DE10225354A1

DE10225354A1 - Kopflager eines Kraftfahrzeugfederbeins

Info

Publication number: DE10225354A1
Application number: DE2002125354
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Ing. Römer
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-08
Also published as: DE10225354B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kopflager eines Kraftfahrzeugfederbeins mit verbesserter Geräuschisolation durch Abkopplung des Federbeins von der Fahrzeugkarosserie. Dazu ist zwischen Federwiderlager, an dem auch der Schwingungsdämpfer abgestützt ist, und der Fahrzeugkarossierie ein zusätzliches Dämpfungselement angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kopflager eines Kraftfahrzeugfederbeins gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ein gattungsgemäßes Kopflager ist aus der DE 197 53 637 A1 bekannt. Darin wird ein Luftfedersystem offenbart, bei dem die Kolbenstange einer Dämpfungseinrichtung über ein Federbeinlager an einem Luftfedertopf abgestützt wird. Dieser Luftfedertopf wiederum ist drehbeweglich über ein Kugellager und eine Verschraubung mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden. Bei einer derartigen Anordnung können unerwünschte Schwingungen und Abrollgeräusche von dem Federbein auf die Fahrzeugkarosserie übertragen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kopflager anzugeben, welches das Federbein stärker von der Fahrzeugkarosserie abkoppelt und eine Schwingungsübertragung vom Federbein auf die Fahrzeugkarosserie vermindert.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Grundlegender Gedanken der Erfindung ist es, das Federbein dadurch von der Karosserie abzukoppeln, dass zwischen einem Widerlager, an dem sich die Feder und auch das Lager des Schwingungsdämpfers abstützt, und der Karosserie des Fahrzeugs ein Dämpfungselement angeordnet wird. Das Dämpfungselement besteht dabei aus einem Material, welches hohe Dämpfungseigenschaften und eine hohe Lebensdauer aufweist sowie kompressibel ist. Dadurch, dass das Dämpfungselement das Widerlager sowohl axial als auch radial zumindest teilweise bedeckt und das Dämpfungselement von einem Stützelement, das zumindest einen axialen und einen radialen Abschnitt des Widerlagers topfartig überdeckt, gegen die Außenwand des Widerlagers gedrückt wird, wird eine Vorspannung im Dämpfungselement erreicht. Über diese Vorspannung kann die Härte des Dämpfungselementes eingestellt werden. Dabei kann unter topfartiger Überdeckung sowohl eine mit Seitenwand und Boden geschlossene Ummantelung des Widerlagers als auch eine mit Öffnungen versehene Ummantelung verstanden werden. Dadurch ist es möglich, das Stützelement in relativ gewichtsparender Ausführungsform darzustellen. Das Stützelement kann beispielsweise aus einem Gitter aus Blechstreifen aufgebaut sein. Über die Maschenweite lässt sich dabei die Steifigkeit des Kopflagers einstellen, da das Dämpfungselement bei breiten Blechstreifen weniger stark in die Freiräume zwischen den Streifen ausweichen kann und somit das Kopflager stärker verhärtet.

In Ausgestaltung der Erfindung weist das Dämpfungselement in montiertem Zustand im Bereich der axialen Überdeckung zwischen Widerlager und Stützelement eine größere Dicke als im Bereich der radialen Überlagerung zwischen Widerlager und Stützelement auf. Dadurch besitzt das Dämpfungselement in axialer Richtung des Federbeins eine größere Elastizität, als in radialen Richtung, wodurch eine gute Absorption von Schwingungen und Geräuschen im Dämpfungselement erreicht wird. Gleichzeitig gewährleistet die topfartige Umklammerung des Widerlagers durch das Stützelement, dass das Widerlager kardanisch steif ist, also durch die Feder und den Schwingungsdämpfer nur in einem sehr geringen Maße aus der Konstruktionslage bewegt werden kann.

In weiterer Ausgestaltung weist das Widerlager an seinem radialen Umfang eine rillenförmige Sicke oder am Umfang verteilte Einschnürungen auf, in die das Stützelement hineingebogen ist und dabei das Dämpfungselement in diesen Bereich hineindrückt. Dadurch wird ein Formschluss zwischen dem Stützelement und dem Widerlager erreicht, wodurch bei an dem Federbein auftreten Zugkräften z. B. bei Überfahren einer Fahrbahnkuppe ein Lösen des Verbandes zwischen Stützelement, Dämpfungselement und Widerlager verhindert wird.

Ein relatives Verdrehen der drei Bauteile Widerlager, Dämpfungselement und Stützelement gegeneinander wird dadurch wirksam vermieden, dass das Dämpfungselement Ausnehmungen oder Ausformungen aufweist, die gegenüber Ausformungen oder Ausnehmungen des Stützelements und/oder des Widerlagers formschlüssig angeordnet sind.

In vorteilhafter Ausgestaltung besteht das Dämpfungselement aus Zellpolyurethan. Dieser Elastomer weist eine Vielzahl von kleinen Zellen auf, in denen Gas eingeschlossen ist. Dieses führt zu einer guten akustischen Isolation und zu guten Dämpfungseigenschaften bei gleichzeitig geringem Gewicht und langer Lebensdauer des Elastomers. Zellpolyurethan ist ein kompressibles Medium, das die bei axialer Relativbewegung zwischen Widerlager und Fahrzeugkarosserie auftretende Volumenänderung aufnehmen kann.

Im Weiteren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben.
Darin zeigt die 1 einen vereinfachten Längsschnitt durch das obere Ende eines Luftfederbeins 1. Ein Federtopfboden 2 ist mit einer Federtopfwand 3 verschweißt. Am unteren axialen Ende der Federtopfwand 3 ist über ein Klemmring 4 ein Rollbalg 5 befestigt. Dieser kann einerseits an einer mit der Federtopfwand 3 befestigten Außenführung 6 und andererseits an einem nicht dargestellten Abrollkolben abrollen. Der Federtopfboden 2 weist in seiner axialen Mitte eine nach innen geformte topfartige Ausgestaltung 7 auf. An den inneren Seitenwänden dieses Topfes 7 stützt sich ein Lager 8 eines nur mit seiner Kolbenstange 9 dargestellten Schwingungsdämpfers ab. Dabei ist das Lager 8 so angeordnet, dass die Kolbenstange 9 den Federtopfboden 2 durch eine Öffnung 10 durchdringt. Nach axial oben wird der Topf 7 durch einen Deckel 11, der durch einen im Federtopfboden 2 teilweise eingelassenen Klemmring 12 gehalten wird, luftdicht verschlossen. Der Deckel 11, der Federtopfboden 2, die Feder topfwand 3, der Rollbalg 5, und der nicht dargestellte Abrollkolben umschließen einen Luftfederraum 13.
An der Außenseite des Federtopfbodens 2 liegt, unter Auslassung des Topfes 7, ein Dämpfungselement 14 an. Dabei erstreckt sich das Dämpfungselement 14 an der Außenwand des Federtopfbodens 2 axial bis in den Bereich der Federtopfwand 3. Der Federtopfboden 2 und ein Teil der Federtopfwand 3 werden glockenförmig von einem Stützelement 15 umfasst. Dabei drückt das Stützelement 15 das Dämpfungselement 14 gegen den Federtopfboden 2 und die Federtopfwand 3. Auf Höhe des unteren Endes des Stützelements 15 weist die Federtopfwand 3 eine Sicke 16 auf. Der untere Rand des Stützelements 15 ist derart gebogen, dass das untere Ende des Dämpfungselements 14 in die Sicke 16 hinein gedrückt wird. Dabei reicht das Stützelement 15 so weit in die Sicke 16 hinein, dass über das Dämpfungselement 14 zwischen dem Stützelement 15 und der Federtopfwand 3 Formschluss entsteht. Ein Abziehen des Stützelements 15 über den Federtopfboden 2 ist somit nicht möglich.
An der dem Stützelement 15 zugewandten waagerechten Oberfläche des Dämpfungselements 14 weist dieses Ausnehmungen 17 auf, in die Schraubenköpfe von mit dem Stützelement 15 verbundenen Befestigungselementen 18 eingebracht sind. Mittels Schraubenmuttern 19 sind die Befestigungselemente 18 und damit das Stützelement 15 und das gesamte Federbein leicht montierbar an der Karosserie 20 befestigt.
In ihrer axialen Mitte weisen sowohl das Stützelement 15 als auch das Dämpfungselement 14 konzentrisch übereinander liegende Aussparungen auf, sodass ein Zugang 21 über den Deckel 11 des Topfes 7 im Federtopfboden 2 zur Luftkammer 13 möglich ist um z. B. Einstellungsarbeiten an Lager 8 des Schwingungsdämpfers vornehmen zu können. An diesem Zugang 21 kann auch eine Zuleitung befestigte werden, um die Luftmasse im Luftfederraum 13 zu vergrößern oder zu verkleinern.

Claims

Kopflager eines Kraftfahrzeugfederbeins mit – einem Widerlager zur Abstützung der Feder gegen die Karosserie des Fahrzeugs, – einem Lager, über das ein Schwingungsdämpfer am Widerlager abgestützt wird und – einem Stützelement, das an der Karosserie des Fahrzeugs lösbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet , dass das Widerlager (2) über ein Dämpfungselement (14) mit dem Stützelement (15) verbunden ist.
Kopflager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das Dämpfungselement (14) das Widerlager (2) an der dem Stützelement (15) zugewandten axialen Stirnseite und am radialen Umfang zumindest teilweise bedeckt und – das Stützelement (15) zumindest einen axialen und einen radialen Abschnitt des Widerlagers (2) topfartig überdeckt.
Kopflager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (14) im Bereich der axialen Überdeckung zwischen Widerlager (2) und Stützelement (15) dicker ist als im Bereich der radialen Überdeckung.
Kopflager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (2) am radialen Umfang eine rillenförmige Sicke (16) oder am Umfang verteilte Einschnürungen aufweist, in die das Stützelement (15) hineingebogen ist.
Kopflager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (14) an der dem Stützelement (15) zugewandten Seite eine Ausnehmung (17) aufweist, in die eine Ausformung des Stützelements (15) oder ein das Stützelement (15) durchdringendes Befestigungselemente (18) hineinragt.
Kopflager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (14) an der dem Widerlager (2) zugewandten Seite eine Ausnehmung (17) oder eine Ausformung aufweist, die mit einer Ausformung oder Ausnehmung des Widerlagers (2) formschlüssig korrespondiert.
Kopflager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (14) Zellpolyurethan beinhaltet.
Kopflager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder des Kraftfahrzeugfederbeins eine Luftfeder ist.