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Die Erfindung betrifft ein Federbeinlager zur Niveauverstellung für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs.
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Beispielsweise geht aus der
DE 10 2006 027 942 A1 ein Kugelgewindetrieb mit einer auf einer Gewindespindel angeordneten Spindelmutter hervor, die zusammen mit der Gewindespindel wenigstens einen endlosen Kugelkanal für den endlosen Umlauf von Kugeln begrenzt, wobei der Kugelkanal einen schraubenförmig um eine Drehachse des Kugelgewindetriebes gewundenen Lastabschnitt und einen die Enden des Lastabschnittes endlos miteinander verbindenden Rücklaufabschnitt aufweist, wobei der Lastabschnitt von an der Spindelmutter und an der Gewindespindel vorgesehenen Kugelrillen gebildet ist, und wobei der Rücklaufabschnitt einen in die Gewindespindel eingesetzten Einsatz aufweist. Die Gewindespindel ist an ihrem Umfang mit einer Ausnehmung zur Aufnahme des Einsatzes versehen, wobei der Rücklaufabschnitt als zur Spindelmutter geöffnete rillenförmige Nut an dem Einsatz gebildet ist. Mit anderen Worten wird bei dem Kugelgewindetrieb eine drehende Relativbewegung zwischen der Gewindespindel und der Mutter in eine axiale Relativbewegung umgewandelt. Die radial zwischen der Mutter und der Gewindespindel angeordneten Kugeln wälzen dazu in einem endlosen Kugelkanal ab.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Federbeinlager zur Niveauverstellung für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs weiterzuentwickeln.
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Das erfindungsgemäße Federbeinlager zur Niveauverstellung für ein Fahrwerk ist dazu vorgesehen, eine Tragfeder axial aufzunehmen, wobei die Tragfeder zumindest mittelbar axial an einem Lagerelement zur Anlage kommt, wobei das Lagerelement axial an einer Mutter eines Kugelgewindetriebs zur Anlage kommt, wobei radial innerhalb der Mutter eine Gewindespindel angeordnet ist, wobei radial zwischen der Mutter und der Gewindespindel Kugeln abwälzen, um durch Rotation der Mutter das Lagerelement axial zu verschieben, wobei die Gewindespindel im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist und von einem Hülsenelement durchdrungen ist, wobei das Hülsenelement axial an einer Karosserie befestigbar ist, wobei radial zwischen der Gewindespindel und dem Hülsenelement eine elastische Schwingungsentkopplungsvorrichtung angeordnet ist, und wobei die Schwingungsentkopplungsvorrichtung zur Schwingungsreduktion zwischen der Karosserie und der Tragfeder zumindest einen elastischen Kreisringkörper umfasst. Die im Federbein eingeleiteten Schwingungen werden durch die Schwingungsentkopplungsvorrichtung gedämpft. Insbesondere ist das Hülsenelement als Rohrprofil ausgebildet und durch eine Schraube axial an der Karosserie befestigbar.
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Vorzugsweise weist die Schwingungsentkopplungsvorrichtung an einer Innenumfangsfläche der Gewindespindel mindestens eine erste Kreisringplatte und an einer Außenumfangsfläche des Hülsenelements mindestens eine zweite Kreisringplatte auf, wobei der mindestens eine elastische Kreisringkörper axial zwischen den jeweiligen Kreisringplatten angeordnet ist, um die mindestens eine erste Kreisringplatte und die mindestens eine zweite Kreisringplatte miteinander zu koppeln. Die mindestens eine erste Kreisringplatte ist drehfest mit der Gewindespindel verbunden und die mindestens eine zweite Kreisringplatte ist drehfest mit dem Hülsenelement verbunden, um das an der Gewindespindel angreifende Drehmoment aus der Tragfeder durch den Kreisringkörper in die Karosserie zu leiten. Die mindestens eine erste Kreisringplatte ist dazu form- oder kraftschlüssig mit der Gewindespindel verbunden, die mindestens eine zweite Kreisringplatte ist form- oder kraftschlüssig mit dem Hülsenelement verbunden. Die jeweilige erste Kreisringplatte und die jeweilige zweite Kreisringplatte, die an einem Kreisringkörper axial anliegen, können zu einem Kreisringplattenpaar zusammengefasst werden. Besonders vorteilhaft erweist sich das Parallelschalten von mehreren Kreisringplattenpaaren, da sich die Tragfähigkeit der Schwingungsentkopplungsvorrichtung dadurch erhöht. Insbesondere werden mehrere Kreisringplattenpaare zur Erhöhung der Tragfähigkeit des Federbeinlagers axial übereinander angeordnet. Die Kreisringplattenpaare sind beabstandet zueinander anzuordnen und kommen somit nicht aneinander zur Anlage.
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Bevorzugt sind die jeweiligen Kreisringplatten aus einem metallischen Werkstoff herstellbar. Es sind ebenso auch andere geeignete Werkstoffe einsetzbar. Die Gewindespindel ist aufgrund der verhältnismäßig hohen Belastung ebenfalls aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet. Die Kreisringplatten sind daher für eine optimale Kraftübertragung vorteilhafterweise aus einem gleichwertigen Material zu fertigen.
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Ferner bevorzugt ist der mindestens eine elastische Kreisringkörper aus einem Elastomer herstellbar. Vorzugsweise ist der elastische Kreisringkörper mit der jeweiligen ersten und zweiten Kreisringplatte tangential kraft- oder formschlüssig verbunden. Insbesondere ist der Kreisringkörper vorzugsweise kraftschlüssig mit der jeweiligen Kreisringplatte verbunden, beispielsweise durch Kleben oder Vulkanisieren. Ferner ist es auch denkbar einen jeweiligen Kreisringkörper mit den jeweiligen Kreisringplatten in Umfangsrichtung formschlüssig zu verbinden, etwa durch axial hervorstehende Nocken.
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Vorzugsweise weist der mindestens eine elastische Kreisringkörper eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsfläche auf. Insbesondere können die Ecken des mindestens einen elastischen Kreisringkörpers abgerundet ausgebildet sein. In einem ersten Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Kreisringplatten senkrecht zur Gewindespindel angeordnet. Ein jeweiliger elastischer Kreisringkörper kommt mit seinen Stirnflächen axial an der jeweiligen Kreisringplatte zur Anlage.
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Des Weiteren bevorzugt sind die jeweiligen Kreisringplatten parallel zueinander angeordnet, wobei die mindestens eine erste Kreisringplatte mit der Innenumfangsfläche der Gewindespindel einen spitzen Winkel und die mindestens eine zweite Kreisringplatte mit der Außenumgangsfläche des Hülsenelements einen stumpfen Winkel ausbildet. Insbesondere sind die mindestens eine erste und zweite Kreisringplatte gleichsinnig konisch ausgebildet. Die jeweiligen Kreisringplatten sind in einem zweiten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen konisch ausgebildet. Die jeweilige erste Kreisringplatte ist axial abgesenkt ausgebildet. Demgegenüber ist die jeweilige zweite Kreisringplatte axial entgegengesetzt zur jeweiligen ersten Kreisringplatte ausgebildet. Mit anderen Worten weisen die jeweiligen Kreisringplatten eine konische Außengeometrie auf. Die jeweilige Auflagefläche für den Kreisringkörper an der jeweiligen ersten und zweiten Kreisringplatte sind parallel zueinander ausgebildet. Der Kreisringkörper ist komplementär dazu ausgebildet, sodass sich die Auflagefläche des elastischen Kreisringkörpers an der jeweiligen konischen Kreisringplatte gegenüber dem elastischen Kreisringkörper mit der im Wesentlichen rechteckigen Querschnittsfläche vergrößert. Insbesondere vergrößert sich die Steifigkeit des elastischen Kreisringkörpers in radialer Richtung.
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Bevorzugt weist das Lagerelement eine elastische Federauflage zur stirnseitigen Aufnahme der Tragfeder auf. Mit anderen Worten können Stöße, beispielsweise bei unregelmäßigem Untergrund, durch die elastische Federauflage gedämpft werden. Der Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs wird somit gesteigert.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren, in welcher gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind, näher dargestellt. Hierbei zeigt
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1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
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2 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt ein Federbeinlager 1 zur Niveauverstellung für ein – hier nicht dargestelltes – Fahrwerk eines – hier nicht dargestellten – Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Federbeinlager 1 ist dazu vorgesehen, eine Tragfeder 2 axial aufzunehmen, wobei die Tragfeder 2 zumindest mittelbar axial an einem Lagerelement 3 zur Anlage kommt. Das Lagerelement 3 ist somit als Axiallager 3 ausgebildet. Axial zwischen dem Lagerelement 3 und der Tragfeder 2 ist am Lagerelement 3 eine elastische Federauflage 17 zur stirnseitigen Aufnahme der Tragfeder 2 angeordnet. Das Lagerelement 3 kommt axial an einer Mutter 5 eines Kugelgewindetriebs 4 zur Anlage, wobei radial innerhalb der Mutter 5 eine Gewindespindel 6 angeordnet ist. Radial zwischen der Mutter 5 und der Gewindespindel 6 wälzen Kugeln 7 ab, um durch Rotation der Mutter 5 das Lagerelement 3 axial zu verschieben. Die Kugeln 7 wälzen dabei in einem endlosen Kugelkanal radial zwischen der Mutter 5 und der Gewindespindel 6 ab. Die Gewindespindel 6 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und von einem Hülsenelement 8 durchdrungen. Dabei ist das Hülsenelement 8 als Rohrprofil ausgebildet und durch eine Schraube 9 axial an einer Karosserie 10 befestigt. Radial zwischen der Gewindespindel 6 und dem Hülsenelement 8 ist eine elastische Schwingungsentkopplungsvorrichtung 11 angeordnet, wobei die Schwingungsentkopplungsvorrichtung 11 zur Schwingungsreduktion zwischen der Karosserie 10 und der Tragfeder 2 drei elastische Kreisringkörper 12 umfasst.
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Die Schwingungsentkopplungsvorrichtung 11 weist an einer Innenumfangsfläche der Gewindespindel 6 drei erste Kreisringplatten 13 und an einer Außenumfangsfläche des Hülsenelements 8 drei zweite Kreisringplatten 14 auf. Die drei elastischen Kreisringkörper 12 sind axial zwischen zwei jeweiligen Kreisringplatten 13, 14 angeordnet. Der jeweilige Kreisringkörper 12 stellt somit einen Kraftfluss her, indem jeweils eine erste Kreisringplatte 13 und jeweils eine zweite Kreisringplatte 14 durch den Kreisringkörper 12 miteinander gekoppelt sind. Mit anderen Worten bildet eine erste Kreisringplatte 13 und eine zweite Kreisringplatte 14 ein Kreisringplattenpaar. Mithin sind drei Kreisringplattenpaare in der Schwingungsentkopplungsvorrichtung 11 angeordnet. Axial zwischen zwei Kreisringplattenpaaren ist ein Spalt 18 ausgebildet, der dazu vorgesehen ist, eine Parallelschaltung aller Kreisringplattenpaare für einen Kraftfluss zu realisieren. Somit sind die Kreisringplattenpaare beabstandet zueinander angeordnet und berühren einander nicht. Zur Positionierung der ersten Kreisringplatten 13 sind an der Innenumfangsfläche drei Außenhülsen 20 vorgesehen. Zur Positionierung der zweiten Kreisringplatten 14 sind an der Außenumfangsfläche des Hülsenelements 8 drei Innenhülsen 19 vorgesehen. Vorzugsweise ist die Länge der Außenhülsen 20 und der Innenhülsen 19 derart ausgebildet, dass jeweils ein Kreisringkörper 12 axial zwischen einer ersten Kreisringplatte 13 und einer zweiten Kreisringplatte 14 angeordnet ist. Die jeweiligen Kreisringplatten 13, 14 sind aus einem metallischem Werkstoff herstellbar, die drei elastischen Kreisringkörper 12 aus einem Elastomer. Die drei elastischen Kreisringkörper 12 weisen eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsfläche auf.
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Nach 2 sind gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel die drei ersten Kreisringplatten 13 und die drei zweiten Kreisringplatten 14 konisch ausgebildet. Zur Positionierung der ersten Kreisringplatten 13 sind an der Innenumfangsfläche vier Außenhülsen 20 vorgesehen, zur Positionierung der zweiten Kreisringplatten 14 sind an der Außenumfangsfläche des Hülsenelements 8 vier Innenhülsen 19 vorgesehen. Vorzugsweise ist die Länge der Außenhülsen 20 und die Länge der Innenhülsen 19 derart ausgebildet, dass jeweils ein Kreisringkörper 12 axial zwischen einer ersten Kreisringplatte 13 und einer zweiten Kreisringplatte 14 angeordnet ist und kraftschlüssig mit der jeweiligen Kreisringplatte 13, 14 verbunden ist. Die Kreisringplatten 13, 14 sind parallel zueinander angeordnet, wobei die mindestens eine erste Kreisringplatte 13 mit der Innenumfangsfläche der Gewindespindel 6 einen spitzen Winkel 15 und die mindestens eine zweite Kreisringplatte 14 mit der Außenumgangsfläche des Hülsenelements 8 einen stumpfen Winkel 16 ausbildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federbeinlager
- 2
- Tragfeder
- 3
- Lagerelement
- 4
- Kugelgewindetrieb
- 5
- Mutter
- 6
- Gewindespindel
- 7
- Kugel
- 8
- Hülsenelement
- 9
- Schraube
- 10
- Karosserie
- 11
- Schwingungsentkopplungsvorrichtung
- 12
- Kreisringkörper
- 13
- erste Kreisringplatte
- 14
- zweite Kreisringplatte
- 15
- spitzer Winkel
- 16
- stumpfer Winkel
- 17
- elastische Federauflage
- 18
- Spalt
- 19
- Innenhülse
- 20
- Außenhülse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006027942 A1 [0002]
