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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Federauflage zur Abstützung einer
Spiralfeder mit einem zylinderförmigen
Formkörper
aus einem elastomeren Material, der einen innenliegenden Hohlraum
zur teilweisen Aufnahme eines Abstützteiles und einen radial abragenden
Flansch aufweist, an dem sich die Spiralfeder abstützt.
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Federauflagen
werden zur Abstützung
von Spiralfedern, beispielsweise bei Aufhängungen von Kraftfahrzeugen,
verwendet. Die aus einem elastomeren Material bestehende Federauflage
ist dabei zwischen der Spiralfeder und dem Kraftfahrzeugteil angeordnet.
Während
der Bewegung der Spiralfeder aufgrund von Einfederungsbewegungen
des Kraftfahrzeugs ist die Federauflage starken Belastungen ausgesetzt.
Trotz dieser hohen Belastung während der
Federbewegung müssen
sowohl die Auflage- und Dämpfungsfunktion
als auch eine Fixierungsfunktion der Federauflage für die Spiralfeder
beibehalten werden.
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Die
JP 11310021 zeigt eine
Federauflage für eine
Spiralfeder, die aus Gummi hergestellt ist und zur Auflage und Abstützung der
Spiralfeder dient. Die Federauflage ist auf einem Karosserieteil
aufgesetzt und umschließt
dieses zylinderförmig.
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Vor
diesem Hintergrund ergibt sich die Aufgabe eine verbesserte Federauflage
anzugeben, die eine zentrale Positionierung der Spiralfeder auf
der Federauflage sicherstellt, eine ausreichende Entkopplung zwischen
Spiralfe derbewegung und Abstützteilbewegung
bereitstellt und eine ausreichende Vorspannung für eine Rückbewegung der Spiralfeder aufweist.
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Diese
Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Federauflage dadurch gelöst, dass
an dem Formkörper
wenigstens ein angeformter Vorsprung vorgesehen ist, der radial
nach innen in den Hohlraum einragt.
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Der
radial nach innen ragende Vorsprung bewirkt eine Vorspannung der
Federauflage bezüglich des
Abstützteils.
Weiterhin ist der Bereich der Federauflage, an dem die Spiralfeder
aufliegt, von dem Bereich der Federauflage entkoppelt, der am Abstützteil befestigt
ist. Dadurch bleibt die Federauflage bei einer Rückbewegung der Spiralfeder
mit dem Abstützteil
in Kontakt. Es wird auch ein sicherer Sitz der Spiralfeder auf der
Federauflage gewährleistet,
wenn sich die Spiralfeder in einer Rückbewegung befindet.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass eine Vielzahl von Vorsprüngen
vorgesehen ist, die in Umfangsrichtung des Formkörpers in den Hohlraum radial
nach innen ragen und durch Ausbuchtungen voneinander getrennt sind.
Durch die Ausbuchtungen wird die Auflagefläche am Abstützteil verringert, wodurch
die Flächen verringert
werden, die Geräusche
hervorrufen können.
Des Weiteren lässt
sich durch die Ausgestaltung vom Verhältnis der Ausbuchtungen zu
den benachbarten Vorsprüngen
eine Entkopplung zwischen der auf der Federauflage abgestützten Spiralfeder
und dem Abstützteil
einstellen. Weiter ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Vorsprünge, die
radial nach innen in den Hohlraum des Formkörpers hineinragen, nur teilweise
am Umfang des Hohlraums verteilt sind. Dadurch lässt sich die Federauflage für eine seitenabhängige Belastung
an der Federauflage einstellen. So ist beispielsweise die äußere Seite
der Federauflage einer anderen Belastung ausgesetzt als die zur Fahrzeugmitte
liegende Seite der Federauflage.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in den Formkörper eine
Metalleinlage eingebettet. Diese erhöht die Festigkeit der Federauflage,
so dass die Federauflage größeren Belastungen
standhalten kann.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Metalleinlage L-förmig ausgebildet ist und sich
aus dem zylindrischen Teil des Formkörpers in den nach außen abragenden
Flansch erstreckt. Dadurch wird die Festigkeit der Federauflage
weiter erhöht.
Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, die Metalleinlage nur teilweise
umlaufend in der Federauflage auszubilden. Hierdurch lässt sich
eine partielle Versteifung der Federauflage erreichen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der nach außen abragende
Flansch des Formkörpers
Puffer auf, die in Richtung der Spiralfeder ausgebildet sind und
die in ihrer Höhe
an den Spiralfederverlauf angepasst sind. Durch eine unterschiedliche
Höhe der
Puffer kann die Federauflage an den spiralförmigen Verlauf der letzten
Windung der Spiralfeder angepasst werden, um eine optimale Auflage
der letzten Windung der Spiralfeder auf der Federauflage zu erreichen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass
an der Außenseite
des Formkörpers,
vorzugsweise am zylindrischen Teil, ein radial nach außen abragender
Anschlag für
die Spiralfeder vorgesehen ist. Insbesondere erstreckt sich dieser
Anschlag über
die gesamte Höhe
des zylindrischen Teils und dient als Anschlag für ein Ende der Spiralfeder.
Somit wird ein Verdrehen der Spiralfeder auf der Federauflage verhindert.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass am oberen Rand des zylindrischen Innenteils des Formkörpers ein Halteelement
zur Festlegung der Spiralfeder vorgesehen ist. Dieses Haltelement
dient der Fixierung der Spiralfeder bei einer Rückbewegung. Dabei ist es vorteilhaft,
wenn am Umfang des zylindrischen Teils eine Vielzahl von Haltelementen
angeordnet ist, die die Spiralfeder bei einer Rückbewegung der Spi ralfeder
von einem Abheben von der Federauflage hindern. Es ist vorteilhaft,
wenn das Halteelement die Spiralfeder teilweise umgreift. Das Halteelement
ist vorzugsweise ebenfalls aus dem elastomeren Material des Formkörpers hergestellt.
Es kann jedoch mit einer Metalleinlage verstärkt sein, um ein Abheben der
Spiralfeder von der Federauflage bei einer Rückbewegung wirkungsvoll zu
verhindern.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die
in schematischer Weise in den Zeichnungen dargestellt sind. Hierbei
zeigen:
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1 eine
perspektivische teilgeschnittene Ansicht einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Federauflage;
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2 eine
perspektivische Ansicht der Federauflage gemäß 1 von unten;
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3 eine
Schnittdarstellung durch die Federauflage gemäß 1 im unbelasteten
Zustand;
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4 eine
Schnittdarstellung durch die Federauflage gemäß 1 im belasteten
Zustand;
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5 eine
Schnittdarstellung durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federauflage
ohne Halteelemente im belasteten Zustand;
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6 eine
Schnittdarstellung durch eine Federvorrichtung mit einer Spiralfeder
und einer oben und unten angeordneten Federauflage;
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7 eine
schematische Darstellung der Federvorrichtung gemäß 6 in
Einbaulage an einem Kraftfahrzeug.
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Eine
erfindungsgemäße Federauflage 10 ist in 1 in
einer perspektivischen Ansicht von oben teilgeschnitten dargestellt.
Der aus einem elastomeren Material hergestellte Formkörper 12 weist
einen zylindrischen Teil auf, der einen innenliegenden Hohlraum 13 umschließt. Am unteren
Bereich des zylindrischen Teils des Formkörpers 12 ist ein radial nach
außen
abragender Flansch 15 ausgebildet. Der Hohlraum 13 dient
der wenigstens teilweise Aufnahme eines aus 3 ersichtlichen
Abstützteil 14 eines Kraftfahrzeugs,
wobei der abragende Flansch 15 auf dem Abstützteil 14 zum
Aufliegen kommt. Im Formkörper 12 ist
eine L-förmig
ausgebildete Metalleinlage 18 eingebettet, die sich vom
zylindrischen Tei in den radial abragenden Flansch 15 erstreckt.
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Im
inneren Bereich des Hohlraums 13 sind mehrere radial nach
innen in den Hohlraum 13 einragende Vorsprünge 16 am
Umfang des Formkörpers 12 angeordnet,
die durch aus 2 ersichtliche Ausbuchtungen 17 voneinander
getrennt sind. Diese Vorsprünge 16 liegen
im montierten Zustand an dem Abstützteil 14 an und spannen
das Formteil 12 vor.
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Weiter
sind am oberen Rand des Formkörpers 12 radial
abragende elastische Haltelemente 21 ausgebildet, die gemäß 3 die
Spiralfeder 11 teilweise umgreifen und somit ein Abheben
der Spiralfeder 11 von der Federauflage 10 bei
einer Rückbewegung
verhindern.
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Die
Federauflage 10 weist gemäß 3 mehrere
Puffer 19 auf, die jeweils am Umfang des Flanschs 15 ausgebildet
sind und in Richtung Spiralfeder 11 abragen. Diese Puffer 19 sind
in ihrer Höhe an
den Verlauf der letzten Windung der Spiralfeder 11 angepasst,
wodurch sich eine optimale Auflage der Spiralfeder 11 auf
der Federauflage 10 ergibt. Je nach Ausgestaltung der Spiralfeder 11 können die Puffer 19 über den
Umfang verteilt sein und eine sich vergrößernde Höhe aufweisen. Es gibt jedoch
auch Spiralfedern 11, die eine abgeflachte oder ebene letzte
Windung der Spiralfeder 11 aufweisen. In einem derartigen
Fall weisen die Puffer 19 nahezu die gleiche Höhe auf.
Die Puffer 19 können
an ihrer Auflagefläche
für die
Spiralfeder 11 an die Querschnittsform der Spiralfeder 11 angepasst
sein. Meist weist die Spiralfeder 11 einen kreisförmigen Querschnitt
auf, so dass die Auflagefläche
der Puffer 19 schalenförmig
ausgebildet sein kann, um eine optimale Auflage der Spiralfeder 11 zu
gewährleisten.
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Ein
am zylindrischen Teil des Formkörpers 12 ausgebildeter
Anschlag 20 ragt radial vom zylindrischen Teil des Formkörpers 12 nach
außen
ab und dient als Anschlag für
ein Ende der Spiralfeder 11.
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In 3 ist
die erfindungsgemäße Federauflage 10 mit
einer teilweise angedeuteten Spiralfeder 11 in einem unbelasteten
Zustand dargestellt. Es ist deutlich erkennbar, dass der radial
nach außen
abragende Flansch 15 nicht auf dem Abstützteil 14 zum Anliegen
kommt. Erst wenn die Spiralfeder 11 aufgrund einer Federbewegung
des Kraftfahrzeugs gegen das Abstützteil 14 gepresst
wird, kommt der Flansch 15 der Federauflage 10 am
Abstützteil 14 zum
Anliegen, was in 4 dargestellt ist. Die Situation
gemäß 3 tritt
insbesondere bei einer Rückbewegung
auf. Wie oben erwähnt,
fixieren die Vorsprünge 16 die
Federauflage 10 selbst in diesem Fall sicher am Abstützteil 14.
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Aufgrund
der L-förmigen
Metalleinlage 18, die sich vom zylindrischen Teil des Formkörpers 12 in den
radial nach außen
abragenden Flansch 15 erstreckt, ergibt sich eine erhöhte Festigkeit
der Federauflage 10. Gerade während einer Rückbewegung der
Spiralfeder 11 wird durch die Metalleinlage 18 einer
Verformung der Federauflage 10 vorgebeugt, wodurch ein
unerwünschtes
Abheben der Spiralfeder 11 von der Federauflage 10 auftreten
könnte.
Durch die Metalleinlage kann sich die Federauflage 10 nicht verformen.
Dadurch werden insbesondere Geräusche
vermieden, die beim Abheben und erneutem Aufliegen der Spiralfeder 11 auf
der Federauflage 10 auftreten.
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In
den 3 und 4 ist die Funktion der Haltelemente 21 deutlich
erkennbar. Die Halteelemente 21 sind am oberen Umfang des
zylindrischen Teils des Formkörpers 12 versetzt
am äußeren Rand angeordnet
und umgreifen die Spiralfeder 11 teilweise. Diese Halteelemente 21,
die vorzugsweise als Halteclips ausgebildet sind, unterstützen die
Verhinderung eines Abhebens der Spiralfeder 11 von der Federauflage 10 bei
einer Rückbewegung
der Spiralfeder 11.
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5 zeigt
eine alternativen Ausgestaltung der Federauflage 10, bei
der am Formkörper 12 keine Halteclips 21 angeordnet
sind. Bei dieser alternativen Ausgestaltung ist ebenfalls die Federauflage 10 im belasteten
Zustand dargestellt, bei dem der nach außen abragende Flansch 15 am
Abstützteil 14 aufliegt.
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6 zeigt
eine Federvorrichtung in einer Schnittdarstellung mit einer Spiralfeder 11 und
einer jeweils unterhalb und oberhalb der Spiralfeder 11 angeordnete
Federauflage 10a, 10b. Die Federauflagen 10a, 10b weisen
jeweils Halteelemente 21 auf, die die Spiralfeder 11 teilweise
umgreifen und somit ein Abheben der Spiralfeder 11 verhindern.
Die Federauflage 10b im oberen Bereich der Spiralfeder 11 ist
beispielsweise an einem Karosserieteil 14b eines Kraftfahrzeugs
befestigt, wobei die Federauflage 10a am unteren Ende der
Spiralfeder 11 an einem schwenkbar angeordneten Achsschenkel 14a,
beispielsweise an einer Hinterachse, angeordnet ist.
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Die
Federvorrichtung gemäß 6 ist
in 7 in Einbaulage an einer Hinterachse bei einem Kraftfahrzeug
dargestellt. Dabei ist der untere Achsschenkel 14a beweglich
um einen Schwenkpunkt gelagert. Die Spiralfeder 11 stützt sich
an der unteren Federauflage 10a und an der oberen Federauflage 10b ab.
Im oberen Bereich ist die Federauflage 10b an einem Karosserieteil 14b angeordnet.
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Mit
der erfindungsgemäßen Federauflage 10 wird
eine zentrale Positionierung einer Spiralfeder 11 sichergestellt.
Durch die in den Hohlraum 13 hineinragenden Vorsprünge 16 ergibt
sich eine gute Entkopplung zwischen der Bewegung der Abstützteile 14, 14a, 14b und
der Bewegung der Spiralfeder 11. Mit der erfindungsgemäßen Federauflage 10 wird eine
zuverlässige
Fixierung der Spiralfeder 11 auf der Federauflage 10 und
der Federauflage 10 an dem Abstützteil 14 sowohl im
Einfederungszustand als auch bei einer Rückbewegung der Spiralfeder 11 sichergestellt.
Außerdem
werden Geräusche,
die durch Reibung und ein Abheben und Aufsetzen der Spiralfeder 11 auf
der Federauflage 10 auftreten, vermieden.
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- 10
- Federauflage
- 10a
- untere
Federauflage
- 10b
- oberer
Federauflage
- 11
- Spiralfeder
- 12
- Formkörper
- 13
- Hohlraum
- 14
- Abstützteil
- 14a
- Achsschenkel
- 14b
- Karosserieteil
- 15
- radialer
Flansch
- 16
- Vorsprung
- 17
- Ausbuchtung
- 18
- Metalleinlage
- 19
- Puffer
- 20
- Anschlag
- 21
- Halteelement,
Halteclip