DE202016100730U1

DE202016100730U1 - Improved spring pad for a vehicle wheel suspension with a coil spring

Info

Publication number: DE202016100730U1
Application number: DE202016100730.5U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-01-08
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2016-03-18
Anticipated expiration: 2026-02-13

Abstract

Federunterlage (1) welche zwischen einer endständigen, ein Federauge definierenden, Windung (5) einer Schraubenfeder (2) einer Fahrzeugradaufhängung und einem die Schraubenfeder (2) abstützenden Federteller (6) angeordnet ist, aufweisend einen Schichtaufbau, der wenigstens zwei in ihrer Steifigkeit unterschiedliche Materialschichten (3, 4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste, der Schraubenfeder zugeordnete Materialschicht (3) eine höhere Steifigkeit aufweist als eine zweite, dem Federteller zugeordnete Materialschicht (4).Spring pad (1) which is arranged between a terminal, a spring eye defining, winding (5) of a coil spring (2) of a Fahrzeugradaufhängung and the coil spring (2) supporting spring plate (6), comprising a layer structure, the at least two different in their stiffness Material layers (3, 4), characterized in that a first, the coil spring associated material layer (3) has a higher rigidity than a second, the spring plate associated material layer (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Federunterlage für eine, eine Schraubenfeder aufweisende Fahrzeugradaufhängung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a spring pad for a, a coil spring having Fahrzeugradaufhängung according to the preamble of claim 1.

Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, sind typischerweise mit einem Radaufhängungssystem versehen, um eine Übertragung von Schwingungen von einer Fahrbahnoberfläche auf die Fahrzeuginsassen zu verringern. Derartige Aufhängungssysteme haben häufig einen oder mehrere Stoßdämpfer, Federbeine oder Federn, sowie Kombinationen hieraus. Eine häufig in Fahrzeugaufhängungen verwendete Art von Federn ist eine Schraubenfeder mit rein axialer Kraftwirkung. Es sind aber auch spezielle Schraubenfedern bekannt, die zusätzlich zu den Zug- bzw. Druckkräften in axialer Richtung ebenso Kräfte in einer lateralen Richtung erzeugen können. Beispielsweise werden derartige Federn bei McPherson-Federbeinen eingesetzt, um die Reibung an den Gleitführungen des Stoßdämpfers mittels der in einer lateralen Richtung der Schraubenfeder wirkenden Kraft zu reduzieren. Eine laterale Kraftwirkung lässt sich auch erreichen, indem zum Beispiel ein unterer Federteller, gegen den die Schraubenfeder am Federbein abgestützt ist, nicht konzentrisch zum Federbein, sondern mit einem seitlichen Versatz am Federbein angebracht ist.Vehicles, particularly motor vehicles, are typically provided with a suspension system to reduce transmission of vibrations from a road surface to the vehicle occupants. Such suspension systems often have one or more shock absorbers, struts or springs, as well as combinations thereof. A type of spring often used in vehicle suspensions is a helical spring with purely axial force. But there are also known special coil springs, which can also generate forces in a lateral direction in addition to the tensile or compressive forces in the axial direction. For example, such springs are used in McPherson struts to reduce the friction on the sliding guides of the shock absorber by means of acting in a lateral direction of the coil spring force. A lateral force effect can also be achieved, for example, by a lower spring plate, against which the coil spring is supported on the strut, not concentric with the strut, but with a lateral offset on the shock absorber is mounted.

Federteller kommen bei Schraubenfedern zur Anwendung, um einen einwandfreien Sitz der endständigen Windung der jeweiligen Schraubenfeder sicherzustellen. Üblicherweise ist der Federteller vorgesehen, eine Außen- oder Innenzentrierung des Federendes der jeweiligen Schraubenfeder vorzunehmen. Je nachdem, ob die jeweilige Schraubenfeder dabei mit einem plan anliegenden Federende oder einem Steigungsende ausgeführt ist, kann auch ein jeweiliger Aufnahmebereich hierfür im Federteller entsprechend gestaltet sein. Ein Problem stellt die Ansammlung von Feuchtigkeit und Schmutzablagerungen im Auflagebereich der Schraubenfeder dar. Denn Schmutzansammlungen und Feuchtigkeit können in diesem Bereich bei einem Abwälzen der Schraubenfeder am Federteller zu Beschädigungen einer Lackoberfläche der jeweiligen Schraubenfeder führen, wodurch die Gefahr von Korrosion und hierdurch hervorgerufenen Federbrüchen steigt. So werden zu diesem Zweck Federunterlagen aus einem Kunststoff, üblicherweise in Form von einem Elastomer, angewendet, welche die Schraubenfeder gegenüber dem Federteller isolieren.Spring plates are used in coil springs to ensure proper seating of the terminal turn of each coil spring. Usually, the spring plate is provided to perform an external or internal centering of the spring end of the respective coil spring. Depending on whether the respective coil spring is designed with a plan-fitting spring end or a pitch end, and a respective receiving area for this purpose can be designed accordingly in the spring plate. A problem is the accumulation of moisture and dirt deposits in the contact area of the coil spring. Because dirt accumulation and moisture can cause damage to a paint surface of the respective coil spring in this area when rolling the coil spring on the spring plate, whereby the risk of corrosion and thus caused spring breaks increases. Thus, for this purpose spring pads made of a plastic, usually in the form of an elastomer applied, which insulate the coil spring against the spring plate.

Aus der US 7,490,818 B2 ist eine Federunterlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, wobei im Einleitungsteil auf die JP-A-2002-130351 verwiesen wird, die eine Federunterlage mit einem Metallkern offenbart, welcher in Gummimaterial eingebettet ist. Die US 7,490,818 B2 offenbart ferner eine einschichtige Federunterlage aus Gummi, die auf Seiten des Federtellers mit gleichmäßig über den Umfang verteilten Ausnehmungen versehen ist, um dessen elastischen Eigenschaften zu verbessern.From the US Pat. No. 7,490,818 B2 a spring pad according to the preamble of claim 1 is known, wherein in the introductory part on the JP-A-2002-130351 reference is made, which discloses a spring pad with a metal core, which is embedded in rubber material. The US Pat. No. 7,490,818 B2 further discloses a single-layer spring pad made of rubber, which is provided on the side of the spring plate with evenly distributed over the circumference recesses in order to improve its elastic properties.

Ferner sind aus US 4,778,162 A , KR 100828788 B1 , US 7,562,888 B2 einschichtige Federunterlagen aus einem Elastomer bekannt.Furthermore, are off US 4,778,162 A . KR 100828788 B1 . US 7,562,888 B2 single-layer spring pads made of an elastomer known.

Diese Federunterlagen weisen im Allgemeinen den Nachteil auf, dass sie nicht optimal an die durch die Geometrie der endständigen Windung bedingte und daher nicht in Umfangsrichtung der Windung eben nicht homogen verlaufende Kraftverteilung angepasst sind und es somit zu partiellen Überbelastungen des elastomeren Materials kommen kann, so dass dessen elastischen Eigenschaften sich spätestens im Betrieb des Fahrzeugs verschlechtern und zu als von den Fahrzeuginsassen regelmäßig als unangenehm empfundenen Geräuschen führen. Die durch die Konzeption der Radaufhängung bestimmte, ursprüngliche Kraftwirkung der Schraubenfeder, beispielsweise eine rein axiale Kraftwirkung, lässt sich im Betrieb nicht aufrechterhalten. These spring pads generally have the disadvantage that they are not optimally adapted to the force caused by the geometry of the terminal winding and therefore not in the circumferential direction of the winding just not homogeneous distribution of force and thus it may come to partial overloading of the elastomeric material, so that whose elastic properties deteriorate at the latest during operation of the vehicle and lead to as regularly perceived by the vehicle occupants as unpleasant noises. The determined by the design of the suspension, original force of the coil spring, such as a purely axial force, can not be maintained during operation.

Vor dem Hintergrund der Nachteile des Standes der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Federunterlage bereitzustellen, die geringerem Verschleiß unterliegt, die Kraftwirkungslinie der Schraubenfeder verbessert und insbesondere die Aufrechterhaltung der vorbestimmten Kraftwirkung der Schraubenfeder besser dauerhaft sicherstellt.Against the background of the disadvantages of the prior art, the object of the invention is to provide a spring pad, which is subject to less wear, improves the force line of action of the coil spring and in particular better to ensure the maintenance of the predetermined force effect of the coil spring permanently.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Federunterlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention the object is achieved by a spring pad with the features of claim 1.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich. It should be noted that the features listed in the following description as well as measures in any technically meaningful way can be combined with each other and show other embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.

Die Erfindung betrifft eine Federunterlage welche zwischen einer Schraubenfeder einer Fahrzeugradaufhängung und einem die Schraubenfeder abstützenden Federteller angeordnet ist, wobei es sich beispielsweise um eine dem Fahrzeugaufbau zugeordneten und damit einen radfernen Federteller oder einen dem Rad zugeordneten und damit radnahen, unteren Federteller handeln kann. The invention relates to a spring pad which is arranged between a coil spring of a vehicle wheel suspension and a spring plate supporting the coil spring, which may be, for example, a vehicle body associated and thus a Radfernen spring plate or the wheel associated and thus close to wheel, lower spring plate.

Die erfindungsgemäße Federunterlage ist zur anliegenden Anordnung zwischen einer endständigen, ein Federauge definierenden, Windung der Schraubenfeder vorgesehen und weist beispielsweise im Wesentlichen eine Ringform auf. The spring pad according to the invention is provided for the adjacent arrangement between a terminal, a spring eye defining, winding of the coil spring and has, for example, substantially a ring shape.

Die erfindungsgemäße Federunterlage hat einen Schichtaufbau, der wenigstens zwei in ihrer Steifigkeit unterschiedliche Materialschichten aufweist. Erfindungsgemäß unterscheiden sich die wenigstens zwei Materialschichten in ihren Steifigkeiten, wobei die erste Materialschicht eine wesentlich größere Steifigkeit aufweist als die zweite Materialschicht. Mit anderen Worten weist die zweite Materialschicht eine wesentlich größere Elastizität auf als die erste Materialschicht. Der Begriff Steifigkeit meint beispielsweise eine spezifische Steifigkeit des für die Schicht verwendeten Materials oder beispielsweise eine Biegesteifigkeit die u.a. auch durch die Geometrie der Schicht bestimmt ist, wobei sich erfindungsgemäß für die Bestimmung der Steifigkeit auf eine Kraftwirkungsrichtung bezogen wird, die dem Verlauf der Kraftwirkung der Schraubenfeder entspricht. The spring pad according to the invention has a layer structure which has at least two different material layers in their stiffness. According to the invention, the at least two material layers differ in their stiffnesses, wherein the first material layer has a substantially greater rigidity than the second material layer. In other words, the second material layer has a substantially greater elasticity than the first material layer. The term stiffness means, for example, a specific stiffness of the material used for the layer or, for example, a bending stiffness which u.a. is also determined by the geometry of the layer, wherein according to the invention for the determination of the stiffness is related to a direction of force acting, which corresponds to the course of the force of the coil spring.

Die erste Materialschicht ist erfindungsgemäß der endständigen Windung der Schraubenfeder zugeordnet, beispielsweise nächstbenachbart oder angrenzend an diese angeordnet, während die zweite, elastischere Materialschicht erfindungsgemäß dem Federteller zugeordnet ist, beispielsweise nächstbenachbart oder angrenzend an diesen angeordnet. According to the invention, the first material layer is assigned to the terminal turn of the helical spring, for example next to or adjacent to it, while the second, more elastic material layer is assigned to the spring plate, for example next to or adjacent to the spring plate.

Die erfindungsgemäß vorgesehene, steifere, erste Materialschicht sorgt für eine Kraftverteilung d.h. einen verbreiterten Krafteintrag und damit geringeren Druck sowie eine verringerte elastische Deformation in der darunterliegenden elastischeren zweiten Materialschicht. Anders ausgedrückt, der Krafteintrag durch die Schraubenfeder wird nicht nur großflächiger in die darunter liegende elastischere Materialschicht eingetragen und punktuelle Überbelastung unmittelbar unter der Windung werden vermieden, sondern die über der elastischeren liegende steifere Materialschicht sorgt für eine Formstabilisierung und somit für einen dauerhaften Erhalt der elastisch dämpfenden, schwingungsdämpfenden und damit geräuschverhindernden Eigenschaften der Federunterlage. The inventively provided, stiffer, first layer of material provides for a force distribution, i. an increased force input and thus lower pressure and a reduced elastic deformation in the underlying more elastic second material layer. In other words, the force input by the coil spring is not only registered over a larger area in the underlying more elastic material layer and point overload immediately below the turn are avoided, but over the more elastic lying stiffer material layer provides a shape stabilization and thus for a permanent preservation of the elastic damping , vibration-damping and thus noise-preventing properties of the spring pad.

Bevorzugt ist die zweite Materialschicht in Umfangsrichtung der Federunterlage umlaufend vorgesehen, während die erste Materialschicht lediglich in Umfangsrichtung der Federunterlage abschnittsweise vorgesehen ist, um gezielt die elastische Wirkung der zweiten Materialschicht bereichsweise einzustellen und/oder die Kraftwirkungslinie der Schraubenfeder einzustellen. Beispielsweise bildet die zweite Materialschicht eine Hülse mit zentralem Durchbruch und ringförmig umlaufender, radial nach außen vorstehender Auskragung aus. Die erste Materialschicht ist vorteilhaft lediglich segmentartig ausgeführt, also quasi als Segmenteinlage an der zweiten Materialschicht angeordnet.Preferably, the second layer of material is circumferentially provided in the circumferential direction of the spring pad, while the first layer of material is provided only in sections in the circumferential direction of the spring pad to selectively selectively adjust the elastic effect of the second layer of material and / or adjust the force line of action of the coil spring. For example, the second layer of material forms a sleeve with a central opening and an annular peripheral, radially outwardly projecting projection. The first material layer is advantageously designed only segment-like, that is arranged virtually as a segment insert on the second material layer.

Im Falle einer an die Schraubenfeder angrenzenden Anordnung der ersten Materialschicht, ist die Steifigkeit dieser ersten Materialschicht bevorzugt geringer als der Wert des für die Schraubenfeder verwendeten Federstahls, um auch durch diese Materialschicht eine Dämpfung von Schwingungen zwischen der Schraubenfeder und dem Federteller zu bewirken, aber vor Allem um die Schraubenfeder vor Korrosion durch Abrieb der Federschutzbeschichtung an den Kontaktstellen zwischen der Schraubenfeder und der Federunterlage zu schützen. In the case of an arrangement of the first material layer adjoining the helical spring, the stiffness of this first material layer is preferably less than the value of the spring steel used for the helical spring in order to cause damping of vibrations between the helical spring and the spring plate through this layer of material, but before To protect all around the coil spring from corrosion by abrasion of the spring protection coating at the contact points between the coil spring and the spring pad.

Die geringe Steifigkeit der zweiten, bevorzugt am Federteller anliegenden Materialschicht ermöglicht eine Dämpfung der von der Schraubenfeder erzeugten Kräfte und Schwingungen, um deren Einleitung in einen mit dem Federteller verbundenen Fahrzeugaufbau oder eine mit dem Federteller verbundene Radaufhängungskomponente, zum Beispiel ein Federbein, ein Stoßdämpfer, ein Radführungslenker, ein Radträger und dergleichen zu verhindern. The low rigidity of the second, preferably applied to the spring plate material layer allows damping of the forces generated by the coil spring and vibrations to their introduction into a connected to the spring plate vehicle body or connected to the spring plate suspension component, such as a shock absorber, a shock absorber Radführungslenker to prevent a wheel and the like.

Die erste Materialschicht weist in erster Linie die Funktion auf, die Form der zweiten Materialschicht zu stabilisieren, indem die Krafteinleitung gleichmäßiger über die Fläche verteilt wird, um punktuelle Überbelastungen der zweiten Materialschicht zu vermeiden. Somit werden im Langzeitbetrieb Veränderungen der Federunterlage und Veränderung der Kraftwirkung der Schraubenfeder, insbesondere Veränderung der Lage des Durchstoßpunktes vermieden. Als Durchstoßpunkt wird der Punkt in der durch den Federteller definierten Ebene verstanden, in dem die Kraftwirkungslinie diese Ebene durchstößt. The first material layer primarily has the function of stabilizing the shape of the second material layer by distributing the force introduction more uniformly over the surface in order to avoid punctual overloading of the second material layer. Thus, changes in the spring pad and change in the force of the coil spring, in particular change in the position of the puncture point are avoided in long-term operation. The puncture point is understood to be the point in the plane defined by the spring plate, in which the force action line pierces this plane.

Über die Wahl der Steifigkeit bzw. Elastizität und/oder der Dicke der ersten bzw. zweiten Materialschicht der erfindungsgemäßen Federunterlage lässt sich das gewünschte Abstütz- und Dämpfungsverhalten der Schraubenfeder-Federteller-Anordnung in axialer und lateraler Richtung der Schraubenfeder in gewünschter Weise beeinflussen und vorgeben.By choosing the stiffness or elasticity and / or the thickness of the first or second material layer of the spring pad according to the invention, the desired support and damping behavior of the coil spring-spring assembly in the axial and lateral direction of the coil spring can be influenced and specified in the desired manner.

Hierbei ermöglicht die erfindungsgemäße Federunterlage sowohl die Übertragung von in axialer Richtung der Schraubenfeder wirkenden Kräften zwischen der Schraubenfeder und dem Federteller als auch von in lateraler Richtung der Schraubenfeder wirkenden Kräften, das heißt von in einer radialen Richtung der Schraubenfeder wirkenden Kräften, da die erste, steifere Materialschicht die Beweglichkeit der zweiten Materialschicht in radialer Richtung infolge ihrer eigenen Steifigkeit verringert. Here, the spring pad according to the invention allows both the transmission of forces acting in the axial direction of the coil spring between the coil spring and the spring plate and acting in the lateral direction of the coil spring forces, that is acting in a radial direction of the coil spring forces, since the first, stiffer Material layer reduces the mobility of the second layer of material in the radial direction due to their own rigidity.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Dicke der ersten Materialschicht in Umfangsrichtung des Federauges variiert. Die Dicke bezieht sich dabei auf eine zur geometrischen Mittellinie der Schraubenfeder parallele Richtung. Diese Variation kann unstetig, d.h. sprunghaft sein. Durch Variation der Dicke wird beispielsweise eine Anpassung an den Druckverlauf der Schraubenfeder ermöglicht, der seinerseits in Umfangsrichtung in Abhängigkeit der Geometrie und Steigung der endständigen Windung der Schraubenfeder bestimmt wird. Damit kann beispielweise der von der endständigen Windung der Schraubenfeder regelmäßig entlang der Verlaufsrichtung dieser Windung nicht gleichmäßige Kraftverlauf durch die erfindungsgemäße Federunterlage nicht nur „geglättet“ werden, sondern es kann ferner dafür gesorgt werden, dass der Durchstoßpunkt der Kraftwirkungslinie auf der geometrischen Mittellinie der Schraubenfeder liegt bzw. sich dieser Linie annähert. It is preferably provided that a thickness of the first material layer varies in the circumferential direction of the spring eye. The thickness refers to a parallel to the geometric center line of the coil spring direction. This variation can be unsteady, ie erratic. By varying the thickness, for example, an adaptation to the pressure curve of the helical spring is made possible, which in turn is determined in the circumferential direction as a function of the geometry and pitch of the terminal turn of the helical spring. Thus, for example, the not uniformly along the course of this winding force curve by the terminal winding of the coil spring by the spring pad according to the invention are not only "smoothed", but it can also be ensured that the puncture point of the line of action is located on the geometric center line of the coil spring or approaching this line.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Dicke der ersten Materialschicht von einem Umfangsabschnitt zu einem diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitt zu- bzw. abnimmt. Beispielsweise ist die an der zweiten Materialschicht anliegende Kontaktfläche der ersten Materialschicht gegenüber der an der endständigen Windung anliegenden Kontaktfläche der ersten Materialschicht nicht parallel, sondern geneigt ausgebildet. Dies ermöglicht es, die Federunterlage an die Geometrie und Kraftverteilung der endständigen Windung anzupassen.An advantageous embodiment of the invention provides that a thickness of the first material layer increases or decreases from a peripheral portion to a diametrically opposite peripheral portion. For example, the voltage applied to the second material layer contact surface of the first material layer with respect to the voltage applied to the terminal turn contact surface of the first material layer is not parallel, but inclined. This makes it possible to adapt the spring pad to the geometry and force distribution of the terminal turn.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Dicke der ersten Materialschicht in einem Umfangsabschnitt der Federunterlage am größten ist, der dem für die Anlage des Windungsendes der endständigen Windung vorgesehenen Umfangsabschnitt der Federunterlage diametral gegenüberliegt. Es wurde nämlich festgestellt, dass im Bereich des Windungsendes die Druckbelastung auf die Federunterlage gering und diametral gegenüberliegend besonders hoch ist, so dass in letzterem Umfangsabschnitt die erste, steifere Materialschicht besonders wirkungsvoll ist. It is preferably provided that the thickness of the first material layer in a peripheral portion of the spring pad is greatest, which is diametrically opposite to the provided for the abutment of the winding end of the terminal turn peripheral portion of the spring pad. It has been found that in the region of the end of the turn, the pressure load on the spring pad is low and diametrically opposite particularly high, so that in the latter peripheral portion of the first, more rigid material layer is particularly effective.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die erste, steifere Materialschicht aus einem metallischen Werkstoff oder Kunststoff, bevorzugt faserverstärkten Kunststoff gebildet, so dass im Vergleich eine hohe Steifigkeit erreicht wird. In a further preferred embodiment of the invention, the first, more rigid material layer of a metallic material or plastic, preferably fiber-reinforced plastic is formed, so that in comparison a high rigidity is achieved.

In einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite, elastischere Materialschicht aus einem Elastomermaterial gebildet. Als Elastomere für die zweite Materialschicht werden vorzugsweise Kautschuk, wie Gummi, oder Polyurethan verwendet.In a still further preferred embodiment of the invention, the second, more elastic material layer is formed of an elastomeric material. As elastomers for the second material layer, rubber such as rubber or polyurethane are preferably used.

Die erste Materialschicht kann auf der zweiten Materialschicht aufliegen, also auch locker aufliegen. Möglich ist auch, dass die erste Materialschicht von der zweiten Materialschicht umhüllt wird (Verbund), wobei die Umhüllung auch so ausgeführt sein kann, dass ein Auflagebereich der ersten Materialschicht zu der endständigen Windung umhüllungsfrei ist. Eine noch weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste Materialschicht mit der zweiten Materialschicht stoffschlüssig verbunden ist. Die beiden Materialschichten können beispielsweise miteinander verklebt oder vulkanisiert sein, was eine gleichmäßige Kraftverteilung über die gesamten Kontaktflächen der beiden Materialschichten sicherstellt. Die erste Materialschicht kann gemäß einer weiteren Variante in die zweite Materialschicht eingebettet sein, beispielsweise durch Umspritzen, was zu der o.g. genannten Umhüllung ähnlich ist, wobei gleichfalls ein umspritzungsfreier Anlagebereich vorgesehen sein kann. Durch die stoffschlüssige Verbindung wird eine gleichmäßige Krafteinleitung insbesondere in radialer Richtung der Federunterlage von der einen Materialschicht in die andere Materialschicht erzielt.The first layer of material can rest on the second layer of material, so also loosely. It is also possible for the first material layer to be enveloped by the second material layer (composite), wherein the covering can also be designed so that a support region of the first material layer to the terminal turn is free of envelopes. A still further advantageous embodiment of the invention provides that the first material layer is materially bonded to the second material layer. The two layers of material may, for example, be glued or vulcanized together, which ensures a uniform distribution of force over the entire contact surfaces of the two layers of material. According to a further variant, the first material layer can be embedded in the second material layer, for example by extrusion coating, which leads to the above-mentioned. said enclosure is similar, which may also be provided an umspritzungsfreier contact area. Due to the cohesive connection, a uniform introduction of force, in particular in the radial direction of the spring pad, is achieved from one material layer into the other material layer.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Federunterlage ist die radiale Erstreckung der ersten Materialschicht größer, als die Federstärke der endständigen Windung in Richtung dieser radialen Erstreckung. Der Begriff radial bezieht sich auf eine zur geometrischen Mittellinie der Schraubenfeder senkrechte Richtung. Durch die gegenüber der endständigen Federwindung verbreiterte erste Materialschicht wird eine bessere, gleichmäßigere Krafteinleitung in die zweite Materialschicht erreicht.According to a preferred embodiment of the spring pad according to the invention, the radial extent of the first material layer is greater than the spring strength of the terminal turn in the direction of this radial extent. The term radial refers to a direction perpendicular to the geometric center line of the coil spring direction. By opposite the terminal spring coil widened first layer of material a better, more uniform application of force is achieved in the second layer of material.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung steht die zweite Materialschicht bezüglich einer lateralen Richtung mit dem Federteller formschlüssig in Eingriff, um ein Verrutschen der Federunterlage auf dem Federteller in lateraler Richtung zu vermeiden. Beispielsweise ist ein formschlüssiger Eingriff der zweiten Materialschicht mit einem am Federteller an seinem Umfang wenigstens abschnittsweise ausgebildeten Stützkragen vorgesehen, gegen den sich die Federunterlage in radialer Richtung abstützen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die formschlüssige Verbindung zwischen dem Federteller und der zweiten Materialschicht auch hergestellt werden, indem beispielsweise ein federtellerseitiger Vorsprung, zum Beispiel ein Stift, in eine entsprechende Ausnehmung der zweiten Materialschicht eingreift oder umgekehrt. Ferner kann auch eine Innenzentrierung des Federtellers eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Federteller und der ersten und/oder zweiten Materialschicht herstellen.According to a further advantageous embodiment, the second material layer is in a form-fitting engagement with the spring plate with respect to a lateral direction in order to avoid slippage of the spring pad on the spring plate in the lateral direction. For example, a positive engagement of the second material layer is provided with a support collar on the circumference at least partially formed on the spring plate, against which the spring pad can be supported in the radial direction. Alternatively or additionally, the positive connection between the spring plate and the second material layer can also be produced by, for example, a spring plate-side projection, for example a pin, engaging in a corresponding recess of the second material layer or vice versa. Furthermore, an internal centering of the spring plate can produce a positive connection between the spring plate and the first and / or second material layer.

Eine erfindungsgemäße Radaufhängung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst einen Federteller und eine gegen den Federteller abgestützte Schraubenfeder. Zwischen dem Federteller und der Schraubenfeder ist gemäß der Erfindung eine Federunterlage nach einer der vorbeschriebenen Ausgestaltungen eingefügt bzw. angeordnet. Bezüglich der Vorteile, Wirkungen und Eigenschaften der derart ausgebildeten Radaufhängung wird auf die vorstehend beschriebenen Vorteile, Wirkungen und Eigenschaften der erfindungsgemäßen Federunterlage verwiesen, die sinngemäß auf die erfindungsgemäße Radaufhängung übertragbar sind.A wheel suspension according to the invention for a vehicle, in particular for a motor vehicle, comprises a spring plate and a helical spring supported against the spring plate. Between the Spring plate and the coil spring is inserted or arranged according to the invention, a spring pad according to one of the embodiments described above. With regard to the advantages, effects and properties of the suspension designed in this way, reference is made to the above-described advantages, effects and properties of the spring pad according to the invention, which can be applied analogously to the wheel suspension according to the invention.

1 zeigt eine Kraftverteilung und zugehörige Kraftwirkungslinie in schematischer 3D-Ansicht, die sich bei einer nicht erfindungsgemäßen Federunterlage einstellt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen: 1 shows a force distribution and associated force line in a schematic 3D view, which adjusts to a non-inventive spring pad. Further advantageous embodiments of the invention are disclosed in the subclaims and the following description of the figures. Show it:

2 eine Detailschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Radaufhängung, und 2 a detail sectional view through a suspension according to the invention, and

3 eine Kraftverteilung und zugehörige Kraftwirkungslinie in schematischer 3D-Ansicht, die sich bei einer erfindungsgemäßen Federunterlage einstellt. 3 a force distribution and associated force action line in a schematic 3D view, which adjusts itself in a spring pad according to the invention.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden. In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, which is why these are usually described only once.

2 zeigt ein Detail einer erfindungsgemäßen Radaufhängung. Die Radaufhängung umfasst eine Schraubenfeder 2, wobei lediglich der untere Abschnitt der Schraubenfeder 2 mit der unteren endständigen Windung 5 gezeigt ist. In das durch die endständige Windung 5 definierte Federauge ist eine erfindungsgemäße Federunterlage 1 eingesetzt, über die sich die Schraubenfeder 2 an einem Federteller 6 abstützt, der einem nicht dargestellten Rad eines Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. 2 shows a detail of a suspension according to the invention. The suspension includes a coil spring 2 , wherein only the lower portion of the coil spring 2 with the lower terminal turn 5 is shown. In through the terminal turn 5 defined spring eye is a spring pad according to the invention 1 used over which the coil spring 2 on a spring plate 6 supported, which is associated with a wheel, not shown, of a motor vehicle.

Der Federteller 6 weist einen umlaufenden Stützkragen 7 auf, um die Federunterlage 1 z. B. formschlüssig in dem Federteller 6 aufzunehmen. Die Federunterlage 1 wird durch einen Schichtaufbau aus zwei Materialschichten, nämlich einer ersten Materialschlicht 3 und einer zweiten Materialschicht 4, ausgebildet. Beide Materialschichten 3, 4 können stoffschlüssig, also z. B. miteinander verklebt verbunden sein. Die erste Materialschicht 3 weist eine höhere Steifigkeit auf als die zweite Materialschicht 4 aus. Die zweite Materialschicht 4 bildet eine Hülse mit zentralem Durchbruch 8 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Stoßdämpfers aus.The spring plate 6 has a circumferential support collar 7 on to the spring pad 1 z. B. positively in the spring plate 6 take. The spring pad 1 is made by a layer structure of two material layers, namely a first Materialschlicht 3 and a second material layer 4 , educated. Both material layers 3 . 4 can cohesively, so z. B. be bonded together. The first material layer 3 has a higher rigidity than the second material layer 4 out. The second material layer 4 forms a sleeve with central opening 8th for receiving a shock absorber, not shown.

Die erste Materialschicht 3 kann z. B. aus einem Metall, Kunststoff oder Faserverbundwerkstoff bestehen. Die zweite Materialschicht 4 kann aus Elastomermaterial, also z. B. aus einem Gummi bestehen. The first material layer 3 can z. B. made of a metal, plastic or fiber composite material. The second material layer 4 can be made of elastomeric material, ie z. B. consist of a rubber.

Die zweite Materialschicht 4 bildet ferner eine von der Außenseite der Hülse radial vorstehende und vollständige umlaufende Auskragung 14 aus, die zur Anordnung zwischen der endständigen Windung 5 der Schraubenfeder 2 und dem Federteller 6 vorgesehen ist, wobei Umfangsabschnitte der Federunterlage 1 vorgesehen sind, in denen die zweite Materialschicht 4 sowohl an der Schraubenfeder 2 und dem Federteller 6 anliegt, wie hier beispielsweise auf der linken Seite der 2 gezeigt. The second material layer 4 further forms a radially projecting and complete circumferential projection from the outside of the sleeve 14 out to the arrangement between the terminal turn 5 the coil spring 2 and the spring plate 6 is provided, wherein peripheral portions of the spring pad 1 are provided, in which the second material layer 4 both on the coil spring 2 and the spring plate 6 is present, as here, for example, on the left side of the 2 shown.

Die erste, steifere Materialschicht 3 erstreckt sich nicht vollumfänglich entlang der Auskragung 14, es sind aber Umfangsabschnitte der Federunterlage 1 vorgesehen, in denen in Richtung der Kraftwirkungslinie 9 gesehen, die erste Materialschicht 3 angrenzend an die endständige Windung 5 der Schraubenfeder 2 und zwischen dieser und der zweiten Materialschicht 4 angeordnet ist. Aufgrund ihrer gegenüber der Federstärke der endständigen Windung 5 größeren radialen Erstreckung sorgt diese für einen geringeren Druck und einen großflächigeren Krafteintrag in die zweite Maetrialschicht 4, was durch die mehrfachen Pfeile 10 im Vergleich zu dem Einzelpfeil 11 des diametral gegenüberliegenden, Umfangsabschnitts, der keine erste Materialschicht 3 aufweist, veranschaulicht werden soll. Gleichzeitig kann erreicht werden, dass der untere Durchstoßpunkt P der Kraftwirkungslinie auf der geometrischen Mittellinie der Schraubenfeder 2 liegt. The first, stiffer material layer 3 does not extend completely along the cantilever 14 but they are circumferential sections of the spring pad 1 provided, in which in the direction of the force of action line 9 seen, the first layer of material 3 adjacent to the terminal turn 5 the coil spring 2 and between this and the second material layer 4 is arranged. Because of her compared to the spring strength of the terminal turn 5 larger radial extent this ensures a lower pressure and a larger area force in the second Maetrialschicht 4 what through the multiple arrows 10 compared to the single arrow 11 diametrically opposed circumferential portion that does not have a first layer of material 3 has to be illustrated. At the same time can be achieved that the lower puncture point P of the line of action on the geometric center line of the coil spring 2 lies.

Anhand der 1 und 3 soll sie Wirkung der erfindungsgemäßen Federunterlage aus der 2 im Vergleich zu einer nicht erfindungsgemäßen Federunterlage (1) gezeigt werden.Based on 1 and 3 it should effect the spring pad of the invention 2 in comparison to a spring pad not according to the invention ( 1 ) to be shown.

Dabei veranschaulicht die 1 eine Kraftverteilung 12, wie sie in einer einschichtigen Federunterlage aus Elastomer erzeugt wird, die zwischen einer unteren endständigen Windung 5 einer Schraubenfeder 2 und einem nicht dargestellten Federteller angeordnet ist. Die Kraftverteilung 12 weist in Umfangsrichtung starke Schwankungen auf, so dass die Kraftwirkungslinie 9 einen unteren Durchstoßpunkt P2 aufweist, der im Gegensatz zu dem oberen Durchstoßpunkt P1 von der geometrischen Mittellinie der Schraubenfeder 2 zum Nachteil der Federwirkung abweicht.This illustrates the 1 a force distribution 12 as produced in a single-layered elastomeric spring pad between a lower terminal turn 5 a coil spring 2 and a spring plate, not shown, is arranged. The force distribution 12 has large variations in the circumferential direction, so that the force line of action 9 a lower piercing point P2, which in contrast to the upper piercing point P1 from the geometric center line of the coil spring 2 deviates to the detriment of the spring action.

Wie sich aus der 1 zeigt ist die Krafteinleitung an einem dem Ende der endständigen Windung 5 diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitt der Krafteintrag besonders hoch. Diesen Nachteil vermeidet der erfindungsgemäß zweischichtige Aufbau der Federunterlage aus 2, wie anhand von 3 deutlich wird. Durch die lediglich abschnittsweise vorgesehene erste Materialschicht 3 aus steifem Material, insbesondere in den Bereichen hohen Krafteintrags, kann die Kraftverteilung 13 in Umfangsrichtung gleichmäßig ausfallen und der untere Durchstoßpunkt P2 und die Kraftwirkungslinie 9 mit der geometrischen Mittellinie der Schraubenfeder 2 zur Deckung gebracht werden.As is clear from the 1 shows the introduction of force at one end of the terminal turn 5 diametrically opposite peripheral portion of the force entry particularly high. This disadvantage avoids the present invention two-layer structure of the spring pad 2 as based on 3 becomes clear. By only partially provided first material layer 3 made of stiff Material, especially in the areas of high force input, can force distribution 13 uniform in the circumferential direction and the lower penetration point P2 and the force line of action 9 with the geometric centerline of the coil spring 2 be brought to cover.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Federunterlage Spring pad
22: Schraubenfeder coil spring
33: erste Schicht first shift
44: zweite Schicht second layer
55: endständige Windung terminal turn
66: Federteller spring plate
77: Stützkragen support collar
88th: zentraler Durchbruch central breakthrough
99: Kraftwirkungslinie Line of action
1010: Kraftverteilung in der zweiten Schicht im Umfangsabschnitt unter der ersten Schicht Force distribution in the second layer in the peripheral portion below the first layer
1111: Kraftverteilung in der zweiten Schicht im Umfangsabschnitt ohne die erste Schicht Force distribution in the second layer in the peripheral portion without the first layer
1212: Kraftverteilung in einer nicht erfindungsgemäßen Federunterlage ohne erste Schicht Force distribution in a non-inventive spring pad without first layer
1313: Kraftverteilung in einer erfindungsgemäßen Federunterlage mit in Umfangsrichtung bereichsweise vorgesehener erster Schicht Force distribution in a spring pad according to the invention with circumferentially partially provided first layer
14 14: radial vorstehende, umlaufende Auskragung radially projecting, circumferential projection
PP: Durchstoßpunkt Intersection point
P1P1: oberer Durchstoßpunkt upper puncture point
P2 P2: unterer Durchstoßpunktlower puncture point

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 7490818 B2 [0004, 0004]
JP 2002-130351 A [0004]
US 4778162 A [0005]
KR 100828788 B1 [0005]
US Pat. No. 7,56,288 B2 [0005]

Claims

Spring pad ( 1 ) which between a terminal, a spring eye defining, turn ( 5 ) a coil spring ( 2 ) a vehicle wheel suspension and a coil spring ( 2 ) supporting spring plate ( 6 ), comprising a layer structure comprising at least two different material layers (in their stiffness) 3 . 4 ), characterized in that a first, the coil spring associated material layer ( 3 ) has a higher rigidity than a second, the spring plate associated material layer ( 4 ).

Spring pad ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the second material layer ( 4 ) in the circumferential direction of the spring pad ( 1 ) is provided circumferentially while the first material layer ( 3 ) is provided only in sections in the circumferential direction of the spring pad.

Spring pad ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first material layer ( 3 ) is formed of a metallic material, or a plastic, such as a fiber-reinforced plastic.

Spring pad ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first material layer ( 3 ) an outer, adjacent arrangement to the terminal turn ( 5 ) of the coil spring provided material layer of the layer structure is.

Spring pad ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the thickness of the first material layer ( 3 ) in a peripheral portion of the spring pad ( 1 ), which is the largest possible for the installation of the winding end of the terminal turn ( 5 ) provided circumferential portion of the spring pad ( 1 ) is diametrically opposite.

Spring pad ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the radial extent of the first material layer ( 3 ) is greater than the spring strength of the terminal turn ( 5 ) in the radial direction.

Spring pad ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second material layer ( 4 ) is formed of an elastomeric material.

Spring pad ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first material layer ( 3 ) and the second material layer ( 4 ) are cohesively connected.

Spring pad ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second material layer ( 3 ) with respect to a lateral direction with the spring plate ( 6 ) is positively engaged.

Wheel suspension for a vehicle with a spring plate ( 6 ) and one against the spring plate ( 6 ) supported coil spring ( 2 ), between the spring plate ( 6 ) and the coil spring ( 2 ) a spring pad ( 1 ) is arranged according to one of the preceding claims.