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Aufbauseitiger Lagerbock
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eines Kraftfahrzeuges Die Erfindung bezieht sich auf einen aufbauseitigen
Lagerbock eines Kraft fahrzeuges der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten
Art.
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Bekannte aufbauseitige Lagerböcke ( z. B. DE-OS 25 24 536) zur schwenkbaren
Anlenkung eines Radführungsgliedes, z. B. eines Längs- oder Querlenkers oder einer
Koppel- bzw. Verbundlenkerachse, am Fahrzeugaufbau, stellen in sich steife Gebilde
dar, die starr am Fahrzeugaufbau befestigt sind und den von ihnen getragenen Lagerbolzen,
um den das Radführungsglied schwenkbar gelagert ist, räumlich in einer festen Lage
fixieren. Um eine geräuschnäßige Entkopplung zwischen den Radführungsgliedern und
dem Fahrgastraum zu erzielen, werden die Radführungsglieder am Lagerbolzen in der
Regel mit Hilfe von Gummilagern angelenkt, die einerseits für die Geräuschisolierung
sorgen und zum andern eine gewisse kugelige Bewegung der Radführungsglieder um den
Lagerbolzen ermöglichen.
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Außerdem ist es bekannt, durch eine besondere Gestaltung des Gummilagers
zusätzlich das Eigenlenkverhalten des Kraftfahrzeuges sowohl bei Kurvenfahrt als
auch bei Lastwechsel zu beeinflussen.
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Aus den DE-OS 27 48 193 sowie 28 38 391 sind z. B. spurkorrigierende
Gummimetall-Lager bekannt, mit deren Hilfe die bei Kurvenfahrt auftretende Übersteuerungsneigung
solcher Radführungsglieder, deren Schwenkachse quer, d. h. unter einem Winkel von
zumindest annähernd 900 zur Fahrzeuglängsachse verläuft, abgebaut oder beseitigt
wird.
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Hierbei handelt es sich insbesondere um hintere Verbund- bzw. Koppellenkerachsen
oder auch um hintere Längslenker mit zwei aufbauseitigen Lagerstellen. Bei diesen
bekannten Gummimetall-Lagern wird also entweder das elastische Material des Gummimetall-Lagers
so ausgebildet, daß beim Einleiten von Axialkräften gezielte Radialkräfte auftreten,
durch welche die innere und die äußere Metallbuchse gezielt in eine vorbestimmte
Richtung radial gegeneinander verschoben werden, wodurch eine gewünschte Verschwenkung
des Radführungsgliedes erzielt werden kann, oder die Metallbuchsen des Gummimetall-Lagers
werden so ausgebildet, daß sie - in Verbindung mit dem Gummikörper - eine Art Gleitrampe
bilden, so daß beim Auftreten von Axialkräften die innere und die äußere Metallbuchse
gezielt in eine vorbestimmte Richtung radial gegeneinander verschoben werden.
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Um eine wirklich gute Rollgeräuschisolation zu erreichen, müßten die
aufbauseitigen Gummimetall-Lager der Radführungsglieder in Fahrzeuglängsrichtung
so weich ausgebildet werden, daß sich eine vergleichsweise große Längs federung
(Nachgiebigkeit in Fahrzeuglängsrichtung) ergibt, welche vom jeweiligen Fahrzeugtyp
abhängt und beispielsweise in der Größenordnung von etwa f 10-15 mm liegen kann.
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Würde man zwecks Erzielung einer guten Rollgeräuschisolation nun normale
Gummimetall-Lager entsprechend stark längselastisch ausbilden, dann ergäben sich
unter der Einwirkung von an den Fahrzeugrädern angreifenden Seitenkräften (z. 3.
beim Durchfahren von Kurven) störende Lenkeffekte in Richtung Ubersteuern, d. h.
das Fahrzeug würde in eine Kurve schärfer einfahren als vom Fahrzeuglenker vorgesehen,
wodurch kritische Situationen entstehen können.
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Wollte man nun versuchen, anstelle solcher normalen Gummimetall-Lager
bekannte spurkorrigierende Gummimetall-Lager einzusetzen, die einem
Übersteuern
ja entgegenwirken, dann müßten diese zur Erzielung der für eine gute Rollgeräuelchisolation
erforderlichen großen Längs elastizität sehr voluminös ausgebildet werden. Es ergäben
sich zum einen räumliche Schwierigkeiten und zum anderen wäre die Lebensdauer derart
modifizierter spurkorrigierender Gummimetall-Lager als kritisch anzusehen, da die
dann erforderlichen relativ großen Gummimassen sowohl Schub- als auch Druck- und
Torsionsbeanspruchungen unterworfen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung mit
einem im wesentlichen horizontal und quer zur Fahrzeuglängsachse eines Kraftfahrzeuges
verlaufenden Lagerbolzens zur schwenkbaren Anlenkung eines Radführungsgliedes, insbesondere
eines Längslenkers oder eines Koppel- bzw. Verbundlenkers, zu schaffen, mit der
einerseits eine vergleichsweise große Längsnachgiebigkeit zur Erzielung einer guten
Rollgeräuschisolation erreicht werden kann und mit der andererseits störenden Lenkeffekten
in Richtung Übersteuern entgegengewirkt oder sogar Lenkeffekte in Richtung Untersteuern
erzielt werden.
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Ausgehend von einem aufbauseitigen Lagerbock der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale
im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte und erfindungswesentliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
wird die Erfindung nachstehend erläutert.
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In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 die Draufsicht
auf eine Hinterachse nach Art einer Verbundlenkerachse mit aufbauseitigen Lagerböcken
gemä der Erfindung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Lagerbocks
gemäß der Erfindung, Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittführung III
in Fig. 2 Fig. 4 eine weitere Schnittdarstellung entlang der Schnittführung IV in
Fig. 3 und Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Lagerbocks gemäß der
Erfindung.
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Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Verbundlenkerachse besteht
im wesentlichen aus den beiden die Hinterräder 1 tragenden starren Längslenkern
2 und einer die beiden Längslenker miteinander verbindenden biegesteifen, jedoch
drehweichen Ouerstrebe 3. Dieser Achsverbund ist über die beiden Lageranordnungen
4 schwenkbar am nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau angelenkt. Die beiden
Lageranordnungen 4 enthalten Gummimetall-Kombinationen wie sie im einzelnen in den
Figuren 2 bis 4 näher dargestellt sind. Sie enthalten u. a. einen karosseriefesten
Schwenkbolzen 55 mit einem darum verschwenkbaren Lagerteil 6, welches den eigentlichen
Lagerbolzen~8 zur Anlenkung des Längslenkers 2 des Achsverbundes trägt.
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Die Lageranordnung ist nun so ausgebildet und angeordnet, daß zum
einen eine vergleichsweise große Längselastizität gegeben ist, durch die eine gute
Geräuschisolation sowie ein entsprechend guter Fahrkomfort gewährleistet wird, und
zum andern ein Lenkeffekt in Richtung Untersteuern erzielt wird, wenn an den Fahrzeugrädern
1 Seitenkräfte angreifen.
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In Fig. 1 ist die normale räumliche Lage des Achsverbundes des in
Pfeilrichtung fahrenden Fahrzeuges gestrichelt dargestellt. Die räumliche Lage,
die der Achsverbund bei an den Rädern 1 angreifenden ,eitenkräft;en F einnimmt,
ist voll ausgezogen. In Fig. 1 ist beispielsweine die Situation angenommen, die
beim Durchfahren einer Linkskurve
vorliegt, bei der also das rechte
hintere Rad 1 das kurvenäußere Rad darstellt. In dieser Situation greift am rechten
hinteren Rad eine mit F bezifferte Kraft an. Eine gleichgerichtete, wegen der unterschiedlichen
Radbelastungen jedoch kleinere Kraft greift am linken Hinterrad 1 an. Unter der
Einwirkung dieser Kräfte wird der Achsverbund infolge der speziellen Ausbildung
der erfindungsgemäßen Lagerböcke in die voll ausgezogene räumliche Lage verschwenkt,
d. h. es wird ein Lenkeffekt in Richtung Untersteuern erzielt.
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Die Lageranordnungen 4 bestehen im wesentlichen aus einem aufbauseitigen
Lagerbock mit einem im wesentlichen horizontal und quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden
Lagerbolzen 8 zur schwenkbaren Anlenkung des Radführungsgliedes 2.
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Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen aufbauseitigen Lagerbock in perspektivischer
Ansicht. Dieser Lagerbock enthält ein Basisteil 5 mit einem Unterteil 52 und einem
Oberteil 51, welches starr am Fahrzeugaufbau befestigbar ist, ein Lagerteil 6, an
dem der Lagerbolzen 8 für das Radführungsglied 2 starr befestigt ist,. sowie zwei
voneinander unabhängige und getrennt voneinander angeordnete elastische Elemente
9 und 10.
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Lagerteil Das den Lagerbolzen 8 tragende / 6 ist unter Zwischenschaltung
der gummielastischen Elemente 9 und 10 in der Weise am starr am Fahrzeugaufbau befestigbaren
Basisteil 5 befestigt, daß der Lagerbolzen 8 einerseits bei am Radführungsglied
2 angreifenden Längskräften in Fahrzeuglängsrichtung verlagerbar ist, also eine
gute Längselastizität gegeben ist, und andererseits bei am Radführungsglied 2 angreifenden
Seitenkräften um eine definierte vertikale Achse verschwenkbar ist und zwar in Richtung
Untersteuern.
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Das Lagerteil 6, an dem der Lagerbolzen 8 starr befestigt ist, weist
- wie dies in Fig. 3 gut zu erkennen ist - drei vertikal
angeordnete
Wangen 61 und 62 auf, die im Abstand parallel nebeneinander verlaufen und sich in
Pahrzeuglängsrichtung erstrecken.
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Die mittlere Lagerteilwange 61 und eine der beiden äußeren Lagerteilwangen
62 dienen als Lagerwangen für den Längslenker 2 der Verbundlenkerachse. Das mit
einem üblichen Gummilager 21 ausgerustete Ende dieses Längslenkers ist zwischen
diesen beiden Lagerteilwangen am Lagerbolzen 8 angelenkt. Zwischen der mittleren
Lagerteilwange 61 und der anderen äußeren Lagerteilwange 62 ist ein erstes elastisches
Element 9 aus Gummi oder gummiähnlichem Material angeordnet und form-oder kraftschlüssig,
z. B. durch Vulkanisation, mit diesen Lagerteilwangen verbunden. Mittig zwischen
diesen beiden Lagerteilwangen ist im ersten elastischen Element 9 ein sich in Fahrzeuglängsrichtung
erstreckender, vertikaler plattenförmiger Fortsatz 72 eines tenkerteiles 7 eingebettet,
wobei dieser Fortsatz ebenfalls form- oder kraftschlüssig, z. B. durch Vulkanisation,
mit dem ersten elastischen Element 9 verbunden ist. Eine zumindest annähernd vertikal
verlaufende Lagerbuchse 71 des lenkerteiles 7 ragt radführungsgliedseitig frei aus
dem ersten elastischen Element 9 heraus und ist - im Ausführungsbeispiel unter Zwischenschaltung
einer gummielastischen Hülse 73 - auf einem zumindest annähernd vertikal verlaufenden
Schwenkbolzen 55 gelagert, der Teil des starr am Fahrzeugaufbau befestigten bzw.
befestigbaren Basisteil 5 ist.
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Der Schwenicholzen 55 und damit die Lagerbuchse 71 ist räumlich so
angeordnet, daß er von der Längsachse A des Lagerbolzens 6 tnd von der Längsachse
B des Längslenkers 2 der Verbundlenkerachse zumindest annähernd gleich weit entfernt
ist und somit die Verbindungslinie C zwischen dem Schwenkbolzen 55 und dem Schnittpunkt
zwischen der Längsachse A des Lagerbolzens und der Längsachse E des Längslenkers
2 einen Winkel von zumindest annähernd 450 mit der Fahrzeuglängsrichtung einschließt.
Im übrigen ist der Schwenkbolzen 55 hinter dem Lagerbolzen 8 liegend - auf Fahrtrichtung
bezogen - und derart angeordnet, daß die Verbindungslinien C der beiden miteinander
zusammenwirkenden Lagerböcke der Verbundlenkerachse
sich unterhalb
des Fahrzeuges schneiden.
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Wie insbesondere Fig. 4 zu entnehmen ist, weist das Basisteil 5 zwei
im Abstand parallel nebeneinander verlaufende, horizontal liegende Basisteilwangen
53 auf, von denen die eine Teil des Oberteils 51 und die andere Teil des Unterteils
52 des. Basisteils 5 ist, die ihrerseits mittels mehrerer Schraubbolzen 54 - im
Abstand zueinander - starr miteinander verbunden sind. Einer der Schraubbolzen dient
dabei als Schwenkbolzen 55 für die Lagerbuchse 71 des Lenkerteils 7. Zwischen den
beiden 3asisteilwangen 53 ist ein vom ersten elastischen Element 9 unabhängiges
zweites elastisches Element 10 aus Gummi oder gummiähnlichem Material angeordnet.
Ein in einer Horizontalebene liegender plattenförmiger Fortsatz 63 des Lagerteile
6 ist in diesem zweiten elastischen Element 10 mittig zwischen den beiden Basisteilwangen
53 eingebettet. Das elastische Element 10 ist mit den beiden Basisteilwangen sowie
mit dem plattenförmigen Fortsatz 63 form- oder kraftschlüssig verbunden. Es kann
beispielsweise aus zwei voneinander getrennten Gummipolstern bestehen, die zwischen
diesen drei plattenförmigen Teilen eingespannt sind. Grundsätzlich könnte die Befestigung
auch auf andere bekannte Weise, z. B. durch Vulkanisation, geschehen.
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Insbesondere aus den Figuren 3 und 4 ist leicht zu erkennen, daß die
beiden elastischen Elemente 9 und 10 derart ausgebildet und angeordnet sind, daß
sie ausschließlich auf Schub beansprucht werden, wenn an den beiden Fahrzeugrädern
1 der Verbundlenkerachse Längskräfte angreifen. Diese Längskräfte werden über die
beiden Längslenker 2 auf die Lagerbolzen 8 und damit auf die starr mit diesen verbundenen
Lagerteile 6 übertragen. Da diese mit den starr am Fahrzeugaufbau befestigten Basisteilen
5 nicht starr, sondern iiber die elastischen Elemente 9 und 10 verbunden sind, nämlich
einerseits über das erste elastische Element 9 und das Lenkerteil 7 sowie den Schwenkbolzen
55 und andererseits über das zweite elastische Element 10 und die beiden Basisteilwangen
53, können die
Lagerteile 6 in Fahrzeuglängsrichtung nachgeben.
Da die beiden elastischen Elemente 9 und 10 hierbei nur auf Schub beansprucht werden,
ist es ohne Schwiergkeiten möglich, durch entsprechende Bemessung dieser elastischen
Elemente die gewünschte große Längselastizität gezielt herzustellen.
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Wenn an den Fahrzeugrädern 1 Seitenkräfte angreifen, ändert sich die
Situation bezüglich der Beanspruchung der beiden elastischen Elemente 9 und 10.
Insbesondere aus Fig. 3 ist leicht zu erkennen, daß in diesem Betriebsfall nur das
zweite elastische Element 10 auf Schub beansprucht wird, während das erste elastische
Element 9 auf Druck beansprucht wird, wobei das Lagerteil 6 und damit der Laz.-erbolzen
8 sowie der Längslenker 2 definiert um den Schwenkbolzen 55 geschwenkt wird und
zwar - in Fig. 3 - im Uhrzeigersinn, wenn am Lenker 2 eine Kraft F' in Pfeilrichtung
angreift.
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Damit die relative Auslenkung des Lagerteils 6 zum Basisteil 5 ungehindert
erfolgen kann, sind einerseits im ersten elastischen Element 9 sowie im plattenförmigen
Fortsatz 72 des Lenkerteils 7 jeweils Ausnehmungen 91 und 74 und andererseits im
zweiten elastischen Element 10 sowie im plattenförmigen Fortsatz 63 des Lagerteils
6 jeweils Ausnehmungen 101 und 64 angeordnet. Durch diese Ausnehmungen ist gewährleistet,
daß der in den Lagerteilwangen 61 und 62 gelagerte Lagerbolzen 8 sowie ein im Bereich
der Basisteilwangen 53 angeordnete Schraubbolzen 54 jeweils auch bei Relativbewegungen
zwischen dem Basisteil 5 und dem Lagerteil 6 nicht oder kaum am ersten bzw. am zweiten
elastischen Element 10 zur Anlage kommen.
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Der erfindungsgemäße aufbauseitige Lagerbock läßt sich besonders gut
den jeweiligen Erfordernissen anpassen, weil die beiden elastischen Elemente unabhängig
voneinander bemessen und abgestimmt werden können, so daß insbesondere die längselastischen
sowie die spurkorrigierenden Eigenschaften der Achsaufhängung weitgehend unabhängig
voneinander festgelegt werden können, ohne
daß dies Einfluß auf
die Bemessung des eigentlichen Gummimetall-Lagers des angelenkten Radführungsgliedes
hätte.
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Der vorgeschlagene aufbauseitige Lagerbock ist besonders gut geeignet
zur Anlenkung von Koppel- oder Verbundlenkerachsen, bei denen ein aus zwei Längslenkers
und einer beide Längslenker miteinander verbindenden Querstrebe bestehender Verbundlenker
über nur zwei aufbauseitige Lager am Fahrzeugaufbau angelenkt wird. Gut geeignet
sind die Lagerböcke aber auch zur Anlenkung von solchen Längslenkern, die über je
zwei Lagerböcke angelenkt werden.
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In Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines leicht abgewandelten
Lagerbockes gemäß der Erfindung dargestellt. Im wesentlichen stimmt er mit dem in
den Figuren 2 bis 4 dargestellten Lagerbock überein. Er unterscheidet sich von diesem
nur in einigen Details. Er enthält wiederum ein starr am Fahrzeugaufbau befestigbares
Basisteil 5 sowie ein mit diesem über ein erstes elastisches Element 9 sowie ein
zweites elastisches Element 10 verbundenes Lagerteil 6, an dem der Lagerbolzen 8
für das Radführungsglied starr befestigt ist. Die wesentlichen Unterschiede dieses
Lagerbockes zum zuvor beschriebenen Lagerbock liegen in der Ausgestaltung der beiden
elastischen Elemente 9 und 10 bzw. in der Art, wie Basisteil 5 und Lagerteil 6 sowie
Lenkerteil 7' an diesen Elementen angreifen. Beim Lagerbock gemäß den Figuren 2
und 4 umgreift das Basisteil 5 das mit ihm zusammenwirkende zweite elastische Element
10 mit zwei Basisteilwangen 53, während das Lagerteil 6 mit einem parallel zu diesen
Basisteilwangen 53 verlaufenden plattenförmigen Fortsatz 63 an diesem elastischen
Element 10 mittig angreift. Das Lagerteil 6 wiederum umschließt das ihm zugeordnete
elastische Element 9 mit zwei Lagerteilwangen 61 bzw.
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62 und das Lenkerteil 7 greift seinerseits mit einem parallel zu diesen
Lagerteilwangen verlaufenden plattenförmigen Fortsatz 72 mittig am ersten elastischen
Element 9 an.
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Beim Lagerbock gemäß Fig. 5 ist das elastische Element 10 demgegenüber
nin' mit einer seiner Flächen an einer Basisteilwange 53 anvulkanisiert, während
die gegenüberliegende Fläche dieses elastischen Elementes an einem horizontal liegenden
plattenförmigen Fortsatz 63' des Lagerteiles 6 anvulkanisiert ist. In entsprechender
Weise ist das andere elastische Element 9 nur mit einer seiner Seiten an der einen
Lagerteilwange mit 61 des Lagerteiles 6 anvulkanisiert, während seine gegenüberliegende
Fläche an einem in einer Vertikalebene liegenden plattenförmigen Fortsatz 72' des
Lenkerteiles 7' anvulkanisiert ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind in den
elastischen Elementen 9 und 10 jeweils metallische Zwischenlagen 11 und 12 einvulkanisiert.
Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, jedoch von Fall zu Fall angebracht,
um bestimmte Charakteristiken dieser Elemente zu erzielen.
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