DE19632184A1

DE19632184A1 - Federbein mit elastischer Auflage zwischen Schraubenfeder und Federteller

Info

Publication number: DE19632184A1
Application number: DE1996132184
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl Ing Pradel; Guenther Handke
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 1998-02-12
Anticipated expiration: 2016-08-10
Also published as: DE19632184C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbein für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeu ge, welches zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Rad, bzw. einem Radfüh rungsteil, eingebaut ist und aus einem Schwingungsdämpfer und einer den Schwingungsdämpfer zumindest teilweise umgebenden Schraubendruckfeder besteht, wobei sich die Schraubendruckfeder einerseits auf einem fest mit einem Gehäuse des Schwingungsdämpfers verbundenen Federteller und andererseits auf einem vorzugsweise am Fahrzeugaufbau angeordneten zweiten Federteller abstützt und zumindest zwischen dem am Schwingungsdämpfer befestigten Fe derteller und dem Ende der Schraubendruckfeder eine elastische Auflage ange ordnet ist.

Eine derartige Konstruktion ist durch die DE-OS 40 07 488 bekannt. Die auf dem Federteller liegende und von diesem zentrierte elastische Auflage besteht aus ei nem Metall-Winkelring mit einer Beschichtung aus Gummi oder Kunststoff. Somit bildet die elastische Auflage einen in der Herstellung teueren Formring, der durch die Schraubendruckfeder in der eingelegten Position auf dem Federteller gehalten wird. Ist der Metall-Winkelring mit einer Gummibeschichtung versehen, so ist ei ne Wiederaufarbeitung dieses Bauteils nur teilweise und mit sehr hohen Kosten möglich, da Gummi bis jetzt nur verbrennt werden kann und bei diesem Vorgang auch das Metall stark verunreinigt wird. Weist dagegen die elastische Auflage eine dickwandige Schicht aus einem Elastomer auf, so ist von Nachteil, daß eine relativ lange Auskühlzeit im Werkzeug erforderlich wird und dementsprechend ein solches Formteil teuer in der Herstellung ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine zwischen der Schraubenfeder und dem Federteller befindliche elastische Auflage zu schaffen, die zur guten Ge räuschisolierung relativ dickwandig ausgebildet und trotzdem kostengünstig her stellbar und leicht wiederaufarbeitbar ist. Ferner soll die elastische Auflage ein fach auf dem Federteller gehalten werden können, damit Federbeine mit unver lierbarer elastischer Auflage an die Automobilindustrie geliefert werden können, so daß die Federbeine erst beim Einbau in das Fahrzeug mit der Schraubenfeder komplettiert werden können.

Entsprechend der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die elasti sche Auflage aus mindestens zwei in Achsrichtung des Federtellers übereinander angeordneten Schichten aus wiederverwertbarem elastischem Werkstoff besteht. Ein solcher schichtweiser Aufbau der elastischen Auflage ermöglicht nicht nur eine dickwandige und kostengünstige Herstellung der elastischen Auflage, son dern es wird auch infolge der Dickwandigkeit eine einfache Befestigung auf dem Federteller ohne eine Metallarmierung der elastischen Auflage ermöglicht. Außer der Wiederverwertbarkeit des Werkstoffs ist ein weiterer Vorteil, daß sehr preis wertes TPE (Santoprene, thermoplastischer Kautschuk) verwendet werden kann, wobei aus diesen Kunststoffen hergestellte Bauteile stabiler als Gummi gegen über Verwitterung, UV- und Ozoneinwirkung sind.

Die übereinander angeordneten und aus Elastomere bestehenden Schichten sind fest miteinander verbunden, was durch Heißprägen, Kleben oder Schweißen er folgen kann. Die elastische Auflage wird vorteilhafterweise aus einem mehrlagig geschichteten kalandrierten Folienmaterial ausgeschnitten, wobei man hinsicht lich der Werkstoffauswahl sehr freizügig ist, da die übereinander angeordneten Schichten unterschiedliche Elastizität, bzw. unterschiedliche Oberflächenhärte aufweisen können.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist die elastische Auflage vorzugsweise aus drei übereinander liegenden und miteinander verbundenen Schichten gebildet. Eine große Variationsmöglichkeit bezüglich der mittleren Schicht ist gegeben, da diese beispielsweise von einem Kunststoffschaum gebildet sein kann, der von den anderen Schichten umschlossen ist. Somit können auch offenzellig ge schäumte Elastomere eingesetzt werden, wenn sie von geschlossenzelligen Foli en umschlossen und bleibend abgedichtet sind. Eine vorteilhafte Ausführungs form wird dadurch erhalten, daß die untere Schicht aus einem U-förmig ausgebil deten Ring besteht in welchen ein die mittlere Schicht bildender und vorzugswei se aus offenzelligem Kunststoffschaum bestehender Ring eingelegt ist und die obere Schicht aus einem schwach U-förmig ausgebildeten Ring besteht, der mit dem anderen U-förmigen Ring fest und dicht verbunden ist.

Dadurch, daß erfindungsgemäß die elastische Auflage aus einer Schutzkappe gebildet ist, deren unteres Ende in mehreren Schichten gefaltet ist wird eine sehr kostengünstige Ausführung geschaffen, da die Schutzkappe über das kolben stangenaustrittsseitige Ende des Schwingungsdämpfers geschoben wird und damit eine unverlierbare Verbindung der elastischen Auflage mit dem Federteller geschaffen wird. Die aus elastischer Auflage und Schutzkappe gebildete Monta geeinheit kann auch aus zwei Bauteilen bestehen, wobei dann die Kappe mit der Auflage verschweißt, verklebt, eingeschnappt oder hinterspritzt ist. Bei einer wei teren Ausführungsform ist die elastische Auflage durch Faltung eines Endes eines Faltenbalgs in mehrere Schichten gebildet. Hierbei ist es ohne weiteres möglich, die andere Seite des Faltenbalgs entsprechend auszubilden, so daß der Faltenbalg sowohl die obere als auch die untere elastische Auflage für die Schraubendruck feder bildet.

Besonders dann, wenn die Federbeine mit Federteller und elastischer Auflage, aber ohne Schraubendruckfeder geliefert werden sollen, muß die elastische Auf lage mit dem Federteller unverlierbar verbunden sein. Dies kann durch eine form schlüssige Verbindung von Federteller und Auflage erfolgen, wobei sich hierzu vorzugsweise die bekannten Schnapp-, Knöpf- und Klebverbindungen eignen. Auch bei Federteller mit äußerem hochgezogenen Rand wird eine einfache unver lierbare Verbindung dadurch geschaffen, daß der hochgezogene Rand des Feder tellers geneigt zur Achse der Schraubendruckfeder verläuft, wobei der hochgezo gene Rand von der elastischen Auflage umgriffen wird.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine elastische Auflage, bei der die mittlere Schicht schlauchartig um schlossen ist;

Fig. 2 eine aus drei gleich dicken Folien bestehende elastische Auflage;

Fig. 3 eine elastische Auflage, deren mittlere Schicht aus offenzelligem Schaum stoff besteht;

Fig. 4 eine elastische Auflage, die aus dem gefalteten Ende eines Schutzrohres gebildet ist;

Fig. 5 eine aus elastischer Auflage und Faltenbalg bestehende Baueinheit;

Fig. 6 eine unverlierbare Befestigung der elastischen Auflage auf dem Federteller;

Fig. 7 eine Befestigung der elastischen Auflage mit dem hochgezogenen Federtel lerrand.

Das in Fig. 1 gezeigte Federbein für Kraftfahrzeuge besitzt ein Gehäuse 1, wel ches einen eingezogenen Abschnitt zur Befestigung eines Federtellers 2 aufweist. Zwischen der Schraubendruckfeder 3 und dem Federteller 2 ist zur Dämpfung eine elastische Auflage 4 angeordnet, die zur guten Geräuschisolierung relativ dick ausgebildet ist. Diese elastische Auflage 4 besteht aus einer unteren Schicht 5, einer oberen Schicht 6 und einer mittleren Schicht 7, wobei die untere Schicht 5 und die obere Schicht 6 von einer schlauchförmig ausgebildeten Folie gebildet wird, welche die mittlere Schicht 7, die beispielsweise aus einem geschäumten Kunststoff besteht, vollständig umschließt. Auf diese Weise wird eine unter schiedliche Elastomerhärte der Schichten 5 und 6 gegenüber der Schicht 7 er zielt, so daß mit einer solchen dickwandigen elastischen Auflage 4 eine sehr gute Dämpfung zwischen dem Federteller 2 und der Schraubendruckfeder 3 erzielbar ist, wobei die Auflage 4 außerdem sehr kostengünstig hergestellt werden kann, indem diese aus zwei extrudierten Profilen aus Kunststoff, z. B. TPE, bestehen, die abgelängt, ineinandergeschoben und zu einem geschlossenen Ring ver schweißt und umgeformt werden. Hinsichtlich der an die elastische Auflage 4 gestellten Anforderungen ist eine freizügige und den Anforderungen gerechte Ma terialauswahl möglich, denn es kann beispielsweise ein die obere und die untere Schicht 5 und 6 bildendes Elastomer verwendet werden, das eine verschleißfeste Oberfläche bildet, während als mittlere Schicht 7 ein wesentlich elastischeres Elastomer verwendet wird, wobei die mittlere Schicht 7 von den Schichten 5 und 6 vollständig umgeben und gasdicht eingeschweißt wird.

Die in Fig. 2 gezeigte elastische Auflage 4 besteht aus drei Schichten 5, 6 und 7, die gleich dick sind und aus kalandriertem Folienmaterial ausgeschnitten sind. Diese abgelängten und geschichteten Schichten 5, 6 und 7 werden lediglich in einem Ringformwerkzeug umgeformt und verschweißt. Auch bei dieser Herstel lung ist eine sehr kurze Verweilzeit im Formwerkzeug verbunden, wodurch die Herstellkosten niedrig gehalten werden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die elastische Auflage 4 von einer U-förmigen unteren Schicht 5 gebildet, in die als mittlere Schicht 7 ein of fenzelliger Kunststoffschaum eingelegt ist und eine schwach U-förmig ausgebil dete obere Schicht 6 mit der unteren Schicht 5 fest und dicht verbunden und zu einem Ring geformt ist.

Entsprechend der Fig. 4 bildet eine Schutzkappe 8 mit der elastischen Auflage 4 für die Schraubendruckfeder 3 ein Bauteil. Die gewünschten Dämpfeigenschaften der elastischen Auflage 4 werden dadurch erhalten, daß das untere Ende der Schutzkappe 8 dreilagig gefaltet ist und dadurch die Auflageschichten 5, 6 und 7 für die Schraubenfeder 3 gebildet werden. Eine Verschweißung oder Verklebung der Schichten 5, 6 und 7 kann vorgenommen werden, ist aber nicht zwingend erforderlich. Eine herstellungstechnisch ähnliche Ausführung ist in Fig. 5 gezeigt, denn hier wird ein Faltenbalg 9, der zum Schutz der Kolbenstange angeordnet ist, an seinem unteren Ende dreilagig gefaltet und bildet somit die aus den Schichten 5, 6 und 7 bestehende elastische Auflage 4 für die Schraubendruckfeder 3.

Eine unverlierbare Verbindung der elastischen Auflage 4 mit dem Federteller 2 ist in Fig. 6 gezeigt. Hierzu ist ein Kurzfaltenbalg derart gefaltet, daß er die drei Schichten 5, 6 und 7 bildet und mit einem äußeren Ansatz 11 den Federteller rand 10 umgreift, wodurch die Verbindung der elastischen Aufnahme mit dem Federteller durch Aufknöpfen erfolgt. Eine solche Konstruktion eignet sich insbe sondere dann, wenn die Federbeine mit Federteller 2 und elastischer Auflage 4, aber ohne Schraubendruckfeder 3 an den Automobilhersteller oder als Ersatzteile geliefert werden sollen. Eine weitere unverlierbare Anordnung der elastischen Auflage 4 auf dem Federteller 3 ist die nach Fig. 7. Hierbei ist der hochgezogene äußere Rand 10 des Federtellers 3 von einem entsprechenden Ansatz 12 der ela stischen Auflage 4 umgriffen, wobei der hochgezogene Rand 10 schwach ge neigt zur Achse der Schraubendruckfeder 3 verläuft und/oder der Ansatz 1 2 den äußeren Rand 10 hintergreift, beispielsweise mit Nocken.

Claims

1. Federbein für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, welches zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Rad, bzw. einem Radführungsteil, eingebaut ist und aus einem Schwingungsdämpfer und einer den Schwingungsdämpfer umgebenden Schraubendruckfeder besteht, wobei sich die Schraubendruck feder einerseits auf einem fest mit einem Gehäuse des Schwingungsdämpfers verbundenen Federteller und andererseits auf einem vorzugsweise am Fahr zeugaufbau angeordneten zweiten Federteller abstützt und zumindest zwi schen dem am Schwingungsdämpfer befestigten Federteller und dem Ende der Schraubendruckfeder eine elastische Auflage angeordnet ist, dadurch ge kennzeichnet, daß die elastische Auflage (4) aus mindestens zwei in Achs richtung des Federtellers (2) übereinander angeordneten Schichten (5 und 6) aus wiederverwertbarem und elastischem Werkstoff besteht.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinander angeordneten Schichten (5 und 6) aus Elastomere gebildet und fest miteinan der verbunden sind.

3. Federbein nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinander angeordneten Schichten (5 und 6) durch Folien gebildet sind.

4. Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinander angeordneten Schichten (5 und 6) unterschiedliche Elastizität bzw. unterschiedliche Oberflächenhärte aufweisen.

5. Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Auflage (4) vorzugsweise aus drei übereinander liegenden und miteinander verbundenen Schichten (5, 6 und 7) gebildet ist.

6. Federbein nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Schicht (7) der elastischen Auflage (4) von einem Kunststoff-Schaum gebil det ist und von den anderen Schichten (5 und 6) dicht umschlossen ist.

7. Federbein nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Schicht (5) aus einem U-förmig ausgebildeten Ring besteht in welchen ein die mittlere Schicht (7) bildender und vorzugsweise aus offenzelligem Kunststoff-Schaum bestehender Ring eingelegt ist und die obere Schicht (6) aus einem schwach U-förmig ausgebildeter Ring besteht, der mit dem ande ren U-förmigen Ring fest und dicht verbunden ist.

8. Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Auflage (4) aus einer Schutzkappe (8) gebildet ist, deren unteres Ende in mehrere Schichten (5, 6 und 7) gefaltet ist.

9. Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Auflage (4) durch Faltung eines Endes eines Faltenbalgs (9) in mehrere Schichten (5, 6 und 7) gebildet ist.

10. Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Auflage (4) mit dem Federteller (2) unverlierbar verbunden ist.

11. Federbein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Auflage (4) formschlüssig mit dem Federteller (2) verbunden ist.

12. Federbein nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß ein äußerer hochgezogener Rand (10) des Federtellers (2) von der elastischen Auflage (4) umgriffen wird und der hochgezogene Rand (10) ge neigt zur Achse der Schraubendruckfeder (3) verläuft.