschale und der Elastomerkörper bevorzugt als eine Einheit zu betrachten sind, ist somit die Pendelstütze in nur einem Arbeitsgang fertig montiert.
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Dabei kann zwischen zwei unterschiedlichen Vorgehensweisen ausgewählt werden. Einerseits besteht die Möglichkeit, dass die oder die wenigstens eine Teillagerschale unter gleichzeitiger Anformung der oder der wenigstens einen Verzahnungskontur, insbesondere separat, hergestellt wird. Ferner wird die oder die wenigstens eine Teillagerschale, insbesondere anschließend und/oder erst bei der Montage der Pendelstütze, zusammen mit dem Elastomerkörper, vorzugsweise in der zuvor beschriebenen Weise, in die Aufnahmeöffnung eingebracht. Die oder die wenigstens eine Teillagerschale und der Elastomerkörper bilden dabei insbesondere separate Teile. Beispielsweise werden die oder die wenigstens eine Teillagerschale und der Elastomerkörper nicht stoffschlüssig miteinander verbunden. Alternativ werden die oder die wenigstens eine Teillagerschale und der Elastomerkörper stoffschlüssig miteinander verbunden.
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Andererseits ist es möglich, dass die oder die wenigstens eine Teillagerschale unter gleichzeitiger Anformung der oder wenigstens einen Verzahnungskontur hergestellt und stoffschlüssig mit dem Elastomerkörper verbunden wird. Insbesondere anschließend und/oder bei der Montage der Pendelstütze, wird die oder die wenigstens eine Teillagerschale zusammen mit dem Elastomerkörper in die Aufnahmeöffnung eingebracht. Vorzugsweise wird somit die oder die wenigstens eine Teillagerschale unter gleichzeitiger Anformung der oder der wenigstens einen Verzahnungskontur hergestellt und stoffschlüssig mit dem Elastomerkörper verbunden, um anschließend und/oder bei der Montage der Pendelstütze zusammen mit dem Elastomerkörper in die Aufnahmeöffnung eingebracht zu werden. Die Handhabung dieser Lösungsvariante ist im Vergleich zu der zuvor erwähnten nochmals wesentlich vereinfacht.
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Ein weiteres Verfahren zur Herstellung der oder einer Pendelstütze nach der Erfindung ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
- - Herstellung des Gehäuses unter Ausbildung der oder der wenigstens einen oder einer oder wenigstens einer Verzahnungskontur an oder in der Aufnahmeöffnung,
- - Herstellung des mit einem Anschlussflansch ausgestatteten Elastomerkörpers durch ein Vulkanisationsverfahren und
- - Einpressen der oder der wenigstens einen Teillagerschale mit dem Elastomerkörper in die Aufnahmeöffnung des Gehäuses, insbesondere unter gleichzeitiger plastischer Verformung der Außen- oder Mantelfläche der oder der wenigstens einen Teillagerschale im Bereich der vorhandenen Verzahnungskontur oder vorhandenen wenigstens einen Verzahnungskontur, sodass die oder die wenigstens eine Teillagerschale unlösbar in der Aufnahmeöffnung fixiert ist oder wird und/oder der Elastomerkörper vorzugsweise einer, insbesondere definierten, Vorspannung in der Aufnahmeöffnung unterliegt.
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Das weitere Verfahren kann gemäß allen im Zusammenhang mit der Pendelstütze erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein. Ferner kann die Pendelstütze gemäß allen im Zusammenhang mit dem weiteren Verfahren erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein. Das weitere Verfahren wird bevorzugt zur Herstellung der Pendelstütze eingesetzt und/oder verwendet.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele stellen dabei keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten dar, sondern dienen der Erläuterung eines Prinzips der Erfindung. Gleiche oder gleichartige Bauteile werden insbesondere mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den Figuren z.B. vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei denen Bauteile fehlen können. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind.
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Es zeigt:
- 1: teilweise einen Blick auf eine Pendelstütze mit einem vollständig montierten Gehäuse,
- 2: einen Elastomerkörper mit angesetzter Teillagerschale, ohne Gehäuse und in perspektivischer Ansicht,
- 3: die Teillagerschale als separiertes Einzelteil in räumlicher Perspektive,
- 4: einen Blick in das von Einbauten freie Gehäuse der Pendelstütze,
- 5: eine Werkzeughälfte zur Montage des Gehäuses der Pendelstütze,
- 6: eine spezielle Ausführungsvariante der Verbindung von Teillagerschale und Gehäuse
und
- 7: eine weitere Ausführungsvariante der Verbindung von Teillagerschale und Gehäuse.
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Die 1 zeigt beispielhaft und in teilweiser Darstellung eine Pendelstütze 1, bei der ein Gehäuse 3 einstückig an einem Stützarm 2 angeformt ist. Das Gehäuse 3 weist eine Aufnahmeöffnung 4 auf, deren Innenoberfläche 10 geometrisch an einen in die Aufnahmeöffnung 4 eingebrachten Elastomerkörper 5 angepasst ist. Ferner ist eine Axialrichtung der Aufnahmeöffnung 4 mit dem Bezugszeichen x gekennzeichnet. Von dem Elastomerkörper 5 ist ein stoffschlüssig mit diesem verbundener Anschlussflansch 11 aufgenommen, über den insbesondere eine Verbindung der Pendelstütze 1 mit einem zu lagernden Bauteil eines Kraftfahrzeugs möglich ist. Hierzu weist der Anschlussflansch 11 zentral eine Ausnehmung oder Bohrung 21 auf. Der Elastomerkörper 5 stützt sich über zwei Kontaktflächen 6 und 7 gegen die Innenoberfläche 10 der Aufnahmeöffnung 4 des Gehäuses 3 ab.
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Gemäß einer ersten Alternative ist zwischen der Innenoberfläche 10 der Aufnahmeöffnung 4 und den beiden Kontaktflächen 6 und 7 des Elastomerkörpers 5 eine einzige Teillagerschale 8 eingefügt (siehe auch 2), die insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Elastomerkörper 5 aufweist. Gemäß einer zweiten Alternative ist zwischen der Innenoberfläche 10 der Aufnahmeöffnung 4 und den beiden Kontaktflächen 6 und 7 des Elastomerkörpers 5 jeweils eine Teillagerschale 8 beziehungsweise 9 eingefügt, wobei die Teillagerschalen 8 und 9 insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Elastomerkörper 5 aufweisen. Das Bezugszeichen 9 ist für die erste Alternative insbesondere unbeachtlich.
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Zur Fixierung der Teillagerschale 8 oder der Teillagerschalen 8 und 9 in der Aufnahmeöffnung 4 des Gehäuses 3 sind an der Teillagerschale 8 oder an den Teillagerschalen 8 und 9 mehrere Verzahnungskonturen 12 ausgebildet, die, insbesondere im montierten Zustand, in korrespondierende Verzahnungskonturen 13 (siehe 4) des Gehäuses 3 unter Ausbildung einer Sperrwirkung oder Fixierung eingreifen. Hierzu sind die Verzahnungskonturen 13 des Gehäuses 3 und die Verzahnungskonturen 12 der Teillagerschale 8 oder der Teillagerschalen 8 und 9 mit zueinander korrespondierenden Sägezähnen ausgestattet. In der 1 sind die Verzahnungskonturen 13 des Gehäuses 3 insbesondere auf der nicht sichtbaren Innenseite von im Randbereich der Aufnahmeöffnung 4 vorhandenen, ersten oder oberen Stegen 18 ausgebildet. Da die Teillagerschale 8 oder die Teillagerschalen 8 und 9 insbesondere über eine stoffschlüssige Verbindung, vorzugsweise mittels eines Vulkanisationsverfahrens, mit dem Elastomerkörper 5 verbunden sind, ist an der dem Elastomerkörper 5 zugewandten Innenseite der Teillagerschale 8 oder der Teillagerschalen 8 und 9 eine Elastomerschicht 16 ausgebildet, die mit wenigstens einer oder mehreren oder verschiedenen, pufferartigen Ausstülpungen versehen ist, die mit einem Puffer 14 des Elastomerkörpers 5 zusammenwirken können und/oder korrespondieren, wobei der Puffer 14 mit einem Spaltabstand zu der Elastomerschicht 16, insbesondere auf der der Teillagerschale 8 oder den Teillagerschalen 8 und 9 gegenüberliegenden Seite, angeordnet ist. Auf der dem Puffer 14 in Längsrichtung des Stützarmes 2 betrachtet gegenüberliegenden Seite des Elastomerkörpers 5 ist ein weiterer Puffer 15 angeordnet, der einen Spaltabstand zu der Innenoberfläche 10 der Aufnahmeöffnung 4 aufweist. Diese spezielle Anordnung des Elastomerkörpers 5 definiert in Längsrichtung des Stützarmes 2 Endanschläge des Elastomerkörpers an der Innenoberfläche 10 der Aufnahmeöffnung 4 des Gehäuses 3 der Pendelstütze 1. Quer zu der Längsrichtung des Stützarmes 2 wird die Dämpfung der über den Anschlussflansch 11 in den Elastomerkörper 5 eingeleiteten Bewegungen durch den Elastomerkörper 5 und hier insbesondere durch die Kontaktflächen 6 und 7 gewährleistet.
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Aus der 2 geht der Elastomerkörper 5 mit der einstückig daran anvulkanisierten Teillagerschale 8 gemäß der ersten Alternative in perspektivischer Ansicht hervor. Die Teillagerschale 8 ist halbkreisförmig oder annähernd halbkreisförmig ausgeführt. Ferner weist die Teillagerschale 8 sowohl an ihrer einen oder oberen, als auch an ihrer anderen oder unteren Seite jeweils drei, mit einem Abstand zueinander angeordnete Verzahnungskonturen 12 auf. Aus der Darstellung in 2 ist deutlich erkennbar, dass die Verzahnungskonturen 12 jeweils über eine Vielzahl einzelner Sägezähne verfügen. Wie zu 1 beschrieben, bilden die innere Elastomerschicht 16 und die Kontaktflächen 6 und 7 Bestandteile des Elastomerkörpers 5.
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Die Darstellung in 3 veranschaulicht die Teillagerschale 8 gemäß der ersten Alternative als separiertes Einzelteil in räumlicher Perspektive. Deutlicher als in den zuvor beschriebenen Figuren geht hierbei die Gestaltung der halbkreisförmig ausgeführten Teillagerschale 8 mit ihren Verzahnungskonturen 12 hervor. Die Teillagerschale 8 ist insgesamt aus einem Kunststoff hergestellt und weist eine äußere, der Kontur der Aufnahmeöffnung 4 des Gehäuses 3 angepasste Mantelfläche auf.
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Aus der 4 geht ein Blick in das von Einbauten freie Gehäuse 3 der Pendelstütze 1 hervor. Das Gehäuse 3 ist hierbei, insbesondere als Umformteil, aus einem Blechwerkstoff hergestellt. Umlaufend und etwa mittig des Gehäuses 3 ist dabei deutlich ein Verbindungsrand 21 des ursprünglich aus zwei Einzelteilen zusammengesetzten Gehäuses 3 erkennbar. Von Bedeutung ist hierbei insbesondere die Ausbildung von zweiten oder unteren Stegen 17 und ersten oder oberen Stegen 18 an oder in oder innerhalb der Aufnahmeöffnung 4 des Gehäuses 3. In die Stege 17 und 18 ist dabei jeweils eine Verzahnungskontur 13 eingeprägt, die korrespondierend zu der Verzahnungskontur 12 der Teillagerschale 8 oder der Teillagerschalen 8 und 9 ausgebildet ist. Wie aus der 4 deutlich hervorgeht, besteht die oder jede Verzahnungskontur 13 aus einer Vielzahl aufeinander folgender Sägezähne. Die Stege 17 und 18 ragen dabei nach innen in die Aufnahmeöffnung 4 des Gehäuses 3 hinein und stehen somit von oder aus der Innenoberfläche 10 des Gehäuses 3 hervor.
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Ein ganz wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Pendelstütze 1 ergibt sich daraus, dass diese aufgrund der Verwendung der Teillagerschale 8 oder der Teillagerschalen 8 und 9 ein im Vergleich zu Lösungen aus dem Stand der Technik wesentlich kleineres Gehäuse 3 erfordert. Aus diesem Grund kann bei der Montage der Pendelstütze 1 in einem hierfür geeigneten Werkzeug eine größere Zahl derartiger Pendelstützen 1 produziert werden, als dies bisher möglich war. Die 5 zeigt teilweise eine Werkzeughälfte 19 zur Montage des Gehäuses 3 der Pendelstütze 1, wobei das Gehäuse 3 in diesem Fall noch keinen Stützarm 2 aufweist. In der dargestellten Werkzeughälfte 19 sind eine Vielzahl einzelner Nester 20 vorhanden, wobei jedes der dargestellten Nester 20 je ein Gehäuse 3 aufnimmt, in das der jeweilige Elastomerkörper 5 mit der daran angeordneten Teillagerschale 8 oder den daran angeordneten Teillagerschalen 8 und 9 durch einen Pressvorgang eingesetzt wird. Die Wirtschaftlichkeit einer derartigen Lösung zeigt sich vorliegend darin, dass bei dem dargestellten Beispiel einer 400 t-Presse mehr als 40 Gehäuse 3 in einer Werkzeughälfte 19 untergebracht werden können.
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Die 6 zeigt eine erste spezielle Ausführungsvariante der Verbindung von Teillagerschale 8 und Gehäuse 3, bei der die Teillagerschale 8 in Richtung des Pfeils A in das Gehäuse 3 eingerastet wird, wozu das Gehäuse 3 die oder eine Verzahnungskontur 13 aus Sägezähnen aufweist.
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Ein ähnliches Beispiel geht auch aus der 7 hervor. Im Unterschied zu der im Zusammenhang mit der 6 beschriebenen Ausführung ist hierbei in die Teillagerschale 8 eine nutartige Vertiefung eingebracht, die verzahnungsartig in die korrespondierende Verzahnungskontur 13 des Gehäuses 3 eingerastet werden kann, was in Richtung des Pfeils B erfolgt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pendelstütze
- 2
- Stützarm
- 3
- Gehäuse
- 4
- Aufnahmeöffnung
- 5
- Elastomerkörper
- 6
- Kontaktfläche
- 7
- Kontaktfläche
- 8
- Teillagerschale
- 9
- Teillagerschale
- 10
- Innenoberfläche
- 11
- Anschlussflansch
- 12
- Verzahnungskontur
- 13
- Verzahnungskontur
- 14
- Puffer
- 15
- Puffer
- 16
- Elastomerschicht
- 17
- unterer Steg
- 18
- oberer Steg
- 19
- Werkzeughälfte
- 20
- Nester
- 21
- Ausnehmung oder Bohrung des Anschlussflansches
- x
- Axialrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10001704 C1 [0007]
- DE 102012201227 A1 [0008]