DE10352077B4

DE10352077B4 - Elastomerfeder

Info

Publication number: DE10352077B4
Application number: DE10352077.5A
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: 2015-09-17
Anticipated expiration: 2023-11-08
Also published as: DE10352077A1

Abstract

Elastomerfeder, umfassend: – einen freistehenden Elastomerkörper (2), – einen Fangtopf (3), der ein Ende des Elastomerkörpers (2) aufnimmt, und – einen Stab (4), der sich längs durch den Elastomerkörper (2) erstreckt und axial an dem Fangtopf (3) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (4) teleskopierbar ist und an seinem von dem Fangtopf (3) abgewandten Ende einen Anker ausbildet, der in dem Elastomerkörper (2) festgelegt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elastomerfeder nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine solche Elastomerfeder ist aus US 2002/0 063 369 A1 bekannt.
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. Entsprechende Zusatzfedern, welche durch die Kolbenstange des Schwingungsdämpfers geführt sind, sind beispielsweise aus DE 202 19 730 U1 und DE 692 02 752 T2 bekannt. 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, wie dies beispielsweise in DE 38 02 788 A1 dargestellt ist. In DE 38 02 788 A1 ist die Zusatzfeder neben einem Federbein angeordnet. Eine Führung durch die Kolbenstange des Schwingungsdämpfers des Federbeins ist bei dieser freistehenden Bauart somit nicht vorhanden.
Für geringe Bauteilbelastungen und einen möglichst hohen Fahrkomfort wird ein großes Übersetzungsverhältnis zwischen dem Federweg der Zusatzfeder und der Radeinfederung angestrebt. In Verbindung mit den Randbedingungen aus der Fahrdynamik, die einen 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 die freistehende Zusatzfeder ausknickt. Querkräfte verstärken die Knickneigung zusätzlich.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Elastomerfeder mit freistehendem Elastomerkörper die Knickneigung weiter zu vermindern und die Stabilität der Feder zu verbessern.
Hierzu wird eine Elastomerfeder mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgeschlagen.
Hierdurch wird eine deutliche Verbesserung der Sicherheit gegen Ausknicken erzielt. Dies erlaubt eine deutliche Steigerung des Längen-Durchmesser-Verhältnisses für eine freistehende Elastomerfeder. Aufgrund des 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, welche jedoch nicht Gegenstand der Erfindung ist.
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 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.
Bei den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen nach der Erfindung 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.
Bezugszeichenliste

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

Claims

Elastomerfeder, umfassend: – einen freistehenden Elastomerkörper (2), – einen Fangtopf (3), der ein Ende des Elastomerkörpers (2) aufnimmt, und – einen Stab (4), der sich längs durch den Elastomerkörper (2) erstreckt und axial an dem Fangtopf (3) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (4) teleskopierbar ist und an seinem von dem Fangtopf (3) abgewandten Ende einen Anker ausbildet, der in dem Elastomerkörper (2) festgelegt ist.
Elastomerfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (2) in Axialrichtung über das von dem Fangtopf (3) abgewandte Ende des Stabs (4) hinausragt.
Elastomerfeder nach Anspruch 1 oder 2, 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 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferstück (7) mit der Öffnung (8) bündig abschließt.
Elastomerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (4) sich entlang der Längsmittelachse des Elastomerkörpers (2) erstreckt.
Elastomerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (2) an seinem Außenumfang mindestens eine Durchmessereinschnürung (6) aufweist.
Elastomerfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Axiallänge des Elastomerkörper (2) zu dessen maximalem Durchmesser größer als 1,2 ist.
Elastomerfeder nach einem der vorgenannten Ansprüche als Zusatzfeder oder Anschlagpuffer für einen Schwingungsdämpfer.