DE19748634A1 - Vorrichtung zum Abstützen einer Schraubendruckfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstützen einer Schrauben­ druckfeder an einem Federbein einer Radaufhängung eines Kraftfahr­ zeugs, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei derartigen Radaufhängungen mit um den Teleskopstoßdämpfer ange­ ordneter Schraubendruckfeder (Federbein) ergeben sich durch die Schraubendruckfeder bewirkte Biegemomente auf den Stoßdämpfer, die gegebenenfalls zu leichten Verklemmungen führen und sich komfortmin­ dernd auf die Radaufhängung auswirken können (verstärkter Stick-Slip-Effekt).

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen Radaufhängung mit relativ geringem Aufwand deren Ansprechverhalten (Anfedern) zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkma­ len des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin­ dung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, Mittel zur Kompensation der durch Herstellungstoleranzen bedingten Schiefstellung zwischen zumindest ei­ ner Endwindung der Schraubendruckfeder und der korrespondierenden Federauflage vorzusehen. Es ist bekannt, daß Schraubendruckfedern bedingt durch das Herstellungsverfahren relativ großen Toleranzen un­ terworfen sind. Hinsichtlich der Längen der Federn ist es deshalb üblich, diese in Toleranzgruppen einzuteilen und entsprechend zu verbauen. Nicht beachtet wurden aber bisher Schieflagen der Endwindungen der Schraubendruckfedern, die in bedingtem Maße Biegemomente auf die Kolbenstange des Teleskopstoßdämpfers ausüben können. Dazu addie­ ren können sich noch Herstellungstoleranzen an den Federauflagen der Radaufhängungsteile, z. B. des an dem Zylinderrohr des Teleskopstoß­ dämpfers befestigten Federtellers oder an der aufbauseitigen Abstützung der Schraubendruckfeder. Erfindungsgemäß wird das Ansprechverhalten der Radaufhängung bzw. des Teleskopstoßdämpfers durch Beseitigung der Biegemomente nun dadurch bewirkt, daß separate Mittel zur Kom­ pensation dieser Schieflage vorgesehen sind.

Die Mittel können z. B. ein an der Federauflage vorgesehener, mit einer inkompressiblen Flüssigkeit gefüllter, Hochdruckschlauch sein, der nach dem "Wasserbett-Effekt" einen hydraulischen Ausgleich der Schieflage herstellt. Der Hochdruckschlauch kann bevorzugt ringförmig zwischen der Endwindung der Schraubendruckfeder und der Federauflage, z. B. einem Federteller, angeordnet und mit einer zähviskosen Flüssigkeit gefüllt sein. Durch Verlagerung der Flüssigkeit innerhalb des Hochdruckschlauchs kann eine gleichmäßige Flächenpressung und damit eine biegemoment­ freie Abstützung der Schraubendruckfeder erzielt werden.

Die Kompensation der Schieflage kann aber auch durch einen bewegli­ chen Federteller erreicht werden, der bevorzugt mit sphärischen Auflage­ flächen versehen sich bei der Montage nach der Schieflage der Endwin­ dung der Schraubendruckfeder ausrichten kann.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weite­ ren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in

Fig. 1 den oberen Abschnitt eines Federbeins einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs mit einer an Federtellern als Federaufla­ gen abgestützten Schraubendruckfeder;

Fig. 2 den unteren, am Zylinderrohr des Teleskopstoßdämpfers an­ geordneten Federteller der Schraubendruckfeder mit einem in den elastischen Dämpfungsring integriertem Hochdruck­ schlauch;

Fig. 3 den Federteller nach Fig. 2 mit einer übertrieben dargestellten Schieflage der Endwindung der Schraubendruckfeder;

Fig. 4 einen zum Zylinderrohr des Teleskopstoßdämpfers bewegli­ chen unteren Federteller des Federbeins nach Fig. 1;

Fig. 5 den Federteller nach Fig. 4 mit einer wiederum übertrieben dargestellten Schieflage der Endwindung der Schraubendruck­ feder;

Fig. 6 eine weitere Ausführung des unteren Federtellers mit einer Verlängerungshülse und einer Kugelbüchse als bewegliche Lagerung; und

Fig. 7 schließlich eine Ausführung des unteren Federtellers ähnlich Fig. 6, jedoch mit einer über eine gummielastische Auflage beweglich abgestützten Tasse.

Die Fig. 1 zeigt im wesentlichen ein Federbein 10 einer nicht dargestell­ ten Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, das sich im wesentlichen zu­ sammensetzt aus einem Teleskopstoßdämpfer 12 und einer um den Te­ leskopstoßdämpfer 12 herum angeordneten Schraubendruckfeder 14. Das Federbein 10 ist mit der Dämpferstange 16 des Teleskopstoß­ dämpfers 12 am Aufbau 18 des Kraftfahrzeugs über ein elastisches Lager 20 angelenkt, während das nicht dargestellte Ende des Dämpferzylinders 22 z. B. an einem Querlenker (nicht dargestellt) der Radaufhängung ge­ lenkig angebunden ist.

Die Schraubendruckfeder 14 ist über ihre eine Endwindung 28 mittels ei­ nes Federtellers 24 über einen elastischen Dämpfungsring 26 am Aufbau 18 des Kraftfahrzeugs abgestützt, während deren entgegengesetzt lie­ gende Endwindung 30 über einen zweiten Federteller 32 und einen ela­ stischem Dämpfungsring 34 an dem Dämpferzylinder 22 abgestützt ist. Der Federteller 32 ist beispielsweise mit dem Dämpferzylinder 22 ver­ schweißt.

Soweit beschrieben, ist die Konstruktion nach Fig. 1 dem Stand der Technik entsprechend, wobei Schieflagen der Endwindungen 28, 30 wie ohne weiteres aus der Zeichnung ersichtlich ist, Biegemomente auf den Teleskopstoßdämpfer 12 ausüben können. Rein vorsorglich sei noch er­ wähnt, daß die Dämpfungsringe 26, 34 sowie der noch zwischen der Endwindung 28 und dem Federteller 24 vorgesehene elastische Dich­ tungsbalg 36 keine Kompensation dieser Schieflage bewirken können, da aufgrund der hohen Flächenpressungen die Kompensationswirkung der elastischen Zwischenlagen nahezu null ist.

Entsprechend den Fig. 2 und 3 ist zwischen dem unteren Federteller 32' als an dem Dämpferzylinder 22 festgelegter Federauflage der End­ windung 30 der Schraubendruckfeder 14 ein elastischer Dämpfungsring 34' vorgesehen, in den ein mit einer zähviskosen, inkompressiblen Flüs­ sigkeit 38 (z. B. Silikon) gefüllter Hochdruckschlauch 40 integriert ist. Der Hochdruckschlauch 40 ist ringförmig ausgeführt, wobei dessen Durch­ messer etwa dem Durchmesser der Endwindung 30 der Schraubendruck­ feder 14 entspricht. Der Hochdruckschlauch 40 kann beispielsweise aus einer faserverstärkten, flüssigkeitsdichten Gummimischung bestehen.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann sich bei einer Schieflage der End­ windung 30 (vgl. Winkel α zwischen der Längsachse 42 des Teleskop­ stoßdämpfers 12 und einer Senkrechten 44 durch die Auflageebene der Endwindung 30 der Schraubendruckfeder 14) das zähviskose Silikon 38 in dem ringförmigen Hochdruckschlauch 40 wie dargestellt nach dem Wasserbett-Effekt derartig über den Umfang verlagern, daß die Schief­ stellung ohne Ausübung von Biegemomenten auf den Teleskopstoß­ dämpfer 12 kompensiert wird. Der elastische Dämpfungsring 34' kann sich aufgrund der Nachgiebigkeit des Hochdruckschlauchs 40 entspre­ chend verformen, ohne daß seine Dämpfungseigenschaften verändert oder unzulässige Materialverformungen auftreten können.

In den Fig. 4 und 5 ist der an dem Dämpferzylinder 22 abgestützte Federteller 32'' gegenüber dem Dämpferzylinder 22 beweglich angeord­ net. Dabei sind an dem ringförmigen Federteller 32'' an seinem Innenum­ fang sphärisch ausgebildete Abstützflächen 46 vorgesehen, die mit kor­ respondierenden Auflageflächen 48 an einer Ringwulst 50 des Dämpfer­ zylinders 22 zusammenwirken, und die eine Taumelbewegung mit ent­ sprechenden Schieflagen des Federtellers 32'' relativ zum Dämpferzylin­ der 22 ermöglichen.

Bei der Montage der Schraubendruckfeder 14 (vgl. Fig. 5) kann sich bei einer entsprechenden Schieflage der Endwindung 30 der Schrauben­ druckfeder 14 der Federteller 32'' mit dem dazwischen angeordneten elastischen Dämpfungsring 34 derartig zur Längsachse 42 des Dämpfer­ zylinders 22 schräg verlagern (vgl. Senkrechte 44 auf die Auflageebene der Endwindung 30), daß ebenfalls Biegemomente durch die Schiefstel­ lung der Endwindung 30 auf den Teleskopstoßdämpfer 12 vermieden werden.

Gemäß Fig. 6 ist der untere Federteller 32 mit einer Verlängerungshülse 52 verschweißt, die mit einem ringförmigen Freiraum 54 den Dämpferzy­ linder 22 des Teleskopstoßdämpfers 12 über einen Teil dessen Länge überdeckt.

Die Verlängerungshülse 52 ist im Bereich der von der Dämpferstange 16 durchdrungenen Stirnseite 56 mit sphärischen Abstützflächen 46' verse­ hen, die mit korrespondierenden Auflageflächen 48' einer ringförmigen Kugelbüchse 58 korrespondieren.

Die Kugelbüchse 58 wiederum ist mit einem radial nach innen ragenden Bund 60 versehen, der sich an der Stirnfläche 56 des Dämpferzylinders 22 abstützt.

Die Kugelbüchse 58, die auch unmittelbar (ohne Verlängerungshülse 52) am Dämpferzylinder 22 (z. B. wie in der Fig. 5 bei Bezugszeichen 50) befestigt sein könnte, ermöglicht wie vorbeschrieben eine Kompensation einer ggf. vorliegenden Schieflage der Endwindung 30 der Schraubendruckfeder 14 (vgl. Fig. 1 dazu), indem der Federteller 32 im Bereich des vorgegebenen Freiraumes 54 sich um den durch die Kugelbüchse 58 definierten Gelenkpunkt bewegen kann.

In der Fig. 7 (gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen) schließlich ist die Verlängerungshülse 52' zu einer umgekehrten Tasse 62 mit einstückig angeformtem Federteller 32 und einem radial verlaufendem Boden 64 ausgeformt, wobei sich der Boden 64 an der Stirnfläche 56 des Dämpferzylinders 22 über eine im wesentlichen scheibenförmige, gummielastische Auflage 66 abstützt.

Die Auflage 66 ist zusätzlich mit mehreren materialschwächenden Ausnehmungen 68 versehen, die die Nachgiebigkeit der Auflage 66 erhöhen. Ferner weist die Auflage 66 einen zylindrischen Fortsatz 70 auf, der sich über den Außenumfang des Dämpferzylinders 22 erstreckt und damit eine Zentrierung der Verlängerungshülse 52' relativ zum Dämpferzylinder 22 bewirkt.

Die mit der Auflage 66 erzielbare Kompensation der Schieflage der Endwindung 30 der Schraubendruckfeder 14 (vgl. Fig. 1) ist in der Fig. 7 übertrieben dargestellt.

Die in den Fig. 2 bis 7 beschriebenen Mittel zur Kompensation der Schiefstellung der Endwindung 30 der Schraubendruckfeder 14 können auch an der Endwindung 28 oder nur an dieser in der beschriebenen oder einer ähnlichen Form vorgesehen sein.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Abstützen einer Schraubendruckfeder an einem Fe­ derbein einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, wobei Endwin­ dungen der Schraubendruckfeder, gegebenenfalls unter Zwischen­ schaltung eines elastischen Dämpfungsrings, an Federauflagen ab­ gestützt sind, gekennzeichnet durch Mittel (Hochdruckschlauch 40; beweglicher Federteller 32'') zur Kompensation der durch Herstel­ lungstoleranzen bedingten Schiefstellung zwischen zumindest einer Endwindung (28, 30) der Schraubendruckfeder (14) und der kor­ respondieren Federauflage (32'; 32'').

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel durch zumindest einen an einer Federauflage (32') vorgesehenen, mit einer inkompressiblen Flüssigkeit (38) gefüllten, Hochdruckschlauch (40) gebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckschlauch (40) ringförmig mit einem Durchmesser etwa gleich dem Durchmesser der Endwindung (30) der Schraubendruck­ feder (14) ausgeführt ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die inkompressible Flüssigkeit zähviskos, insbesondere silikon­ haltig ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hochdruckschlauch (40) in den Dämpfungsring (34') der Federauflage (32') integriert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe­ derauflage (32'') beweglich gegenüber der festen Abstützung (50) am Aufbau (18) und/oder am Federbein (12) bzw. Dämpferzylinder (22) ausgeführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fe­ derteller (32'') als Federauflage mit sphärischen Abstützflächen (46) an korrespondierenden Auflageflächen (48) am Aufnahmeteil bzw. am Dämpferzylinder (22) zusammenwirkt.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Dämpferzylinder (22) eine Kugelbüchse (58) festgelegt ist, auf der der Federteller (32) beweglich gelagert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ku­ gelbüchse (58) mit einem radial nach innen ragendem Bund (60) an der von der Dämpferstange (16) des Stoßdämpfers (12) durchdrun­ genen Stirnseite (56) abgestützt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fe­ derteller (32) mit einer den Dämpferzylinder (22) teilweise überdeckenden Verlängerungshülse (52) versehen ist, die beweglich an der Kugelbüchse (58) abgestützt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fe­ derteller (32) mit einer den Dämpferzylinder (22) teilweise überdec­ kenden umgedrehten Tasse (62) versehen ist, die mit einem Boden (64) über eine gummielastische Auflage (66) an der von der Dämpferstange (16) durchdrungenen Stirnseite (56) des Dämpferzy­ linders (22) beweglich abgestützt ist.