DE10344102B3 - Spring carrier with auxiliary spring for movable components has outer contour with screw profile corresponding to rise of carrier spring - Google Patents

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Abstract

The spring carrier has its outer contour (15) with a screw profile, which correspond to the rise of the carrier spring (3). An auxiliary spring (11) has a lengthwise sections (11a, 11b, 11c) of different diameters. The spacing between the spring windings of the carrier spring is smaller than the limit of the extrusion measurement of the carrier spring when the auxiliary spring contacts the carrier spring.

Description

Die Erfindung betrifft einen Federträger mit einer Zusatzfeder entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a spring carrier with an additional spring according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 73 08 193 U1 ist ein Federträger bekannt, dessen Fahrzeugtragfeder eine Zusatzfeder hubabhängig parallel geschaltet ist. Damit wird die Federrate des Federträgers im Sinne einer progressiven Federkennlinie verändert. Die Fahrzeugtragfeder und die Zusatzfeder sind als zwei räumlich völlig getrennte Bauteile ausgeführt.From the DE 73 08 193 U1 a spring carrier is known, the vehicle suspension spring an additional spring is connected in parallel depending on the stroke. Thus, the spring rate of the spring carrier is changed in the sense of a progressive spring characteristic. The vehicle suspension spring and the auxiliary spring are designed as two spatially completely separate components.

Die Zusatzfeder besteht häufig aus einem zelligen Elastomer in Verbindung mit einer profilierten Außenkontur. In der DE 73 08 193 U1 kommen Materialverdichtungsstellen in Verbindung mit trapezförmigen Biegeeinschnitten zur Anwendung, so dass ein umlaufenden Rippenprofil entsteht.The additional spring often consists of a cellular elastomer in conjunction with a profiled outer contour. In the DE 73 08 193 U1 Material compaction points are used in conjunction with trapezoidal bending cuts, so that a circumferential rib profile is formed.

Eine Zusatzfeder ist hinsichtlich ihrer Belastung begrenzt, wobei man zur Steigerung der Federrate und/oder zum Verlängerung der Dauerfestigkeit Armierungsringe vor sieht, die die Zusatzfeder zumindest auf einem Längenbereich radial abstützen. Beispielhaft wird auf die DE 101 24 924 A und die DE 101 57 325 A verwiesen.An additional spring is limited in terms of their load, it being seen to increase the spring rate and / or to extend the fatigue strength reinforcing rings, which radially support the additional spring at least over a length range. Exemplary is on the DE 101 24 924 A and the DE 101 57 325 A directed.

Ein ganz anderes Prinzip mit dem Ziel einer progressiven Federkraftkennlinie wird in der DE 36 27 714 A1 verfolgt. In die schraubenförmige Tragfeder wird ein Abstandselement eingelegt, das der Form der Tragfeder angepasst ist und aus einem elastischen Werkstoff besteht. Wenn die Tragfeder auf eine bestimmte Länge zusammengedrückt ist, dann klemmen zwei aufeinander folgende Windungen das Abstandselement ein, wodurch diese beiden Windungen in ihrem Federweg eingeschränkt sind, so dass die Federrate der Tragfeder deutlich ansteigt. Damit das Abstandselement radial ausreichend geführt ist, verfügt es zumindest auf einer Seite über ein Hohlkehlprofil, dass die Tragfeder radial nach innen und außen übergreift. Folglich vergrößert sich der notwendige Bauraum für die Tragfeder um das Überstandsmaß des Abstandselements.A completely different principle with the goal of a progressive spring force characteristic is in the DE 36 27 714 A1 tracked. In the helical suspension spring, a spacer element is inserted, which is adapted to the shape of the suspension spring and consists of an elastic material. If the suspension spring is compressed to a certain length, then clamp two consecutive turns the spacer, whereby these two windings are limited in their travel, so that the spring rate of the suspension spring increases significantly. So that the spacer is guided radially enough, it has at least on one side of a groove profile that the support spring engages radially inwardly and outwardly. Consequently, the necessary space for the suspension spring to the supernatant of the spacer increases.

Die gattungsbildende FR 1 035 139 beschreibt einen Federträger, umfassend eine Tragfeder zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen, mit einer koaxial zur Tragfeder angeordneten Zusatzfeder, die hubabhängig der Tragfeder funktional parallel geschaltet ist, wobei die Zusatzfeder bei einer Federbewegung eine Durchmesseränderung ausführt, wobei der radiale Abstand zur Tragfeder und die Durchmesseränderung der Zusatzfeder derart gewählt sind, dass die Zusatzfeder bei einer Stauchbewegung des Federträgers zumindest auf einem Längenabschnitt am inneren Windungsdurchmesser der Tragfeder anliegt.The generic FR 1 035 139 describes a spring carrier, comprising a suspension spring between two relatively movable components, arranged coaxially with the suspension spring auxiliary spring, the hubabhängig the suspension spring is functionally connected in parallel, the additional spring in a spring movement performs a change in diameter, wherein the radial distance to the suspension spring and the change in diameter the additional spring are chosen such that the additional spring rests at a compressive movement of the spring carrier at least on a longitudinal section on the inner winding diameter of the suspension spring.

Ein weiteres Problem bei der Verwendung des Abstandselements besteht darin, dass es eine axial fixierte Einbaulauge innerhalb der Tragfeder während seiner Betriebsdauer beibehalten sollte.One Another problem with the use of the spacer element consists in that there is an axially fixed mounting eye within the suspension spring during its Operating time should be maintained.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Realisierung eines Federträgers mit einer Zusatzfeder, wobei die Zusatzfeder eine radiale Abstützung aufweist, jedoch gleichzeitig auch bei radial sehr kleinen Bauräumen einsetzbar ist.The Object of the present invention consists in the realization of a spring support with an additional spring, wherein the additional spring has a radial support, but at the same time also be used with radially very small spaces is.

Erfindungsgemäß besteht eine erste Lösung darin, die Außenkontur mit einem Schraubenprofil entsprechend der Steigung der Tragfeder ausgeführt ist.According to the invention a first solution in it, the outer contour with a screw profile corresponding to the pitch of the suspension spring is executed.

Damit wird eine partielle axiale Stauchung der Zusatzfeder vermieden und eine gleichmäßig Vorspannung zwischen den Windungen der Tragfeder erreicht.In order to a partial axial compression of the auxiliary spring is avoided and a uniform preload reached between the turns of the suspension spring.

Eine weitere erfindungsgmäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass die Zusatzfeder mit Längenabschnitten mit verschiedenen Durchmessern ausgeführt. Aufgrund dieser Ausgestaltung findet ein belastungsabhängiges Eindringen der Zusatzfeder in die Windungen der Tragfeder statt, so dass eine auch eine belastungsabhängige Beeinflussung der Federkraftkennlinie des Federträgers vorliegt. Bei einer kleineren Belastung kommt auch nur ein Längenabschnitt der Zusatzfeder mit der Tragfeder in Kontakt, während bei maximaler Belastung zusätzlich u. U. noch weitere Längenabschnitt in die Windungen der Tragfeder eingreifen. Der große Vorteil besteht darin, dass die Tragfeder für die Zusatzfeder die Funktion einer Armierung übernimmt, ohne dass diese bereits in der Zusatzfeder als Bauteil vorhanden sein muss.A further erfindungsgmäße solution draws characterized in that the additional spring with length sections with different Diameters executed. Due to this configuration is a load-dependent intrusion the additional spring takes place in the turns of the suspension spring, leaving a also a burden-dependent Influencing the spring force characteristic of the spring carrier is present. At a smaller load comes only a length the auxiliary spring in contact with the suspension spring, while at maximum load additionally u. U. even more length section engage in the turns of the suspension spring. the big advantage is that the suspension spring for the auxiliary spring the function a reinforcement takes over, without these already present in the auxiliary spring as a component have to be.

Dabei ist für eine erste Variante vorgesehen, dass der Abstand zwischen den federnden Windungen der Tragfeder bei einem Kontakt der Zusatzfeder mit der Tragfeder kleiner als ein Grenzextrusionsmass der Zusatzfeder. Die Tragfeder muss nicht auf ihr Blockmass gestaucht werden, um eine Armierungsfunktion zu übernehmen. Verschiedene Werkstoffe haben jeweils ein eigenes Grenzextrusionsmass, unterhalb dessen ein Eindringen von Werkstoff in Spalte nicht mehr auftritt. Dieser Effekt hat zur Folge, dass die Tragfeder trotz der federnden Windungen für die Zusatzfeder wie eine geschlossene Hülle wirkt und eine ideale radiale Abstützung bildet.there is for a first variant provided that the distance between the resilient Windings of the suspension spring at a contact of the auxiliary spring with the Suspension spring smaller than a limit extrusion dimension of the additional spring. The Suspension spring does not have to be compressed to its block size to one Reinforcing function to take over. Different materials each have their own limit extrusion size, below which penetration of material in column is no longer possible occurs. This effect has the consequence that the suspension spring despite the resilient turns for the auxiliary spring acts like a closed shell and an ideal radial support forms.

Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die Zusatzfeder radial in den Bereich zwischen den Windungen der Tragfeder verformt wird. Damit werden zwei Ziele erreicht. Zum einen liegt eine radiale Abstützung der Zusatzfeder durch die Windungen der Tragfeder vor und zum anderen werden federnde Windungen der Tragfeder durch das Eindringen der Zusatzfeder in den Windungsbereich der Tragfeder zu blockierten Windungen, wodurch sich die Federrate des Federträgers merklich vergrößern lässt.Alternatively, there is the possibility that the additional spring radially into the area between the Win the suspension spring is deformed. This achieves two goals. On the one hand, there is a radial support of the auxiliary spring through the turns of the suspension spring and on the other spring elastic windings of the suspension spring by the penetration of the auxiliary spring in the winding region of the suspension spring to blocked turns, which can increase the spring rate of the spring carrier noticeably.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.Based The following description of the figures, the invention will be explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

1 Ausschnitt aus einem Federträger in einem entspannten Zustand 1 Detail of a spring carrier in a relaxed state

2 Federträger nach 1 im belasteten Zustand 2 Spring carrier after 1 in the loaded condition

Die 1 zeigt einen Federträger 1 mit einer Tragfeder 3 in der Bauform einer Schraubendruckfeder, die zweischen zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen verspannt ist. Vielfach ist der Federträger als ein Federbein in der Bauform eines Schwingungsdämpfers ausgeführt und verfügt dann über eine axial bewegliche Kolbenstange 5 in einem mit einem Dämpfmedium gefüllten Zylinder 7. Die Kolbenstange 5 und das obere Ende der Tragfeder 3 bewegen sich synchron. Zur Verdeutlichung ist ein Federteller 9 dargestellt, der sich an der Kolbenstange abstützt. Der Federträger verfügt über einen unteren nicht dargestellten Federteller.The 1 shows a spring carrier 1 with a suspension spring 3 in the design of a helical compression spring, which is braced two two relatively movable components. In many cases, the spring carrier is designed as a shock absorber in the design of a vibration damper and then has an axially movable piston rod 5 in a cylinder filled with a damping medium 7 , The piston rod 5 and the upper end of the suspension spring 3 move in sync. To clarify is a spring plate 9 represented, which is supported on the piston rod. The spring carrier has a lower spring plate, not shown.

Bei der Anwendung des Federträgers in einem Fahrzeug will man z.B. zur Abstützung größerer Lasten eine progressive Federkraftkennlinie erreichen. Dazu wird eine Zusatzfeder 11 verwendet, die hubabhängig der Tragfeder funktional parallel geschaltet ist. Räumlich ist die Zusatzfeder 11 koaxial zu der Tragfeder 3 angeordnet und bewegt sich synchron mit der Kolbenstange. Ab einer bestimmten Hublage kommt die Zusatzfeder auf der oberen Stirnfläche 13 des Zylinders 7 zur Anlage und wird dabei axial gestaucht. Mit der Staubewegung ist eine radiale Durchmesseränderung der Zusatzfeder verbunden.When using the spring carrier in a vehicle to achieve, for example, to support larger loads a progressive spring force characteristic. This is an additional spring 11 used, the stroke dependent of the suspension spring is functionally connected in parallel. Spatial is the additional spring 11 coaxial with the suspension spring 3 arranged and moves synchronously with the piston rod. From a certain stroke position, the additional spring comes on the upper face 13 of the cylinder 7 to the plant and is compressed axially. With the dust movement a radial change in diameter of the auxiliary spring is connected.

Die Zusatzfeder verfügt über eine profilierte Außenkontur 15, angenähert einem Schraubenprofil entsprechend der Steigung der Tragfeder 3, wobei diese Konstuktionsdetial für die Erfindung nicht zwingend notwendig ist. Des weiteren weist die Zusatzfeder Längenabschnitte 11a; 11b; 11c mit verschiedenen Durchmessern auf. Am oberen Ende entspricht der Außendurchmesser der Zusatzfeder 11 dem Innendurchmesser der Tragfeder 3. Es schließen sich in Richtung der Stirnfläche des Zylinders zwei Längenabschnitte 11b; 11c an, in deren Bereich die Zusatzfeder abgestuft einen kleineren Außendurchmesser aufweist, um eine entsprechend progressive Federkraftkennlinie zu erreichen. Je größer das zu komprimierende Volumen ist, um so größer ist die Federrate.The additional spring has a profiled outer contour 15 , Approximated a screw profile according to the slope of the suspension spring 3 , wherein this Konstuktionsdetial for the invention is not mandatory. Furthermore, the additional spring has longitudinal sections 11a ; 11b ; 11c with different diameters. At the upper end corresponds to the outer diameter of the auxiliary spring 11 the inner diameter of the suspension spring 3 , It close in the direction of the end face of the cylinder two lengths 11b ; 11c at, in the region of the additional spring graded has a smaller outer diameter in order to achieve a correspondingly progressive spring force characteristic. The larger the volume to be compressed, the larger the spring rate.

Die 2 zeigt den Federträger entsprechend der 1 in der maximal verkürzten Betriebsstellung. Aufgrund der Stauchbewegung des Federträgers 1 liegt die Zusatzfeder 11 zumindest auf einem Längenabschnitt aufgrund der Durchmesseränderung am inneren Windungsdurchmesser der Tragfeder 3 an. Damit bildet die Tragfeder 3 für die Zusatzfeder eine nach radial außen abstützende Armierung. Der Abstand zwischen den federnden Windungen der Tragfeder ist bei dem Kontakt der Zusatzfeder mit der Tragfeder kleiner als ein Grenzextrusionsmass der Zusatzfeder. Die Zusatzfeder wird zwar. gezielt radial in den Bereich zwischen den Windungen der Tragfeder verformt, wird jedoch nicht bis zur Zerstörung ver quetscht, so dass einerseits ein reibschädigender Einfluss zwischen zwei folgenden Windungen der Tragfeder vermieden und gleichzeitig eine zusätzliche Federratensteigerung aufgrund der Blockierwirkung der Windungen mit der zwischenliegender Zusatzfeder erreicht wird.The 2 shows the spring carrier according to the 1 in the maximum shortened operating position. Due to the compression movement of the spring carrier 1 is the additional spring 11 at least on a longitudinal section due to the change in diameter at the inner coil diameter of the suspension spring 3 at. This forms the suspension spring 3 for the additional spring a radially outwardly supporting reinforcement. The distance between the resilient turns of the suspension spring is smaller in the contact of the auxiliary spring with the suspension spring than a Grenzxtrusionsmass the additional spring. The additional spring is indeed. selectively deformed radially into the region between the turns of the suspension spring, but is not ver squeezes to destruction, so that on the one hand avoided a reibschädigender influence between two subsequent turns of the suspension spring and at the same time an additional spring rate increase due to the blocking effect of the turns is achieved with the intermediate auxiliary spring ,

Claims (4)

Federträger, umfassend eine Tragfeder zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen, mit einer koaxial zur Tragfeder angeordneten Zusatzfeder, die hubabhängig der Tragfeder funktional parallel geschaltet ist, wobei die Zusatzfeder bei einer Federbewegung eine Durchmesseränderung ausführt, wobei der radiale Abstand zur Tragfeder und die Durchmesseränderung der Zusatzfeder derart gewählt sind, dass die Zusatzfeder bei einer Stauchbewegung des Federträgers zumindest auf einem Längenabschnitt am inneren Windungsdurchmesser der Tragfeder anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (15) mit einem Schraubenprofil entsprechend der Steigung der Tragfeder (3) ausgeführt ist.Spring carrier, comprising a suspension spring between two relatively movable components, arranged coaxially with the suspension spring auxiliary spring, the hubabhängig the suspension spring is functionally connected in parallel, wherein the additional spring performs a change in diameter during a spring movement, wherein the radial distance to the suspension spring and the change in diameter of the auxiliary spring are selected such that the auxiliary spring rests at a compressive movement of the spring carrier at least on a longitudinal section on the inner winding diameter of the suspension spring, characterized in that the outer contour ( 15 ) with a screw profile corresponding to the pitch of the suspension spring ( 3 ) is executed. Federträger nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzfeder (11) Längenabschnitte (11a; 11b; 11c) mit verschiedenen Durchmessern aufweist.Spring carrier according to the preamble of claim 1, characterized in that the additional spring ( 11 ) Length sections ( 11a ; 11b ; 11c ) with different diameters. Federträger nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den federnden Windungen der Tragfeder (3) bei einem Kontakt der Zusatzfeder (11) mit der Tragfeder (3) kleiner als ein Grenzextrusionsmass der Zusatzfeder (11) ist.Spring carrier according to claims 1 or 2, characterized in that the distance between the resilient turns of the suspension spring ( 3 ) upon contact of the auxiliary spring ( 11 ) with the suspension spring ( 3 ) smaller than a limit extrusion mass of the auxiliary spring ( 11 ). Federträger nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzfeder (11) radial in den Bereich zwischen den Windungen der Tragfeder (3) verformt wird.Spring carrier according to claims 1 or 2, characterized in that the additional spring ( 11 ) radially in the area between the turns of the suspension spring ( 3 ) is deformed.
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