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Die Erfindung betrifft eine Pendelstütze, insbesondere für ein Fahrwerk, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Im Stand der Technik sind Pendelstützen bekannt, welche zur gelenkigen Verbindung von Fahrwerksteilen oder zur elastischen Lagerung beispielsweise eines Motors oder eines Getriebes in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Üblicherweise sind die bekannten Pendelstützen mit zwei Gummielementen ausgeführt. An einem Ende eines Stützarms der Pendelstütze kann dabei eine Lagerbuchse, welche als sogenannte Komfortbuchse ausgeführt sein kann, angeordnet sein und an dem anderen Ende des Stützarms kann ein Gummigelenk angeordnet sein.
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Eine Pendelstütze für ein Aggregat in einem Kraftfahrzeug mit einem Stützarm zur elastischen Halterung am Fahrzeug ist aus
DE 197 31 128 A1 bekannt, bei welcher an einem Ende des Stützarms ein Gummigelenk angeordnet ist.
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Nachteilig bei einem derartigen Gummigelenk einer Pendelstütze ist jedoch, dass das Gummigelenk meist aus Bauraumgründen sehr klein und darüber hinaus auch steif ausgeführt ist, um die Anforderungen an die Lebensdauer des Gummigelenks erfüllen zu können. Ein derartig ausgebildetes Gummigelenk, welches axiale Bewegungen in Richtung der Längsachse der Pendelstütze üblicherweise durch Kompression des Gummimaterials aufnimmt, überträgt jedoch die Getriebegeräusche sehr stark.
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Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pendelstütze, insbesondere für ein Fahrwerk, bereitzustellen, welche das Problem der Geräuschübertragung löst.
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Diese Aufgabe wird durch eine Pendelstütze mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Pendelstütze, insbesondere für ein Fahrwerk, bereit, welche einen Stützarm mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende aufweist, wobei an dem ersten Ende ein erstes Gelenk, welches als Gummigelenk ausgebildet ist, und an dem zweiten Ende ein zweites Gelenk vorgesehen ist, wobei das erste Gelenk zumindest einen Schubkörper aus einem elastischen Material, insbesondere aus Gummi, umfasst, welcher bei Krafteinwirkung auf die Pendelstütze in einer vorbestimmten Richtung einer Scherbeanspruchung unterliegt. Durch die Konfiguration, bei welcher es bei Krafteinwirkung auf die Pendelstütze anstelle der Kompression des Gummimaterials zu einer Scherbeanspruchung kommt, kann eine deutliche Geräuschreduzierung erzielt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der zumindest eine Schubkörper, welcher eine Kraftübertragung bei Krafteinwirkung auf die Pendelstütze in Richtung ihrer Längsachse übernehmen, einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Abschnitt und einen sich daran anschließenden radial nach außen auskragenden ringförmigen Randabschnitt auf, welcher der Scherbeanspruchung unterliegt.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der zumindest eine Schubkörper in einem Schublager angeordnet. Dabei ist der im Wesentlichen hohlzylindrische Abschnitt des Schubkörpers zwischen einem Lagerkern und einem Außenrohr, insbesondere einem Kunststoffaußenrohr, angeordnet.
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Darüber hinaus ist der ringförmige Randabschnitt vorzugsweise zwischen einer Scheibe, insbesondere einer Kunststoffscheibe, und einem an dem Außenrohr vorgesehenen Flanschabschnitt angeordnet. Bei Krafteinwirkung auf die Pendelstütze in Richtung der Längsachse des Stützarms wird dabei durch eine Relativbewegung zwischen der Kunststoffscheibe und dem Flanschabschnitt in dem dazwischen liegenden ringförmigen Randabschnitt anstelle einer Kompression, wie sie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Gummigelenken bewirkt wird, dieser lediglich auf Schub beansprucht.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen einer Innenwand des im Wesentlichen hohlzylindrischen Abschnitts und einer der Innenwand gegenüberliegenden Außenwand des Lagerkerns ein Luftspalt vorgesehen. Der Luftspalt stellt sicher, dass die durch die Krafteinwirkung bewirkte Relativbewegung insbesondere der Kunststoffscheibe relativ zu dem Außenrohr zunächst keine Kompression des dazwischen angeordneten Gummimaterials bewirkt sondern zunächst lediglich die Luft in dem Luftspalt komprimiert wird bzw. aus der Lageranordnung entweicht, so dass der Schubkörper, wie oben beschrieben, geschert wird.
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Der Lagerkern ist mit einem Innengewinde zum Verschrauben mit zumindest einer Schraube versehen, über welche die Pendelstütze mit einem Montageblech verschraubbar ist, und die Schraube drückt die Scheibe gegen den ringförmigen Randabschnitt des Schubkörpers. Durch das gemäß den obigen Ausführungsformen ausgebildete Lager mit Schubkörper erfolgt eine Kraftübertragung wie im Folgenden ausgeführt. Das Montageblech ist mit dem Lagerkern des ersten Gelenks verschraubt, so dass ausgehend von dem Montageblech die Schraube die Kraft auf den Lagerkern überträgt und von dem Lagerkern dann auf die Kunststoffscheibe, wodurch die Relativbewegung und somit die Scherbewegung in dem Gummimaterial des Schubkörpers erfolgt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Scheibe eine zentrale Öffnung auf, in welcher ein Endabschnitt des Lagerkerns aufgenommen ist, wobei die zentrale Öffnung einen Innendurchmesser aufweist, welcher im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Lagerkerns entspricht.
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Weiterhin ist es bevorzugt, wenn ein Anschlag zur Wegbegrenzung der Scherung des Schubkörpers bei Krafteinwirkung auf die Pendelstütze, insbesondere in X-Richtung, vorgesehen ist. Hierdurch wird die Wegbegrenzungsfunktion, welche durch den Anschlag erfolgt, von der Geräuschentkoppelfunktion, welche durch Scherung des Schubkörpers erfolgt, getrennt. Durch diese Funktionstrennung werden gute Lebensdauerergebnisse und exakte Akustikabstimmungen erzielt.
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Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der Anschlag bei der zuvor beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltung an dem Außenrohr, insbesondere im Bereich des Flanschabschnitts, vorgesehen ist. Der Anschlag wirkt hierbei derart als Wegbegrenzung, dass erst im Bereich eines Maximalausschlags bei der oben erwähnten Relativbewegung im Bereich des Lagers der Lagerkern mit dem Gummimaterial in Anschlag steht, wodurch eine weitere Bewegung verhindert wird. Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, dass somit die Wegbegrenzungsfunktion, welche durch den Anschlag an dem Außenrohr erfolgt, von der Geräuschentkopplungsfunktion, welche durch die Scherung des Gummimaterials des Schubkörpers erfolgt, getrennt ist.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Pendelstütze zwei Schubkörper auf, welche jeweils in einem Schublager gegenüberliegend auf dem Lagerkern angeordnet sind, so dass die jeweiligen ringförmigen Randabschnitte der Schubkörper jeweils außen angeordnet sind.
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Der zumindest eine Schubkörper ist vorzugsweise aus Gummi mit einer Härte gebildet, welche zwischen 43 und 65 Shore liegt.
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Die Kraft, welche auf die Pendelstütze in einer vorbestimmten Richtung wirkt, wirkt dabei in Richtung der Längsachse des Stützarms.
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Im Nachfolgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
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1A–1D verschiedene Ansichten einer Pendelstütze gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2A–2D verschiedene Ansichten der Schublager der in den 1A bis 1D dargestellten Pendelstütze;
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3A–3C verschiedene Ausführungsformen von Lageranordnungen einer Pendelstütze.
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1A bis 1D zeigen verschiedene Ansichten einer Pendelstütze 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei 1A eine Schnittansicht durch die Pendelstütze 1 ist, 1B eine Draufsicht auf die Pendelstütze 1, 1C eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 1A und 1D eine Detailansicht des durch C gekennzeichneten Bereichs in 1C. Die Pendelstütze 1 weist einen Stützarm 2 mit einem ersten Ende 3 und einem zweiten Ende 4 auf. An dem ersten Ende 3 ist ein erstes Gelenk 5 und an dem zweiten Ende 4 ist ein zweites Gelenk 6 angeordnet. Das erste Gelenk 5 ist als Gummigelenk ausgebildet wohingegen das zweite Gelenk 6 als sogenanntes Komfortgelenk ausgebildet ist. An dem ersten Gelenk 5 ist ein Montageblech 7 angebunden. Wie insbesondere aus 1B erkennbar ist, sind zum Fixieren des Montageblechs 7 Schrauben 8, 8‘ in das erste Gelenk 5 geschraubt, welche das Montageblech 7 an dem ersten Gelenk 5 halten. In den 1C und 1D ist das erste Gelenk 5 bzw. dessen Aufbau im Detail dargestellt. Wie hier erkennbar ist, weist das erste Gelenk 5 zwei Schubkörper 9, 9‘ aus weichem Gummi auf, welche bei einer Krafteinwirkung auf die Pendelstütze 1 in einer vorbestimmten Richtung, welche in 1A durch X gekennzeichnet ist und welche parallel zur Längsachse L der Pendelstütze 1 wirkt, eine Scherbeanspruchung unterliegen, wie noch näher erläutert werden wird. Die beiden Schubkörper 9, 9‘ sind identisch mit einem im Wesentlichen hohlzylindrischen Abschnitt 10, 10‘ und einem sich daran anschließenden radial nach außen auskragenden ringförmigen Randabschnitt 11, 11‘ aufgebaut und sind jeweils in einem Schublager 12, 12‘ angeordnet, wobei der im Wesentlichen hohlzylindrische Abschnitt 10, 10‘ des Schubkörpers 9, 9‘ zwischen einem durchgehenden Lagerkern 13 und einem jeweiligen Außenrohr 14, 14‘ aus Kunststoff liegt. Der ringförmige Randabschnitt 11, 11‘ liegt dagegen zwischen einer jeweiligen Scheibe 15, 15‘ aus Kunststoff und einem an dem Außenrohr 14, 14‘ vorgesehenen Flanschabschnitt 20, 20‘. Wie deutlich in 1D erkennbar ist, ist darüber hinaus zwischen einer jeweiligen Innenwand 16, 16‘ des jeweiligen im Wesentlichen hohlzylindrischen Abschnitts 10, 10‘, welche einer Außenwand 17 des durchgehenden Lagerkerns 13 gegenüberliegt, ein Luftspalt 18 vorgesehen. Der Luftspalt 18 stellt sicher, dass auf den Schubkörper 9, 9‘ zunächst keine Kompression bewirkt wird sondern zunächst lediglich die Luft in dem Luftspalt 18 komprimiert wird bzw. aus der Lageranordnung entweicht, so dass der Schubkörper 9, 9‘, wie weiter unten beschrieben, geschert wird. Weiterhin ist der durchgehende Lagerkern 13 mit einem Innengewinde 19 zum Verschrauben mit der Schraube 8 bzw. 8‘ versehen, über welche die Pendelstütze 1 mit dem Montageblech 7 verschraubbar ist. Schließlich ist noch das Außenrohr 14, 14‘ mit jeweiligen als Wegbegrenzung dienenden Anschlägen versehen, von denen hier in 1D lediglich der Anschlag 21 des Außenrohrs 14 dargestellt ist.
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Mittels der wie oben beschriebenen ausgebildeten Schublager 12, 12‘ erfolgt die Kraftübertragung auf die jeweiligen Schubkörper 9, 9‘ wie im Folgenden ausgeführt. Das Montageblech 7 ist mit dem Lagerkern 13 des ersten Gelenks 5 verschraubt, so dass ausgehend von dem Montageblech 7 die Schraube 8 bzw. 8‘ die Kraft auf den Lagerkern 13 überträgt und von dem Lagerkern 13 dann auf die Kunststoffscheibe 15 bzw. 15‘, wodurch es zu einer Relativbewegung zwischen der Kunststoffscheibe 15 bzw. 15‘ und dem Flanschabschnitt 20 bzw. 20‘ und somit zu einer Scherbewegung in dem Gummimaterial des Schubkörpers 9 bzw. 9‘, insbesondere in dessen ringförmigen Randabschnitt 11, 11‘ kommt. Da der Anschlag 21 als Wegbegrenzung dient, kommt erst im Bereich eines Maximalausschlags bei der oben erwähnten Relativbewegung der Lagerkern 13 mit dem Gummimaterial der Schubkörper 9, 9‘ in Anschlag, wodurch eine weitere Bewegung verhindert wird. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Wegbegrenzungsfunktion durch den Anschlag 21 von der Geräuschentkopplungsfunktion, welche durch die Scherung des Gummimaterials des Schubkörpers 9, 9‘ erfolgt, getrennt ist. Durch diese Funktionstrennung werden gute Lebensdauerergebnisse und exakte Akustikabstimmungen erzielt.
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2A bis 2D zeigen verschiedene Ansichten der Schublager 12, 12‘ der in den 1A bis 1D dargestellten Pendelstütze 1, wobei 2A eine Ansicht in auseinandergezogenen Einzelteilen ist, 2B die Schublager 12, 12‘ in zusammengebautem Zustand vor Zusammenbau mit dem Lagerkern 13, 2C ein einzelnes Schublager 12 und 2D die beiden Schublager 12, 12‘ in zusammengebautem Zustand auf dem Lagerkern 13 zeigen. Wie in 2A erkennbar ist, umfasst jedes Schublager 12, 12‘ die Scheibe 15, 15‘, und das Außenrohr 14, 14‘. Dazwischen ist jeweils der Schubkörper 9, 9‘ aus weichem Gummi angeordnet. Die Scheibe 15, 15‘ weist jeweils eine zentrale Öffnung 22, 22‘ auf, in welcher ein jeweiliger Endabschnitt 23, 23‘ des Lagerkerns 13 in zusammengebauten Zustand aufgenommen ist, wie in 2D erkennbar ist. Wie auch in 2D gezeigt ist, sind die zwei Schubkörper 9, 9‘ auf dem Lagerkern 13 gegenüberliegend so angeordnet, dass ihre jeweiligen ringförmigen Randabschnitte 11, 11‘ an den äußeren Enden der Anordnung liegen.
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3A bis 3C zeigen verschiedene Ausführungsformen von Lageranordnungen einer Pendelstütze 1. In der 3A ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher insbesondere die Form des Lagers 12 bzw. die Form der Scheibe 15 und des Flanschabschnitts 20 des Außenrohrs 14 nicht rund, sondern rechteckig ausgeführt ist. Auch andere Lagerformen wie quadratisch oder dreieckig sind je nach Bedarf implementierbar. In 3B ist eine Ausführungsform dargestellt, in welcher auf der Außenwand 17 des Lagerkerns 13 zusätzlich eine Gummischicht 25 aufgebracht, insbesondere aufvulkanisiert ist. Alternativ können hierzu auch Gummiformartikel verwendet werden, welche auf der Außenwand 17 des Lagerkerns 13 angeordnet werden. 3C zeigt eine Ausführungsform, bei der die Form des Lagerkerns 13, welcher in 2A bis 2D zylindrisch ausgeführt ist, mit einem balligen Abschnitt 24 im mittleren Bereich ausgebildet ist. Dies ist auch in der in 3A dargestellten Ausführungsform der Fall.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pendelstütze
- 2
- Stützarm
- 3
- erstes Ende
- 4
- zweites Ende
- 5
- erstes Gelenk
- 6
- zweites Gelenk
- 7
- Montageblech
- 8, 8‘
- Schrauben
- 9, 9‘
- Schubkörper
- 10, 10‘
- hohlzylindrischer Abschnitt
- 11, 11‘
- ringförmiger Randabschnitt
- 12, 12‘
- Schublager
- 13
- Lagerkern
- 14, 14‘
- Außenrohr
- 15, 15‘
- Scheibe
- 16, 16‘
- Innenwand
- 17
- Außenwand
- 18
- Luftspalt
- 19
- Innengewinde
- 20, 20‘
- Flanschabschnitt
- 21, 21‘
- Anschlag
- 22, 22‘
- zentrale Öffnung
- 23, 23‘
- Endabschnitt
- 24
- balliger Abschnitt
- 25
- Gummischicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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