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Befestigungsanordnung eines als Hohlprofil ausgebildeten
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Fahrwerksteiles an einem ebenfalls als Hohlprofil ausgebildeten Träger
unter Zwischenschaltung einer Gummibuchse Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung
eines als Hohlprofil ausgebildeten lahrwerksteiles an einem ebenfalls als llohlprofil
ausgebildeten Träger unter Zwischenschaltung einer Gummibuchse nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Die hier der Erfindung zugrunde gelegte bekannte Befestigunstanordnung
sieht eine geschmiedete und spanabhebend bearbeitete Hülse vor, die über einen relativ
kleinen Befestigungsflansch mittels einer Lichtbogenschweißung am Rahmenbodenträger
befestigt ist. Der abragende Teil der Hülse erstreckt sich bis zur Stirnseite der
Gummibuchse bzw. deren Kern. Durch das Innere des Kernes und der Hülse hindurch
ragt eine sehr lange Spannschraube, die als Sonderteil ausgebildet und dementsprechend
relativ teuer ist. Außer der Verspannung von Hülse und Kern der Gummibuchse muß
die Spannschraube auch noch eine gegenseitige radiale Ausrichtung von Kern und Hülse
beim Einführen der Spannschraube
herbeiführen. Dazu ist im Innern
der Hülse eine glattflächige Bohrung vor dem Gewindeteil vorgesehen, die mit einer
definierten Passung mit dem Bolzenteil der Schraube zusammengepaßt ist. Zur Vermeidung
von Verletzungen des Gewindeteils ist dieser gegenüber dem Bolzenteil im Durchmesser
reduziert. Gleichwohl sind immer wieder bei der Montage Verletzungen des Gewindeteiles
der Spannschraube beim Ausrichten des zu befestigenden Fahrwerksteiles über den
Kern der Gummibuchse vorgekommen. Zur Entlastung der vom Rahmenbodenträger abragenden
Hülse von quer dazu gerichteten Kräften mußte auf der vom Rahmenboden abgewandten
Seite der Gummibuchse eine Momentenabstützung vorgesehen sein.
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Nachteilig an einer solchen Ausgestaltung der Befestigungsanordnung
ist die unzureichende Stabilität der Hülse, ihre relativ aufwendige Herstellung
durch Schmieden und spanabhebende Bearbeitung, das Erfordernis einer teueren relativ
langen Sonderschraube sowie das weitere Erfordernis einer zusätzlichen Momentenabstützung.
Bei möglichen Verletzungen des Gewindes mußte die am Rahmenbodenträger festgeschweißte
Hülse sehr umständlich aus ihm herausgetrennt, gegen eine neue Hülse ausgetauscht
und diese noch umständlicher an der alten durch das Heraustrennen versehrten Stelle
wieder eingeschweißt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die zugrunde gelegte Befestigungsanordnung
dahingehend zu verbessern, daß die Hülse einfacher herstellbar und somit billiger
ist, daß sie selber stabiler ausgebildet und fester am Rahmen befestigbar ist, daß
eine zusätzliche Momentenabstützung entbehrlich ist, daß eine Erneuerung des Gewindes
innerhalb der Hülse nit relativ geringem Aufwand möglich ist, daß eine billige
Massenschraube
als Spannshraube verwendbar ist und daß gleichwohl eine definierte Ausrichtung des
Kerns der Gummibuchse an der Hülse beim Montieren der Befestigung gewährleistet
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
von Anspruch 1 gelöst. Dank der Ausbildung der Hülse als Blechpreßteil kann dieses
mit hoher Genauigkeit jedoch bei niedrigen Fertigungskosten hergestellt werden.
Aufgrund der Gestaltung der Hülse als Blechpreßteil ist es auch ohne weiteres möglich,
ihr im Bereich der Spitze eine relativ kleine Abmessung jedoch im Bereich der Befestigung
eine relativ große tragende Abmessung zu geben; außerdem kann der Flansch ohne weiteres
groß und breit und somit tragfähig gestaltet werden. Außerdem kann aufgrund der
Gestaltung der Hülse als Blechpreßteil dieses mittels Punktschweißungen kostengünstig
am Rahmenbodenträger befestigt werden. Die Möglichkeit einer Punktverschweißung
der Hülse erlaubt es überdies, diese in einem relativ späten Zeitpunkt der Fertigung
der Rohkarosserie, wenn das Hohlprofil des Rahmenbodenträgers bereits geschlossen
ist und die Hülse lediglich lose in ihm eingelegt ist, festzuschweißen. Die Hülse
kann dann vor dem Festschweißen mittels einer Lehre genau an die gewünschten Stellen
der Karosserie ausgerichtet weden. Die zum Ausführen der Punktschweißung erforderlichen
Elektroden können sich durch relativ kleine Ausnehmungen innerhalb der Wandung des
Hohlprofiles durch es hindurch bis auf den anzuschweißenden Flansch erstrecken.
Mittels einer Lichtbogenschweißung, wie sie für geschmiedete Teile anzuwenden wäre,
wäre ein
Anschweißen im Innern eines bereits geschlossenen Hohlprofiles
nicht möglich. Die Ausgestaltung der Hülse als Blechpreßteil erlaubt es überdies,
eine als genormtes Massenteil billig erhältliche Sechskantmutter im Innern formschlüssig
jedoch leicht austauschbar aufzunehmen. Auch kann eine solche Sechskantmutter ohne
weiteres maschinell und fertigungsgünstig dauerhaft und verliersicher ins Innere
der als Blechpreßteil ausgebildeten Hülse eingefügt werden. Aufgrund dessen, daß
die Hülse biegesteif sich bis axial zur Mitte der Gummibuchse erstreckt, kann sie
quer zur Achse der Gummibuchse gerichtete Kräfte momentenfrei auffangen und in den
Rahmenbodenträger ableiten.
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Eine rahmenabgewandte zusätzliche Momentenabstützung für derartige
Kräfte ist daher entbehrlich. Die gegenseitige Ausrichtung von Hülse und Kern der
Gummibuchse beim Montieren der Befestigungsanordnung geschieht auf der Außenseite
der Hülse und in der Vertiefung des Kernes, so daß von einer solchen Ausrichtungsfunktion
die Spannschraube entlastet ist. Es kann dementsprechend eine genormte Massenschraube
verwendet werden, die ebenfalls billig erhältlich ist. Da die Hülse sich axial bis
zur Mitte der Gummibuchse in diese hinein erstreckt, kann die Spannschraube auch
relativ kurz gehalten sein - der Gewindeteil der Hülse befindet sich an deren Spitze.
Auch die kurze Gestaltung der Schraube trägt zu einer Verbilligung bei Zweckmäßige
Ausgestaltungen und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles;
dabei zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel
einer Befestigungsanordnung nach der Erfindung u n d Fig. 2 einen ebenfalls achsparallelen
Schnitt durch die Befestigungsanordnung nach Fig. 1 entlang der Linie II - II in
Fig. 1.
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Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei
als Hohlprofil ausgebildete Träger 1 bzw. 2 unter Zwischenschaltung einer Gummibuchse
3 miteinander in Grenzen elastisch beweglich zu verbinden. Der Träger 1 soll Teil
eines Rahmenbodens eines nicht weiter dargestellten Fahrzeuges sein, wohingegen
der Träger 2 Teil eines Fahrwerks, z. B. eines Fahrschemels des gleichen Fahrzeuges
darstellt. Die Gummibuchse enthält einen Blechmantel 4, der sich teilweise an der
Außenfläche der Gummibuchse und teilweise auch im Innern des Gummimaterials erstreckt.
Im Innern der Gummibuchse ist ein Kern 5 angeordnet, der der Verschraubung der Gummibuchse
an einer von dem Rahmenbodenträger 1 abragenden Hülse 6 dient. In dem Fahrschemelträger
2 ist an der Befestigungsstelle eine topfformige Vertiefung 11 zur Aufnahme der
Gummibuchse angebracht; sie ist bereits vor Montage des Fahrschemels an dem Rahmenboden
stramm in die Vertiefung eingepreßt.
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Zur gegenseitigen Befestigung der beiden Träger 1 und 2 bzw. der Befestigung
der Gummibuchse 3 an dem Träger 1 dient die Hülse 6 und der Kern 5 der Gummibuchse
sowie
eine aus Mutter 9 und Schraube 12 bestehende Verschraubung.
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Die Hülse 6 ist als Blechpreßteil mit einer Blechstärke s ausgebildet,
die etwa dem Ein- bis Zweifachen der Gewindeganghöhe der Verschraubung entspricht.
Die Blechstärke ist so gewählt, daß das Blech sich ohne weiteres noch durch Tiefziehen
auch bei höheren Verformungsgraden verformen und durch Punktschweißen mit dem dünneren
Wandungsblech des Rahmenbodenträgers verschweißen läßt. Andererseits soll die Blechstärke
möglichst groß sein, damit die um das Maß L von der Unterseite des Rahmenbodenträgers
abragende Hülse möglichst biegesteif und formstabil ist. Die Biegesteifigkeit wird
nicht nur durch die Wandstärke sondern auch durch die Formgestaltung bewirkt; und
zwar ist die Hülse im Bereich der Befestigung bzw. des Fußes (Durchmesser D) wesentlich
größer gestaltet als in dem in den Kern der Gummibuchse hineinragenden Bereich (Durchmesser
d).
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Die Hülse vermag dadurch auftretenden Biegebeanspruchungen aufgrund
von quer zur Achse gerichteten Kräften in besonders hohem Maße standzuhalten. Die
Formstabilität der Hülse wird außerdem noch unterstützt durch einen großflächigen
Befestigungsflansch 7, der in seinen Außenabmessungen (Breite b und Länge 1) größer
gestaltet ist als die abragende Länge L der Hülse. Aufgrund der großflächigen Gestaltung
des Befestigungsflansches ist auch eine sichere Befestigung mittels SchweilPinkten
8 an der Wandung des Rahmenbodenträgers und eine sichere Oberleitung der Beanspruchung
der Hülse in diese Wandungen gewährleistet. /Aufgrund der Gestaltung der Hülse als
Blechpreßteil ist diese innen hohl; sie kann daher in ihrem Innern als Träger eines
Verschraubungsgewindes eine genormte als Massenteil billig erhältliche Sechskantmutter
9 aufnehmen. Zu diesem Zweck +) Die Herstellung der Hülse aus Blech gestaltet diese
trotz einer hohen Festigkeit leichter als ein Schmiedeteil, was auf eine entsprechende
Gestaltung der Hülse zurückzuführen ist.
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ist im Anschluß an einen zunächst kreiszylindrischen Teil 18 ein prismatischer
sechskantiger Teil 19 an der Hülse vorgesehen, der die Sechskantmutter formschlüssig
umschließt. Auf der äußersten Seite ist die Hülse nach inen gebördelt und bildet
dort eine achssenkrechte Anlagefläche 10; die entsprechende Wandung umfaßt die Mutter
9 auf deren Anlageseite. Zur axialen Sicherung gegen Zurückschieben skid auf zwei
gegenüberliegenden Seiten Beulen 17 in den zylindrischen Teil der Hülse eingedrückt,
die die Mutter formschlüssig hintergreifen. Bei einer etwaigen Beschädigung der
Mutter ist gleichwohl ein Austausch möglich.
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Und zwar wird dabei - selbstverständlich muß dazu die Verschraubung
gelöst und die Hülse äußerlich vollständig freigelegt werden - die Mutter gewaltsam
nach innen hineingetrieben, wobei die Haltebeulen 17 flach-bzw. nach außen gedrückt
werden. Die beschädigte Mutter kann durch eine Austauschöffnung 25 im Bodenblech
gegen eine neue Mutter ausgewechselt werden, die ins Innere der Hülse eingefädelt
und mit einer Schraube an den Haltebeulen 17 vorbei in die Einbaulage gezogen wird.
Anschließend werden die tialtebeulen wieder nachgedrückt. Zu einem solchen Austausch
der Mutter braucht die angeschweißte Hülse nicht mit ausgetauscht zu werden, was
ein wesentlicher Vorteil ist. Die Schweißpunkte 8 können,nachdem der Rahmenboden
bereits fertig geschweißt und das Hohlprofil des Rahmenbodenträgers 1 bereits geschlossen
ist, auch durch das Profil hindurch angebracht werden, und zwar erstrecken sich
die entsprechenden Schweißelektroden durch ebenfalls im Bodenblech angebrachte Elektrodenöffnung
26 hindurch und ragen bis zum Anschweißflansch 7. Die mit einem Flansch versehene
Hülse
muß zuvor selbstverständlich lose in das Hohlprofil des Rahmenbodenträgers
1 eingelegt weden, solange dieses noch offen ist. Das nachträgliche Anschweißen
der Hülse nach Fertigstellung des Rahmenbodens ist zweckmäßig, weil dann die Anschweißlage
der Hülse genau nach einer Lehre ausgerichtet werden kann, wodurch eine höhere Fahrwerkgeometrie
erzielbar ist, als wenn die Hülse bereits in einem sehr frühen Entstehungsstadium
des Rahmenbodens an den Trägerteilen fixiert werden würde.
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Der im Innern der Gummibuchse angeordnete Kern 5 erstreckt sich annähernd
über die ganze axiale Länge der Gummibuchse; er ist lediglich auf der oberen dem
Rahmenbodenträger zugekehrten Seite etwas zurückversetzt und ragt auf der unteren
vom Träger 1 abgewandten Seite etwas aus der Gummibuchse heraus. Auf der der Hülse
zugekehrten Seite weist der Kern eine im Ausführungsbeispiel kreiszylindrisch ausgebildete
Vertiefung 15 mit einer ahssenkrechten Anlagefläche 14 am Grund der Vertiefung auf,
die mit einem definierten Spiel 20 den prismatischen und zylindrischen Teil der
Hülse aufnehmen kann. Die Vertiefung diat mehreren Zwecken. Zum einen soll sie die
Möglichkeit schaffen, daß die Hülse mit ihrer Spitze sich axial bis zur Mitte 16
der Gummibuchse hinein erstrecken kann. Dadurch können Querkräfte verkantungsfrei
in die Hülse 6 übergeleitet werden; eine Momentenabstützung auf der unteren von
der Hülse abgewandten Seite ist daher entbehrlich. Zum anderen soll aber die Vertiefung
15 mit ihrem Wandungsteil und dem definierten Spiel 20 mit der Hülse eine Ausrichtung
des Trägers 2 gegenüber dem Träger 1 vor der Montage der Befestigungsanordnung bewirken.
Dadurch wird der Verschraubungsteil
von entsprechenden Funktionen
und Beanspruchungen entlastet. Wie die Fig. 1 zeigt, ist der Durchmesser der Ilülse
im zylindrischen Teil 18 genau so groß bemessen wie das Übereckmaß d im prismatischen
Teil 19 der Hülse. Auch der prismatische Teil 19 dient daher zusammen mit der Vertiefung
15 der Führung und Ausrichtung des Kerns der Gummibuchse. Gleiduchsig zu der Vertiefung
ist ein Schraubendurchgagsloch 13 für die Spannschraube 12 vorgesehen, welches entsprechend
der Nennweite des Gewindes in der Sechskantmutter 9 bemessen ist. Nach dem Einführen
bzw. Aufsetzen des Kernes der Gummibuchse auf die Hülse braucht lediglich noch die
Spannschraube 12 eingeführt und angezogen zu werden. Die re]ativ kurze und im Schaft
nicht abgesetzte Spannschraube 12 kann ebenfalls als genormtes und als Massenteil
billig erhältliches Teil ausgebildet sein, weil sie eine sehr gängige Schraube nach
Gestalt und Größe darstellt. Ein gegenseitiges Ausrichten von Teilen der Befestigungsanordnung
beim Einführen der Verschraubung ist nicht nötig, weil die entsprechenden Teile
bereits genau gegeneinander ausgerichtet sind. Eine Verletzungsgefahr der Gewinde
ist dadurch sehr herabgesetzt. Die Verschraubung 9/12 wird beim Montieren so stark
angezogen, daß die aufeinander zur Anlage kommenden achssenkrechten Flächen 1o und
14 so stark aufeinandergepreßt werden, daß die auftretenden Querkräfte aufgrund
einer entsprechenden Flächenpressung zwischen den Flächen 10 und 14 sicher übertragen
werden können. Jedoch ist auch im Falle eines unzureichenden Anzuges der Verschraubung
eine sichere Kraftübertragung noch gewährleistet, ohne daß sofort beteiligte Teile
beschädigt wunden. Und zwar gelangen bei einer Überschreitung der Querkräfte über
das durch die Flächenpressung
der Flächen 10 und 14 übertragbare
Maß hinaus die Wandung der Vertiefung 15 und der zylindrische bzw. prismatische
Teil der Hülse miteinander in Kontakt, wobei geringe Reibungen zwischen den Flächen
lo und 14 auftreten.
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Dadurch ist ein relativ hohes Maß an Ausfallsicherheit gegeben.
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Zur axialen Begrenzung des Bewegungsspielraumes des Fahrschemelträgers
2 gegenüber dem Rahmenbodenträger 1 weist die Gummibuchse an beiden axialen Stirnseiten
axiale Gummipuffer 22 bzw. 24 auf. Die oberen Gummipuffer 22 erstrecken sich durch
die Bodenöffnung der topfförmigen Vertiefung 11 zur Aufnahme der Gummibuchse hindurch;
ausserdem sind sie auf einen relativ kleinen Zentrumgsabstand gelegt. Die Hülse
6 weist im Bereich des Fußes bzw.
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im flanschnahen Bereich eine Stufe 21 auf, die einen Anschlag für
den oberen axialen Gummipuffer 22 darstellt.
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Der untere umlaufende Gummipuffer 24 ist auf einen großen Zentrum~sabstand
verlegt. Er arbeitet mit einer kräftig bemessenen Anschlagscheibe 23 zusammen, die
zwischen der axial etwas herausragenden unteren Stirnseite des Kernes und dem Schraubenkopf
nach Art einer Unterlegscheibe zwischengelegt ist. Die Anschlagscheibe überragt
in radialer Hinsicht die Gummibuchse und erstreckt sich bis zu dem Anschlagpuffer
24 hin.
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