DE10327556A1

DE10327556A1 - Fußpunktlager für einen Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE10327556A1
Application number: DE2003127556
Authority: DE
Inventors: Klaus Reisdorf
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13

Abstract

Ein Fußpunktlager (1) für einen Schwingungsdämpfer (2) umfaßt ein Gelenk (3) mit einer Anschlußeinrichtung für den Schwingungsdämpfer (2), ein Gummimetallager (4) zur Anbindung an einen Träger (9), das über einen Arm (5) schwenkbar mit dem Gelenk (3) verbunden ist, und einen Befestigungs- und Einstellbolzen (10) zur Festlegung des Gummimetallagers (4) an dem Träger (9). Die so geschaffene Fußpunktverstellung, die manuell oder automatisiert erfolgen kann, vermindert bei der Fahrzeugfertigung die Anzahl der vorzuhaltenden Federvarianten. Zudem wird das Ansprechverhalten des Schwingungsdämpfers 2 verbessert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fußpunktlager für einen Schwingungsdämpfer.

Bisher werden an Kraftfahrzeugen im Zusammenhang mit der Aufhängung der Fahrzeugräder eine Vielzahl unterschiedlicher Schraubenfedervarianten benötigt, um in einer Bauserie abweichende Standhöhen ausgleichen zu können oder eine Niveauanhebung oder -absenkung des Fahrzeugs zu realisieren.

Davon ausgehend zielt die Erfindung darauf ab, die Anzahl der benötigten Schraubenfedervarianten zu vermindern. Hierbei muß jedoch ein gutes Ansprechverhalten des Schwingungsdämpfers weiterhin gewährleistet bleiben.

Zu Lösung dieser Aufgabe wird ein Fußpunktlager mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Dieses umfaßt ein Gelenk mit einer Anschlußeinrichtung für einen Schwingungsdämpfer, ein Gummimetallager zur Anbindung an einen Träger, das über einen Arm schwenkbar mit dem Gelenk verbunden ist, und einen Befestigungs- und Einstellbolzen zur Festlegung des Gummimetallagers an dem Träger.

Damit wird ein verstellbares Fußpunktlager geschaffen, bei dem die eigentliche Lagerstelle in ein Gelenk und ein Gummimetallager aufgeteilt wird. Der dabei entstehende, kurze Hebelarm ermöglicht durch ein Verschwenken eine Verschiebung des Fußpunktes des Schwingungsdämpfers.

Die erfindungsgemäße Lösung läßt sich sowohl mit einem Federdämpfer als auch mit einem Achsdämpfer einsetzen.

Bei einem Federdämpfer mit Zug- und Druckanschlag bzw. einem Puffer und einer Zusatzfeder sowie mit einer Tragfeder, die sich am Behälterrohr des Schwingungsdämpfers abstützt, kann mit der Fußpunktverstellung die Standhöhe des Kraftfahrzeugs verändert werden. Die Federwege und ihre Aufteilung in einen Einfederweg und einen Ausfederweg werden hierbei nicht beeinflußt. Auf diese Weise lassen sich z. B. nachträgliche Gewichtsdifferenzen an unterschiedlich ausgestatteten Fahrzeugen und Toleranzen der Federn, die sich auf die Standhöhe auswirken, ausgleichen.

Bei einem Achsdämpfer mit Zug- und Druckanschlag bzw. einem Puffer und einer Zusatzfeder, jedoch separat angeordneter Tragfeder, läßt sich eine Änderung der Standhöhe über eine Feder mit entsprechender Federrate und Federlänge realisieren. Deren größte und kleinste zulässige Länge wird mit Hilfe der Fußpunktverstellung eingehalten, welche auch das Verhältnis von Einfederweg zu Ausfederweg verschiebt.

In beiden Fällen kann zudem der Freigang im Radhaus für extreme Reifengrößen oder Schneeketten eingestellt werden.

Die Fußpunktverstellung läßt sich manuell vornehmen, was insbesondere vorteilhaft für eine spätere Wartung oder Anpassung ist. Sie kann jedoch auch automatisiert erfolgen. Dazu wird das Gummimetallager programmgesteuert in Abhängigkeit vorgegebener Fahrzeugparameter verschwenkt, um die gewünschte Standhöhe für das jeweilige Fahrzeug individuell einzustellen. Dies erfolgt beispielsweise während des Zusammenbaus der Vorder- oder Hinterachse oder aber auch erst später am Fahrzeug während der Endmontage.

Durch die räumliche Beabstandung des Gummimetallagers und des Gelenks läßt sich der Fußpunkt leicht verstellen, da das Gegenmoment sehr klein wird.

Ein weiterer Vorteil ist die Verminderung der auf den Schwingungsdämpfer einwirkenden Momente, so daß die Abstützkräfte an der Kolbenstangenführung und dem Kolben vermindert werden. Hierdurch wird das Ansprechverhalten des Dämpfers verbessert.

Durch die Ausbildung des Gelenks als Kugelgelenk wird eine weitere Verbesserung des Ansprechverhaltens erzielt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Gummimetallager und dem Befestigungs- und Einstellbolzen eine Mitnahmeeinrichtung vorgesehen. Auf diese Weise wird durch ein Verdrehen des Befestigungs- und Einstellbolzens das Gummimetallager verschwenkt und damit der Fußpunkt des Schwingungsdämpfers verstellt.

Der Angriff an dem Befestigungs- und Einstellbolzen kann, wie oben bereits angedeutet, manuell vorgenommen werden oder in einem automatisierten Verfahren erfolgen.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Ansicht von oben auf ein Ausführungsbeispiel eines Fußpunktlagers nach der Erfindung,
2 eine Seitenansicht des Fußpunktlagers im Einbauzustand zwischen einem Schwingungsdämpfer und einem Träger, insbesondere Radträger, in einer Mittelstellung,
3 eine Ansicht entsprechend 2 mit maximal nach oben verlagertem Fußpunkt, und in
4 eine Ansicht entsprechend 2 mit maximal nach unten verlagertem Fußpunkt.
Das Ausführungsbeispiel zeigt in 1 ein verstellbares Fußpunktlager 1 für einen Schwingungsdämpfer 2. Der Schwingungsdämpfer 2 kann, wie in 2 dargestellt, als Federdämpfer oder aber, wie in 4 dargestellt, als Achsdämpfer eingesetzt sein.
Eine Besonderheit des dargestellten Fußpunktlagers 1 liegt in der Aufteilung der Lagerstelle in ein Gelenk, das vorzugsweise als Kugelgelenk 3 ausgeführt ist, und in ein separates Gummimetallager 4. Dabei sind das Kugelgelenk 3 und das Gummimetallager 4 über einen Arm 5 schwenkbar miteinander verbunden.
Das Kugelgelenk 3 ist über eine lösbare Anschlußeinrichtung mit dem Schwingungsdämpfer 2 koppelbar. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dem unteren Ende des Schwingungsdämpfers 2 eine Gabel 6 ausgebildet, in der das Kugelgelenk 3 aufgenommen ist. Wie 1 zeigt, ist das Gelenkinnenteil 7 eine Buchse, durch welche ein Befestigungsbolzen 8 zwecks Befestigung an der Gabel 6 hindurchgeführt werden kann. Im Wartungsfall läßt sich so der Schwingungsdämpfer 2 sehr einfach von dem Fußpunktlager 1 abkoppeln, ohne daß hierzu das Fußpunktlager 1 selbst demontiert werden müßte.
Das Gummimetallager 4 dient hingegen der Anbindung an einen Träger 9, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zu diesem Zweck eine Konsole mit zwei benachbarten Flanschen aufweist. Die Festlegung des Gummimetallagers 4 zwischen den Flanschen erfolgt stufenlos über einen Befestigungs- und Einstellbolzen 10.
Wie insbesondere 1 entnommen werden kann, verfügt das Gummimetallager 4 über ein Innenteil 11, ein Außenteil 12 und einen drehsteifen Gummikörper 13, der beide Elemente 11 und 12 miteinander verbindet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Innenteil 11 mit den Flanschen des Trägers 9 axial verspannt, während das Außenteil 12 einstückig mit dem Arm 5 ausgebildet ist, der seinerseits die Außenschale des Kugelgelenks 3 aufweist. Im Hinblick auf eine drehfeste Verbindung sind sowohl das Innenteil 11 an seiner Außenseite als auch das Außenteil 12 an seiner Innenseite als Mehrkantprofil, insbesondere Vierkantprofil ausgeführt.
Prinzipiell kann der Befestigung- und Einstellbolzen 10 lediglich zur Verspannung des Gummimetallagers 4 mit dem Träger 9 eingesetzt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch zwischen dem Bolzen 10 und dem Gummimetallager 4 bzw. dessen Innenteil 11 eine Mitnahmeeinrichtung vorgesehen. Diese ist derart konfiguriert, um bei einer Verdrehung des Bolzen 10 gleichzeitig ein Verschwenken des Gummimetallagers 4 zu bewirken. Zu diesem Zweck ist der Bolzen 10 durch das Innenteil 11 hindurchgeführt. Dabei greift eine Nase 14 an der Innenseite des Innenteils 11 in eine an dem Bolzen 10 ausgebildete Nut 15.
Beim Verdrehen des Kopfs 16 des Bolzens 10 wird somit das gesamte Gummimetallager 4 bewegt und dabei das Kugelgelenk 3 zusammen mit dem Schwingungsdämpfer 2 mittels des Arms 5 nach oben oder unten geschwenkt. Die Anordnung des Arms 5 erlaubt dabei eine große Variabilität des Einschlußwinkels mit der Achse des Schwingungsdämpfers 2 in einem Bereich von etwa 30 bis 180 Grad.
Reibungserhöhende Oberflächenstrukturen wie z.B. Rändel an den Stirnseiten des Innenteils 11 sowie eine Überdimensionierung des Bolzens 10 gewährleisten im Verbund mit der Mehrkantform des Innenteils 11 eine verdrehsichere Verbindung. Als zusätzliche Sicherung dient eine Sperrverzahnung an der Unterseite des Kopfes 16 des Befestigungs- und Einstellbolzens 10.
An dem Innenteil 11 ist weiterhin ein Anschlagvorsprung 17 als Begrenzung für die Verschwenkbarkeit des Gummimetallagers 4 gegenüber dem Träger 9 vorgesehen. Dieser Anschlagvorsprung 17 ist hier beispielhaft als Lasche ausgebildet, die an einen axialen Endabschnitt des Innenteils 11 angeschweißt ist. Die Lasche 17 greift mit einer Zunge 18 in eine an dem Träger 9 vorgesehene Kulisse 19, die als segmentartiger Ausschnitt an einem der Flansche ausgebildet ist und zwei Endanschläge 20 und 21 für die maximale Verstellung des Fußpunkts darstellt. Die beiden Extremstellungen sind in den 3 und 4 dargestellt. 3 zeigt einen maximal nach oben verlagerten Fußpunkt. In dieser Stellung liegt die Zunge 18 des Vorsprungs 17 gegen den ersten Endanschlag 20 der Kulisse 19 an. 4 zeigt umgekehrt den maximal nach unten verlagertem Fußpunkt, bei dem sich die Zunge 18 in Anlage gegen den zweiten Endanschlag 21 befindet.
Mit der vorstehend erläuterten Fußpunktverstellung läßt sich die Anzahl der Schraubenfedervarianten verkleinern. Damit werden Kosten für den Steuerungs- und Logistikaufwand eingespart. Muß der Schwingungsdämpfer im Falle der Wartung ausgetauscht werden, so ist lediglich die Anbindung desselben an das Kugelgelenk 3 zu lösen. Das Fußpunktlager 1 hingegen verbleibt unverstellt am Radträger.
Die hier vorgenommene funktionelle, jedoch nicht konstruktive Trennung von Kugelgelenk 3 und drehsteifem Gummimetallager 4 bietet einen weiteren Vorteil. Bei konventioneller Auslegung mit einem Gummimetallager entstehen durch die Kardanik- und Torsionskennung bei der Bewegung des Schwingungsdämpfers Momente, die entsprechende Abstützkräfte an der Kolbenstangenführung und dem Kolben desselben verursachen und damit die Reibungskräfte im Schwingungsdämpfer erhöhen. Durch den Einsatz des Kugelgelenks 3 unmittelbar unter dem Schwingungsdämpfer 2 sinken die Werte der Kardanik- und Torsionskennung deutlich ab, was das Ansprechen des Dämpfers erleichtert. Zudem läßt sich der Fußpunkt leicht verstellen, da das Gegenmoment sehr klein wird. Diese Verstellung kann sowohl manuell als auch in einem automatisierten Verfahren über den Befestigung- und Einstellbolzen 10 erfolgen.

1: Fußpunktlager
2: Schwingungsdämpfer
3: Kugelgelenk
4: Gummimetallager
5: Arm
6: Gabel
7: Gelenkinnenteil
8: Befestigungsbolzen
9: Träger
10: Befestigung- und Einstellbolzen
11: Innenteil
12: Außenteil
13: Gummikörper
14: Nase
15: Nut
16: Kopf
17: Anschlagvorsprung
18: Zunge
19: Kulisse
20: Endanschlag
21: Endanschlag

Claims

Fußpunktlager für einen Schwingungsdämpfer, umfassend: – ein Gelenk (3) mit einer Anschlußeinrichtung für einen Schwingungsdämpfer (2), – ein Gummimetallager (4) zur Anbindung an einen Träger (9), das über einen Arm (5) schwenkbar mit dem Gelenk (3) verbunden ist, und – einen Befestigungs- und Einstellbolzen (10) zur Festlegung des Gummimetallagers (4) an dem Träger (9).
Fußpunktlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (3) ein Kugelgelenk ist.
Fußpunktlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kugelschale des Kugelgelenks (3) integral mit dem Arm (5) ausgebildet ist.
Fußpunktlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (5) mit der Achse des Schwingungsdämpfers (2) einen Winkel im Bereich von 30 bis 180 Grad einschließt.
Fußpunktlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gummimetallager (4) und dem Befestigungs- und Einstellbolzen (10) eine Mitnahmeeinrichtung vorgesehen ist.
Fußpunktlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummimetallager (4) ein Innenteil (11) aufweist, daß mittels des Befestigungs- und Einstellbolzens (10) mit dem Träger (9) verspannbar ist, sowie weiterhin ein mit dem Arm (5) verbundenes oder integral mit diesem ausgebildetes Außenteil (12), das über einen drehsteifen Gummikörper (13) mit dem Innenteil (11) verbunden ist.
Fußpunktlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (11) an seiner Außenseite ein Mehrkantprofilprofil, vorzugsweise ein Vierkantprofil aufweist.
Fußpunktlager nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (11) an seinen Stirnseiten reibungserhöhende Oberflächenstrukturen aufweist.
Fußpunktlager nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungs- und Einstellbolzen (10) durch das Innenteil (11) hindurchgeführt ist und die Mitnahmeeinrichtung durch eine Nut (15) an dem einen Teil und eine in diese eingreifende Nase (14) an dem anderen Teil gebildet ist.
Fußpunktlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungs- und Einstellbolzen (10) einen Kopf (16) aufweist, der an seiner Unterseite mit einer Sperrverzahnung versehen ist.
Fußpunktlager nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Innenteil (11) ein Anschlagvorsprung (17) als Begrenzung für die Verschwenkbarkeit des Innenteils (11) gegenüber dem Träger (9) vorgesehen ist.
Fußpunktlager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (9) eine Kulisse (19) für den Anschlagvorsprung (17) in Form eines segmentartigen Ausschnitts aufweist.
Schwingungsdämpfer mit einem Fußpunktlager (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche.