DE102013009637B4

DE102013009637B4 - Federunterlage für eine Schraubenfeder

Info

Publication number: DE102013009637B4
Application number: DE102013009637.5A
Authority: DE
Inventors: Daniel Diekmann; Markus Schmutte
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2013-06-06
Filing date: 2013-06-06
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2033-06-07
Also published as: DE102013009637A1; CN104235246B; CN104235246A

Abstract

Federunterlage (1) für ein Kraftfahrzeug zur Anordnung zwischen einer Schraubenfeder (2) und einem Federteller, umfassendeinen Basiskörper (10) aus einem Elastomer undeine Opferanode (20), welche federseitig auf dem Basiskörper (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dasszwischen der Opferanode (20) und dem Basiskörper (10) ein Einleger (30) aus einem festen Material eingebettet ist, undder Einleger (30) die Opferanode (20) abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Federunterlage für ein Kraftfahrzeug zur Anordnung zwischen einer Schraubenfeder und einem Federteller umfassend einen Basiskörper aus einem Elastomer und einer Opferanode, welche federseitig auf dem Basiskörper angeordnet ist.
Derartige Federunterlagen finden beispielsweise Anwendung bei Federanordnungen für Radaufhängungen. Die Federunterlage dient dabei zum einen zur Abstützung und akustischen Entkopplung der Schraubenfeder. Zum anderem erfüllen diese Federunterlagen eine Schutzwirkung für die Feder vor Korrosionsschäden. Insbesondere im Bereich von Radaufhängungen ist die Feder starken Belastungen und extremen Witterungsverhältnissen ausgesetzt, wodurch diese nicht nur gut abgestützt, sondern auch über einen langen Zeitraum vor Korrosion geschützt werden muss.
Eine solche Federunterlage ist beispielsweise aus der gattungsgemäßen DE 100 09 136 A1 bekannt. Der dort beschriebene Basiskörper besteht aus einem Elastomer und ist mit einer Zwischenplatte versehen. Diese Zwischenplatte dient unter anderem als Opferanode, um die Feder vor Korrosionen zu schützen. Durch die Zwischenplatte werden zudem die durch die Feder auftretenden Kräfte gleichmäßig in den Basiskörper abgeleitet.
In der DE 10 2009 052 030 A1 wird ebenfalls eine Federunterlage für ein Kraftfahrzeug offenbart, welche durch einen elastomeren Basiskörper gebildet wird. An dem Basiskörper sind Stützelemente aus Metall vorgesehen, die als Opferanoden ausgeführt sein können. Diese Stützelemente sind innerhalb des Basiskörpers angeordnet und dienen zu dessen Stabilisierung.
Die im Stand der Technik beschriebenen Federunterlagen weisen zwar Opferanoden als Korrosionsschutz auf, jedoch kann deren Schutzwirkung nicht für einen langen Zeitraum gewährleistet werden. Die Opferanoden werden aus unedlen, weichen Metallen gefertigt und sind daher sehr instabil und brüchig. Insbesondere auf einem weichen, gummiartigen Basiskörper, der zur Dämpfung der Feder benötigt wird, bricht oder verbiegt die Opferanode sehr leicht. Im Stand der Technik werden daher nur dünne separate oder auf Metall legierte Schichten als Anodenmaterial am Basiskörper vorgesehen, deren Wirkung schon nach einer kurzen Zeitspanne nachlässt. Die benötigte lange Schutzwirkung für die Feder erfordert Opferanoden mit größeren Dicken, die jedoch bei den bekannten Lösungen im Stand der Technik nicht stabil auf bzw. in dem Basiskörper integrierbar sind.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Federunterlage zu schaffen, die zum einen eine Schraubenfeder schwingungsgedämpft abstützt und zum anderen die Schraubenfeder über eine lange Zeitdauer vor Korrosion schützt.
Diese Aufgabe wird durch eine Federauflage gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Federauflage zur Anordnung zwischen einer Schraubenfeder und einem Federteller umfasst einen Basiskörper aus einem Elastomer. Zudem ist eine Opferanode federseitig am Basiskörper angeordnet. Das heißt, die Opferanode ist an einer Seite des Basiskörpers angeordnet, die der Schraubenfeder (folgend Feder genannt) zugewandt ist. Die Feder liegt also an der Opferanode an, so dass die Anode ihre Wirkung als Korrosionsschutz entfalten kann. Darüber hinaus ist zwischen der Opferanode und dem Basiskörper ein Einleger eingebettet. Der Einleger besteht aus einem festen Material, so dass dieser die Opferanode abstützen kann.
Durch diese Federauflage wird die Feder schwingungsgedämpft abgestützt. Das heißt, die Feder ist von dem Fahrzeugaufbau akustisch entkoppelt und es entstehen keine Quietsch- oder Knarzgeräusche bei einer Bewegung der Feder während der Fahrt. Überdies ist die Feder mit Hilfe der Opferanode gegen Korrosion geschützt. Der Einleger stützt die Opferanode, so dass diese verglichen mit den bekannten Lösungen sehr dick ausgeführt werden kann und die Feder über einen langen Zeitraum vor Korrosion bewahrt. Mit diesem einfachen Aufbau der Federunterlage ist die Feder somit nicht nur optimal gelagert, sondern auch zuverlässig gegen Witterung und anderen äußere Einwirkungen geschützt.
Der Basiskörper besteht vorzugsweise aus einem einfach zu verarbeitendem Elastomer mit guten Dämpfungseigenschaften, so dass die Feder akustisch entkoppelt ist und keine unerwünschten Geräusche entstehen. Hierfür eignen sich zum Beispiel thermoplastische Elastomere oder Gummi. Durch diese Materialen werden nicht nur Geräusche durch die Lagerung der Schraubenfeder vermieden, sondern die Herstellung des Basiskörpers ist besonders einfach und kostengünstig.
Der Basiskörper ist derart gestaltet das die Feder aufgenommen wird und gegen Verrutschen gesichert ist. Dafür sind beispielsweise Haltewulste am Rand oder mittige Aussparungen vorgesehen. Darüber hinaus kann der Basiskörper mit einem Halteelement ausgebildet sein, in das die Feder aufgedreht oder gesteckt wird. Dieses Halteelement sichert nicht nur zuverlässig die Feder, sondern erleichtert auch die Montage der Federunterlage an der Feder.
Zur Aufnahme der Opferanode ist der Basiskörper vorzugsweise mit einer oder mehreren Aussparungen ausgebildet. Auf diese Weise können die Opferanode und der Basiskörper federseitig in einer Ebene abschließen. Das heißt, federseitig entsteht durch die Opferanode und den Basiskörper eine ebene Fläche. Auf diese Weise wird verhindert, dass Schmutz und Steine sich auf der federseitigen Fläche sammeln und so die Feder beschädigt wird. Des Weiteren häuft sich kein Schmutz auf der Opferanode an, wodurch deren Schutzwirkung vermindert werden könnte.
Der Einleger kann ebenfalls in einer Aussparung im Basiskörper eingebettet sein. Es ist denkbar, dass der Einleger lediglich auf den Basiskörper aufliegt oder aber auch von diesem umschlossen wird. Entsprechend kann der Einleger mit dem Basiskörper verklebt oder von dem Material des Basiskörpers umspritzt werden. Jedoch ist bei einem vollständig vom Basiskörper umgebenen Einleger zu beachten, dass die federseitige Seite des Einlegers nur von einer dünnen Schicht des Elastomermaterials des Basiskörpers bedeckt ist. Die stützende Wirkung des Einlegers gegenüber der Opferanode darf nicht beeinträchtigt werden. Durch die Einbettung des Einlegers im Basiskörper entsteht zudem eine zusätzliche Abstützung des Basiskörpers, wodurch ein ungewolltes Verformen bzw. Einfallen des Basiskörpers verhindert wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Opferanode direkt auf dem Einleger aufliegt. In Folge dessen kann der Einleger optimal seine Stützfunktion gegenüber der Opferanode erfüllen. Eine weitere Verbesserung der Stützfunktion erfolgt, wenn die Opferanode über den gesamten Umfang auf dem Einleger aufliegt. Das heißt, die komplette Unterseite der Opferanode wird von dem Einleger abgestützt. Zur Fixierung der Opferanode auf dem Einleger ist beispielsweise eine Verklebung möglich. Auch kann der Einleger zusammen mit der Opferanode vom Basiskörper umfangen werden, so dass eine Befestigung durch den Basiskörper selbst erfolgt. Hierfür können der Einleger und die Opferanode mit dem Elastomer hinterspritzt werden oder es ist im Basiskörper eine hinterschnittende Aussparung ausgebildet. Vorzugsweise sind der Einleger und die Opferanode formschlüssig im Basiskörper eingebettet. Einleger und Opferanode sind dadurch nicht nur optimal am Basiskörper gelagert und gegen Verrutschen gesichert, sondern darüber hinaus können Schmutz und kleine Steine nicht in den Verbund eindringen und sowohl die Feder als auch den Basiskörper beschädigen.
Die Opferanode wird durch ein unedles Metall gebildet. Es eignet sich zum Beispiel Zink, Magnesium oder Aluminium als Material für die Opferanode. Vorzugsweise weist die Opferanode eine Dicke von mindestens 1 mm auf, besonders bevorzugt eine Dicke von mindestens 1,5 mm. In der Folge ist sichergestellt, dass die Opferanode ihre Funktion über einen ausreichend langen Zeitraum erfüllt und die Feder zuverlässig gegen Korrosion geschützt wird. Vorzugsweise liegt die Opferanode zudem als geschlossener Ring vor, so dass die Feder auf einer größtmöglichen Fläche mit dem Anodenmaterial in Kontakt steht. Auch ist diese Konstruktion sehr stabil und einfach in der Herstellung.
Der Einleger besteht aus einem festen Material, wie Metall oder Polymer, wobei eine Gestaltung aus Kunststoff zu bevorzugen ist. Auf diese Weise ist der Einleger nicht nur ausreichend stabil, sondern auch leicht und zudem kostengünstig in der Herstellung. Die Dicke des Einlegers sollte vorzugsweise mindestens 2 mm betragen, besonders bevorzugt mindestens 3 mm. Als vorteilhaft hat sich ein Verhältnis der Dicke der Opferanode zu der Dicke des Einlegers von 1 zu 2 erwiesen, um die Opferanode bestmöglich abzustützen und dennoch die schwingungsdämpfende Wirkung des Basiskörpers nicht zu beeinträchtigen. Auch eine Ausgestaltung des Einlegers in einer geschlossenen Ringform ermöglicht eine besonders gute Abstützung der Opferanode und verhindert zuverlässig deren Verformung bzw. Bruch.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert:

1 zeigt eine erfindungsgemäße Federunterlage mit einer abgestützten Feder im Querschnitt.
2 zeigt die Federunterlage aus 1 im Detail im Querschnitt.
3 zeigt die Federunterlage aus 1 im Detail in einer dreidimensionalen Ansicht.

Die in der 1 dargestellte Federunterlage 1 ist in einem Kraftfahrzeug vorgesehen und stützt einerseits eine Schraubenfeder 2 ab. Andererseits ist die Federunterlage 2 auf einem nicht gezeigten Federteller angeordnet und befindet sich somit zwischen der Schraubenfeder 2 und dem Federteller.
Die Federunterlage 1 umfasst einen Basiskörper 10, welcher aus einem Elastomer besteht. Dieser Basiskörper 10 dient zur Abstützung der Schraubenfeder 2 und entkoppelt diese akustisch vom Fahrzeugaufbau. Zu diesem Zweck ist der Basiskörper 10 aus einem weichen, dämpfenden Material, wie Gummi gefertigt. Die Federunterlage 1 umfasst auch eine Opferanode 20. Die Opferanode 20 ist federseitig angeordnet, so dass sie in direktem Kontakt mit der Schraubenfeder 2 steht. Da die Opferanode 20 aus einem unedlen Metall, wie Zink besteht, erfüllt sie eine vor Korrosion schützende Wirkung für die Schraubenfeder 2. Zwischen der Opferanode 20 und dem Basiskörper 10 ist darüber hinaus ein Einleger 30 aus einem festen Material eingebettet. Die Opferanode 20 wird durch den Einleger 30 abgestützt.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Federunterlage 1 ist die Schraubenfeder 2 nicht nur schwingungsgedämpft abgestützt, sondern auch zuverlässig vor Korrosion geschützt. Durch die Anordnung mit einem die Opferanode 20 abstützenden Einleger 30, kann die Opferanode 20 sehr dick ausgeführt werden. In der Folge hat die Schutzwirkung der Opferanode 20 über einen langen Zeitraum bestand. Bei Fehlen des Einlegers 30 würde eine solche Opferanode 20, bedingt durch das weiche Material des Basiskörpers 10, schnell brüchig werden oder sich ungewollt verformen, so dass die Schraubenfeder 2 nicht mehr zuverlässig vor Korrosion geschützt ist.
Der Basiskörper 10 verfügt über ein zylinderförmiges Halteelement 11, welches die Schraubenfeder 2 aufnimmt und gegen Bewegung absichert. Dafür ist das Haltelement 11 mit einer Ausbuchtung 111 ausgebildet, in der die Schraubenfeder 2 eingesteckt werden kann. Diese Ausbuchtung 111 verläuft nahezu entlang des gesamten Umfangs des Halteelements 11, um einen möglichst großen Abschnitt der Schraubenfeder 2 aufzunehmen, ersichtlich in 2. Mit einem solchen Halteelement 11 ist die Montage der 2 sehr einfach, da ein einfaches Aufstecken der Schraubenfeder Schraubenfeder 2 auf den Basiskörper 10 genügt. Darüber hinaus ist ein Befestigungselement 12 an dem Basiskörper 10 vorgesehen, welches zur Befestigung des Federunterlage 1 an dem Federteller dient.
Des Weiteren ist der Basiskörper 10 mit einer Aussparung 13 ausgebildet, welche zur Aufnahme der Opferanode 20 und des Einlegers 30 dient. Die Aussparung 13 ist derart gestaltet, dass der Verbund aus Opferanode 20 und Einleger 30 formschlüssig im Basiskörper 10 angeordnet ist. In Folge dessen sind die Opferanode 20 und der Einleger 30 gegen Verrutschen gesichert und es kann kein Schmutz oder kleine Steine eindringen, welche die Schraubenfeder 2 oder den Basiskörper 10 beschädigen könnten. Zusätzlich sind die Opferanode 20 und der Einleger 30 mit dem Material des Basiskörpers 10 zumindest teilweise hinterspritzt, so dass eine zuverlässige Befestigung des Verbunds erfolgt. Ferner erfüllt der Einleger 30 auf diese Weise eine den Basiskörper 10 stabilisierende Funktion. In 2 wird zudem deutlich, dass der Basiskörper 10 und die Opferanode 20 federseitig in einer Ebene E abschließen. In Folge dessen wird verhindert, dass sich Schmutz auf der Opferanode 20 anhäuft und deren Wirkung beeinträchtigt. Auch kleine Steine, welche die Schraubenfeder 2 beschädigen könnten, sammeln sich dadurch nicht auf der Opferanode 20.
Die Opferanode 20 ist mit dem Einleger 30 verklebt und liegt mit einer gesamten Unterseite 21 direkt auf einer Oberseite 31 des Einlegers 30 auf. So kann der Einleger 30 optimal seine Stützfunktion für die Opferanode 20 erfüllen. Die Herstellung dieses verklebten Verbundes der Opferanode 20 und des Einlegers 30 ist überdies sehr kostengünstig und einfach. Sowohl die Opferanode 20 als auch der Einleger 30 weisen eine ringförmige Gestalt auf, siehe 3. Die mit der Schraubenfeder 2 in Kontakt stehende Fläche der Opferanode 20 ist in diesem Fall besonders groß und die Schutzwirkung für die Schraubenfeder 2 sehr zuverlässig. Auch bilden die Opferanode 20 und der Einleger 30 einen festen Verbund gegenüber dem weichen Basiskörper 10 und sind daher auch über eine lange Nutzungsdauer stabil.
Die Opferanode 20 weist eine Dicke von 1,5 mm auf und ist damit deutlich dicker ausgestaltet als aus dem Stand der Technik bekannte Opferanoden. In der Folge ist die Schraubenfeder 2 über einen sehr langen Zeitraum vor Korrosion geschützt, da sich das Material nicht frühzeitig abnutzt bzw. verbraucht. Zur Abstützung der aus einem weichen unedlen Metall bestehenden Opferanode 20 ist der Einleger 3 mm dick ausgeführt. Auf diese Weise bilden die Opferanode 20 und der Einleger 30 einen stabilen Verbund und die schwingungsdämpfende Wirkung des Basiskörpers 10 bleibt dennoch erhalten. Der Einleger 20 ist aus einem festen Polymer gefertigt, welches nicht nur leicht, sondern besonders einfach und kostengünstig in der Herstellung ist.

Claims

Federunterlage (1) für ein Kraftfahrzeug zur Anordnung zwischen einer Schraubenfeder (2) und einem Federteller, umfassend einen Basiskörper (10) aus einem Elastomer und eine Opferanode (20), welche federseitig auf dem Basiskörper (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Opferanode (20) und dem Basiskörper (10) ein Einleger (30) aus einem festen Material eingebettet ist, und der Einleger (30) die Opferanode (20) abstützt.
Federunterlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, die Opferanode (20) und der Basiskörper (10) federseitig in einer Ebene (E) abschließen.
Federunterlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (30) direkt an der Opferanode (20) anliegt.
Federunterlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (30) mit der Opferanode (20) verklebt ist.
Federunterlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Opferanode (20) eine Unterseite (21) aufweist und mit der gesamten Unterseite (21) auf dem Einleger (30) aufliegt.
Federunterlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Opferanode (20) und der Einleger (30) zumindest teilweise vom Material des Basiskörpers (10) hinterspritzt sind.
Federunterlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Opferanode (20) und der Einleger (30) formschlüssig am Basiskörper (10) angeordnet sind.
Federunterlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Opferanode (20) eine Dicke von mindestens 1 mm, vorzugsweise 1,5 mm, aufweist.
Federunterlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (30) eine Dicke von mindestens 2 mm, vorzugsweise eine Dicke von mindestens 3 mm, aufweist.
Federunterlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (30) aus einem festen Polymer besteht.