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Die Erfindung bezieht sich auf eine Pufferanordnung aus Elastomermaterial zur Anordnung zwischen einem Schwingungsdämpfer und einem Dämpferlager einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Pufferanordnung eine Hauptpufferfeder aus Elastomermaterial zur Abstützung gegen das Dämpferlager umfasst.
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In der
US 2015/0239315 A1 wird eine Anlaufpufferfeder als Teil einer Pufferanordnung beschrieben. Diese Anlaufpufferfeder zeichnet sich durch eine Vielzahl von Löchern aus, die über den gesamten Federkörper verteilt sind.
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In der
FR 2 271 454 A1 wird eine Pufferanordnung aus Elastomermaterial vorgeschlagen, die neben der Hauptpufferfeder eine Anlaufpufferfeder aufweist. Diese Anlaufpufferfeder umschließt die Kolbenstange, so dass zwischen der Kolbenstange und dem Schwingungsdämpfergehäuse über Reibung sowie zwischen Hauptpufferfeder und Schwingungsdämpfer durch Kompression der Anlaufpufferfeder eine Dämpfung des Systems erfolgt.
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Die
DE 10 2010 008 466 A1 und die
DE 10 2011 102 466 A1 beschreiben eine Pufferanordnung mit einem Schwingungsdämpfer und ein Dämpferrohr. An einer Dämpferkappe des Dämpferrohrs sind Anlaufpufferfedern befestigt, die sich in axialer Richtung innerhalb des Schutzrohrs erstrecken.
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In der
US 2006/0043659 A1 und der
DE 10 2012 002 433 A1 werden flexible Anlaufpufferfedern als Teil einer Pufferanordnung vorgeschlagen, wobei diese Federn in Reihe mit der Hauptpufferfeder angeordnet sind, um Schwingungen abzudämpfen. Die Anlaufpufferfeder sitzt an der zum Dämpferlager weisenden Seite der Hauptpufferfeder. Die
US 2006/0043659 A1 zeigt darüber hinaus eine Anordnung der Anlaufpufferfeder an der zur Hauptpufferfeder weisenden Seite des Schwingungsdämpfers.
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Die
US 2007/0017761 A1 offenbart eine Anlaufpufferfeder, die an der zum Schwingungsdämpfer weisenden Seite der Hauptpufferfeder oder an der zur Hauptpufferfeder weisenden Seite der Dämpferkappe des Dämpferrohrs befestigt ist. Die Anlaufpufferfeder weist die Form einer Kappe auf, um als zusätzlicher Puffer Schwingungen zu dämpfen.
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Aus der
JP 2002-310 218 A ist eine Pufferanordnung bekannt, bei der mehrere Anlaufpufferfedern an dem zur Hauptpufferfeder befindlichen Ende des Schwingungsdämpfers angeordnet sind. Für diese Pufferanordnung ist kennzeichnend, dass eine Fläche der Hauptpufferfeder so geformt ist, dass sie beim Kontakt mit der Anordnung aus mehreren Anlaufpufferfedern den Stoß dämpft. Bei einem solchen Stoß drücken sich die Vorsprünge der Hauptpufferfeder in die Anlaufpufferfeder.
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Alle aus dem Stand der Technik bekannten Pufferanordnungen dienen hierbei als Zusatzfedern, um bei einem verstärkten Einfedern eines Fahrzeugrads ein Anschlagen des Schwingungsdämpfers gegen das Dämpferlager zu unterbinden.
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Mit derartigen Zusatzfedern wird versucht, eine weiche Anlaufkennung mit idealem Einsatzpunkt zu verwirklichen. Allerdings lässt sich mit diesen Zusatzfedern nur schwer berücksichtigen, dass zum einen aufgrund unterschiedlicher Fahrzeugkonfigurationen und Fahrwerksabstimmungen das Einfederverhalten von Fahrzeugen gleichen Typs in der Serie variieren kann und zum anderen zum Auffangen von Stößen ein hinreichendes Energieabsorptionsvermögen zur Verfügung stehen soll.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Pufferanordnung aus einer Hauptpufferfeder und mehreren leicht austauschbaren Anlaufpufferfedern zur Verbesserung der Anlauferkennung für unterschiedliche Fahrzeugkonfigurationen und Fahrwerksabstimmungen bereitzustellen.
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Dazu wird eine Pufferanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Pufferanordnung umfasst mehrere Anlaufpufferfedern aus Elastomermaterial, die an der zu einem Gehäuse des Schwingungsdämpfers weisenden Seite angeordnet sind, wobei mindestens eine der Anlaufpufferfedern lose zwischen der Hauptpufferfeder und dem Schwingungsdämpder eingelegt ist. Hiernach sind einzelne Anlaufpufferfedern lose zwischen der Hauptpufferfeder und dem Schwingungsdämpfer eingelegt, wobei über die Kolbenstange eine Verliersicherung für etwaige lose Anlaufpufferfedern bewerkstelligt werden kann.
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Über die zusätzlichen Anlaufpufferfedern kann beispielsweise ein im Hinblick auf das Komfortverhalten günstiger weicher Anlaufbereich bei beginnendem Einfedern der Pufferanordnung erzielt werden.
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Zudem kann über ein oder mehrere Anlaufpufferfedern der Einsatzpunkt der Pufferanordnung, d.h. der Einfederungszustand, bei welchem die Pufferanordnung anspricht, ideal eingestellt werden.
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Dies ermöglicht eine Verbesserung des Fahrkomforts ohne Abstriche bei der Fahrdynamik.
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Insbesondere ist es möglich, die Hauptpufferfeder in einer Radaufhängung als Grundzusatzfeder einzusetzen und eine Differenzierung über eine oder mehrere Anlaufpufferfedern zu realisieren. Dies ermöglicht auf einfache Art und Weise die Einhaltung vorgegebener Standhöhen über einem Einfederungszustand sowie die Beibehaltung des Blockmaßes.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Patentansprüche.
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Vorzugsweise ist mindestens eine Anlaufpufferfeder vorgesehen, welche eine geringere Federsteifigkeit als die Hauptpufferfeder aufweist. Hierdurch kann das Ansprechverhalten der Pufferanordnung verbessert werden, ohne das Energieabsorptionsvermögen insgesamt zu beeinträchtigen.
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Die Hauptpufferfeder weist vorzugsweise einen federelastischen Körper aus Polyurethan auf. Sie kann in herkömmlicher Art und Weise, beispielsweise wie in
DE 10 2011 102 466 A1 und
DE 10 2012 002 433 A1 beschrieben, ausgebildet sein und entsprechend in einer Radaufhängung angeordnet werden.
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Weiterhin ist es möglich, mindestens eine Anlaufpufferfeder vorzusehen, die aus Polyurethan besteht. Sind mehrere Anlaufpufferfedern vorhanden, können alle aus Polyurethan gefertigt sein. Es ist jedoch auch möglich, andere Elastomermaterialien einzusetzen oder Anlaufpufferfedern aus einem Materialmix unterschiedlicher Elastomermaterialien herzustellen.
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In einer fertigungstechnisch besonders einfachen Ausführung ist mindestens eine Anlaufpufferfeder vorgesehen, welche als Scheibe ausgebildet ist. Durch Stapelung von zwei oder mehr Scheiben kann auf einfache Art und Weise eine Höhenanpassung für die jeweilige Radaufhängung vorgenommen werden.
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Es ist jedoch auch möglich, Anlaufpufferfedern mit einem in Umfangsrichtung profilierten Querschnitt einzusetzen. Beispielsweise kann mindestens eine Anlaufpufferfeder vorgesehen sein, welche einen C-förmigen Profilquerschnitt aufweist.
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Ferner ist es möglich, mindestens eine Anlaufpufferfeder als axial kompressible Hülse auszubilden.
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Durch eine entsprechende Profilierung der Hülse kann ein gewünschtes Ansprechverhalten zu Beginn des Federwegs der Pufferanordnung eingestellt werden. Beispielsweise kann eine axial kompressible Hülse an ihrem Außenumfang in einem Mittelabschnitt zwischen ihren axialen Enden eine umlaufende Einschnürung ausbilden.
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Die vorstehend erläuterte Pufferanordnung kommt insbesondere in einer Kraftfahrzeug-Radaufhängung mit einem Dämpferlager und einem Schwingungsdämpfer zum Einsatz und ist hierbei zwischen dem Dämpferlager und dem Schwingungsdämpfer angeordnet.
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Dabei kann mindestens eine der Anlaufpufferfedern an einer zu der Hauptpufferfeder weisenden Stirnseite des Schwingungsdämpfer befestigt sein, wobei ein Betriebszustand existiert, in dem diese Anlaufpufferfeder von der Hauptpufferfeder oder einer an dieser befestigten Anlaufpufferfeder durch einen Zwischenraum beabstandet ist, so dass die erstgenannte Anlaufpufferfeder erst bei einem Einfedern der Radaufhängung mit der Hauptpufferfeder oder einer der an dieser befestigten Anlaufpufferfeder in Anlage gelangt.
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Es ist jedoch auch möglich, alle Anlaufpufferfedern an der Hauptpufferfeder zu befestigen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels für eine Pufferanordnung aus Elastomermaterial im Einbauzustand zwischen einem Schwingungsdämpfer und einem Dämpferlager einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs,
- 2 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsvariante einer Anlaufpufferfeder,
- 3 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsvariante einer Anlaufpufferfeder, und in
- 4 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsvariante einer Anlaufpufferfeder.
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Das Ausführungsbeispiel und die Ausführungsvarianten beziehen sich auf eine mehrteilige Pufferanordnung 1 aus Elastomermaterial zur Anordnung zwischen einem Schwingungsdämpfer 2 und einem Dämpferlager 3 einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs. In einer solchen Radaufhängung sind die Fahrzeugräder über den Schwingungsdämpfer 2 sowie über nicht dargestellte Radfedern gegen einen Fahrzeugaufbau 4 abgestützt. Die Pufferanordnung dient als Zusatzfeder zu der eigentlichen Radfeder.
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1 zeigt ein Dämpferlager 3 im Einbauzustand an dem Fahrzeugaufbau 4. Das Dämpferlager 3 weist ein Lagergehäuse 5 auf. Dieses besitzt vorzugsweise einen Flansch 6 zur fahrzeugseitigen Befestigung und eine von dem Flansch 6 in Richtung des Schwingungsdämpfers 2 abstehende Schürze 7. Der Flansch 6 kann eine Anlagefläche zur Abstützung gegen eine Dämpferaufnahme am Fahrzeugaufbau 4 aufweisen. Diese Anlagefläche kann im Wesentlichen in einer Ebene verlaufen und im Einbauzustand gegen eine Anlagefläche der Dämpferaufnahme anliegen. An dem Flansch 6 sind mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier Befestigungsöffnungen 8 ausgebildet, über welche das Dämpferlager 3 mittels geeigneten Befestigungsmitteln am Fahrzeugaufbau 4 befestigt werden kann. Der Flansch 6 ragt vorzugsweise radial über die Schürze 7 hinaus. Letztere bildet eine topfförmige Aufnahme 9 aus, durch welche sich eine Kolbenstange 10 des Schwingungsdämpfers 2 erstreckt. Ein Endabschnitt der Kolbenstange 10 ist axial an dem Dämpferlager 3 gesichert. Weiterhin kann ein Schutzrohr vorgesehen sein, welches die Schürze 7 axial fortsetzt und einen oberen Endabschnitt des Gehäuses 15 des Schwingungsdämpfers 2 umgibt.
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In der topfförmigen Aufnahme 9 des Dämpferlagers 3 ist eine Hauptpufferfeder 11 der Pufferanordnung 1 festgelegt. Die Hauptpufferfeder 11 weist einen federelastischen Körper 12 aus Elastomermaterial, beispielsweise Polyurethan auf und bildet eine Durchgangsöffnung 13 für die Kolbenstange 10 aus.
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Die Hauptpufferfeder 11 ist von der Seite des Schwingungsdämpfers 2 her in die topförmige Aufnahme 9 eingesetzt und in dieser festgelegt, beispielsweise verrastet und/oder verklebt.
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Die Hauptpufferfeder 11 dient dazu, bei stärkerem Einfedern eines Fahrzeugrads ein Anschlagen des Schwingungsdämpfers 2 gegen das Dämpferlager 3 zu unterbinden, wobei die Hauptpufferfeder 11 im Extremfall bis auf Blocklänge zusammengeschoben werden kann.
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Die Pufferanordnung 1 ist vorliegend mehrteilig ausgebildet. Sie umfasst neben der Hauptpufferfeder 11 weiterhin mindestens eine Anlaufpufferfeder 14 aus Elastomermaterial, die auf der zu einem Gehäuse 15 des Schwingungsdämpfers 2 weisenden Seite der Hauptpufferfeder 11 angeordnet ist. Die Anlaufpufferfeder 14 muss dabei nicht notwendigerweise an der Hauptpufferfeder 11 befestigt sein.
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1 zeigt lediglich eine einzige Anlaufpufferfeder 14. Es ist jedoch auch möglich mehrere Anlaufpufferfedern 14 gestapelt zwischen der Hauptpufferfeder 11 und dem Gehäuse 15 des Schwingungsdämpfers 2 anzuordnen.
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Die Anlaufpufferfedern 14 können dabei an der Hauptpufferfeder 11 befestigt sein. Es ist jedoch auch möglich, die Anlaufpufferfedern 14 an einer zu der Hauptpufferfeder 11 weisenden Stirnseite des Schwingungsdämpfers 2 zu befestigen. Ferner ist es möglich, Anlaufpufferfedern 14 an beiden zu befestigen oder auch lose zwischen die Hauptpufferfeder 11 und den Schwingungsdämpfer 2 einzulegen.
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1 zeigt lediglich beispielhaft und ohne Beschränkung hierauf eine Ausführungsvariante, bei welcher eine Anlaufpufferfeder 14 auf einer Kappe 16 des Schwingungsdämpfers 2 befestigt ist. Prinzipiell können auf der dargestellten Anlaufpufferfeder 14 noch weitere Anlaufpufferfedern abgelegt sein oder aber an der Hauptpufferfeder 11 befestigt sein. Insoweit mindestens eine der Anlaufpufferfedern 14 an einer zu der Hauptpufferfeder 11 weisenden Stirnseite des Schwingungsdämpfer 2 abgelegt und gegebenenfalls auch befestigt ist, besteht im Fahrbetrieb des Fahrzeugs mindestens ein Betriebszustand, in dem diese Anlaufpufferfeder 14 von der Hauptpufferfeder 11 oder einer an dieser befestigten Anlaufpufferfeder 11 durch einen Zwischenraum beabstandet ist, so dass die erstgenannte Anlaufpufferfeder 14 erst bei einem Einfedern der Radaufhängung mit der Hauptpufferfeder 11 oder einer der an dieser befestigten Anlaufpufferfeder 14 in Anlage gelangt. Üblicherweise wird dieser Betriebszustand ein normaler Fahrzustand ohne starke Einfederung des betreffenden Fahrzeugrads sein.
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Anhand der 2 bis 4 soll die nähere Ausgestaltung möglicher Ausführungsvarianten der Anlaufpufferfedern 14 nun näher erläutert werden.
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Die Anlaufpufferfedern 14 weisen vorzugsweise eine geringere Federsteifigkeit als die Hauptpufferfeder 11 auf. Sie besitzen zudem eine deutlich geringere Axiallänge. In der Regel wird die Höhe der Anlaufpufferfedern 14 in Richtung der Achse A der Kolbenstange kleiner als die Hälfte der Höhe der Hauptpufferfeder 11 und vorzugsweise kleiner als ein Viertel dieser Höhe sein.
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Auch die Anlaufpufferfedern 14 bestehen aus einem Elastomermaterial wie beispielsweise Polyurethan.
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Im einfachsten Fall können diese als flache Scheibe 17 ausgebildet werden, wie dies in 2 dargestellt ist. Die Scheibe 17 weist eine Durchgangsöffnung 18 für die Kolbenstange 10 auf.
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3 zeigt beispielhaft eine Anlaufpufferfeder 14' mit einem C-förmigen Profilquerschnitt. In diesem Fall ergibt sich in einem Mittelabschnitt zwischen den axialen Enden der Anlaufpufferfeder 14' radial eine Ausbauchung 19'. Auch hier ist wiederum eine Durchgangsöffnung 18' für die Kolbenstange 10 vorgesehen.
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Generell kann eine Anlaufpufferfeder 14 als axial kompressible Hülse ausgebildet werden, wie dies auf die in 3 dargestellte Ausführungsvariante sowie ferner auf die in 4 dargestellte Ausführungsvariante zutrifft.
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4 zeigt beispielhaft eine Anlaufpufferfeder 14" in Form einer axial kompressiblen Hülse, die an ihrem Außenumfang in einem Mittelabschnitt zwischen ihren axialen Enden eine umlaufende Einschnürung 20" ausbildet und ebenfalls wiederum eine Durchgangsöffnung 18" für die Kolbenstange 10 besitzt.
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Durch wahlweise Kombination ein oder mehrere Anlaufpufferfedern 14, 14', 14" der vorstehend erläuterten Art mit einer vorzugsweise einheitlichen Hauptpufferfeder 11 lassen sich die Eigenschaften der Pufferanordnung 1 mit geringem Aufwand an den jeweiligen Einsatzzweck anpassen, wodurch eine optimale Abstimmung der Pufferanordnung 1 im Hinblick auf Fahrkomfort und Fahrdynamik erzielt wird. Dabei kommt der Hauptpufferfeder 11 der maßgebliche Anteil der Energieabsorption zu, während über die Anlaufpufferfedern 14, 14', 14" vorwiegend das Ansprechverhalten und der Einsatzpunkt der Pufferanordnung 1 eingestellt werden.
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Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen und weiteren Abwandlungen näher erläutert. Die Ausführungsbeispiele und Abwandlungen dienen dazu, die Ausführbarkeit der Erfindung zu belegen. Technische Einzelmerkmale, welche oben im Kontext weiter Einzelmerkmale erläutert wurden, können auch unabhängig von diesen sowie in Kombination mit weiteren Einzelmerkmalen verwirklicht werden, selbst wenn dies nicht ausdrücklich beschrieben ist, solange dies technisch möglich ist. Die Erfindung ist daher ausdrücklich nicht auf die konkret beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pufferanordnung
- 2
- Schwingungsdämpfers
- 3
- Dämpferlager
- 4
- Fahrzeugaufbau
- 5
- Lagergehäuse
- 6
- Flansch
- 7
- Schürze
- 8
- Befestigungsöffnung
- 9
- topfförmige Aufnahme
- 10
- Kolbenstange
- 11
- Hauptpufferfeder
- 12
- federelastischer Körper der Hauptpufferfeder
- 13
- Durchgangsöffnung
- 14, 14', 14"
- Anlaufpufferfeder
- 15
- Gehäuse des Schwingungsdämpfers
- 16
- Kappe des Schwingungsdämpfers
- 17
- Scheibe
- 18, 18', 18"
- Durchgangsöffnung
- 19'
- Ausbauchung
- 20"
- Einschnürung
- A
- Achse
