DE10308193A1

DE10308193A1 - Federbein mit einem Anschlagpuffer

Info

Publication number: DE10308193A1
Application number: DE10308193A
Authority: DE
Inventors: Günther Handke; Manfred Schuler; Wolfgang Dipl.-Ing. Breun (FH); Ali Dipl.-Ing. Dogan; Stephan Zuber
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-26
Also published as: US7077248B2; US20040245691A1; FR2851500B1; FR2851500A1; DE10308193B4

Abstract

Federbein, umfassend ein Anschlusslager für eine Kolbenstange des Federbeins, wobei ein Federteller für eine Fahrzeugfeder ein Lager mit einem anschlussseitiges Lagereingangsteil und einem anschlusslagerseitigen Lagerausgangsteil aufweist, das eine rotatorische Relativbewegung zwischen der Fahrzeugfeder und dem Anschlusslager der Kolbenstange ermöglicht, wobei sich ab einem bestimmten Einfederungsweg der Kolbenstange ein Zylinder über einen Anschlagpuffer an dem Anschlusslager abstützt und eine zweites Lager eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem Anschlusslager und dem Zylinder zulässt, wenn der Anschlagpuffer wirksam ist, wobei das zweite Lager funktional zwischen dem Anschlagpuffer und dem Anschlusslager angeordnet ist, wobei eine funktionale Trennung zwischen dem Lagereingangsteil für den Federteller und dem zweiten Lager vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbein mit einem Anschlagpuffer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus der DE 83 11 927 U1 ist ein Federbein mit einer drehbaren Pufferabstützung bekannt. Bei einem Federbein dreht sich der Zylinder bei einer Lenkbewegung relativ zum Puffer. Neben einem Lager zwischen einem Federteller und einem fahrzeugaufbauseitigen Anschlussorgan wird ein zweites Lager verwendet, dass eine Relativbewegung zwischen dem Anschlussorgan und dem Zylinder des Federbeins ausgleicht, wenn der Anschlagpuffer auf der oberen Stirnfläche des Zylinders aufliegt. Das Lager ist Bestandteil einer Endkappe, die auf dem Zylinder aufgepresst ist. Die beiden Lager ermöglichen eine vollständige Entkopplung des Anschlusslagers von dem Zylinder des Federbeins. Damit können zwischen dem Anschlusslager und dem Zylinder zwangsläufig keine Verspannungen auftreten, die sich für einen Fahrzeuginsassen komfortmindernd auswirken.
Die Endkappe selbst ist zwar vergleichsweise einfach aufgebaut, doch soll eine Alternative gefunden werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das zweite Lager funktional zwischen dem Anschlagpuffer und dem Anschlusslager angeordnet ist, wobei eine funktionale Trennung zwischen dem Lagereingangsteil für den Federteller und dem zweiten Lager vorliegt.
Der große Vorteil dieser Variante besteht darin, das erste Lager für den Federteller und das zweite Lager für den Anschlagpuffer soweit unabhängige Baueinheiten bilden, dass eine Demontage oder ein Schaden des einen Lagers keine Auswirkungen auf die generelle Funktionstüchtigkeit des anderen Lagers ausübt. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, dass das erste Lager für den Federteller in eine Schrägstellung zur Federbeinlängsachse ausrichtbar ist. Wäre das Lager für den Anschlagpuffer mit dem schräggestellten Lager für den Federteller verbunden, dann würde der Anschlagpuffer bei einer Lenkbewegung eine Taumelbewegung bezogen auf die Federbeinlängsachse ausführen. Es wäre dann nicht ausgeschlossen, dass der Anschlagpuffer in Reibkontakt mit der Kolbenstange tritt.
Aus Kostengründen kann es zweckmäßig sein, dass das zweite Lager als ein Gleitlager ausgeführt ist.
Im Hinblick auf einen direkten Kraftfluss stützt sich das zweite Lager an einer Tragplatte des Anschlusslagers ab.
Des weiteren kann vorgesehen sein, dass der Anschlagpuffer eine Befestigungshülse zum Anschlusslager aufweist. Zusätzlich kann die Befestigungshülse für das zweite Lager das Lagereingangsteil bildet. Das Lagereingangsteil kann z. B. aus einem metallischen Werkstoff bestehen, damit große Kräfte aufnehmen und dabei eine gute Lauffläche für das zweite Lager bereitstellen.
Des weiteren besteht die Möglichkeit, dass die Befestigungshülse einen Schutzkörper für die Kolbenstange trägt. Der Schützkörper, z. B. ein Faltenbalg, wird bei einer sehr starken Einfederungsbewegung, bei der der Anschlagpuffer wirksam wird und gleichzeitig eine Lenkbewegung ausgeführt wird, nicht tordiert.
Alternativ kann zwischen dem Lagereingangsteil und einem Lagerausgangsteil des zweiten Lagers ein Gleitkörper angeordnet sein, der den Schutzkörper für die Kolbenstange trägt.
Eine besonders einfache Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass der Anschlagpuffer aus mindestens zwei in Reihe angeordneten Einzelanschlagpuffern besteht, die sich in Umfangsrichtung relativ zueinander bewegen können. Der Anschlagpuffer bildet damit das Lagereingangsteil und den Gleitkörper. Des weiteren besteht die Möglichkeit durch die Schichtung mehrerer Einzelanschlagpuffer ein Baukastensystem für die Zusammenstellung eines angepassten Anschlagpuffers für verschiedene Fahrzeuganwendungen zu erzeugen.
Die Befestigungshülse für den Anschlagpuffer kann auch den Gleitkörper für das zweite Lager bilden. Man verspannt axial die Befestigungshülse zwischen dem Anschlusslager und dem Anschlagpuffer.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass das zweite Lager als Wälzlager ausgeführt ist.
Für eine vom Schwingungsdämpfer unabhängige Montage ist das zweite Lager in einem Gehäuse angeordnet, das mit dem Anschlusslager verbunden ist.
Für eine einfache Montage weist das Gehäuse Rastmittel aufweist, die mit Gegenrastmitteln des Anschlusslagers eine Rastverbindung eingehen. Durch eine optische Kontrolle der Rastverbindung kann innerhalb des Fertigungsablaufs die korrekte Position des zweiten Lagers festgestellt werden.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch bildet das Gehäuse mit dem Anschlagpuffer eine Halteverbindung. Das Gehäuse kann ebenso wie der Anschlagpuffer aus einem Kunststoff gefertigt sein. Als Halteverbindung lässt sich deshalb mit geringem Aufwand eine Rastverbindung realisieren.
Für besonders hohe Ansprüche weist das Anschlusslager ein drittes Lager auf, das die Kolbenstange zum Anschlusslager drehbeweglich hält. Damit sind alle Komponente des Schwingungsdämpfers zum Anschlusslager drehbeweglich, so dass keinerlei Verspannungen zwischen dem Zylinder sowie der Kolbenstange und dem Anschlusslager auftreten können.
Für die Lebensdauer des dritten Lagers für die Kolbenstange ist es sinnvoll, wenn dieses zum zweiten Lager bezogen auf das Anschlusslager funktional getrennt ausgeführt ist. Stützkräfte des Anschlagpuffers werden dann nicht über das Lager für die Kolbenstange in das Anschlusslager geleitet.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1-4 Federbein mit einem erfindungsgemäßen Anschlusslager mit einem Gleitlager zwischen einem Anschlagpuffer und dem Anschlusslager
5 u. 6 Federbein mit einem erfindungsgemäßen Anschlusslager mit einem Wälzlager zwischen einem Anschlagpuffer und dem Anschlusslager Die 1 zeigt einen Ausschnitt von einem Federbein 1 in Verbindung mit einem Anschlusslager 3. Das Federbein umfasst einen Zylinder 5, in dem eine Kolbenstange 7 axial beweglich angeordnet ist. Das Anschlusslager verfügt über einen kolbenstangenseitigen ringförmige Grundkörper 9, der beidseitig axial und außen seitig radial von einem Elastomerkörper 11 umschlossen ist. Eine topfförmiger Tragkörper 13 bildet die Armierung für das Anschlusslager und kammert einseitig axial und in radiale Richtung den Elastomerkörper. Des weiteren verfügt der Tragkörper über Anschlussmittel 15 an einen nicht dargestellten Fahrzeugaufbau.
Außenseitig am Tragkörper 13 stützt sich ein zweiter Elastomerkörper 17 ab, der ebenfalls eine Armierung aufweist. Der zweite Elastomerkörper trägt ein zur Längsachse des Federbeins schräggestelltes erstes Lager 19, wobei sich am zweiten Elastomerkörper ein anschlussseitiges Lagerausgangsteil 21 abstützt und ein Federteller 23 für eine Fahrzeugfeder 25 selbst ein anschlussseitiges Lagereingangsteil bildet. Das erste Lager gewährleistet, dass sich die Fahrzeugfeder in Umfangsrichtung relativ zum Anschlusslager und damit auch zur Kolbenstange verdrehen kann.
Konzentrisch zur Kolbenstange ist ein Anschlagpuffer 27 an dem Anschlusslager 3 befestigt. Der Anschlagpuffer 27 kommt ab einem bestimmten Einfederungsweg der Kolbenstange relativ zum Zylinder auf einer Stirnfläche 29 des Zylinders, oder in diesem Fall einer Zylinderendkappe zur Anlage. Bei einer überlagerten Einfederungs- und Lenkbewegung, bei der der Zylinder eine rotatorische Relativbewegung zum Anschlusslager ausführt, könnte es durch den Reibschluss zwischen der Stirnfläche 29 und dem Anschlagpuffer zu einer Verspannung zwischen dem Zylinder und dem Anschlusslager kommen. Eine derartige Verspannung wird dadurch verhindert, dass ein zweites Lager 31 funktional zwischen dem Anschlagpuffer 27 und dem Anschlusslager 3 angeordnet ist. In diesem Fall ist das zweite Lager als ein Gleitlager ausgeführt, wobei sich das zweite Lager an einer rechtwinklig zur Längsachse des Federbeins verlaufenden Tragplatte 33 als Teil des Tragkörpers 13 abstützt. Die Tragplatte bildet für das zweite Lager 31 das anschlussseitige Lagerausgangsteil und eine Befestigungshülse 35, die über zumindest partiell verlaufenden Sicken den Anschlagpuffer trägt, das Lagereingangsteil. Die Befestigungshülse trägt auch noch einen Schutzkörper 37 für die Kolbenstange. Zwischen einer ebenfalls horizontal verlaufenden Absatzfläche 39 der Befestigungshülse und der Tragplatte 33 ist ein ringförmiger Gleitkörper 41 an geordnet. Die Befestigungshülse erstreckt sich bis in den topfförmigen Tragkörper 13 und ist auf diesen zumindest partiell umgebogen, so dass das zweite Lager 25 in Axialrichtung nicht auseinanderfallen kann.
Wenn der Anschlagpuffer auf der Stirnfläche 29 zur Anlage kommt, dann können sich das erste Lager 19 und das zweite Lager 21 völlig getrennt voneinander bewegen, da keinerlei Verbindungen zwischen den Lagereingangsteilen der beiden Lager bestehen. Deshalb kann bei dem Anschlagpuffer auch keine Taumelbewegung auftreten, die bei der einer Abstützung des Anschlagpuffers am Federteller durch die Schrägstellung des ersten Lagers 19 vorhanden wäre.
In der 2 wird ein im Vergleich zu 1 identisches Anschlusslager 3 verwendet. Abweichend wird der Gleitkörper 41 von der Befestigungshülse 35 gebildet. Zur axialen Sicherung des zweiten Lagers 31 wird ein Lagereingangsteil 43 verwendet, das auch den Anschlagpuffer 27 trägt. Das Lagereingangsteil 43 soll bevorzugt aus einem Kunststoff bestehen.
Die 3 zeigt eine im Vergleich zur 2 nochmals vereinfachte Konstruktion, bei der die Befestigungshülse 35 einerseits den Anschlagpuffer 27 trägt und den Gleitkörper 41 als Lagereingangsteils bildet. Praktisch besteht das zweite Lager 31 nur aus zwei Teilen, nämlich der Tragplatte 33 des Anschlusslagers 3 und der Befestigungshülse 35, wobei wiederum keine Verbindung zwischen den beiden Lagereingangsteilen des ersten Lagers 19 und zweiten Lagers 31 besteht.
In der 4 sind zwei Ausführungsvarianten des zweiten Lagers 31 enthalten. Beiden Varianten des zweiten Lagers 31 ist gemein, dass es von mindestens zwei in Reihe angeordneten Einzelanschlagpuffern 27a, 27b 27c gebildet wird, die sich in Umfangsrichtung relativ zueinander bewegen können.
In der rechten Ausführung wird der Schutzkörper 37 von der Befestigungshülse 35 gehalten, die wiederum über mindestens eine partielle Sicke den Einzelanschlagpuffer 27c zur Tragplatte 33 axial trägt. Zwischen den Einzelanschlagpuf fern 27a; 27b; 27c besteht eine Schnappverbindung, so dass im Einzelfall auch die Zahl der Einzelpuffer den Erfordernissen durch zusätzliche Einzelanschlagpuffer angepasst werden kann.
In linken Schnitthälfte wird der Schutzkörper 37 direkt vom Anschlagpuffer 27a gehalten. Ein im Prinzip der rechten Schnitthälfte nachempfundene Klammer 45 hält den dritten Einzelanschlagpuffer 27a. Der Vorteil dieser Variante besteht darin, dass bei einem Kontakt des Anschlagpuffers 27a mit der Stirnfläche 29 und einer gleichzeitigen rotatorischen Relativbewegung zwischen dem Zylinder und dem Anschlusslager keine Torsion des Schutzkörpers 37 auftreten kann, da der Einzelanschlagpuffer 27a, der Zylinder und der Schutzkörper einen in Umfangsrichtung geschlossenen Kraftfluss aufweisen und dabei keine Relativbewegung auftritt.
Abweichend zu den bisher beschriebenen Varianten kommt in der 5 als zweites Lager 31 ein Wälzlager zur Anwendung. Das Wälzlager 31 umfasst ein horizontal geteiltes, in sich verdrehbares Gehäuse 47, wobei ein anschlussseitiges Gehäuseteil 47a mit einer Durchgangsöffnung als Gegenrastmittel 49a der Tragplatte 33 des Anschlusslagers 3 eine Rastverbindung eingeht, indem das Gehäuseteil 47a fingerartige Rastmittel 49b aufweist. Zwischen dem Gehäuseteil 47a und der Tragplatte ist die Befestigungshülse 35 für den Schutzkörper 37 verspannt.
Das untere Gehäuseteil 47b bildet mit dem Anschlagpuffer 27 eine Halteverbindung. Beide Gehäuseteile 47a; 47b sind ebenfalls in Axialrichtung formschlüssig miteinander verbunden. Bei der Montage kann das geschlossene Gehäuse samt Anschlagpuffer 27 in die Befestigungshülse 35 eingeführt werden. Das obere Gehäuseteil 47a zentriert sich dabei radial an der Befestigungshülse. Diese Baueinheit kann dann an die Tragplatte 33 angeklemmt werden.
Eine Wälzlagerung des Anschlagpuffers 27 ist im Vergleich zu den Gleitlagerungen zwar aufwändiger, doch mit weniger Reibung verbunden.
In der 6 kommt neben dem ersten Lager 19 für die Fahrzeugfeder 25 und dem zweiten Lager 31 für den Anschlagpuffer 27 ein drittes Lager 51 zur Anwendung, das eine rotatorische Relativbewegung der Kolbenstange 7 zum Anschlusslager 3 ermöglicht. Das dritte Lager 51 ist räumlich zwischen dem ringförmigen Grundkörper 9 und einem Absatz der Kolbenstange angeordnet und damit funktional vom zweiten Lager 31 getrennt ausgeführt, da weder das Lagereingangsteil noch das Lagerausgangsteil des zweiten Lagers mit der Kolbenstange noch mit dem Grundkörper 9 verbunden sind.
Das dritte Lager ist ebenfalls beispielhaft als ein Gleitlager ausgeführt. Ein Gleitkörper 53 ist zwischen einer Lagerscheibe 55 und einem Lagertopf 57 angeordnet. Alternativ kann auch an dieser Stelle ein Wälzlager verwendet werden.
Bei allen Varianten ist gewährleistet, dass auch bei einem schräggestellten ersten Lager 19 für den Federteller 23 keine Taumelbewegung des Anschlagpuffers 27 auftreten kann, wenn der Zylinder 5 eine rotatorische Relativbewegung zum Anschlusslager ausführt.

Claims

Federbein, umfassend ein Anschlusslager für eine Kolbenstange des Federbeins, wobei ein Federteller für eine Fahrzeugfeder ein Lager mit einem anschlussseitiges Lagereingangsteil und einem anschlusslagerseitigen Lagerausgangsteil aufweist, das eine rotatorische Relativbewegung zwischen der Fahrzeugfeder und dem Anschlusslager der Kolbenstange ermöglicht, wobei sich ab einem bestimmten Einfederungsweg der Kolbenstange ein Zylinder über einen Anschlagpuffer an dem Anschlusslager abstützt und ein zweites Lager eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem Anschlusslager und dem Zylinder zulässt, wenn der Anschlagpuffer wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lager (31) funktional zwischen dem Anschlagpuffer (27) und dem Anschlusslager (3) angeordnet ist, wobei eine funktionale Trennung zwischen dem Lagereingangsteil für den Federteller (23) und dem zweiten Lager (31) vorliegt.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lager (31) als ein Gleitlager ausgeführt ist.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zweite Lager (31) an einer Tragplatte (33) des Anschlusslagers (3) abstützt.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagpuffer (27) eine Befestigungshülse (35) zum Anschlusslager aufweist.
Federbein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungshülse (35) für das zweite Lager (31) das Lagereingangsteil bildet.
Federbein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungshülse (35) einen Schutzkörper (37) für die Kolbenstange (7) trägt.
Federbein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lagereingangsteil und einem Lagerausgangsteil des zweiten Lagers (31) ein Gleitkörper (41) angeordnet ist, der den Schutzkörper (37) für die Kolbenstange (7) trägt.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagpuffer (27a; 27b; 27c) aus mindestens zwei in Reihe angeordneten Einzelanschlagpuffern besteht, die sich in Umfangsrichtung relativ zueinander bewegen können.
Federbein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungshülse (35) für den Anschlagpuffer (27) den Gleitkörper (41) für das zweite Lager ( 31) bildet.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lager (31) als ein Wälzlager ausgeführt ist.
Federbein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lager (31) in einem Gehäuse (47a; 47b) angeordnet ist, das mit dem Anschlusslager (3) verbunden ist.
Federbein nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (47a) Rastmittel (49b) aufweist, die mit Gegenrastmitteln (49a) des Anschlusslagers (3) eine Rastverbindung eingehen.
Federbein nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (47b) mit dem Anschlagpuffer (27) eine Halteverbindung bildet.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusslager (3) ein drittes Lager (51) aufweist, das die Kolbenstange (7) zum Anschlusslager (3) drehbeweglich hält.
Federbein nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Lager (51) für die Kolbenstange (7) zum zweiten Lager (31) bezogen auf das Anschlusslager (3) funktional getrennt ausgeführt ist.