DE2932500A1

DE2932500A1 - Federteller fuer schraubendruckfedern

Info

Publication number: DE2932500A1
Application number: DE19792932500
Authority: DE
Inventors: Manfred Ing Grad Hoehle; Joachim Ing Grad Ulbricht
Original assignee: Estel Hoesch Werke AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1979-08-10
Filing date: 1979-08-10
Publication date: 1981-02-12
Also published as: GB2056616B; FR2463327A1; FR2463327B3; JPS5635829A; GB2056616A

Description

- 2 3oesch Werke Aktiengesellschaft, Eberhardatr. 12, 46 Dortmund

Federteller für Schratibendruckf edern

Die Erfindung betrifft einen Federteller für Schraubendruckfedern, der auf seinem Umfang eine unter einer Steigung /•erlaufende Auflagefläche für das Federende aufweist.

Cm Automobilbau haben sich Federsysteme mit progressiver Cennlinie durchgesetzt. Dies ergab sich zwangsläufig aus ien gestiegenen Anforderungen an die Fahrzeugsicherheit and den Fahrkomfort. Die progressive Last-VJeg-Kennlinie *ird entweder durch Kombination von linearen Schrauben-Iruckfedern und Gummi- oder Kunststoffedern erreicht, oder uan verwendet die progressiven Schraubendruckfedern, bei ienen im Verlauf der Einfederung die wirksame Windungszahl irerringert wird.

5o wird z.B. in der ÜS-PS 176 17^ eine Schraubendruckfeder aeschrteben, bei der sich die Windungen aufeinanderlegen zur Sr zielung der progressiven Kennlinie. Dieses Abwälzen der Windungen aufeinander brachte Klapperprobleme und zerstörte ien Oberflächenschutz der Windungen. Federbrüche durch iorrosionseinfluß waren die Folge.

030067/0555

In der DE-AS 26 20 l4<? wird die Verwendung eines elastischen Schutzachlauches beschrieben, der das Klapper- und Korrosionsproblera für eine gewisse Zeit weitgehend beseitigt. Die Herstellung und Montage der Schläuche erfordern erhebliche Kosten.

Das PE-GM 16 6o .341. empfiehlt den Einsatz eines Gummiprofils zwischen die federnden Windungen, was im Laufe der Einfederung ein«m Teil der Windungen elastisch blockiert und eine progx-ossive Last-Weg-Kennlinie hervorruft. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß sich an der ständigen Berühimngsstelle zwischen Gummi und Stahlfeder Feuchtigkeit ansammelt und nur sehr schwer trocknet. Das begünstigt die sehr stark lebensdauermindernde Korrosion.

Die DE-AS 20 00 473 beschreibt eine Doppelkegelstumpffeder, auch Tonnenfeder genannt. Drahtdurchmessor und Windungsdurchmesser sind inkonstant. Die Progressivität der Last-Weg-Kennlinie wird durch Abwälzen auf einer ebenen Unterlage erreicht.

Prinzipiell ähnliche Merkmale werden in der DE-AS 25 06 420 für gewundene, nichtzylindrische Druckfedern genannt. Diese Federn haben die Form eines Diabolos. Je nach Größe und Form des vorliegenden Bauraumes haben die Federn konstruktive

030067/0555

Vorteile, sie sind platzsparend» und das Material ist weitgehend optimal ausgenutzt. Die sehr komplizierte Außenform der Federn erfordert jedoch relativ hohe Kosten bei der Wärmebehandlung im Vergleich zu Federn mit konstantem Außendurchmesser· Der inkonstante Drahtdurchmesser, wobei z. T. fünf oder mehr stark voneinander abweichende Durchmesser an einem Stab auftreten können, wirkt sich durch hohe Herstellkosten ebenfalls sehr nachteilig aus.

Das DE-GM 70 33 731 befaßt sich mit der Reibstelle zwischen · dem Federende und der nächsten federnden Windung, weil von dort vornehmlich durch Schwingungsrißkorrosion Federbrüche ausgehen* Es wird empfohlen, das runde Ausgangematerial flach zu walzen, wobei die Abflachung höchstens 0,6 der Drahtbreite betragen soll. Diese Vorstellung wurde zumindest bei Schrauben· druckfedern für die Automobilindustrie wegen der Herstellprobleme und den daraus resultierenden Kosten bis jetzt nicht verwirktlicht.

Steigungsteller zur Aufnahme von nicht plangeschliffenen Feder enden sind Stand der. Technik (siehe z. B. Ulbricht, Vondracek,Kindermann "Varmgeformte Federn" Sept. 1973, S.103). Diese Teller haben jedoch nur die Aufgabe, die Unebenheiten der Aufstandsflachen solcher Federn auszugleichen. Dabei beträgt der mit einer Steigung versehene Bereich mindestens 870 Grad und maximal 360 Grad.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Forderungen nach progressiver Last-Weg-Kennlinie, Klapperfreiheit, Beständigkeit gegenüber Korrosion und kleinem Bauraum, vornehmlich geringer Bauhöhe, in einfacher Waise weitgehend und trotz aller Anforderungen mit wenig Aufwand zu erfüllen.

Gemäß der Erfindimg wird dazu bei einem Federteller der eingangs näher bezeichneten Gattung vorgeschlagen, daß die

Auflagefläche sich über mehr als 360⁰ erstreckt. Durch die erfindungsgemäße Lösung kann man in einfacher Weise je nach Stärke der gewünschten Progression das Federende mehr oder weniger "tot" legen, das heißt, WindungsSteigung und Federtellersteigung sind gleich. Das Material wird optimal ausgenutzt, wenn nur ca. 0,5 Windungen je Ende bei Beginn der Einfedorung "tot" liegen und mit zunehmender Lasteinleitung sich mehr Windungsteile auf den Federteller auflegen, je nach dem, wie es die gewünschte Progression erfordert.

Je größer der Windungsdurchmesser einer Schraubendruckfeder festgelegt wird, desto weniger Windungen brauchen ausgeführt zu werden. Die Gesamtzahl der Windungen sollte jedoch 3i5 nicht wesentlich unterschreiten.

Ein großer Vorteil der Erfindung liegt in der Verwendung einfach herzustellender und daher kostengünstiger Schrauben-

030067/OSSS

druckfedern. Die Schraubendruckfedern können mit einem konstanten oder inkonstanten Drahtdurchmesser bzw. Windungsdurchmesser ausgeführt werden. Sollte zusätzlich ein verkleinerter Windungsabstand eines Teiles der ersten federnden Windungen gewünscht werden,ζ. B., um der Last-Weg-Kennlinie in einem bestimmten Bereich eine verstärkte Progression zu geben, so ist dies ohne Mehrkosten bei der Herstellung möglich,

Durch große Windungsdurchmesser und wenig Windungen kann die erforderliche Bauraumhöhe relativ gering gehalten werden.

Es können mit besonderem Vorteil einfache Schraubendruckfedern mit konstantem Windungsdurchmesser verwendet werden, wobei jedoch auch die Anwendung bei inkonstantem Windungsdurchmesser zweckmäßig sein kann·

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann der Federteller aus Metall - in massiver oder in durch Kombination von Fressen - Schweißen hergestellter Form - bestehen und die Auflagefläche einen elastischen Überzug aus z. B. Gummi oder Kunststoff oder einem anderen geräuschmindernden Werkstoff aufweisen, wodurch Klappergeräuschen entgegengewirkt und auch ein gewisser Dämpfungseffekt erzielt wird. In diesem Zusammenhang wirkt sich weiterhin vorteilhaft aus, daß nur wenig Windungsteile abwälzen·

030067/0555

Die Auflagefläche kann aber auch einen metallischen Schutzüberzug aufweisen, der z. B. gegenüber der Schraubendruckfeder als Kathode· wirkt, wie z. B. Zink oder ein anderer korrosionsmindernder Werkstoff. Durch einen derartigen kathodischen Schutz, z. B. einer Auflage aus Zink, wird einem Rosten der Schraubenfeder im Abwälzbereich entgegengewirkt, wo der Oberflächenschutz der Schraubenfeder beschädigt werden kann.

Es ist aber auch möglich, den Federteller ganz aus Gummi, Kunststoff oder'einem anderen geräusch- bzw. korrosionsmindernden Werkstoff herzustellen.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 von einem erfindungsgemäßen Federteller die Vorderansicht und

Fig. 2 die zugehörige Draufsicht, Fig. 3 die Federsituation beim Beginn der Progression,

Fig. k die Federsituation am Ende der Progression,

Fig. 5 Federung»diagramm unter Berücksichtigung der

Federsituation gemäß den Fig. 3 und 4 bei einer normalen Schraubendruckfeder·

030067/0655

Gemäß Fig. 1 und 2 weist der Federteller 1 eine unter einer Steigung verlaufende Auflagefläche 2 auf, die sich beginnend am Ende 3 des Schlitzes über den diametral gegenuberliegendon Bereich 5 nach weiteren l80 über die Stelle 6 (darunter liegt Ende 3) hinaus, um das Maß 7 his zum Anfang 8 des Schlitzes erstreckt. Die Auflagefläche 2 erstreckt sich somit, nämlich um das Maß 7» über mehr als 36O (siehe auch Fig. 4).

In den Fig. 3 toid 4 ist jeweils das Zusammenwirken mit dem oberen und unterem Federteller dargestellt. Zur Vereinfachung werden jedoch nachfolgend nur die Verhältnisse am unteren Federteller und unter Einbeziehung der Fig. 5 erläutert.

Bei unbelasteter Schraubendruckfeder 9 (^₀ ) wird der Federteller 1 mit dem Schlitz 4 auf das Federende 10 gedreht, bis dieses an das Ende 3 des Schlitzes zur Anlage kommt. Das Pederende 10 liegt dabei vom Ende 3 bis zum Bereich 5 (oder weniger) auf der Auflagefläche 2 des Federtellers auf. Bei Sinfederung bis zur Federlast F: ist die Federrate (Anfangsrate) nahezu konstant. Diese Federsituation, bei der daist ?ederende 10 von 3 bis 5 aufliegt, ist in Fig. 3 dargestellt.

fach Überschreiten der Federlast F wälzt die Schraubendruckreder über den Bereich 5 hinau« weiter ab und überrollt die »teile 6 und das darunterliegende Schlitzende 3 (36O° Auflage)

030067/0555

bis zum Anfang 8- Dabei erfolgt ab Bereich 5 die Progression. 11 der Federkennlinie. Ist die Federlast F erreicht {Fig. %), hat sich das. Federende bis zum Anfang 8 auf den Federteller aufgelegt, d. h. von dem Federende 10 liegen nun 3^0 "Maß 7" auf der Auflagefläche 2 auf.

Bei Weiterbelastung walzen sich keine zusätzlichen Windungsteile mehr ab, die Federrate (Endrate) der Schraubendruckfeder bleibt nahezu linear.

030067/0555

1 Federteller

2 Auflagefläche

3 Ende

4 Schlitz

5 Bereich

6 Stelle

7 Maß

8 Anfang

9 Schraubendruckfeder

Federende Progression

030087/OSSS

Claims

Hoesch Werke Aktiengesellschaft, Eberhardstr. 12, 46 Dortmund.

Ansprüche

Federt ell er für Schi-aub endruckf edern, der auf seinem Umfang eine unter einer Steigung verlaufende Auflagefläche für das Federende aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (2) sich über mehr als 36o° erstreckt.

Fedorteller nach Anspruch 1, dadxirch gekannzeichnet, daß er aus Metall besteht und die Auflagefläche einen elastischen
Überzug aufweist·

Federteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Metall besteht und einen metallischen Schutzüberzug aufweist.

Federteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ganz aus Gummi oder Kunststoff besteht·

O30067/0B55