-
Die Erfindung betrifft ein Feder-Dämpfer-Element für die Lagerung eines kippbaren Fahrerhauses eines Nutzfahrzeugs. Derartige Feder-Dämpfer-Elemente sind zwischen dem Fahrzeugrahmen und dem Fahrerhaus eines Nutzfahrzeugs angeordnet, um das Fahrerhaus federnd und dämpfend relativ zum Fahrzeugrahmen zu lagern. Üblicherweise werden bei solchen Feder-Dämpfer-Elementen hydraulische Teleskopstoßdämpfer als Dämpfer verwendet. Die Federn können als Schraubendruckfedern aus Stahl oder auch als Gasdruckfedern, insbesondere als Luftfedern ausgebildet sein. Das Feder-Dämpfer-Element muss das Kippen des Fahrerhauses ermöglichen. Daher muss das Feder-Dämpfer-Element so mit dem Fahrerhaus verbunden sein, dass das Fahrerhaus um eine Achse gekippt werden kann.
-
Aus der
DE 42 40 449 C2 ist beispielsweise eine Kippvorrichtung für ein Fahrerhaus eines Nutzfahrzeugs bekannt, bei der ein Feder-Dämpfer-Element mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 eingesetzt wird. Das Feder-Dämpfer-Element, das in der Zeichnung der
DE 42 40 449 C2 mit dem Bezugszeichen
14 bezeichnet ist, wird in der Beschreibung mit dem Begriff „Federelement” bezeichnet. Das nicht dargestellte Fahrerhaus ist auf der Konsole
13 befestigt. Das Federelement
14 umfasst auch einen nicht näher bezeichneten Dämpfer, dessen Kolbenstange am oberen Ende des Federelementes
14 durch ein Federlager hindurch tritt. Das Federlager ist in der Zeichnung ebenfalls nicht näher bezeichnet. Das Ende der Kolbenstange ist mit einer Außenhülse einer an sich bekannten Gummi-Metall-Verbindung verbunden. Derartige bekannte Gummi-Metall-Verbindungen für die Anbindung von Feder-Dämpfer-Elementen an eine ein Fahrerhaus tragende Konsole umfassen üblicherweise eine Außenhülse, eine Innenhülse und eine zwischen der Außen- und der Innenhülse angeordnete Gummischicht. Die Gummi-Metall-Verbindung gemäß
DE 42 40 449 C2 umschließt einen Bolzen, über den das Federelement
14 mit der Konsole
13 verbunden ist.
-
Die Aufgabe der in der Gummi-Metall-Verbindung vorgesehenen Gummischicht ist die Abkoppelung komfortmindernder, höher frequenter Dämpfkräfte vom Fahrerhaus (Isolation). Dabei ist eine progressive Kraft-Weg-Kennlinie mit einer weichen Federrate bei kleinen Anregungen und ansteigender Rate bei größeren Anregungen erwünscht.
-
Nachteilig bei dem aus der
DE 42 40 449 C2 bekannten Feder-Dämpfer-Element ist, dass über die Außenhülse, die auch als Auge bezeichnet wird, sowohl die Federkräfte des Federelementes als auch die Dämpferkräfte des Dämpfers permanent auf die Gummischicht der Gummi-Metall-Verbindung einwirken. Dadurch unterliegt die Gummischicht einer permanenten Vorspannung durch die Federkraft. Die Federcharakteristik der Gummischicht zwischen dem Auge und der Innenhülse der Gummi-Metall-Verbindung verschiebt sich dadurch aufgrund ihrer progressiven Kraft-Weg-Kennlinie in Richtung höhere Federrate, so dass das Lager „verhärtet”, was sich komfortmindernd auswirkt. Darüber hinaus variiert die Vorspannung der Gummischicht mit dem Federweg des Feder-Dämpfer-Elements. Bei größeren Federwegen ist daher die Vorspannung der Gummischicht so groß, dass sie ihre oben genannte Aufgabe nicht mehr zufrieden stellend erfüllen kann.
-
Ausgehend von dem vorstehend diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde ein Feder-Dämpfer-Element für die Lagerung eines kippbaren Fahrerhauses eines Nutzfahrzeugs zu schaffen, das eine verbesserte Abkoppelung komfortmindernder, höher frequenter Dämpfkräfte vom Fahrerhaus gestattet, so dass der Fahrkomfort gesteigert wird.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Feder-Dämpfer-Element mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Federlager zueinander beabstandete Stützen aufweist, welche miteinander fluchtende Bohrungen aufweisen, dass das Gummilager derart zwischen den Stützen angeordnet ist, dass eine zentrale Bohrung des elastischen Rings mit den Bohrungen der Stützen fluchtet, dass die Stützen und das Gummilager durch mindestens eine den Lagerzapfen umschließende Buchse miteinander verbunden sind, dass das Federlager eine die Kolbenstange umgebende Durchgangsöffnung aufweist, in der die Kolbenstange gleitend geführt ist, und dass die Außenhülse des Gummilagers fest mit der Kolbenstange verbunden ist.
-
Die zueinander beabstandeten Stützen können entweder als separate Bauteile ausgebildet und mit dem Federlager fest verbunden sein, oder sie können einteilig mit dem Federlager ausgebildet sein. Sind die Stützen als separate Stützen ausgebildet, so können sie z. B. an das Federlager angeschweißt sein. Bei einer einteiligen Ausbildung von Federlager und Stützen bietet sich beispielsweise eine Herstellung des Bauteils aus Metall, beispielsweise aus Aluminium z. B. durch Aluminiumdruckguss an.
-
In die Seitenflächen der zueinander beabstandeten Stützen sind Bohrungen derart eingebracht, dass die Bohrungen miteinander fluchten, d. h. dass die Mittelpunkte der Bohrungen auf derselben Mittellinie liegen. Erfindungsgemäß ist das Gummilager zwischen den Stützen angeordnet, wobei die Anordnung derart erfolgt, dass die zentrale Bohrung des Rings mit den Bohrungen der Stützen fluchtet. Der Mittelpunkt der zentralen Bohrung des Rings liegt somit auf derselben Mittellinie wie die Mittelpunkte der Bohrungen der Stützen. Durch diese Ausrichtung des Rings relativ zu den Stützen ist es möglich, die Stützen und das Gummilager durch eine oder mehrere Buchsen miteinander zu verbinden. Die mindestens eine Buchse umschließt im montierten Zustand den Lagerzapfen der Fahrerhauslagerung, welcher die Drehachse für das Kippen des Fahrerhauses bildet.
-
Dadurch, dass die Stützen und das Gummilager durch die mindestens eine den Lagerzapfen umschließende Buchse miteinander verbunden sind, werden die auf das Federlager einwirkenden Federkräfte des Federelementes des Feder-Dämpfer-Elementes über die Stützen in die mindestens eine Buchse und von dieser in den Lagerzapfen eingeleitet. Somit wirken die Federkräfte des Federelementes bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht auf den elastischen Ring des Gummilagers ein. Der elastische Ring des Gummilagers ist bei der erfindungsgemäßen Lösung vollständig von den Federkräften des Federelementes entlastet. Eine unerwünschte Vorspannung des elastischen Rings durch die Federkraft wird somit vermieden. Die gesamte Federrate des elastischen Rings steht bei der erfindungsgemäßen Konstruktion daher zur Abkoppelung komfortmindernder, höher frequenter Dämpfkräfte vom Fahrerhaus zur Verfügung, weil keine Verschiebung der Federrate hin zu höheren Raten aufgrund einer Vorspannung erfolgt.
-
Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass das Federlager eine die Kolbenstange umgebende Durchgangsöffnung aufweist, in der die Kolbenstange gleitend geführt ist, wobei die Außenhülse des Gummilagers fest mit der Kolbenstange des Dämpfers des Feder-Dämpfer-Elementes verbunden ist. Durch diese Konstruktion wird sichergestellt, dass das Federlager nicht relativ zum Gummilager verschwenkt werden kann. Gleichzeitig werden durch die feste Verbindung der Außenhülse des Gummilagers mit der Kolbenstange die Dämpferkräfte des Dämpfers des Federdämpferelementes in die Außenhülse eingeleitet, von dieser über den elastischen Ring des Gummilagers an die mindestens eine Buchse und von dieser an den Lagerzapfen weitergegeben. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wirken somit auf den elastischen Ring des Gummilagers ausschließlich die Dämpferkräfte des Dämpfers des Feder-Dämpfer-Elementes ein. Auf diese Weise kann die gesamte Federrate des nicht vorgespannten elastischen Rings ausgenutzt werden, um die erwünschte Abkoppelung komfortmindernder, höher frequenter Dämpfkräfte vom Fahrerhaus zu erreichen.
-
Außerdem wird durch die erfindungsgemäße Konstruktion eine geringere Belastung des elastischen Rings des Gummilagers erreicht, was zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Gummilagers und zu einer Reduzierung des Verschleißes des elastischen Rings führt.
-
Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist das Gummilager lediglich die Außenhülse und den von der Außenhülse umgebenen elastischen Ring auf. Die mindestens eine Buchse, durch welche die Stützen und das Gummilager verbunden sind, ist bei dieser Ausführungsform in einer zentralen Bohrung des elastischen Rings angeordnet und stützt sich in radialer Richtung unmittelbar auf dem elastischen Ring ab.
-
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gummilager zusätzlich zu der Außenhülse und dem elastischen Ring eine Innenhülse aufweist, wobei der elastische Ring zwischen der Außenhülse und der Innenhülse angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung fluchtet die zentrale Bohrung der Innenhülse mit den Bohrungen der Stützen. Die zwischen der Innenhülse und dem Lagerzapfen angeordnete Buchse umgibt bei dieser Ausführungsform den Lagerzapfen der Fahrerhauslagerung, so dass sich der Lagerzapfen an der Buchse und über diese nur mittelbar an dem elastischen Ring abstützt.
-
Bevorzugt ist zwischen dem Lagerzapfen und der mindestens einen den Lagerzapfen umgebenden Buchse mindestens eine Gleitlagerhülse angeordnet. Durch diese mindestens eine Gleitlagerhülse wird die relative Verdrehung des Lagerzapfens zum Gummilager und zum Federlager ermöglicht und der Verschleiß kann verringert werden. Alternativ hierzu kann die Innenfläche der mindestens einen Buchse mit einer Gleitlagerschicht beschichtet sein, um ein geeignetes Gleitlager zu bilden. In diesem Fall kann dann auf separate Gleitlagerhülsen verzichtet werden.
-
Um die Verbindung des Gummilagers mit den Stützen auf einfache Weise zu realisieren ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die mindestens eine Buchse mit dem elastischen Ring bzw. mit der Innenhülse des Gummilagers durch eine Pressverbindung verbunden ist. Hierzu werden der Innendurchmesser des elastischen Rings bzw. der Innenhülse und der Außendurchmesser der mindestens einen Buchse in an sich bekannter Weise relativ zueinander so dimensioniert, dass die Buchse in den elastischen Ring bzw. in die Innenhülse unter Ausbildung einer Pressverbindung eingepresst werden kann.
-
Erfindungsgemäß ist weiterhin von Vorteil, wenn die mit dem elastischen Ring bzw. der Innenhülse des Gummilagers eine Pressverbindung eingehende Buchse auch mit den Stützen des Federlagers fest verbunden ist. Auch diese Verbindung kann vorteilhaft als einfache Pressverbindung ausgebildet werden, indem der Außendurchmesser der Buchse relativ zu dem Innendurchmesser der Bohrungen der Stützen so dimensioniert wird, dass die Buchse in die Bohrungen der Stützen unter Ausbildung einer Pressverbindung eingepresst werden kann. Alternativ ist es auch möglich, die feste Verbindung der Buchse mit den Stützen auf andere Weise, z. B. durch eine Schweißverbindung, eine Klebeverbindung, eine Lötverbindung oder eine Schraubverbindung zu realisieren. Auch eine lediglich formschlüssige Verbindung zwischen Buchse und Stützen ist grundsätzlich ausreichend.
-
Vorteilhaft kann das Federlager einteilig mit den Stützen ausgebildet sein, so dass die Stützen nicht über separate Arbeitsschritte wie z. B. Schweißen mit dem Federlager verbunden werden müssen. Die einteilige Ausbildung des Federlagers mit den Stützen hat den Vorteil, dass die relative Position der Stützen zueinander sehr genau eingehalten werden kann. Werden dagegen die Stützen als separate Bauteile mit dem Federlager verbunden, so muss gewährleistet sein, dass die Stützen in zueinander im Wesentlichen parallelen Ebenen angeordnet sind.
-
Um die feste Verbindung der Außenhülse des Gummilagers mit der Kolbenstange des Dämpfers auf einfache Weise zu realisieren, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Außenhülse ein Element mit einem Gewinde aufweist, an dass die ein entsprechendes Gegengewinde aufweisende Kolbenstange angeschraubt ist. Das Element mit dem Gewinde kann dabei z. B. als Gewindehülse mit einem Innengewinde ausgebildet sein und z. B. mittels Schweißen fest mit der Außenhülse verbunden sein. In diesem Fall weist die Kolbenstange z. B. ein in das Innengewinde des Elementes einschraubbares Außengewinde auf, so dass die Kolbenstange in das Innengewinde des mit der Außenhülse verbundenen Elementes eingeschraubt werden kann. Dadurch wird auf einfache Weise eine feste Verbindung zwischen der Kolbenstange und der Außenhülse des Gummilagers hergestellt und die Dämpferkräfte des Dämpfers können über die Kolbenstange in das Element mit dem Gewinde und von diesem in die Außenhülse des Gummilagers eingeleitet werden. Die Dämpferkräfte werden von der Außenhülse dann über den elastischen Ring des Gummilagers direkt in die mindestens eine Buchse weitergeleitet (erste Ausführungsform der Erfindung) oder in die Innenhülse weitergeleitet und von dort dann an die den Lagerzapfen umgebende Buchse weitergegeben (zweite Ausführungsform der Erfindung).
-
Die Erfindung stellt somit für die Federkräfte des Federelementes des Feder-Dämpfer-Elementes einerseits und für die Dämpferkräfte des Dämpfers des Feder-Dämpfer-Elementes andererseits voneinander abgekoppelte, getrennte Lastpfade zur Verfügung. Es wird erreicht, dass die elastische Schicht des Gummilagers nur noch durch die Dämpferkräfte beaufschlagt wird, so dass die gesamte Federrate des elastischen Rings zur Abkoppelung komfortmindernder, höher frequenter Dämpfkräfte vom Fahrerhaus ausgenutzt wird. Dies führt zu einer deutlichen Erhöhung des Fahrkomforts. Außerdem wird eine Verringerung des Verschleißes des elastischen Rings und damit auch eine Verlängerung der Lebensdauer des Gummilagers erreicht.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in der Durchgangsöffnung des Federlagers eine mit der Kolbenstange zusammenwirkende Gleitbuchse angeordnet. Hierdurch wird die Führung der Kolbenstange in der Durchgangsöffnung verbessert. Ist das Federelement des Feder-Dämpfer-Elementes als Gasdruckfeder, z. B. als Luftfeder, ausgebildet, so kann über die in der Durchgangsöffnung des Federlagers angeordnete Gleitbuchse eine Abdichtung der Gasdruckfeder/der Luftfeder erreicht werden. Für die Abdichtung der Gasdruckfeder/Luftfeder kann jedoch auch ein separates, von der Gleitbuchse unabhängiges Dichtungselement vorgesehen sein.
-
Die Gleitbuchse kann sich unmittelbar an dem Federlager abstützen. Alternativ hierzu kann in der Durchgangsöffnung des Federlagers ein die Gleitbuchse umgebender elastischer Ring angeordnet sein, über den sich die Gleitbuchse mittelbar an dem Federlager abstützt.
-
Bei bestimmten Anwendungsfällen kann es sinnvoll sein, die Kolbenstange in radialer Richtung über den Umfang gesehen unterschiedlich stark abzustützen. Dies ist z. B. sinnvoll, wenn kardanische Bewegungen des Dämpfers im Gummilager relativ zum Federlager zugelassen werden sollen, eine Drehung des Federlagers um den Lagerzapfen, hervorgerufen durch Querkräfte der Feder, jedoch durch Lagerung bzw. Abstützung des Federlagers gegen die Kolbenstange verhindert werden soll. Insbesondere bei als Schraubendruckfedern aus Stahl ausgebildeten Federn treten derartige Querkräfte auf. Um eine über den Umfang gesehen unterschiedlich starke Abstützung der Kolbenstange zu erreichen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der elastische Ring über seinen Umfang verteilt erste und zweite Umfangsabschnitte mit in radialer Richtung unterschiedlicher Festigkeit aufweist. Bevorzugt weisen die ersten Umfangsabschnitte in radialer Richtung eine geringere Festigkeit auf als die zweiten Umfangsabschnitte. Diese unterschiedlichen Festigkeiten können auf einfache Weise dadurch erreicht werden, dass die ersten Umfangsabschnitte im Querschnitt ein Profil aufweisen und die zweiten Umfangsabschnitte aus Vollmaterial bestehen. Ein derartig ausgebildeter elastischer Ring kann z. B. im Spritzgussverfahren aus einem Elastomermaterial hergestellt werden.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer unterschiedliche Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen
-
1 ein erfindungsgemäßes Feder-Dämpfer-Element im axialen Halbschnitt nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
-
2 den oberen Teil des Feder-Dämpfer-Elements nach 1 in einer vergrößerten Darstellung;
-
3 den oberen Teil des Feder-Dämpfer-Elements nach 1 in einem Schnitt entlang der Linie A-A in 2;
-
4 das Feder-Dämpfer-Element nach 2 im eingebauten Zustand;
-
5 ein erfindungsgemäßes Feder-Dämpfer-Element nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
-
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Feder-Dämpfer-Element im axialen Halbschnitt. Es umfasst eine als Luftfeder ausgebildete Feder 2 und einen Schwingungsdämpfer mit einer Kolbenstange 1. Der Schwingungsdämpfer ist in bekannter Weise als hydraulischer Teleskopstoßdämpfer ausgebildet. Der Federbalg der Luftfeder ist mit seinem einen Ende an dem Federlager 3 befestigt. Das andere Ende des Federbalgs ist an einem Abrollkolben 30 befestigt.
-
Das Feder-Dämpfer-Element weist ein Gummilager 4 mit einer Außenhülse 5 und einem elastischen Ring 7 auf. Über das Gummilager 4 ist das Feder-Dämpfer-Element mittelbar oder unmittelbar mit einem nicht dargestellten Fahrerhaus eines Nutzfahrzeugs verbunden. Das dem Gummilager 4 gegenüber liegende Ende 31 des Feder-Dämpfer-Elements ist mit einem nicht dargestellten Fahrzeugrahmen mittelbar oder unmittelbar verbunden. Auf diese Weise ist das Fahrerhaus gegenüber dem Fahrzeugrahmen federnd und dämpfend gelagert.
-
In den Zeichnungen ist nur ein Feder-Dämpfer-Element für eine Seite des Fahrerhauses dargestellt. Es versteht sich, dass ein zweites Feder-Dämpfer-Element für die andere Seite des Fahrerhauses vorgesehen ist.
-
Das Federlager 3 weist zueinander beabstandete Stützen 9, 10 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Federlager 3 ausgebildet sind. Das dargestellte Federlager 3 kann z. B. aus einer Aluminiumlegierung bestehen und im Druckgussverfahren hergestellt werden. Die Stützen 9, 10 weisen Bohrungen 11, 12 auf, welche miteinander fluchten, d. h. die Mittelpunkte der Bohrungen 11, 12 liegen auf derselben Mittellinie 32.
-
Der elastische Ring 7 des Gummilagers 4 weist eine zentrale Bohrung 13 auf. Das Gummilager 4 ist derart zwischen den Stützen 9, 10 angeordnet, dass die zentrale Bohrung 13 mit den Bohrungen 11, 12 der Stützen 9, 10 fluchtet, d. h. die Mittellinie der Bohrung 13 fällt mit der die Mittelpunkte der Bohrungen 11, 12 verbindenden Mittellinie 32 zusammen.
-
Um das mit dem Fahrerhaus verbundene Gummilager 4 mit dem Federlager 3 zu verbinden ist eine Buchse 14 vorgesehen, die in die Bohrungen 11, 12 der Stützen 9, 10 und die zentrale Bohrung 13 des elastischen Rings 7 unter Ausbildung einer Pressverbindung eingepresst ist. Die Buchse 14 umschließt im eingebauten Zustand des Feder-Dämpfer-Elements einen in 1 nicht dargestellten Lagerzapfen, der mit dem nicht dargestellten Fahrerhaus verbunden ist. Auf diese Weise ist das Feder-Dämpfer-Element derart mit dem nicht dargestellten Fahrerhaus verbunden, dass der Lagerzapfen in der zentralen Bohrung 33 der Buchse 14 relativ zu dieser rotieren kann. Hierdurch wird gewährleistet, dass das Fahrerhaus gekippt werden kann, um z. B. für Wartungsarbeiten an den Motor des Nutzfahrzeugs gelangen zu können. Die Buchse 14 kann als Gleitlagerbuchse ausgebildet sein, d. h. die Innenwand der Buchse 14 kann ein Gleitlager mit dem Lagerzapfen der Fahrerhauslagerung ausbilden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind in der Buchse 14 jedoch Bundbuchsen 38 angeordnet, welche als Gleitlager für einen mit dem Fahrerhaus verbundenen Lagerzapfen 8 dienen.
-
Über die Stützen 9, 10 werden die Federkräfte der Feder 2 direkt in die Buchse 14 eingeleitet. Von der Buchse 14 werden diese Federkräfte dann auf den Lagerzapfen übertragen, der mit dem Fahrerhaus oder einem mit dem Fahrerhaus verbundenen Bauteil verbunden ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Federkräfte nicht den elastischen Ring 7 belasten. Auf das Material des elastischen Rings 7 wirkt somit keine von der Feder ausgehende Kraft ein, welche eine Vorspannung bewirken würde. Eine unerwünschte, die Federrate des elastischen Rings 7 erhöhende Vorspannung des elastischen Materials durch die Federkräfte wird somit vermieden.
-
Das Federlager 3 weist eine Durchgangsöffnung 15 auf, welche die Kolbenstange 1 umgibt. In der Durchgangsöffnung 15 ist die Kolbenstange 1 gleitend geführt. Hierzu ist eine mit der Kolbenstange 1 zusammen wirkende Gleitbuchse 17 in der Durchgangsöffnung 15 angeordnet. Die Gleitbuchse 17 ist in einer Aufnahmenut eines Halterings 34 angeordnet und wird von einem Haltering 34 in der Durchgangsbohrung 15 gehalten. Der Haltering 34 weist eine weitere Aufnahmenut auf, in der ein mit der Kolbenstange zusammen wirkendes Dichtelement 35 angeordnet ist. Durch dieses Dichtelement 35 wird der Innenraum des Luftfederbalgs nach außen hin abgedichtet. Auf das separate Dichtelement 35 kann verzichtet werden, wenn die Gleitbuchse 17 auch gleichzeitig die Dichtfunktion übernimmt.
-
Der Haltering 34 (siehe 2) ist über einen elastischen Ring 19 in der Durchgangsöffnung 15 gehalten, der gleichzeitig auch die Gleitbuchse 17 umgibt. In der Schnittdarstellung gemäß 1 sind in dem elastischen Ring 19 ausgebildete Hohlräume 36 zu erkennen, welche erste Umfangsabschnitte 20 des elastischen Rings 7 bilden. Diese ersten Umfangsabschnitte 20 weisen wegen der Hohlräume 36 eine geringere Festigkeit auf als die um 90 Grad versetzt dazu angeordneten zweiten Umfangsabschnitte 21, die aus Vollmaterial bestehen (vgl. 3). Der elastische Ring 19 ist über eine Passbuchse 37 in der Durchgangsöffnung 15 gehalten.
-
Die durch die Durchgangsöffnung 15 hindurch ragende Kolbenstange 1 ist an ihrem dem Gummilager 4 zugewandten Ende mit der Außenhülse 5 dem Gummilager 4 fest verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Außenhülse 5 ein Element 22 mit einem Gewinde auf, das mit der Außenhülse fest verbunden ist und an das die Kolbenstange 1 mit einem entsprechenden Gegengewinde angeschraubt ist. Das Element 22 ist als Gewindehülse mit einem Innengewinde ausgebildet. Die Kolbenstange 1 weist ein Außengewinde auf, welches in das Innengewinde der Gewindehülse eingeschraubt ist. Das Element 22 kann z. B. an den Außenring 5 angeschweißt oder mit dem Außenring verschraubt sein. Alternativ kann das Element 22 einstückig mit dem Außenring ausgebildet sein.
-
Über die Verbindung zwischen Kolbenstange 1 und Außenring 5 werden die Dämpferkräfte direkt in das Gummilager 4 eingeleitet. Das elastische Material des elastischen Rings 7 des Gummilagers 4 wird somit bei der erfindungsgemäßen Konstruktion ausschließlich durch die Dämpferkräfte belastet und kann somit seine Funktion, eine Abkoppelung von Komfort mindernden, höher frequenten Dämpfkräften vom Fahrerhaus zu bewirken (Isolation), in uneingeschränktem Umfang erfüllen. Für die Erfüllung dieser Aufgabe steht bei der Erfindung aufgrund der Entkopplung der Krafteinleitungspfade für die Federkräfte einerseits und die Dämpferkräfte andererseits die gesamte Federrate des nicht vorgespannten elastischen Rings 7 zur Verfügung. Dadurch ist die Abkoppelung der genannten Dämpferkräfte sehr effektiv und der Fahrkomfort wird auf diese Weise gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen deutlich erhöht.
-
2 und 3 zeigen den oberen Teil des Feder-Dämpfer-Elements nach 1 in einer vergrößerten Darstellung. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in 2. Das Federlager 3 ist mit dem Gummilager 4 über die Buchse 14 verbunden. Die Buchse 14 ist unter Ausbildung einer Pressverbindung in den elastischen Ring 7 des Gummilagers 4 eingepresst. Auch mit den Bohrungen 11, 12 der Stützen 9, 10 bildet die Buchse 14 eine Pressverbindung aus. Zwischen der Buchse 14 und dem mit dem Fahrerhauslager verbundenen Lagerzapfen 8 sind Lagerbuchsen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Bundbuchsen 38 ausgebildet sind, angeordnet, welche Gleitlager für den Lagerzapfen 8 bilden. In diesen Gleitlagern rotiert der Lagerzapfen 8 relativ zu der Buchse 14 und dem Gummilager 4, wenn das Fahrerhaus um die Mittelachse des Lagerzapfens 8 gekippt wird.
-
In der Durchgangsöffnung 15 des Federlagers 3 ist eine Passbuchse 37 angeordnet, welche einen elastischen Ring 19 umschließt. Der elastische Ring 19 ist zwischen der Passbuchse 37 und dem Haltering 34 angeordnet. Der Haltering 34 nimmt seinerseits in entsprechenden Aufnahmenuten die Gleitbuchse 17 und das Dichtungselement 35 auf, die beide mit der Kolbenstange 1 zusammen wirken. Der elastische Ring 19 weist in der Schnittdarstellung gemäß 2 Hohlräume 36 auf, so dass der elastische Ring 19 im Bereich dieser Hohlräume 36 im Querschnitt ein Profil aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der elastische Ring 19 ein im Querschnitt U-förmiges Profil auf, das auf der dem Gummilager 4 zugewandten Seite geschlossen ist, so dass keine Fremdkörper wie Verschmutzungen oder ähnliches in die Hohlräume 36 gelangen können. Auf der anderen Seite ist das U-Profil des Rings 19 offen. Der Hohlraum 36 wird durch radial nach innen ragende Vorsprünge 40 des Federlagers 3 verschlossen.
-
Die Umfangsabschnitte des elastischen Rings 19, in denen die Hohlräume 36 vorgesehen sind, bilden erste Umfangsabschnitte 20, in denen der Ring 19 in radialer Richtung eine geringere Festigkeit aufweist als in einer zur Zeichnungsebene der 2 in senkrecht verlaufenden Ebene, in der der Ring aus Vollmaterial besteht (siehe 3). Die aus Vollmaterial bestehenden Umfangsabschnitte des elastischen Rings 19 bilden zweite Umfangsabschnitte 21, die in radialer Richtung eine höhere Festigkeit aufweisen als die in 2 dargestellten ersten Umfangsabschnitte 20.
-
4 zeigt das Feder-Dämpfer-Element im eingebauten Zustand. Der Lagerzapfen 8 ist über eine Schraube 39 mit einen Bauteil 40 verbunden, welches fest mit dem nicht dargestellten Fahrerhaus verbunden ist. In dieser Darstellung ist gut nachvollziehbar, wie die im Fahrbetrieb auftretenden Federkräfte der Feder 2 über die Stützen 9, 10, die Buchse 14, die Bundbuchsen 38 und den Lagerzapfen 8 unter Umgehung des elastischen Rings 7 des Gummilagers 4 direkt in das Fahrerhauslager eingeleitet werden. Der elastische Ring 19 wird somit von den Federkräften der Feder 2 nicht belastet. Sondern er steht ohne jede Vorspannung für die Aufnahme von Dämpferkräften des Schwingungsdämpfers zur Verfügung, die über die Kolbenstange 1, das Element 22 und die Außenhülse 5 in den elastischen Ring eingeleitet werden. Damit kann eine optimale Abkoppelung von den Fahrkomfort mindernden Dämpfkräften höherer Frequenzen vom Fahrerhaus erreicht und der Fahrkomfort signifikant verbessert werden.
-
In 5 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher im Unterschied zur ersten Ausführungsform nach den 1 bis 4 an dem Federlager 3 ein Federteller 42 befestigt ist, der zur Abstützung einer als Schraubenfeder ausgebildeten, in 5 nicht dargestellten Stahlfeder dient. Das Funktionsprinzip dieser zweiten Ausführungsform ist sehr ähnlich wie das der ersten Ausführungsform.
-
Das Federlager 3 weist eine Durchgangsöffnung 15 auf, in der eine mit der Kolbenstange 1 des nicht dargestellten Schwingungsdämpfers zusammen wirkende Gleitbuchse 17 angeordnet ist. Die Kolbenstange 1 ist über ein Außengewinde in ein Innengewinde des Elements 22 eingeschraubt. Das Element 22 ist fest mit dem Außenring 5 des Gummilagers 4 verbunden, z. B. verschweißt. Der elastische Ring 7 ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung zwischen der Außenhülse 5 und einer Innenhülse 6 des Gummilagers 4 angeordnet. Das Federlager 3 weist zwei als separate Bauteile ausgebildete Stützen 9, 10 auf, die mit dem Federlager 3 fest verbunden, z. B. verschweißt sind. Das Gummilager 4 ist dadurch mit den Stützen 9, 10 des Federlagers 3 verbunden, dass zwei Buchsen 14 unter Ausbildung jeweils einer Pressverbindung in die Innenhülse 6 eingepresst sind. Auch mit den Bohrungen 11, 12 der Stützen 9, 10 bilden die Buchsen 14 Pressverbindungen aus. Zusätzlich oder alternativ können die Buchsen 14 mit ihrem jeweiligen Bund 43 an den Stützen 9, 10 befestigt, z. B. verschweißt sein. In jeder Buchse 14 ist eine Gleitlagerhülse 18 angeordnet, die einen nicht dargestellten, mit dem Fahrerhauslager verbundenen Lagerzapfen drehbar aufnehmen.
-
Die Federkräfte der Stahlfeder werden über den Federteller 41 in das Federlager 3, von diesem in die Stützen 9, 10, von diesen in die Buchsen 14 und von diesen über die Gleitlagerhülsen 18 in den Lagerzapfen eingeleitet. Die Dämpferkräfte werden über die Kolbenstange 1 in das Element 22 eingeleitet und von diesem auf die Außenhülse 5 des Gummilagers 4 übertragen. Über die Außenhülse 5 werden die Dämpferkräfte in den elastischen Ring 7 des Gummilagers eingeleitet, so dass die volle Federrate des nicht vorgespannten Rings 19 ausgenutzt werden kann, um die den Fahrkomfort senkenden Dämpfkräfte mit hoher Frequenz von dem nicht dargestellten Fahrerhaus abzukoppeln.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kolbenstange
- 2
- Feder
- 3
- Federlager
- 4
- Gummilager
- 5
- Außenhülse
- 6
- Innenhülse
- 7
- elastischer Ring
- 8
- Lagerzapfen
- 9
- Stütze
- 10
- Stütze
- 11
- Bohrung
- 12
- Bohrung
- 13
- Bohrung
- 14
- Buchse
- 15
- Durchgangsöffnung
- 17
- Gleitbuchse
- 18
- Gleitlagerhülse
- 19
- elastischer Ring
- 20
- Umfangsabschnitt
- 21
- Umfangsabschnitt
- 22
- Element
- 30
- Abrollkolben
- 31
- Ende
- 32
- Mittellinie
- 33
- Bohrung
- 34
- Haltering
- 35
- Dichtelement
- 36
- Hohlraum
- 37
- Passbuchse
- 38
- Bundbuchse
- 39
- Schraube
- 40
- Bauteil
- 41
- Vorsprung
- 42
- Federteller
- 43
- Bund
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 4240449 C2 [0002, 0002, 0002, 0004]
