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DE69208893T2 - Gleitbuchse mit axialbewegungsbegrenzung für eine stabilisatorstange - Google Patents

Gleitbuchse mit axialbewegungsbegrenzung für eine stabilisatorstange

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DE69208893T2
DE69208893T2 DE69208893T DE69208893T DE69208893T2 DE 69208893 T2 DE69208893 T2 DE 69208893T2 DE 69208893 T DE69208893 T DE 69208893T DE 69208893 T DE69208893 T DE 69208893T DE 69208893 T2 DE69208893 T2 DE 69208893T2
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DE
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bushing
sleeve
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arrangement according
outer sleeve
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Richard Hein
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Metzeler Automotive Profile Systems Iowa Inc
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Gencorp Inc
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Description

  • .
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Montageanordnungen, insbesondere Montageanordnungen mit Gleitbuchsen, die zum Anbringen von Metallstabilisatorstangen an Automobilrahmen verwendet werden. Solche Montageanordnungen umfassen im allgemeinen einen geformten Metallbefestigungsträger, der eine gespaltene, ringförmige Gummigleitbuchse in Druckeingriff mit der Stabilisatorstange hält, wenn die Montageanordnung und die Stabilisatorstange richtig am Automobilrahmen befestigt sind. Die Gummigleitbuchse kann getrennt oder mit der Innenseite des Trägerelements der Anordnung einstückig geformt sein.
  • In der Vergangenheit führte die relative Bewegung zwischen der Metallstabilisatorstange und der Gummigleitbuchse beim Fahren mit dem Auto zu einem störenden quietschenden Geräusch. Es wurden mehrere Vorschläge gemacht, um das Geräuschproblem zu lindern oder zu lösen. Ein Lösungsansatz sah eine Buchsenoberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten, z.B. aus Polymeren von Polytetrafluorethylen, vor. Diese Lösung war jedoch bezüglich der Kosten und der Haltbarkeit problematisch.
  • Eine andere Lösung ist in US-A-4.854.766 (Hein) dargelegt. Bei dieser Lösung besitzt die Montageanordnung eine elastomere Innenbuchse, die getrennt um die Drehstabilisatorstange montiert ist und eine Außenbuchse berührt. Entweder die Außenfläche der Innenbuchse oder die Innenfläche der Außenbuchse (bzw. beide) sind mit einer reibungsarmen Oberfläche versehen, sodaß jegliches Rutschen, das durch die Bewegung zwischen den Montageanordnungen und der Stange entsteht, zwischen den elastomeren Materialien in radial beabstandeter Beziehung entfernt von der Stange auftritt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Montageanordnung zum elastischen Koppeln eines ersten und zweiten Metallbauelements bereitgestellt, umfassend:
  • eine elastomere Außenbuchse und Mittel zur Befestigung der Außenbuchse am zweiten Element, wobei die Außenbuchse eine Innenfläche besitzt, die einen Hohlraum definiert, um das erste Element aufzunehmen und zumindest teilweise zu umgeben;
  • eine elastomere Innenbuchse, die von der Außenbuchse getrennt ist und auf dem ersten Element montiert ist, um es zumindest teilweise zu umgeben und den Hohlraum zwischen dem ersten Element und der Innenfläche der Außenbuchse auszufüllen;
  • wobei die Innenfläche der Außenbuchse und die Außenfläche der Innenbuchse mit geringerer Reibung zusammenpassen als der Eingriff der Innenfläche der Innenbuchse mit dem ersten Element, wodurch eine Rutschgrenzfläche zwischen den Buchsen entsteht, um die relative Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Element aufzunehmen;
  • gekennzeichnet durch:
  • Mittel zur Beschränkung der längsseitigen Fehlausrichtung der Innen- und Außenbuchse, wobei die Mittel an der Rutschgrenzfläche durch die Außenfläche der Innenbuchse, deren Umfang in ihrer Längsachsenrichtung allmählich zunimmt, und durch die Innenfläche der Außenbuchse, deren Umfang in ihrer Längsachsenrichtung allmählich zunimmt, vorgesehen sind, sodaß die Vergrößerung der längsseitigen Fehlausrichtung der Innen- und Außenbuchse ihre zusammenpassenden Oberflächen in einen Zustand des immer engeren Zusammenwirkens bewegt, um weiterer längsseitiger Fehlausrichtung erhöhten Widerstand entgegenzusetzen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fehlt einer der Längsschlitze entweder in der Innen- oder in der Außenbuchse.
  • Dieses bevorzugte Merkmal verhindert, daß so wie bei der Konstruktion des Stands der Technik die Schlitze in der Innen- und in der Außenbuchse sich ineinander verfangen, sollten sie ausgerichtet sein.
  • Die Erfindung erreicht die oben angeführten Ziele und bietet eine Montageanordnung, die relativ einfach zusammenzusetzen und wirtschaftlich ist.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ABBILDUNGEN
  • Die folgende Beschreibung der Ausführungsformen wird durch Bezugnahme auf die beigelegten Abbildungen ergänzt, worin:
  • Fig. 1 eine teilweise im Querschnitt dargestellte Vorderansicht einer Stabilisatorstangen- Montageanordnung ist;
  • Fig. 2 eine teilweise im Querschnitt dargestellte Seitenansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 der Stabilisatorstangen-Montageanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
  • Fig. 3 eine Draufsicht im axialen Querschnitt einer Außenbuchse gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist; und
  • Fig. 4 eine Fig. 2 ähnelnde, teilweise im Querschnitt dargestellte Seitenansicht der Stabilisatorstangen-Montageanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist.
  • Bezug nehmend auf die Abbildungen ist eine Stabilisatorstangen-Montageanordnung dargestellt, die ein geformtes Klemmelement neben einem zusammenpassend konfigurierten Metallträger 8 umfaßt, der sandwichartig zwischen dem Klemmelement 7 und einer Außenbuchse 9 angeordnet ist. Die Außenbuchse 9 umgibt bzw. umgibt zumindest teilweise eine Innenbuchse 14 und greiff in diese ein. Dieses Element wird zwar als Buchse bezeichnet, doch ist folgendes zu beachten: sollte ein bogenförmiges oder ein sonstiges unvollständiges Element die beabsichtigte Funktion erfüllen, werden solche Konstruktionen hierin ebenfalls durch den Ausdruck "Buchse" abgedeckt. Die Innenbuchse 14 ist ausgebildet, einen Metallstabilisator 10 zu umgeben und in diesen einzugreifen. Während die Stabilisatorstange (und dementsprechend die Innenfläche der Innenbuchse) im allgemeinen als kreisrunder Querschnitt dargestellt ist, beachte man, daß der Querschnitt auch andersartig sein kann, z.B. quadratisch, rechteckig, dreieckig oder oval.
  • Der Eingriff der Stabilisatorstange durch die Innenbuchse ist vorzugsweise solcherart, daß die axiale Bewegung der Stabilisatorstange relativ zur Innenbuchse eingeschränkt wird. Daher kann es wünschenswert sein, daß der Innendurchmesser der Innenbuchse eine Oberfläche mit starker Reibung, z.B. eine Rändelung, oder sogar einen Klebeeingriff der Stabilisatorstange aufweist. Die Innenbuchse 14 enthält einen Längsschlitz 21, um den Zusammenbau der Innenbuchse auf der Stabilisatorstange 10 zu ermöglichen.
  • Das Klemmelement 7 ist z.B. durch Muttern 11 am Automobilrahmen 12 befestigt. Die Außenbuchse umfaßt eine ringförmige Vertiefung 23, die mit einer korrespondierenden Vertiefung in der Klemme des Trägerelements 8 in Eingriff steht. Die Muttern 11 können angezogen werden, um das Klemmenelement festzuziehen und einen Druckeingriff des Trägers mit der Außenbuchse zu bewirken. Dies schränkt die axiale Bewegung der Montageanordnung sowie der Stabilisatorstange relativ zum Automobil ein.
  • Die Außenbuchse 9 besteht aus einem geeigneten Material, z.B. EPDM-Kautschuk oder Copolymeren von EPDM bzw. anderen geeigneten Elastomeren wie z.B. Styrol, Butadienkautschuken oder natürlichen Kautschuken od.dgl. Die Außenbuchse 9 besitzt vorzugsweise keinen Längsschlitz, sondern besteht aus einem Material, das flexibel genug ist, um das Einsetzen der Innenbuchse in die Außenbuchse zu ermöglichen. Eine geeignete Härtemesserhärte reicht von etwa 40 bis etwa 80, wobei ein bevorzugter Bereich von etwa 40 bis etwa 60 reicht. Die Innenbuchse 14 besteht aus einem ähnlichen Material, wobei ein bevorzugtes Material EPDM-Kautschuk oder ein EPDM- Copolymer mit einer Härtemesserhärte von etwa 50 bis etwa 80 für beide Ausführungsformen ist. Im allgemeinen ist es vorzuziehen, daß die Innenbuchse 14 eine höhere Härtemesserhärte als die Außenbuchse 9 besitzt. In der ersten Ausführungsform erfordert die Außenbuchse Flexibilität, um eine Anordnung ohne Längsschlitz zu ermöglichen. Im allgemeinen ist die Außenbuchse weich genug, um das Einsetzen des erweiterten "Ösen"abschnitts der Stabilisatorstange zu erleichtern.
  • Die Innenbuchse 14 enthält einen Längsschlitz, um das Montieren der Buchse auf der Stabilisatorstange zu ermöglichen, bevor die Außenbuchse 9 über das Ende der Stabilisatorstange und auf die Innenbuchse gesetzt wird. Die Träger- und Klemmeinheit wird dann über der Außenbuchse positioniert und auf dem Automobilrahmen verschraubt.
  • Die Rutschgrenzfläche wird zwischen der Montageanordnung und der Stabilisatorstange weg von der ungünstigen Metalloberfläche des Drehstabilisators verlagert. Dies geschieht durch Verstärken des Reibungseingriffs zwischen der Stabilisatorstange 10 und der Innenbuchse 14 und Verringern der Reibungseingriffs zwischen der Außenbuchse 9 und der Innenbuchse 14, sodaß die Differenz dazwischen ausreicht, um die Rutschgrenzfläche weg von der Metall-Elastomer-Grenzfläche des Drehstabilisators und der Buchse hin zur Elastomer-Elastomer-Grenzfläche der Außenbuchse und der Innenbuchse zu verlagern. Demzufolge ist die zylindrische Innenfläche 51 der Innenbuchse 14, die mit der Stabilisatorstange 10 in Kontakt tritt, mit Rändelungen oder Kerbverzahnungen ausgebildet, um eine rauhe Innenfläche mit hohem Reibungskoeffizienten zu bilden. Alternativ dazu kann die Innenbuchse mit einer Innenfläche mit hohem Haftvermögen versehen sein, oder die Innenbuchse kann sogar am Drehstabilisator angeklebt sein.
  • Die Außenfläche 16 der Innenbuchse 14, die mit der Außenbuchse in Kontakt tritt, wird in entgegengesetzter Weise behandelt, d.h. mit einem geeigneten Material überzogen, das einen geringen Reibungskoeffizienten und gute Abnützungseigenschaften besitzt (d.h. mit einem Material mit guter Schmierwirkung). Passende Materialien sind Polytetrafluorethylen oder Silikon od.dgl. In der Folge ist die Differenz der Reibungskoeffizienten der zwei Grenzflächen beträchtlich und ausreichend, um zu bewirken, daß das Rutschen zwischen der Buchse und der Stabilisatorstange an der Grenzfläche der zwei Buchsen auffritt. Natürlich ist es ebenso möglich, die Innenfläche der Außenbuchse mit einem geeigneten Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten zu überziehen.
  • Die genauen Zusammensetzungen der Buchsen und Beschichtungen hängen bis zu einem gewissen Ausmaß von der Anwendung ab, beispielsweise ob die Montageanordnungen in kleinen KFZs oder großen schweren LKWs verwendet werden. Es ist jedenfalls erforderlich, die Rutschgrenzfläche zwischen der Klemme und dem Drehstabilisator zu verlagern.
  • Gemäß der hierin beschriebenen Montageanordnung wird zwar die ungehinderte Drehung gefördert, doch es sind Mittel vorgesehen, um das Ausmaß des axialen Verrutschens zwischen den Elementen der Stabilisatorstangen-Montageanordnung einzuschränken. Unter normalen Antriebsbedingungen sollte die Stabilisatorstange (und die Innenbuchse) eine freie Torsionsbewegung relativ zum Trägerelement erfahren. Eine reibungslose, radiale Drehung ermöglicht einen ruhigen, effizienten und dauerhafteren Betrieb. Im Falle einer plötzlichen Bewegung ist es jedoch wünschenswert, eine begrenzte axiale Bewegung der Stabilisatorstange und Innenbuchse relativ zur Außenbuchse und zum Klemmelement zu ermöglichen. Die vorliegende Konstruktion schränkt die längsseitige Fehlausrichtung der Stabilisatorstange von der Klemme ein und dient weiters dazu, als Reaktion auf plötzliche Axialkräfte den Angriff der Klemme am Drehstabilisator zu verstärken. Insbesondere wird der Widerstand gegenüber axialem Verrutschen relativ zur Distanz der Fehlausrichtung durch eine zusammenpassende Grenzfläche der Innen- und Außenbuchse erhöht. Dies verstärkt den Angriff der Innenbuchse an der Stabilisatorstange, je mehr die axiale Fehlausrichtung zunimmt.
  • Das Mittel zur Erzielung des obigen Ergebnisses kann eine formschlüssige Stoppeinrichtung, z.B. einen Ösenflansch auf der Außenbuchse enthalten, der axial außerhalb der Innenbuchse liegt oder sonstig zusammenpassend mit dieser konfiguriert ist (oder umgekehrt); weiters kann eine zusammenpassende konische Grenzfläche vorgesehen sein, die für einen immer stärkeren Eingriff der Oberflächen der Innen- und Außenbuchse sorgt, je mehr die Distanz der Fehlausrichtung zunimmt. Es kann sogar wünschenswert sein, beide Mittel vorzusehen, um das Ausmaß des axialen Verrutschens einzuschränken.
  • Eine erste Ausführungsform ist in Figuren 2 und 3 dargestellt, worin die Innenbuchse 14 eine Tonnenform besitzt, d.h. einen ersten Abschnitt 33 mit zunehmendem Radius und einen zweiten Abschnitt 34 mit sich verringerndem Radius. Die dazu passende Oberfläche des Hohlraums 35 innerhalb der Außenbuchse weist einen korrespondierenden ersten Abschnitt 36 mit zunehmendem Radius und einen zweiten Abschnitt 37 mit sich verringerndem Radius auf. Somit sieht man, wie sich der Eingriff verstärkt, wenn der Drehstabilisator und die Innenbuchse relativ zum Trägerelement 8 axial bewegt werden. Zusätzlich enthält die Außenbuchse 14 nach innen ragende, ringförmige Flansche 40, 41 an beiden Enden des Hohlraums 35. Diese Flansche dienen auch dazu, das axiale Verrutschen der Stabilisatorstange und der Innenbuchse relativ zum Rest der Klemmanordnung einzuschränken.
  • In einer in Fig. 4 dargestellten alternativen Ausführungsform besitzt die Innenbuchse 114 eine konische Oberfläche, die sich nur in einer Richtung ausweitet; der Hohlraum 135 der Außenbuchse 109 weist eine korrespondierende dazu passende Konfiguration auf, die sich radial entlang der Längsachse ausdehnt. In diesem Fall enthält die Innenbuchse einen radial nach außen ragenden, ringförmigen Flansch am Ende mit größerem Radius. Dieser Flansch 140 dient dazu, die axiale Bewegung der Stabilisatorstange relativ zur Klemmanordnung einzuschränken. In der vorliegenden Ausführungsform wird durch Ausrichten des oberen Endes der Buchse in entgegengesetzten Richtungen eine Richtungseinschränkung vorgenommen. Gegenüberliegende ringförmige Schultern 141, 143 sind vorgesehen, um Freiraum zur axialen Bewegung zu bewahren und den zylindrischen Abschnitt der Innenbuchse 145 daran zu hindern, in den konischen Abschnitt der Außenbuchse einzugreifen.
  • Somit wurde eine Stabilisatorstangenklemme mit einer einzigartigen Buchse beschrieben, die für eine ungehinderte radiale Drehung sorgt, in der jedoch axiales Verrutschen eingeschränkt wird. Diese Buchse eliminiert das Quietschgeräusch und erhöht die Haltbarkeit und Effizienz der Stabilisatorstangen-Montageanordnung, während die Sicherheit steigt und die Möglichkeit sinkt, daß die Stabilisatorstange und die Montageanordnung unter ungewöhnlichen Bedingungen eine Fehlausrichtung erfahren.

Claims (11)

1. Montageanordnung zum elastischen Kuppeln bzw. Koppeln eines ersten und zweiten Metallbauelements (10, 12), umfassend:
eine elastomere Außenbuchse (9) und Mittel (7) zur Befestigung der Außenbuchse (9) am zweiten Element (12), wobei die Außenbuchse (9) eine Innenfläche besitzt, die einen Hohlraum (35) definiert, um das erste Element (10) aufzunehmen und zumindest teilweise zu umgeben;
eine elastomere Innenbuchse (14), die von der Außenbuchse (9) getrennt ist und auf dem ersten Element (10) montiert ist, um es zumindest teilweise zu umgeben und den Hohlraum (35) zwischen dem ersten Element (10) und der Innenfläche der Außenbuchse (9) auszufüllen bzw. einzunehmen;
wobei die Innenfläche der Außenbuchse und die Außenfläche der Innenbuchse mit geringerer Reibung zusammenpassen als der Eingriff der Innenfläche der Innenbuchse mit dem ersten Element (10), wodurch eine Rutschgrenz- bzw. -übergangsfläche zwischen den Buchsen (14, 9) entsteht, um die relative Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Element (10, 12) aufzunehmen bzw. unterzubringen;
gekennzeichnet durch:
Mittel zur Beschränkung der längsseitigen Fehlausrichtung der Innen- und Außenbuchse (14, 9), wobei die Mittel an der Rutschgrenz- bzw. -übergangsfläche durch die Außenfläche der Innenbuchse (14), deren Umfang in ihrer Längsachsenrichtung allmählich zunimmt, und durch die Innenfläche der Außenbuchse (9), deren Umfang in ihrer Längsachsenrichtung allmählich zunimmt, vorgesehen sind, sodaß die Vergrößerung der längsseitigen Fehlausrichtung der Innen- und Außenbuchse (14, 9) ihre zusammenpassenden Oberflächen in einen Zustand des immer engeren Zusammenwirkens bewegt, um weiterer längsseitiger Fehlausrichtung erhöhten Widerstand entgegenzusetzen.
2. Montageanordnung nach Anspruch 1, worin sowohl die Innen- als auch die Außenbuchse (14, 9) die zunehmenden Umfänge besitzen, die sich komplementär in entgegengesetzten Längsrichtungen vergrößern.
3. Montageanordnung nach Anspruch 1 oder 2, worin die zunehmenden Buchsenoberflächenumfänge so angeordnet sind, daß sie die axiale Fehlausrichtung in beiden Längsrichtungen einschränken.
4. Montageanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Mittel zur Begrenzung der längsseitigen Fehlausrichtung weiters nach innen ragende, ringförmige Flansche (40, 41) an Enden des Hohlraums (35) der Außenbuchse (9) umfassen.
5. Montageanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Mittel zur Begrenzung der längsseitigen Fehlausrichtung einen ringförmigen Umfangsflansch (140) umfassen, der von der Außenfläche der Innenbuchse (14) nach außen ragt.
6. Montageanordnung nach Anspruch 1, worin die Außenfläche der Innenbuchse eine Tonnenform mit entgegengesetzt verjüngenden Abschnitten (33, 34) an zwei axialen Enden davon besitzt, die zu konvergenten Abschnitten (36, 37) der Innenfläche der Außenbuchse an zwei korrespondierenden Axialenden des Hohlraums (35) komplementär sind.
7. Montageanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Außenbuchse (9) längsseitig nicht geschlitzt ist.
8. Montageanordnung nach Anspruch 7, worin die Außenbuchse (9) aus einem Material besteht, das ausreichend flexibel ist, sodaß die Innenbuchse (14) darin eingesetzt werden kann.
9. Montageanordnung nach Anspruch 8, worin das Material der Außenbuchse (9) eine Härtemesserhärte von 40 bis 80 und das Material der Innenbuchse (14) eine Härtemesserhärte von 50 bis 80 besitzt.
10. Montageanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das zweite Element (12) ein Automobilrahmen und das erste Element (10) eine Stabilisatorstange ist, um die die Innenbuchse (14) paßt.
11. Montageanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Mittel zum Befestigen der Außenbuchse (9) am zweiten Element (12) einen geformten Metallträger (8) umfaßt, der sich um die Außenbuchse (9) erstreckt und durch ein Klemmelement (7) am zweiten Element (12) gehalten wird.
DE69208893T 1992-01-07 1992-12-04 Gleitbuchse mit axialbewegungsbegrenzung für eine stabilisatorstange Expired - Fee Related DE69208893T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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US07/817,719 US5224790A (en) 1992-01-07 1992-01-07 Stabilizer bar slip bushing with axial restraint
PCT/US1992/010505 WO1993013955A1 (en) 1992-01-07 1992-12-04 Stabilizer bar slip bushing with axial restraint

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69208893D1 DE69208893D1 (de) 1996-04-11
DE69208893T2 true DE69208893T2 (de) 1996-09-05

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