-
Die
Erfindung betrifft Federkonstruktionen enthaltend ein hohles bevorzugt
zylindrisches Dämpfungselement
(i) bevorzugt auf der Basis von Gummi oder besonders bevorzugt zelligen
Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, bevorzugt auf der Basis von
zelligen Polyurethanelastomeren, die gegebenenfalls Polyharnstoffstrukturen
enthalten können, besonders
bevorzugt auf der Basis von zelligen Polyurethanelastomeren bevorzugt
mit einer Dichte nach DIN 53 420 von 200 bis 1100, bevorzugt 300
bis 800 kg/m3, bevorzugt mit einer Zugfestigkeit
nach DIN 53571 von ≥ 2,
bevorzugt 2 bis 8 N/mm2, einer Dehnung nach
DIN 53571 von ≥ 300,
bevorzugt 300 bis 700 % und einer Weiterreißfestigkeit nach DIN 53515 von ≥ 8, bevorzugt
8 bis 25 N/mm, mindestens ein Rundlager (ii) umfassend mindestens
ein bevorzugt zylindrisches, hohles, elastisches Lagerelement (iii), bevorzugt
auf der Basis von Gummi oder besonders bevorzugt zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten,
insbesondere Materialien, die für
(i) als besonders bevorzugt dargestellt werden, und einen bevorzugt
hohlen bevorzugt zylindrischen Einleger (iv), sowie mindestens eine
untere Abdeckung (v) und mindestens eine obere Abdeckung (vi), zwischen
denen das Rundlager (ii) positioniert ist. Außerdem bezieht sich die Erfindung
auf Verfahren zur Montage von Federkonstruktionen enthaltend mindestens
ein Rundlager (ii) umfassend mindestens ein zylindrisches, hohles,
elastisches Lagerelement (iii) und einen Einleger (iv), sowie mindestens
eine untere Abdeckung (v) und mindestens eine obere Abdeckung (vi)
in einer Automobilkarosserie. Des weiteren betrifft die Erfindung
Automobile, beispielsweise Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Busse,
bevorzugt Automobilfahrwerke enthaltend die erfindungsgemäße Federkonstruktion.
-
Aus
Polyurethanelastomeren hergestellte Federungselemente werden in
Automobilen beispielsweise innerhalb des Fahrwerks verwendet und sind
allgemein bekannt. Sie werden insbesondere in Kraftfahrzeugen als
schwingungsdämpfende
Federelemente eingesetzt. Dabei übernehmen
die Federelemente eine Endanschlagfunktion, beeinflussen die Kraft-Weg-Kennung
des Rades durch das Ausbilden oder Verstärken einer progressiven Charakteristik der
Fahrzeugfederung. Die Nickeffekte des Fahrzeuges können reduziert
werden und die Wankabstützung
wird verstärkt.
Insbesondere durch die geometrische Gestaltung wird die Anlaufsteifigkeit
optimiert, dies hat maßgeblichen
Einfluss auf den Federungskomfort des Fahrzeuges. Durch die gezielte
Auslegung der Geometrie ergeben sich über der Lebensdauer nahezu
konstante Bauteileigenschaften. Durch diese Funktion wird der Fahrkomfort
erhöht
und ein Höchstmaß an Fahrsicherheit
gewährleistet.
-
Häufig werden
Dämpfungselemente,
sogenannte „Zusatzfedern", auf der Kolbenstange
des Stoßdämpfers plaziert.
Zusätzlich
werden oft Dämpferlager,
auch als „Rundlager" bezeichnet, zum
Einsatz gebracht, die die Kolbenstange elastisch mit der Karosserie
verbinden. Aufgrund des elastischen und damit empfindlichen Materials
des Lagerelementes des Rundlagers stellt die Montage dieses Dämpferlagers
einen kritischen Schritt für
die anschließende Funktionsfähigkeit
der gesamten Federkonstruktion dar. Zudem wird die Funktionalität der Federkonstruktion
entscheidend vom Aufbau, das heißt der Fixierung des Rundlagers
und der Anordnung von den Bauteilen zueinander geprägt.
-
In
der Deutschen Patentanmeldung 10309202.1 (Aktenzeichen) werden Federkonstruktionen
offenbart, die ein Dämpfungselement,
ein Rundlager enthaltend ein elastisches Lagerelement und einen
Einleger, sowie eine untere und eine obere Abdeckung enthalten,
zwischen denen das Rundlager positioniert ist, wobei sowohl die
untere als auch die obere Abdeckung über seitliche Fortsätze verfügen und
eine Befestigung der unteren Abdeckung mit der oberen Abdeckung über diese
Fortsätze
erfolgt. Weiterhin werden Verfahren zur Montage solcher Federkonstruktionen
in einer Automobilkarosserie offenbart, bei denen das Rundlager
zwischen der unteren und der oberen Abdeckung positioniert wird
und anschließend
die untere Abdeckung mit der oberen Abdeckung sowie der Automobilkarosserie über Bohrungen
in den seitlichen Fortsätzen
sowohl der oberen als auch der unteren Abdeckung befestigt wird.
-
Diese
Federkonstruktionen beanspruchen aber, beispielsweise bei der Montage
an einer Automobilkarosserie, einen Bauraum, der in vielen Fällen nicht
oder nur unzureichend zur Verfügung
steht. Eine Anpassung dieser Federkonstruktionen durch entsprechend
kleine Dimensionierung der einzelnen Elemente an unzureichend zur
Verfügung
stehenden Bauraum ist zwar möglich,
bedingt aber eine oftmals unzureichende Belastbarkeit der Federkonstruktionen
gegenüber
mechanischen Beanspruchungen.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung war es somit, Federkonstruktionen zur
Verfügung
zu stellen, bei denen das Lagerelement (und damit das Rundlager)
schnell und einfach montierbar, gleichmäßig und dauerhaft fixiert und
vor Beschädigung
sowohl während
der Montage als auch im Betrieb weitgehend geschützt ist, und die gegenüber bekannten
Federkonstruktionen weniger Bauraum beanspruchen beziehungsweise
eine höhere
Belastbarkeit gegenüber mechanischen
Beanspruchungen aufweisen.
-
Diese
Aufgaben wird durch die erfindungsgemäßen Federkonstruktionen enthaltend
ein hohles Dämpfungselement
(i), mindestens ein Rundlager (ii) umfassend mindestens ein hohles,
elastisches Lagerelement (iii) und einen Einleger (iv), sowie mindestens
eine untere Abdeckung (v) und mindestens eine obere Abdeckung (vi),
zwischen denen das Rundlager (ii) positioniert ist, gelöst, wobei
wesentlich ist, dass die obere Abdeckung (vi) über mindestens einen seitlichen
Fortsatz (viii) umfassend mindestens eine Bohrung (ix) zur Verbindung
mit einer Automobilkarosserie verfügt, die untere Abdeckung (v) über keinen
seitlichen Fortsatz (viii) zur Verbindung mit einer Automobilkarosserie
verfügt
und die untere Abdeckung (v) mit der oberen Abdeckung (vi) formschlüssig, stoffschlüssig und/oder
kraftschlüssig
verbunden ist.
-
Die
Vorteile der erfindungsgemäßen Federkonstruktionen
bestehen unter anderem darin, dass eine schnelle und gleichmäßige Fixierung
des Lagerelementes (iii) des Rundlagers (ii) zwischen Befestigungsteilen
(untere Abdeckung (v) und obere Abdeckung (vi)) erreicht wird, von
denen eines (obere Abdeckung (vi)) die Befestigung das Rundlager
(ii) mit der Karosserie vermittelt. Durch die einfache Montage des
Rundlagers (ii) zwischen der unteren (v) und oberen Abdeckung (vi)
kann das Lagerelement (iii) unter einem über den gesamten Umfang gleichmäßigen Druck
zwischen diesen Abdeckungen fixiert werden. Beschädigung sowohl
bei der Montage als auch im Betrieb, z.B. durch auftretende Spannungen,
werden minimiert.
-
Bevorzugt
wird das Rundlager (ii) zwischen der unteren Abdeckung (v) und der
oberen Abdeckung (vi) positioniert, anschließend die untere Abdeckung (v)
mit der oberen Abdeckung (vi) formschlüssig, stoffschlüssig und/oder
kraftschlüssig
verbunden, und schließlich
die verbundenen untere Abdeckung (v) und obere Abdeckung (vi) mit
der Automobilkarosserie über
Bohrungen (ix) in Fortsätzen
(viii) der oberen Abdeckung (vi) verschraubt, verklebt oder vernietet.
Dabei ist der Einleger (iv) bevorzugt mit der Kolbenstange eines
Stoßdämpfers montiert,
auf der sich ein hohles zylindrisches Dämpfungselement (i) befindet,
wobei das Dämpfungselement
(i) bevorzugt in der unteren Abdeckung (v) positioniert ist.
-
Eine
Verformung des Gehäuserandes,
in dem das Rundlager (ii) positioniert wird, die zu Spannungsrissen
und dem kompletten Ausfall des Rundlagers (ii) und gegebenenfalls
zum Bruch des Dämpferlagergehäuses führen können, werden
erfindungsgemäß vermieden.
-
Die
Vorteile der erfindungsgemäßen Federkonstruktionen
bestehen weiterhin darin, dass aufgrund der lediglich an der oberen
Abdeckung (vi) vorhandenen seitlichen Fort- sätze(viii) bei der Montage an
einer Automobilkarosserie gegenüber
bekannten Federkonstruktionen weniger Bauraum beansprucht wird,
dennoch aber eine ausreichend hohe Belastbarkeit gegenüber mechanischer
Beanspruchung vorhanden ist. Wird der üblicherweise für bekannte Federkonstruktionen
zur Verfügung
stehende Bauraum auch bei der Montage der erfindungsgemäßen Federkonstruktionen
vollständig
genutzt, beispielsweise durch eine Erhöhung der Querschnitte der seitlichen
Fortsätze (viii)
der oberen Abdeckung (vi), resultiert dies in einer erhöhten Belastbarkeit
gegenüber
mechanischer Beanspruchung, beispielsweise einer höheren Steifigkeit.
Aufgrund dieser erhöhten Belastbarkeit
gegenüber
mechanischer Beanspruchung vereinfacht oder ermöglicht die erfindungsgemäße Federkonstruktion überhaupt
erst den Einsatz von Materialien mit einem relativ niedrigen Elastizitätsmodul.
So ist beispielsweise eine Kunststoffausführung der unteren Abdeckung
(v) und der oberen Abdeckung (vi) bevorzugt, was wiederum den Vorteil einer
Gewichtseinsparung mit sich bringt.
-
In
den erfindungsgemäßen Federkonstruktionen
sind die untere Abdeckung (v) und die obere Abdeckung (vi) formschlüssig, stoffschlüssig und/oder
kraftschlüssig
miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt bevorzugt zwischen
der Innenseite der oberen Abdeckung (vi) und der Außenseite
der unteren Abdeckung (v). Der Formschluss, Stoffschluss und/oder
Kraftschluss kann grundsätzlich nach
dem Fachmann bekannten Methoden erfolgen.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Federkonstruktion
ist die untere Abdeckung (v) mit der oberen Abdeckung (vi) durch Schweißen stoffschlüssig verbunden.
Diese Ausführungsform
ist sowohl für
metallische als auch aus thermoplastischem Kunststoff gefertigte
Abdeckungen (v) und (vi) geeignet.
-
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Federkonstruktion
sind die untere Abdeckung (v) und obere Abdeckung (vi) aus thermoplastischem
Kunststoff gefertigt, und die stoffschlüssige Schweißverbindung
der Abdeckungen (v) und (vi) erfolgt durch Vibrationsschweißen, Rotationsreibschweißen, Ultraschallschweißen, Hochfrequenzschweißen oder
Laserstrahlschweißen,
insbesondere Laserstrahlschweißen.
-
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des Laserstrahlschweißens
wird die untere Abdeckung (v) aus einem thermoplastischen Kunststoff
hergestellt, der bezüglich
der eingesetzten Laserstrahlung im wesentlichen transparent ist.
Die obere Abdeckung (vi) wird aus einem thermoplastischen Kunststoff
hergestellt, der die eingesetzte Laserstrahlung möglichst
vollständig
absorbiert. Nach Positionierung der einzelnen Bauteile der Federkonstruktion
wird eine Laserlichtquelle von innen in die zusammengebauten Abdeckungen
(v) und (vi) eingebracht und das Laserstrahlschweißen durchgeführt. Das
geringe beziehungsweise hohe Absorptionsvermögen der thermoplastischen Kunststoffe
für Laserstrahlung
kann durch entsprechende Pigmentierung der thermoplastischen Kunststoffe
nach Bedarf eingestellt werden. Die entsprechenden Stoffe und Verfahren
sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in WO 95/26869 beschrieben.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Federkonstruktion
ist die untere Abdeckung (v) mit der oberen Abdeckung (vi) durch
Kleben stoffschlüssig
verbunden. Diese Ausführungsform
ist sowohl für
metallische als auch aus Kunststoff gefertigte Abdeckungen (v) und
(vi) geeignet. Geeignete Klebstoffe und Verfahren sind dem Fachmann
bekannt.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Federkonstruktion,
die sowohl für
metallische als auch aus Kunststoff gefertigte Abdeckungen (v) und
(vi) geeignet ist, ist die untere Abdeckung (v) mit der oberen Abdeckung
(vi) über
jeweils ineinander greifende Verbindungselemente (xiii) formschlüssig verbunden.
Geeignete Verbindungselemente und Verfahren sind dem Fachmann bekannt.
-
Die
ineinander greifende Verbindungselemente (xiii) können als
in die untere Abdeckung (v) und/oder in die obere Abdeckung (vi)
integrierte Elemente ausgeführt
sein. Sie können
aber auch als separate Elemente der erfindungsgemäßen Federkonstruktionen
ausgeführt
sein.
-
Bevorzugt
werden als ineinander greifende Verbindungselemente (xiii) Gewinde
(xiv), Bajonettverschlussteile oder Schnapphaken verwendet, die als
in die untere Abdeckung (v) und die obere Abdeckung (vi) integrierte
Elemente ausgeführt
sind. Besonders bevorzugt sind Gewinde (xiv).
-
Die
Verbindungselemente (xiii) können
aber beispielsweise auch als einfach herzustellende, in die obere
Abdeckung (vi) integrierte Aussparungen und an der unteren Abdeckung
(v) integrierte Hervorhebungen, welche jeweils ineinander greifen,
ausgeführt
sein, wobei zusätzlich
separat ausgeführte
Verbindungselemente (xiii), beispielsweise ein oder mehrere, bevorzugt
metallische, mit Hervorhebungen versehene Ringsegmente (xv), mit
den in die Abdeckungen (v) und (vi) integrierten Aussparungen und
Hervorhebungen ineinander greifen, beispielsweise um ein axiales
Verschieben der Abdeckungen (v) und (vi) gegeneinander zu verhindern,
und die formschlüssige
Verbindung zu vervollständigen. Selbstverständlich können solche
Aussparungen auch in die untere Abdeckung (v) und solche Hervorhebungen
auch in die obere Abdeckung (vi) integriert sein.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Federkonstruktion,
die sowohl für
metallische als auch aus Kunststoff gefertigte Abdeckungen (v) und
(vi) geeignet ist, bevorzugt aber für Federkonstruktionen in Hybridbauweise,
das heißt,
eine Abdeckung (v) oder (vi) ist aus metallischem Werkstoff, die
andere Abdeckung (vi) oder (v) ist aus thermoplastischem Kunststoff
gefertigt, ist die untere Abdeckung (v) mit der oberen Abdeckung
(vi) über
sogenannte Stanzkrägen
formschlüs sig
verbunden. Diese Verbindungstechnik, bei der beispielsweise Metall-
und Kunststoffbauteile aufeinander gelegt und mithilfe eines mit
Dornen oder ähnlichen
Vorsprüngen
versehenen Fügewerkzeuges
zusammengepresst werden, wobei die gebildeten metallischen Stanzkrägen in das
Kunststoffteil eindringen und die Verbindung herbeiführen (alternativ
können
die Metallbauteile auch vorgestanzt werden und in einem anschließenden Fügeschritt
mit dem Kunststoffbauteil zusammengepresst werden), sind dem Fachmann
bekannt und beispielsweise in WO 03/06235 und WO 03/06834 beschrieben.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Federkonstruktion
ist die untere Abdeckung (v) mit der oberen Abdeckung (vi) kraftschlüssig verbunden.
Diese Ausführungsform
ist sowohl für
metallische als auch aus Kunststoff gefertigte Abdeckungen (v) und
(vi) geeignet. Die kraftschlüssige
Verbindung kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass der
Innendurchmesser der oberen Abdeckung (vi) genauso groß oder wenig kleiner
ist wie der Außendurchmesser
der unteren Abdeckung (v), die obere Abdeckung (vi) so weit erwärmt wird,
dass sie über
die untere Abdeckung (v) geschoben werden kann, und durch Abkühlen der oberen
Abdeckung (vi) ein Aufschrumpfen der oberen Abdeckung (vi) auf die
untere Abdeckung (v) erfolgt. Es kann aber auch eine oder beide
Abdeckungen (v) oder (vi) in axialer Richtung konisch zulaufend
sein, so dass beim Zusammenschieben der Abdeckungen eine Verkeilung
erfolgt. Geeignete Verfahren sind dem Fachmann ebenfalls bekannt.
-
Beispielhafte,
bevorzugte erfindungsgemäße Federkonstruktionen
sind im Detail in den 1 bis 6 dargestellt. Die 1, 3 und 5 zeigen
Federkonstruktionen, bei denen die Zusatzfeder, d.h. das Dämpfungselement
(i), jeweils von unten in die untere Abdeckung (v) positioniert
wird und von dem Lagerelement (iii) durch einen Rand, auch Trennelement (xxx)
genannt, der unteren Abdeckung (v) getrennt ist. Durch diesen Rand
(xxx) wird ein stabiler Sitz sowohl des Dämpfungselementes (i) als auch
des Lagerelementes (iii) unterstützt.
Die 2, 4 und 6 stellen
die in 1, 3 und 5 dargestellte Federkonstruktion im Querschnitt
dar.
-
In
einer alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Federkonstruktion,
die nicht anhand von Zeichnungen dargestellt wird, wird das Dämpfungselement
von oben in die untere Abdeckung gesteckt und durch eine Kante des
Dämpfungselementes,
die auf einem entsprechenden Absatz der unteren Abdeckung positioniert
wird, in der unteren Abdeckung fixiert. Bei dieser Ausgestaltungsform
liegt zwischen Dämpfungselement
und Lagerelement bevorzugt ein Trennelement vor, das nicht Teil
der unteren Abdeckung ist sondern nach dem Einfügen des Dämpfungselementes in die untere
Abdeckung auf dem oberen Rand des Dämpfungselementes positioniert
wird. Zeichnungen, die diesen Aspekt der erfindungsgemäßen Federkonstruktionen veranschauli chen,
werden in der Deutschen Patentanmeldung 10309202.1 (Aktenzeichen)
widergegeben.
-
Als
Fortsätze
(viii), die über
Bohrungen (ix) ausschließlich
zur Befestigung an einer Automobilkarosserie dienen, kommen beispielsweise
entsprechende Ränder
oder Ausstülpungen
auf der äußeren Oberfläche der
oberen Abdeckung (vi) in Frage, wobei der oder die Fortsätze (viii)
bevorzugt am unteren Rand der oberen Abdeckung (vi) positioniert
sind. Bei den Abdeckungen (v) und (vi) handelt es sich bevorzugt
um zylindrische Formkörper,
wobei die obere Abdeckung (vi) auf der äußeren Oberfläche zusätzlich die
Fortsätze
(viii) aufweist. Die Dicke der Fortsätze (viii) (d.h. die Abmessung
in axialer Richtung) beträgt
bevorzugt zwischen 2 mm und 20 mm. Die Fortsätze (viii) sind horizontal
oder in einem Winkel zur axialen Ausrichtung, bevorzugt horizontal,
d.h. insbesondere senkrecht zur axialen Ausrichtung der Federkonstruktion
ausgerichtet. Sie können
in der Richtung senkrecht dazu je nach Karosserieform zusätzlich geneigt
sein. Dabei ist die axiale Ausrichtung definiert durch die Richtung
des Hohlraums des Dämpfungselementes
(i), insbesondere durch die Ausrichtung einer Kolbenstange. Bei
den Fortsätzen (viii)
kann es sich jeweils um einen Fortsatz handeln, der um den gesamten
Umfang der oberen Abdeckung (vi) läuft oder um begrenzte Fortsätze wie
in den 1 bis 6 dargestellt. In den Figuren
werden Abdeckungen (vi) offenbart, die jeweils über zwei Fortsätze (viii)
verfügen.
Bevorzugt kann die obere Abdeckung (vi) über mindestens eine, bevorzugt
2 bis 8, besonders bevorzugt 2 bis 4 Fortsätze (viii) verfügen.
-
In
der oder den Fortsätzen
(viii) befinden sich bevorzugt Bohrungen (ix), die der Montage der
Federkonstruktion mit der Karosserie, beispielsweise durch Vernieten
oder Verschrauben durch diese entsprechenden Bohrungen (ix), dienen.
Bevorzugt liegen in den Fortsätzen
(viii) mindestens zwei, bevorzugt 2 bis 8, besonders bevorzugt 2
bis 4 Bohrungen (ix) vor.
-
Die
Verbindung der unteren Abdeckung (v) mit der oberen Abdeckung (vi)
kann nach den bereits beschriebenen Verfahren erfolgen.
-
Bei
der durch 1 und 2 widergegebenen Federkonstruktion
wird die Verbindung der oberen Abdeckung (vi) mit der unteren Abdeckung
(v) stoffschlüssig
durch Schweißen,
insbesondere Laserschweißen,
oder Kleben, bevorzugt entlang des überlappenden zylindrischen
Umfangs der Abdeckungen (v) und (vi), erzielt. Eine axiale Positionierung
der unteren Abdeckung (v) gegenüber
der oberen Abdeckung (vi) und damit das Aufbringen einer entsprechenden
Vorspannkraft auf das Lagerelement (iii) kann durch einen zusätzlichen
Rand am unteren Ende der unteren Abdeckung (v) erfolgen (in den
Zeichnungen nicht wiedergegeben), der nach außen gerichtet ist und beim
Zusammendrücken
der beiden Abdeckungen (v) und (vi) gegenüber der oberen Abdeckung (vi)
als „Anschlag" wirkt. Die Einstellbarkeit
der Vorspannkraft kann aber auch durch ein weggesteuertes Zusammendrücken der
beiden Abdeckungen (v) und (vi) mittels eines Kolbens vor dem Verbinden
erfolgen.
-
Bei
der durch 3 und 4 widergegebenen Federkonstruktion
wird die Verbindung der oberen Abdeckung (vi) mit der unteren Abdeckung
(v) formschlüssig
durch Verschrauben der jeweils mit Gewinde (xiv) versehenen Abdeckungen
(v) und (vi) erzielt. Hier erfolgt die Einstellung der Vorspannkraft
durch das entsprechende Eindrehen des Gewindes (xiv) um einen definierten
Betrag.
-
Bei
der durch 5 und 6 widergegebenen Federkonstruktion
wird die Verbindung der oberen Abdeckung (vi) mit der unteren Abdeckung
(v) formschlüssig
durch ineinander greifende Verbindungselemente (xiii) erzielt. Die
Verbindungselemente (xiii) sind ausgeführt als einfach herzustellende,
in die obere Abdeckung (vi) integrierte Aussparungen und an der
unteren Abdeckung (v) integrierte Hervorhebungen, welche beim Zusammendrücken der
Abdeckungen (v) und (vi) jeweils ineinandergreifen. Als separat
ausgeführte
Verbindungselemente (xiii) werden anschließend drei, bevorzugt metallische,
mit Hervorhebungen versehene Ringsegmente (xv) von außen eingesetzt,
um ein axiales Verschieben der Abdeckungen (v) und (vi) gegeneinander
zu verhindern und die formschlüssige
Verbindung zu vervollständigen.
-
Dargestellt
ist jeweils eine ungerade Anzahl von Aussparungen und Hervorhebungen über dem Umfang,
wodurch sich im Schnitt (6)
links und rechts jeweils die entsprechende Positionierung der Aussparungen
und Hervorhebungen zu einander und das Zusammenspiel mit einander
ergibt.
-
Bevorzugt
liegt das Lagerelement (iii) durch das Verbinden der unteren Abdeckung
(v) mit der oberen Abdeckung (vi) zwischen der unteren Abdeckung
(v) und der oberen Abdeckung (vi) unter Druck fixiert vor, d.h.
unter Vorspannung, insbesondere in einer Vorspannung, die 5 bis
30 % der Rundlagerhöhe
in axialer Richtung beträgt.
-
Bevorzugt
wird lediglich das Lagerelement (iii) zwischen der unteren Abdeckung
(v) und der oberen Abdeckung (vi), bevorzugt durch direkten Kontakt mit
der unteren Abdeckung (v) und der oberen Abdeckung (vi), fixiert.
Der Einleger (iv) wird bevorzugt lediglich über das Lagerelement (iii)
mit der unteren (v) bzw. oberen Abdeckung (vi) befestigt und ist
entsprechend bevorzugt elastisch in den Abdeckungen (v) und (vi)
gelagert. An dem Einleger (iv) kann bevorzugt die Kolbenstange des
Stoßdämpfers verschraubt
werden, was bevorzugt dazu führt,
dass auftretende Kräfte
des Stoßdämpfers über das
Lagerelement (iii) gedämpft
in die Karosserie gehen. Bevorzugt ist somit das Lagerelement (iii),
nicht aber der Einleger (iv), durch Kontakt mit der unteren Abdeckung
(v) sowie der oberen Abdeckung (vi) fixiert.
-
In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung kann
die Federkonstruktion eine Kolbenstange eines Stoßdämpfers enthalten. Dabei
wird die Kolbenstange bevorzugt in den Hohlräumen des Dämpfungselementes (i), der unteren Abdeckung
(v) und des Einlegers (iv) positioniert und besonders bevorzugt
an dem Einleger (iv) befestigt. Der gemeinsame Hohlraum, in dem
die Kolbenstange zum Liegen kommt, ist den 2, 4 und 6 deutlich zu entnehmen.
Bevorzugt weist somit die untere Abdeckung (v) einen Hohlraum auf
und besonders bevorzugt bilden die Hohlräume des Einlegers (iv), der unteren
Abdeckung (v) und des Dämpfungselementes
(i) einen durchgehenden Hohlraum bevorzugt in axialer Richtung,
wobei bevorzugt in diesem Hohlraum eine Kolbenstange positioniert
ist, die mit dem Einleger (iv) befestigt ist.
-
Bevorzugt
liegt zwischen dem Dämpfungselement
(i) und dem Lagerelement (iii) eine Trennelement (xxx) vor. Dieses
Trennelement (xxx) dient sowohl dem besseren Sitz des Dämpfungselementes (i)
in der unteren Abdeckung (v) als auch einer Entkopplung der beiden
elastischen Elemente (i) und (iii). Das Trennelement (xxx) kann
sowohl Teil der unteren Abdeckung (v) sein als auch als externes
Teil in die untere Abdeckung (v) eingefügt werden. Bevorzugt ist das
Trennelement (xxx) Teil der unteren Abdeckung (v), beispielsweise
ein Rand. Um einen möglichst
sicheren Sitz des Dämpfungselementes
(i) in der unteren Abdeckung (v) zu ermöglichen, kann die untere Abdeckung
(v) einen Rand (xxv) aufweisen, der bevorzugt passgenau einen Teil
des Dämpfungselementes
(i) umschließt
und damit das Dämpfungselement
(i) in der unteren Abdeckung (v) fixiert. Bevorzugt ist somit, dass
das Dämpfungselement
(i) zumindest teilweise von einem Rand (xxv) der unteren Abdeckung
(v) umfasst wird.
-
Zu
den einzelnen Elementen der erfindungsgemäßen Federkonstruktion ist ansonsten
Folgendes auszuführen:
Die
untere Abdeckung (v) und die obere Abdeckung (vi), die geschlossen
oder wie die untere Abdeckung (v) mit einer mittigen Bohrung vorliegen
kann, können auf
allgemein bekannten bevorzugt harten Materialien basieren, beispielsweise
Metallen oder harten Kunststoffen, z.B. thermoplastischen Kunststoffen wie
Polyurethan, Polyoxymethylen, Polyester, Polyolefine, Styrol(co)polymerisaten,
Polysulfon, Polyethersulfon, Polyphenylensulfid, Polyamid oder deren Blends.
Besonders geeignete Materialien für die untere Abdeckung (v)
und die obere Abdeckung (vi) sind dem Fachmann bekannte oder zugängliche, thermoplastische,
ungefüllte
oder faserverstärkte und/oder
mineralgefüllte,
insbesondere mit 5 bis 70 Gew.-% Glasfasern gefüllte, Kunststoffe, insbesondere
thermoplastische teilkristalline oder amorphe Kunststoffe wie beispielsweise
Poly urethan, Polyamid-6 und Polyamid-6.6, Polyethylen- und Polybutylenterephthalat,
Polyoxymethylen, Polyethylen, Polypropylen oder Acrylnitril-Butadien-Styrol.
Ganz besonders geeignet sind Polyamid-6 und Polyamid-6.6, insbesondere
glasfaserverstärktes
Polyamid-6 und Polyamid-6.6.
-
Die
genannten Materialien sowie Verfahren zu deren Herstellung und Verarbeitung,
insbesondere Formgebungsverfahren, sind dem Fachmann bekannt und
kommerziell verfügbar.
-
Der äußere Durchmesser
der unteren (v) und oberen Abdeckung (vi) beträgt bevorzugt zwischen 30 mm
und 200 mm. Die Gesamthöhe
der unteren Abdeckung (v) und der oberen Abdeckung (vi) im montierten
Zustand beträgt
bevorzugt zwischen 50 mm und 200 mm.
-
Die
Herstellung der Abdeckungen (v) und (vi) der erfindungsgemäßen Federkonstruktionen
kann prinzipiell nach allen dem Fachmann bekannten und gängigen Formgebungsverfahren
erfolgen, bei der Herstellung aus thermoplastischem Kunststoff beispielsweise
dem Spritzgießen
oder dem Extrudieren, bevorzugt dem Spritzgießen.
-
Der
Einleger (iv) kann grundsätzlich
auf allgemein bekannten bevorzugt harten Materialien basieren, wie
sie bereits für
Abdeckungen (v) und (vi) beschrieben wurden, beispielsweise Metallen
oder harten Kunststoffen, z.B. thermoplastischen Kunststoffen wie
Polyurethan, Polyoxymethylen, Polyester, Polyolefine, Styrol(co)polymerisaten,
Polysulfon, Polyethersulfon, Polyphenylensulfid, Polyamid oder deren
Blends. Besonders bevorzugt sind Metalle, insbesondere Stahl oder
Aluminium. Der äußere Durchmesser
des Einlegers (iv) beträgt
bevorzugt zwischen 30 mm und 90 mm, besonders bevorzugt zwischen
15 mm und 60 mm.
-
Bevorzugt
weist das Dämpfungselement
(i) mindestens eine umlaufende Einschnürung (x) auf der äußeren Oberfläche auf.
Bevorzugt besitzt das Dämpfungselement
(i) an dem dem Befestigungstopf (v) abgewandten Ende eine umlaufende
Lippe (xi). Diese geometrischen Ausgestaltungen dienen der eingangs
beschriebenen Optimierung des Federungsverhaltens und damit des
Fahrkomforts. Der Durchmesser des Dämpfungselementes (i) beträgt bevorzugt
zwischen 30 mm und 80 mm. Die Höhe des
Dämpfungselementes
(i) beträgt
bevorzugt zwischen 15 mm und 100 mm, besonders bevorzugt zwischen
15 mm und 60 mm.
-
Die
erfindungsgemäßen Dämpfungselemente
(i) und die Lagerelemente (iii) basieren bevorzugt auf Elastomeren,
zum Beispiel Gummi und/oder Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten,
beispielsweise Polyurethanen und/oder Polyharnstoffen, bei spielsweise
Polyurethanelastomeren, die gegebenenfalls Harnstoffstrukturen enthalten
können.
Bevorzugt handelt es sich bei den Elastomeren um mikrozellige Elastomere
auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, bevorzugt
mit Zellen mit einem Durchmesser von 0,01 mm bis 0,5 mm, besonders bevorzugt
0,01 bis 0,15 mm. Besonders bevorzugt besitzen die Elastomere die
eingangs dargestellten physikalischen Eigenschaften. Elastomere
auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten und ihre
Herstellung sind allgemein bekannt und vielfältig beschreiben, beispielsweise
in EP-A 62 835, EP-A 36 994, EP-A 250 969, DE-A 195 48 770 und DE-A
195 48 771.
-
Die
Herstellung erfolgt üblicherweise
durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen.
-
Die
Elastomere auf der Basis von zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte
werden üblicherweise
in einer Form hergestellt, in der man die reaktiven Ausgangskomponenten
miteinander umsetzt. Als Formen kommen hierbei allgemein übliche Formen
in Frage, beispielsweise Metallformen, die aufgrund ihrer Form die
erfindungsgemäße dreidimensionale
Form des Federelements gewährleisten. Die
Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte kann nach allgemein
bekannten Verfahren erfolgen, beispielsweise indem man in einem
ein- oder zweistufigen Prozess die folgenden Ausgangsstoffe einsetzt:
- (a) Isocyanat,
- (b) gegenüber
Isocyanaten reaktiven Verbindungen,
- (c) Wasser und gegebenenfalls
- (d) Katalysatoren,
- (e) Treibmittel und/oder
- (f) Hilfs- und/oder Zusatzstoffe, beispielsweise Polysiloxane
und/oder Fettsäuresulfonate.
-
Die
Oberflächentemperatur
der Forminnenwand beträgt üblicherweise
40 bis 95°C,
bevorzugt 50 bis 90°C.
-
Die
Herstellung der Formteile wird bevorzugt bei einem NCO/OH-Verhältnis von
0,85 bis 1,20 durchgeführt,
wobei die erwärmten
Ausgangskomponenten gemischt und in einer der gewünschten
Formteildichte entsprechenden Menge in ein beheiztes, bevorzugt
dichtschließendes
Formwerkzeug gebracht werden. Die Formteile sind nach 5 bis 60 Minuten
ausgehärtet
und damit entformbar. Die Menge des in das Formwerkzeug eingebrachten
Reaktionsgemisches wird üblicherweise
so bemessen, dass die erhaltenen Formkörper die bereits dargestellte Dichte
aufweisen. Die Ausgangskomponen ten werden üblicherweise mit einer Temperatur
von 15 bis 120°C,
vorzugsweise von 30 bis 110°C,
in das Formwerkzeug eingebracht. Die Verdichtungsgrade zur Herstellung
der Formkörper
liegen zwischen 1,1 und 8, vorzugsweise zwischen 2 und 6.
-
Der äußere Durchmesser
des Lagerelementes (iii) beträgt
bevorzugt zwischen 40 mm und 120 mm. Der innere Durchmesser, d.h.
der Durchmesser des Hohlraumes des Lagerelementes (iii) beträgt bevorzugt
zwischen 10 mm und 80 mm. Der Einleger (iv) kann bevorzugt in das
Lagerelement (iii) geclipst werden, beispielsweise in eine Kerbe,
die auf der inneren Oberfläche
des Lagerelementes (iii) vorliegt.
-
Die
Durchmesser der Hohlräume
in (iv), (v) und (i) sowie gegebenenfalls (xxx) betragen bevorzugt
zwischen 10 mm und 80 mm.
-
- i
- Dämpfungselement
- ii
- Rundlager
- iii
- Lagerelement
- iv
- Einleger
- v
- untere
Abdeckung
- vi
- obere
Abdeckung
- viii
- seitlicher
Fortsatz
- ix
- Bohrung
- x
- Einschnürung
- xi
- Lippe
- xiii
- ineinander
greifende Verbindungselemente
- xiv
- Gewinde
- xv
- Ringsegment
- xxv
- Rand
- xxx
- Trennelement