DE19625585C2

DE19625585C2 - Upper suspension strut support bearing for wheel suspensions in a motor vehicle

Info

Publication number: DE19625585C2
Application number: DE1996125585
Authority: DE
Inventors: Helmut Kammel; Hubert Siemer; Ernst-Guenther Joerdens
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2016-06-28
Also published as: DE19625585A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein oberes Federbeinstützlager für Radaufhängungen in Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an upper strut support bearing for wheel suspensions in Motor vehicles according to the preamble of claim 1.

Ein bekanntes Federbeinstützlager geht beispielsweise aus der EP 0 136 023 A2 hervor. Bei dieser Ausführung erstrecken sich der Außenrand des im vertikalen Schnitt topfförmigen Gehäuses und der Außenrand der Deckelplatte im wesentlichen radial. Sie bilden jedoch keine radial wirksame Führung für das obere, sich gegen die Unterseite des Gehäuserandes abstützende Ende der Schraubenfeder des Federbeines und auch keinen Stützmantel für den Federpuffer aus Gummi oder einem vergleichbaren elastomeren Werkstoff, so daß dieser bei höherer Belastung nach außen verquetscht werden kann und daher eine entsprechende Materialsteifigkeit aufweisen muß, die dem angestrebten Komfort entgegensteht. An der Unterseite des Gehäuses befindet sich ein Kragenrand, wobei das Gehäuse mit diesem Kragenrand verbunden und aus Blech geformt ist. Darüber hinaus ist der Dämpfer in radialer Richtung über ein Dämpfungselement in an sich bekannter Weise mittelbar in diesem Kragenrand geführt.A known suspension strut support bearing can be seen, for example, from EP 0 136 023 A2. At this Execution extend the outer edge of the cup-shaped housing and in vertical section the outer edge of the cover plate is essentially radial. However, they do not form a radially effective one Guide for the upper end of the, which is supported against the underside of the housing edge Coil spring of the shock absorber and also no support jacket for the spring buffer made of rubber or a comparable elastomeric material, so that after higher loads can be squeezed on the outside and must therefore have a corresponding material rigidity, that stands in the way of the desired comfort. There is a on the underside of the housing Collar edge, the housing being connected to this collar edge and being formed from sheet metal. In addition, the damper itself is in the radial direction via a damping element known manner indirectly performed in this collar.

Die in Umfangsrichtung zunehmende Federpufferhöhe, welche durch den Steigungswinkel der Schraubenfeder konstruktiv vorgegeben ist, führt zu einer in dieser Umfangsrichtung gesehen abnehmenden Steifigkeit des Federpuffers. Hieraus resultiert im belasteten Zustand eine in Umfangsrichtung gesehen zunehmende Einfederung des Federpuffers, welche eine seitliche Neigung der Schraubenfeder verursacht. Um diese seitliche Neigung möglichst gering zu halten, muß der Federpuffer bei den bisher bekannten Ausführungen aus einem Elastomermaterial mit großer Härte bestehen, welche nur geringe Einfederungen zuläßt und daher auch nur eine geringe seitliche Neigung verursacht. Dies wirkt den Anforderungen an einen hohen Federungskomfort entgegen, für den das Elastomer eher weich ausgeführt sein sollte.The increasing spring buffer height in the circumferential direction, which is determined by the pitch angle of the Coil spring is structurally predetermined, leads to a seen in this circumferential direction decreasing stiffness of the spring buffer. This results in an in the loaded state Viewed circumferentially increasing spring deflection of the spring buffer, which is a lateral Inclination of the coil spring caused. To keep this lateral inclination as low as possible, the spring buffer in the previously known designs made of an elastomeric material great hardness exist, which allows only small deflections and therefore only a small one causes lateral inclination. This affects the requirements for high suspension comfort contrary, for which the elastomer should be rather soft.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein solches oberes Federbeinstützlager in der Wirkung zu verbessern, in der Stabilität zu erhöhen und mit weniger Bauteilen kostengünstiger herstellen zu können, das heißt, bei gleichem Bauraum und gleichem Steigungswinkel der Schraubenfeder größere Einfederungswege, mit besserem Federungskomfort, sowie eine wenigstens gleichbleibende oder geringere seitliche Neigung zu erreichen, als dies bei Lösungen nach dem Stand der Technik möglich ist.It is an object of the invention to effect such an upper strut support bearing improve, increase in stability and less expensive to manufacture with fewer components can, that is, with the same installation space and the same pitch angle of the coil spring larger deflection paths, with better suspension comfort, and at least one to achieve constant or less lateral inclination than with solutions after State of the art is possible.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Ausbildungsmerkmale nach dem Patentanspruch 1.The invention solves this problem by training features according to claim 1.

Durch die einteilige Ausbildung des Gehäuses mit dem an seiner Unterseite einstückig angeformten Teil zur Aufnahme des oberen Dämpferendes und zu dessen radialer Führung werden erhebliche Herstellungskosten eingespart. Erreicht wird aber gleichzeitig auch eine größere Stabilität des Gehäuses, so daß bei gleicher Belastungsmöglichkeit geringere Wandstärken gewählt oder umgekehrt höhere Belastungen aufgenommen werden können. Es entfällt ein gesonderter Herstellungsvorgang für den bisher üblichen unteren Kragenrand und ein weiterer Arbeitsgang für dessen Verbindung mit dem Gehäuse.Due to the one-piece design of the housing with the one piece on its underside molded part for receiving the upper end of the damper and for its radial guidance considerable manufacturing costs are saved. But one is also achieved at the same time Greater stability of the housing, so that less with the same load possibility Wall thicknesses selected or, conversely, higher loads can be absorbed. It there is no separate manufacturing process for the previously usual lower collar edge and a Another step for connecting it to the housing.

Weiterhin ist das Gehäuse mit einer Deckelplatte verbunden, die einen nach unten über den Federpuffer hinausreichenden Mantelring aufweist, in den das sich gegen den Federpuffer abstützende obere Ende der Schraubenfeder des Federbeines hineinreicht. Auch dies ergibt eine wesentliche Verbesserung der Stabilität des oberen Federbeinlagers und gleichzeitig eine radial wirksame Führung für das obere Ende der Schraubenfeder des Federbeines. Außerdem wird der Federpuffer aus Gummi oder dergleichen an seiner äußeren Mantelseite umschlossen, so daß eine seitliche Verquetschung des Werkstoffes des Federpufferes nicht mehr vorkommen kann. Der Werkstoff kann daher mit einer geringeren Steifigkeit ausgewählt werden oder entsprechend höhere Belastungen übertragen.Furthermore, the housing is connected to a cover plate that one down over the Has spring buffer extending jacket ring, in which against the spring buffer supporting upper end of the coil spring of the shock absorber. This also gives one substantial improvement in the stability of the upper strut bearing and at the same time a radial effective guidance for the upper end of the coil spring of the shock absorber. In addition, the Spring buffers made of rubber or the like are enclosed on its outer jacket side, so that one lateral crushing of the material of the spring buffer no longer occur can. The material can therefore be selected with a lower rigidity or transfer correspondingly higher loads.

Bei einem erfindungsgemäßen Federbeinstützlager sind darüber hinaus in den Federpuffer Ausnehmungen eingelassen. Diese Ausnehmungen befinden sich auf der Seite, mit der sich der Federpuffer gegen den radial gerichteten Gehäuseflansch abstützt.In a strut support bearing according to the invention are also in the spring buffer Recesses embedded. These recesses are on the side with which the Spring buffer is supported against the radially directed housing flange.

In Umfangsrichtung gesehen sind diese Ausnehmungen den sich in Abhängigkeit von der auftretenden Belastung ändernden Querschnitten des Federpuffers angepaßt. Das bedeutet, in axialer Richtung gesehen sind die Bereiche, die einen geringen Querschnitt aufweisen, mit kleineren Ausnehmungen versehen, als die Bereiche größeren Querschnitts.Seen in the circumferential direction, these recesses are depending on the Adjusted load-changing cross sections of the spring buffer adapted. That means in Seen in the axial direction, the areas which have a small cross section are included provide smaller recesses than the areas of larger cross-section.

Dadurch kann das Federbein in axialer Richtung bedarfsgerecht eingestellt werden. Dies läßt sich auch durch ein unterschiedliches Abstandsmaß zwischen den Ausnehmungen erzielen. Somit ist es erfindungsgemäß möglich, größere Federwege zu erzielen, ohne die seitliche Neigung des Federbeines zu verschlechtern. Es können demnach größere Federwege erreicht werden, als bei bekannten Lösungen. Die über den Umfang des Federpufferes verteilten Ausnehmungen können beispielsweise in radialer Richtung durchgehende Nuten oder einfache Grübchen mit sich ändernder Geometrie sein. Andere Geometrien liegen im Bereich des Erfindungsgedankens.This allows the suspension strut to be adjusted in the axial direction as required. This leaves can also be achieved by a different spacing between the recesses. Thus, according to the invention, it is possible to achieve larger spring travel without the lateral The shock absorber's tendency to deteriorate. Accordingly, longer spring travel can be achieved than with known solutions. The distributed over the circumference of the spring buffer Recesses can be continuous or simple in the radial direction, for example Dimples with changing geometry. Other geometries are in the range of The inventive concept.

Es ergibt sich auch die Möglichkeit, den Faltenbalg, welcher normalerweise den Dämpfer schützend umschließt, mit seinem oberen Ende innerhalb des an der Deckelplatte ausgebildeten Mantelringes zu befestigen, und zwar entweder als ein vom Federpuffer unabhängiges Bauteil oder als ein mit dem Federpuffer einstückig ausgebildetes Bauteil.There is also the possibility of the bellows, which is normally the damper encloses protective, with its upper end within the formed on the cover plate To fix the casing ring, either as a component independent of the spring buffer or as a component formed in one piece with the spring buffer.

In der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Federbeinstützlagers dargestellt.In the drawing are two preferred embodiments of an inventive Shock absorber support bearing shown.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein erstes Federbeinstützlager Fig. 1 shows a vertical section through a first strut support bearing

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch ein zweites Federbeinstützlager Fig. 2 shows a vertical section through a second strut support bearing

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Federpuffer als Einzelteil. Fig. 3 shows a spring buffer according to the invention as an individual part.

In den Ausführungsbeispielen besteht das obere Federbeinlager aus einem im vertikalen Schnitt in einer durch die Mittelachse des Federbeines gelegten Ebene topfförmigen Metallgehäuse 1, einem in diesem Gehäuse angeordneten Gummipuffer 2 und einem mit dem in der Zeichnung nicht dargestellten Dämpfer verbindbaren Tragstück 3, welches radial gerichtete Vorsprünge 4 aufweist, die in den Werkstoff des Gummipuffers 2 hineinragen. An der Unterseite des Gehäuses 1 ist ein Kragenrand 5 einstückig mit der Wandung des Gehäuses 1 aus Blech geformt. In diesen Kragenrand 5 ragt das obere Ende des nicht dargestellten Dämpfers hinein, so daß es dadurch radial geführt und gehalten ist. Die Verbindung des Tragstückes 3 mit dem Dämpfer erfolgt durch die Bohrung in dem Tragstück 3. An der Oberseite wird das Gehäuse 1 durch eine Deckelplatte 6 abgeschlossen, die das Tragstück 3 mit einem Spielraum umgibt, so daß das Tragstück 3 unter Ausnutzung eines entsprechenden Spielraumes im Boden des Gehäuses 1 kardanisch gegenüber dem Gehäuse beweglich ist. Die sich radial erstreckenden Vorsprünge 4 weisen bereichsweise Ausnehmungen auf. Hierdurch läßt sich eine kardanisch verringerte Kennung in der Belastungsebene erreichen. In herkömmlicher Weise wird der Gummipuffer 2 in dem Gehäuse 1 mit der Deckelplatte 6 eingespannt. Der radial nach außen gerichtete Rand 7 des topfförmigen Gehäuses 1 und die Deckelplatte 6 sind miteinander verstemmt. Ermöglicht wird dadurch eine Endbehandlung sowohl des Gehäuses 1 als auch der Deckelplatte 6 vor der Montage. Beide Bauteile können somit bereits vor der Verbindung oberflächenbehandelt, insbesondere lackiert, sein. Bei einer Verschweißung früherer Bauart ist dies nicht möglich. An der Deckelplatte befinden sich Befestigungselemente für die Verbindung mit einem Bauteil des Kraftfahrzeuges. Dargestellt sind Befestigungsschrauben 8, die Bohrungen sowohl des radial gerichteten Gehäuseflansches 7 als auch der Deckelplatte 6 durchdringen. Die Deckelplatte 6 geht am Außenrand in einen Mantelring 9 über, der nach unten gerichtet ist und über einen Federpuffer 10 hinausreicht, gegen den sich das obere Ende der Schraubenfeder 11 des Federbeines abstützt. Im Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1 ist ein den Dämpfer schützend umgebender Balg 12 einstückig mit dem Federpuffer 10 ausgebildet, so daß die Befestigung seines Oberendes durch den Federpuffer 10 bewirkt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 2 weist das obere Ende des Dichtungsbalgs 12 einen nach außen gerichteten Flansch auf, der zwischen dem Federpuffer 10 und dem Flansch 7 des Gehäuses eingespannt ist. Aus beiden Darstellungen wird deutlich, daß der Federpuffer 10 und gegebenenfalls auch der radiale Flansch des Balgs 12 im Bereich der Schrauben 8 für die Befestigung des oberen Federbeinlagers an einem Kraftfahrzeugteil Ausnehmungen aufweisen kann.In the exemplary embodiments, the upper suspension strut bearing consists of a pot-shaped metal housing 1 in a vertical section in a plane through the central axis of the suspension strut, a rubber buffer 2 arranged in this housing and a support piece 3 which can be connected to the damper (not shown in the drawing ) and which has radially directed projections 4 has, which protrude into the material of the rubber buffer 2 . On the underside of the housing 1 , a collar edge 5 is formed in one piece with the wall of the housing 1 from sheet metal. The upper end of the damper, not shown, projects into this collar edge 5 , so that it is guided and held radially. The connection of the support piece 3 with the damper takes place through the bore in the support piece 3 . At the top, the housing 1 is closed by a cover plate 6 , which surrounds the support piece 3 with a clearance, so that the support piece 3 is gimbal-movable relative to the housing using a corresponding clearance in the bottom of the housing 1 . The radially extending projections 4 have recesses in some areas. This allows a gimbally reduced identifier to be achieved in the load level. The rubber buffer 2 is clamped in the housing 1 with the cover plate 6 in a conventional manner. The radially outward edge 7 of the pot-shaped housing 1 and the cover plate 6 are caulked together. This enables a final treatment of both the housing 1 and the cover plate 6 before assembly. Both components can thus be surface-treated, in particular painted, before the connection. This is not possible when welding earlier designs. Fastening elements for connection to a component of the motor vehicle are located on the cover plate. Fastening screws 8 are shown which penetrate bores of both the radially directed housing flange 7 and the cover plate 6 . The cover plate 6 merges at the outer edge into a casing ring 9 which is directed downward and extends beyond a spring buffer 10 against which the upper end of the coil spring 11 of the spring strut is supported. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a bellows 12 protecting the damper is formed in one piece with the spring buffer 10 , so that the fastening of its upper end is effected by the spring buffer 10 . In the embodiment according to FIG. 2, the upper end of the sealing bellows 12 has an outwardly directed flange which is clamped between the spring buffer 10 and the flange 7 of the housing. From both representations it is clear that the spring buffer 10 and possibly also the radial flange of the bellows 12 in the area of the screws 8 can have recesses for fastening the upper suspension strut bearing to a motor vehicle part.

Zusätzlich sind in den Federpuffer 10 auf der Seite, mit der sich dieser gegen den radial gerichteten Gehäuseflansch 7 abstützt, über den Umfang sich verändernde Ausnehmungen 13 eingelassen, die eine gezielte aale Dämfungscharakteristik des Federpufferes 10 ermöglichen, ohne die seitliche Neigung der Schraubenfeder zu erhöhen. Somit kann der Dämpfer in axialer Richtung bedarfsgerecht ausgelegt werden. Die Ausnehmungen 13 sind in den Fig. 1 und 2 als in radialer Richtung durchgehende Nuten dargestellt.In addition, in the spring buffer 10 on the side with which it is supported against the radially directed housing flange 7 , recesses 13 which change over the circumference are let in, which enable a targeted eel damping characteristic of the spring buffer 10 without increasing the lateral inclination of the coil spring. The damper can thus be designed in the axial direction as required. The recesses 13 are shown in FIGS. 1 and 2 as continuous grooves in the radial direction.

In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßer Federpuffer als Einzelteil dargestellt.In Fig. 3, a spring buffer according to the invention is shown as a single part.

Die Ausnehmungen 13 befinden sich auf der Seite, mit der sich der Federpuffer 10 gegen den radial gerichteten Gehäuseflansch abstützt.The recesses 13 are located on the side with which the spring buffer 10 is supported against the radially directed housing flange.

In Umfangsrichtung gesehen sind diese Ausnehmungen 13 den sich in Abhängigkeit von der auftretenden Belastung ändernden Querschnitten des Federpuffers 10 angepaßt. Das bedeutet, die Bereiche, die einen in axialer Richtung gesehen geringen Querschnitt aufweisen, mit größeren Ausnehmungen 13.1 versehen, als die Bereiche größeren Querschnitts. Dort sind die Abmessungen der Ausnehmungen 13.2 kleiner. Wie aus Fig. 3 entnehmbar, wurde der darin dargestellte Federpuffer 10 mit Ausnehmungen gleicher Breite, aber mit sich verändernder Tiefe versehen. Seen in the circumferential direction, these recesses 13 are adapted to the cross sections of the spring buffer 10 which change as a function of the load which occurs. This means that the areas which have a small cross section as seen in the axial direction are provided with larger recesses 13.1 than the areas of larger cross section. The dimensions of the recesses 13.2 are smaller there. As can be seen from FIG. 3, the spring buffer 10 shown therein was provided with recesses of the same width but with a varying depth.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Gehäuse
casing

22

Gummipuffer
rubber buffers

33

Tragstück
supporting piece

44

Vorsprung
head Start

55

Kragenrand
collar edge

66

Deckelplatte
cover plate

77

Gehäuseflansch
housing flange

88th

Schraube
screw

99

Mantelring
casing ring

1010

Federpuffer
Federpuffer

1111

Schraubenfeder
coil spring

1212

Balg
bellows

1313

Ausnehmung
recess

Claims

1. Oberes Federbeinstützlager für Radaufhängungen in einem Kraftfahrzeug, bestehend aus:
einem im vertikalen Schnitt topfförmigen Metallgehäuse (1),
einem in diesem Gehäuse (1) angeordneten Gummipuffer (2),
einem mit einem Dämpfer verbindbaren Tragstück (3), welches mit sich radial erstreckenden Vorsprüngen (4) in den fest mit ihm verbundenen Gummipuffer (2) hineinragt, wobei ein sich radial erstreckender Gehäuserand (7) ein Widerlager für einen ringförmigen Federpuffer (10) bildet gegen den sich das obere Ende einer den Dämpfer umgebenden Schraubenfeder (11) abstützt,
einer an einem Kraftfahrzeugbauteil befestigbaren, den Gummipuffer (2) an seiner Oberseite abdeckenden, mit dem Metallgehäuse (1) verbundenen Deckelplatte (6),
einem den Dämpfer radial führenden Kragenrand (5) an der Unterseite des Gehäuses (1), der mit dem Metallgehäuse (1) einstückig aus Blech geformt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckelplatte (6) einen nach unten gerichteten, über den Federpuffer (10) hinausreichenden Mantelring (9) bildet, in den das sich gegen den Federpuffer (10) abstützende, obere Ende der Schraubenfeder (11) des Federbeines hineinreicht, wobei das Metallgehäuse (1) mit der Deckelplatte (6) verstemmt ist und der Federpuffer (10) auf der sich an dem Gehäuseflansch abstützenden Seite, bereichsweise Ausnehmungen (13) mit sich in Umfangsrichtung ändernder Geometrie aufweist. 1. Upper suspension strut support bearing for wheel suspensions in a motor vehicle, consisting of:
a cup-shaped metal housing ( 1 ) in vertical section,
a rubber buffer ( 2 ) arranged in this housing ( 1 ),
a support piece ( 3 ) which can be connected to a damper and which projects with radially extending projections ( 4 ) into the rubber buffer ( 2 ) firmly connected to it, a radially extending housing edge ( 7 ) forming an abutment for an annular spring buffer ( 10 ) against which the upper end of a coil spring ( 11 ) is supported,
a cover plate ( 6 ) which can be fastened to a motor vehicle component and which covers the rubber buffer ( 2 ) on its upper side and is connected to the metal housing ( 1 ),
a damper radially leading collar edge (5) on the underside of the housing (1) which is formed integrally with the metal housing (1) of sheet metal,
characterized in that
the cover plate ( 6 ) forms a downward-pointing jacket ring ( 9 ) which extends beyond the spring buffer ( 10 ) and into which the upper end of the coil spring ( 11 ) of the spring strut, which is supported against the spring buffer ( 10 ), extends, the metal housing ( 1 ) is caulked to the cover plate ( 6 ) and the spring buffer ( 10 ) has recesses ( 13 ) with a geometry that changes in the circumferential direction on the side supported on the housing flange.

2. Oberes Federbeinstützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich radial erstreckende Vorsprung (4) bereichsweise Ausnehmungen aufweist.2. Upper strut support bearing according to claim 1, characterized in that the radially extending projection ( 4 ) has recesses in some areas.

3. Oberes Federbeinstützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (13) des Federpuffers (10) in Umfangsrichtung gesehen unterschiedliche Abstandsmaße zueinander aufweisen.3. Upper strut support bearing according to claim 1, characterized in that the recesses ( 13 ) of the spring buffer ( 10 ) seen in the circumferential direction have different spacing from each other.

4. Oberes Federbeinstützlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (13) des Federpuffers (10) in Umfangsrichtung gesehen unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen.4. Upper strut support bearing according to claim 3, characterized in that the recesses ( 13 ) of the spring buffer ( 10 ) seen in the circumferential direction have different angles of inclination.

5. Oberes Federbeinstützlager nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (13) des Federpuffers (10) in Umfangsrichtung gesehen unterschiedliche Tiefen aufweisen.5. Upper strut support bearing according to one of claims 3 or 4, characterized in that the recesses ( 13 ) of the spring buffer ( 10 ) have different depths seen in the circumferential direction.