DE10318538A1

DE10318538A1 - Federbein

Info

Publication number: DE10318538A1
Application number: DE2003118538
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl.-Ing. Pradel (FH)
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2004-05-27

Abstract

Federbein, umfassend einen Zylinder, der einen ersten Federteller für eine erste Feder trägt, wobei die erste Feder einen zweiten Federteller trägt, der eine konzentrisch zur ersten Feder angeordnete Hülse aufweist, an deren Ende ein dritte Federteller für eine zweite Feder angeordnet ist, die mit ihrem anderen Ende mit einem an einem Tragring in Wirkverbindung steht, wobei die zweite Feder als eine Elastomerfeder ausgeführt ist, die einerseits radial von der Hülse und andererseits radial von einem Stützrohr geführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbein entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus der DE 199 37 397 C1 ist ein Federbein bekannt, das insgesamt drei Federn in einer Reihenanordnung aufweist. Von den drei Federn sind zwei als Schraubenfedern und eine als Elastomerfeder mit sehr großer Federrate ausgeführt. Der Sinn einer derartigen Reihenanordnung besteht darin, eine progressive Federkraftkennlinie zu erreichen.

Eine prinzipbedingte Schwierigkeit bei dem Federbein nach der DE 199 37 397 C1 besteht darin, dass der zweite Federteller auf dem Zylinder des Federbeins axial verschiebbar gelagert ist. Folglich muss der Federteller eine ausreichend große Führungslänge zum Zylinder aufweisen, da ansonsten eine Kippbewegung des zweiten Federtellers auftreten kann.

Das Federbein der DE 199 37 397 C1 ist für eine Sitzverstellung vorgesehen. In dieser Anwendung sind die äußeren Einflüsse wie Schmutz und Feuchtigkeit als sehr gering einzustufen. Bei einer Konstruktion dieser Art würde man in der Anwendung bei einem Fahrzeug mit erheblichen Problemen in dem Bereich der Führung zwischen dem zweiten Federteller und dem Zylinder rechnen müssen. Zumindest eine Abkapselung des zweiten Federtellers mit einem Schutzbalg wäre wohl notwendig. Alternativ könnte der zweite Federteller eine deutlich größere Führungslänge aufweisen und ggf. einen Abstreifer in Richtung des Zylinders, um eventuell anhaftende Schmutzpartikel vom Zylinder bei einer Federungsbewegung zu beseitigen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Federbein mit mindestens zwei Federn derart weiterzubilden, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme hinsichtlich der Schmutzempfindlichkeit minimiert sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die zweite Feder als eine Elastomerfeder ausgeführt ist, die einerseits radial von der Hülse und andererseits radial von einem Stützrohr geführt wird.

Der große Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Feder die Führung der Hülse und damit des zweiten Federtellers für die erste Feder übernimmt. Die Reibung zwischen der Feder und der Hülse stellt keine Belastung für die Hülse dar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Stützrohr mit dem Tragring verbunden ist. Die einfachste Ausführung der Erfindung stellt das Stützrohr als eine einfache Bandage für die zweite Feder dar. Die Verbindung des Stützrohres mit dem Tragring ermöglicht größere konstruktive Freiheiten bei der Ausnutzung des bestehenden Bauraums.

In diesem Zusammenhang weist das Stützrohr einen vierten Federteller auf, der das in Richtung des Tragrings weisende Ende der zweiten Feder trägt.

Dazu weist das Stützrohr einen Absatz auf, auf dem sich der vierte Federteller abstützt. Der Absatz bietet die Möglichkeit, dass der vierte Federteller als einfaches Einlegeteil ausgeführt ist, das keine Schweiß- oder Klemmverbindung zum Stützrohr aufweisen muss.

Zur einfacheren Auslegung der zweiten Feder ist zwischen dem dritten und dem vierten Federteller ein Anschlag angeordnet, der den Federweg der zweiten Feder begrenzt. Dadurch wird die zweite Feder nicht auf Blocklänge gestaucht und Spannungsspitzen treten nicht auf.

Um die Anzahl der verwendeten Bauteile möglichst gering zu halten, wird der Anschlag von den beiden Federtellern der zweiten Feder gebildet. So kann mindestens einer der beiden Federteller über einen Hülsenabschnitt verfügen, dessen Länge der Stauchlänge der zweiten Feder entspricht.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist die Federrate der Elastomerfeder kleiner als die Federrate der ersten Feder, die als Schraubenfeder ausgeführt ist. Die Elastomerfeder soll einen Federkennlinienbereich mit geringerer Traglast des Federbeins abdecken.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die einzige Figur zeigt ein Federbein 1 mit einem Zylinder 3 als Teil eines Schwingungsdämpfers, in dem eine Kolbenstange 5 axial beweglich geführt ist. Der Zylinder trägt einen ersten Federteller 7 für eine erste als Schraubendruckfeder 9 ausgeführte erste Feder, die einen zweiten Federteller 11 trägt. Der zweite Federteller 11 verfügt über eine in Richtung des Zylinders ausgerichtete Hülse 13, an deren unterem Ende ein dritter Federteller 15 für eine zweite Feder 17 angeordnet ist. Die zweite Feder 17 ist als ein Elastomerkörper ausgeführt und ver fügt ebenfalls über einen vierten Federteller 19, der in Wirkverbindung mit einem Tragring 21 steht, der wiederum mit der Kolbenstange 5 verbunden ist.
Die zweite Feder 17 ist konzentrisch innerhalb der ersten Feder 9 angeordnet und verfügt über eine Federrate, die deutlich kleiner ist als die Federrate der zweiten Feder. Bei einer Einfederungsbewegung des Federbeins übernimmt die zweite Feder eine Grundlast im Bereich einer definierten Hublage des Federbeins. Bei weiterer Einfederungsbewegung steigt die Federkennlinie bedingt durch den Einsatz der ersten Feder 9 deutlich an, so dass bei einer Anwendung im Kraftfahrzeugbereich z. B. bei Normalbeladung und Geradeausfahrt eine weichere komfortablere Federung wirkt und bei erhöhter Beladung und/oder Kurvenfahrt die erste Feder 9 zusätzliche Stützkräfte bereitstellt.
Zur Erhöhung der Dauerfestigkeit wird die zweite Feder 17 von der Hülse 13 zwischen dem dritten und vierten Federteller 15; 19 und einem Stützrohr 23 radial geführt. Das Einfederungsverhalten der zweiten Feder ist damit exakt definiert. Es kann eine vergleichsweise lange Elastomerfeder verwendet werden, da die Ausknickung insbesondere durch das Stützrohr wirksam verhindert wird. Das Stützrohr 23 wirkt wie eine Bandage.
Eine weitere Maßnahme zur Erhöhung der Dauerfestigkeit der zweiten Feder 17 besteht darin, dass zwischen dem dritten und dem vierten Federteller 15, 19 ein Anschlag angeordnet ist, der den Federweg der zweiten Feder 17 begrenzt. In der rechten Schnitthälfte ist das Stützrohr 23 axial geteilt ausgeführt. Ein erster Längenabschnitt 13a ist mit dem Tragring 21 verbunden und verfügt über eine Absatz 24, auf dem sich der vierte Federteller 19 für die zweite Feder 17 abstützt. Der zweite Längenabschnitt 23 des Stützrohres bildet die besagte Bandage. Am dritten Federteller 15 ist noch ein Federtellerrohr 25 angeordnet, das in Richtung des Stützrohres 23 weist.
Bei einer maximalen Einfederungsbewegung der zweiten Feder kommen die Stirnflächen 27; 29; 31 des ersten Längenabschnitts des Stützrohres 13a, der Ban dage 13 und die Stirnfläche 33 des Federtellerrohres 25 zur Anlage und bilden damit den Anschlag.
In der linken Schnitthälfte ist das Stützrohr 23 einteilig ausgeführt und erstreckt sich über die gesamte Länge der zweiten Feder 17. Bei diesem Ausführungsbeispiel verfügt der vierte Federteller 19 über ein Federzentrierrohr 35, dessen Stirnfläche 37 bei maximalem Einfederungsweg der zweiten Feder am dritten Federteller 15 zur Anlage kommt und damit den Anschlag bildet. Es ist auch möglich, dass auch der dritte Federteller ein Federtellerrohr 33 gemäß der Ausgestaltung der rechten Schnitthälfte aufweist.

Claims

Federbein, umfassend einen Zylinder, der einen ersten Federteller für eine erste Feder trägt, wobei die erste Feder einen zweiten Federteller trägt, der eine konzentrisch zur ersten Feder angeordnete Hülse aufweist, an deren Ende ein dritter Federteller für eine zweite Feder angeordnet ist, die mit ihrem anderen Ende mit einem an einem Tragring in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Feder (17) als eine Elastomerfeder ausgeführt ist, die einerseits radial von der Hülse (13) und andererseits radial von einem Stützrohr (23) geführt wird.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützrohr (23, 23a) mit dem Tragring (21) verbunden ist.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützrohr (23) einen vierten Federteller (19) aufweist, der das in Richtung des Tragring (21) weisende Ende der zweiten Feder (17) trägt.
Federbein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützrohr (23) einen Absatz (24) aufweist, auf dem sich der vierte Federteller (19) abstützt.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem dritten und dem vierten Federteller (15; 19) ein Anschlag (17; 19; 31; 33; 37) angeordnet ist, der den Federweg der zweiten Feder (17) begrenzt.
Federbein nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag von den beiden Federtellern (15; 19) der zweiten Feder (17) gebildet wird.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federrate der Elastomerfeder (17) kleiner ist als die Federrate der ersten Feder (9), die als Schraubenfeder ausgeführt ist.