DE102010028290B4

DE102010028290B4 - Federteller

Info

Publication number: DE102010028290B4
Application number: DE102010028290.1A
Authority: DE
Inventors: Klaus Stretz; Karin Sundermann; Hendrik MARQUAR; Josef Renn; Michael Zutzmann; Manfred Schuler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2030-04-29
Also published as: DE102010028290A1

Abstract

Federteller (5) für einen Schwingungsdämpfer (1), umfassend einen metallischen Trägerkörper (13), der einen axial verlaufenden Hülsenabschnitt (15) und einen radialen Stützring (17) umfasst, wobei der Trägerkörper (13) eine die Oberfläche profilierende Kunststoffbeschichtung (19) aufweist, die eine axiale Stützfläche (21) für eine Tragfeder (7) bildet, wobei der Federteller (5) zusätzlich mindestens eine radiale Abstützfläche (23 - 29; 39) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (5) einen Verdrehsicherungsanschlag (31) für eine Stirnfläche der Tragfeder (7) aufweist, wobei der Trägerkörper (13) einen axial ausgerichteten Anschlagkern (33) bildet, der einen Anschlagwulst (35) aus Kunststoffmasse armiert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Federteller für einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein Federteller, der in einem Fahrzeug eingesetzt wird, stellt ein hoch belastetes Bauteil dar, da die statische Last des Fahrzeugs und zusätzlich dynamische Belastungen über den Federteller übertragen werden. Gewöhnlich besteht der Federteller aus einem Blechbiegeteil, wobei durch die Umformungen eine zusätzliche Versteifung erreicht wird. Neben axialen Belastungen müssen auch radiale Zentrierkräfte aufgenommen werden, z. B. durch eine Rinne oder wechselseitige Zentrierflächen für eine Tragfeder. Vielfach wird ein Verdrehsicherungsanschlag für eine Endwindung der Tragfeder vorgesehen.
Moderne gewichtsoptimierte Tragfedern weisen eine Endwindung mit reduziertem Windungsdurchmesser auf. Des Weiteren liegt die Endwindung im Bereich ihrer Stirnflache unterhalb einer vorbestimmten Vorlast nicht am Federteller an. Der Endbereich an der Stirnfläche weist dann noch einen axialen Abstand zum Federteller auf, hingegen liegt z. B. ein um 45° versetzter Punkt an der Endwindung schon am Federteller an. Durch diese Federeigenschaft ist es problematisch die Tragfeder schnell und lagegenau zu montieren. Bei konventionellen Tragfedern kann man diese einfach auf dem Federteller aufsetzen, ggf. verdrehen, bis die Stirnfläche am Anschlag des Federtellers anliegt. Bei einer gewichtsoptimierten Feder ist dieses Vorgehen vielfach nicht möglich, da der aus dem Blechrohling bieg- oder prägbare Anschlag und/oder die Anschlagfestigkeit zu niedrig ist. Bei einer Verdrehbewegung der Tragfeder in die optimale Einbaulage würde die Stirnfläche der Endwindung über den Verdrehsicherungsanschlag hinweg bewegt werden können oder diesen verformen.
Ein weiteres Problem bei einer modernen Tragfeder besteht darin, dass bei einem Federbruch, der in der Regel an oder in der Endwindung auftritt, die Tragfeder zwar über eine so genannte Federfangvorrichtung auf dem Federteller gehalten werden kann, jedoch das Bruchstück unkontrolliert vom Federteller abhanden kommen kann.
Aus der DE 10 2007 018 160 A1 ist ein Federteller bekannt, der einen scheibenförmigen metallischen Einleger aufweist. Alle Funktionsflächen des Federtellers werden von einer den Einleger umschließenden Kunststoffmasse gebildet.
Die gattungsbildende DE 10 2004 010 823 A1 beschreibt einen Federteller mit einen metallischen Träger, der teilweise mit Kunststoff beschichtet ist. Der metallische Träger verfügt über einen Hülsenabschnitt, an dem ein umlaufender Kragen ausgeformt ist, auf dem sich die Tragfeder über die Kunststoffbeschichtung mittelbar abstützt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zu beheben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, der Federteller einen Verdrehsicherungsanschlag für eine Stirnfläche einer Tragfeder aufweist, wobei der Trägerkörper einen axial ausgerichteten Anschlagkern bildet, der einen Anschlagwulst aus Kunststoffmasse armiert.
Der große Vorteil besteht darin, dass die axiale Höhe des Verdrehsicherungsanschlags unabhängig ist von der Form und Größe des Federtellers. Durch eine entsprechende räumliche Ausgestaltung des Anschlagwulstes kann der Verdrehsicherungsanschlag so hoch ausgeführt werden, dass die Tragfeder bei Anlage der Endwindung auf der axialen Stützfläche sicher am Verdrehsicherungsanschlag anliegt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird der Anschlagkern von einem axial umgeformten Bereich des Trägerkörpers gebildet.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch erstreckt sich der umgeformten Bereich des Trägers vom Rand nach radial innen. Man muss nur eine zungenförmige Verlängerung des Trägerkörpers axial aufrichten.
Um ein seitliches Ausweichen der Endwindung der Tragfeder zu verhindern, weist der Federteller eine Anzahl von Zentrierflächen auf einem kleinem und mindestens eine Zentrierfläche auf einem größeren Teilkreisdurchmesser auf.
Um einen möglichst leichten Federteller zu realisieren, ist der Trägerkörper radial bis in den Bereich der radial inneren Zentrierflächen begrenzt.
Der Federteller weist mindestens eine zweite axiale Stützfläche radial außerhalb der inneren Zentrierflächen auf. Diese mindestens eine zweite axiale Stützfläche wird nur dann wirksam, wenn ein Federbruch auftritt.
Damit bei einem Federbruch das Bruchstück der Feder nicht unkontrolliert vom Federteller fällt, weist der Federteller für die Tragfeder eine Endwindungshalterung auf, die die Endwindung axial auf der Stützfläche fixiert.
Um den Materialeinsatz am Federteller gering zu halten, ist die Endwindungshalterung mit einer Zentrierfläche zusammengefasst.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Federteller im Hülsenabschnitt in einem Zentrierbereich eine metallische Oberfläche aufweist. Die metallische Oberfläche ermöglicht eine größere Flächenpressung, z. B. mit einem Zylinder eines Schwingungsdämpfers.
Um die mindestens eine zweite Zentrierfläche auf dem größeren Teilkreisdurchmesser zu stabilisieren, wird diese über eine Rippenkontur abgestützt.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert.
Es zeigt:

1 Federteller in Schnittdarstellung mit Tragfeder und Schwingungsdämpfer
2 - 3 Schnittdarstellungen des Federtellers
4 - 6 Div. Ansichten vom Federteller

Die 1 zeigt einen Ausschnitt eines Schwingungsdämpfers 1 beliebiger Bauform, an dessen äußerem Zylinder 3 ein Federteller 5 fixiert ist. Auf dem Federteller 5 stützt sich axial eine schraubenförmige Tragfeder 7 ab. Die Tragfeder 7 verfügt über Endwindungen 9, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der federnden Windungen 11.
Die 2 und 3 zeigen den Federteller 5 im Schnitt gemäß den Schnittverlaufsangaben in 6. Der Federteller 5 verfügt über einen metallischen Trägerkörper 13, der einen axial verlaufenden Hülsenabschnitt 15 und einen radialen Stützring 17 umfasst. Der Hülsenabschnitt 15 ist mehrfach gestuft ausgeführt, um einerseits eine Versteifung und andererseits einen axial begrenzten Abschnitt für eine exakte Passung auf dem äußeren Zylinder 3 zu erreichen. Bis auf einen Teilbereich des Hülsenabschnitts 15 weist der Trägerkörper 13 eine die Oberfläche profilierenden Kunststoffbeschichtung 19 auf. So verfügt der Federteller 5 über eine axiale Stützfläche 21 für die Tragfeder 7 (s. 1) und eine Anzahl von Zentrierflächen 23 auf einem kleineren ersten Teilkreis (1, 2, 3, 6) für die Endwindung 9 der Tragfeder 7. Durch die abschnittsweise ausgeführten Zentrierflächen können geringfügige Formabweichungen der Tragfeder 7 kompensiert werden.
Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, verfügt der Federteller 5 über einen Verdrehsicherungsanschlag 31 für eine in Umfangsrichtung ausgerichtete Stirnfläche an der Endwindung 9 der Tragfeder 7. Der Verdrehsicherungsanschlag 31 wird von einem axial ausgerichteten Anschlagkern 33 als Teil des Trägerkörpers 13 gebildet, der einen Anschlagwulst 35 aus Kunststoffmasse armiert. Der Anschlagkern 33 wird von einem axial umgeformten Bereich des Trägerkörpers gebildet, der sich von Rand des Trägerkörpers 13 nach radial innen erstreckt. Einen derartigen Anschlagkern kann man mit einem einfachen randseitigen Schnitt darstellen und leicht umbiegen. Die Höhe des Anschlagwulstes 35 ist unabhängig von der axialen Ausdehnung des Änschlagkerns 33, da der Anschlagwulst 35 oberhalb des Anschlagkerns 33 nur für den Montageablauf benötigt wird. Der Anschlagwulst 35 muss keine nennenswerten Kräfte übertragen. Eine bestimmungsgemäß belastet Tragfeder 7 liegt mit ihrer Stirnfläche an der Endwindung 9 unmittelbar am Fuß des Verdrehsicherungsanschlags 33 an.
Die 1 zeigt, dass sich die zweite Windung bzw. die federnde Windung 11 radial außerhalb der Zentrierflächen 23 - 29 der Endwindung 9 erstreckt. Um bei einem Federbruch, der erfahrungsgemäß am Übergang der Endwindung 9 auf die erste federnde Windung 11 auftritt ein seitliches Abrutschen der Tragfeder 7 vom Federteller 5 zu verhindern, verfügt der Federteller 5 über mindestens eine zweite axiale Stützfläche 37 radial außerhalb der inneren Zentrierflächen 23 - 29 und über mindestens eine Zentrierfläche 39 auf einem größeren Teilkreisdurchmesser. Diese Zentrierfläche 39 wird von einem umlaufenden hochgezogenen Rand des Federtellers 5 gebildet, wobei sich der Trägerkörper 13 radial nur bis in den Bereich der inneren Zentrierflächen 23 - 29 erstreckt. Die zweite Zentrierfläche 39 auf dem größeren Teilkreisdurchmesser wird durch eine Rippenkontur 41 an der Unterseite des Federtellers 5 abgestützt.
Wie bereits ausgeführt, tritt ein Federbruch in der Regel am Übergang der Endwindung 9 zur ersten federnden Windung 11 auf. Bei gewichtsoptimierten Federn ist die Endwindung nicht über 360° ausgeführt, sondern deutlich kleiner. Entsprechend kurz wäre das bei einem Bruch auftretende Bruchstück, das nicht einfach unkontrolliert im Federteller 5 liegt oder u. U. vom Federteller fliegt, sondern durch eine Endwindungshalterung 43 auf der axialen Stützfläche 21 fixiert wird. Bei der Montage wird die Endwindung 9 in die Endwindungshalterung 43 eingeschnappt, die mit einer Zentrierfläche 25 des inneren Teilkreises zusammengefasst ist. Die Endwindungshalterung 43 ist wie ein kurzes geschlitztes Rohr ausgeführt und aufgrund der Kunststoffbeschichtung elastisch. Der Schlitz der Endwindungshalterung 43 muss nur geringfügig schmaler sein, als der Drahtdurchmesser der Endwindung 9. Letztlich reicht auch ein einseitiger Übergriff einer Zentrierfläche, z.B. Zentrierfläche 25, oberhalb des Äquators 45 des Federdrahtes.
Radial außerhalb der Endwindungshalterung 43 ist die zweite axiale Stützfläche 37 ausgeführt, so dass durch die Zusammenfassung mehrerer Funktionsflächen ein optimierter Materialeinsatz erreicht wird.
Bezugszeichenliste

1: Schwingungsdämpfer
3: Zylinder
5: Federteller
7: Tragfeder
9: Endwindung
11: federnde Windung
13: Trägerkörper
15: Hülsenabschnitt
17: Stützring
19: Kunststoffbeschichtung
21: axiale Stützfläche
23 - 29: Zentrierflächen
31: Verdrehsicherungsanschlag
33: Anschlagkern
35: Anschlagwulst
37: zweite Stützfläche
39: Zentrierfläche
41: Rippenkontur
43: Endwindungshalterung
45: Äquator

Claims

Federteller (5) für einen Schwingungsdämpfer (1), umfassend einen metallischen Trägerkörper (13), der einen axial verlaufenden Hülsenabschnitt (15) und einen radialen Stützring (17) umfasst, wobei der Trägerkörper (13) eine die Oberfläche profilierende Kunststoffbeschichtung (19) aufweist, die eine axiale Stützfläche (21) für eine Tragfeder (7) bildet, wobei der Federteller (5) zusätzlich mindestens eine radiale Abstützfläche (23 - 29; 39) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (5) einen Verdrehsicherungsanschlag (31) für eine Stirnfläche der Tragfeder (7) aufweist, wobei der Trägerkörper (13) einen axial ausgerichteten Anschlagkern (33) bildet, der einen Anschlagwulst (35) aus Kunststoffmasse armiert.
Federteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagkern (33) von einem axial umgeformten Bereich des Trägerkörpers (13) gebildet wird.
Federteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der umgeformte Bereich des Trägerkörpers (13) vom Rand nach radial innen erstreckt.
Federteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (5) eine Anzahl von Zentrierflächen (23 - 29) auf einem kleinen und mindestens eine Zentrierfläche (39) auf einem größeren Teilkreisdurchmesser aufweist.
Federteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (13) radial bis in den Bereich der radial inneren Zentrierflächen (23 - 29) begrenzt ist.
Federteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (5) mindestens eine zweite axiale Stützfläche (37) radial außerhalb der inneren Zentrierflächen (23 - 29) aufweist.
Federteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (5) für die Tragfeder (7) eine Endwindungshalterung (43) aufweist, die eine Endwindung (9) der Tragfeder (7) axial auf der Stützfläche (21) fixiert.
Federteller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Endwindungshalterung (43) mit einer Zentrierfläche (25) zusammengefasst ist.
Federteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (5) im Hülsenabschnitt (15) in einem Zentrierbereich eine metallische Oberfläche aufweist.
Federteller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Zentrierfläche (37) auf dem größeren Teilkreisdurchmesser über eine Rippenkontur (41) abgestützt wird.