DE10352077A1

DE10352077A1 - Elastomerfeder

Info

Publication number: DE10352077A1
Application number: DE2003152077
Authority: DE
Inventors: Hartmut Rechter; Dirk-Heinrich Rehbein
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2023-11-08
Also published as: DE10352077B4

Abstract

Eine Elastomerfeder als Zusatzfeder oder Anschlagpuffer für einen Schwingungsdämpfer umfaßt einen freistehenden Elastomerkörper (2), einen Fangtopf (3), der ein Ende des Elastomerkörpers (2) aufnimmt, und einen Stab (4; 4'), der sich längs durch den Elastomerkörper (2) erstreckt und axial an dem Fangtopf (2) abstützt. Dadurch wird eine deutliche Steigerung der Knicksicherheit erzielt. Insbesondere lassen sich am Elastomerkörper (2) Längen-Durchmesser-Verhältnisse von mehr als 1,2 realisieren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elastomerfeder, die als Zusatzfeder oder Anschlagpuffer in Verbindung mit einem Schwingungsdämpfer einsetzbar ist.
In Kraftfahrzeugradaufhängung wird die Progression der Federkennlinie im System Rad-Feder-Dämpfer oftmals durch eine Zusatzfeder eingestellt. Diese Zusatzfeder ist auf einem Schwingungsdämpfer angeordnet und von dessen Kolbenstange geführt. Für eine packageoptimierte Anordnung von Dämpfer und Feder ist diese Art der Führung der Zusatzfeder jedoch ungünstig. Soll die erforderliche Dämpferlänge vermindert werden, wird die Zusatzfeder bisweilen freistehend angeordnet. Derartige Federn umfassen üblicherweise einen freistehenden Elastomerkörper, der an einem Ende von einem Fangtopf gehalten wird.
Für geringe Bauteilbelastungen und einen möglichst hohen Fahrkomfort wird ein großes Übersetzungsverhältnis zwischen dem Federweg der Zusatzfeder und der Randeinfederung angestrebt. In Verbindung mit den Randbedingungen aus der Fahrdynamik, die einem bestimmten Einsatzpunkt der Zusatzfeder erfordern, kann sich für diese eine Geometrie ergeben, welche im Betrieb nicht mehr zuverlässig funktioniert. Bei größeren Verhältnissen von Federlänge zu Federdurchmesser besteht nämlich die Gefahr, dass der freistehende Elastomerkörper ausknickt. Querkräfte verstärken die Knickneigung zusätzlich.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Elastomerfeder mit freistehendem Elastomerkörper die Knickneigung zu vermindern bzw. die Stabilität der Feder zu verbessern.

Hierzu wird eine Elastomerteder mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgeschlagen, die sich insbesondere für einen Schwingungsdämpfer eignet. Erfindungsgemäß umfaßt diese einen freistehenden Elastomerkörper, einen Fangtopf, der ein Ende des Elastomerkörpers aufnimmt, und einen Stab, der sich längs durch den Elastomerkörper erstreckt und axial an dem Fangtopf abstützt.

Dabei kann der Stab teleskopierbar oder auch starr ausgeführt sein.

In beiden Fällen wird eine deutliche Verbesserung der Sicherheit gegen Ausknicken erzielt. Dies erlaubt eine deutliche Steigerung des Längen-Durchmesser-Verhältnisses für eine freistehende Elastomerfeder. Insbesondere im Falle eines teleskopierbaren Stabs, der mit seinem freien Ende an dem Elastomerkörper festgelegt ist, ergibt sich eine an den jeweiligen Einfederungszustand optimal angepaßte Abstützung.

Die zusätzliche Sicherung ermöglicht darüber hinaus eine erheblich verbesserte Anpassung der Konstruktion einer Zusatzfeder bzw. eines Anschlagpuffers an die räumlichen Gegebenheiten an einem Schwingungsdämpfer.

Die damit erzielten, verringerten Bauteilbelastungen bewirken darüber hinaus eine Komfortverbesserung bei gleichzeitiger Verminderung des Bauteilgewichts.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Längsschnittansicht durch eine Elastomerfeder nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine Längsschnittansicht durch eine Elastomerfeder nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und in
3 eine Längsschnittansicht durch eine Elastomerfeder nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das erste Ausführungsbeispiel in 1 zeigt eine Elastomerfeder 1 mit einem freistehenden Elastomerkörper 2. Der Elastomerkörper 2 ist mit einem Ende in einem Fangtopf 3 aufgenommen. Zur Versteifung der Elastomerfeder 1 gegen Ausknicken dient ein Stab 4, der teleskopierbar ausgebildet ist. Der Teleskopstab 4 erstreckt sich entlang der Längsmittelachse des Elastomerkörpers 2 und ist mit einem Ende an der Innenseite des Fangtopfs 3 abgestützt. Das andere, freie Ende des Teleskopstabs 4 weist eine tellerförmige Ausformung 5 auf, die von dem Elastomerkörper 2 umschäumt ist. Auf diese Weise ist das freie Ende in dem Elastomerkörper 2 verankert, so dass der Teleskopstab 4 stets von dem Elastomerkörper 2 mitbewegt wird. Dadurch befindet sich dieser in jedem Einfederungszustand in einer für die Abstützung der Elastomerfeder optimalen Position. Die Zwischenglieder des Teleskopstabs 4 sind hingegen in dem Elastomerkörper 2 gleitbewegbar geführt.
Der Elastomerkörper 2 ragt in Axialrichtung über das von dem Fangtopf 3 abgewandte Ende des Stabs 4 hinaus. Hierdurch wird der Teleskopstab 4 gegen einen unmittelbaren Aufprall geschützt. Weiterhin weist der Elastomerkörper 2 an seinem Außenumfang mindestens eine Durchmessereinschnürung 6 auf.
2 zeigt in einem zweiten Ausführungsbeispiel eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels. Im folgenden werden daher lediglich die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Um zu verhindern, dass die Elastomerfeder 1 beim Einfedern von dem Teleskopstab 4 beschädigt wird, ist auf die tellerförmige Ausformung 5 ein zusätzliches Pufferstück 7 in Form einer Hülse oder ähnlichem aufgesetzt. Dieses Pufferstück 7 verschließt eine Öffnung 8 in dem Elastomerkörper, welche zu dem Stab 4 leitet. Dabei kann das Pufferstück 7 die Öffnung 8 bündig abschließen.
Eine weitere, vereinfachte Abwandlung ist in 3 dargestellt. Bei dieser ist der Stab 4' als starrer Metallstift ausgebildet, der sich gegen die Innenseite des Fangtopfs 3 abstützt. Letzterer wie auch der Elastomerkörper 2 sind wie in den beiden vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen ausgebildet. Beim Zusammendrücken wird der Elastomerkörper 2 gleitend an dem Stab 4' geführt. Ein Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass beim Einfedern der Metallstift aus der Elastomerfeder 1 herausragt. Aus diesem Grunde muß auf der Gegenseite in der Anschlagfläche für die Elastomerfeder 1 eine entsprechende Bohrung (hier nicht dargestellt) vorgesehen werden, in die der Metallstift hineinragen kann. Da sich die Anschlagfläche und die Elastomerfeder 1 beim Einfedern nicht ausschließlich axial bewegen, muß diese Bohrung größer sein als der Außendurchmesser des Stabs 4'. Dadurch kann im ungünstigsten Fall der Elastomerkörper 2 beim Einfedern in den Spalt zwischen dem Stab 4' und der Bohrung gelangen und eventuell beschädigt werden. Werden hiergegen entsprechende Sicherungsmaßnahmen getroffen, so stellt die dritte Ausgestaltungsform eine Lösung mit besonders einfachem Aufbau und geringem Fertigungsaufwand dar.
In sämtlichen Fällen wird eine deutliche Steigerung der Knicksicherheit bei einer Elastomerfeder als Zusatzfeder oder Anschlagpuffer für einen Schwingungsdämpfer erzielt. Insbesondere lassen sich am Elastomerkörper 2 Längen-Durchmesser-Verhältnisse von mehr als 1,2 realisieren.

1: Elastomerfeder
2: Elastomerkörper
3: Fangtopf
4: Stab (Teleskopstab)
4': Stab (Metallstift)
5: tellerförmige Ausformung
6: Durchmessereinschnürung
7: Pufferstück
8: Öffnung

Claims

Elastomerfeder, insbesondere für einen Schwingungsdämpfer, umfassend: – einen freistehenden Elastomerkörper (2), – einen Fangtopf (3), der ein Ende des Elastomerkörpers (2) aufnimmt, und – einen Stab (4; 4'), der sich längs durch den Elastomerkörper (2) erstreckt und axial an dem Fangtopf (2) abstützt.
Elastomerfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (4') ein starrer Metallstift ist, an dem der Elastomerkörper (2) beim Zusammendrücken gleitend geführt ist.
Elastomerfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (4) teleskopierbar ist.
Elastomerfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (4) an seinem von dem Fangtopf (3) abgewandten Ende einen Anker ausbildet, der in dem Elastomerkörper (2) festgelegt ist.
Elastomerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (2) in Axialrichtung über das von dem Fangtopf (3) abgewandte Ende des Stabs (4; 4') hinausragt.
Elastomerfeder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem freien Ende des Stabs (4) ein Pufferstück (7) angeordnet ist, das eine Öffnung (8) in dem Elastomerkörper (2) verschließt, welche zu dem Stab (4) leitet.
Elastomerfeder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferstück (7) mit der Öffnung (8) bündig abschließt.
Elastomerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (4; 4') sich entlang der Längsmittelachse des Elastomerkörpers (2) erstreckt.
Elastomerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (2) an seinem Außenumfang mindestens eine Durchmessereinschnürung (6) aufweist.
Elastomerteder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Axiallänge des Elastomerkörper (2) zu dessen maximalem Durchmesser größer als 1,2 ist.