DE102013005066A1

DE102013005066A1 - Schraubendruckfederanordnung

Info

Publication number: DE102013005066A1
Application number: DE102013005066.9A
Authority: DE
Inventors: Joachim Schmitt
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2014-09-25
Also published as: EP2976543A1; WO2014146754A1; CN105051399B; CN105051399A

Abstract

Schraubendruckfederanordnung 1 mit einer Schraubendruckfeder 2, die mit mindestens einem axial endständigen Auflageabschnitt 2a auf einer Federunterlage 3 aufliegt, wobei der Auflageabschnitt 2a Mittel zur Ausbildung eines zumindest axial wirksamen Formschlusses mit korrespondierenden Mitteln der Federunterlage 3 aufweist, sowie Verwendung einer solchen Schraubendruckfederanordnung 1 in einem Federbein eines Fahrzeugs.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraubendruckfederanordnung mit einer Schraubendruckfeder, die mit mindestens einem axial endständigen Auflageabschnitt auf einer Federunterlage aufliegt, sowie die Verwendung einer solchen Schraubendruckfederanordnung in einem Federbein eines Fahrzeugs.
Derartige Schraubendruckfederanordnungen weisen eine Schraubendruckfeder, die aus einem um eine Mittelachse vorzugsweise zylindrisch gewickelten Federdraht gebildet wird, auf, wobei die Schraubendruckfeder an ihren in Längserstreckung befindlichen Enden Anlageflächen zur Anlage an entsprechenden Federunterlagen, auch Federteller genannt, aufweist. Eine solche Schraubendruckfederanordnung ist beispielsweise in der DE 10 2007 003 782 A1 gezeigt. In solcher Weise aufgebaute Schraubendruckfederanordnungen werden insbesondere im Fahrzeugbau im Bereich des Fahrwerks verwendet, wo sie den Aufbau des Fahrzeugs federnd gegenüber den Radführungselementen abstützen. Dabei ist eine Federunterlage radseitig, beispielsweise an einem Dämpferrohr oder einem Fahrwerkslenker, ausgebildet, während eine aufbauseitige Federunterlage an dem Aufbau des Fahrzeugs gelagert ist. Eine Problemstellung ist dabei, dass die Schraubendruckfeder auch bei maximaler Ausfederung (beispielsweise beim Aufbocken des Fahrzeugs) nicht von den Federunterlagen abhebt und somit aus diesen herausrutscht.
Aus der DE 10 2008 046 939 A1 ist bekannt, dass eine gummielastische Federunterlage an eine Endwindung der Schraubenfeder aufvulkanisiert ist.
Dies hat jedoch den Nachteil, dass der Herstellungsprozess sehr aufwändig ist, da die Federunterlagen mit der Schraubenfeder bei den entsprechenden Temperaturen einem Vulkanisationsvorgang unterzogen werden müssen. Zudem kann die Schraubenfeder später nur zusammen mit den Federunterlagen getauscht werden, wodurch sich die Reparaturkosten erhöhen. Ähnliche Probleme ergeben sich auch bei einer Anordnung gemäß der DE 10 2011 002 065 A1 , die ein Verkleben der Feder mit den Federunterlagen vorschlägt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Schraubendruckfederanordnung bereitzustellen, bei der die Schraubendruckfeder einfach und zuverlässig gegen ein axiales Abheben aus der Federunterlage gesichert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
In Patentanspruch 6 wird die Verwendung einer erfindungsgemäßen Schraubendruckfederanordnung in einem Federbein eines Fahrzeugs beansprucht.
Eine Schraubendruckfederanordnung hat eine Schraubendruckfeder, die mit mindestens einem axial endständigen Auflageabschnitt auf einer Federunterlage aufliegt, wobei der Auflageabschnitt Mittel zur Ausbildung eines zumindest axial wirksamen Formschlusses mit korrespondierenden Mitteln der Federunterlage aufweist.
Indem die Schraubendruckfeder in einem axial endständigen Auflageabschnitt mit einem entsprechenden Teil einer Federwindung auf der korrespondierenden Federunterlage aufliegt und der Auflageabschnitt und die Federunterlage über Mittel formschlüssig miteinander verbunden sind, kann die Schraubendruckfederanordnung schnell gefertigt werden und bietet in extremen Federzuständen Sicherheit gegen ein axiales Abheben von der Federunterlage. Zudem können die Schraubendruckfeder und die Federunterlagen separat getauscht werden, wenn der Formschluss lösbar ausgebildet ist. Wahlweise kann der Formschluss an einem oder an beiden axialen Enden der Schraubendruckfedern ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführung wird der Formschluss durch ein Verrasten der Mittel des Auflageabschnitts der Schraubendruckfeder mit den korrespondierenden Mitteln der Federunterlage erzeugt. Ein Verrasten bietet die Möglichkeit eines sehr schnellen und einfachen Zusammenbaus.
In einer bevorzugten Ausführung sind die Mittel des Auflageabschnitts als mindestens eine Rastnase und die Mittel der Federunterlage als zu der mindestens einen Rastnase korrespondierende Rastnuten ausgebildet. Die Rastnase steht vom Auflageabschnitt der Schraubendruckfeder in axialer Richtung ab und ist beispielsweise hakenförmig ausgebildet. Die Rastnut ist eine korrespondierende Aussparung in der Federunterlage, in die die Rastnase formschlüssig eingreifen kann. Neben der axialen Sicherung ist die Schraubendruckfeder damit auch gegen ein Verdrehen gesichert.
In einer bevorzugten Ausführung liegt der Auflageabschnitt bei bestimmungsgemäßer Benutzung der Schraubendruckfederanordnung permanent an der Federunterlage auf. Im Gegensatz dazu hat die Schraubendruckfeder einen an den Auflageabschnitt angrenzenden Abwälzabschnitt, der nur bei einer entsprechenden Kompression der Schraubendruckfeder mit der Federunterlage in Berührung kommt. Die Anordnung der Mittel zum Formschluss im Auflageabschnitt hat den Vorteil, dass diese bei der Kompression der Feder nur gering mechanisch belastet werden.
In einer bevorzugten Ausführung besteht die Schraubendruckfeder aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK). Eine GFK-Schraubendruckfeder wird aus einer Vielzahl von Glasfaserfäden gewickelt, die mit einem Bindemittel zusammengehalten werden. GFK-Schraubendruckfedern sind im Vergleich zu Stahlfedern deutlich leichter und bieten darüber hinaus den Vorteil, dass die Mittel zur Ausbildung des Formschlusses mit der Federunterlage, insbesondere die Rastnasen, sehr einfach beim Herstellungsprozess mit angeformt werden können.
Bei der Verwendung einer erfindungsgemäßen Schraubendruckfederanordnung in einem Federbein eines Fahrzeugs ist eine radseitige Federunterlage an einem Dämpferrohr oder einem Fahrwerkslenker anzuordnen, während eine aufbauseitige Federunterlage an einem Aufbau des Fahrzeugs anzuordnen ist. Die Schraubendruckfeder stützt somit den Aufbau gegenüber den Radführungselementen ab. Es wäre bei diesem Anwendungsfall ausreichend, wenn die aufbauseitige Federunterlage und der entsprechende Auflageabschnitt die Mittel zum Formschluss aufweisen. Das auf der Schraubendruckfeder lastende Gewicht des Aufbaus komprimiert diese im Ruhezustand, so dass ein Teil der Federwindungen den permanent auf der entsprechenden Federunterlage aufliegenden Auflageabschnitt bildet. Der Abwälzabschnitt ist der Teil der Schraubendruckfeder, der sich bei einer Laständerung, beispielsweise durch die Anregung einer unebenen Straße, zeitweise zusätzlich zu dem Auflageabschnitt an der Federunterlage anlegt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Darin zeigen:
1 eine seitliche Schnittansicht der Schraubendruckfederanordnung;
2 eine Detailansicht des Formschlusses zwischen Schraubendruckfeder und Federunterlage;
3 eine Draufsicht auf die Schraubendruckfederanordnung.
Gemäß der 1 hat eine Schraubendruckfederanordnung 1 eine Schraubendruckfeder 2, die aus einem um eine imaginäre Längsachse A gewundenen Federdraht, entweder aus Stahl oder aus glasfaserverstärktem Kunststoff, gebildet wird. In der vorliegenden Darstellung liegt die Schraubendruckfeder 2 mit ihrem einen axialen Ende in einem von einem Teil der Endwindung gebildeten Auflageabschnitt 2a auf einer Federunterlage 3 auf. Der Auflageabschnitt 2a weist in axialer Richtung von der Oberfläche der Schraubendruckfeder 2 abstehende Rastnasen 4 auf, die in komplementäre Rastnuten 5 in der Federunterlage 3 formschlüssig eingreifen können, was in der Detailansicht in 2 noch genauer dargestellt ist.
In der 3 ist in der Draufsicht der Auflageabschnitt 2a mit den Rastnasen 4, die in die Rastnuten 5 der Federunterlage 3 eingreifen, dargestellt, wobei sich an den Auflageabschnitt 2a ein Abwälzabschnitt 2b anschließt, der nur bei einer Belastung mit einhergehender Kompression der Schraubendruckfeder 2 an der Federunterlage 3 temporär anliegt.
Bezugszeichenliste

A: Längsachse
1: Schraubendruckfederanordnung
2: Schraubendruckfeder
2a: Auflageabschnitt
2b: Abwälzabschnitt
3: Federunterlage
4: Rastnase
5: Rastnut

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 102007003782 A1 [0002]
DE 102008046939 A1 [0003]
DE 102011002065 A1 [0004]

Claims

Schraubendruckfederanordnung (1) mit einer Schraubendruckfeder (2), die mit mindestens einem axial endständigen Auflageabschnitt (2a) auf einer Federunterlage (3) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflageabschnitt (2a) Mittel zur Ausbildung eines zumindest axial wirksamen Formschlusses mit korrespondierenden Mitteln der Federunterlage (3) aufweist.
Schraubendruckfederanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschluss durch ein Verrasten der Mittel des Auflageabschnitts (2a) der Schraubendruckfeder (2) mit den korrespondierenden Mitteln der Federunterlage (3) erzeugt wird.
Schraubendruckfederanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel des Auflageabschnitts (2a) als mindestens eine Rastnase (4) und die Mittel der Federunterlage (3) als zu der mindestens einen Rastnase (4) korrespondierende Rastnuten (5) ausgebildet sind.
Schraubendruckfederanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflageabschnitt (2a) bei bestimmungsgemäßer Benutzung der Schraubendruckfederanordnung (1) permanent an der Federunterlage (3) aufliegt.
Schraubendruckfederanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubendruckfeder (2) aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff besteht.
Verwendung einer Schraubendruckfederanordnung (1) nach Anspruch 1 in einem Federbein eines Fahrzeugs.