DE2927389C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Federbeinabstützung für das Fe
derbein der Radaufhängung eines Fahrzeugs nach dem Oberbe
griff des Patentanspruches 1.
Eine solche Federbeinabstützung ist aus der DE-GM 75 40 560
bekannt. Diese bekannte karosserieseitige Federbeinabstüt
zung ist in der sogenannten "entkoppelten" Bauweise ausge
führt, d. h. Feder und Dämpfer werden funktionsmäßig über ent
sprechend den unterschiedlichen Steifigkeitsanforderungen
ausgebildete eigene Bereiche des als Abstützung vorgesehenen
Elastomerelementes abgestützt und die Feder und Dämpfer
kräfte getrennt in verschiedene, unterschiedliche Steifigkei
ten aufweisende Bereiche des Elastomerelementes eingeleitet.
Dabei erweist es sich jedoch als nachteilig, daß das
Elastomerelement Zugbeanspruchungen ausgesetzt ist, die sei
nen Verschleiß erhöhen und seine Lebensdauer herabsetzen.
Aus der DE-OS 26 13 982 ist eine karosserieseitige elasti
sche Lagerung eines Federbeins oder Federdämpfers bekannt,
bei der zwischen dem oberen Federteller und dem elastomeren
Ring ein Lager angeordnet ist, um Drehbewegungen des Feder
endes um die Federlängsachse beim Aus- und Einfedern der
Schraubenfeder sowie bei Lenkbewegungen vom elastomeren Ring fernzuhalten. Diese be
kannte Lagerung ist jedoch nicht in der entkoppelten Bauwei
se ausgeführt, so daß keine unterschiedlichen Steifigkeitsan
forderungen von Feder und Dämpfer berücksichtigt werden kön
nen. Außerdem treten im elastomeren Ring ebenfalls Zugspan
nungen auf, die seine Lebensdauer verringern.
Weiterhin ist es aus der GB-PS 10 78 442 bekannt, daß ein
Gummiring von karosserieseitig befestigten Halterungen um
schlossen ist, über den Feder- und Dämpfungskräfte gemeinsam
geleitet werden. Dieser Gummiring ist derart gestaltet, daß
er bei kleinen Ausschlägen auf Schub beansprucht wird und
eine kleine Federrate aufweist, während er bei großen Aus
schlägen auf Druck beansprucht und seine Federrate erhöht
wird. Mit dieser bekannten Federbeinabstützung ist es jedoch
nicht möglich, über den ganzen Bereich der abzustützenden
Betriebslasten eine unterschiedliche Abstimmung der Steifig
keit für die Feder- und Dämpferabstützung zu erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Federbeinab
stützung der genannten Art so auszugestalten, daß bei einfa
chem Aufbau für Feder und Dämpfer unterschiedliche Steifig
keiten der Abstützung für den ganzen Bereich der abzustützen
den Betriebslasten sowie eine hohe Verschleißfestigkeit und
eine lange Betriebslebensdauer erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Federbeinabstüt
zung wird erreicht, mit einem einzigen Ring aus elastomerem
Werkstoff unterschiedliche Steifigkeiten der Abstützung über
den gesamten Bereich der abzustützenden Betriebslasten zu
erzielen, wobei der elastomere Werkstoff in vorteilhafter
Weise durch die Vorspannung der Halterungen in allen Be
triebszuständen unter Druckspannung bleibt. Dadurch werden
verschleißfördernde Zugspannungen vermieden und die Lebens
dauer des elastischen Werkstoffs erhöht. Durch die Entkoppe
lung von Feder und Dämpfer durch das Lager wird eine Verdre
hung des elastischen Werkstoffs um die Schraubenfederlängsachse
zuverlässig verhindert, wodurch die Lebensdauer des elasti
schen Werkstoffes ebenfalls erhöht wird.
Weitere Ausgestaltungsvarianten bzw. vorteilhafte Ausfüh
rungsformen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen er
sichtlich.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine zum Teil geschnittene Vorderansicht
einer Vorderradaufhängung für ein Fahrzeug,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 im Schnitt und
in vergrößertem Maßstab nach der Linie
2-2 in Fig. 3 und
Fig. 3 eine Ansicht nach der Linie 3-3 in Fig. 2
in Richtung der Pfeile gesehen.
Die Radaufhängung 10 ist zwischen einem hochge
zogenen Teil des Fahrzeugkörpers 12 und einer Radnabe 14
vorgesehen, die drehbar auf einem Achszapfen 15 gelagert
ist. Der Radzapfen 15 ist ein Teil eines Achsschen
kels 16. Auf der Radnabe 14 sitzt ein übliches Rad 18
mit einem Reifen 20.
Die Radaufhängung weist einen üblichen Querlenker
22 in Y-Form auf, dessen innere Enden schwenkbar am
Fahrzeugkörper 12
befestigt sind und dessen äußeres Ende über ein Kugel
gelenk 30 mit dem Achsschenkel 16 verbunden ist.
Ein Teleskopstoßdämpfer 32 enthält in einem
Gehäuse 34 einen nicht dargestellten Kolben, der eine
am oberen Ende des Gehäuses 34 austretende Kolbenstange
36 aufweist, die federnd mit der die gefederte Masse bildenden
Fahrzeugkörper 12 im Bereich einer Öffnung 38 in diesem
verbunden ist. Das untere Ende des Gehäuses 34 ist über
ein nabenartiges Anschlußstück 39 mit dem Achsschenkel
16 verbunden. Der Teleskopstoßdämpfer 32 ist von
einer Schraubenfeder 40 umgeben, deren unteres Ende an
einem ersten Federteller 42 abgestützt ist, welcher mit
dem Gehäuse 34 verbunden ist. Das obere Ende der Schrau
benfeder 40 ist an einem zweiten Federteller 44 abgestützt,
der in noch zu beschreibender Weise federnd mit der gefe
derten Masse des Fahrzeugs verbunden ist. Der untere Fe
derteller 42 kann konzentrisch oder exzentrisch zum Ge
häuse 34 ausgebildet werden, um den jeweiligen Fahrzeug
typen angepaßt zu werden.
Gegen die untere Fläche des oberen Federtellers 44
liegt eine nachgiebige Büchse 46 (Fig. 2) satt an, die am
Rand flanschartige Lappen 48 trägt, in deren Bereich
die Verbindung mit dem oberen Federteller 44 durch Schrau
ben 50 und Muttern 52 erfolgt. Die Büchse 46 umgibt die
Kolbenstange 36 frei und dient als Anschlag für das Ge
häuse 34 des Teleskopstoßdämpfers. Der freiliegende
Teil der Kolbenstange 36 ist von einem zylindrischen
Schmutzschild 54 umgeben, der über die Muttern 52 und die
Schrauben 50 ebenfalls am oberen Federteller 44 befestigt
ist.
Eine federnde Aufnahme 56 für die Kolbenstange 36
besteht aus einem einzigen Ring 58 aus elastomerem Werk
stoff, der ein zentrales nabenartiges Teil 60 verringer
ter Dicke und eine Bodenfläche 62 abgesetzter Gestalt hat.
Mit der inneren Fläche des zentralen Teils 60 ist eine
Metallbüchse 64 verbunden, während gegen die profilierte
Bodenfläche 62 ein Laufring 66 eines Lagers anliegt. Die
Metallbüchse 64 hat einen radialen Flansch 68, der in
den elastomeren Ring 58 eingebettet ist. Ebenso ist die radial äuße
re Kante des Laufrings 66 in den elastomeren Ring 58 eingebettet.
Zwischen dem Laufring 66 und dem oberen Federteller 44
ist eine Wälzlagerung 70 mit einem weiteren Laufring 72 vor
gesehen.
Der elastomere Ring 58 ist vorgespannt und zwar durch Kräfte,
die auf seine äußere Mantelfläche, die obere Fläche und
die untere Fläche ausgeübt werden. Hierzu ist der Ring
58 von profilierten Halterungen 74 und 76 umschlossen.
Die Halterung 74 hat einen Flansch 78 und die Halterung
76 mehrere Lappen 80 am Umfang, die durch Schrauben 82
zusammengespannt sind. Diese treten durch Löcher 84 in
den Halterungen 74 und 76 und werden durch Anstauchen
im oberen Loch 84 befestigt. Neben den Löchern 84 sind
fluchtende Löcher 86 (Fig. 3) vorgesehen, die das Aus
richten beim Zusammenbau erleichtern. Beim Einbau in das
Fahrzeug treten die Schrauben 82 durch Löcher 88 im Fahr
zeugkörper 12 und werden durch Muttern 90 ergänzt,
um den elastomeren Ring 58 mit den Halterungen 74 und 76
am Fahrzeugkörper festzulegen.
Die Lenkachse für das Rad 18 geht durch den Mittel
punkt des elastomeren Rings 58 und den Mittelpunkt des Kugelgelenks
30, das sich vom Achsschenkel 16 nach unten erstreckt.
Das Anschlußstück 39 kann vor oder hinter der Achse des
Rades 18 liegen, je nachdem ob Vorderradantrieb oder
Hinterradantrieb vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der oberen Auf
nahme der Kolbenstange sowie der Abstützung des oberen
Endes der Schraubenfeder 40 ergeben beim Ein- und Ausfedern,
daß der äußere Bereich des Ringes 58 Druckkräften aus
gesetzt ist, während im zentralen Bereich Schubkräfte
auftreten. Es ergibt sich somit eine voneinander unab
hängige Steuerung der Steifigkeit der Abstützung des Te
leskopstoßdämpfers 32 und der Schraubenfeder 40.
Durch die Vorspannung des elastomeren Rings 58 werden Zugbeanspruchun
gen des elastomeren Werkstoffs weitgehend vermieden, auf
die diese Werkstoffe besonders empfindlich sind. Bei nor
malen Betriebsbedingungen besteht die Neigung, daß sich
der Ring 58 bis zu seinem entspannten Zustand ausdehnt,
ohne Zugspannungen ausgesetzt zu sein, wodurch seine
Haltbarkeit wesentlich erhöht wird.
Claims (6)
1. Federbeinabstützung für das Federbein der Radaufhängung
eines Fahrzeugs mit
- a) einem Teleskopstoßdämpfer, dessen Gehäuse mit seinem unteren Ende mit der ungefederten Masse des Fahrzeugs, und dessen oben aus dem Gehäuse tretende Kolbenstange mit dem die gefederte Masse des Fahrzeugs bildenden Fahrzeugkörper im Bereich einer Öffnung ver bunden sind;
- b) einer den Teleskopstoßdämpfer umgebenden Schrau benfeder, deren unteres Ende an einem am Gehäuse des Teleskopstoßdämpfers befestigten Federteller, und deren oberes Ende an einem die Kolbenstange um gebenden Federteller abgestützt sind; und
- c) einem an dem oberen Ende der Kolbenstange befestigten, zwischen Halterungen liegenden Ring aus elastomerem Werkstoff, wobei die Kolbenstange mit einem zentralen Teil des Rings verbunden und der obere Federteller mit einem äußeren Bereich des Rings in Wirkverbindung ist, derart, daß beim Ein- und Ausfedern der äußere Bereich des Rings vom oberen Federteller ausgeübten Druckkräf ten unterliegt, während sein zentraler Bereich über die Kolbenstange Schubkräften ausgesetzt ist, so daß sich unterschiedliche Steifigkeiten der Abstützung des Teleskopkolbenstoßdämpfers und der Schraubenfeder er geben,
dadurch gekennzeichnet,
- d) daß der elastomere Ring (58) an seiner Mantelfläche, oberen Fläche und Bodenfläche zwischen den ihn umschließenden Halterungen (74; 76) vorgespannt ist, die mit der ge federten Masse neben und konzentrisch zu der Öffnung im Fahrzeugkörper verbunden sind;
- e) daß mit der Bodenfläche (62) des Rings (58) ein Lager (66, 70, 72) verbunden ist; und
- f) daß sich der obere Federteller (44) an dem Lager (66, 70, 72) abstützt.
2. Federbeinabstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Halterungen (74; 76) miteinander und mit der
gefederten Masse (12) im Bereich der Öffnung (38) des
Fahrzeugkörpers verbunden sind.
3. Federbeinabstützung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich (60) des elastomeren Rings
(58) mit der Kolbenstange (36) über eine metallische
Büchse (64) verbunden ist, die mit einem radialen Flansch
(68) in den Ring (58) eingebettet ist.
4. Federbeinabstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der obere Federteller (44)
und das Lager (66, 70, 72) konzentrisch zu den Halterun
gen (74; 76) und zur Kolbenstange (36) angeordnet sind.
5. Federbeinabstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (66, 70, 72) über
seinen Laufring (72) am oberen Federteller (44) direkt
abgestützt ist.
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