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Die Erfindung betrifft einen einteilig ausgeführten Federteller mit Lagerhalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein Federteller dient zur Einleitung der von einem Federelement übertragenen Kräfte in ein den Federteller tragendes Bauteil. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen ist ein Federteller zur Einleitung der von einer Tragfeder übertragenen Kräfte in den äußeren Zylinder eines Schwingungsdämpfers vorgesehen. Über zusätzlich am Schwingungsdämpfer angebrachte Lagerhalter werden weitere Fahrwerkkomponenten am Schwingungsdämpfer befestigt. Insbesondere Stabilisatoranordnungen zur Unterdrückung einer Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus werden mittels der genannten Lagerhalter am Schwingungsdämpfer befestigt. Kernproblem ist hierbei zum einen, dass sowohl Federteller als auch Lagerhalter am Schwingungsdämpfers fixiert werden müssen und entsprechen mehrere kostenintensive Produktionsschritte nötig sind und zum anderen, dass mit zunehmender Anzahl der Bauteile auch das Gewicht der Baueinheit, bestehend aus Schwingungsdämpfer, Federteller, Lagerhalter und Tragfeder, gesteigert und damit der Anteil der ungefederten Massen am Fahrzeug erhöht wird.
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Aus der
DE 10 2006 034 858 A1 ist ein Federteller mit einem einteilig daran ausgeführtem Lagerhalter bekannt. So offenbart die
DE 10 2006 858 A1 einen Schwingungsdämpfer, an dessen äußeren Zylinder ein aus Blech geformter Federteller angebracht ist, wobei der Federteller über einen Übergangsbereich einteilig mit einem Lagerhalter ausgeführt ist. Der Lagerhalter ist mittels zwei aus dem Blech des Federtellers ausgestanzten und gebogenen Laschen ausgeführt. Ferner ist der
DE 10 2006 858 A1 eine Verringerung der Materialdicke in den Biegebereichen des Federtellers, insbesondere auch in den Biegebereichen der Laschen zu entnehmen, was dem üblichen Erscheinungsbild von Press- oder Tiefziehteilen entspricht, welche aus Blechen mit einer konstanten Blechdicke gefertigt sind.
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Problematisch an der Vorrichtung aus der
DE 10 2006 858 A1 ist, die Verringerung der Materialdicke einhergehende Festigkeitsverminderung, was insbesondere in Bereichen mit erhöhten Belastungen, wie zum Beispiel im Bereich des Lagerhalters, zu einer Deformation oder Schädigung des Bauteils führen kann. Ferner ist es nachteilig, dass die Laschen aufgrund der vorstehend beschriebenen Ausführungsgeometrie und der zusätzlichen Verringerung der Materialdicke in den Biegebereichen zu Verformungen bei erhöhten Belastungen neigen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Federteller für einen Schwingungsdämpfer mit einteilig daran ausgeführtem Lagerhalter zu schaffen, der in den Bereichen hoher Belastung, insbesondere im Bereich des Lagerhalters, eine erhöhte Festigkeit aufweist und dabei Gewichtssparend ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der große Vorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass der Federteller im Bereich des Lagerhalters an das Belastungsprofil im eingebauten Zustand angepasst werden kann und dabei Gewichtssparend ist, da nur Bereiche mit erhöhten Belastungsanforderungen, insbesondere im Bereich des Lagerhalters, aufgedickt sind.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass der Federteller eine in Richtung des Lagerhalters zunehmende Materialdicke aufweist. Aufgrund dieser Ausführung ist eine Herstellung aus kostengünstigem einseitig gewalztem Bandmaterial denkbar.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Lagerhalter zumindest eine Lasche, wobei zumindest eine Lagerstelle im Bereich der Lasche angeordnet ist. Durch eine entsprechende Laschengeometrie kann hierbei eine zusätzliche Erhöhung der Belastbarkeit des Lagerhalters erzielt werden.
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Vorzugsweise umfasst der Lagerhalter zwei Laschen mit jeweils zumindest einer Lagerstelle. Jede Lagerstelle weist mit einer Lagerstelle einer anderen Lasche eine gemeinsame Drehachse bezüglich einer Lagerung auf. Dadurch wird die Krafteinleitung einer am Lagerhalter angebrachten Lagerung in den Federteller verbessert.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass die Anbringung des Federtellers an einem den Federteller tragenden Bauteil über einen am tellerförmigen Abschnitt des Federtellers angeformten zylinderförmigen Anschlussbereich mittels zumindest eines Kraft-, Form- oder Stoffschlusses erfolgt.
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Besonders Vorteilhaft erscheint eine Anformung des zylinderförmigen Anschlussbereichs und der Lagerhalters im Wesentlichen auf den jeweils gegenüberliegenden Seiten der Ebene des tellerförmigen Abschnitts des Federtellers. Dies hat den großen Vorteil, dass der am Federteller angeformte Lagerhalter unabhängig vom Stützbereich der Tragfeder positioniert werden kann und dadurch die vom Federteller beanspruche Gesamtfläche bezüglich der genannten Ebene verringert sein kann.
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Zur besseren Abstützung der Kräfte am Lagerhalter, kann zumindest ein Teil des Lagerhalters eine Abstützfläche zum Schwingungsdämpfer aufweisen, wobei das Profil der Abstützfläche im Wesentlichen dem äußeren Profil des Schwingungsdämpfers angepasst ist. Die Abstützfläche steht hierbei zumindest zum Teil in Kontakt zum Schwingungsdämpfer. Dabei kann die Abstützfläche zumindest über einen Teilbereich stoffschlüssig mit dem Schwingungsdämpfer verbunden sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Federteller Materialaussparungen auf, wodurch eine zusätzliche Gewichtsersparnis erzielt wird.
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Vorteilhaft erscheint auch eine Ausführungsform, in der die über zumindest eine Lagerstelle am Lagerhalter angebundene Lagerung Bestandteil einer Stabilisatoranordnung eines Fahrwerks ist.
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Anhand folgender schematischer Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer beispielsweisen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Federtellers
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2 eine perspektivische Seitenansicht gemäß 1
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3 eine Schnittdarstellung einer möglichen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Federteller gemäß 1 und 2
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4a eine Draufsicht einer möglichen Ausführungsvariante eines Rohteils zur Herstellung eines Federtellers
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4b eine Seitenansicht in Schnittdarstellung gemäß 4a
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5a eine Draufsicht einer weiteren beispielsweisen Ausführungsvariante eines Rohteils zur Herstellung eines Federtellers
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5b eine Seitenansicht in Schnittdarstellung gemäß 5a
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In 1 ist eine beispielsweise Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Federtellers in perspektivischer Darstellung dargestellt. Der Federteller 20 ist einteilig mit einem tellerförmigen Abschnitt 21 und einem Lagerhalter 30 ausgeführt, wobei sich der tellerförmige Abschnitt 21 im Wesentlichen auf einer Ebene erstreckt. Der Lagerhalter 30 weist zwei Laschen 31, 32 auf, wobei die Lasche 31 mit einer Lagerstelle 51 und die Lasche 32 mit einer Lagerstelle 52 versehen ist. Die Lagerstellen 51 und 52 dienen der Anbringung einer nicht dargestellten Lagerung. Die Lagerstellen 51, 52 weisen eine gemeinsame Drehachse 60 bezüglich der nicht dargestellten Lagerung auf. Ferner weist der Lagerhalter 30 eine Abstützfläche 33 zu einem nicht dargestellten, den Federteller 20 tragenden Schwingungsdämpfer auf. Dabei kann das Profil der Abstützfläche 33 im Wesentlichen dem Profil im Bereich der Fixierung am nicht dargestellten, den Federteller 20 tragenden Schwingungsdämpfer entsprechen. Der Federteller 20 ist über einen einteilig am tellerförmigen Abschnitt 21 angeformten Anschlussbereich 40 zumindest kraft-, stoff-, oder formschlüssig am nicht dargestellten, den Federteller 20 tragenden Bauteil angebracht. In der dargestellten Beispielausführung ist der Anschlussbereich 40 im Wesentlichen zylinderförmig ausgeführt. Denkbar sind jedoch auch andere Geometrien des Anschlussbereichs 40. Die Längsachse des dargestellten zylinderförmigen Anschlussbereichs 40 verläuft hierbei im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsebene des tellerförmigen Abschnitts 21. Zumindest eine Lagerstelle 51, 52 kann zur Anbringung einer nicht dargestellten Lagerung genutzt werden. Die Lagerstellen 51 und 52 bilden hierbei eine gemeinsame Drehachse 60 für die nicht dargestellte Lagerung. Durch eine oder mehrere Materialaussparungen 70, kann das Gewicht des Federtellers 20 zusätzlich reduziert werden. Es ist naheliegend, dass die zumindest eine Materialaussparung 70 in Bereichen mit geringen Belastungsanforderungen vorgesehen sein kann. Für die Form der Materialaussparung sind verschiedene Geometrien denkbar, vorzugsweise jedoch Langlöcher und Rundlöcher, wobei bei mehreren vorhandenen Materialaussparungen keine einheitliche Geometrie vorliegen muss.
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Alternativ kann der Lagerhalter mit nur einer oder auch mehreren Laschen mit jeweils zumindest einer Lagerstelle ausgeführt sein. In einer Ausführung mit zumindest zwei Laschen ist es naheliegend, dass zumindest zwei der jeweils auf verschiedenen Laschen liegenden Lagerstellen eine gemeinsame Drehachse für eine Lagerung aufweisen. Denkbar ist auch eine Ausführung des Lagerhalters ohne Laschen, wobei der Lagerhalter zumindest eine Lagerstelle für eine Lagerung aufweist.
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Sinnvollerweise ermöglicht die nicht dargestellte Lagerung im Bezug zu einer senkrecht zur Erstreckungsebene des tellerförmigen Abschnitts 20 verlaufenden Achse eine zumindest einachsige Schwenkbewegung. Es ist selbstverständlich, dass zumindest eine der nicht dargestellten Lagerungen Bestandteil einer Stabilisatoranordnung für ein Fahrwerk sein kann.
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In 2 ist ein Federteller gemäß 1 in einer perspektivischen Seitenansicht dargestellt. Hierbei sind die folgenden Einzelheiten erkennbar.
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Der Federteller 20 weist im Bereich des tellerförmigen Abschnitts 21 einen Stützbereich 22 für einen Endbereich einer Endwindung einer nicht dargestellten Tragfeder mit einer im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsebene des tellerförmigen Abschnitts 21 verlaufenden Federkraft auf. Der Stützbereich 22 ist mit einem Profil 23 ausgeführt, wobei das Profil 23 die Lage des Endbereichs der nicht dargestellten Tragfeder durch zumindest einen Form- oder Kraftschluss definiert. Lagerhalter 30 und zylinderförmiger Anschlussbereich 40 sind hierbei jeweils im Wesentlichen auf der gegenüberliegenden Seite der Erstreckungsebene des tellerförmigen Abschnitts 21 am Federteller 20 angeformt. Wie in der gezeigten Darstellung, kann der zylinderförmige Anschlussbereich 40 auf der Seite der Erstreckungsebene des tellerförmigen Abschnitts 21 angeformt sein, die zur Anbringung der nicht dargestellten Tragfeder an der Stützfläche 22 vorgesehen ist. Mittels der dargestellten Dickenangaben soll schematisch eine in Richtung des Lagerhalters 30 zunehmende Materialdicke des Federtellers 20 dargestellt werden.
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In 3 ist eine mögliche Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Federtellers gemäß 1 und 2 in Schnittdarstellung dargestellt. Der tellerförmige Bereich 21 des Federtellers 20 ist über einen im Wesentlichen zylinderförmigen Anschlussbereich 40 an einem Schwingungsdämpfer 10 angebracht. Hierbei ist ersichtlich, dass der im Wesentlichen zylinderförmige Anschlussbereich 40 im Wesentlichen der Form des den Federteller 20 tragenden Schwingungsdämpfers 10 angepasst ist Die Abstützfläche 33 des Lagerhalters 30 liegt am Schwingungsdämpfer 10 an und ist dem äußeren Profil des Schwingungsdämpfers 10 angepasst, wobei die Abstützfläche 33 und der Schwingungsdämpfer 10 zumindest teilweise in Kontakt stehen. Der Schwingungsdämpfer 10 und die Abstützfläche 33 können hierbei zumindest teilweise stoffschlüssig verbunden sein. Zwischen dem im Wesentlichen zylinderförmigen Anschlussbereich 40 und dem Schwingungsdämpfer 10 ist auch eine zumindest form-, kraft- oder stoffschlüssige Verbindung denkbar.
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Denkbar ist hierbei auch, dass die Abstützfläche 33 nur teilweise in Kontakt zum dem den Federteller 20 tragenden Schwingungsdämpfer 10 steht. Ferner wäre auch eine stoffschlüssige Anbringung im zumindest einem Teilbereich der Abstützfläche 33 am Zylinder denkbar.
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Es ist selbstverständlich, dass die Abstützfläche 33 keinen zwangsweise benötigten Bestandteil des Federtellers darstellt. Dementsprechend kann der Federteller auch ohne Abstützfläche ausgeführt sein.
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4a zeigt eine mögliche Draufsicht einer Ausführungsvariante eines Rohteils zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Federtellers. Das Rohteil 80 weist einen Bereich mit geringerer Materialdicke 81 und einen Bereich höchster Materialdicke 82 auf. Denkbar sind auch mehrere Bereiche unterschiedlicher Anordnung entlang der Symmetrieachse A1 mit verschiedenen Dicken, wobei zumindest ein Bereich höchster Materialdicke 82 im vorgesehenen Formbereich des Lagerhalters angeordnet ist. Die jeweiligen Dickenbereiche erstrecken sich kontinuierlich entlang einer vertikal zur Symmetrieachse A1 orientierten Verlaufsrichtung der dargestellten Draufsichtsebene. Der Bereich höchster Materialdicke 82 ist im Formgebungsprozess dem Lagerhalter vorbehalten. Naheliegend ist eine Herstellung des Federtellers aus dem dargestellten Rohteil 80 mittels Kaltumformung des Rohteils, insbesondere durch ein Stanzbiegeverfahren.
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In 4b ist eine Seitenansicht als Schnittdarstellung des in 4a gezeigten Rohteils 80 dargestellt. Die Materialangaben von 2,25mm für den Bereich geringerer Materialdicke 81 und 3,5mm für den Bereich höchster Materialdicke 82 sind hierbei nur beispielhaft gewählt, haben sich jedoch als vorteilhaft erwiesen.
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In 5a zeigt eine Draufsicht einer weiteren möglichen Ausführungsvariante eines Rohteils zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Federtellers. Abweichend von dem in den 4a und 4b gezeigten Rohteil, weist Rohteil 90 eine Kontinuierliche Zunahme der Materialdicke entlang der Symmetrieachse A2 auf. Ein Bereich geringster Materialdicke 91 liegt in einem Schnittpunkt der Symmetrieachse A2 mit dem äußeren Rand des Rohteils 90 vor. Die Materialdicke des Rohteils 90 nimmt ausgehend vom genannten Schnittpunkt in Richtung der Symmetrieachse A2 kontinuierlich ab. Der dadurch entstehende Bereich höchster Materialdicke 92 ist im Formgebungsprozess der Formung des Lagerhalters vorbehalten. Die kontinuierliche Zunahme der Materialdicke vom Bereich geringster Materialdicke 91 zum Bereich höchster Materialdicke 92 erstreckt sich kontinuierlich entlang der vertikal zur Symmetrieachse A2 orientierten Verlaufsrichtung der dargestellten Draufsichtsebene. Denkbar ist eine Herstellung des Federtellers aus dem dargestellten Rohteil 90 mittels Kaltumformung des Rohteils, insbesondere durch ein Stanzbiegeverfahren.
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In 5b ist eine Seitenansicht als Schnittdarstellung des in 5a gezeigten Rohteils 90 dargestellt. Die Materialangaben von 2,25mm für den Bereich geringerer Materialdicke 91 und 3,5mm für den Bereich höchster Materialdicke 92 sowie der Steigungswinkel 0,97° sind hierbei nur beispielhaft gewählt, haben sich jedoch als vorteilhaft erwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schwingungsdämpfer
- 20
- Federteller
- 21
- Tellerförmiger Abschnitt
- 22
- Stützbereich
- 23
- Profil
- 30
- Lagerhalter
- 31
- Lasche
- 32
- Lasche
- 33
- Abstützfläche
- 40
- Anschlussbereich
- 51
- Lagerstelle
- 52
- Lagerstelle
- 60
- Drehachse
- 70
- Materialaussparung
- 80
- Rohteil
- 81
- Bereich geringerer Materialdicke
- 82
- Bereich höchster Materialdicke
- 90
- Rohteil
- 91
- Bereich geringster Materialdicke
- 92
- Bereich höchster Materialdicke
- A1
- Symmetrieachse
- A2
- Symmetrieachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006034858 A1 [0003]
- DE 102006858 A1 [0003, 0003, 0004]
