DE10053576C1 - Federbein mit einstellbarem Federteller - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Federbein mit einstellbarem Federteller für Fahrzeuge, bestehend aus einem Schwingungsdämpfer und einer Fahrzeugfeder, die als Schraubendruckfeder ausgebildet und zwischen zwei Federtellern eingespannt ist. Der einstellbare Federteller wirkt auf ein Abstützteil, das mit einem Behälter des Schwingungsdämpfers verbunden ist, wobei dieses Abstützteil im Bereich des Austritts der Kolbenstange angeordnet ist. Ferner wird der einstellbare Federteller durch die Schraubendruckfeder schwenkbar gegen das Abstützteil gedrückt und zur Beibehaltung der eingestellten Lage des Federtellers ist eine Fixiervorrichtung angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein mit einem Schwingungsdämpfer und einer Schraubendruck­ feder versehenes Federbein mit einstellbarem Federteller, entsprechend dem Ober­ begriff von Patentanspruch 1.

Derartige Federbeine, die eine als Fahrzeugfeder wirkende Schraubendruckfeder und einen Schwingungsdämpfer aufweisen, sind oftmals nahezu unkontrollierbaren Querkräften ausgesetzt, die eine nachteilige Reibung zwischen der Kolbenstange und dem Behälter bewirken. Es handelt sich dabei um die Querkräfte, die von der Schraubendruckfeder über den mit dem Behälter verbundenen Federteller auf den Schwingungsdämpfer ausgeübt werden. Diese Schraubendruckfedern können nicht so gleichmäßig hergestellt werden, dass sie bei einem einmal festgelegten Federtel­ ler auch die geringst mögliche Querkraft auf das Federbein ausüben, d. h. die bei der Herstellung der Schraubendruckfedern vorhandenen Ungleichmäßigkeiten führen dazu, dass bei den Schraubendruckfedern die geometrische Mittellinie von der Wirkungslinie der Federkraft abweicht. Dies gilt auch für Schraubendruckfedern mit an­ gelegten und geschliffenen Endwindungen. Dementsprechend ist in der Serienferti­ gung der Federbeine infolge der auf den Behälter des Schwingungsdämpfers von der Schraubendruckfeder ausgeübten unterschiedlich großen Querkraft auch die Reibung der einzelnen Federbeine unterschiedlich. Zur Verringerung der von der Schraubendruckfeder auf das Federbein ausgeübten Querkraft ist es bekannt, den mit dem Behälter verbundenen Federteller gekippt und/oder exzentrisch zur Dämp­ ferachse anzuordnen, wozu die Schraubendruckfedern durch teuere Sortierung in verschiedene Gruppen eingeteilt werden und dann jeder Gruppe ein spezieller Fe­ derteller zugeordnet wird.

Zur Einstellung einer gewünschten Standhöhe eines Kraftfahrzeugs ist es durch die DE 26 56 707 A1 und die US 4 366 969 bei Federbeinen bekannt, dass der Fe­ derteller einstellbar durch axiale Verschiebung auf dem Behälter angeordnet wird. Ferner zeigt die DE 198 49 991 A1 ein Federbein mit einstellbarer Abstützung der Schraubendruckfeder, wobei ein Federteller verschwenkt werden kann oder beide Federteller schwenkbar angeordnet sind. Durch das Verschwenken des mit dem Be­ hälter in Wirkverbindung stehenden Federtellers infolge der Federkraft der Schrau­ bendruckfeder weicht die Federtellermitte aus und es ändert sich der Abstand der Wirkungslinie der Feder zur Achse des Behälters, wodurch von der Schraubendruck­ feder erneut eine Querkraft auf den Behälter und damit ein Biegemoment auf den Schwingungsdämpfer ausgeübt wird, so dass weiterhin eine unkontrollierbare Beein­ flussung der Reibung zwischen Kolbenstange und Behälter vorhanden ist.

Die gattungsbildende DE 197 48 634 A1 beschreibt ein Federbein mit einstellbarem Federteller, bestehend aus einem Schwingungsdämpfer und einer Fahrzeugfeder, die als Schraubendruckfeder ausgebildet und zwischen zwei Federtellern einge­ spannt ist, wobei der einstellbare Federteller mit einer entsprechend geformten An­ lagefläche auf ein Abstützteil mit einer kugelkalottenförmigen Oberfläche wirkt, das mit einem Behälter des Schwingungsdämpfers verbunden ist, wobei der Federteller einen axial sich erstreckenden und etwa rohrförmigen Körper aufweist, der an seinem unteren Ende die Auflage für die Schraubendruckfeder besitzt, während das obere Ende radial eingezogen ist und die kugelkalottenförmige Anlagefläche bildet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Federbein mit einstellbarer Ab­ stützung einer Schraubendruckfeder zu schaffen, bei dem durch Einstellung des Fe­ dertellers eine kostengünstige Minimierung der von der Schraubendruckfeder auf den Schwingungsdämpfer ausgeübten Querkraft ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung in einer ersten Variante durch den Patent­ anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafterweise wird die geforderte Minimierung der von der Schraubendruckfeder auf den Schwingungsdämpfer des Federbeins ausgeübten Querkraft ermöglicht. Des weiteren wird die Möglichkeit geschaffen, bei einem Federbein auf dem Prüf­ stand die von der eingebauten Schraubendruckfeder auf den Schwingungsdämpfer ausgeübte Querkraft auf den kleinstmöglichen Wert einzustellen und diese Einstel­ lung festzuhalten.

Zusätzlich wird sowohl eine sehr gute Abstützung des Federbeins auf dem Behälter des Schwingungsdämpfers als auch eine feinfühlige Einstellmöglichkeit des Federtellers geschaffen.

Die Auflage für die Schraubendruckfeder kann somit gekippt und/oder exzentrisch zur Achse des Schwingungsdämpfers verstellt werden. Die gefundene günstige Stel­ lung des Federtellers wird durch die Fixiervorrichtung festgehalten.

Um ungehindert durch die Schraubendruckfeder die gefundene Einstellung des Fe­ dertellers festzuhalten, bzw. auch eine feinfühlige Einstellung vornehmen zu können, sind die Sicherungsschrauben in einer unterhalb der Auflage der Schraubendruckfe­ der vorgesehenen Verlängerung des etwa rohrförmigen Körpers angeordnet.

Eine alternative Lösungsvariante wird durch den Patentanspruch 3 beschrieben.

Die Einsickungen sind beispielsweise im Bereich der Verlängerung des rohrförmigen Körpers angeordnet oder die auf die Außenfläche des Behälters einwirkenden Einsi­ ckungen, Anschlagflächen bzw. andere Abstützteile sind an einem mit dem rohrför­ migen Körper verbundenen Befestigungsring angebracht. Dieser Befestigungsring kann auch getrennt vom Federbein vorgeformt und anschließend mit der Verlänge­ rung des rohrförmigen Körpers fest verbunden werden.

Andere Einstellmöglichkeiten werden geschaffen, wenn das Abstützteil mit einem drehfest auf dem Behälter befestigten Einstellring in Wirkverbindung steht. Damit kann z. B. bei axial hohen und stark gekippten Federtellern eine bessere Korrektur der Wirkungslinie der Schraubendruckfeder vorgenommen werden. Dies ist auch vorteilhaft, wenn eine Einstellung durch Kippen des Federtellers dazu führt, dass der für das Federbein zur Verfügung stehende Einbauraum nicht mehr ausreichen wür­ de. Hierzu ist entweder der Einstellring mit einer zylindrischen Außenfläche verse­ hen, die exzentrisch zum zylindrischen Behälter verlaufend angeordnet ist und/oder das Abstützteil steht mit einer exzentrisch zur Außenfläche verlaufenden Bohrung mit dem Einstellring in Wirkverbindung. Nach erfolgter Einstellung ist eine drehfeste Verbindung angeordnet, die dafür sorgt, dass sich die gefundene Einstellung nicht verändern kann. Zur Verdrehung des Abstützteils gegenüber dem Einstellring ist ein Einstellwerkzeug vorgesehen, das sich beispielsweise am Einstellring abstützt und auf das Abstützteil einwirkt, das mit einem Zahnkranz versehen ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeich­ nung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Federbeins im Bereich des einstellbaren und mit dem Behälter in Wirkverbindung stehenden Federtellers;

Fig. 2 eine Ausführungsform des einstellbaren Federtellers, wobei die Fixiereinrich­ tung unterhalb der Auflage für die Schraubendruckfeder angeordnet ist;

Fig. 3 eine zusätzliche exzentrische Einstellmöglichkeit für den Federteller;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform für eine exzentrische Verstellung des Federtel­ lers;

Fig. 5 eine Fixiervorrichtung, die durch Einsickungen der Verlängerung des rohrför­ migen Körpers gebildet ist;

Fig. 6 eine durch Umformung eines Befestigungsrings geschaffene Fixiervorrichtung.

Der in Fig. 1 gezeigte Ausschnitt des Federbeins zeigt einen Schwingungsdämpfer 1, der im Bereich des Austritts einer Kolbenstange 7 ein Abstützteil 11 aufweist, das sich auf dem Behälter 5 des Schwingungsdämpfers 1 abstützt und eine kugelkalot­ tenförmige Oberfläche 15 besitzt. Eine als Fahrzeugfeder wirkende Schraubendruck­ feder 3 ist zwischen einem oberen nicht eingezeichneten Federteller und einem ein­ stellbaren Federteller 9 eingespannt. Der einstellbare Federteller 9 besteht aus ei­ nem axial sich erstreckenden und etwa rohrförmigen Körper 19, der in die unteren Windungen der Schraubendruckfeder 3 ragt und einerseits die dem unteren Ende der Schraubendruckfeder 3 angepasste Auflage 21 trägt und andererseits ein mit einer Anlagefläche 17 versehenes eingezogenes Ende aufweist, wobei die Anlage­ fläche 17 der kugelkalottenförmigen Oberfläche 15 des Abstützteils 11 angepasst ist. Ferner ist eine auf den Behälter 5 einwirkende Fixiervorrichtung 13, die aus mindes­ tens drei über den Umfang gleichmäßig verteilte Sicherungsschrauben 23 besteht, in dem axial sich erstreckenden Körper 19 des einstellbaren Federtellers 9 vorgesehen.

Um bei der Serienherstellung der Federbeine die bei der Ein- und Ausfederbewe­ gung zwischen der Kolbenstange 7 und dem Behälter 5 auftretende Reibung zu mi­ nimieren, wird auf dem Prüfstand der Federteller 9 so auf dem Abstützteil 11 ver­ schwenkt, dass die von der Schraubendruckfeder 3 auf den Behälter 5 ausgeübte Querkraft den kleinstmöglichen Wert erreicht. Diese gefundene Einstellung wird durch die von den Sicherungsschrauben 23 gebildeten Fixiervorrichtung 13 unver­ rückbar festgehalten, so dass im Betrieb keine Veränderung der von der Schrauben­ druckfeder ausgeübten Querkraft auftreten kann. Die Sicherungsschrauben 23 kön­ nen auch zur Feineinstellung des Federtellers 9 dienen und werden in jedem Fall nach erfolgter Einstellung gegen Lösen gesichert, was durch die im Maschinenbau bekannten Maßnahmen erfolgen kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 durch eine leichte Zugänglichkeit der Sicherungsschrauben 23. Diese sind in einer unterhalb der Auflage 21 vorgesehenen Verlängerung 25 des rohrförmigen Körpers 19 angeordnet und können ohne Behinderung durch die Schraubendruckfeder 3 eingestellt und ge­ sichert werden.

Die Fig. 3 zeigt eine zusätzliche Einstellmöglichkeit für den Federteller durch einen exzentrisch auf dem Behälter 5 angeordneten Einstellring 27, der eine mit einer ent­ sprechenden Bohrung des Abstützteils 11 zusammenwirkende Außenfläche 29 be­ sitzt. Auch die Bohrung des Abstützteils 11 kann als exzentrische Bohrung 31 ausge­ führt sein, wodurch eine größere Verstellmöglichkeit geschaffen wird. Diese Ein­ stellmöglichkeit, durch die die Wirkungslinie der Schraubendruckfeder radial verän­ dert werden kann, ist besonders vorteilhaft, wenn beim Einstellen des Federtellers auf dem Abstützteil 11 durch ein zu starkes Kippen des Federtellers der für das Fe­ derbein zur Verfügung stehende radiale Einbauraum nicht ausreicht.

Zum Verdrehen des Abstützteils 11 auf dem Einstellring 27 ist eine Verdreheinrich­ tung 33 vorgesehen, die aus einem Einstellwerkzeug besteht, das sich in einer Auf­ nahmebohrung des Einstellrings 27 abstützt und durch Verdrehen mit einer Verzah­ nung in einen Zahnkranz 35 des Abstützteils 11 eingreift. Nach erfolgter Einstellung wird das Einstellwerkzeug 37 entfernt und eine drehfeste Verbindung 43 zwischen dem Einstellring 27 und dem Abstützteil 11 hergestellt.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsvariante der Einstellmöglichkeit zwischen dem Einstell­ ring 27 und dem Abstützteil 11 dargestellt. Die exzentrische Bohrung 31 im Abstütz­ teil 11 ist schräg zur Achse angeordnet und der Einstellring ist mit einem Bund ver­ sehen, auf dem sich das Abstützteil 11 abstützt. Nach erfolgter Einstellung wird die drehfeste Verbindung 43 vorgenommen, die beispielsweise durch einen Gewindestift gebildet ist.

Die Fig. 5 zeigt eine Fixiervorrichtung 13, die aus über den Umfang gleichmäßig ver­ teilte Einsickungen 39 besteht. Diese Einsickungen 39 sind in der unteren Verlänge­ rung 25 des rohrförmigen Körpers 19 vorgesehen und werden nach erfolgter Einstel­ lung des Federtellers 9 angeprägt.

Eine weitere Fixiervorrichtung ist in Fig. 6 dargestellt, wobei die Verlängerung 25 des rohrförmigen Körpers 19 einen Befestigungsring 41 trägt, der auch getrennt vom Fe­ derteller 9 entsprechend der Einstellung des Federtellers 9 auf dem Abstützteil 11 vorgeformt werden kann und erst dann auf der unterhalb der Auflage 21 angeordne­ ten Verlängerung 25 befestigt wird.

Die Anwendung des vorstehend beschriebenen einstellbaren Federtellers ist nicht nur für die Einstellung auf dem Prüfstand anwendbar. Dieser einstellbare Federteller ermöglicht es auch, dass für etwa gleichwirkende Schraubendruckfedern eine Ein­ stellung festgelegt wird, während für andere Schraubenfedergruppen auch andere Einstellungen des Federtellers erfordern. Diese verschiedenen Einstellungen können mit dem erfindungsgemäßen einstellbaren Federteller ohne konstruktive Änderung verwirklicht werden, so dass auch für diese Anwendung eine kostengünstige Monta­ ge der Federbeine erreicht wird.

Claims (11)

1. Federbein mit einstellbarem Federteller, bestehend aus einem Schwingungs­ dämpfer und einer Fahrzeugfeder, die als Schraubendruckfeder ausgebildet und zwischen zwei Federtellern eingespannt ist, wobei der einstellbare Federteller mit einer entsprechend geformten Anlagefläche auf ein Abstützteil mit einer ku­ gelkalottenförmigen Oberfläche wirkt, das mit einem Behälter des Schwin­ gungsdämpfers verbunden ist, wobei der Federteller einen axial sich erstre­ ckenden und etwa rohrförmigen Körper aufweist, der an seinem unteren Ende die Auflage für die Schraubendruckfeder besitzt, während das obere Ende radial eingezogen ist und die kugelkalottenförmige Anlagefläche bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützteil (11) auf dem Behälter (5) im Bereich des Austritts der Kolbenstange (7) angeordnet ist und der einstellbare Federteller (9) durch die Schraubendruckfeder (3) schwenkbar gegen das Ab­ stützteil (11) gedrückt wird, während zur Beibehaltung der eingestellten Lage des Federtellers (9) eine Fixiervorrichtung (13) angeordnet ist, die durch mindes­ tens drei gleichmäßig über den Umfang des Behälters (5) verteilt im rohrförmi­ gen Körper (19) angeordnete Sicherungsschrauben (23) gebildet ist.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungs­ schrauben (23) in einer unterhalb der Auflage (21) vorgesehenen Verlängerung (25) des rohrförmigen Körpers (19) angeordnet sind.

3. Federbein nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Abstützteil (11) auf dem Behälter (5) im Bereich des Austritts der Kolbenstange (7) angeordnet ist und der einstellbare Federteller (9) durch die Schraubendruckfeder (3) schwenkbar gegen das Abstützteil (11) gedrückt wird, während zur Beibehaltung der eingestellten Lage des Federtellers (9) eine Fixiervorrichtung (13) angeordnet ist, die durch mehrere über den Umfang ver­ teilte und auf der Außenfläche des Behälters (5) anliegende Einsickungen (39) gebildet ist.

4. Federbein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsickungen (39) im Bereich der Verlängerung (25) des rohrförmigen Körpers (19) angeord­ net sind.

5. Federbein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Außenfläche des Behälters einwirkenden Einsickungen (39) oder Anschlagflächen an einem mit dem rohrförmigen Körper (19) verbundenen Befestigungsring (41) angebracht sind.

6. Federbein nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Abstützteil (11) mit einem drehfest auf dem Behälter (5) be­ festigten Einstellring (27) in Wirkverbindung steht.

7. Federbein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellring (27) eine zylindrische Außenfläche (29) aufweist, die exzentrisch zum zylindri­ schen Behälter (5) verlaufend angeordnet ist.

8. Federbein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützteil (11) mit einer exzentrisch zur Außenfläche verlaufenden Bohrung (31) mit dem Einstellring (27) in Wirkverbindung steht.

9. Federbein nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwi­ schen dem Abstützteil (11) und dem Einstellring (27) eine drehfeste Verbindung (43) angeordnet ist.

10. Federbein nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwi­ schen dem Abstützteil (11) und dem Einstellring (27) eine Verdreheinrichtung (33) angeordnet ist.

11. Federbein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehein­ richtung (33) durch einen im Abstützteil (11) angeordneten Zahnkranz (35) ge­ bildet ist, in den ein in eine Aufnahmebohrung des Einstellrings (27) einführba­ res und mit einer entsprechenden Verzahnung versehenes Einstellwerkzeug (37) eingreift.