DE19947759C2 - Fahrschemellager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrschemellager, das in der Verbin­ dung einer Fahrzeugachse zum Fahrzeugaufbau liegt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Fahrschemellager der vorgenannten Art sind in vielfältigen Aus­ gestaltungen aus der Praxis bekannt. Eine im Grundaufbau ent­ sprechende Lageranordnung und Lagerausbildung zeigt auch die DE 37 38 964 C1.

Als im Übergang von der Achse auf die Karosserie liegende Ver­ bindungselemente dienen derartige Fahrschemellager dem Zweck, auf die Achse wirkende Belastungen und Schwingungen aus dem Fahrbetrieb weit möglichst gegen die Karosserie abzukoppeln, um den Fahrkomfort, insbesondere das Geräuschverhalten zu verbes­ sern, wobei derartige elastische Fahrschemellager bezogen auf die unterschiedlichen Belastungsrichtungen gezielt in unter­ schiedlicher Härte ausgebildet sein können, um das Fahrzeug im Sinne eines vorgegebenen, gewünschten Fahrverhaltens zu beein­ flussen.

Mit der DE 196 13 212 A1 wurde für eine Verbundlenker- Hinterachse von Kraftfahrzeugen ein elastisches Lager vorge­ schlagen, das als Drehlager zwischen Karosserie und Achse liegt und das über dem Federweg der Lenker entsprechende Schwenkwin­ kel verdrehbar ist. Aufgebaut ist das Lager aus einem querge­ teilten Lagerkern mit einem in dessen elastische Ummantelung eingebundenen Fussteil und einem formschlüssig damit verbunde­ nen Kopfteil, das in der Halterung gegenüber dem dem jeweiligen Lenker des Verbundlenkers zugewandten Bereich verbreitert ausgeführt ist und gegen den Halterungsbereich des Lenkers im ra­ dial äußeren Bereich stirnseitig abgestützt ist. Das Lager ist als gebautes Lager mit voneinander unabhängigen, radialen und axialen elastischen Abstützungen ausgebildet, um in Fahrtrich­ tung und auch quer hierzu auftretende Beanspruchungen gezielt aufnehmen zu können.

Desweiteren ist aus der US 2 781 990 ein elastisches Lager mit quer geteiltem Lagerkern bekannt, der endseitig verbreiterte Stirnflächen aufweist, die einerseits als Abstützung gegen eine Halterung dienen und andererseits als Auflage für eine zentrale Spannschraube, über die das Lager gegen die Halterung verspann­ bar ist. Zwischen den stirnseitigen Verbreiterungen liegt eine elastische Ummantelung, über die die Abstützung gegen eine La­ geraufnahme erfolgt.

Einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau eines elastischen Lagers zeigt die DE 193 52 286 U, wobei der in deren Ausgestaltung ge­ mäß Fig. 3 ebenfalls quer geteilte, von einer zentralen Spann­ schraube durchsetzte und mit einer Halterung zu verbindende La­ gerkern zwischen Anschlagscheiben liegt, die den axialen Feder­ weg des über die elastische Ummantelung mit der Lageraufnahme verbundenen Lagerkerns gegenüber der Lageraufnahme begrenzen und von denen eine eine sich in den Lagerkern hineinerstrecken­ de Gewindebuchse für die Spannschraube aufnimmt.

Der Erfindung liegt bezogen auf ein Fahrschemellager der ein­ gangs genannten Art die Aufgabe zugrunde, eine Ausgestaltung aufzuzeigen, durch die der Anschluss an die Karosserie so ge­ staltet werden kann, dass Verformungen der Karosserie im An­ schlussbereich und dadurch resultierende Schwingungen und Ge­ räusche weitgehend vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht, wobei für die Halterung durch die Verwendung eines napfförmigen Einsatzes eine sehr steife Abstützzone gegenüber dem Lagerkern erreicht wird, die zusätzlich auch durch die napfförmige Ausbildung - bei axialer Verspannung über eine zen­ trale Spannschraube - eine günstige Verteilung der in die Hal­ terung eingeleiteten Kräfte in die Karosserie ermöglicht.

Hierzu erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Träger der Bo­ denstruktur des Fahrzeuges, dem die Halterung zugeordnet ist, mit quer zu seiner Erstreckungsrichtung liegenden Aussteifungen als Anlageflächen für entsprechende Napfwände ausgebildet ist, so dass sich eine formschlüssige Einbindung des Einsatzes in den Träger ergibt, wobei es sich als zweckmäßig erweist, wenn die Aussteifungen als in den Träger eingesetzte Schottwände ausgebildet sind.

Bevorzugt erfolgt die Abstützung gegenüber diesen Schottwänden über einander gegenüberliegende Napfwände des Einsatzes, die eine größere Höhe haben als die dazwischen verlaufenden Napf­ wände, wobei eine solche Ausbildung insbesondere in Verbindung mit der Zuordnung der Halterung zu Längsträgern der Fahrzeugbo­ denstruktur zweckmäßig ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend mit weiteren Details anhand der Zeichnungen, die ein erfindungsge­ mäß bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigen, naher erläutert. Im einzelnen sind dargestellt:

Fig. 1 im Schema ein Ausschnitt der karosserieseitigen Hal­ terung für ein elastisches Fahrschemellager, wobei die Halterung einem Fahrzeuglängsträger in einem Be­ reich der Hinterachse des Fahrzeuges zugeordnet ist, in dem ein Querträger verlauft, und der die Halterung bildende Bereich aufgebrochen gezeigt ist,

Fig. 2 eine schematisierte Querschnittsdarstellung durch das elastische, als Fahrschemellager dienende Lager, wobei auch die Halterung vereinfacht dargestellt ist, und

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, bezogen auf einen Längsschnitt.

In dem in Fig. 1 schematisiert und lediglich ausschnittsweise dargestellten, dem Bodenbereich eines Personenkraftwagens zuge­ hörigen Befestigungsbereich für ein elastisches Lager, insbe­ sondere ein in der Verbindung einer nicht dargestellten Fahr­ zeugachse mit dem Fahrzeugaufbau liegenden Fahrschemellager, ist mit 1 ein in Fahrzeuglängsrichtung F verlaufender Längsträ­ ger bezeichnet, dem anschliessend an seinen im Achsbereich nach oben ausgewölbten Bereich 2 die Halterung 3 für das in den Fig. 2 und 3 gezeigte Fahrschemellager 4 zugeordnet ist, das in einer achsseitigen Lageraufnahme 5 angeordnet ist, die bei­ spielsweise durch ein Befestigungsauge eines Fahrschemels ge­ bildet sein kann.

Der Längsträger 1 weist im Bereich der Halterung 3 einen Ober­ gurt 6 und einen Untergurt 7 auf und ist mit einem Querträger 8 verbunden, der den Untergurt 7 im Bereich der Halterung unter­ greift, wobei Untergurt 7 und Querträger 8 verbunden, insbeson­ dere verschweisst sind und von einer Bohrung 31 durchsetzt sind, die auf den Innenraum des Längsträgers 1 ausmündet und vom Gewindehals 9 eines Einsatzes 10 durchsetzt ist, der einem Bestandteil der Halterung 3 bildet und seinerseits mit dem Längsträger 1 verbunden ist. Im Längsträger 1 sind quer verlau­ fende Aussteifungen 11 in Form von eingesetzten Aussteifungs­ blechen vorgesehen, die mit bezogen auf die Fahrzeuglängsrich­ tung F quer verlaufenden Napfwänden 12 verbunden sind, zwischen denen sich Napfwände 13 geringerer Hohe erstrecken, wobei die Napfwände 12 und 13 den Boden 14 des napfförmigen Einsatz 10 umgrenzen, der zentral mit dem sich in Gegenrichtung zu den Wanden 12 und 13 erstreckenden Gewindehals 9 versehen ist. Zwi­ schen den Napfwänden 12 und 13 erstreckt sich desweiteren ein Einsatzblech 15, das ebenso wie die Aussteifungen 11 gegen den Obergurt 6 bzw. den Obergurt 6 und den Untergurt 7 verschweisst ist, so dass die Halterung 3 einem insgesamt besonders ausge­ steiften Bereich der Bodenzone zugeordnet ist, der geeignet ist, auch größere Kräfte ohne Verformungen großflächig aufzu­ nehmen und abzustützen. Im Hinblick auf die Einbindung des Obergurtes 6 in diese Stützfunktion sind die Aussteifungen 11 sowie das Einsatzblech 15 auch ihrerseits nochmals gegen Aus­ beulen ausgesteift, und zwar durch Aussparungen 16 mit ausge­ stellten Rändern 17.

Die Halterung 3 mit dem großflächigen, besonders steif ausge­ führten Boden 14 des Einsatzes 10 bildet die Abstützung für das Kopfteil 18 des zweiteilig ausgeführten und ein Fussteil 19 um­ fassenden Lagerkernes 20 des insgesamt mit 4 bezeichneten Fahr­ schemellagers, wobei zwischen dem Lagerkern 20 und einem Aus­ senmantel 21 des Lagers 4 eine elastische Ummantelung liegt, die mit 22 bezeichnet ist und über die der Lagerkern 20 gegen den Aussenmantel 21 abgestützt ist, der seinerseits in der achsseitigen Lageraufnahme 5 fixierbar ist. Im Hinblick auf die angestrebte unterschiedliche Harte des Fahrschemellagers 4 ist dessen Ummantelung 22, wie der Vergleich der Fig. 2 und 3 zeigt, in den tragenden Querschnitten unterschiedlich ausge­ führt, um, bezogen auf das vorliegende Ausführungsbeispiel, in Querrichtung eine härtere Abstützung (voller Materialquerschnitt) zu realisieren als in Längsrichtung, was durch ent­ sprechende Querschnittsschwächungen, die durch Aussparungen 23 realisiert sind, erreicht wird.

Kopfteil 18 und Fussteil 19 des quer geteilten Lagerkernes 20 sind von der Spannschraube 24 zentral durchsetzt, die in den Gewindehals 9 eingreift und über die der Lagerkern 20 gegen den Boden 14 des Einsatzes 10 verspannbar ist, und zwar über die dazwischenliegenden Bereiche des Untergurtes 7 und des Querträ­ gers 8.

Radial ist der Lagerkern 20 unmittelbar gegen den Einsatz abge­ stützt, dadurch, dass der Gewindehals 9 axial in eine zentrale, ringförmige Aufweitung des Fussteiles 18 passend eingreift, wo­ bei die Aufweitung mit 25 bezeichnet ist und die für die Spann­ schraube 24 vorgesehene Bohrung 31 im Bereich des Kopfteiles 18 radial erweitert.

Ferner sind Kopfteil 18 und Fussteil 19 des Lagerkernes 20 quer zur Spannschraube 24 formschlüssig gegeneinander abgestützt, und zwar dadurch, dass das Kopfteil 18 einen Halsansatz 26 auf­ weist, der in eine ringförmige, die Bohrung für die Spann­ schraube 24 aufweitende Ausnehmung 27 des Fussteiles 19 ein­ greift, die sich axial ausgehend von der ringförmigen, zwischen Kopfteil 18 und Fussteil 19 liegenden Abstützfläche 28 in Rich­ tung des Fussteiles 19 erstreckt.

Die axiale Abstützung des Kopfteiles 18 gegen die Halterung 3 im Bereich der der Halterung zugewandten Stirnseite des Kopf­ teiles 18 erfolgt im Rahmen einer ringförmigen Randzone 29, und damit zur Spannschraube 24 radial nach aussen versetzt bevor­ zugt in einem benachbart zum Randbereich des Bodens 14 liegen­ den Bereich des Einsatzes 10, in dem der Boden 14 in die Napf­ wände 12, 13 übergeht. Innerhalb der Randzone 29 ist die Stirn­ seite des Kopfteiles 18 axial zurückgenommen, liegt also gegen­ über der Halterung bevorzugt frei, und dies über den Umfang zu­ mindest bereichsweise, um die Abstützung auf die Randzone 29 zu konzentrieren und dadurch eine großflächige Abstützung mit ent­ sprechend günstigen Belastungs- und Übertragungsverhältnissen zu realisieren. Der gegenüber der Randzone 29 zurückgenommene Bereich der der Halterung 3 zugewandten Stirnseite des Kopftei­ les 18 ist mit 30 bezeichnet.

Wie Fig. 2 und 3 insbesondere verdeutlichen, ist der Kopf­ teil 18 in Richtung auf die Halterung 3 sich verbreiternd aus­ geführt, wobei das Kopfteil 18 in radiale Überdeckung zur Um­ mantelung 22 kommen, ohne die Herstellung des Lagers 4 zu er­ schweren, da die Ummantelung 22 lediglich mit dem Fussteil 19 verbunden ist und das Kopfteil 18 nachträglich aufgesetzt wer­ den kann.

Die erfindungsgemäße Konstruktion führt insgesamt zu einem sehr steifen Verbund und dadurch zu einem guten Übertragungsverhal­ ten der Achslagerung und zu einem Komfortgewinn für die Fahr­ zeugpassagiere. Hierzu trägt insbesondere bei, dass das Körper­ schallverhalten durch die beschriebenen Versteifungsmassnahmen in der Achslagerung und in deren Anbindung an die Karosserie günstig beeinflusst wird. Die gezielten, lokal ansetzenden Ver­ stärkungsmassnahmen und die Vergrößerung des Achslagerkerns im Übergang auf die Halterung verbessern darüber hinaus auch die Betriebsdauerfestigkeit. Als weitere positive Auswirkung der vergrößerten Auflagefläche im Übergang Vorn Kopfteil auf die Halterung ergibt sich eine deutliche Anhebung der Resonanzfre­ quenzen und eine Absenkung der Amplituden sowohl dynamisch als auch statisch in allen Richtungen. Insbesondere ergibt sich auch ein sehr günstiges Verhältnis der Aufstandsfläche des La­ gerkerns zum Angriffspunkt der Krafteinleitung. Durch die in Verbindung mit der Napfform des Einsatzes 10 geschaffene Lösung werden ferner auch die Biegespannungen deutlich reduziert und in Druck- und Schubspannungen über die Aussteifungen 11 und das Einsatzblech 16 umgesetzt.

Claims (7)

1. Fahrschemellager, das in der Verbindung einer Fahrzeugachse zum Fahrzeugaufbau liegt und einen Lagerkern aufweist, der ge­ gen eine aufbauseitige, einem Träger der Fahrzeugbodenstruktur zugeordnete und ein Gewindeteil umfassende Halterung über eine eine Trägerbohrung durchsetzende Spannschraube verspannbar ist und dem eine elastische Ummantelung im Übergang zu einer achs­ seitigen Lageraufnahme zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (3) einen im Innenraum des Trägers (1) ange­ ordneten, als Stütznapf ausgebildeten Einsatz (10) umfasst, welcher als Gewindeteil einen in Gegenrichtung zu den Napfwän­ den (12, 13) in Richtung auf das Lager (4) sich erstreckenden und die Trägerbohrung durchsetzenden Gewindehals (9) aufweist.

2. Fahrschemellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Einsatz (10) bildende Stütznapf bei in Draufsicht rechteckiger Grundform Napfwände (12; 13) unterschiedlicher Hö­ he aufweist.

3. Fahrschemellager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einander gegenüberliegende Napfwände (12 bzw. 13) jeweils gleiche Höhe aufweisen.

4. Fahrschemellager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) quer zur Erstreckungsrichtung liegende Aus­ steifungen (11) als Anlageflächen für entsprechende Napfwände (12) aufweist.

5. Fahrschemellager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussteifungen (11) durch in den Träger eingesetzte Schottwände gebildet sind.

6. Fahrschemellager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die als Schottwände ausgebildeten Aussteifungen des einen Längsträger der Fahrzeugbodenstruktur bildenden Trägers (1) mit Napfwänden (12) verbunden sind, zwischen denen sich Napfwände (13) geringerer Höhe erstrecken.

7. Fahrschemellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (3) mit dem Boden (14) des Einsatzes (10) in dessen Übergangsbereich in die Napfwände (12; 13) die Anlage für eine ringförmige Abstützfläche (Randzone 29) des Lagers (4) bildet, das radial innerhalb dieser Abstützfläche (Randzone 29) axial zurückgenommen ist.