DE10225354B4 - Kopflager eines Kraftfahrzeugfederbeins - Google Patents

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Abstract

Kopflager eines Kraftfahrzeugfederbeins mit
– einem Widerlager (2) das zur Abstützung der Feder gegen die Karosserie des Fahrzeugs vorgesehen ist,
– einem Lager (8), über das ein Schwingungsdämpfer (9) am Widerlager (2) abgestützt wird,
– einem Stützelement (15), das an der Karosserie des Fahrzeugs lösbar befestigt ist,
– einem Dämpfungselement (14), über welches das Widerlager (2) mit dem Stützelement (15) verbunden ist und wobei das Dämpfungselement (14) das Widerlager (2) an der dem Stützelement (15) zugewandten axialen Stirnseite und am radialen Umfang zumindest teilweise bedeckt und wobei das Stützelement (15) zumindest einen axialen und einen radialen Abschnitt des als Federtopfboden ausgeführten Widerlagers (2) topfartig überdeckt
dadurch gekennzeichnet, dass
das Widerlager (2) am vom Dämpfungselement (14) abgedeckten radialen Umfang eine rillenförmige Sicke (16) oder am Umfang verteilte Einschnürungen aufweist, in die das Stützelement (15) hineingebogen ist, wodurch das Widerlager (2) und das Stützelement (15)...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kopflager eines Kraftfahrzeugfederbeins gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein 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.
  • Aus der US 4 771 994 ist ein Kopflager einer aus einem hydraulischen Dämpfer und eine Luftfeder bestehenden Einheit bekannt. Dabei sind die Kolbenstange des Dämpfers und der Boden des Luftfedergehäuses starr mit einer Konsole verschraubt. Diese steht über ein Dämpfungselement mit einer Fahrzeugkarosserie in Verbindung.
  • In der US 5 690 319 ist ein gattungsgemäßes Kopflager beschrieben, bei dem zur Abkopplung der Feder vom Fahrzeugaufbau das Kopflager ein Dämpfungselement aufweist. Dabei bedeckt das Dämpfungselement den federseitigen Teil des Kopflagers sowohl stirnseitig als auch am Umfang.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kopflager anzugeben, welches bei gewichtssparender Ausführung die Funktion eines Zuganschlages umfasst.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Grundlegender Gedanke der Erfindung ist es, das Federbein von der Karosserie abzukoppeln und gleichzeitig einen beispielsweise bei einem Überfahren eines Hindernisses wirksamen Zuganschlag zur Verfügung zustellen. Ein federseitig angeordnetes Widerlager des Kopflagers weist am radialen Umfang eine rillenförmige Sicke oder am Umfang verteilte Einschnürungen auf, in die ein aufbauseitiges Stützelement des Kopflagers hineingebogen ist, wodurch das Widerlager und das Stützelement formschlüssig miteinander verbunden sind. Zwischen dem Widerlager und dem Stützelement ist ein Dämpfungselement angeordnet. 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.
  • 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 Federtopf wand 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 (6)

  1. Kopflager eines Kraftfahrzeugfederbeins mit – einem Widerlager (2) das zur Abstützung der Feder gegen die Karosserie des Fahrzeugs vorgesehen ist, – einem Lager (8), über das ein Schwingungsdämpfer (9) am Widerlager (2) abgestützt wird, – einem Stützelement (15), das an der Karosserie des Fahrzeugs lösbar befestigt ist, – einem Dämpfungselement (14), über welches das Widerlager (2) mit dem Stützelement (15) verbunden ist und wobei das Dämpfungselement (14) das Widerlager (2) an der dem Stützelement (15) zugewandten axialen Stirnseite und am radialen Umfang zumindest teilweise bedeckt und wobei das Stützelement (15) zumindest einen axialen und einen radialen Abschnitt des als Federtopfboden ausgeführten Widerlagers (2) topfartig überdeckt dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (2) am vom Dämpfungselement (14) abgedeckten radialen Umfang eine rillenförmige Sicke (16) oder am Umfang verteilte Einschnürungen aufweist, in die das Stützelement (15) hineingebogen ist, wodurch das Widerlager (2) und das Stützelement (15) formschlüssig miteinander verbunden sind.
  2. Kopflager nach Anspruch 1, 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.
  3. 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 Befestigungselement (18) hineinragt.
  4. Kopflager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (14) an der dem Widerlager (2) zugewandten Seite eine Ausnehmung oder eine Ausformung aufweist, die mit einer Ausformung oder Ausnehmung des Widerlagers (2) formschlüssig korrespondiert.
  5. Kopflager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (14) Zellpolyurethan beinhaltet.
  6. Kopflager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder des Kraftfahrzeugfederbeins eine Luftfeder ist.
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