DE102005011408B4

DE102005011408B4 - Federauflage für eine Spiralfeder

Info

Publication number: DE102005011408B4
Application number: DE200510011408
Authority: DE
Inventors: Didier Lenoir; Jérôme Kieffer
Original assignee: Trelleborg Automotive Germany GmbH
Current assignee: Trelleborg Automotive Germany GmbH
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2011-05-05
Anticipated expiration: 2025-03-12
Also published as: DE102005011408A1

Abstract

Federauflage zur Abstützung einer Spiralfeder (11), mit einem zylinderförmigen Formkörper (12) aus einem elastomeren Material, der einen innenliegenden Hohlraum (13) zur teilweisen Aufnahme eines Abstützteiles (14) eines Kraftfahrzeuges und einen radial nach außen abragenden Flansch (15) aufweist, an dem sich die Spiralfeder (11) abstützt, wobei am Formkörper (12) eine Vielzahl von in den Hohlraum (13) radial hineinragende Vorsprünge (16) vorgesehen sind, die durch Ausbuchtungen (17) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (16) den Flansch (15) der Federauflage (10) in Axialrichtung derart überragen, dass die Vorsprünge (16) an dem Abstützteil (14) anliegen und den Formkörper (12) vorspannen.

Description

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 eines Kraftfahrzeuges und einen radial nach außen abragenden Flansch aufweist, an dem sich die Spiralfeder abstützt, wobei am Formkörper eine Vielzahl von in den Hohlraum radial hineinragenden Vorsprüngen vorgesehen sind, die durch Ausbuchtungen voneinander getrennt sind.
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.
Aus der US 6 149 171 A geht eine derartige Federauflage hervor, die einen zylindrischen Formkörper aus einem elastomeren Material aufweist, der einen innenliegenden Hohlraum zur Aufnahme eines Abstützteiles besitzt. Am Außenumfang ist ein radial abragender Flansch vorgesehen, an dem sich die Spiralfeder abstützt. Am Innenumfang ist eine Vielzahl von nach innen abragenden Vorsprüngen vorgesehen, die durch Ausbuchtungen voneinander getrennt sind. Ein in Axialrichtung abragender Vorsprung, der in eine zugeordnete Öffnung eingreift, dient der Festlegung in Umfangsrichtung.
In der DE 1 848 788 U wird eine Federauflage offenbart, die an ihrer Bodenseite konzentrisch angeordnete kreisförmige Rippen aufweist, die sich in eingebautem Zustand an einem Abstützteil abstützen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine verbesserte Federauflage anzugeben, die eine zentrale Positionierung der Spiralfeder auf der Federauflage sicherstellt, eine ausreichende Entkopplung zwischen Spiralfeder und Abstützteilbewegung bereitstellt und eine ausreichende Vorspannung für eine Rückbewegung der Spiralfeder aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einer Federauflage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Vorsprünge den Flansch der Federauflage in Axialrichtung derart überragen, dass die Vorsprünge an dem Abstützteil anliegen und den Formkörper vorspannen.
Die radial nach innen in den Hohlraum hineinragenden und den Flansch in Axialrichtung überragende Vorsprünge bewirken eine Vorspannung der Federauflage bezüglich des Abstützteils. Weiterhin ist der Bereich der Federauflage, an dem die Spirale 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. Da die Vorsprünge durch Ausbuchtungen voneinander getrennt sind, 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. Da die Vorsprünge, die radial nach innen in den Hohlraum des Formkörpers hineinragen, nur teilweise am Umfang des Hohlraums verteilt sind, 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.
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.
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.
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.
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.
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 Spiralfeder 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.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in schematischer Weise in den Zeichnungen dargestellt sind. Hierbei zeigen:
1 eine perspektivische teilgeschnittene Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Federauflage;
2 eine perspektivische Ansicht der Federauflage gemäß 1 von unten;
3 eine Schnittdarstellung durch die Federauflage gemäß 1 im unbelasteten Zustand;
4 eine Schnittdarstellung durch die Federauflage gemäß 1 im belasteten Zustand;
5 eine Schnittdarstellung durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federauflage ohne Halteelemente im belasteten Zustand;
6 eine Schnittdarstellung durch eine Federvorrichtung mit einer Spiralfeder und einer oben und unten angeordneten Federauflage;
7 eine schematische Darstellung der Federvorrichtung gemäß 6 in Einbaulage an einem Kraftfahrzeug.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Mit der erfindungsgemäßen Federauflage 10 wird eine zentrale Positionierung einer Spiralfeder 11 sichergestellt. Durch die in den Hohlraum 13 hinein ragenden 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.
Bezugszeichenliste

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

Claims

Federauflage zur Abstützung einer Spiralfeder (11), mit einem zylinderförmigen Formkörper (12) aus einem elastomeren Material, der einen innenliegenden Hohlraum (13) zur teilweisen Aufnahme eines Abstützteiles (14) eines Kraftfahrzeuges und einen radial nach außen abragenden Flansch (15) aufweist, an dem sich die Spiralfeder (11) abstützt, wobei am Formkörper (12) eine Vielzahl von in den Hohlraum (13) radial hineinragende Vorsprünge (16) vorgesehen sind, die durch Ausbuchtungen (17) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (16) den Flansch (15) der Federauflage (10) in Axialrichtung derart überragen, dass die Vorsprünge (16) an dem Abstützteil (14) anliegen und den Formkörper (12) vorspannen.
Federauflage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Formkörper (12) eine Metalleinlage (18) eingebettet ist.
Federauflage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalleinlage (18) L-förmig ausgebildet ist.
Federauflage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (15) nach außen abragende Puffer (19) aufweist, die in Umfangsrichtung des Formkörpers (12) versetzt angeordnet sind und in ihrer Höhe dem Verlauf der Spiralfeder (11) angepasst sind.
Federauflage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des Formkörpers (12) ein radial nach außen abragender Anschlag (20) für die Spiralfeder (11) vorgesehen ist.
Federauflage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des Formkörpers (12) wenigstens ein angeformtes Halteelement (21) zur Festlegung der Spiralfeder (11) vorgesehen ist.
Federauflage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von in Umfangsrichtung des Formkörpers versetzt angeordneten Halteelementen (21) vorgesehen ist.
Federauflage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (21) als die Spiralfeder (11) teilweise umgreifender Halteclip (21) ausgebildet ist.