DE102005002231A1

DE102005002231A1 - Federteller für ein Federbein

Info

Publication number: DE102005002231A1
Application number: DE200510002231
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl.-Ing. Pradel (FH)
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2025-01-19
Also published as: DE102005002231B4

Abstract

Federteller für einen Schwingungsdämpfer, mit einer axialen Stützfläche und einer radialen Zentrierfläche für eine Feder, wobei die radiale Zentrierfläche eine radiale Kraftkomponente auf die Feder ausübt, wobei die Feder, bezogen auf die axiale Stützfläche, einen Kraftdurchstoßpunkt KP in einem definierten Bereich aufweist, wobei die radiale Kraftkomponente punktsymmetrisch einseitig an der Feder angreift.

Description

Die Erfindung betrifft einen Federteller für ein Federbein gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1
Die Feder an einem Federbein erzeugt Seitekräfte, die eine unerwünschte Reibungskraft innerhalb des Federbeins mit sich bringen. Ein Kernproblem besteht darin, dass die Feder bei vertretbarem Fertigungsaufwand nicht ausreichend präzise hergestellt werden kann.

Aus der gattungsbildenden DE 42 03 658 C2 ist ein Federteller bekannt, dessen Stützfläche für die Feder auf einer planen Ebene ausgeführt ist. Zwischen der Feder und dem Federteller ist zur Geräuschminimierung eine Federunterlage angeordnet. Die Feder zentriert sich mit ihrem Innendurchmesser an einem vertikal verlaufenden Bereich des Federtellers. Dabei kann sich die Federunterlage auch bis zum Innendurchmesser der Feder erstrecken.

Die DE 199 39 515 C2 zeigt einen Federteller mit einer Stützfläche die zumindest auf einem Umfangsbereich rampenförmig mit einer Steigung ausgeführt ist. In dem Federteller ist eine Rinne ausgeformt, die die Feder radial zentrieren soll. Bei dieser Art der Zentrierung besteht das Problem, dass die Feder aufgrund ihrer herstellungsbedingten maßlichen Toleranzen zumindest teilweise auf den Außenkanten der Rinne anliegt und einer sehr großen Flächenpressung ausgesetzt ist.

Eine exakte Führung der Feder auf dem Federteller verhindert eine Geräuschbildung verursacht durch eine Relativbewegung der Feder auf dem Federteller.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Federteller mit einer exakten Führung der Feder zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Feder bezogen auf die axiale Stützfläche einen Kraftdurchstoßpunkt in einem definierten Bereich aufweist, wobei die radiale Kraftkomponente punktsymmetrisch einseitig an der Feder angreift.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird kein exakter Kraftdurchstoßpunkt angestrebt, sondern nur noch eine Lage in einem definierten Bereich. Wenn man die axiale Stützfläche des Federtellers in vier Quadranten unterteilt, dann reicht es völlig aus, wenn der Kraftdurchstoßpunkt bei den verwendeten Federn stets in einem der vier Quadranten liegt. Die zusätzliche Feder korrigiert durch die punktsymmetrisch zu den Quadranten wirksame Kraftkomponente den bewusst akzeptierten Fehler des Kraftdurchstoßpunktes.

Eine konstruktive Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die axiale Stützfläche nach radial außen ein ansteigendes Profil aufweist. Bei einem schräggestellten Federteller wird ausgehend von Schrägwinkel das ansteigende Profil berechnet.

Zusätzlich oder alternativ kann die Stützfläche punktsymmetrisch zum ansteigenden Profil ein nach radial außen abfallendes Profil aufweisen. Es werden die an dem Profil angreifenden Kräfte der Feder zur Korrektur des Kraftduchstoßpunktes genutzt.

Bei einer Alternativvariante ist zwischen der Zentrierfläche und der Feder eine zusätzliche Feder mit einer nach radial außen gerichteten Kraftkomponente angeordnet. Der Federteller verfügt dann im Vergleich zur vorgenannten Lösung über eine deutlich einfachere räumliche Ausgestaltung.

In weiterer konstruktiver Ausgestaltung wird die zusätzliche Feder von einer Blattfeder gebildet. Die Blattfeder kann bei sehr kleinem Bauraum eine sehr große Kraft aufweisen und auch sehr leicht in räumlich gekrümmten Bauräumen angeordnet werden.

Des weiteren kann die zusätzliche Feder als eine Opferanode ausgeführt sein, indem sie z. B. von einem verzinkten Federblech gebildet wird. Die Opferanode verhindert die Rostbildung am Federteller und/oder an der Feder.

Man kann auch vorsehen, dass die zusätzliche Feder von einem Elastomerkörper gebildet wird. Der Elastomerkörper kann aus einem Gummi oder Kunststoff bestehen.

Eine zusätzliche Maßnahme zur Geräuschisolierung kann darin bestehen, dass die Feder von einer Kunststoffunterlage getragen wird.

Um den Montageaufwand gering zu halten, kann die Kunststoffunterlage und die zusätzliche Feder mit der nach radial außen gerichteten Kraftkomponente einteilig ausgeführt sein.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch kann die axiale Stützfläche in Umfangsrichtung eine Steigung aufweisen. Mit dieser sogenannten Rampe wird verhindert, dass sich die Feder in Umfangsrichtung verdreht und damit Geräusche verursacht.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Federteller mit einer in Radialrichtung profilierten Stützfläche
2 Draufsicht zur 1
3 Federteller mit einer zusätzliche Feder, die eine radiale Kraftkomponente aufweist
4 Draufsicht zur 3
5 u. 6 Federteller mit Kunststofffeder
Die 1 zeigt einen Federteller 1 mit einer Feder 3 als Teil eines weiter nicht dargestellten Schwingungsdämpfers. Der Federteller verfügt über eine axiale Stützfläche 5, der sich radial innen eine Zentrierfläche 7 anschließt. Die axiale Stützfläche weist in Umfangsrichtung eine Steigung auf, die der Steigung der Endwindung angepasst ist. Des weiteren verfügt die Stützfläche über ein nach radial außen ansteigendes Profil 9, z. B. in der Form einer schiefen Ebene bezeichnet mit dem Winkel α. Der Winkel α bezieht sich immer auf die Bezugsebene des Federtellers. Bei einem schräggestellten Federteller würde der Winkel α dem Schrägungswinkel aufaddiert.
Alternativ oder zusätzlich kann die axiale Stützfläche 5 mit einem nach radial außen abfallenden Profil 11 ausgeführt sein, gekennzeichnet durch den Winkel β. Dadurch ergibt sich für die Feder die Tendenz, eine radiale Verschiebebewegung in Abhängigkeit des Kraftdurchstoßpunktes KP vorzunehmen. Wenn man bei der Herstellung der Feder sicherstellt, dass der Kraftdurchstoßpunkt beispielsweise stets im vierten Quadranten liegt, dann soll die durch die radiale Profilierung der Stützfläche erzeugte Kraftkomponente punktsymmetrische einseitig an der Feder angreifen (s. 2). Die Zentrierfläche 7 verhindert ein seitliches Abgleiten von der axialen Stützfläche.
Die 3 und 4 zeigen eine Alternativlösung des Federtellers 1, bei der zwischen der Zentrierfläche 7 und der Feder 3 eine zusätzliche Feder 13 mit einer nach radial außen gerichteten Kraftkomponente angeordnet ist, die am Innendurchmesser der Feder, am besten an der Endwindung, angreift und damit den Kraftdurchstoßpunkt der Feder verlagert. Die Feder wird von einer Blattfeder gebildet, die z. B. in einer fensterartigen Öffnung 15 der Zentrierfläche 7 angeordnet ist und auch einen gekrümmten Verlauf einnehmen kann. Hinsichtlich der Werkstoffauswahl bestehen keine besonderen Anforderungen, doch könnte man die Feder in der Bauform eines verzinkten Blechstreifens auch als Opferanode für die Feder und den Federteller verwenden, um der Rostbildung zu begegnen.
Die 5 und 6 zeigen einen Federteller 1 nach dem Prinzip der 3, jedoch mit einer zusätzlichen Feder 13, die von einem Elastomerkörper gebildet wird. Die zusätzliche Feder 13 kann partiell auf den Federteller 1 aufgespritzt oder in einer Hohlkehle der Stützfläche 5 eingelegt sein. Zwischen der Feder 3 und der axialen Stützfläche 5 ist, wie aus 6 ersichtlich ist, eine Kunststoffunterlage 17 angeordnet, die eine Federwirkung ausübt. Die Kunststoffunterlage und die Feder mit der nach radial außen gerichteten Kraftkomponente können auch einteilig ausgeführt sein.

Claims

Federteller für einen Schwingungsdämpfer, mit einer axialen Stützfläche für eine und einer radialen Zentrierfläche für eine Feder, wobei die radiale Zentrierfläche eine radiale Kraftkomponente auf die Feder ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (3) bezogen auf die axiale Stützfläche (5) einen Kraftdurchstoßpunkt KP in einem definierten Bereich aufweist, wobei die radiale Kraftkomponente punktsymmetrisch einseitig an der Feder (3) angreift.
Federteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Stützfläche (5) nach radial außen ein ansteigendes Profil (9) aufweist.
Federteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (5) punktsymmetrisch zum ansteigenden Profil (9) ein nach radial außen abfallendes Profil (11) aufweist.
Federteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zentrierfläche (7) und der Feder (3) eine zusätzliche Feder (13) mit einer nach radial außen gerichteten Kraftkomponente angeordnet ist.
Federteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Feder (13) von einer Blattfeder gebildet wird.
Federteller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Feder (13) als eine Opferanode ausgeführt ist.
Federteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Feder (13) von einem Elastomerkörper gebildet wird.
Federteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (1) von einer Kunststoffunterlage (17) getragen wird.
Federteller nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffunterlage (17) und die zusätzliche Feder (13) mit der nach radial außen gerichteten Kraftkomponente einteilig ausgeführt ist.
Federteller nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Stützfläche (5) in Umfangsrichtung eine Steigung aufweist.