DE4021314C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbein zur Abfederung und Schwin­ gungsdämpfung der Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Schraubendruckfedern werden als Tragfedern zur Abfederung des Fahrzeugaufbaues von Fahrzeugen eingesetzt und stützen sich zwischen Federtellern bzw. Federaufnahmen an den gegeneinander abzufedernden Teilen ab bzw. sind zwischen diesen eingespannt.

Sie bestehen im allgemeinen aus Draht, meistens mit gleichbleibender Steigung im federungs­ wirksamen Bereich, und sind um den hydraulischen Schwingungsdämpfer des Federbeins angeordnet. Dabei ist es wichtig, daß sich die Federenden der Schrau­ bendruckfeder richtig an der Federaufnahme abstützen können.

Aus Kostengründen werden bei der Mehrzahl der Großserienfedern die Federenden ohne mechanische Bearbeitung ausgeführt und ent­ sprechend der Federtellersteigung angelegt. Durch das Anlegen der Federenden wird eine möglichst gleichmä­ ßige Verteilung der Federkraft auf den Federteller bewirkt.

Darüber hinaus werden auch Schraubendruckfedern mit planangeleg­ ten oder plangeschliffenen Federenden verwendet.

Ein Federteller zur Aufnahme einer Schraubendruckfeder ist aus der DE 29 32 500 A1 bekanntgeworden. Dieser Federteller ist als Steigungsteller zur Aufnahme von nicht plangeschliffenen Federenden ausgebildet.

Die DE 29 42 135 A1 offenbart einen elastischen Federteller für die Lagerung der Endwindung einer Schraubenfeder, um so eine Korrosionsausbildung am Federende weitgehend zu verhindern.

Ein weiterer Federteller ist aus der DE 28 05 223 A1 bekanntge­ worden, bei dem eine Anzahl unveränderlicher Windungen inner­ halb eines Federtellers sichergestellt wird. Dieses hat eine konstante Steifigkeit und praktisch eine Linearität der Umwand­ lung bei geringstmöglicher Hysterese zur Folge.

Eine Federtellerbefestigung, bei der die Schraubendruckfeder in einfacher Weise montiert und demontiert werden kann, ist aus der DE 32 30 936 A1 bekanntgeworden.

Der US 36 03 575 ist eine Federaufnahme mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 zu entnehmen, die eine Einstellbarkeit der Schraubendruckfeder gewährleistet. Dieses wird dadurch erreicht, daß die Federaufnahme lösbar und in axi­ aler Richtung einstellbar angeordnet ist.

Aufgrund der heute vielfältigen Fahrzeugtypen ist mit einer Vielzahl unterschiedlicher Fahrzeugfederungsausstattungen zu rechnen. Deshalb zwingen die technischen und wirtschaftlichen Forderungen den Konstrukteur zunehmend, bei der Konstruktion und Berechnung von Produkten optimale Lösungen hinsichtlich Funktion und Kosten anzustreben.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen wirtschaftlichen Feder­ teller zu schaffen, der es ermöglicht, in einfacher Weise Stoß­ dämpfer mit gleichen Außendurchmessern für verschiedene Schraubendruckfedern einzusetzen.

Dieses ist insbesondere dann wichtig, wenn Serienfahrzeuge mit unterschiedlichen Anforderun­ gen kostengünstig umgerüstet werden sollen. Darüber hinaus muß das Gewicht des Federtellers gering sein.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Federbeins des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei den heute verwendeten Schwingungsdämpfern im Fahr­ zeugbau sind die Außendurchmesser der Dämpferzylinder im wesentlichen gleich, auch wenn für gewisse Varianten eines Fahrzeugtyps abweichende Kennlinien bzw. Abstimmungen vorgesehen sind. Die besondere Kennlinienanpassung des Schwingungsdämp­ fers für einen bestimmten Fahrzeugtyp erfolgt durch besondere konstruktive Merkmale im Innern des Dämpfers. Im Rahmen der Fahrwerkabstimmung werden auch verschiedene Schraubendruckfe­ dern verwendet. Hier wird auf das Fahrverhalten des Fahrers das Fahrwerk abge­ stimmt, d. h. ein sportliches Fahrzeug ist in seiner Federung härter als ein Fahrzeug, welches auf Komfort ausgelegt wird.

Um diesen Anforderungen Rechnung zu tragen, ist eine große und entsprechend aufwendige Lager­ haltung von Federn und Federtellern vonnöten. Das erfindungsgemäße Federbein schafft hier Abhilfe, da zwar eine Reduzierung bei den Federn nicht möglich ist, der vorgesehene Federteller aber für mindestens zwei verschiedene Schraubendruckfederdurchmesser verwendet werden kann, so daß die Typenvielfalt hier reduziert werden kann.

Die Erfindung soll anhand von schematisch dargestellten Zeich­ nungen näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 ein Federbein mit im Halbschnitt dargestellten Federtel­ lern,

Fig. 2 einen Federteller für eine Schraubendruckfeder,

Fig. 3 einen Federteller für eine Schraubendruckfeder mit plangeschlif­ fenen oder angelegten Federenden,

Fig. 4 einen Federteller mit zentraler Bohrung zur Befestigung am Dämpfergehäuse,

Fig. 5 einen Federteller mit Innengewinde zur Befestigung am Dämp­ fergehäuse,

Fig. 6 einen Federteller für Schraubendruckfedern mit abgelängten oder plangeschliffenen Federenden,

Fig. 7 einen Federteller als Blechpreßteil für drei verschiedene Federdurchmesser.

Fig. 1 zeigt ein Federbein (20), aufgebaut aus einer Schrauben­ druckfeder (14) und einem Teleskopschwingungsdämpfer (21). Der Schwingungsdämpfer weist ein Dämpfergehäuse (12) auf, das die eigentliche Dämpfungseinheit beinhaltet. Eine axial bewegliche Kolbenstange (22) ist an einem Ende des Dämpfergehäuses (12) längs- und drehbeweglich durchgeführt. Befestigungselemente (17, 23) verbinden das Federbein mit der Kolbenstange am Fahrzeug und mit dem Dämpfergehäuse an der Radaufhängung (Fahrzeuggehäuse und Radaufhängung sind nicht dargestellt).

Das Dämpfergehäuse (12) ist an seinem unteren Ende mit einem Ge­ winde (19) versehen. Über dieses Gewinde wird der untere Feder­ teller (1) am Dämpfergehäuse (12) befestigt. Der untere Feder­ teller zentriert und hält das untere Ende der Schraubendruckfe­ der (14) mit einem als Rezeß ausgebildeten Federsitz (2). Er weist einen zweiten Federsitz (25) auf, der einen größeren Durchmesser hat und bei Wenden des unteren Federtellers (1) ein­ gesetzt werden kann.

Ein oberer Federteller (26) drückt mit einer Stützschulter (11) gegen eine Anlagefläche des an der Kolbenstange (22) angeordne­ ten Befestigungselements (23). Auch dieser obere Federteller (26) ist mit zwei Federsitzen (27, 28) unterschiedlichen Durchmessers ausgebildet, die durch Wenden zum Einsatz gebracht werden kön­ nen.

Der Federteller (1) nach Fig. 2 weist eine der Schraubendruck­ feder (14) angepaßte Steigung (3) auf. Die Abstützfläche, die den Federsitz (2) darstellt, zieht sich etwa in der Mitte des Federtellers (1) um den Federteller formschlüssig herum. Auf­ grund der angepaßten Steigung (3) liegt die Schraubendruckfeder (14) sicher im gesamten Bereich auf dem Federsitz (2) auf und stützt sich auf dem Sitz ab. Um für die verschiedenen Fahrzeug­ typen unterschiedliche Federdurchmesser einsetzen zu können und damit die Feder auf dem Federteller einen definierten Sitz hat, muß neben der Steigung (3) auch der Federdurchmesser (9) sicher geführt werden, was durch im Bereich des Federsitzes (2) mit Auslauf des Durchmessers (9) angeformte Radien erreicht wird. Da der Federsitz (2) bei abgelängten Federenden der Steigung der verwendeten Schraubendruckfeder folgt, muß nach Umlauf einer Windung ein Kraftschluß zwischen den beiden Windungen des Feder­ sitzes (2) an dem Federteller hergestellt werden. Dieses wird durch die Verbindung (6) sichergestellt. Die Übergänge auf die einzelnen Flächen sind mit Radien (7) versehen. Die Verbin­ dung (6) läuft jedoch nicht in axialer Richtung, sondern ist um einen Versatzwinkel (5) versetzt. Dadurch, daß sich der Feder­ sitz (2) als schmaler Vorsprung um den gesamten Federteller (1) herumzieht, ist es erfindungsgemäß möglich, auf der gegenüber­ liegenden Seite ebenfalls eine Aufnahme (8) für eine Schrauben­ druckfeder zu schaffen. Die Schraubendruckfederndurchmesser (8) und (9) sind nicht identisch. Somit ist es durch Wenden des Fe­ dertellers (1) möglich, verschiedene Schraubendruckfedern (14) über das Dämpfergehäuse (12) einzubauen.

Im allgemeinen werden Schwingungsdämpfer mit gleichem Außen­ durchmesser verwendet. Dieses hat zur Folge, daß die zentrale Bohrung (10) in dem Federteller (1) für viele Schwingungsdämpfer geeignet ist. Um jedoch den Federteller (1) auf dem Dämpfer­ rohr (12) sicher zu befestigen, bedarf es Abstützschultern (11), die sich auf jeder Seite der zentralen Bohrung (10) befinden. Über Halterungen, z. B. Sprengringe, stützt sich der Federtel­ ler (1) auf dem Dämpferrohr (12) ab.

Bei dieser Konstruktionsart ist eine Justage der Vorspannung der Schraubendruckfedern möglich, indem sich in dem Dämpfungs­ rohr (12) mehrere Ausnehmungen befinden, in die entsprechend die Halterung (13) (Fig. 4) eingesetzt werden kann. Die Verbin­ dung (16) ist sicher und dauerhaft. Sie läßt sich mit einfachen Mitteln lösen, so daß auch nachträglich das Fahrwerk eines Fahr­ zeuges verändert werden kann. Dadurch, daß sich auf jeder Seite des Federtellers diese Aussparung (11) an der Bohrung (10) be­ findet, ist der Federteller (1) sicher, wie in Fig. 4 darge­ stellt, auf dem Dämpferrohr (12) zu befestigen.

Eine andere Art der Befestigung zeigt die Fig. 5, bei der die Befestigung durch eine Schraubverbindung sichergestellt wird. In diesem Falle ist die zentrale Bohrung (10) mit einem Innengewin­ de (19) versehen. Das gleiche Gewinde befindet sich auf dem Dämpferrohr (12), so daß der Federteller stufenlos einjustiert werden kann. Zur Sicherung des Federtellers wird eine Mut­ ter (18) gegengekontert. Die Schraubendruckfeder (14) kann sich so sicher gegen den Federteller (1) abstützen. Auch dieser Fe­ derteller (1) mit dem Innengewinde (19) läßt sich wenden, so daß er für verschiedene Schraubendruckfedern (14) eingesetzt werden kann.

Neben den abgelängten Federenden werden auch Schraubendruckfe­ dern mit plangeschliffenen oder angelegten Federenden verwendet. Für diesen Anwendungsfall dient der in Fig. 3 dargestellte Fe­ derteller (1). Im Gegensatz zu dem vorbeschriebenen Federteller ist dieser Federteller (1) ein rotationssymmetrisches Teil. Der Federsitz (15) zieht sich als Ring konzentrisch um die Durchmes­ ser (8) und (9) für die Aufnahme der Schraubendruckfeder (14). Auch dieser Federteller (1) ist mit einer zentralen Bohrung (10) versehen. Die Montage ist bei dieser Art von Federteller die gleiche, wie bereits vorbeschrieben.

In Ausgestaltung der Erfindung zeigt die Fig. 6 eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Gegenstandes. Hier wird ein Fe­ derteller gezeigt, der sowohl für eine Schraubendruckfeder mit plangeschliffenem Federende als auch mit abgelängten Federenden verwendet werden kann. Dieser Federteller (1) kann sowohl für gleiche Schraubenfederdurchmesser ausgelegt werden, als auch, wie in Fig. 6 dargestellt, für unterschiedliche Schraubendruck­ federndurchmesser.

Fig. 7 zeigt eine andere Form eines unteren Federtellers (1) zum Aufschrauben auf das Gewinde (19) des Dämpfergehäuses (12). Dieser Federteller ist als Blechpreßteil ausgebildet. Er weist einen zylindrischen Kragen (29) mit einem entsprechenden Innen­ gewinde auf. An diesen Kragen schließt sich eine wellenförmige Ringscheibe (30) an, die durch ihre Wellenform drei Positionen (strichpunktiert dargestellt) für Federenden mit unterschiedli­ chen Durchmessern aufweist.

Um das Gesamtgewicht des Federbeines so gering wie möglich zu halten, wird der Federteller (1) vornehmlich aus Leichtmetall bzw. einer Leichtmetallegierung hergestellt. Darüber hinaus ist es auch möglich, diesen Federteller aus einem Kunststoff, wel­ cher druck- und abriebfest ist, in Spritz- oder Preßtechnik oder als Blechpreßteil herzustellen.

Der Federteller stellt somit ein wirtschaftliches Teil dar, wel­ ches durch seine Mehrfachverwendbarkeit u. a. hilft, Lagerkosten zu senken.

Claims (7)

1. Federbein zur Abfederung und Schwingungsdämpfung der Radauf­ hängung eines Kraftfahrzeuges bestehend aus einer Schrauben­ druckfeder und einem Teleskopschwingungsdämpfer, bei dem das Ende der Kolbenstange und das Dämpfergehäuse des Schwingungsdämpfers mit Elementen zur Befestigung am Fahrzeug bzw. an der Radaufhängung versehen sind, die Schraubendruckfe­ der das Dämpfergehäuse umhüllt und sich gegen mit einem Federteller ausgebildete obere und untere Federaufnahmen ab­ stützt, wobei wenigstens ein Federteller lösbar am Schwingungsdämpfer angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (1) beid­ seitig je einen oder mehrere umlaufende, formschlüssig unterschiedlichen Schraubendruckfedern angepaßte Federsitze (2) mit verschie­ denen Durchmessern (8; 9) oder Steigungen (3) aufweist.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (1) mit einer zentralen Bohrung (10) und Abstütz­ schultern (11) ausgebildet ist (Fig. 2).

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (1) mit einem zentralen, durchgehenden Innenge­ winde (19) ausgebildet ist (Fig. 7).

4. Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Federteller (1) einen Federsitz (2) aufweist, der als flache vorstehende Scheibe zur Aufnahme von plange­ schliffenen als auch angelegten Federenden der Schrauben­ druckfeder ausgeführt ist (Fig. 3).

5. Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Federteller (1) als Gußteil, vorzugsweise aus Leichtmetall, hergestellt wird.

6. Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Federteller (1) ein Kunststoffspritz- oder -preßteil ist.

7. Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Federteller (1) ein Blechpreßteil ist (Fig. 7).