DE4203658C2 - Schraubenfederabstützung, insbesondere an einem Fahrzeugfederbein - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenfederabstützung, insbesondere an einem Fahrzeugfederbein, mit den im Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine derartige Schraubenfederabstützung ist durch die FR 26 41 741 A bekannt, die ein Federabstützelement mit einer Zentrierfläche für einen Endwindungsabschnitt der Schrau­ benfeder aufweist. Die Zentrierfläche verläuft über einen kleineren Umfangsbereich der Schraubenfeder, wodurch der Endwindungsabschnitt lediglich dann zentriert wird, wenn er radial gegen die Innenseite der Zentrierfläche be­ lastet ist. Eine Verdrehsicherung der Schraubenfeder wird nicht über die Zentrierfläche, sondern durch Anliegen des Endbereiches des Endwindungsabschnittes an dem zentralen Dämpferrohr bewirkt. Diese Verdrehsicherung ist lediglich in einer Belastungsrichtung wirksam, bei der dieser End­ bereich an dem Dämpferrohr anliegt.

Die in der DE 40 21 314 A1 beschriebene Schraubenfederab­ stützung weist eine zylindrische Schraubenfeder auf, die sich mit einem Endwindungsabschnitt axial an einem Feder­ teller und in einer Umfangsrichtung an einem Steigungsab­ satz des Federtellers abstützt. Die zylindrische Schrau­ benfeder ist von dem Federteller lediglich gegen eine Verdrehbewegung in eine Umfangsrichtung gesichert, bei der ein Steigungsende der Schraubenfeder zu dem Stei­ gungsabsatz belastet ist. Durch Wenden des Federtellers kann sich eine zweite Feder mit einem anderen Durchmesser an einer zweiten Stützfläche des Federtellers abstützen, die ebenfalls lediglich vor einer Verlagerung in eine Um­ fangsrichtung gesichert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schrauben­ federabstützung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die eine lagegenaue Anordnung der Schrauben­ feder ermöglicht. Darüber hinaus sollen bei Verwendung unterschiedlicher Schraubenfedern diese jeweils in einer zugeordneten, gegebenenfalls unterschiedlichen Umfangs­ winkellage an demselben Federabstützelement abzustützen und lagegenau positionierbar sein.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Pa­ tentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch den lagegenauen Einbau der Schraubenfeder kann diese bezüg­ lich Gewicht, Form, Querschnitt und Beanspruchung opti­ miert werden. Der Endwindungsabschnitt ist lediglich so in einer Ebene verlaufend auszubilden und an die unrunde Zentrierfläche des Federabstützelements anzupassen, daß der Endwindungsabschnitt und damit die Schraubenfeder in einer vorgegebenen Umfangswinkellage radial zentriert und gegenüber dem Federabstützelement gegen Verdrehen in Um­ fangsrichtung gesichert ist. Wird die Schraubenfederab­ stützung beispielsweise an einem Kraftfahrzeug zwischen einem Randträger und dem Fahrzeugaufbau verwendet und werden bei der Fertigung einer Fahrzeugbaureihe unter­ schiedliche Schraubenfedern mit rundem oder unrundem Querschnitt eingesetzt, so kann jede Schraubenfeder der Baureihe hinsichtlich Gewicht und Beanspruchung optimiert und in einer jeweils zugeordneten Umfangswinkellage von dem einheitlich verwendbaren Federabstützelement abge­ stützt, radial zentriert und gegen Verdrehen in beide Um­ fangsrichtungen gesichert sein. Die Schraubenfeder kann an ihrem anderen, beispielsweise oberen Ende über ein ähnliches Federabstützelement oder ein an sich bekanntes Federabstützelement beispielsweise mit einem Steigungsab­ satz für ein Steigungsende der Schraubenfeder abgestützt sein. Die Schraubenfederanordnung läßt sich einfach, bei­ spielsweise automatisiert montieren. Es sind nur wenige Teile mit jeweils einem geringen Gewicht erforderlich, so daß sich bei Verwendung der Schraubenfederanordnung neben einer Gewichtseinsparung auch ein Kostenvorteil ergibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen­ stand von Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die Schraubenfederabstützung in einem Längs­ schnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt des unteren Federtellers,

Fig. 3 den Federteller gemäß Fig. 2 in Draufsicht und

Fig. 4 eine Draufsicht von der Schraubenfeder und der unrunden Zentrierfläche des Federtellers.

Die in Fig. 1 dargestellte Schraubenfederabstützung be­ wirkt an einem Kraftfahrzeug eine elastische Abstützung des Fahrzeugaufbaus gegenüber einem Fahrzeugrad. Hierzu ist eine Schraubenfeder 1 vorgesehen, die sich mit ihren Enden jeweils unter Zwischenschaltung einer Federunter­ lage 2, 2′ an einem unteren Federteller 3 und einem obe­ ren Federteller 3′ axial abstützt. Die Federteller 3, 3′ weisen jeweils eine zentrale Öffnung 4, 4′ auf, die bei dem Ausführungsbeispiel axial von einem nicht dargestell­ ten Dämpfer durchsetzt ist. Bei der vorliegenden Ausfüh­ rung bildet die Schraubenfederanordnung mit dem nicht dargestellten Dämpfer ein an sich bekanntes Mc-Pherson Federbein, bei dem der untere Federteller 3 an dem Außen­ rohr des Dämpfers befestigt ist. Die zentrale Öffnung 4′ im oberen Federteller 3′ ist im Durchmesser so bemessen, daß die in einem oberen Dämpferlager von der Fahrzeug­ karosserie abgestützte Kolbenstange den oberen Federtel­ ler 3′ beim Ein- und Ausfedern des Fahrzeugrades nicht berührt. Der obere Federteller 3′ ist bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel an einem an der Fahrzeugkarosserie abge­ stützten Wälzlager um die Achse 5 verdrehbar abgestützt. Der untere Endwindungsabschnitt der Schraubenfeder 1 weist eine in einer Ebene verlaufende axiale Federab­ stützlinie 6 auf, die von einer entsprechend in einer Ebene verlaufenden Stützlinie 7 des unteren Federtellers 3 axial abgestützt ist, wenn man die zwischengeschaltete, an sich bekannte elastische Federunterlage 2′ außer Be­ tracht läßt. Anstelle der Federabstützlinie der Schrau­ benfeder könnte auch eine Federabstützfläche vorgesehen sein. Gleiches gilt für die Stützlinie an dem Federtel­ ler, die durch eine Stützfläche gebildet sein kann. Die Formulierung, daß die Federabstützfläche oder -linie und die Stützfläche oder -linie in einer Ebene verlaufen, ist dahingehend zu verstehen, daß der Endwindungsabschnitt 9 der Schraubenfeder und die Stützfläche oder -linie an dem Federteller 3 etwa steigungslos sind. Als in einer Ebene liegende Federabstützfläche kann somit auch beispiels­ weise der Ringoberflächenabschnitt 8 des Endwin­ dungsabschnittes angesehen werden, der beispielsweise in Umfangsrichtung über einen Winkel von etwa 270° ver­ läuft. Bei dem Ausführungsbeispiel verläuft der Endwin­ dungsabschnitt 9 und die Stützlinie 7 an dem unteren Fe­ derteller 3 zur Achse 5 des Dämpfers etwas geneigt. Die Schraubenfeder 1 kann aus einem Federdraht mit einem an sich beliebigen, vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt gebildet sein und einen ebenso beliebigen Windungsver­ lauf, vorzugsweise einen etwa kreisförmigen Windungs­ durchmesser aufweisen. Der etwa vertikal verlaufende Be­ reich 10 des Ringoberflächenabschnitts 8 an dem unteren Federteller 3, bzw. an der Federunterlage 2, bildet eine radiale Zentrierfläche für die Innenkontur des Endwin­ dungsabschnittes 9.

Der Darstellung gemäß Fig. 2 kann die bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel gewählte Querschnittsform des unteren Fe­ dertellers 3 entnommen werden, die selbstverständlich auch einen anderen Verlauf aufweisen kann. In der Figur ist der Federteller 3 ohne seine Federunterlage darge­ stellt, die bei dem Ausführungsbeispiel Bestandteil des Federtellers 3 ist, jedoch auch ein separates, vorzugs­ weise elastisches Bauteil sein kann.

Der in Fig. 3 angegebenen Draufsicht des unteren Feder­ tellers 3 ist entnehmbar, daß die Stützlinie 7, der Ring­ oberflächenabschnitt 8 und der eine Zentrierfläche bil­ dende Bereich 10 jeweils des unteren Federtellers 3 in Umfangsrichtung unrund verlaufen, wobei auch andere un­ runde Verläufe verwendbar sind. Durch den mit der In­ nenkontur des unteren Endwindungsabschnittes der Schrau­ benfeder zusammenwirkenden Bereich 10 bzw. eins entspre­ chenden Bereiches der Federunterlage, wird die Schrauben­ feder nicht nur radial zentriert, sondern auch eine Ver­ drehbewegung dieses Endwindungsabschnittes der Schrauben­ feder gegenüber dem unteren Federteller 3 verhindert. Auf diese Weise wird die Schraubenfeder lagegenau verbaut. Dies ist beispielsweise dann besonders vorteilhaft, wenn die Schraubenfeder unsymmetrische Federungseigenschaften aufweist und deshalb die Einbaulage genau zu beachten ist. Die Lage der Schraubenfeder kann aber auch bei­ spielsweise dann von Bedeutung sein, wenn die Schrauben­ feder gegenüber einer Dämpferachse geneigt ist. Bei der vorliegenden Ausführung wird das Kraftfahrzeug in einer Baureihe mit unterschiedlichen Schraubenfedern gefertigt. Um bei jedem Fahrzeug der Baureihe denselben unteren Fe­ derteller 3 bei einem evtl. anderen Dämpfer mit etwa gleichem Außendurchmesser verwenden zu können, sind le­ diglich die Endwindungsabschnitte dieser ggf. unter­ schiedlichen Schraubenfedern so an die Stützfläche oder -linie 7 und die durch den Bereich 10 gebildete radiale Zentrierfläche des unteren Federtellers 3 anzupassen, daß die verwendete Schraubenfeder in einer ihr zugeordneten Umfangswinkellage radial zentriert und gegen Verdrehen gegenüber dem Federteller 3 gesichert ist. Dies wird da­ durch erreicht, daß jede Schraubenfeder dieser unter­ schiedlichen Schraubenfedern eine etwa in einer Ebene verlaufende axiale Federabstützfläche oder -linie an ei­ nem über einen größeren Umfangsbereich verlaufenden End­ windungsabschnitt aufweist und der Endwindungsabschnitt mit einer radial unrunden Innen- oder Außenkontur gefer­ tigt ist, die in einer Umfangswinkellage an den eine Zen­ trierfläche bildende Bereich 10 des Federtellers, bzw. die zwischengelegte Federunterlage angepaßt ist und eben­ falls über einen größeren Umfangsbereich verläuft.

Aus der Draufsicht gemäß Fig. 4 ist der bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel gewählte zylindrische Außendurchmesser der Schraubenfeder 1 ersichtlich. Wie man weiter erkennt, liegt der Endwindungsabschnitt 9 mit seiner Innenkontur - unter Vernachlässigung der Federauflage - über einem größeren Umfangsbereich an dem unrunden Bereich des unte­ ren Federtellers 2 an.

Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispiels er­ läutert, auf das der Erfindungsgegenstand nicht einge­ schränkt ist. Die Abstützung des anderen, bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel oberen Schraubenfederendes kann ähnlich wie die Abstützung an dem unteren Federteller oder auf an­ dere, an sich beliebige Weise erfolgen. Der untere und/oder der obere Federteller ist nicht in jedem Fall als separates Bauteil zu fertigen, sondern kann auch durch ein bereits vorhandenes Teil, beispielsweise ein Karosserieblechteil, gebildet sein. Die Schraubenfeder kann auch über die radiale Außenkontur eines Endwindungs­ abschnittes der Schraubenfeder radial zentriert und ver­ drehgesichert sein, wenn ein mit dem Federteller ver­ gleichbares, allgemeiner als Federabstützelement bezeich­ netes Bauteil, eine radial von außen mit der Außenkontur der Schraubenfeder zusammenwirkende Zentrierfläche auf­ weist. Die unrunde Zentrierfläche und/oder die unrunde Innen- oder Außenkontur sowie die Stützfläche oder -li­ nie des Federabstützelements und die Federabstützfläche bzw. -linie der Schraubenfeder können durch mehrere Ein­ zelflächen bzw. -linien gebildet sein, zwischen denen sich axial nichttragende bzw. radial nichtzentrierende Bereiche befinden.

Claims (5)

1. Schraubenfederabstützung, insbesondere an einem Fahrzeugfederbein, bei der eine etwa in einer Ebene verlaufende axiale Federabstützfläche oder -linie an einem Endwindungsabschnitt einer Schraubenfeder von einer entsprechend in einer Ebene verlaufenden Stützfläche oder -linie eines Federabstützelements axial gestützt ist und eine radiale, in Umfangsrich­ tung unrunde Zentrierfläche des Federabstützelements einen Bereich einer Umfangskontur des Endwindungsab­ schnitt radial zentriert, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- oder Außenkontur des Endwindungsab­ schnitts (9) und die damit zusammenwirkende Zen­ trierfläche (Bereich 10) des Federabstützelements (Federteller 3) jeweils über einen größeren Umfangs­ bereich derart unrund verlaufen, daß der Endwin­ dungsabschnitt (9) in einer vorgegebenen Umfangswin­ kellage von der Zentrierfläche (Bereich 10) einer­ seits radial zentriert und andererseits vor einer Verdrehbewegung gegenüber dem Federabstützelement (Federteller 3) gesichert ist.

2. Schraubenfederabstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die unrunde Zentrierfläche (Bereich 10) an dem Federabstützelement (Federteller 3) über einen solchen Umfangsbereich erstreckt, daß jede Schraubenfeder (1) von unterschiedlichen Schraubenfedern, die jeweils eine etwa in einer Ebene verlaufende axiale Federabstützfläche oder -linie an einem Endwindungsabschnitt (9) und an die­ sem Endwindungsabschnitt (9) eine radial unrunde In­ nen- oder Außenkontur aufweisen, in einer jeweils zugeordneten Umfangswinkellage von der radial unrun­ den Zentrierfläche (Bereich 10) des Federabstützele­ ments (Federteller 3) durch Zusammenwirken mit der radial unrunden Innen- oder Außenkontur des betref­ fenden Endwindungsabschnittes (9) radial zentriert und gegen Verdrehen gesichert ist.

3. Schraubenfederanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stützfläche oder -linie des Federabstützelements und/oder die Zentrierfläche des Federabstützelements durch mehrere Einzelflächen oder -linien gebildet ist bzw. sind, zwischen denen axial nichttragende bzw. radial nichtzentrierende Bereiche des Federabstützelements liegen.

4. Schraubenfederabstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federabstütz­ element ein unterer Federteller (3) eines Mc-Pherson Federbeins an einem Kraftfahrzeug ist und mit dem Dämpferaußenrohr des Federbeins fest verbunden ist.

5. Schraubenfederanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schrau­ benfeder (1) über eine Federunterlage (2) an dem Fe­ derabstützelement (Federteller 3) abstützt.