DE8418894U1

DE8418894U1 - Vorrichtung zur elastischen Abstützung des oberen Endes eines Stoßdämpfers in Fahrzeugvorderradaufhängungen

Info

Publication number: DE8418894U1
Application number: DE8418894U
Authority: DE
Original assignee: RIV SKF Officine di Villar Perosa SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 1983-06-23
Publication date: 1984-09-13

Description

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VORRICHTUNG ZUR ELASTISCHEN ABSTÜTZUNG DES OBEREN ENDES EINES STOSSDÄ'MPFERS IN FAHRZEUG-VORDERRADAUFTSÄNGUNGEN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung des oberen Endes eines Stoßdämpfers an dem Aufbau eines Fahrzeugs. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer derartigen Vorrichtung für Vorderradaufhängungen, die Lenkbewegungen des Rades ohne elastische Verformung der Federung des Fahrzeugs gestattet.

Zur Verbindung des Stoßdämpfers eines lenkbaren Rades eines Kraftfahrzeugs mit dem Fahrzeugaufbau werden spezielle elastische Abstützungs-Blöcke verwendet* Ein herkömmlicher Abstützungs-Block umfaßt ein Wälzlager, das in das Innere einer elastisch verformbaren Buchse eingepaßt ist. Die Buchse wird durch zwei koaxiale Hülsen oder innere und äußere starre Stützelemente gebildet, die durch eine zwischengefügte Hülse aus elastomerem Material miteinander verbunden sind. Das elastomere Material ist auf die einander zugewandten Oberflächen der inneren und äußeren. Hülsen aufvulkanisiert. Das Wälzlager kann mit seinem Innenring auf der Kolbenstange des Stoßdämpfers befestigt werden, während der Außenring in der inneren starren Hülse der Buchse festgelegt ist. Die äußere Hülse der Buchse ist mit Hilfe von Schrauben an dem Fahrzeugaufbau befestigt.

Eine elastische Abstützung der oben beschriebenen Art ist nicht ganz frei von Nachteilen. Insbesondere der Umstand, daß die Abstützung am zwei getrennten Einheiten, nämlich der elastischen Buchse und dem Wälzlager besteht, die üblicherweise von verschiedenen Zulieferbetrieben hergestellt und sodann in einem dritten Unternehmen montiert werden, führt dazu, daß sich infolge von Montageungenauigkeiten und/oder unterschiedlichen Maßtoleranzen bei dem

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Wälzlager und der elastischen Buchse Probleme beim Zusammenbau dieser Teile ergeben und die Montagezeit verlängert wird. Zur Überwindung dieser Nachteile sind elastische Abstützungen vorgeschlagen worden, bei denen die innere starre Hülse fortgelassen wurde und die elastomere Hülse unmittelbar auf die Außenfläche des Außenrings des Lagers aufvulkanisiert wird, so daß das Lager und die Buchse vom Lager-Hersteller als eine Einheit geliefert werden. In diesem Fall besteht jedoch der Nachteil, daß spezielle Lager benötigt werden, deren Außenring eine spezielle Gestalt und eine größere axialle Länge als der Innenring aufweisen muß, damit eine ausreichende Haftfläche für die elastomere Hülse gewährleistet ist. Da ferner der Außenring des Lagers in diesem Falle eine Doppelfunktion erfüllen muß, ist die konstruktive Freiheit bei der Gestaltung des Außenringes beschränkt. Dies führt dazu, daß der Außenring eine Form aufweist, bei der überwiegend Scherspannungen auf die elastische Hülse übertragen werden. Hierdurch werden die elastischen Eigenschaften der Aufhängung beeinträchtigt, und die mechanische Beanspruchung der elastischen Hülse wird erhöht.

Die Erfindung ist auf die Schaffung einer Vorrichtung zur elastischen Abstützung des oberen Endes eines Stoßdämpfers in einer Vorderradaufhängung für Fahrzeuge gerichtet, bei der das Lager und die elastische Buchse eine Einheit bilden, ohne daß die elastischen Eigenschaften beeinträchtigt werden.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine erfindungsgemäße Abstützungs-Vorrichtung - im folgenden kurz Abstützung genannt - umfaßt ein Wälzlager, dessen Innen-

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ring auf der Kolbenstange des Stoßdämpfers befestigt wird, ein erstes ringförmiges Stützelement, das fest an der Fahrzeugkarosserie befestigt wird und eine elastische Hülse, die das Wälzlager elastisch mit dem ersten Stützelement verbindet und eine Bewegung des Stoßdämpfers in bezug auf den Fahrzeugaufbau gestattet. Die Neuerung besteht darin, daß der Außenring des Wälzlagers eine zylindrische Mantelfläche aufweist und mit einer Befestigungseinrichtung, beispielsweise einer umlaufenden Nut,zur Befestigung eines zweiten ringförmigen Stützelements versehen ist. Das zweite Stützelement ist koaxial zu dem ersten Stützelement und dem Lager angeordnet. Die äußere zylindrische Oberfläche des Außenrings des Lagers, eine äußere Umfangsflächf* des zweiten Stützelements sowie eine innere ümfangsflache des ersten Stützelements sind unmittelbar fest mit dem elastomeren Material der Hülse verbunden.

Der Außenring des Lagers und die beiden Stützelemente bilden somit zusammen mit der elastischen Hülse eine im wesentlichen unlösbare Einheit. Die elastischen Eigenschaften der Abstützung können bei dieser Bauweise durch die Formgebung der Stützelemente im Hinblick auf die jeweiligen Anforderungen optimiert werden, ohne daß hierzu eine besondere Gestaltung des Außenringes des Lagers erforderlich ist. Der Außenring des Lagers kann die gleichen axialen Abmessungen aufweisen wie der Innenring.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. 30

Fig. 1 zeigt eine Vorderradaufhängung für

Fahrzeuge mit einem erfindungsgemäßen elastischen Block;

Fig. 2 ist ein vergrößerter Teilschnitt durch

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die Aufhängung aus Fig. 1 und den elastischen Block.

In Fig. 1 ist eine Aufhängung für ein lenkbares Vorderrad 2 eines nicht gezeigten Fahrzeugs, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, insgesamt mit 1 bezeichnet. Bei der Aufhängung 1 handelt es sich um eine McPherson-Aufhängung mit einem Achsschenkelträger 3, einem Stoßdämpfer 4, dessen Kolbenstange mit dem Aufbau 6 des Fahrzeugs verbunden ist und dessen Zylindergehäuse 7 mit einer Halterung 8 des Achsschenkelträgers 3 verbunden ist, sowie mit einer den Stoßdämpfer 4 umgebenden Schraubenfeder 9. Das Vorderrad 2 wird angetrieben über eine Kupplung 10 und gelenkt, indem der Achsschenkelträger 3 mit Hilfe einer nicht gezeigten, mit einer Halterung 11 des Achsschenkelträgers verbundenen Stange geschwenkt wird. Der Achsschenkelträger ist ferner mit einem Kugelgelenk 12 versehen, an das ein in üblicher Weise mit dem Aufbau 6 verbundener Lenker 13 und ein nicht gezeigter Torsionsstab angelenkt sind.

Der Stoßdämpfer 4 ist mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten Federtellern 14 und 15 versehen, die an der Kolbenstange 5 bzw. an dem Zylindergehäuse 7 befestigt sind und die Schraubenfeder 9 rwischen sich aufnehmen. An dem Federteller 14 ist eine Schutzhülse 16 für die Kolbenstange 5 befestigt. Über einen elastischen Abstützungsblock 18 und den Federteller 14 werden auf die Aufhängung 1 einwirkende Kräfte auf den Fahrzeugaufbau übertragen und umgekehrt. Die elastische Abstützung 18 ist in bekannter Weise, beispiels weise mit Hilfe einer auf einen Gewindeabschnitt 20 der Kolbenstange 5 aufgeschraubten Mutter 19 an der Kolbenstange befestigt und mittelbar oder unmittelbar, beispielsweise mit Hilfe von Schrauben 21, mit dem Fahrzeugaufbau 6 verbunden.

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Gemäß Fig. 2 umfaßt die elastische Abstützung 18 ein Kugellager oder Wälzlager 22, dessen Innenring 23 drehfest mit dem Ende oder dem Gewindeabschnitt 20 der Kolbenstange 5 verbindbar ist, ein erstes ringförmiges Stützelement 24, das im wesentlichen die Form einer kegelstumpfförmigen Hülse aufweist und vorzugsweise aus gepreßtem Blech hergestellt ist, und eine elastisch verformbare Hülse 25 aus elastomerem Material, die das Lager 22 mit dem Stützelement 24 verbindet. Das Stützelement 24 ist seinerseits mit dem Fahrzeugaufbau 6 verbindbar. Auf diese Heise ist der Stoßdämpfer 4 in bezug auf den Fahrzeugaufbau 6 beweglich. Das Lager 22 umfaßt einen Innenring 23, einen im wesentlichen zylindrischen, in seinen Abmessungen dem Innenring 23 entsprechenden, koaxial zu dem Innenring angeordneten Außenring 26 und eine Anzahl in einem Abstandhalter-Käfig 29 angeordneter Wälzkörper 27, die derart zwischen den Innen- und Außenringen 23,26 angeordnet sind, daß sie zwischen den einander zugewandten Führungsflächen 28 der Innen- und Außenringe abrollen.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Mutter 19 eine im wesentlichen axiale Hülse 30 auf, die sich koaxial zu dem Gewindeabschnitt 20 der Kolbenstange in Richtung auf den Federteller 14 erstreckt. Zwischen der Hülse 30 und einem Kopf 32 der Mutter ist ein radial vorspringender Bund 31 ausgebildet. Der Innenring 23 des Lagers 22 ist auf der Hülse 30 angeordnet und in axialer Richtung festgelegt durch den Bund 31 und einen zwischen dem Innenring 23 und dem Federteller 14 eingefügten Distanzring 33. Der Federteller 14 ist seinerseits an einer Schulter 34 der Kolbenstange 5 abgestützt. Das Lager 22 nimmt sowohl radiale als auch axiale Beanspruchungen auf und ist daher beispielsweise als Kugellager mit verhältnismäßig tiefen Führungsnuten ausgebildet, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Das kegelstumpfförmige Stützelement 24 ist im gezeigten Beispiel mit einer im wesentliehen becherförmigen Haube 35 verrastbar. Die Haube 35 weist

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einen Befestigungsflansch 36 auf, der die Befestigung der Haube an dem Fahrzeugaufbau 6 mit Hilfe von Schrauben 21 gestattet. Wahlweise kann das Stützelement 24 auch unmittelbar mit einem Befestigungsflansch zur Befestigung an dem Fahrzeugaufbau versehen sein. Die Abdeckung oder Haube 35 bildet zugleich einen Anschlag für die elastische Abstützung 18, da sie die maximale axiale Auslenkung des starr mit der Kolbenstange 5 verbundenen Lagers 22 begrenzt. Im gezeigten Beispiel ist die Haube 35 mit einer Schutzabdeckung 37 versehen.

Erfindungsgemäß ist der Außenring 26 des Lagers 22 in seiner zylindrischen Außenfläche 28 mit einer ringförmigen Nut 39 versehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Nut 39 in der Nähe des unteren, dem Stoßdämpfer 4 zugewandten Ende 40 dec Ringes 26 angeordnet. Die elastische Abstützung 18 umfaßt ferner ein zweites ringförmiges Stützelement 24, das ebenfalls eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Form aufweist und im wesentlichen koaxial zu dem erster Stütz-' element 24 angeordnet ist. Das zweite Stützelement 21 wird nach außen begrenzt durch eine im wesentlichen konische Mantelfläche 42, die im wesentlichen koaxial zu der zylindrischen Oberfläche 38 des Außenringes 26 sowie zu der gegenüberliegenden inneren Kegelfläche 23 des ersten Stützelements 24 angeordnet ist. Das ringförmige zweite Stützelement 41 ist starr mit dem Außenring 26 verbunden. Zu diesem Zweck ist das Stützelement 41 mit einer radial nach innen abgewinkelten ringförmigen Kante 44 versehen, die von außen in die ringförmige Nut 39 des Außenrings 26 eingreift. Im gezeigten Beispiel springt das kegelstumpfförmige Stützelement 41 mit seinem erweiterten Ende über das untere Ende 40 des Lagers 22 hinaus nach unten in Richtung auf den Federteller 14 vor.

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, Erfindungsgemäß sind die äußeren Mantelflächen 38 und 42 des Außenringes 26 des Lagers 22 und des zweiten Stutzig elements 41 sowie die innere Kegelfläche 43 des ersten

Stützelements 44 unmittelbar und fest mit der elastischen

- 5 Hülse 25 verbunden (insbesondere mit den im wesentlichen konischen Innen- und Außenflächen der betreffenden Bauteile) . Das Lager 22 bildet somit mit den ringförmigen Stützelementen 24 und 41 und der elastischen Hül:e 25 eine , einzige, im wesentlichen unlösbare Einheit, die nioht, zu-

mindes'c nicht ohne Zerstörung der elastischen Hülse 25 oder eines anderen Bauteils der Abstützung 18 zerlegt werden kann. Die feste und unmittelbare Verbindung zwischen der Oberfläche 38 und den Oberflächen der übrigen Bauteile wird in bekannter Weise dadurch hergestellt, daß die Hülse 25 an die Oberfl 15 flächen 38,42,43 anvulkanisiert wird. Beispielsweise wird das Stützelement 41 zunächst mechanisch festgelegt, indem es mit der ringförmigen Kante 44 in der Nut 39 des Außenringes 26 verrastet wird. Sodann werden der Außenring 26 und das erste Stützelement 24 koaxial zueinander angeordnet und gemeinsam in das Innere einer Form zum Gießen und Vulkanisieren der elastischen Hülse 25 eingebracht. Das elastomere Material wird in das Innere der Form eingespritzt und dort vulkanisiert, so daß die unmittelbare Verbindung zwischen der Hülsa 25 und den Oberflächen 38,42 und 43 entsteht und der Außenring zusammen mit den Stutzelementen der Hülse eine Einheit bildet. Nach Vervollständigung des Lagers 22 durch Hinzufügen des Innenringes 23 und der Wälzkörper 27 ent£teht auf diese Weise die einen einheitlichen Block bildende erfindungsgemäße Abstützung 18. Vorzugsweise wird die elastische Hülse 25 derart geformt, daß sie eine untere Dichtlippe 45 aufweist, die gleitend an dem F^derteller 14 anliegt und das Eindringen von Schmutz von dem Stoßdämpfer 4 in den Abstützungs-Block 18 verhindert. Die Position der ringförmigen Nut 39 und die Form und Länge des zweiten Stützelements 41 sind derart gewählt, daß das zweite Stützelement eine konische Befestigungs-

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fläche fUr das Gummi oder das elastomere Material der Hülse 25 bildet. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die elastische Hülse 25 keiner reinen Scherspannung ausgesetzt ist/ wie sie von dem Außenring 26 ohne das zweite Stützelement 41 erzeugt würde, sondern daß auf die elastische Hülse eine Druck-Scherspannung einwirkt.

Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß eine einfache, schnelle und wirtschaftliche Herstellung und Montage der elastischen Abstützung für den Stoßdämpfer einer Vorderradaufhängung ermöglicht wird, ohne daß die Gefahr besteht, daß das Wälzlager infolge von Montageungenauigkeiten beschädigt wird, die sich aus Fehlern oder Ungenauigkeiten infolge unterschiedlicher Maßtoleranzen der verschiedenen Bauteile der Abstützung ergeben könnten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Verformungsbedingungen der elastischen Hülse insofern verbessert werden, als im wesentlichen Druck-Scherspannungen (und keine reinen Scherspannungen) auftreten. Dieser Vorteil wird durch die konische Anordnung der mit der elastischen Hülse unmittelbar verbundenen Flächen erreicht. Die innere konische Fläche wird durch das zweite Stützelement gebildet. Es ist daher nicht erforderlich, den Außenring des Lagers zur Erzielung einer konischen Oberfläche zu bearbeiten. Das zweite, innere Stützelement weist eine einfach herzustellende Form und ein geringes Gewicht auf. Auf diese Weise wird durch die Erfindung eine Senkung der Herstellungskosten una eine Verringerung des Gewichts der elastischen Abstützung erreicht.

Claims

PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Dipl.-Chem. Dr, N. ter Meer Dipl.-lng. H, Steinmeister τ ftstr1^' a Artur-Ladebeck-Strasse 51 D-8OOO MÖNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1 St/la/m 22· Juni RIV-SKF OFFICINE DI VILLAR PEROSA S.p.A. Via Mazzini, 53/ 10123 Torino, Italien VORRICHTUNG ZUR ELASTISCHEN ABSTÜTZUNG DEb7 OBEREN ENDES EINES STOSSDÄMPFERS IN FAHRZEUGVORDERRADAUFHÄNGUNGEN Priorität: 23. Juni 1983, Italien, No. 53 494-B/83 SCHUTZANSPRt)CHE

1.1 Vorrichtung zur elastischen Abstützung des oberen Endes eineis Stoßdämpfers an einem Fahrzeugaufbau, mit einem Wälzlager, dessen Innenring an einem Ende einer Kolbenstange des Stoßdämpfers zu befestigen ist, einem starr mit dem Fahrzeugaufbau verbindbaren ersten Stützelement und einer das Wälzlager mit dem ersten Stützelement verbindenden Hülse aus elastischem Material, dadurch gekennzeichnet,

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daß an der zylindrischen äußeren Mantelfläche (38) des Wälzlagers (22) ein zweites Stützelement (41) koaxial zu dem ersten Stützelement (24) und dem Wälzlager (22) befestigt ist und daß eine äußere Mantelfläche (42) des zweiten Stützelements (41) und die äußere Mantelfläche (38) des Außenrings (26) des Wälzlagers (22) sowie eine innere Oberfläche des ersten Stützelements (24) unmittelbar fest mit der Hülse (25) aus elastomerem Material verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (25) an die Außenflächen (38,42) des Wälzlagers (22) und des zweiten Stützelements (41) und an die Innenfläche (43) des ersten Stützelements (24) anvulkanisiert ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Stützelemente (21,41) als im wesentlichen kegelstumpfförmige Hülsen ausgebildet sind und daß die äußere Mantelfläche (42) des zweiten Stützelements (41) und die innere Oberfläche (43) des ersten Stützelements (24) koaxial zueinander verlaufen und im wesentlichen den gleichen Xegelwinkel aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η nze lehnet, daß die Außenfläche (38) des Außenrings (26) des Wälzlagers mit einer ringförmigen Nut (39) versehen ist, in die ein ringförmiger, radial nach innen vorspringender Rand (44) des zweiten Stützelements (41) ein greift.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (39) an einem dem Stoßdämpfer (4) zugewandten unteren Ende des Außenringes (26)

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des Wälzlagers ausgebildet ist und daß das kegelstumpfförmige zweite Stützelement (41) mit seinem erweiterten Ende über das untere Ende (40) des Außenrings (26) hinaus vorspringt.
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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen becherförmige, mit dem ersten Stützelement (24) verrastbare Haube (35) mit einem Befestigungsflansch (36) zur Befestigung der Haube an dem Fahrzeugaufbau (6).