DE60106144T2

DE60106144T2 - Expandierbarer Einsatz zur Befestigung einer Verbindung an einem Ende eines Stabilisatorstabs

Info

Publication number: DE60106144T2
Application number: DE60106144T
Authority: DE
Inventors: Michael Vito Clarkston Catania
Original assignee: Meritor Suspension Systems Co US; Meritor Suspension Systems Co Inc
Current assignee: MSSC Inc; MSSC US
Priority date: 2000-07-01
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: DE60106144D1; BR0103393A; ES2230244T3; US6533301B1; EP1170158B1; EP1170158A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Stabilisatorbefestigungssystem eines Fahrzeugaufhängungssystems wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und auf ein Fahrzeugaufhängungssystem wie im Oberbegriff von Anspruch 5 beschrieben.
Fahrzeuge sind gewöhnlicherweise mit Aufhängungssystemen ausgestattet, um Stöße von der Straße und andere Vibrationen aufzunehmen, während sie für eine ruhige und komfortable Fahrt sorgen. Ein Stabilisator wird oft benutzt, um die Rollsteifigkeit zu erhöhen und um die Lenkstabilität des Fahrzeugs zu verbessern. Der Stabilisator ist quer zum Fahrzeugrahmen eingebaut, um bei Kurvenfahrt ein Schwanken zu kontrollieren.
Verschiedene Arten von Verbindungen wurden verwendet, um einen Stabilisator mit einem Fahrzeug zu verbinden. In einer ersten Verbindungsart werden die Enden des Stabilisators an ein befestigendes Gestänge warmgeformt, geschweißt oder gecrimpt. Eine weitere Verbindungsart verwendet eine Gummitülle, die um die Außenfläche des Stabilisatorendes herum befestigt ist. Diese Verbindungsart verpreßt sich in die Gummitülle. In einer dritten Verbindungsart wird ein Gewindeverbindungsbolzen in das Ende des Stabilisators gesteckt und verdreht, wobei der Verbindungsbolzen direkt in die Innenfläche des Stabilisators geschnitten wird.
Jedes der vorgenannten Befestigungsverfahren hat Nachteile. Wenn die Enden des Stabilisators an das befestigende Gestänge geformt, geschweißt oder gecrimpt sind, ist ein zusätzlicher Bearbeitungsschritt an den Enden des Stabilisators notwendig, was in zusätzlicher Zeit und zusätzlichen Kosten resultiert. Die eingefaßte Gummitülle ist für viele Anwendungen keine akzeptable Befestigung.
Es ist auch von Nachteil, den Verbindungsbolzen direkt in das Innere des Stabilisators zu schneiden. Dieser Schneidvorgang erfordert, daß der Stabilisator einen spezifischen Innendurchmesser hat, so daß der Verbindungsbolzen die Innenfläche des Stabilisators berührt und sich in diese hineinschneidet. Daher muß entweder der Gewindedurchmesser des Verbindungsbolzens oder der Innendurchmesser des Stabilisators für eine gute Verbindung geändert werden.
Der Stabilisator muß aus einem Material mit einer bestimmten Härte bestehen, um ein Gewindeschneiden zu ermöglichen. Wenn der Stabilisator zu hart ist, wird sich der Verbindungsbolzen nicht in die Innenfläche schneiden können, wodurch ein schwacher Sitz entsteht. Die Härte des Stabilisators wird durch Wärmebehandlung erhöht. Kleine Stabilisatoren haben eine Niedrigspannungsgestaltung und benötigen keine Wärmebehandlung. Jedoch wird eine Wärmebehandlung erforderlich, wenn ein größerer Stabilisator benötigt wird. Nach dem Stand der Technik muß dem Wärmeverfahren daher eine gewindeschneid-spezifische Aufmerksamkeit gewidmet werden, um sicherzustellen, daß die Enden des Stabilisators nicht aufgeheizt und dadurch gehärtet werden.
Daher gibt es Bedarf an einer Technik für ein Stabilisatorbefestigungsverfahren, welches keine komplexen Bearbeitungsvorgänge benötigt.
Die US 6 076 840 , die die im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5 genannten Merkmale aufweist, bezieht sich auf einen bekannten Stabilisator und weist zwei Endverbindungsstücke auf, die die entgegengesetzten Enden des Stabilisators (über ein Kugelgelenk) mit zwei Aufhängungselementen verbinden. Ein Ende des Endverbindungsstücks wird in eine expandierbare Hülse geschnitten, die sich im Stabilisator befindet, um die Hülse und damit das Endverbindungsstück am Stabilisator zu befestigen. Das andere Ende des Endverbindungsstücks weist das Kugelgelenk auf.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform weist einen Stabilisator, wie in Anspruch 1 und 5 beschrieben, auf, mit einem Einsatzstück zur Direktverbindung, welches in das Ende des Stabilisators eingesetzt ist, um einen Gewindeverbindungsbolzen aufzunehmen, welcher den Stabilisator mit dem Fahrzeug verbindet. Wenn der Verbindungsbolzen verdreht wird, dringt das Gewinde des Verbindungsbolzens in das Einsatzstück ein, wodurch es nach außen in Richtung zur Innenfläche des Stabilisators expandiert, wodurch eine Preßpassung geschaffen wird.
In einer ersten Ausführungsform wird das Einsatzstück im Ende des Stabilisators plaziert. Das Einsatzstück umfaßt einen insgesamt zylindrisch gestalteten Körperabschnitt, mit einem etwas kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Stabilisators. Eine ringförmige Kappe hat einen Durchmesser, der größer ist als der Innendurchmesser des Stabilisators und liegt am Ende des Stabilisators an. Eine gleichförmige Öffnung mit genügendem Durchmesser zum Aufnehmen eines Verbindungsbolzens erstreckt sich durch den Körperabschnitt und die Kappe des Einsatzstücks. Wenn ein Verbindungsbolzen in der Öffnung des Einsatzstücks verdreht wird, expandiert das Einsatzstück nach außen in Richtung zur Innenfläche des Stabilisators. Dies verankert das Einsatzstück innerhalb des Stabilisators und befestigt das Ende des Stabilisators am Verbindungsbolzen.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Einsatzstück im Ende eines Stabilisators plaziert, welcher sich an seinem Ende verjüngt, wodurch eine flache Extrusion erzeugt wird. Diese Extrusion schafft eine Schulter, die eine verbesserte Verankerung des expandierenden Einsatzstückes innerhalb des Stabilisators ermöglicht, wenn der Arretierungsbolzen verdreht wird, wodurch die Arretierfähigkeit des Einsatzstücks innerhalb des Stabilisators erhöht wird.
Folglich stellt die gegenwärtige Erfindung ein Einsatzstück zur Direktverbindung mit einem Stabilisator bereit, welches aus einem expandierbaren Material besteht, welches in das Ende eines Stabilisators eingebracht wird, um den Stabilisator an einem Gewindeverbindungsbolzen zu befestigen.
Diese und andere Merkmale der gegenwärtigen Erfindung werden am besten durch die folgende Beschreibung und die Zeichnungen verstanden werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der Erfindung werden Fachleuten aus der folgenden detaillierten Beschreibung der momentan bevorzugten Ausführungsform klar werden. Die Zeichnungen, welche der detaillierten Beschreibung begefügt sind, können kurz folgendermaßen beschrieben werden:
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Stabilisators, der an einem Fahrzeugaufhängungssystem angebracht ist.
2 ist eine Querschnittansicht eines Einsatzstückes zur Direktverbindung mit einem Stabilisator, welches in einen Stabilisator eingebracht und mit einem Verbindungsbolzen befestigt ist.
3 zeigt eine Explosionsansicht eines Einsatzstückes zur Direktverbindung mit einem Stabilisator, einen Stabilisator und einen Verbindungsbolzen.
4 zeigt eine Perspektivansicht eines Einsatzstückes zur Direktverbindung mit einem Stabilisator.
5 zeigt eine Querschnittansicht eines Einsatzstückes zur Direktverbindung mit einem Stabilisator.
6 zeigt eine Querschnittansicht eines Einsatzstückes zur Direktverbindung mit einem Stabilisator, welches in einen verjüngten Stabilisator eingebracht ist und mit einem Verbindungsbolzen befestigt ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Während die Erfindung Ausführungsformen in verschiedenen Ausgestaltungen vorsieht, werden bestimmte Ausführungsformen mit dem Verständnis in den Zeichnungen dargestellt und hierin detailliert beschrieben, daß die vorliegende Offenbarung als eine Veranschaulichung der Lehren der Erfindung angesehen wird und nicht die Erfindung auf das zu beschränken beabsichtigt, was hier dargestellt und beschrieben ist.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Stabilisators 20 eines Fahrzeugaufhängungssystems.
Wie schematisch dargestellt, werden Enden 22 an Aufhängungskomponenten 23 befestigt, welche sich mit den Rädern 25 bewegen.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, wird zum Befestigen von Komponenten 23 ein Einsatzstück 10 zur Direktverbindung in einen Stabilisator 20, der Enden 22 mit einer Öffnung 26 und einer Innenfläche 24 aufweist, eingeführt. Das Einsatzstück 10 verbindet den Stabilisator 20 mit einem Gewindeverbindungsbolzen 18. Der Bolzen 18 ist wiederum mit einer Komponente 23, zum Beispiel über einen unten offenbarten Ansatz 42, verbunden. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Stabilisator 20 rohrförmig. Wenn der Stabilisator massiv ist, sind die Enden 22 hohl, um eine Innenfläche 24 und eine Öffnung 26 zu begrenzen.
Die 4 und 5 zeigen das Einsatzstück 10. In der offenbarten Ausführungsform weist das Einsatzstück 10 einen insgesamt zylindrisch geformten Körperabschnitt 12, eine ringförmige Kappe 14 und eine Öffnung 16 auf. Die Öffnung 16 hat einen genügenden Durchmesser, um einen Gewindeverbindungsbolzen 18 aufzunehmen und erstreckt sich durch den Körperabschnitt 12 und die Kappe 14. In der bevorzugten Ausführungsform besteht das Einsatzstück 10 aus einem Material, das leicht expandiert.
Um nun noch einmal auf die 2 und 3 Bezug zu nehmen, hat der Körperabschnitt 12 des Einsatzstücks 10 eine Außenfläche 28 und eine Innenfläche 30. Der Durchmesser des Körperabschnitts 12 ist vorzugsweise etwas kleiner als der Durchmesser der Öffnung 26 des Stabilisators 20. Der Körperabschnitt 12 wird so in die Öffnung 26 des Stabilisators 20 eingeführt, daß die Außenfläche 28 des Körperabschnitts 12 an der Innenfläche 24 des Stabilisators 20 anliegt. Die Kappe 14 hat auch eine Außenfläche 32 und eine Innenfläche 34. Die Kappe 14 hat einen größeren Durchmesser als die Öffnung 26 des Stabilisators 20 und liegt an seinem Ende 22 an.
Sobald das Einsatzstück 10 im Stabilisator 20 plaziert ist, kann der Stabilisator 20 am Gewindeverbindungsbolzen 18 befestigt werden. Der Verbindungsbolzen 18 weist, wie dargestellt, ein verlängertes Element 36 mit Gewinde 38, einen Sechskantkopf 40 und einen Kugelansatz 42 auf. Der Sechskantkopf 40 befindet sich am verlängerten Element 38 und im wesentlichen nah am Kugelansatz 42, um Druck auf die Kappe 14 des Einsatzstückes 10 auszuüben. Natürlich können auch andere Arten von Gewindeelementen benutzt werden.
Wenn der Verbindungsbolzen 18 verdreht wird, tritt das verlängerte Element 36 in das Einsatzstück 10 ein und das Gewinde 38 dringt in die Innenflächen 30, 34 des Körperabschnitts 12 und der Kappe 14 des Einsatzstückes 10 ein, wodurch ein Ausdehnen der Außenfläche 28 des Körperabschnitts 12 in Richtung zur Innenfläche 24 des Stabilisators 20 bewirkt wird. Dies schafft eine Preßpassung, wodurch das Einsatzstück im Stabilisator 20 verankert und der Stabilisator 20 am Gewindeverbindungsbolzen 16 befestigt wird. Ferner übt der Sechskantkopf 40 direkt Druck auf die Kappe 14 des Einsatzstückes 10 aus, wenn der Verbindungsbolzen 18 verdreht wird, wodurch das Einsatzstück 10 weiter stabilisiert wird.
Sobald das Einsatzstück 10, wie in 2 dargestellt, im Stabilisator 20 befestigt ist, werden seine neuartigen Vorteile klar werden. Zum einen ist durch das Benutzen eines Einsatzstückes 10 kein Endbearbeiten (wie Klemmen oder Schweißen) nötig, wodurch Zeit und Ausgaben eingespart werden. Des weiteren muß weder der Durchmesser des Stabilisators 20 noch der Durchmesser des Gewindes 38 des Verbindungsbolzens 18 für eine feste Passung bearbeitet oder verändert werden. Vielmehr kann die Geometrie des Einsatzstückes 10 modifiziert werden, um eine sichere Passung des Verbindungsbolzens 18 und des Stabilisators 20 zu bewirken.
Des weiteren ist die Härte des Materials des Stabilisators 20 ohne Bedeutung, weil das Gewinde 38 des Verbindungsbolzens 18 nicht in den Stabilisator 20 eindringt, sondern vielmehr in das Einsatzstück 10, welches wiederum in Richtung zur Innenfläche 24 des Stabilisators 20 expandiert. Daher muß der Konstruktion oder der Wärmebehandlung des Stabilisators 20 keine besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden.
6 zeigt eine alternative Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung. In dieser Ausführungsform sind die Enden 22 des Stabilisators 20 nach innen verjüngt, wodurch eine flache Extrusion 44 entsteht. Die flache Extrusion 44 schafft eine Schulter an der Innenfläche 24 des Stabilisators 20, wodurch die Verankerung des Einsatzstückes 10 innerhalb des Stabilisators 20 verbessert wird.
Folglich stellt die vorliegende Erfindung ein Einsatzstück 10 zur Direktverbindung mit einem Stabilisator mit sich verändernden Geometrien bereit, das an das Ende 22 eines Stabilisators 20 zur Befestigung des Stabilisators 20 an einem Verbindungsbolzen 18 angebracht werden kann, der den Stabilisator 20 mit dem Fahrzeug verbindet.
Das Einsatzstück 10 kann aus geeigneten Materialien gebildet sein, wie beispielsweise weiche Metalle oder Kunststoffe. Am bevorzugtesten ist das Einsatzstück expandierbarer und weicher als das Material der Stabilisatorenden 22 und der Bolzen 18.
Die vorstehende Beschreibung ist exemplarisch statt durch Einschränkungen darin begrenzt. Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung, wie in den Ansprüchen definiert, sind im Lichte der oben genannten Lehren möglich. Die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung wurden jedoch offenbart, so daß ein Durchschnittsfachmann erkennen würde, daß bestimmte Modifikationen im Umfang dieser Erfindung, wie in den Ansprüchen definiert, liegen. Es ist daher zu verstehen, daß die Erfindung im Umfang der beigefügten Ansprüche anders ausgeführt werden kann als explizit beschrieben. Aus diesem Grunde sollten die folgenden Ansprüche studiert werden, um den wahren Umfang und Inhalt dieser Erfindung zu bestimmen.

Claims

Stabilisatorbefestigungssystem eines Fahrzeugaufhängungssystems, mit: einem Stabilisator (20), der Enden (22) mit einer Öffnung (26) aufweist, welche eine Innenfläche (24) mit einer Innenabmessung begrenzt; einem Paar von expandierbaren Hülsen (10), die so bemessen sind, daß sie in jede der Öffnungen des Stabilisators passen und eine Öffnung (16) haben, wobei die Hülsen eine Innenfläche (30, 34) zum Aufnehmen eines Schraubverbindungsstücks (18) und eine Außenfläche (28) haben, einem Paar von Schraubverbindungsstücken (18) mit einem Gewinde (38), wobei jedes der Enden des Stabilisators an einem der Schraubverbindungsstücke über eine entsprechende Hülse befestigt ist, wobei die Hülsen in die Enden des Stabilisators eingesetzt sind, und wobei die Hülsen nach außen in Richtung zur Innenfläche des Stabilisators expandieren, wenn das Verbindungsstück in der Öffnung gedreht wird, wodurch die Hülsen im Stabilisator befestigt werden, wobei die Innenfläche kein Gewinde hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansion der Hülsen durch das Gewinde der Schraubverbindungsstücke hervorgerufen wird, welche die Innenfläche der Hülse durchdringen, um zu bewirken, daß die Außenfläche expandiert.
System nach Anspruch 1, bei welchem die Hülsen ferner eine Kappe (14) mit einem Außendurchmesser aufweisen, der größer ist als die Innenabmessung des Stabilisators, um an den Enden des Stabilisators anzuliegen,
System nach Anspruch 2, bei welchem die Schraubverbindungsstücke ferner einen Kopf zum Pressen der Kappe an das Ende des Stabilisators aufweisen.
System nach Anspruch 3, bei welchem der Kopf ein Sechskantkopf (40) ist.
Fahrzeugaufhängungssystem mit: einem Stabilisator (20), der Enden (22) mit einer Öffnung (26) aufweist, welche eine Innenfläche (24) mit einem Innendurchmesser begrenzt; einem Paar von expandierbaren Hülsen (10), die im allgemeinen zylindrisch und so bemessen sind, daß sie in jede der Öffnungen des Stabilisators passen, und die eine Öffnung (16) haben, wobei die Hülsen eine Innenfläche (30, 34) zum Aufnehmen eines Schraubverbindungsstücks (18) und eine Außenfläche (28) haben, und, einem Paar von Schraubverbindungsstücken (18) mit einem Gewinde (38), wobei jedes einen Kopf (40) hat, wobei die Enden des Stabilisators an einem der Schraubverbindungsstücke über die Hülsen befestigt sind, wobei die Hülsen in jedes der Enden des Stabilisators eingesetzt sind, und wobei die Hülsen nach außen zur Innenfläche des Stabilisators hin expandieren, wenn das Schraubverbindungsstück in der Öffnung gedreht wird, wodurch die Hülsen im Stabilisator befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen ferner eine Kappe (14) mit einem Außendurchmesser aufweisen, der größer als der Innendurchmesser des Stabilisators ist, um am Ende des Stabilisators anzuliegen, wobei der Kopf des Schraubverbindungsstücks Druck auf die Kappe der Hülse ausübt, wobei die Innenfläche kein Gewinde aufweist, und wobei die Expansion der Hülsen durch das Gewinde des Schraubverbindungsstücks hervorgerufen wird, welches die Innenfläche der Hülse durchdringt, um zu bewirken, daß die Außenfläche expandiert.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Enden des Stabilisators ferner eine flache Extrusion (44) aufweisen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Hülsen aus einem Material gebildet sind, welches weicher und expandierbarer als das Material des Stabilisators und der Schraubverbindungsstücke ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Hülsen einen Außendurchmesser haben, der geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Stabilisators ist, so daß vor der Expansion der Hülsen eine Spielpassung zwischen der Hülse und dem Stabilisator vorhanden ist.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei welchem die Kappe Teil der Hülse ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem Innen- und Außenflächen der Hülsen eine durchgängige ringförmige Oberfläche haben.
System nach einem der Ansprüche 3 bis 10, bei welchem der Kopf Druck auf die Kappe der Hülse ausübt, wenn das Schraubverbindungsstück tordiert wird, um die Hülse weiter zu stabilisieren.