DE3625101A1

DE3625101A1 - Elastic support of a vehicle wheel on the body

Info

Publication number: DE3625101A1
Application number: DE19863625101
Authority: DE
Inventors: Helmut Riedl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1986-07-24
Filing date: 1986-07-24
Publication date: 1988-02-04

Abstract

Elastic support of a vehicle wheel (1) on the body (3), which has a non-linear coil spring (2) with a cylindrical section (4) and a radially outwardly or inwardly frustoconical end area (5, 5'), at least on one side adjacent thereto. During compression, the turns of the frustoconical end area (5, 5') are successively supported at axial intervals side by side on the circumferential surface of a frustoconical spring plate (7, 7'). Like the frustoconical end area (5, 5') of the coil spring (2), the circumferential surface of the spring plate (7, 7') is directed radially outwards or radially inwards somewhat from the diameter of the cylindrical section (4) of the said coil spring (2), but towards the other end of the coil spring (2). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Abstützung eines Fahrzeugrades an der Karosserie, entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. The invention relates to an elastic support of a Vehicle wheel on the body, according to the generic term of the main claim.

Eine derartige Abstützung ist aus der ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 76 (1974) 12, Seite 385 bis 390, grundsätzlich bekannt. Die Endwindungen des nach außen oder nach innen kegelstumpf förmig ausgebildeten Endbereiches der Schraubenfedern stützen sich beim Einfedern nacheinander spiralenförmig ineinanderliegend an dem scheibenförmig ausgebildeten Federteller ab. Nachteilig ist, daß die Schraubenfeder viel Platz beansprucht und der Federteller entsprechend groß auszubilden ist. Um den erforderlichen Freiraum zum Fahrzeugrad einzuhalten, ist die Schraubenfeder mit einem entsprechenden Abstand anzuordnen, wodurch deren Wirksamkeit herabgesetzt ist. Die Energieaufnahme der äußeren Windungen des kegelstumpfförmigen Endbereiches bis zum Anliegen an dem Feder teller ist verhältnismäßig gering. Wird die Steigung dieser Win dungen zur Verbesserung des Arbeitsvermögens erhöht, so verlän gert sich die Schraubenfeder entsprechend und erfordert einen größeren Einbauraum.Such a support is from ATZ automotive engineering Journal 76 (1974) 12, pages 385 to 390, generally known. The end turns of the outward or inward truncated cone shaped end portion of the coil springs are supported on compression one after the other in a spiral shape the disc-shaped spring plate. The disadvantage is that the coil spring takes up a lot of space and the spring plate is to be trained accordingly large. To the necessary space to the vehicle wheel, the coil spring with a to arrange the appropriate distance, reducing their effectiveness is reduced. The energy consumption of the outer turns of the frustoconical end area up to the spring plate is relatively small. Will the slope of this win measures to improve work capacity increased, so extend the coil spring changes accordingly and requires one larger installation space.

Aus der DE-OS 34 13 265 ist ein Stützelement einer Schraubenfeder bekannt, das auf einer Kugelschale eines Lenkers der Radaufhän gung gelenkgig angeordnet ist und das spiralenförmig nach innen geführte und abgewinkelte Ende der Schraubenfeder in einer axialen Vertiefung aufnimmt. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß die Schraubenfeder zur besseren Ausnutzung ihres Innenrau mes z. B. nicht von einem Dämpfer axial durchsetzt werden kann. Die an das abgewinkelte Ende angrenzende innere Windung ist axial in die Schraubenfeder verlagert und weist einen zum Federende abnehmenden Drahtdurchmesser auf. Die Schraubenfeder ist da durch an diesem Endbereich in ihrer Federcharakteristik etwa linear, da sich die Steifigkeit einerseits durch den abnehmenden Drahtdurchmesser vermindert und andererseits durch den abnehmen den Windungsdurchmesser erhöht.From DE-OS 34 13 265 is a support element of a coil spring known that the suspension on a spherical shell of a handlebar is articulated and the spiral inward guided and angled end of the coil spring in one axial recess. This version has the disadvantage that the coil spring for better use of its interior with z. B. can not be penetrated axially by a damper. The inner turn adjacent to the angled end is axial shifted into the coil spring and has one to the spring end decreasing wire diameter. The coil spring is there by about at this end area in their spring characteristics linear, since the stiffness is reduced on the one hand by the decreasing Wire diameter reduced and on the other hand by the decrease increases the winding diameter.

Weiterhin ist bekannt, Doppelkegelstumpffedern axial über Federteller abzustützen, die jeweils durch Verdickung ihres inneren Bereiches eine geringfügig schräg nach innen gerichtete Stützfläche aufweisen. Durch diese Maßnahme soll eine übermäßige Durchbiegung des gummiartigen Federtellers vermieden werden.It is also known to axially over double truncated cone springs Support spring plates, each by thickening their inner area a slightly obliquely inward Have support surface. This measure is said to be excessive Deflection of the rubber-like spring plate can be avoided.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elastische Abstützung eines Fahrzeugrades an der Karosserie nach dem Oberbegriff des Haupt anspruchs anzugeben, die einen geringen Bauraum aufweist und eine radnahe Anordnung der Schraubenfeder ermöglicht. Darüber hinaus soll der Bauraum von der Schraubenfeder zur Energiespeicherung besser genutzt werden.The object of the invention is to provide an elastic support Vehicle wheel on the body according to the preamble of the main to specify that has a small space and allows a coil spring arrangement close to the wheel. About that In addition, the installation space from the coil spring to Energy storage can be used better.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der Federteller kegel stumpfförmig ausgebildet ist und eine etwa vom Durchmesser des zylindrischen Abschnittes der Schraubenfeder radial nach außen oder nach innen und zur anderen Stirnseite der Schraubenfeder gerichtete Mantelfläche aufweist, an der sich die Windungen des kegelstumpfförmigen Endbereiches der eingefederten Schrauben feder mit axialem Abstand nebeneinanderliegend abstützen. Beson ders vorteilhaft ist dabei, daß durch den zur Schraubenfeder negativ kegelstumpfförmig ausgebildeten Federteller die Windungen im kegelstumpfförmigen Endbereich der Schraubenfeder bis etwa zur Federmitte einfedern können. Der kegelstumpfförmig ausgebil dete Federteller kann beispielsweise an dem wie üblich angeord neten Dämpferaußenrohr eines Federbeins befestigt in den freien Zwischenraum oberhalb des Fahrzeugrades hineinragen, wodurch dieser nur schwer nutzbare Zwischenraum zur Aufnahme einer nichtlinearen Schraubenfeder genutzt wird.This object is achieved in that the spring plate cone is frustoconical and about the diameter of the cylindrical portion of the coil spring radially outward or inwards and to the other end of the coil spring has directed lateral surface on which the turns of the frustoconical end area of the spring-loaded screws Support the spring side by side with an axial distance. Especially ders advantageous is that by the coil spring negatively frustoconical spring plate the turns in the frustoconical end area of the coil spring up to about can deflect to the middle of the spring. The frustoconical shape Dete spring plate can for example be arranged on the usual Neten damper outer tube of a shock absorber attached in the free Extend the space above the vehicle wheel, causing this difficult-to-use space to accommodate a non-linear coil spring is used.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention are the subject of Subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeich nung näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is based on a drawing tion explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen Querschnitt der elastischen Abstützung eines Fahrzeugrades an der Karosserie, mit einer zwi schen Federtellern angeordneten Taillenfeder und Fig. 1 shows a cross section of the elastic support of a vehicle wheel on the body, with an inter mediate spring plates arranged waist spring and

Fig. 2 eine Seitenansicht der entspannten Taillenfeder von Fig. 1. FIG. 2 is a side view of the relaxed waist spring of FIG. 1.

Bei dem in Fig. 1 teilweise im Querschnitt dargestellten Mc-Pher son-Federbein eines Kraftfahrzeuges stützt sich das eingefedert abgebildete Fahrzeugrad 1 elastisch über eine nichtlineare Schrau benfeder 2 an der Karosserie 3 ab. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Schraubenfeder 2 durch eine Taillenfeder gebildet, die einen zylindrischen Abschnitt 4 und auf beiden Seiten angrenzend je einen radial nach außen kegelstumpfförmigen Endbereich 5, 5′ aufweist. Die Schraubenfeder 2 liegt in der nicht dargestellten Normallage jeweils mit der äußeren stirnseitigen Federwindung einerseits an einem mit dem Dämpferaußenrohr 6 verbundenen Federteller 7 und andererseits an einem an der Karosserie bei spielsweise drehbar befestigten zweiten Federteller 7′ an. Die Federteller 7, 7′ sind durch die kegelstumpfförmige Ausbildung verhältnismäßig steif, so daß diese aus einem dünnen Blechteil oder aus einem weniger festen Material gebildet werden können. Bei dem Ausführungsbeispiel verläuft die Achse der Schrauben feder 2 konzentrisch zur Dämpferachse 8. Es ist aber auch mög lich, daß sich die Schraubenfeder 2 in einer von der Dämpferachse 8 abweichenden Achse an den Federtellern 7, 7′ abstützt. Jeder Federteller 7, 7′ weist jeweils eine kegelstumpfförmige Mantelfläche auf, die etwa vom Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 4 radial nach außen und von einer Stirnseite der Schraubenfeder 2 zur anderen Stirnseite gerichtet ist. An der Mantelfläche des Federtellers 7, 7′ ist eine Schraubspirale eingeformt, die axiale Stützschultern 9, 9′ für die beim Einfedern nacheinander an dem Federteller 7, 7′ anliegenden Windungen des kegelstumpfförmigen Endbereiches 5, 5′ der Schraubenfeder 2 bildet. Die Schraubspirale weist radial von außen an den Windungen des Endbereiches 5, 5′ der eingefederten Schraubenfeder 2 anliegende Wandabschnitte 10, 10′ auf, die ein radiales Aufweiten dieser Windungen verhindern. Die Schraubenfeder 2 weist einen in den kegelstumpfförmigen Endbereichen inkonstanten Drahtdurchmesser auf, der zu den Enden abnimmt. Ebenso könnte der Drahtdurchmesser aber auch im Durch messer zunehmen oder wie im zylindrischen Abschnitt 4 konstant bleiben. Bei dem Ausführungsbeispiel stützt sich die Schrauben feder 2 über elastische, der Form der Federteller 7, 7′ angepaßte Unterlagen 11, 11′ an den Federtellern 7, 7′ ab. Ebenso könnte die Schraubenfeder 2 aber auch ohne eine derartige Unterlage an den Federtellern 7, 7′ anliegen.In the Mc-Pher son strut of a motor vehicle partially shown in cross section in FIG. 1, the spring-loaded vehicle wheel 1 is supported elastically via a non-linear screw spring 2 on the body 3 . In the embodiment, the coil spring 2 is formed by a waist spring, which has a cylindrical portion 4 and adjacent on both sides each have a radially outwardly frustoconical end portion 5, 5 ' . The coil spring 2 is in the normal position, not shown, each with the outer front spring turn on the one hand on a connected to the damper outer tube 6 spring plate 7 and on the other hand on a rotatably attached to the body at second spring plate 7 ' . The spring plate 7, 7 ' are relatively stiff due to the frustoconical design, so that they can be formed from a thin sheet metal part or from a less solid material. In the embodiment, the axis of the helical spring 2 is concentric with the damper axis 8 . But it is also possible that the coil spring 2 is supported in an axis deviating from the damper axis 8 on the spring plates 7, 7 ' . Each spring plate 7, 7 ' each has a frustoconical surface, which is approximately radially outward from the diameter of the cylindrical portion 4 and directed from one end face of the coil spring 2 to the other end face. On the outer surface of the spring plate 7, 7 ' is a screw spiral is formed, the axial support shoulders 9, 9' for the successive on the spring plate 7, 7 ' adjacent turns of the frustoconical end portion 5, 5' of the coil spring 2 . The screw spiral has radially from the outside on the windings of the end region 5, 5 'of the spring coil spring 2 abutting wall sections 10, 10' , which prevent a radial expansion of these windings. The coil spring 2 has an inconsistent wire diameter in the frustoconical end regions, which decreases towards the ends. Likewise, the wire diameter could also increase in diameter or remain constant as in cylindrical section 4 . In the embodiment, the coil spring 2 is supported by elastic, the shape of the spring plate 7, 7 ' adapted documents 11, 11' on the spring plates 7, 7 ' . Likewise, the coil spring 2 but could also rest without such a base on the spring plates 7, 7 ' .

In Fig. 2 ist die entspannte Schraubenfeder 2 in einer Seitenan sicht dargestellt, in der die an den mittleren zylindrischen Ab schnitt 4 angrenzenden kegelstumpfförmigen Endbereiche 5, 5′ zu erkennen sind. Die Steigung der Schraubenfeder 2 in den kegel stumpfförmigen Endbereichen 5, 5′ kann beliebig gewählt werden und sollte wenigstens einem Drahtdurchmesser entsprechen, damit sich die Schraubenfeder 2 problemfrei wickeln läßt. Die Schrauben feder 2 kann an ihren Stirnseiten angeschliffen oder im Quer schnitt etwa halbkreisförmig ausgebildet sein. In Fig. 2, the relaxed coil spring 2 is shown in a Seitenan view, in which the section from the central cylindrical From 4 adjacent frustoconical end regions 5, 5 ' can be seen. The pitch of the coil spring 2 in the frustoconical end regions 5, 5 ' can be chosen as desired and should correspond to at least one wire diameter so that the coil spring 2 can be wound without problems. The helical spring 2 can be ground on its end faces or be approximately semicircular in cross section.

Die Erfindung ist keineswegs auf das Ausführungsbeispiel einge schränkt. Eine nichtlineare Federcharakteristik der Schraubenfeder wird auch dann erreicht, wenn diese nur einen kegelstumpfförmi gen Endbereich aufweist. In diesem Fall liegt der kegelstumpf förmige Endbereich an einem Federteller an, der sich je nach Einbaulage der Schraubenfeder und einer vorgegebenen Radauf hängung an einem Radträger, an einer Radführungsstrebe oder an der Karosserie abstützt. Der kegelstumpfförmige Endbereich der Schraubenfeder kann auch radial nach innen gerichtet sein. In diesem Fall verläuft auch die Mantelfläche des Federtellers radial nach innen. Es ist auch möglich, daß die Schraubenfeder zwei kegelstumpfförmige Endbereiche aufweist, von denen einer radial nach außen und der andere radial nach innen gerichtet ist.The invention is by no means based on the exemplary embodiment limits. A non-linear spring characteristic of the coil spring is achieved even if this is only a truncated cone towards the end region. In this case the truncated cone lies shaped end area on a spring plate, which varies depending on Installation position of the coil spring and a specified wheel hanging on a wheel carrier, on a wheel guide strut or on the body supports. The frustoconical end of the Coil spring can also be directed radially inwards. In In this case, the outer surface of the spring plate also runs radially inside. It is also possible that the coil spring two has frustoconical end regions, one of which is radial outwards and the other radially inwards.

Claims

1. Elastic support of a vehicle wheel on the body, which has a non-linear coil spring with a cylindrical section and at least on one side adjoining it a radially outwardly or inwardly frustoconical end region, the turns of which bear against one another on a spring plate during compression a wheel carrier, or on it and on the body steered wheel guide strut, or on the body supports, characterized in that the spring plate ( 7, 7 ' ) is conical in shape and one of about the diameter of the cylindrical portion ( 4 ) of the Coil spring ( 2 ) radially outwards or inwards and towards the other end face of the coil spring ( 2 ) has a lateral surface on which the turns of the frustoconical end region ( 5, 5 ' ) of the spring-loaded coil spring ( 2 ) are supported adjacent to one another with an axial distance.

2. Elastic support according to claim 1, characterized in that a screw spiral is formed in the lateral surface of the spring plate ( 7, 7 ' ), the axial support shoulders ( 9, 9' ) for the turns of the frustoconical end region ( 5, 5 ' ) the coil spring ( 2 ) forms.

3. Elastic support according to claim 2, characterized in that the screw spiral on the outer circumferential region of the turns has adjacent wall sections ( 10, 10 ' ), which prevents radial expansion of the turns on the support shoulders ( 9, 9' ).