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Die Erfindung betrifft eine Federunterlage, insbesondere für einen Dämpfer und/oder ein Federlager eines Kraftwagens.
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Zur Dämpfung von Fahrwerksschwingungen in Kraftwagen werden Federbeine verwendet, die eine Schraubenfeder und einen Stoßdämpfer umfassen. Die Schraubenfeder wird dabei axial gegen eine Federunterlage abgestützt.
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Bei der Verbindung des Fahrwerks des Kraftwagens mit der Karosserie, der sogenannten Hochzeit, werden die Federunterlage und die Schraubenfeder, die entlang einer ersten Achse eine Rückstellkraft aufbauen kann, am Fahrwerk vormontiert, bevor die Karosserie aufgesetzt wird. Vor dem Aufsetzen der Karosserie wirkt dabei keine bezüglich der ersten Achse in axiale Richtung wirkende Kraft auf die Schraubenfeder, so dass diese nur locker auf der Federunterlage aufliegt. Dies kann dazu führen, dass sich die Federunterlage während der Montage, insbesondere von der Schraubenfeder, löst.
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Aus der
DE 101 24 976 C2 ist eine Federunterlage bekannt, die eine Nut aufweist, in die eine Endwindung der Schraubenfeder eingeführt werden kann. Durch Klipselemente, die die Nut übergreifen, kann die Schraubenfeder an der Federunterlage fixiert werden, so dass die Schraubenfeder während der Montage an der Federunterlage verbleibt.
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Um spezifische Dämpfungseigenschaften zu erzielen, werden heutzutage je nach Fahrwerkstyp unterschiedliche Schraubenfedern verwendet, die sich im Durchmesser des Federdrahtes unterscheiden. Für eine sichere Fixierung der Schraubenfeder in einer Nut der Federunterlage muss dabei der Nutdurchmesser an den Drahtdurchmesser der Schraubenfeder angepasst werden. Daher ist für jede Art von Schraubenfeder eine komplementäre Federunterlage notwendig. Dies erhöht die Herstellungskosten beträchtlich, da beispielsweise auch unterschiedliche Spritzgussformen zum Fertigen der Federunterlage bereitgestellt werden müssen. Auch der Lagerhaltungsaufwand erhöht sich aufgrund der hohen Teilezahl.
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Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Federunterlage bereitzustellen, an der eine Schraubenfeder, insbesondere während der Hochzeit sicher fixiert werden kann und die an unterschiedliche Drahtdurchmesser der Schraubenfeder anpassbar ist.
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Die Aufgabe wird durch eine Schraubenfeder mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße Federunterlage für eine entlang zumindest einer ersten Achse eine Rückstellkraft aufbauende Schraubenfeder, insbesondere für einen Dämpfer und/oder ein Federlager eines Kraftwagens, mit zumindest einem Federteller, der zumindest einen Mittenbereich und zumindest einen davon radial bezüglich der ersten Achse abragenden Randbereich mit zumindest einem Abstützbereich zum zumindest bereichsweise Abstützen der Schraubenfeder in bezüglich der ersten Achse axialer Richtung aufweist, sowie mit zumindest einer Arretiervorrichtung zum Fixieren zumindest eines in dem Abstützbereich angeordneten Endbereichs der Schraubenfeder, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung zumindest bereichsweise den Randbereich und/oder Abstützbereich übergreift und in axialer Richtung verstellbar ist.
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Durch die axiale Verstellbarkeit der Arretiervorrichtung ist gewährleistet, dass die Federunterlage Schraubenfedern mit unterschiedlichen Drahtdurchmessern sicher fixieren kann. Die Federunterlage kann dabei durch Verstellen der Arretiervorrichtung an unterschiedliche Federn angepasst werden. Damit ist lediglich ein einziger Typ von Federunterlagen notwendig, um unterschiedliche Fahrwerkstypen zu verwirklichen, so dass die Herstellungskosten beträchtlich gesenkt werden und dennoch ein sicherer Halt der Schraubenfeder während der Hochzeit gewährleistet ist.
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Selbstverständlich kann eine derartige Federunterlage nicht nur Anwendung zum Fixieren von Dämpferfedern finden, sondern auch zum Sichern beliebiger anderer Federn, auch außerhalb des Kraftwagenbereichs, verwendet werden.
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Der Mittenbereich der Federunterlage ist dabei vorzugsweise zumindest bereichsweise zylindrisch ausgebildet und weist einen Außendurchmesser auf, der in etwa dem Innendurchmesser der Schraubenfeder entspricht. Wird die Schraubenfeder auf die Federunterlage aufgesetzt, umgreift sie also den Mittenbereich und wird auch radial gegen dessen äußere Mantelfläche gestützt. Der Mittenbereich kann jedoch auch andere Formen aufweisen und beispielsweise als Dom ausgebildet sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Arretiervorrichtung zumindest ein Rahmenelement, welches axial vom Randbereich und/oder Abstützbereich abragt.
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Ein solches Rahmenelement kann fest mit dem Randbereich verbunden sein und bildet den unterlagenseitigen Teil der Arretiervorrichtung aus. Es ist dabei vorteilhaft, wenn das Rahmenelement einstückig mit der Federunterlage verbunden ist, so dass Federunterlage und Rahmenelement beispielsweise in einem einzigen Spritzgussvorgang gefertigt werden können.
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Das Rahmenelement kann zumindest bereichsweise U-förmig ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das Rahmenelement lediglich aus zwei axial vom Randbereich abragenden Stangen gebildet wird, wobei dann der Randbereich selbst den mittleren Schenkel einer U-förmigen Struktur ausbildet.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umgreift die Arretiervorrichtung den Randbereich und/oder Abstützbereich lediglich im Endbereich der Schraubenfeder, vorzugsweise nur einen begrenzten, bezüglich der ersten Achse zirkular umlaufenden Bereich übergreift und/oder die Arretiervorrichtung zumindest ein Feststellelement umfasst, welches zumindest in axialer Richtung verschiebbar an dem Rahmenelement angeordnet ist und/oder umfasst die Arretiervorrichtung zumindest ein Feststellelement, welches zumindest in axialer Richtung verschiebbar an dem Rahmenelement angeordnet ist.
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Das Feststellelement ermöglicht damit eine verliersichere Befestigung der Schraubenfeder an der Federunterlage indem die Schraubenfeder, vorzugsweise nur der Endbereich der Schraubenfeder, mittels der Fixiereinrichtung gehalten wird, wobei es auch möglich ist, dass die Schraubenfeder über einen radial größeren Bereich gehalten wird, indem die Fixiereinrichtung nicht nur den Abstützbereich, in dem der Endbereich der Schraubenfeder angeordnet ist, übergriffen wird, sondern ein größeren Bereich des Randbereichs, in dem sich weitere Bereiche der Schraubenfeder auf der Federunterlage abstützen. Ferner ermöglicht das Feststellelement die Einstellung der Arretiervorrichtung, um diese an den Drahtdurchmesser der Schraubenfeder anzupassen. Es bildet ein Gegenstück zum Randbereich bzw. Abstützbereich der Federunterlage aus, so dass zwischen Randbereich bzw. Abstützbereich und Feststellelement eine Klemmkraft ausgeübt werden kann.
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Es ist weiter bevorzugt, wenn das Feststellelement zumindest bereichsweise U-förmig ausgebildet ist und/oder mit jeweils seitlichen Schenkeln an dem Rahmenelement angelagert ist.
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Dies ist insbesondere in Verbindung mit einem ebenfalls U-förmigen Rahmenelement vorteilhaft. Rahmenelement und Feststellelement können so den zumindest den Endbereich der Schraubenfeder allseitig umgreifen, so dass ein besonders sicherer Halt der Schraubenfeder gewährleistet ist.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Arretiervorrichtung zumindest ein Klemmelement, welches zumindest eine, vorzugsweise zu dem Randbereich und/oder Abstützbereich flächenparallele, Klemmfläche zum Ausüben einer Klemmkraft zumindest auf den Endbereich der Schraubenfeder aufweist.
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Das Klemmelement kann so unabhängig vom Rest der Arretiervorrichtung für die Klemmwirkung optimiert werden. Beispielsweise ist es möglich, das Klemmelement elastisch auszubilden, um die Klemmung zu verbessern, während Rahmenelement und/oder Feststellelement starr ausgebildet sind, so dass die Höheneinstellung der Arretiervorrichtung präzise und zuverlässig möglich ist.
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Es ist dabei insbesondere vorteilhaft, wenn das Klemmelement, der Randbereich und/oder der Abstützbereich zumindest partiell ein Elastomermaterial umfasst bzw. umfassen.
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Dies verbessert die Klemmung der Feder. Gleichzeitig wird durch das Elastomer eine zusätzliche Dämpfungswirkung erzielt. Dies kann den Verschleiß der Schraubenfeder bei Bewegungen des Fahrwerks vermindern und Fahrwerksgeräusche dämpfen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Klemmelement zumindest bereichsweise an zumindest einem mittleren Schenkel des Feststellelements angeordnet.
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Der Endbereich der Schraubenfeder wird dabei also in axialer Richtung beidseitig gestützt. Auf Seite der Federunterlage erfolgt dies durch den Randbereich bzw. Abstützbereich, auf der abgewandten Seite durch das Klemmelement. Hierdurch ergibt sich eine zuverlässige und sichere verliersichere Befestigung, insbesondere Klemmung.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen das Rahmenelement und das Feststellelement jeweils komplementäre Fixierelemente, vorzugsweise Rastelemente, wie Rastnocken, Reibelemente und/oder Clipselemente aufweisen, mittels welcher das Feststellelement in jeweils vorgegebenen axialen Abständen an dem Rahmenelement, insbesondere kraft- und/oder formschlüssig, fixierbar ist.
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Die Fixierelemente können dabei so angeordnet werden, dass für unterschiedliche verwendete Typen von Schraubenfedern eine jeweilige Fixierstellung vorgesehen ist, bei der die Verliersicherung, insbesondere Klemmwirkung, optimal ist. Damit wird nicht nur der Halt der Schraubenfeder verbessert, sondern auch die Einstellung der Arretiervorrichtung erleichtert, so dass deren Montage schnell und sicher erfolgen kann.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Arretiervorrichtung zumindest ein Verbindungselement, mittels dessen das Rahmenelement und das Feststellelement in einer vorgegebenen Relativposition zueinander lösbar verbindbar sind.
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Damit kann die Arretiervorrichtung in einer jeweiligen Sollposition fixiert werden und ein ungewolltes Lösen der Arretiervorrichtung vermieden werden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Arretiervorrichtung in einem Höhenbereich von 0 mm bis 20 mm, vorzugsweise von 11,5 mm bis 17,5 mm, in axialer Richtung gegenüber dem Randbereich und/oder Abstützbereich verstellbar ist.
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Hierdurch wird die Anpassung der Arretiervorrichtung an im Wesentlichen alle im Bereich von Fahrwerksdämpfern übliche Schraubenfedern ermöglicht, so dass keine zusätzlichen Typen von Federunterlagen vorgehalten werden müssen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Dämpferanordnung, insbesondere für einen Kraftwagen, mit zumindest einer erfindungsgemäßen Federunterlage sowie mit zumindest einer Schraubenfeder, die zumindest bereichsweise auf dem Randbereich und/oder Abstützbereich der Federunterlage aufliegt und die, zumindest in ihrem Endbereich, mittels der Arretiervorrichtung an der Federunterlage verliersicher befestigt, vorzugsweise gegen den Randbereich und/oder Abstützbereich geklemmt, ist.
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Eine solche Dämpferanordnung kann vor der Hochzeit zwischen Fahrwerk und Karosserie sicher vormontiert werden, ohne dass die Gefahr des Lösens der Schraubenfeder besteht.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert, in denen die
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Federunterlage mit geklemmtem Endbereich einer Schraubenfeder zeigt.
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Eine in 1 gezeigte, im Ganzen mit 10 bezeichnete Federunterlage umfasst einen beispielsweise zylindrischen Mittenbereich 12, von dem radial ein flacher Randbereich 14 abragt. Dieser kann außenseitig durch einen Steg 16 begrenzt sein. Der Mittenbereich 12 weist beispielsweise etwa einen Außendurchmesser von 70 mm auf, um im Kraftwagenbereich übliche Schraubenfedern für Dämpferanordnungen aufnehmen zu können. Der Mittenbereich 12 ragt dann entlang einer Achse A, entlang der die Schraubenfeder eine Rückstellkraft aufbaut, in den Innenraum der Schraubenfeder und stützt diese in radialer Richtung, während sich eine so eingesetzte Schraubenfeder in axialer Richtung auf dem Randbereich 14 abstützt. Wobei sich der Endbereich 20 der Schraubenfeder in einen Abstützbereich 15 des Randbereichs 14 abstützt. Der Randbereich 14, mit seinen Abstützbereich 15, und der Mittenbereich 12 bilden gemeinsam den Federteller 17 der Federunterlage aus.
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Am Randbereich 14 ist eine Arretiervorrichtung 18 angeordnet, mittels welcher der Endbereich 20 einer im Ganzen nicht gezeigten Schraubenfeder verliersicher an der Federunterlage befestigt werden kann, insbesondere hierzu der Endbereich 20 gegen den Abstützbereich 15 angepresst werden kann, um die Schraubenfeder sicher gegen die Federunterlage 10 zu fixieren.
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Die Arretiervorrichtung 18 umfasst ein Rahmenelement 22, welches axial vom Randbereich 14 abragt und von einem U-förmigen Feststellelement 24 übergriffen wird. An einem mittleren Schenkel 26 des Feststellelements 24 ist ein Klemmelement 28 angeordnet. Das Rahmenelement 22 und das Feststellelement 24 umfassen vorzugsweise einen mechanisch steifen Kunststoff, um einen sicheren Halt zu gewährleisten. Das Rahmenelement 22 kann dabei ein eigenes Bauteil sein oder auch einstückig mit dem Randbereich 14 ausgebildet sein.
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Das Feststellelement 24 ist in axialer Richtung gegenüber dem Rahmenelement 22 verschiebbar, so dass der Endbereich 20 der Schraubenfeder unabhängig von deren Drahtdurchmesser zuverlässig verliersicher gehalten, insbesondere zwischen dem Klemmelement 28 und dem Randbereich 14 geklemmt, werden kann. Die Verstellhöhe des Feststellelements 24 erstreckt sich über den Bereich von 0 mm bis 20 mm, bevorzugt von 11,5 mm bis 17,5 mm, um alle üblichen Federtypen in Dämpferanordnungen für Kraftwagen aufnehmen zu können.
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Sowohl eine Oberfläche des Randbereichs 14 als auch das Klemmelement 28 sind dabei vorzugsweise zumindest teilweise aus einem Elastomer ausgebildet, um eine zusätzliche Schwingungsdämpfung zu erzielen. Dies vermindert den Verschleiß der Schraubenfeder und dämpft Fahrwerksgeräusche.
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Um eine einfache Einstellung der Arretiervorrichtung für vorgegebene Federtypen zu ermöglichen, weisen das Rahmenelement 22 und das Feststellelement 24 komplementäre Fixierelemente in Form von Rastnocken 30 auf, die bei jeweiligen Solleinstellungen ineinandergreifen. Ist das Feststellelement 24 auf die gewünschte Höhe eingerastet, so kann es mittels eines Verbindungselements 32 gegen das Rahmenelement 22 fixiert werden, um ein ungewolltes Lösen zu verhindern. Im gezeigten Beispiel ist das Verbindungselement 32 als Federklemme ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, beliebige andere kraft- oder formschlüssig wirkende Verbindungselemente einzusetzen.
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In den vorangehenden Ausführungsbeispielen überdeckt die Arretiervorrichtung lediglich den Abstützbereich 15, des Randbereichs 14, der von dem der Endbereich 20 der Schraubenfeder überdeckt ist bzw. in dem sich der Endbereich abstützt bzw. angeordnet ist. In alternativen Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass die Arretiervorrichtung einen größeren zirkular bezüglich der Achse A umlaufenden Bereich des Randbereichs 14 überdeckt bzw. mehrere Arretiervorrichtungen, die über den Randbereich 14 verteilt angeordnet sind, vorgesehen sein können.
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Insgesamt wird so eine Federunterlage 10 geschaffen, die das problemlose und sichere verliersichere Befestigen, insbesondere Fixieren einer Schraubenfeder an der Federunterlage ermöglicht und die an unterschiedliche Typen von Schraubenfedern anpassbar ist. Bei der Montage eines Kraftwagens kann die Schraubenfeder auf der Federunterlage 10 vormontiert und mittels der Arretiervorrichtung 18 gesichert werden, so dass sie sich nicht ungewollt von der Federunterlage 10 lösen kann. Dies ist insbesondere während des Zusammenfügens von Fahrwerk und Karosserie vorteilhaft. Da die Arretiervorrichtung 18 an unterschiedliche Drahtdurchmesser der Schraubenfeder angepasst werden kann, müssen dabei für unterschiedliche Typen von Schraubenfedern keine verschiedenen Federunterlagen 10 vorgehalten werden, so dass die Herstellungs- und Montagekosten besonders gering sind.
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Die in der vorangehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination wesentlich für diese Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Federunterlage
- 12
- Mittenbereich
- 14
- Randbereich
- 15
- Abstützbereich
- 16
- Steg
- 17
- Federteller
- 18
- Arretiervorrichtung
- 20
- Endbereich einer Schraubenfeder
- 22
- Rahmenelement
- 24
- Feststellelement
- 26
- mittlerer Schenkel
- 28
- Klemmelement
- 30
- Rastnocken
- 32
- Verbindungselement
- A
- Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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