DE102005017236A1

DE102005017236A1 - Federbeinstützlager und ein das Federbeinstützlager umfassendes Federbein

Info

Publication number: DE102005017236A1
Application number: DE200510017236
Authority: DE
Inventors: Christian Kuschel
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2006-10-26

Abstract

Federbeinstützlager, umfassend zwei mit axialem Abstand konzentrisch zueinander benachbart angeordnete, ringförmige Federkörper (1, 2) aus mikrozellularem Polyurethan, die mit ihren einander axial zugewandten Seiten einen in dem durch den axialen Abstand gebildeten Spalt angeordneten ringförmigen Stützflansch (6) und mit ihren einander axial abgewandten Seiten (7, 8) jeweils einen ringförmigen Stützkörper (9, 10) anliegend berühren und wobei der Stützflansch (6) und/oder zumindest einer der Stützkörper (9, 10) zur Übertragung axialer und radialer Kräfte hohlkegelförmig ausgebildet sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Federbeinstützlager und ein Federbein, das dieses Federbeinstützlager umfasst.

Federbeinstützlager sind allgemein bekannt und bilden beispielsweise einen Bestandteil einer Hinterradaufhängung eines Kraftfahrzeugs. Das Federbeinstützlager muss dabei Kräfte in vertikaler und horizontaler Richtung übertragen. Die vorbekannten Federbeinstützlager umfassen Federkörper, die erste Teilfederkörper aufweisen, die sich ausschließlich in axialer Richtung erstrecken und ausschließlich zur Aufnahme radialer Kräfte geeignet sind und zweite Teilfederkörper, die sich ausschließlich in radialer Richtung erstrecken und axiale Kräfte aufnehmen.

Derartige Federbeinstützlager weisen große Abmessungen in axialer und radialer Richtung auf und ihre Herstellung ist in fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht nachteilig.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Federbeinstützlager der vorbekannten Art derart weiter zu entwickeln, dass dieses kompaktere Abmessungen aufweist, sowie einfacher und kostengünstiger herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist ein Federbeinstützlager vorgesehen, umfassend zwei mit axialem Abstand konzentrisch zueinander benachbart angeordnete, ringförmige Federkörper aus mikrozellularem Polyurethan, die mit ihren einander axial zugewandten Seiten einen in dem durch den axialen Abstand gebildeten Spalt angeordneten ringförmigen Stützflansch und mit ihren einander axial abgewandten Seiten jeweils einen ringförmigen Stützkörper anliegend berühren und wobei der Stützflansch und/oder zumindest einer der Stützkörper zur Übertragung axialer und radialer Kräfte hohlkegelförmig ausgebildet sind. Die Federkörper aus mikrozellularem Polyurethan weisen im Gegensatz zu Federkörpern aus elastomerem Werkstoff den Vorteil auf, dass die Werkstoffdämpfung mit Amplitudenzunahme relativ ansteigt und die dynamische Verhärtung im Vergleich zu Elastomeren allgemein nicht so hoch ist. Federbeinstützlager für Kraftfahrzeuge müssen Kräfte in vertikaler und horizontaler Richtung übertragen. Federbeinstützlager aus mikrozellularem Polyurethan haben für die axiale Druckbelastung hervorragende Eigenschaften. Radial, auf Schub belastet, wird demgegenüber nur eine geringe Steifigkeit erreicht. Um diesen werkstoffbedingten Nachteil zu vermeiden ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Stützflansch und/oder zumindest einer der Stützkörper zur Übertragung axialer und radialer Kräfte hohlkegelförmig ausgebildet sind. Durch eine solche Ausgestaltung bringen radial zu übertragende Kräfte auch eine axiale Druckkomponente und das erfindungsgemäße Federbeinstützlager weist gute Gebrauchseigenschaften bei vergleichsweise kleinen Abmessungen auf, weil die Federkörper bei radialer oder axialer Druckbelastung immer anteilig auf Druck belastet werden und dadurch die erforderliche Bauteilsteifigkeit erzielt wird. Durch die hohlkegelförmige Ausgestaltung der Anlageflächen der Federkörper wird eine reine Schubbeanspruchung vermieden, beziehungsweise die radiale Abstützung über große Flächen ist nicht mehr notwendig. Das Federbeinstützlager kann aus einfacheren und damit preiswerteren Einzelbauteilen aufgebaut werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der Stützflansch und/oder beide Stützkörper hohlkegelförmig ausgebildet. Dadurch wird sichergestellt, dass beide Federkörper bei radialer oder axialer Belastung immer anteilig auf Druck belastet werden. Die Erreichung der geforderten radialen Steifigkeit wird dadurch vereinfacht.

Die Stützkörper können durch eine den Stützflansch und die Federkörper jeweils radial innenseitig in axialer Richtung durchdringende Stützhülse miteinander verbunden sein. Das Federbeinstützlager ist dadurch sandwichartig aufgebaut, wobei die jeweils zwischen dem Stützflansch und den entsprechenden Stützkörpern angeordneten Federkörper unter elastischer Vorspannung innerhalb ihres Einbauraums angeordnet sind.

Die Stützkörper, die Federkörper und die Stützhülse sind einander bevorzugt konzentrisch zugeordnet. Hinsichtlich kompakter Abmessungen und eines einfachen und kostengünstigen Aufbaus ist eine solche Ausgestaltung von hervorzuhebendem Vorteil.

Die Stützkörper, die Federkörper, die Stützhülse und der Stützflansch können eine vormontierbare erste Einheit bilden. Diese erste Einheit wird zur Montage des Federbeins auf die Kolbenstange des Stoßdämpfers gesetzt und mit dieser verschraubt. Die Montage des Federbeinstützlagers auf dem Stoßdämpfer ist durch die vormontierbare erste Einheit vereinfacht und die Gefahr von Montagefehlern sind auf ein Minimum begrenzt.

Zumindest einer der Federkörper kann unter elastischer axialer und radialer Vorspannung zwischen dem entsprechenden Stützkörper und dem Stützflansch angeordnet sein. Bevorzugt sind beide Federkörper unter elastischer axialer und radialer Vorspannung zwischen dem entsprechenden Stützkörper und dem Stützflansch angeordnet.

Die beiden Federkörper sind bevorzugt als Gleichteile ausgebildet. Das Federbeinstützlager ist dadurch kostengünstig herstellbar. Außerdem ist die Gefahr von Montagefehlern bei Komplettierung der Einzelteile zu der vormontierbaren ersten Einheit minimiert.

Die Federkörper können herstellungsbedingt eben ausgebildet sein. Die Federkörper können beispielsweise ausgestanzt werden. Die Herstellung eben ausgebildeter Federkörper ist, bezogen auf hohlkegelförmig ausgebildete Federkörper, vereinfacht.

Die herstellungsbedingt eben ausgebildeten Federkörper werden durch die Montage zwischen Stützkörper und Stützflansch von ihrer herstellungsbedingt ebenen in eine hohlkegelförmige Gestalt verformt, sodass trotz herstellungsbedingt eben ausgebildeter Federkörper die vorteilhaften Gebrauchseigenschaften eines Federbeinstützlagers erreicht werden, bei dem die Federkörper ebenso, wie Stützflansch und/oder Stützkörper, hohlkegelförmig innerhalb des Federbeinstützlagers angeordnet sind.

Der Stützflansch und/oder zumindest einer der Stützkörper – je nachdem welches der Teile hohlkegelförmig ausgebildet ist – kann mit einer gedachten Radialebene einen Winkel von 15° bis 45°, bevorzugt von 30° einschließen. Für die meisten Anwendungsfälle hat sich ein solcher Winkel als vorteilhaft bewährt. Dadurch kann ein guter Kompromiss zwischen kompakten Abmessungen des Federbeinstützlagers in axialer Richtung einerseits und der Funktion des Federbeinstützlagers andererseits erreicht werden.

Der Stützflansch kann an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs befestigbar sein. Der Stützflansch weist dazu beispielsweise Bohrungen auf, die von Schrauben durchdrungen sind, wobei der Stützflansch mittels der Schrauben mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden werden kann.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Federbein, umfassend ein Federbeinstützlager, wie zuvor beschrieben, wobei das Federbein und das Federbeinstützlager eine zweite vormontierbare Einheit bilden. Diese zweite vormontierbare Einheit umfasst bevorzugt die erste vormontierbare Einheit. Das Federbein und das Federbeinstützlager können dadurch insgesamt als vormontierte zweite Einheit in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden. Dadurch wird die Montage noch weiter vereinfacht und die Gefahr von Montagefehlern wird noch weiter reduziert.

Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Federbeinstützlagers, montiert auf dem Kolben eines Stoßdämpfers, werden nachfolgend anhand der 1 und 2 näher beschrieben.

Kurzbeschreibung der Zeichnung
Ausführung der Erfindung
Die Federbeinstützlager in den 1 und 2 umfassen jeweils zwei ringförmige Federkörper 1, 2 aus mikrozellularem Polyurethan, die unter axialer und radialer Vorspannung innerhalb ihres Einbauraums angeordnet sind. In axialer Richtung zwischen den beiden Federkörpern 1, 2 ist ein Stützflansch 6 angeordnet, der mit einer Karosserie eines hier nicht dargestellten Kraftfahrzeugs verbunden werden kann. Die Federkörper berühren mit ihren einander axial abgewandten Seiten 7, 8 jeweils einen ringförmigen Stützkörper 9, 10 unter radialer und axialer elastischer Vorspannung anliegend, wobei die Stützkörper 9, 10 durch eine Stützhülse 11 miteinander verbunden sind, die den Stützflansch 6 und die Federkörper 1, 2 jeweils radial innenseitig in axialer Richtung durchdringt. Zur Vereinfachung der Montage und zur Reduzierung von Montagefehlern bilden die Stützkörper 9, 10, die Federkörper 1, 2, die Stützhülse 11 und der Stützflansch 6 eine vormontierbare erste Einheit 12, die auf der Kolbenstange 16 des Federbeins befestigt ist. Die erste vormontierbare Einheit 12 bildet zusammen mit dem Federbein die zweite vormontierbare Einheit 15.
Die Federkörper 1, 2 sind unter elastischer axialer und radialer Vorspannung zwischen dem entsprechenden Stützkörper 9, 10 und dem Stützflansch 6 angeordnet.
In 1 ist das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Federbeinstützlagers gezeigt. Die beiden Federkörper 1, 2 sind herstellungsbedingt eben ausgebildet und erst durch ihre Montage zur ersten vormontierbaren Einheit 12 in die hier dargestellte, hohlkegelförmige Gestalt gebracht. Die beiden Federkörper 1, 2 und die beiden Stützkörper 9, 10 sind jeweils als Gleichteile ausgebildet. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel schließen der hohlkegelförmig ausgebildete Stützflansch 6, die entsprechend ausgebildeten Stützkörper 9, 10 und die Federkörper 1, 2 mit der gedachten Radialebene 13 einen Winkel 14 ein, der 30° beträgt.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Federbeinstützlagers gezeigt, wobei die beiden Federkörper 1, 2 voneinander abweichend gestaltet sind, jedoch aus einem einheitlichen mikrozellularen Polyurethan bestehen.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist der Stützflansch 6 eben ausgebildet und die Federkörper 1, 2 sind nur im Bereich ihrer einander axial abgewandten Oberflächen hohlkegelförmig ausgebildet.

Claims

Federbeinstützlager, umfassend zwei mit axialem Abstand konzentrisch zueinander benachbart angeordnete, ringförmige Federkörper (1,2) aus mikrozellularem Polyurethan, die mit ihren einander axial zugewandten Seiten einen in dem durch den axialen Abstand gebildeten Spalt angeordneten ringförmigen Stützflansch (6) und mit ihren einander axial abgewandten Seiten (7, 8) jeweils einen ringförmigen Stützkörper (9, 10) anliegend berühren und wobei der Stützflansch (6) und/oder zumindest einer der Stützkörper (9, 10) zur Übertragung axialer und radialer Kräfte hohlkegelförmig ausgebildet sind.
Federbeinstützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Stützkörper (9, 10) hohlkegelförmig ausgebildet sind.
Federbeinstützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkörper (9, 10) durch eine den Stützflansch (6) und die Federkörper (1, 2) jeweils radial innenseitig in axialer Richtung durchdringende Stützhülse (11) miteinander verbunden sind.
Federbeinstützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkörper (9, 10), die Federkörper (1, 2), und die Stützhülse (11) einander konzentrisch zugeordnet sind.
Federbeinstützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkörper (9, 10), die Federkörper (1, 2), die Stützhülse (11) und der Stützflansch (6) eine vormontierbare erste Einheit (12) bilden.
Federbeinstützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Federkörper (1, 2) unter elastischer axialer und radialer Vorspannung zwischen dem entsprechenden Stützkörper (9, 10) und dem Stützflansch (6) angeordnet ist.
Federbeinstützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkörper (1, 2) als Gleichteile ausgebildet sind.
Federbeinstützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkörper (1, 2) herstellungsbedingt eben ausgebildet sind.
Federbeinstützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützflansch (6) und/oder zumindest einer der Stützkörper (1, 2) – je nachdem, welches der Teile (6, 1, 2) hohlkegelförmig ausgebildet ist – mit einer gedachten Radialebene (13) einen Winkel (14) von 15° bis 45° einschließen.
Federbeinstützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützflansch (6) an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs befestigbar ist.
Federbein, umfassend ein Federbeinstützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Federbein und das Federbeinstützlager eine zweite vormontierbare Einheit (15) bilden.