DE102007050084A1

DE102007050084A1 - Abstützung für eine Schraubendruckfeder

Info

Publication number: DE102007050084A1
Application number: DE102007050084A
Authority: DE
Inventors: Francesco Germano; Günter Poetsch
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2009-04-23
Also published as: JP5390826B2; CN101413562B; FR2922617B1; CN101413562A; JP2009101993A; FR2922617A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abstützung für eine Schraubendruckfeder, insbesondere eines Feder- und/oder Dämpferbeins, an einem Radführungslenker, mit einem Topf, der im eingebauten Zustand am Radführungslenker abgestützt ist, und mit einem Teller, an dem im eingebauten Zustand die Schraubendruckfeder abgestützt ist. Die Abstützung erhält eine größere Standzeit, wenn der Teller über einen elastisch nachgiebigen Ringkörper am Topf abgestützt ist, der einerseits direkt am Teller und andererseits direkt am Topf anliegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abstützung für eine Schraubendruckfeder, insbesondere eines Feder- und/oder Dämpferbeins, an einem Radführungslenker. Die Erfindung betrifft außerdem eine Einzelradaufhängung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit einer derartigen Abstützung.
Aus der DE 100 54 488 A1 ist ein Feder- und/oder Dämpferbein bekannt, bei dem an einem Zylinderkörper eines Dämpfers ein Abstützteil festgelegt ist, an dem über eine Einstelleinrichtung ein Federteller abgestützt ist, der eine an die Endwindung einer Schraubendruckfeder angepasste Federauflage aufweist. Mit Hilfe dieser Einstelleinrichtung kann eine Drehlage sowie eine Neigung der Schraubendruckfeder fest eingestellt werden.
Aus der EP 1 555 144 A2 ist eine Abstützung für eine Schraubendruckfeder bekannt, mit deren Hilfe die Schraubendruckfeder im montierten Zustand oben an einem Bestandteil einer Fahrzeugkarosserie abstützbar ist. Insoweit handelt es sich hierbei um eine obere Abstützung. Diese obere Abstützung weist einen im Einbauzustand an der Fahrzeugkarosserie abgestützten Topf auf, in dem ein Kugellager angeordnet ist. Die Abstützung weist außerdem einen Teller auf, an dem sich die Schraubendruckfeder im Einbauzustand abstützt. Der Teller ist mit einer Haube versehen, über die der Teller am Kugellager und darüber am Topf abgestützt ist. An der Haube ist außerdem eine Dichtung angeordnet, welche das Kugellager im Topf dicht einschließt.
Aus der US 2003/0020221 A1 und aus der US 2006/0038332 A1 sind weitere obere Abstützungen bekannt, bei denen ein Teller in einem Topf beweglich abgestützt ist, derart, dass eine Neigung der Schraubendruckfeder veränderbar ist.
Aus der DE 751 796 , aus der DE 19 56 128 U1 , aus der DE 19 56 127 U1 und aus der GB 621 986 sind weitere Abstützungen bekannt, bei denen der Teller über einen elastisch nachgiebigen Körper an einem Abstützteil abgestützt ist, das seinerseits entweder an einer Fahrzeugkarosserie oder an einem Radführungslenker angebracht ist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Abstützung der eingangs genannten Art bzw. für ein damit ausgestattetes Feder- und/oder Dämpferbein eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass die Abstützung vergleichsweise preiswert herstellbar ist und/oder dass die Belastung der Abstützung im Betrieb reduziert ist und/oder dass die Abstützung eine erhöhte Lebensdauer aufweist.
Diese Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Teller über einen elastisch nachgiebigen Ringkörper am Topf abzustützen. Durch diese Maßnahme kann die Abstützung Änderungen der Neigung der Schraubendruckfeder elastisch nachgiebig ausgleichen bzw. aufnehmen. Hierbei wird je nach Orientierung der Neigungsänderung ein Abschnitt des Ringkörpers komprimiert, während ein diametral gegenüberliegender Abschnitt des Ringkörpers entspannt wird. Diese Verformungen sind dabei elastisch, so dass der Ringkörper bei erneuter Änderung der Neigung selbsttätig wieder in seine Ausgangsform zurückkehren kann. Um eine derartige Beweglichkeit zwischen Teller und Topf realisieren zu können, ist der Ringkörper zwischen Teller und Topf so angeordnet, dass er sich einerseits direkt am Teller und andererseits direkt am Topf abstützt.
Durch die so gewonnene Beweglichkeit zwischen Teller und Topf können Lastspitzen reduziert werden, die im Falle einer Neigungsänderung der Schraubendruckfeder auftreten können. Die Reduzierung von Lastspitzen erhöht die Lebenszeit der Abstützung. Des weiteren ermöglicht die reduzierte Belastung der Abstützung auch die Auswahl preiswerterer Materialien für die Herstellung der Abstützung. Insbesondere kann der Topf aus einem Kunststoff hergestellt werden.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Ringkörper radial außen einen Freiraum aufweist. Durch diesen Freiraum, der insbesondere so ausgestaltet sein kann, dass er den Ringkörper ringförmig geschlossen umschließt, kann die gewünschte Beweglichkeit zwischen Teller und Topf verbessert werden, was den gewünschten Ausgleich von Neigungsänderungen der Schraubendruckfeder vereinfacht. Außerdem kann mit Hilfe des Freiraums eine gestufte Kennlinie für die Federelastizität des Ringkörpers realisiert werden, da bei besonders großen Kräften besagter Freiraum vollständig überwunden wird. Dabei vergrößert sich die kraftübertragende Fläche am bzw. im Ringkörper, wodurch dessen Gegenkraft sprungartig ansteigt. Hierdurch lassen sich insbesondere Kraftstöße besser aufnehmen, die im Betrieb eines Fahrzeugs bei einem Feder- und/oder Dämpferbein auftreten können.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
1 eine perspektivische Ansicht einer Einzelradaufhängung mit einer Abstützung,
2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Abstützung,
3 einen Längsschnitt durch die Einzelradaufhängung im Bereich der Abstützung.
Entsprechend 1 umfasst eine hier nur teilweise dargestellte Einzelradaufhängung 1, mit deren Hilfe ein hier nicht gezeigtes Rad eines Kraftfahrzeugs, bei dem es sich bevorzugt um einen Personenkraftwagen handeln kann, an einer ebenfalls nicht gezeigten Fahrzeugkarosserie angeordnet werden kann, einen nur teilweise dargestellten Radführungslenker 2 sowie ein ebenfalls nur teilweise dargestelltes Feder- und/oder Dämpferbein 3. Ferner ist eine Abstützung 4 vorgesehen, mit deren Hilfe eine Schraubendruckfeder 5 des Feder- und/oder Dämpferbeins 3 am Radführungslenker 2 abgestützt ist. Bei der Abstützung 4 handelt es sich aufgrund ihrer Einbaulage um eine untere Abstützung, da sie die Schraubendruckfeder 5 am Radführungslenker 2, also nach unten abstützt. Die Schraubendruckfeder 5 ist an ihrem anderen Ende über eine weitere Abstützung 6 an einer hier nicht gezeigten Fahrzeugkarosserie abgestützt. Diese weitere Abstützung 6 bildet aufgrund ihrer Einbaulage dann eine obere Abstützung.
Entsprechend den 1 und 2 umfasst die untere Abstützung 4 einen Topf 7 und einen Teller 8. Im eingebauten Zustand ist der Topf 7 am Radführungslenker 2 abgestützt. Hierzu kann der Radführungslenker 2 gemäß 1 eine passende Vertiefung oder Aufnahme 9 aufweisen, in welche der Topf 7 einsetzbar ist. Am Teller 8 ist im eingebauten Zustand die Schraubendruckfeder 5 direkt oder indirekt abgestützt. Im gezeigten Beispiel erfolgt das Abstützen indirekt. Hierzu ist eine Federauflage 10 vorgesehen, die eine an die Endwindung der Schraubendruckfeder 5 angepasste Federauflagefläche 11 aufweist. Des weiteren ist hier außerdem ein Einlegekörper 12 vorgesehen, über den die Federauflage 10 am Teller 8 abgestützt ist. Der Einlegekörper 12 weist eine der Federauflage 10 zugewandte Oberseite 13 auf, die komplementär zu einer dem Einlegekörper 12 zugewandten Unterseite 14 der Federauflage 10 geformt ist. Durch entsprechende, insbesondere unterschiedliche, Materialauswahlen für die Einlegekörper 12 und die Federauflage 10, kann beispielsweise eine in Umfangsrichtung gleichförmige Abstützung und Federelastizität innerhalb der Abstützung 4 erzielt werden, auch wenn sich die axialen Abmessungen der Federauflage 10 sowie des Einsatzkörpers 12 in der Umfangsrichtung ändern.
Entsprechend den 1 bis 3 weist die Abstützung 4 außerdem einen Ringkörper 15 auf, der aus einem elastisch nachgiebigen Material besteht. Insbesondere besteht der Ringkörper 15 aus einem gummielastischen Werkstoff. Zweckmäßig ist der Ringkörper 15 aus einem Kunststoff hergestellt. Der Ringkörper 15 ist axial zwischen dem Teller 8 und dem Topf 7 angeordnet, so dass sich der Teller über den Ringkörper 15 am Topf 7 abstützt. Die Anordnung des Ringkörpers 15 zwischen Teller 8 und Topf 7 erfolgt dabei so, dass sich der Ringkörper 15 einerseits direkt am Teller 8 und andererseits direkt am Topf 7 anliegt. Ferner erfolgt die Anordnung und Ausgestaltung des Ringkörpers 15 so, dass der Teller 8 aufgrund des Ringkörpers 15, also durch den Ringkörper 15 vom Topf 7 axial beabstandet ist.
Der Ringkörper 15 ist elastisch nachgiebig ausgestaltet. Jedenfalls ist der Ringkörper 15 in elastischer Hinsicht weicher als der Teller 8 und der Topf 7. Auf diese Weise kann eine Änderung der Neigung der Schraubendruckfeder 5, die im Betrieb des mit der Einzelradaufhängung 1 ausgestatteten Fahrzeugs beim Ein- und Ausfedern auftreten kann, innerhalb der unteren Abstützung 4 elastisch aufgenommen werden. Der Teller 8 kann aufgrund des elastisch nachgiebigen Ringkörpers 15 entsprechend der sich ändernden Neigung der Schraubendruckfeder 5 relativ zum Topf 7 bewegen und dadurch relativ zum Topf 7 seine Relativlage, insbesondere seine Neigung ändern. Hierdurch können die zwischen Topf 7 und Teller 8 wirksamen Kräfte vergleichsweise gleichmäßig auf den gesamten Umfang der sich gegenüberliegenden Kontaktflächen verteilt werden.
Wie insbesondere 3 entnehmbar ist, kann der Ringkörper 15 gemäß der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform radial außen einen Freiraum 16 aufweisen. Durch diesen Freiraum 16 lässt sich die Elastizität des Ringkörpers 15 beeinflussen, wodurch die Fähigkeit der Abstützung 4 zur Aufnahme von Lageänderungen zwischen Teller 8 und Topf 7 verbessert wird. Gleichzeitig wird durch den Freiraum 16 eine gestufte Federkennlinie für den Ringkörper 15 realisiert. Die einer Kompression des Ringkörpers 15 entgegenwirkende Rückstellkraft steigt nach Überwindung des Freiraums 16 abrupt an, da dann die zu übertragenden Kräfte am Ringkörper 15 auf eine größere Oberfläche verteilt werden.
Vorzugsweise ist der Freiraum 16 so ausgestaltet, dass er den Ringkörper 15 wie hier ringförmig geschlossen umschließt. Hierdurch kann die Federeigenschaft bzw. die Nachgiebigkeit des Ringkörpers 15 in der Umfangsrichtung symmetrisch beeinflusst werden. Im gezeigten Beispiel ist der Freiraum 16 in axialer Richtung einerseits durch den Ringkörper 15 selbst und andererseits durch den Teller 8 begrenzt. Hierzu ist der Freiraum 16 am Ringkörper 15 an einer oberen Stirnseite ausgebildet. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Freiraum 16 an einer unteren Stirnseite des Ringkörpers 15 ausgebildet sein, so dass er dann axial einerseits wieder durch den Ringkörper 15, jedoch andererseits durch den Topf 7 begrenzt ist. Des weiteren ist eine Ausführungsform denkbar, bei welcher der Freiraum 16 zwischen den axialen Stirnseiten des Ringkörpers 15 in den Ringkörper 15 eingearbeitet ist, so dass er axial beiderseits durch den Ringkörper 15 selbst begrenzt ist. Insbesondere kann der Freiraum 16 dann nach Art einer geschlossen umlaufenden Ringnut ausgebildet sein.
Der Teller 8 besitzt eine Kontaktfläche 17, mit welcher er am Ringkörper 15 anliegt. Auch der Topf 7 besitzt eine Kontaktfläche 18, mit welcher er am Ringkörper 15 anliegt. Zumindest eine dieser Kontaktflächen 17, 18 ist so ausgestaltet, dass sie ein Oberflächensegment eines Kegels oder bevorzugt einer Kugel bildet. Zweckmäßig sind beide Kontaktflächen 17, 18 so ausgestaltet, dass sie jeweils ein Oberflächensegment eines Kegels bzw. einer Kugel bilden. Die Längsmittelachse des jeweiligen Kegels erstreckt sich dabei koaxial zu einer Längsmittelachse der Schraubendruckfeder 5 in einem Ausgangszustand. Der Mittelpunkt der genannten Kugel liegt auf der Längsmittelachse der Schraubendruckfeder 5 in einem Ausgangszustand. Im Beispiel sind die beiden Kontaktflächen 17, 18 so orientiert, dass der Teller 8 im Bereich des Ringkörpers 15 in den Topf 7 eintaucht. Die jeweiligen Kontaktflächen 17, 18 verjüngen sich dabei in axialer Richtung mit zunehmender Entfernung von der Schraubenfeder 5.
Grundsätzlich kann der Ringkörper 15 an die Formgebung der tellerseitigen Kontaktfläche 17 und/oder der topfseitigen Kontaktfläche 18 angepasst sein.
Im gezeigten Beispiel besitzt der Teller 8 ein zur Schraubendruckfeder 5 hin offenes U-Profil wodurch im Teller 8 ein Ringraum 19 ausgebildet ist. Dieser Ringraum 19 dient grundsätzlich zur Aufnahme der Schraubendruckfeder 5. Im gezeigten Beispiel dient der Ringraum 19 zur Aufnahme der Federauflage 10 sowie des hier zusätzlich vorgesehenen Einsatzkörpers 12. Der Teller 8 ist insgesamt ringförmig ausgestaltet. Auch der Topf 7 ist hier ringförmig ausgestaltet. Er besitzt eine zylindrische Außenwand 20, die mit Hilfe einer Vielzahl radial abstehender Längsstege oder Längsrippen 21 ausgesteift ist. Außerdem kann der Topf 7 wie hier eine zylindrische Innenwand 22 aufweisen. Zusätzlich können weitere Versteifungsstege oder Rippen 23 vorgesehen sein, welche die beiden Wände 20, 22 aussteifen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10054488 A1 [0002]
- EP 1555144 A2 [0003]
- US 2003/0020221 A1 [0004]
- US 2006/0038332 A1 [0004]
- DE 751796 [0005]
- DE 1956128 U1 [0005]
- DE 1956127 U1 [0005]
- GB 621986 [0005]

Claims

Abstützung für eine Schraubendruckfeder (5), insbesondere eines Feder- und/oder Dämpferbeins (3), an einem Radführungslenker (2), – mit einem Topf (7), der im eingebauten Zustand am Radführungslenker (2) abgestützt ist, – mit einem Teller (8), an dem im eingebauten Zustand die Schraubendruckfeder (5) abgestützt ist, – wobei der Teller (8) über einen elastisch nachgiebigen Ringkörper (15) am Topf (7) abgestützt ist, der einerseits direkt am Teller (8) und andererseits direkt am Topf (7) anliegt.
Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (15) radial außen einen Freiraum (16) aufweist.
Abstützung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum (16) den Ringkörper (15) ringförmig geschlossen umschließt.
Abstützung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, – dass der Freiraum (16) axial beiderseits durch den Ringkörper (15) begrenzt ist, oder – dass der Freiraum (16) axial einerseits durch den Ringkörper (15) und andererseits durch den Teller (8) begrenzt ist, oder – dass der Freiraum (16) axial einerseits durch den Ringkörper (15) und andererseits durch den Topf (7) begrenzt ist.
Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktfläche (17), mit welcher der Teller (8) am Ringkörper (15) anliegt, ein Oberflächensegment eines Kegels oder einer Kugel bildet.
Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktfläche (18) mit welcher der Topf (7) am Ringkörper (15) anliegt, ein Oberflächensegment eines Kegels oder einer Kugel bildet.
Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Teller (8) durch den Ringkörper (15) vom Topf (7) beabstandet ist.
Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Teller (8) einen Ringraum (19) zur Aufnahme der Schraubendruckfeder (5) oder einer Federauflage (10) aufweist, auf welcher die Schraubendruckfeder (5) im eingebauten Zustand aufliegt.
Einzelradaufhängung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, – mit einem Radführungslenker (2), – mit einem Feder- und/oder Dämpferbein (3), – mit einer Abstützung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, deren Topf (7) am Radführungslenker (2) abgestützt ist und an deren Teller (8) eine Schraubendruckfeder (5) des Feder- und/oder Dämpferbeins (3) abgestützt ist.