DE2927389C2 - - Google Patents

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.