DE102012216311A1

DE102012216311A1 - Federbein

Info

Publication number: DE102012216311A1
Application number: DE201210216311
Authority: DE
Inventors: Alexander Miller; Achim Thomä; Ulrich Mair; Martin Münster
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2014-03-13

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Federbein zur Anordnung zwischen den Rädern und dem Fahrzeugaufbau eines Fahrzeugs, mit einem Zylinder 1, an dem ein erster Federteller 5 fest angeordnet ist, mit einer in dem Zylinder 1 axial bewegbaren und an einem Ende des Zylinders 1 durch eine Dichtung abgedichtet nach außen geführten Kolbenstange 2, auf der ein druckmittelbetriebener Verstellzylinder 6 mit einem zweiten Federteller 17 axial verschiebbar gelagert ist, wobei zwischen den beiden Federtellern 5, 17 eine Fahrzeugtragfeder 7 angeordnet ist und wobei das auf der dem Zylinder 1abgewandten Seite des Verstellzylinders 6 herausgeführte Ende der Kolbenstange 2 mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist. Mit einem an der Kolbenstange 2 angeordneten Anschlag, der sich bei maximal in den Zylinder 1 eingefahrener Kolbenstange 2 axial über einen federelastischen Anschlagpuffer an dem Zylinder 1 abstützt. An der Kolbenstange 2 sind zwei oder mehrere Anschläge 9, 10 angeordnet, denen jeweils ein oder mehrere federelastische Anschlagpuffer 12, 14 zugeordnet sind, wobei sich die Anschläge 9, 10 bei maximal oder annähernd maximal in den Zylinder 1 eingefahrener Kolbenstange 2 axial über die ihnen jeweils zugeordneten federelastischen Anschlagpuffer 12, 14 an dem Zylinder 1 abstützen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Federbein zur Anordnung zwischen den Rädern und dem Fahrzeugaufbau eines Fahrzeugs, mit einem Zylinder, an dem ein erster Federteller fest angeordnet ist, mit einer in dem Zylinder axial bewegbaren und an einem Ende des Zylinders durch eine Dichtung abgedichtet nach außen geführten Kolbenstange, auf der ein druckmittelbetriebener Verstellzylinder mit einem zweiten Federteller axial verschiebbar gelagert ist, wobei zwischen den beiden Federtellern eine Fahrzeugtragfeder angeordnet ist und wobei das auf der dem Zylinder abgewandten Seite des Verstellzylinders herausgeführte Ende der Kolbenstange mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist, mit einem an der Kolbenstange angeordneten Anschlag, der sich bei maximal in den Zylinder eingefahrener Kolbenstange axial über einen federelastischen Anschlagpuffer an dem Zylinder abstützt.
Bei derartigen bekannten Federbeinen ist ein federelastischer Anschlagpuffer an der Kolbenstange angeordnet. Da die Anschlagkräfte u.a. durch das Volumen des Anschlagpuffers bestimmt sind, führt dies zu einem großen Volumen und damit zu einem großen erforderlichen Bauraum, insbesondere zu einer großen Baulänge des Federbeins.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Federbein der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen reduzierten Bauraum erfordert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Kolbenstange zwei oder mehrere Anschläge angeordnet sind, denen jeweils ein oder mehrere federelastische Anschlagpuffer zugeordnet sind, wobei sich die Anschläge bei maximal oder annähernd maximal in den Zylinder eingefahrener Kolbenstange axial über die ihnen jeweils zugeordneten federelastischen Anschlagpuffer an dem Zylinder abstützen.
Durch diese Ausbildung können die abzustützenden Anschlagkräfte auf mehrere federelastische Anschlagpuffer aufgeteilt werden, die je nach der Konfiguration des vorhandenen Bauraums ausgestaltet werden können. Dadurch kann die Gesamtgröße des Federbeins reduziert werden.
Dabei können zwei oder mehrere der federelastischen Anschlagpuffer gleiche Federkennlinien über ihren Federweg aufweisen. Es können aber auch zwei oder mehrere der federelastischen Anschlagpuffer ungleiche Federkennlinien über ihren Federweg aufweisen. Die Gesamtfederkennlinie der Anschlagpuffer ergibt sich immer aus einer Addition der Einzelfederkennlinien.
Daher kann durch entsprechende Auswahl der Einzelfederkennlinien eine gewünschte Gesamtfederkennlinie kreiert werden.
Beim Einfahren der Kolbenstange in den Zylinder können zwei oder mehrere der Anschläge gleichzeitig über die ihnen zugeordneten federelastischen Anschlagpuffer zur Abstützung an dem Zylinder gelangen.
Gelangen beim Einfahren der Kolbenstange in den Zylinder zwei oder mehrere der Anschläge versetzt nacheinander über die ihnen zugeordneten federelastischen Anschlagpuffer zur Abstützung an dem Zylinder, so kann dadurch eine Gesamtfederkennlinie mit unterschiedlicher Steigung über den Hub erzeugt werden.
In einfach herzustellender Weise bestehen einer oder mehrere der federelastischen Anschlagpuffer aus einem Elastomer.
Um unterschiedliche Federkennlinien der einzelnen Anschlagpuffer zu erhalten, können zwei oder mehrere der federelastischen Anschlagpuffer eine unterschiedliche Shore-Härte aufweisen oder auch zwei oder mehrere der federelastischen Anschlagpuffer ein unterschiedliches Volumen besitzen.
Ein oder mehrere der federelastischen Anschlagpuffer können zu ihrem Schutz gegen Beschädigung von einem Gehäuse umschlossen sein.
Ist zumindest einer der federelastischen Anschlagpuffer den Zylinder radial umschließend am Zylinder angeordnet, kann dadurch die Bauhöhe des Federbeins wesentlich reduziert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Seitenansicht eines Federbeins teilweise im Schnitt.
Das dargestellte Federbein weist einen Zylinder 1 auf, in dem eine Kolbenstange 2 axial bewegbar angeordnet ist, die abgedichtet aus dem Zylinder 1 herausgeführt ist.
Am unteren Ende des Zylinders 1 ist ein erstes Anschlußelement 3 und an dem aus dem Zylinder 1 herausragenden Ende der Kolbenstange 2 ein zweites Anschlußelement 4 angeordnet.
Mittels des ersten Anschlußelements 3 ist das Federbein an einem nicht dargestellten Radführungselement wie z.B. eine Achse anordenbar.
Das zweite Anschlußelement 4 dient zur Anordnung an einem nicht dargestellten Fahrzeugaufbau.
Die aus dem Zylinder 1 herausragende Kolbenstange 2 ist dicht durch einen druckmittelbeaufschlagbaren Verstellzylinder 6 hindurchgeführt, wie er z.B. in der DE 10 2006 005 102 B3 beschrieben ist, auf die Bezug genommen wird.
Der Zylinder 1 besitzt einen ersten Federteller 5 und der Verstellzylinder 6 einen zweiten Federteller 17, zwischen denen eine Fahrzeugtragefeder 7 die Kolbenstange 2 und den Verstellzylinder 6 mit radialem Abstand umschließend abgestützt ist.
Zwischen dem Verstellzylinder 6 und dem Zylinder 1 sind auf der Kolbenstange 2 zwei Anschläge 9 und 10 befestigt, die als ein einteiliges topfartiges Bauteil 11 ausgebildet sind.
Die Topföffnung des topfartigen Bauteils 11 ist dem Zylinder 1 zugewandt.
Der Boden des topfartigen Bauteils 11 bildet den ersten Anschlag 9 und der Mündungsrand der zylindrischen Topfwand den zweiten Anschlag 10.
Der Innendurchmesser des topfartigen Bauteils 11 ist dabei größer als der Außendurchmesser des Zylinders 1, so daß der Zylinder 1 in das topfartige Bauteil 11 eintauchen kann.
In dem Inneren des topfartigen Bauteils 11 ist ein aus einem Elastomer bestehender ringförmiger erster federelastischer Anschlagpuffer 12 angeordnet, der eine geringere axiale Erstreckung aufweist als das topfartige Bauteil 11.
Den Zylinder 1 mit radialem Abstand umschließend ist ein zweites topfartiges Bauteil 13 an dem Zylinder 1 fest angeordnet, dessen Topföffnung zu dem ersten topfartigen Bauteil 11 zugewandt ist.
In dem zwischen Zylinder 1 und zylindrischer Topfwand des zweiten topfartigen Bauteils 13 gebildeten Ringraum ist ein ringförmiger zweiter Anschlagpuffer 14 aus einem Elastomer eingesetzt und topföffnungsseitig von einer ringförmigen Druckscheibe 15 abgedeckt.
Da der erste Anschlagpuffer 12 und der zweite Anschlagpuffer 14 unterschiedliche Volumina aufweisen, besitzen sie auch unterschiedliche Federkennlinien.
In der Normalposition des Federbeins weist der erste Anschlagpuffer 12 einen axialen Abstand zur oberen Stirnwand 16 des Zylinders 1 und der durch den Mündungsrand der zylindrischen Topfwand des ersten topfartigen Bauteils 11 gebildete zweite Anschlag 10 einen axialen Abstand zur Druckscheibe 15 auf.
Bei einer Beladung des Fahrzeugs wird die Fahrzeugtragfeder 7 über den zweiten Federteller 17 des Verstellzylinders 6 stärker zusammengedrückt, wodurch das Fahrzeug einsinken müßte. Diesem Effekt wird entgegengewirkt, in dem der Verstellzylinder 6 mit einem Druckmedium gefüllt wird.
Die beiden nicht dargestellten Einzelzylinder des Verstellzylinders 6 bewegen sich in Axialrichtung auseinander, wodurch der Abstand zwischen den beiden Anschlußelementen 3 und 4 auf das vorige Maß korrigiert wird.
Im Fahrbetrieb bewegen sich die Kolbenstange 2 und der Zylinder 1 unter Beaufschlagung der Fahrzeugtragefeder 7 axial relativ zueinander.
Bei einem zu starken Zueinanderbewegen wird vom ersten Anschlag 9 der erste Anschlagpuffer 12 gegen die obere Stirnwand 16 des Zylinders 1 und von dem zweiten Anschlag 10 der zweite Anschlagpuffer 14 komprimierend beaufschlagt, so daß die Einfahrbewegung der Kolbenstange 2 in den Zylinder 1 entsprechend der Kombination der Federkennlinien der beiden Anschlagpuffer 12 und 14 abgebremst wird.
Bezugszeichenliste

1: Zylinder
2: Kolbenstange
3: erstes Anschlusselement
4: zweites Anschlusselement
5: erster Federteller
6: Verstellzylinder
7: Fahrzeugtragefeder
9: erster Anschlag
10: zweiter Anschlag
11: topfartiges Bauteil
12: erster Anschlagpuffer
13: zweites topfartiges Bauteil
14: zweiter Anschlagpuffer
15: Druckscheibe
16: obere Stirnwand
17: zweiter Federteller

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006005102 B3 [0019]

Claims

Federbein zur Anordnung zwischen den Rädern und dem Fahrzeugaufbau eines Fahrzeugs, mit einem Zylinder (1), an dem ein erster Federteller (5) fest angeordnet ist, mit einer in dem Zylinder (1) axial bewegbaren und an einem Ende des Zylinders (1) nach außen geführten Kolbenstange (2), auf der ein druckmittelbetriebener Verstellzylinder (6) mit einem zweiten Federteller (17) axial verschiebbar gelagert ist, wobei zwischen den beiden Federtellern (5; 17) eine Fahrzeugtragfeder (7) angeordnet ist und wobei das auf der dem Zylinder (1) abgewandten Seite des Verstellzylinders (6) herausgeführte Ende der Kolbenstange (2) mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist, mit einem an der Kolbenstange (2) angeordneten Anschlag (9; 10), der sich bei maximal in den Zylinder (1) eingefahrener Kolbenstange (2) axial über einen federelastischen Anschlagpuffer (12; 14) an dem Zylinder (1) abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kolbenstange (2) zwei oder mehrere Anschläge (9, 10) angeordnet sind, denen jeweils ein oder mehrere federelastische Anschlagpuffer (12, 14) zugeordnet sind, wobei sich die Anschläge (9, 10) bei maximal oder annähernd maximal in den Zylinder (1) eingefahrener Kolbenstange (2) axial über die ihnen jeweils zugeordneten federelastischen Anschlagpuffer (12, 14) an dem Zylinder (1) abstützen.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere der federelastischen Anschlagpuffer gleiche Federkennlinien über ihren Federweg aufweisen.
Federbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere der federelastischen Anschlagpuffer (12, 14) ungleiche Federkennlinien über ihren Federweg aufweisen.
Federbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einfahren der Kolbenstange (2) in den Zylinder (1) zwei oder mehrere der Anschläge (9, 10) gleichzeitig über die ihnen zugeordneten federelastischen Anschlagpuffer (12, 14) zur Abstützung an dem Zylinder (1) gelangen.
Federbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einfahren der Kolbenstange in den Zylinder zwei oder mehrere der Anschläge versetzt nacheinander über die ihnen zugeordneten federelastischen Anschlagpuffer zur Abstützung an dem Zylinder gelangen.
Federbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der federelastischen Anschlagpuffer (12, 14) aus einem Elastomer bestehen.
Federbein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere der federelastischen Anschlagpuffer eine unterschiedliche Shore-Härte aufweisen.
Federbein nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere der federelastischen Anschlagpuffer (12, 14) ein unterschiedliches Volumen besitzen.
Federbein nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere der federelastischen Anschlagpuffer (12, 14) von einem Gehäuse umschlossen sind.
Federbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der federelastischen Anschlagpuffer (14) den Zylinder (1) radial umschließend am Zylinder (1) angeordnet ist.