EP3445995A1 - Federelement für einen fahrzeugstossdämpfer, sowie fahrzeugstossdämpfer und fahrzeug mit selbigem - Google Patents

Federelement für einen fahrzeugstossdämpfer, sowie fahrzeugstossdämpfer und fahrzeug mit selbigem

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Publication number
EP3445995A1
EP3445995A1 EP17717738.3A EP17717738A EP3445995A1 EP 3445995 A1 EP3445995 A1 EP 3445995A1 EP 17717738 A EP17717738 A EP 17717738A EP 3445995 A1 EP3445995 A1 EP 3445995A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring element
longitudinal axis
shock absorber
contact surface
base body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP17717738.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Thye-Moormann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of EP3445995A1 publication Critical patent/EP3445995A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F16F9/58—Stroke limiting stops, e.g. arranged on the piston rod outside the cylinder
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    • F16F2230/02—Surface features, e.g. notches or protuberances

Definitions

  • the present invention relates to a spring element for a vehicle shock absorber.
  • the invention further relates to a vehicle shock absorber with such a spring element, and a vehicle, in particular a passenger car, with such a shock absorber.
  • Spring elements of the aforementioned type are well known. They are used in automobiles, for example, within the chassis. They are used in particular as vibration damping spring elements. Almost always in addition to the main shock absorber, which is often based on the basis of metal springs and / or compressed gas elements, even more spring elements (additional shock absorber), preferably made of elastic material used. Usually, these spring elements are hollow bodies which are concentrically shaped and have different diameters and / or wall thicknesses along the spring axis. In principle, these spring elements could also act as the main shock absorber, but they often take over an end stop function in combination with the main shock absorber. They influence the force-displacement detection of the sprung wheel by forming or reinforcing a progressive characteristic of the vehicle suspension.
  • the geometric design of the starting stiffness is optimized, this has a significant impact on the suspension comfort of the vehicle. This function increases ride comfort and ensures maximum driving safety.
  • the targeted design of the geometry results in almost constant component properties over the service life.
  • a difficulty in the three-dimensional design of the additional springs is a frequently desired, particularly soft use of power, which is also referred to as a soft start of the spring element.
  • a soft start for example, in the published patent application DE 102004049638 circulating bending ribs are described, which is also referred to as "flower shape”.
  • the extent of the bending lip are limited by the geometry of the additional spring limits, so that the soft start can be varied only within very narrow limits.
  • this shape is only partially suitable with a bending lip for particularly high loads.
  • the bending lip in the production which takes place predominantly in the foaming process, significant disadvantages.
  • the cavity of the spring element is usually defined during the casting process by a core, from which the spring element must be pulled after curing. The occurring loads of tight-fitting Biegelippe lead to a not insignificant committee.
  • Another disadvantage is the complex deburring associated with the production of the bending lip.
  • the invention has the object to improve the spring element described above in such a way that the noise emission is reduced as possible.
  • the invention was also based on the object to further improve the stop or start-up behavior of the spring element.
  • the invention solves the underlying object in a spring element of the type described according to a first aspect, by proposing a spring element for a vehicle shock absorber, with a longitudinal axis and extending along the longitudinal axis body elastically between an uncompressed ground state and a in Direction of the longitudinal axis compressed state is deformable, and having an end face with a contact surface formed for abutment with a damper cap of the AnlagennnenTors, wherein at least the contact surface, preferably the entire surface, partially or completely structured.
  • the invention is based on the finding that squeaking or friction noises occur when the spring element is compressed, when the contact surface provided on the spring element bears against the damper cap of the shock absorber, and the material of the spring element as a result of progressive compression of the spring element transversely to the direction of compression essentially takes place in the direction of the longitudinal axis, evades radially inwards and outwards.
  • the contact surface is moved radially relative to the damper cap under the influence of shear forces, which leads to the occurrence of the stick / slip effect.
  • the stick / slip effect refers to the jerking of bodies moved against each other. It occurs in particular when the static friction is appreciably greater than the sliding friction.
  • Damped coupled surface portions of the friction partners exert a consequence of adhesion, strain, separation, and slippage, producing sensory vibrations.
  • the rapid succession of sticking and gliding causes perceived noises as squeaks.
  • the structuring of the surface selectively applies an irregularity to the surface, which improves the adhesion of the surface.
  • the contact surface and the damper cap can to some extent better claw into each other, whereby the occurrence of the stick / slip effect is significantly minimized. As a result, significantly lower noise emissions occur.
  • the structure of the contact surface is in the form of an irregular structuring, particularly preferably in the form of a grain.
  • the structure of the contact surface in the form of a regular patterning is formed, particularly preferably in the form of a simple or crosswise grooving, Noppung or polygonal contouring.
  • the structure has a plurality of structure elevations and structural depressions, the structure elevations being separated from one another by means of the structural depressions.
  • the structure has an average roughness R z in the range of 25 to 500 ⁇ , preferably in a range between 100 and 350 ⁇ , more preferably at 250mm +/- 10%.
  • the average roughness depth is understood to be the average value of the individual roughness depths of five successive individual measuring sections.
  • the mean roughness R z is preferably determined according to EN ISO 25178, for example by means of optical measuring methods.
  • the end face of the base body in the ground state has a circumferential end edge.
  • the end edge defines that portion of the contact surface or that part of the spring element which first comes into contact with the damper cap. By forming this area of the spring element as an edge, the surface of the first contact is significantly minimized compared to known solutions in which a larger area strikes the damper cap, which results in a soft start-up behavior.
  • the end edge is preferably rounded inwards and / or outwards. This is preferably done with the same or different radii. Alternatively, it is preferred to provide the end edge with one or more phases, which may also be the same or different from each other.
  • the structured contact surface extends according to a preferred embodiment with respect to the longitudinal axis radially outside and / or within the end edge. It has been found to be particularly advantageous to form the contact surface on both sides of the end edge and to structure.
  • the base body has at least one circumferential groove spaced apart from the end face, the structured contact surface extending as far as the groove.
  • the groove which is formed transversely to the longitudinal axis, defines on the one hand the end of the end section on which the end face is arranged with the contact surface, and on the other hand represents a targeted structural weakening, which results in a softer compression behavior of the spring element.
  • this groove is a first groove, and the spring element has in each further spaced one or more further transverse grooves, which also take on the function of a structure weakening.
  • the maximum constriction of the groove or grooves is preferably in a range of 55% to 75% of the maximum diameter of the body transverse to the longitudinal axis, and is more preferably at a distance of 15% to 25% of the length of the Base body spaced in the direction of the longitudinal axis of the front side of the base body.
  • the base body is formed as a hollow body and has in the direction of the longitudinal axis, preferably coaxially to the longitudinal axis, a cavity, wherein the cavity has at least one cross-sectional taper, and the contact surface extends at least up to the cross-sectional area.
  • a plurality of recesses are provided in the end face of the base body, which define a number of spaced-apart projections in the direction of the longitudinal axis in the end edge. Optimization of the starting contour of the spring element is achieved by virtue of the fact that a number of projections and adjacent "valleys" are formed in the end edge by reducing the area of the "first contact” to only the projections of the end edge further reduced upon impact of the damper cap on the front side of the body.
  • the invention solves their underlying object thus additionally independently by a spring element for a vehicle shock absorber, having a longitudinal axis and extending along the longitudinal axis body elastically deformable between an uncompressed ground state and a compressed state in the longitudinal axis state, and the one End face having formed for abutment with a damper cap of the vehicle shock absorber contact surface, wherein in the ground state, the end face of the base body has a circumferential end edge, and in the end face of the base body a plurality of recesses are provided, which in the end edge a number of spaced projections in the direction of the longitudinal axis define.
  • three mutually spaced projections in the direction of the longitudinal axis are formed in the end face of the base body by means of the depressions, which define a reduced area of the spring element for contacting the damper cap on three partial surfaces.
  • the protrusions project relative to the recesses preferably by 2 mm or more in the direction of the longitudinal axis.
  • the projections project relative to the depressions by 4 mm +/- 15% in the direction of the longitudinal axis.
  • the end edge has concavely curved sections and convexly curved sections, which preferably merge into one another without kinking.
  • the convex and concave portions are preferably connected by straight sections, or merge directly into one another.
  • concave and convex portions may be alternately arranged, or else concave portions adjacent to concave portions, and convex portions may be arranged adjacent to convex portions.
  • the concave and convex curvatures are preferably circular arc-shaped.
  • the surface of the depressions is partially or completely structured.
  • the structuring is preferably carried out as described above. From a certain degree of compression of the spring element, the surfaces of the recesses come into contact with the damper cap. Here then has an advantageous effect that these surfaces are structured, and have their share of noise reduction. They are then part of the contact area.
  • the spring element according to the invention is further developed in that the recesses extend at an angle of 20 ° to 150 ° to the longitudinal axis, and are preferably aligned with the longitudinal axis.
  • the main body consists partly or completely of an elastomer, preferably of a rubber and / or polyisocyanate polyaddition product.
  • a spring element made of an elastomer, but it may also consist of several elastomers, which are layer by layer, cup-shaped or in another form, or in mixture with each other.
  • the polyisocyanate polyaddition products are preferably based on microcellular polyurethane elastomers, on the basis of thermoplastic polyurethane or combinations of these two materials, which may optionally contain polyurea structures.
  • microcellular polyurethane elastomers which, in a preferred embodiment, have a density according to DIN 53420 of 200 kg / m 3 to 1100 kg / m 3 , preferably 300 kg / m 3 to 800 kg / m 3 , a tensile strength according to DIN 53571 of 2 N / mm 2 , preferably 2 N / mm 2 to 8 N / mm 2 , an elongation according to DIN 53571 of 300%, preferably 300% to 700% and a tear strength according to DIN 53515 of preferably 8 N / mm to 25 N / mm to have.
  • the elastomers are preferably microcellular elastomers based on polyisocyanate polyaddition products, preferably with cells having a diameter of from 0.01 mm to 0.5 mm, particularly preferably from 0.01 to 0.15 mm.
  • Elastomers based on polyisocyanate polyaddition products and their preparation are well known and widely described, for example in EP-A 62 835, EP-A 36 994, EP-A 250 969, DE-A 195 48 770 and DE-A 195 48 771st
  • the preparation is usually carried out by reacting isocyanates with isocyanate-reactive compounds.
  • the elastomers based on cellular polyisocyanate polyaddition products are usually prepared in a form in which the reactive starting components are reacted together.
  • forms come here in common forms in question, for example, metal molds, which ensure the inventive three-dimensional shape of the spring element due to their shape.
  • the contour elements are integrated in one embodiment directly into the casting tool, in a further embodiment, they are subsequently incorporated into the concentric body.
  • the concentric spring element for this purpose is cooled to solidification, preferably with liquid nitrogen and processed in this state.
  • the preparation of the polyisocyanate polyaddition products can be carried out by generally known processes, for example by using the following starting materials in a one- or two-stage process:
  • auxiliaries and / or additives for example polysiloxanes and / or fatty acid sulfonates.
  • the surface temperature of the mold inner wall is usually 40 ° C to 95 ° C, preferably 50 ° C to 90 ° C.
  • the production of the moldings is advantageously carried out at an NCO / OH ratio of 0.85 to 1.20, wherein the heated starting components are mixed and brought in an amount corresponding to the desired molding density in a heated, preferably tightly closing mold.
  • the moldings are cured after 5 minutes to 60 minutes and thus demoulded.
  • the amount of the introduced into the mold reaction mixture is usually measured so that the resulting moldings have the density already shown.
  • the starting components are usually introduced at a temperature of 15 ° C to 120 ° C, preferably from 30 ° C to 1 10 ° C, in the mold.
  • the degrees of densification for the production of the molded articles are between 1, 1 and 8, preferably between 2 and 6.
  • the cellular polyisocyanate polyaddition products are expediently obtained by the "one-shot” process using high-pressure technology, low-pressure technology or, in particular, reaction injection molding.
  • the reaction is carried out in particular under compression in a closed mold
  • the reaction injection molding technique is described, for example, by H. Piechota and H. Rschreib in Integralschaumstoffe, Carl Hanser-Verlag, Kunststoff, Vienna 1975; DJ. Prepelka and JL Wharton in Journal of Cellular Plastics, March / April 1975, pages 87 to 98 and U. Knipp in Journal of Cellular Plastics, March, 1973, pages 76-84.
  • the spring element according to the invention preferably has dimensions, ie lengths and diameters, which are adapted for use as additional springs and / or main shock absorbers.
  • the spring element has a length in the longitudinal direction in a range of 30 mm to 200 mm, particularly preferably in a range of 40 mm to 120 mm.
  • the maximum outer diameter transversely to the longitudinal axis of the spring element in a range of 30 mm to 100 mm, especially loves preferably in a range between 40 mm and 70 mm.
  • the cavity of the spring element is preferably in a range between 10 mm and 30 mm.
  • the invention solves its underlying, initially described object in a vehicle shock absorber of the type described by this a damper bearing, a relative to the damper bearing in the direction of a longitudinal axis movably mounted damper cap, and a spring element having a longitudinal axis extending along the base body, wherein the base body is elastically deformable between an uncompressed basic state and a compressed state in the direction of the longitudinal axis, and has an end face with a formed for abutment with the damper cover of the vehicle shock absorber contact surface, wherein the contact surface is partially or completely structured.
  • the invention solves its underlying object further in a vehicle of the type described, which has a number of vehicle shock absorbers by at least one, preferably more or all of the Anlagenmanndämp- fer according to one of the preferred embodiments described above, or a spring element according to having one of the preferred embodiments described above.
  • the invention relates to a use of a spring element as a main shock absorber or as an additional spring in a vehicle shock absorber.
  • the invention solves the underlying task in such use by the spring element is formed according to one of the preferred embodiments described above.
  • 1 shows a schematic spatial representation of a spring element according to a preferred embodiment
  • 2 shows a frontal plan view of the spring element according to Figure 1
  • Fig. 3 is a first cross-sectional view through the spring element according to the figures
  • FIGS. 4 shows a further cross-sectional view through the spring element according to FIGS.
  • a spring element 1 is shown spatially and schematically.
  • the spring element 1 has an elongated base body 3.
  • the main body 3 has a longitudinal axis L which extends from a first end portion 5 to a second end portion 7.
  • an end face 9 is formed at the first end portion 5.
  • a second end face 10 is arranged opposite.
  • an end edge 1 1 is formed.
  • the end edge 1 1 represents that part of the spring element 1, which first comes into contact with a damper cap of a shock absorber when the spring element 1 is installed in a vehicle shock absorber, and the shock absorber is compressed.
  • a first part 15 a of a contact surface is formed, which comes with progressive compression in contact with the damper cap.
  • a second part 15 b of the contact surface is formed, the can also come into contact with the damper cap by bulging and radial deflection of the material of the spring element 1.
  • a plurality of longitudinal grooves 16 extending substantially in the longitudinal direction of the longitudinal axis L are arranged laterally, which likewise positively influence the jounce behavior as targeted structural weakenings and provide for a soft compression.
  • the longitudinal grooves 16 preferably run at an acute angle of 15 ° or less, more preferably less than 10 °, to the longitudinal axis L.
  • further longitudinal grooves 18 or aligned continuations of the longitudinal grooves 16 are also arranged beyond the end portion 5. They take on the same function as the longitudinal grooves 16.
  • the spring element 1 is formed as a hollow body and has a coaxial with the longitudinal axis L formed cavity 17.
  • the cavity 17 extends from the first end face 9 through the base body 3 to the second end face 10 (FIGS. 3, 4).
  • FIG. 2 shows a frontal plan view of the first end face 9. While the longitudinal grooves 16 (and 18) are distributed substantially axially symmetrically, in pairs opposite each other and uniformly over the circumference of the spring element 1, the three end depressions 13 are distributed uniformly over the circumference at an angle of 120 °. In principle, deviating numbers of the recesses 13 are within the scope of the invention. As can be clearly seen from FIG.
  • the end edge 11 has two adjacent convex curvatures 11b at its projections 14, while the depressions each have a concave curvature 1a.
  • the convex and concave curvatures 1 1a, b merge into one another either directly or separated by straight sections without kinking.
  • the outer circumferential contour of the main body 3 is formed substantially frusto-conical and of the longitudinal grooves 16, 18 and one or more transverse grooves 21, 23, 25 ( Figures 3, 4).
  • FIGS. 3 and 4 disclose the structure of the recesses 13 and the interior of the main body 3 of the spring element 1.
  • the structuring 20 extends on the outer part 15a of the contact surface from the first end face 9 to the beginning of a first transverse groove 21.
  • the first transverse groove 21 is arranged at a distance a from the first end face 9. At the location of the deepest constriction, the first transverse groove 21 has a diameter d.
  • the longitudinal grooves 16 preferably also have a structured surface in extension of the contact surface 15a, which extends to the first transverse groove 21 out.
  • a first cross-sectional taper 19 is provided on the inside in the cavity 17 of the base body 3.
  • the structured surface extends in extension of the contact surface 15b at least to the first taper.
  • a second cross-sectional taper 23 is provided in the cavity 17 with the pattern 20 of the surface extending at least to this second cross-sectional taper. Even more preferably, the structuring of the surface continues through the entire cavity 17.
  • one or more further transverse grooves 25, 27 are arranged in each case at intervals apart from the first transverse groove 21.
  • the diameter d of the first transverse groove 21 is preferably in a range of 55% to 75% of the maximum diameter D of the main body 3 in the second end portion 7.
  • the distance a of the first transverse groove 21 to the first end face 9 is preferably in a range of 15%. to 25% of the maximum length A of the main body 3 in the direction of the longitudinal axis L.
  • the angle ⁇ is preferably in a range of 30 ° to 150 °. It is about 45 ° in the embodiment shown.
  • the recesses are aligned in the direction of an axis V. In embodiments in which the axis V does not intersect the longitudinal axis L, the angle is determined starting from the point on the axis V which has the smallest distance to the longitudinal axis L, the angle being subtended in the plane in which the axis V is located and which is perpendicular to the solder from the angular origin to the longitudinal axis L.
  • the recesses 13 have in the direction of the axis V a circular arc-shaped cross-section.
  • the recesses 13 have an oval, in particular elliptical, or polygonal, in particular triangular, rectangular, or trapezoidal cross-section with respect to the axis V, or consist of combinations of the above-described basic shapes.
  • the recesses are with a constant cross section in the direction the axis V formed.
  • the depressions 13 have a cross-section which tapers at least in sections in the direction of the cavity 17 or at least in sections.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Federelement (1) für einen Fahrzeugstoßdämpfer. Erfindungsgemäß wird ein Federelement (1) vorgeschlagen mit einer Längsachse (L) und einem sich entlang der Längsachse erstreckenden Grundkörper (3), der elastisch zwischen einem unkomprimierten Grundzustand und einem in Richtung der Längsachse komprimierten Zustand verformbar ist, und der eine Stirnseite (9) mit einer zur Anlage an einer Dämpferkappe des Fahrzeugstoßdämpfers ausgebildeten Anschlagsfläche (15a,b) aufweist, wobei die Anschlagsfläche (15a,b) zumindest abschnittsweise strukturiert ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugstoßdämpfer und ein Fahrzeug, insbesondere Personenkraftfahrzeug, mit einem solchen Federelement.

Description

Federelement für einen Fahrzeugstoßdämpfer, sowie Fahrzeugstoßdämpfer und Fahrzeug mit selbigem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Federelement für einen Fahrzeugstoßdämpfer. Die Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugstoßdämpfer mit einem solchen Federelement, und ein Fahrzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug, mit einem solchen Stoßdämpfer.
Federelemente der vorbezeichneten Art sind allgemein bekannt. Sie werden in Automobilen beispielsweise innerhalb des Fahrwerks verwendet. Sie werden insbesondere als schwingungsdämpfende Federelemente eingesetzt. Fast immer werden neben dem Hauptstoßdämpfer, der häufig auf der Basis von Metallfedern und/oder Druckgaselementen basiert, noch weitere Federelemente (Zusatzstoßdämpfer), bevorzugt aus elastischem Material eingesetzt. Üblicherweise sind diese Federelemente Hohlkörper, die konzentrisch geformt sind und entlang der Federachse unterschiedliche Durchmesser und/oder Wandstärken aufweisen. Grundsätzlich könnten diese Federelemente auch als Hauptstoßdämpfer fungieren, sie übernehmen aber in Kombination mit dem Hauptstoßdämpfer häufig eine Endanschlagfunktion. Dabei beeinflussen sie die Kraft-Wegkennung des gefederten Rades durch das Ausbilden oder Verstärken einer progressiven Charakteristik der Fahrzeugfederung. So können die Nickeffekte des Fahrzeuges reduziert und die Wankabstützung verstärkt werden. Insbesondere durch die geometrische Gestaltung wird die Anlaufsteifigkeit optimiert, dies hat maßgeblichen Einfluss auf den Federungskomfort des Fahrzeuges. Durch dieseFunktion wird der Fahrkomfort erhöht und ein Höchstmaß an Fahrsicherheit gewährleistet. Durch die gezielte Auslegung der Geometrie ergeben sich über die Lebensdauer nahezu konstante Bauteileigenschaften. Eine Schwierigkeit in der dreidimensionalen Ausgestaltung der Zusatzfedern besteht in einem häufig gewünschten, besonders weichen Einsatz der Kraftaufnahme, was auch als weicher Anlauf des Federelementes bezeichnet wird. Um einen derartigen weichen Anlauf zu erreichen, werden z.B. in der Offenlegungsschrift DE 102004049638 umlaufende Biegelippen beschrieben, die auch als "Blütenform" bezeichnet wird. Der Ausdehnung der Biegelippe sind aber durch die Geometrie der Zusatzfeder Grenzen gesetzt, so dass auch der weiche Anlauf nur in sehr engen Grenzen variiert werden kann. Auch ist diese Formgebung mit einer Biegelippe für besonders hohe Belastungen nur bedingt geeignet. Weiterhin weist die Biegelippe in der Herstellung, die überwiegend im Schäumverfahren erfolgt, wesentliche Nachteile auf. Der Hohlraum des Federelementes wird beim Gießvorgang üblicherweise durch einen Kern definiert, von dem das Federelement nach der Aushärtung gezogen werden muss. Die dabei auftretenden Belastungen der eng anliegenden Biegelippe, führen zu einem nicht unwesentlichen Ausschuss. Ein weiterer Nachteil besteht in dem aufwändigen Entgraten der mit dem der Fertigung der Biegelippe einhergeht.
Neben dem Bestreben, ein möglichst weiches Anlaufverhalten des Federelements zu erreichen, gilt die Aufmerksamkeit in der Industrie im Allgemeinen und in der Fahrzeugindustrie insbesondere einer möglichst weitgehenden Eliminierung von Störgeräuschen. Störgeräusche werden unter anderem auch von Fahrwerk und den dort verbauten Stoßdämpfern hervorgerufen. Es hat sich im Stand der Technik als nachteilig bemerkbar gemacht, dass die Federelemente aufgrund ihrer extremen Kompression im Fall eines Maximalanschlags des Stoßdämpfers zur Emission von Quietschgeräuschen neigen können.
Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs bezeichnete Federelement dahingehend zu verbessern, dass die Geräuschemission möglichst vermindert wird. Insbesondere lag der Erfindung ferner die Aufgabe zugrunde, das Anschlags- bzw. Anlaufverhalten des Federelements weiter zu verbessern.
Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe bei einem Federelement der eingangs bezeichneten Art gemäß einem ersten Aspekt, indem sie ein Federelement für einen Fahrzeugstoßdämpfer vorschlägt, mit einer Längsachse und einem sich entlang der Längsachse erstreckenden Grundkörper, der elastisch zwischen einem unkomprimierten Grundzustand und einem in Richtung der Längsachse komprimierten Zustand verformbar ist, und der eine Stirnseite mit einer zur Anlage an einer Dämpferkappe des Fahrzeugstoßkämpfers gebildeten Kontaktfläche aufweist, wobei wenigstens die Kontaktfläche, vorzugsweise die gesamte Oberfläche, abschnittsweise oder vollständig strukturiert ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer Kompression des Federelements Quietsch- oder Reibgeräusche insbesondere dann entstehen, wenn die am Federelement vorgesehene Kontaktfläche an der Dämpferkappe des Stoßdämpfers anliegt, und das Material des Federelementes infolge voranschreitender Kompression des Federelements quer zur Kompressionsrichtung, die im wesentlichen in Richtung der Längsachse erfolgt, radial nach innen und außen ausweicht. Die Kontaktfläche wird unter Einfluss von Scherkräften radial relativ zur Dämpferkappe bewegt, wodurch es zum Auftreten des Stick/Slip-Effektes kommt. Der Stick/Slip- Effekt bezeichnet das Ruckgleiten von gegeneinander bewegten Körpern. Er tritt insbesondere dann auf, wenn die Haftreibung merklich größer ist als die Gleitreibung. Es üben gedämpft gekoppelte Oberflächenteile der Reibpartner eine Folge aus Haftung, Verspannung, Trennung, und Abgleiten aus, wodurch sensorisch wahrnehmbare Schwingungen erzeugt werden. Durch die schnelle Abfolge von Haften und Gleiten entstehen als Quietschen wahrgenommene Störgeräusche. Hier setzt die Erfindung an, indem die Kontaktfläche zumindest abschnittsweise, besonders bevorzugt aber vollständig strukturiert wird. Durch die Strukturierung der Oberfläche wird gezielt eine Unregelmäßigkeit auf die Oberfläche aufgebracht, welche das Haftvermögen der Oberfläche verbessert. Die Kontaktfläche und die Dämpferkappe können sich gewissermaßen besser ineinander verkrallen, wodurch das Auftreten des Stick/Slip-Effektes deutlich minimiert wird. In der Folge treten deutlich geringere Geräuschemissionen auf.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Struktur der Kontaktfläche in Form einer unregelmäßigen Strukturierung ausgebildet, besonders bevorzugt in Form einer Narbung.
In einer alternativen bevorzugten Weiterbildung ist die Struktur der Kontaktfläche in Form einer regelmäßigen Strukturierung ausgebildet, besonders bevorzugt in Form einer einfachen oder kreuzweisen Rillierung, Noppung oder polygonalen Konturierung.
Weiter vorzugsweise weist die Struktur eine Vielzahl von Strukturerhebungen und Strukturvertiefungen auf, wobei die Strukturerhebungen mittels der Strukturvertiefungen voneinander getrennt sind. Vorzugsweise weist die Struktur eine gemittelte Rauhtiefe Rz im Bereich von 25 bis 500 μιη auf, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 100 und 350 μιτι, besonders bevorzugt bei 250mm +/- 10%. Unter der gemittelten Rauhtiefe wird der Mittelwert aus den Einzelrauhtiefen von fünf aufeinanderfolgenden Einzelmessstrecken verstanden. Die mittlere Rauhtiefe Rz wird vorzugsweise nach EN ISO 25178, beispielsweise mittels optischer Messverfahren bestimmt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Stirnseite des Grundkörpers im Grundzustand eine umlaufende Endkante auf. Die Endkante definiert denjenigen Bereich der Kontaktfläche bzw. denjenigen Teil des Federelements, der als erstes in Kontakt mit der Dämpferkappe gelangt. Durch Ausbildung dieses Bereiches des Federelements als Kante wird die Fläche des Erstkontakts gegenüber bekannten Lösungen, bei denen eine größere Fläche auf die Dämpferkappe trifft, deutlich minimiert, was ein weiches Anlaufverhalten zur Folge hat. Die Endkante ist vorzugsweise nach innen und/oder außen hin abgerundet. Dies geschieht vorzugsweise mit gleichen oder voneinander unterschiedlichen Radien. Alternativ wird bevorzugt, die Endkante mit einer oder mehreren Phasen zu versehen, die ebenfalls gleich oder voneinander verschieden ausgebildet sein können.
Die strukturierte Kontaktfläche erstreckt sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bezogen auf die Längsachse radial außerhalb und/oder innerhalb der Endkante. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Kontaktfläche auf beiden Seiten der Endkante auszubilden und zu strukturieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Grundkörper mindestens eine umlaufende, von der Stirnseite beabstandete Rille auf, wobei sich die strukturierte Kontaktfläche bis zu der Rille hin erstreckt. Die Rille, welche quer zur Längsachse ausgebildet ist, definiert zum einen das Ende des Endabschnitts, an dem die Stirnseite mit der Kontaktfläche angeordnet ist, und stellt zum anderen eine gezielte Strukturschwächung dar, die ein weicheres Kompressionsverhalten des Federelements zur Folge hat. Vorzugsweise ist diese Rille eine erste Rille, und das Federelement weist in jeweils weiteren Abständen eine oder mehrere weitere Querrillen auf, die ebenfalls die Funktion einer Strukturschwächung übernehmen.
Die maximale Einschnürung der Rille oder der Rillen liegt vorzugsweise in einem Bereich von 55% bis 75% des maximalen Durchmessers des Grundkörpers quer zur Längsachse, und ist weiter vorzugsweise in einem Abstand von 15% bis 25% der Länge des Grundkörpers in Richtung der Längsachse von der Stirnseite des Grundkörpers beabstandet.
Vorzugsweise ist der Grundkörper als Hohlkörper ausgebildet und weist in Richtung der Längsachse, vorzugsweise koaxial zu der Längsachse, eine Aushöhlung auf, wobei die Aushöhlung mindestens eine Querschnittsverjüngung aufweist, und sich die Kontaktfläche mindestens bis zu der Querschnittsfläche hin erstreckt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die zugleich auch einen eigenständigen zweiten Erfindungsaspekt darstellt, sind in der Stirnseite des Grundkörpers mehrere Vertiefungen vorgesehen, welche in der Endkante eine Anzahl von beabstandeten Vorsprüngen in Richtung der Längsachse definieren. Dadurch, dass in der Endkante nun eine Anzahl von Vorsprüngen und benachbarten„Tälern" durch die Vertiefungen gebildet sind, wird eine Optimierung der Anlaufkontur des Federelements erreicht. Durch Reduktion der Fläche des„Erstkontakts" auf lediglich die Vorsprünge der Endkante wird die Kontaktsteifigkeit des Federelements beim Auftreffen der Dämpferkappe auf die Stirnseite des Grundkörpers weiter reduziert. Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe somit zusätzlich eigenständig durch ein Federelement für einen Fahrzeugstoßdämpfer, mit einer Längsachse und einem sich entlang der Längsachse erstreckenden Grundkörper, der elastisch zwischen einem unkomprimierten Grundzustand und einem in Richtung der Längsachse komprimierten Zustand verformbar ist, und der eine Stirnseite mit einer zur Anlage an einer Dämpferkappe des Fahrzeugstoßdämpfers ausgebildeten Kontaktfläche aufweist, wobei im Grundzustand die Stirnseite des Grundkörpers eine umlaufende Endkante aufweist, und in der Stirnseite des Grundkörpers mehrere Vertiefungen vorgesehen sind, welche in der Endkante eine Anzahl von beabstandeten Vorsprüngen in Richtung der Längsachse definieren. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß dieses Aspekts sind in der Stirnseite des Grundkörpers mittels der Vertiefungen drei zueinander beabstandete Vorsprünge in Richtung der Längsachse ausgebildet, die eine auf drei Teilflächen reduzierte Fläche des Federelements zur Kontaktierung der Dämpferkappe definieren. Die Vorsprünge ragen relativ zu den Vertiefungen vorzugsweise um 2 mm oder mehr in Richtung der Längsachse hervor. Besonders bevorzugt ragen die Vorsprünge relativ zu den Vertiefungen um 4 mm +/- 15% in Richtung der Längsachse vor. Durch diese bevorzugte Dimensionierung wird der überraschende Vorteil erreicht, dass eine einsetzende Kompression nicht unmittelbar die Vorsprünge komplett zusammendrückt, sondern sich das gesamte Federelement zu komprimieren beginnt, während nach wie vor ein Restvorsprung an der Dämpferkappe verbleibt. Dies hat den Effekt, dass zwischen dem Federelement und der Dämpferkappe noch eingeschlossenes Gas entweichen kann. Ist der Vorsprung zu klein oder fehlt ganz, kann in bestimmten Konstellationen während der Kompression ein Zisch- oder Pfeifgeräusch wahrgenommen werden, was durch die entweichende Luft herbeigeführt wird. Dieses störende Geräusch wird mittels der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorsprünge minimiert oder bestenfalls vermieden.
Die vorstehenden beschriebenen und nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind zugleich vorteilhafte Weiterbildungen des Federelements des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Endkante konkav gekrümmte Abschnitte und konvex gekrümmte Abschnitte auf, die bevorzugt knickfrei ineinander übergehen. Die konvexen und konkaven Abschnitte sind vorzugsweise mittels gradlinig verlaufender Abschnitte verbunden, oder gehen unmittelbar ineinander über. Es können hierbei konkave und konvexe Abschnitt abwechseln angeordnet sein, oder auch konkave Abschnitte benachbart zu konkaven Abschnitten, sowie konvexe Abschnitte benachbart zu konvexen Abschnitten angeordnet sein.
Die konkaven und konvexen Krümmungen sind vorzugsweise kreisbogenförmig ausgebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Federelements ist die Oberfläche der Vertiefungen abschnittsweise oder vollständig strukturiert. Die Strukturierung ist vorzugsweise wie vorstehend beschrieben ausgeführt. Ab einem bestimmten Grad der Kompression des Federelements kommen auch die Oberflächen der Vertiefungen in Kontakt mit der Dämpferkappe. Hier wirkt sich dann vorteilhaft aus, dass auch diese Oberflächen strukturiert sind, und an einer Geräuschminderung ihren Anteil haben. Sie sind dann Teil der Kontaktfläche. Das erfindungsgemäße Federelement wird dadurch weitergebildet, dass die Vertiefungen in einem Winkel von 20° bis 150° zu der Längsachse verlaufen, und vorzugsweise auf die Längsachse ausgerichtet sind.
In bevorzugten Ausführungsformen besteht der Grundkörper teilweise oder vollständig aus einem Elastomer, vorzugsweise aus einem Gummi und/oder Polyisocyanat- Polyadditionsprodukt. Dabei kann ein Federelement aus einem Elastomer bestehen, es kann aber auch aus mehreren Elastomeren bestehen, die schichtweise, schalenförmig oder in anderer Form, bzw. auch in Mischung miteinander vorliegen. Die Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte sind bevorzugt auf der Basis von mikrozelligen Polyurethanelastomeren, auf der Basis von thermoplastischem Polyurethan oder aus Kombinationen aus diesen beiden Materialien aufgebaut, die ggf. Polyharnstoffstrukturen enthalten können.
Besonders bevorzugt sind mikrozellige Polyurethanelastomere, die in einer bevorzugten Ausführungsform eine Dichte nach DIN 53420 von 200 kg/m3 bis 1 100 kg/m3, bevorzugt 300 kg/m3 bis 800 kg/m3, eine Zugfestigkeit nach DIN 53571 von 2 N/mm2, bevorzugt 2 N/mm2 bis 8 N/mm2, eine Dehnung nach DIN 53571 von 300 %, bevorzugt 300 % bis 700 % und eine Weiterreißfestigkeit nach DIN 53515 von bevorzugt 8 N/mm bis 25 N/mm haben.
Bevorzugt handelt es sich bei den Elastomeren um mikrozellige Elastomere auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, bevorzugt mit Zellen mit einem Durchmesser von 0,01 mm bis 0,5 mm, besonders bevorzugt 0,01 bis 0,15 mm.
Elastomere auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten und ihre Herstellung sind allgemein bekannt und vielfältig beschreiben, beispielsweise in EP-A 62 835, EP-A 36 994, EP-A 250 969, DE-A 195 48 770 und DE-A 195 48 771.
Die Herstellung erfolgt üblicherweise durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen.
Die Elastomere auf der Basis von zelligen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten werden üblicherweise in einer Form hergestellt, in der man die reaktiven Ausgangskomponenten miteinander umsetzt. Als Formen kommen hierbei allgemein übliche Formen in Frage, beispielsweise Metallformen, die aufgrund ihrer Form die erfindungsgemäße dreidimensionale Form des Federelements gewährleisten. Die Konturelemente werden in einer Ausführungsform direkt in das Gießwerkzeug integriert, in einer weiteren Ausführungsform werden sie nachträglich in den konzentrischen Grundkörper eingearbeitet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das konzentrische Federelement hierzu bis zur Verfestigung gekühlt, bevorzugt mit flüssigem Stickstoff und in diesem Zustand bearbeitet. Die Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte kann nach allgemein bekannten Verfahren erfolgen, beispielsweise indem man in einem ein- oder zweistufigen Prozess die folgenden Ausgangsstoffe einsetzt:
(a) Isocyanat,
(b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen,
(c) Wasser und gegebenenfalls
(d) Katalysatoren,
(e) Treibmittel und/oder
(f) Hilfs- und/oder Zusatzstoffe, beispielsweise Polysiloxane und/oder Fettsäuresulfonate. Die Oberflächentemperatur der Forminnenwand beträgt üblicherweise 40°C bis 95°C, bevorzugt 50°C bis 90°C. Die Herstellung der Formteile wird vorteilhafterweise bei einem NCO/OH-Verhältnis von 0,85 bis 1 ,20 durchgeführt, wobei die erwärmten Ausgangskomponenten gemischt und in einer der gewünschten Formteildichte entsprechenden Menge in ein beheiztes, bevorzugt dicht schließendes Formwerkzeug gebracht werden. Die Formteile sind nach 5 Minuten bis 60 Minuten ausgehärtet und damit entformbar. Die Menge des in das Formwerkzeug eingebrachten Reaktionsgemisches wird üblicherweise so bemessen, dass die erhaltenen Formkörper die bereits dargestellte Dichte aufweisen. Die Ausgangskomponenten werden üblicherweise mit einer Temperatur von 15°C bis 120°C, vorzugsweise von 30°C bis 1 10°C, in das Formwerkzeug eingebracht. Die Verdichtungsgrade zur Herstellung der Formkörper liegen zwischen 1 , 1 und 8, vorzugsweise zwischen 2 und 6. Die zelligen Polyisocyanat- Polyadditionsprodukte werden zweckmäßig erweise nach dem "one shof'-Verfahren mit Hilfe der Hochdrucktechnik, der Niederdruck-Technik oder insbesondere der Reaktionsspritzguss-Technik (RIM) in offenen oder vorzugsweise geschlossenen Formwerkzeugen, hergestellt. Die Reaktion wird insbesondere unter Verdichtung in einem geschlossenen Formwerkzeug durchgeführt. Die Reaktionsspritzguss-Technik wird beispielsweise beschrieben von H. Piechota und H. Röhr in "Integralschaumstoffe", Carl Hanser-Verlag, München, Wien 1975; DJ. Prepelka und J.L. Wharton in Journal of Cellular Plastics, März/April 1975, Seiten 87 bis 98 und U. Knipp in Journal of Cellular Plastics, März April 1973, Seiten 76-84.
Das erfindungsgemäße Federelement weist vorzugsweise Maße, d.h. Längen und Durchmesser, auf, die für die Verwendung als Zusatzfeder und/oder Hauptstoßdämpfer angepasst sind. Vorzugsweise weist das Federelement eine Länge in Längsrichtung in einem Bereich von 30 mm bis 200 mm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 40 mm bis 120 mm auf. Weiter vorzugsweise liebt der maximale äußere Durchmesser quer zur Längsachse des Federelements in einem Bereich von 30 mm bis 100 mm, besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 40 mm und 70 mm. Die Aushöhlung des Federelements liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 10 mm und 30 mm.
Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende, eingangs bezeichnete Aufgabe bei einem Fahrzeugstoßdämpfer der eingangs bezeichneten Art, indem dieser ein Dämpferlager, eine relativ zu dem Dämpferlager in Richtung einer Längsachse bewegbar gelagerten Dämpferkappe, und ein Federelement mit einem sich entlang der Längsachse erstreckenden Grundkörper aufweist, wobei der Grundkörper elastisch zwischen einem unkomprimierten Grundzustand und einem in Richtung der Längsachse komprimierten Zustand verformbar ist, und eine Stirnseite mit einer zur Anlage an der Dämpferkappe des Fahrzeugstoßdämpfers ausgebildeten Kontaktfläche aufweist, wobei die Kontaktfläche abschnittsweise oder vollständig strukturiert ist. Hinsichtlich der Vorteile, die durch den mit dem Federelement ausgestatteten erfindungsgemäßen Fahrzeugstoßdämpfer erreicht werden, wird auf die vorstehenden Ausführungen verweisen. Die bevorzugten Ausführungsformen des vorstehend beschriebenen Federelements sind zugleich auch bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fahrzeugstoßdämpfers.
Die Erfindung löst die ihr zugrundeliegende Aufgabe ferner bei einem Fahrzeug der eingangs bezeichneten Art, welches eine Anzahl von Fahrzeugstoßdämpfern aufweist, indem mindestens einer, vorzugsweise mehrere oder sämtliche der Fahrzeugstoßdämp- fer nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ausgebildet sind, bzw. ein Federelement gemäß einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen aufweisen.
Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Federelements als Hauptstoßdämpfer oder als Zusatzfeder in einem Fahrzeugstoßdämpfer. Die Erfindung löst die ihr zugrundeliegende Aufgabe bei einer solchen Verwendung, indem das Federelement nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Hierbei zeigen: Fig. 1 eine schematische räumliche Darstellung eines Federelements gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, Fig. 2 eine stirnseitige Draufsicht auf das Federelement gemäß Figur 1 ,
Fig. 3 eine erste Querschnittsansicht durch das Federelement gemäß den Figuren
1 und 2, und
Fig. 4 eine weitere Querschnittsansicht durch das Federelement gemäß den
Figuren 1 bis 3.
In Figur 1 ist zunächst ein Federelement 1 räumlich und schematisch dargestellt. Das Federelement 1 weist einen länglichen Grundkörper 3 auf. Der Grundkörper 3 weist eine Längsachse L auf, die sich von einem ersten Endabschnitt 5 bis zu einem zweiten Endabschnitt 7 erstreckt. An dem ersten Endabschnitt 5 ist eine Stirnseite 9 ausgebildet. An dem gegenüberliegenden Endabschnitt 7 ist eine zweite Stirnseite 10 gegenüberliegend angeordnet.
An der ersten Stirnseite 9 des Grundkörpers 3 ist eine Endkante 1 1 ausgebildet. Die Endkante 1 1 stellt denjenigen Teil des Federelements 1 dar, welcher zuerst in Kontakt mit einer Dämpferkappe eines Stoßdämpfers kommt, wenn das Federelement 1 in einem Fahrzeugstoßdämpfer eingebaut ist, und der Stoßdämpfer komprimiert wird.
In der Stirnseite 9 sind mehrere, im bevorzugten Ausführungsbeispiel drei, Vertiefungen 13 eingelassen. Die Einlassung der Vertiefungen 13 hat zur Folge, dass die Endkante 1 1 nicht streng ringförmig ausgebildet ist, sondern durch die Vertiefungen 13 mit einer korrespondierenden Anzahl von Vorsprüngen 14 ausgebildet wird. Die Vorsprünge 14 ragen in Richtung der Längsachse L relativ zu den Vertiefungen 13 hervor. Dies hat zur Folge, dass nicht die gesamte Endkante 1 1 , sondern lediglich der jeweilige Teil der Endkante 1 1 , der auf den Vorsprüngen 14 entlangläuft, den Erstkontakt mit der Dämpferkappe herstellt. Hierdurch wird das Anlaufverhalten des Federelements weicher gestaltet, weil die Kontaktsteifigkeit abnimmt. Die Reduktion des Kontakts zwischen Dämpferkappe und Federelement auf exakt drei Teilflächen hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt. Bei Erstkontakt zwischen Dämpferkappe und Federelement ist durch die Dreipunkt-Auflage unmittelbar eine statische Bestimmtheit hergestellt, welche ein besonders günstiges Einfederverhalten unterstützt.
Radial außerhalb der Endkante 1 1 ist ein erster Teil 15a einer Kontaktfläche ausgebildet, die bei fortschreitender Kompression in Kontakt mit der Dämpferkappe gelangt. Radial innerhalb der Endkante 1 1 ist ein zweiter Teil 15b der Kontaktfläche ausgebildet, der durch ein Auswölben und radiales Ausweichen des Materials des Federelements 1 ebenfalls in Kontakt mit der Dämpferkappe gelangen kann.
Entlang der seitlichen Mantelfläche des Grundkörpers 3 sind zumindest im ersten Endabschnitt 5 seitlich mehrere im Wesentlichen in Längsrichtung der Längsachse L verlaufende Längsrillen 16 angeordnet, die als gezielte Strukturschwächungen das Einfederverhalten ebenfalls positiv beeinflussen und für ein weiches Einfedern sorgen. Die Längsrillen 16 laufen vorzugsweise in einem spitzen Winkel von 15° oder weniger, besonders bevorzugt weniger als 10°, zur Längsachse L. Optional sind weitere Längsrillen 18 bzw. fluchtende Fortsetzungen der Längsrillen 16 auch jenseits von Endabschnitt 5 angeordnet. Sie übernehmen dieselbe Funktion wie die Längsrillen 16.
Wie sich weiter insbesondere aus Figur 2 ergibt, ist das Federelement 1 als Hohlkörper ausgebildet und weist eine koaxial zur Längsachse L ausgebildete Aushöhlung 17 auf. Vorzugsweise erstreckt sich die Aushöhlung 17 von der ersten Stirnseite 9 durch den Grundkörper 3 hindurch bis zur zweiten Stirnseite 10 (Figuren 3,4). In Figur 2 ist eine stirnseitige Draufsicht auf die erste Stirnseite 9 gezeigt. Während die Längsrillen 16 (und 18) im Wesentlichen achssymmetrisch, paarweise einander gegenüberliegend und gleichmäßig über den Umfang des Federelements 1 verteilt sind, sind die drei stirnseitigen Vertiefungen 13 in einem Winkel von 120° zueinander gleichmäßig über den Umfang verteilt. Grundsätzlich liegen auch abweichende Anzahlen der Vertiefungen 13 im Rahmen des Erfindungsgemäßen. Wie sich aus Figur 2 anschaulich ergibt, weist die Endkante 1 1 an ihren Vorsprüngen 14 jeweils zwei benachbarte konvexe Krümmungen 1 1 b auf, während die Vertiefungen jeweils eine konkave Krümmung 1 1a aufweisen. Die konvexen und konkaven Krümmungen 1 1a,b gehen ineinander entweder unmittelbar oder getrennt durch gerade Abschnitte knickfrei ineinander über. Die äußere Umlaufkontur des Grundkörpers 3 ist im Wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet und von den Längsrillen 16, 18 sowie einer oder mehreren Querrillen 21 , 23, 25 (Figuren 3, 4) durchbrochen.
Die Figuren 3 und 4 legen die Struktur der Vertiefungen 13 und des Inneren des Grundkörpers 3 des Federelements 1 offen. Durch eine gestrichelte Linie 20 ist in den Figuren 3 und 4 die Strukturierung der Kontaktfläche 15a, b gezeigt. Die Strukturierung 20 erstreckt sich an dem äußeren Teil 15a der Kontaktfläche von der ersten Stirnseite 9 bis zum Beginn einer ersten Querrille 21. Die erste Querrille 21 ist in einem Abstand a zur ersten Stirnseite 9 angeordnet. An der Stelle der tiefsten Einschnürung hat die erste Querrille 21 einen Durchmesser d. Die Längsrillen 16 weisen vorzugsweise ebenfalls eine strukturierte Oberfläche in Verlängerung der Kontaktfläche 15a auf, die sich bis zu der ersten Querrille 21 hin erstreckt.
Auf der Innenseite in der Aushöhlung 17 des Grundkörpers 3 ist eine erste Querschnittsverjüngung 19 vorgesehen. Vorzugsweise erstreckt sich die strukturierte Oberfläche in Verlängerung der Kontaktfläche 15b mindestens bis zu der ersten Verjüngung. Weiter vorzugsweise ist eine zweite Querschnittsverjüngung 23 in der Aushöhlung 17 vorgesehen, wobei sich die Strukturierung 20 der Oberfläche mindestens bis zu dieser zweiten Querschnittsverjüngung hin erstreckt. Noch weiter bevorzugt setzt sich die Strukturierung der Oberfläche durch den gesamten Hohlraum 17 hindurch fort.
An der Außenseite des Grundkörpers 3 sind neben der ersten Querrille 21 vorzugsweise eine oder mehrere weitere Querrillen 25, 27 jeweils in Abständen zueinander angeordnet.
Der Durchmesser d der ersten Querrille 21 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 55% bis 75% des maximalen Durchmessers D des Grundkörpers 3 in dem zweiten Endabschnitt 7. Der Abstand a der ersten Querrille 21 zur ersten Stirnseite 9 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 15% bis 25% der maximalen Länge A des Grundkörpers 3 in Richtung der Längsachse L.
Wie sich insbesondere aus Figur 4 exemplarisch für eine der Vertiefungen 13 ergibt, sind diese in einem Winkel α relativ zur Längsachse L ausgerichtet. Der Winkel α liegt vorzugsweise in einem Bereich von 30° bis 150°. Er beträgt etwa 45° im gezeigten Ausführungsbeispiel. Die Vertiefungen sind in Richtung einer Achse V ausgerichtet. In Ausführungsformen, in denen die Achse V die Längsachse L nicht schneidet, wird der Winkel ausgehend von demjenigen Punkt auf der Achse V bestimmt, der den geringsten Abstand zur Längsachse L aufweist, wobei der Winkel in derjenigen Ebene aufgespannt wird, in der die Achse V liegt und welche senkrecht zu dem Lot vom Winkelursprung auf die Längsachse L liegt.
Die Vertiefungen 13 haben in Richtung der Achse V einen kreisbogenförmigen Querschnitt. In alternativen bevorzugten Ausführungsformen weisen die Vertiefungen 13 bezogen auf die Achse V einen ovalen, insbesondere elliptischen, oder polygonalen, insbesondere dreieckigen, rechteckigen, oder trapezförmigen Querschnitt auf, oder bestehen aus Kombinationen von vorstehend bezeichneten Grundformen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Vertiefungen mit einem konstanten Querschnitt in Richtung der Achse V ausgebildet. In alternativen bevorzugten Ausgestaltungen weisen die Vertiefungen 13 einen sich in Richtung der Aushöhlung 17 zumindest abschnittsweise verjüngten oder zumindest abschnittsweise erweiterten Querschnitt auf.

Claims

Ansprüche:
1. Federelement (1 ) für einen Fahrzeugstoßdämpfer, mit einer Längsachse (L) und einem sich entlang der Längsachse erstreckenden Grundkörper (3), der elastisch zwischen einem unkomprimierten Grundzustand und einem in Richtung der Längsachse (L) komprimierten Zustand verformbar ist, und
der eine Stirnseite (9) mit einer zur Anlage an einer Dämpferkappe des Fahrzeugstoßdämpfers ausgebildeten Kontaktfläche (15a,b) aufweist,
wobei die Kontaktfläche abschnittsweise oder vollständig strukturiert ist, wobei die Stirnseite (9) des Grundkörpers (3) im Grundzustand eine umlaufende Endkante (1 1 ) aufweist, und
die strukturierte Kontaktfläche (15a,b) sich bezogen auf die Längsachse (L) radial außerhalb und innerhalb der Endkante (L) erstreckt.
2. Federelement (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur der Kontaktfläche (15a,b) in Form einer unregelmäßigen Strukturierung ausgebildet ist, besonders bevorzugt in Form einer einer Narbung; oder
dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur der Kontaktfläche in Form einer regelmäßigen Struktur ausgebildet ist, besonders bevorzugt in Form einer einfachen oder kreuzweisen Rillierung, Noppung, oder polygonalen Konturierung.
3. Federelement (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur eine
- Vielzahl von Strukturerhebungen und Strukturvertiefungen aufweist, wobei die Strukturerhebungen mittels der Strukturvertiefungen voneinander getrennt sind, und wobei vorzugsweise die Struktur eine
- gemittelte Rauhtiefe Rz im Bereich von 25 bis 500 μιτι aufweist, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 350 μιτι.
4. Federelement (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) mindestens eine umlaufende, von der Stirnseite (9) beabstandete Rille (21 ) aufweist, wobei sich die strukturierte Kontaktfläche (25a,b) bis zu der Rille (21 ) erstreckt.
5. Federelement (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) als Hohlkörper ausgebildet ist und in Richtung der Längsachse (L), vorzugsweise koaxial zu der Längsachse (L), eine Aushöhlung (17) aufweist, wobei
- die Aushöhlung (17) mindestens eine Querschnittsverjüngung (19) aufweist, und
sich die strukturierte Kontaktfläche (15a,b) mindestens bis zu der Querschnittsverjüngung (19) hin erstreckt.
6. Federelement (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Stirnseite (9) des Grundkörpers (3) mehrere Vertiefungen (13) vorgesehen sind, welche in der Endkante (1 1 ) eine Anzahl von beabstandeten Vorsprüngen (14) in Richtung der Längsachse (L) definieren, welche vorzugsweise um 2 mm oder mehr in Richtung der Längsachse (L) hervor ragen.
7. Federelement (1 ) nach Anspruch 6,
wobei auf der Stirnseite (9) des Grundkörpers (3) insgesamt drei Vorsprünge (14) ausgebildet sind, welche eine auf drei Teilflächen reduzierte Fläche zur Kontaktierung der Dämpferkappe definieren.
8. Federelement (1 ) nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (15c) der Vertiefungen (13) abschnittsweise oder vollständig strukturiert ist.
9. Federelement (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (13) in einem Winkel (a) von 20° bis 150° zu der Längsachse (L) verlaufen, und vorzugsweise auf die Längsachse (L) ausgerichtet sind.
10. Federelement (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) teilweise oder vollständig aus einem Elastomer besteht, vorzugsweise aus einem Gummi und/oder einem Polyisocyanat- Polyadditionsprodukt.
1 1. Fahrzeugstoßdämpfer, mit
einem Dämpferlager,
einer relativ zu dem Dämpferlager in Richtung einer Längsachse (L) bewegbar gelagerten Dämpferkappe, und einem Federelement (1 ) mit einem sich entlang der Längsachse (L) erstreckenden Grundkörper (3), der elastisch zwischen einem unkomprimierten Grundzustand und einem in Richtung der Längsachse (L) komprimierten Zustand verformbar ist, und der eine Stirnseite (9) mit einer zur Anlage an der Dämpferkappe des Fahrzeugstoßdämpfers ausgebildeten Kontaktfläche (15a,b) aufweist,
wobei die Kontaktfläche (15a,b) abschnittsweise oder vollständig strukturiert ist, wobei die Stirnseite (9) des Grundkörpers (3) im Grundzustand eine umlaufende Endkante (1 1 ) aufweist, und
die strukturierte Kontaktfläche (15a,b) sich bezogen auf die Längsachse (L) radial außerhalb und innerhalb der Endkante (L) erstreckt.
12. Fahrzeugstoßdämpfer nach Anspruch 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (L) nach einem der Ansprüche 2 bis 10 ausgebildet ist.
13. Fahrzeug, insbesondere Personenkraftfahrzeug, mit einer Anzahl von Fahrzeugstoßdämpfern,
wobei mindestens einer, vorzugsweise mehrere oder sämtliche der Fahrzeugstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 1 oder 12 ausgebildet sind.
14. Verwendung eines Federelements als Hauptstoßdämpfer oder als Zusatzfeder in einem Fahrzeugstoßdämpfer, wobei das Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ausgebildet ist.
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