EP3844005A1 - Feder-federteller-anordnung für ein fahrwerk und ein verfahren zum herstellen einer feder-federteller-anordnung für ein fahrzeugfahrwerk - Google Patents

Feder-federteller-anordnung für ein fahrwerk und ein verfahren zum herstellen einer feder-federteller-anordnung für ein fahrzeugfahrwerk

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Publication number
EP3844005A1
EP3844005A1 EP19762361.4A EP19762361A EP3844005A1 EP 3844005 A1 EP3844005 A1 EP 3844005A1 EP 19762361 A EP19762361 A EP 19762361A EP 3844005 A1 EP3844005 A1 EP 3844005A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring
compression
plate arrangement
pad
compression spring
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.)
Withdrawn
Application number
EP19762361.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Kuche
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.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Federn und Stabilisatoren GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Federn und Stabilisatoren GmbH
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 ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Federn und Stabilisatoren GmbH filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP3844005A1 publication Critical patent/EP3844005A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
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    • B60G15/02—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring
    • B60G15/06—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper
    • B60G15/062—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper the spring being arranged around the damper
    • B60G15/063—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper the spring being arranged around the damper characterised by the mounting of the spring on the damper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G11/14—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having helical, spiral or coil springs only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04—Wound springs
    • F16F1/12—Attachments or mountings
    • F16F1/126—Attachments or mountings comprising an element between the end coil of the spring and the support proper, e.g. an elastomeric annulus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B60G2202/12—Wound spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
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    • B60G2204/12422—Mounting of coil springs on a damper, e.g. MacPerson strut anchoring the end coils on the spring support plate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/0023—Purpose; Design features protective

Definitions

  • Spring-spring plate arrangement for a chassis and a method for producing a spring-spring plate arrangement for a vehicle chassis.
  • the present invention relates to a spring-spring plate arrangement for a chassis and a method for producing a spring-spring plate arrangement for a vehicle chassis.
  • Coil springs are usually used as springs, which are also referred to, for example, as twisted torsion springs, in particular compression springs, which are wound more or less cylindrically from spring wire. These coil springs are used for chassis as an elastic connection between the wheel axles and the vehicle body.
  • Such coil springs together with other devices, usually contribute to improving driving comfort by protecting the vehicle body and vehicle occupants from bumps caused by uneven road surfaces and the vibrations resulting therefrom.
  • such coil springs in particular at high driving speeds, contribute to optimized driving dynamics, that is to say that the grip of the wheels is as uniform as possible and thus in particular to driving safety.
  • These coil springs are provided with a protective layer, in particular a lacquer, in particular for protection against environmental influences, which can cause corrosion, for example.
  • the spring is arranged on a spring support for guiding the spring and for noise insulation.
  • a spring plate is arranged, on which the spring is supported via the spring pad. It is problematic if dirt penetrates into the area between the spring and the spring base and in particular damages the lacquer of the spring by abrasion in such a way that the surface of the spring wire becomes accessible to environmental influences and is susceptible to corrosion. With long-term effects of environmental influences and severe corrosion, this can also lead to the breakage of the affected coil spring.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an improved spring-spring plate arrangement and an improved method for producing a spring-spring plate arrangement in which the aforementioned disadvantages are avoided.
  • this improved spring-spring plate arrangement and the improved method for producing a spring-spring plate arrangement the susceptibility to corrosion susceptibility resulting from dirt in a spring-spring plate arrangement and, in particular, resulting breakage of the coil spring is to be reduced.
  • paint damage caused by abrasion from the coil spring of a spring / spring plate arrangement should be at least partially reduced.
  • the improved method for producing a spring-spring plate arrangement is intended to provide a stable manufacturing process.
  • the improved method for producing a spring-spring plate arrangement should be able to be implemented simply and reliably in already existing methods.
  • the spring-spring plate arrangement according to the invention has the advantage over conventional spring-spring plate arrangements that the spring-spring plate arrangement is better protected against environmental influences, in particular dirt, and that paint damage to the coil spring caused by abrasion is partially reduced or does not occur, which makes it susceptible against coil spring breakage and increased longevity.
  • the method according to the invention for producing a spring-spring plate arrangement has the advantage over conventional methods that the overall process can be optimized, in particular faster, for example also by saving complex intermediate steps, and can be automated. Another advantage of the method according to the invention is that it can be easily and reliably integrated into existing methods.
  • the invention therefore relates to a spring-spring plate arrangement for a chassis, in particular a vehicle chassis, comprising a compression spring with spring sections, a spring support and a spring support, the spring support at least at one end of the compression spring and on the one facing away from the compression spring in the longitudinal direction of the compression spring Side of the spring support of the spring plate is arranged such that the last spring section of the compression spring is at least partially supported on the spring support at the end of the compression spring in contact with the spring support and the spring support is supported at least partially on the spring support with the side facing away from the compression spring , wherein the spring-spring plate arrangement has at least one spring element with a spring force, the at least one spring element being arranged at least partially between the last spring section and the spring plate such that the at least one spring element is the spring supports at least partially with the spring force of the spring element in contact with the last spring section of the compression spring, the spring element (5) having an at least partially deviating from a flat geometric shape.
  • Another object of the invention is a method for producing a spring-spring plate arrangement for a chassis, in particular a vehicle chassis, comprising the steps: a) providing a compression spring with spring sections;
  • step e arranging the spring support provided in step b) at at least one end of the compression spring provided in step a);
  • step f) arranging the at least one spring element provided in step c) on or in the longitudinal direction of the compression spring to the side of the spring pad arranged in step e) facing away from the compression spring;
  • step g) arranging the spring plate provided in step d) on the longitudinal direction of the compression spring to the side of the spring support facing away from the compression spring in step e), wherein the at least one spring element arranged in step f) the spring support at least partially with the spring force of the spring element keeps in contact with the last spring section of the compression spring.
  • Another object of the invention is the use of a spring element with a spring force for at least partially keeping the spring base in contact with the last spring section of the compression spring of a spring-spring plate arrangement.
  • the invention can be implemented both in the spring-spring plate arrangement and in a method for producing a spring-spring plate arrangement and in the use of a spring element.
  • a spring plate in the sense of the present invention means a device for receiving, in particular receiving the spring at the end, in particular a compression spring and / or spring base of the spring-spring plate arrangement.
  • the dome on a handlebar or the recess for receiving a spring and / or spring base or a combination thereof is understood as a device for receiving.
  • a suspension includes, in particular, elements of the wheel suspension, such as handlebars or axle control arms.
  • a spring element in the sense of the present invention is understood to mean an element which has the property (s), in particular a spring force, with which the spring element contacts a spring support arranged in a spring-spring plate arrangement for a chassis in contact with the last spring section of the spring ,
  • compression spring of the spring-spring plate arrangement holds.
  • a spring element can be selected from a group of an annular spring, a leaf spring, a plate spring, a compression spring or a combination thereof.
  • a compression spring is understood to be a spring which reacts at least to pressure stress.
  • a compression spring is a spiral torsion spring, in particular a helical compression spring.
  • a flat geometric shape in the context of the present invention is understood to mean a shape which extends uniformly in the normal vector direction of the plane in particular understood a flat shape, such as the shape of a (washer), a washer, a washer or a combination thereof.
  • a shape deviating from a flat geometric shape is understood to mean a shape which has extensions and / or recesses in partial areas / sections in the normal vector direction of the plane.
  • a spring element with a shape that at least partially deviates from a flat geometric shape has, at least in sections, an incline, a spiral, a helical shape, a spiral, in particular a partial spiral, a turn, in particular a partial turn.
  • Examples of a spring element with a shape that at least partially deviates from a flat geometric shape are selected from a group of a resilient (spring) disk element, in particular, a curved disk element, a curved disk element, a corrugated disk element, a wave washer, a serrated washer, a toothed disk , a washer, a washer element in accordance with DIN 137, a spring washer, a closed spring washer, an open spring washer, a slotted spring washer, a spring washer in accordance with DIN 127, a spring washer in accordance with DIN 128, a spring washer in accordance with DIN 7980) or a combination thereof.
  • the spring element has a rectangular cross section.
  • the spring element is segment-like.
  • the spring-spring plate arrangement is designed as a system deflection, in particular a parallel deflection.
  • system deflection is understood to mean an arrangement in which spring supports of spring struts do not move in a straight line towards and away from one another.
  • the spring supports of spring struts move in a curved, in particular circular, C-shaped, S-shaped, one-, two- or three-dimensional manner or a combination thereof towards and away from one another.
  • Parallel deflection is understood to be a special case of system deflection.
  • a parallel deflection is understood to mean an arrangement in which spring supports of spring struts move in a straight line, in particular one-dimensionally, towards and away from one another without changing the angle.
  • McPherson struts have a parallel deflection.
  • the spring force of the at least one spring element is greater than or equal to the weight of the spring base in the last one Spring section of the compression spring in contact area, wherein a gap is formed without the at least one spring element at least partially between the last spring section and the spring base.
  • the at least one spring element has a restoring force which is greater than or equal to the restoring force of the spring base in the direction of the side facing the compression spring.
  • the at least one spring element is selected from a group of an annular spring, a leaf spring, a plate spring, a compression spring, a gas spring, in particular an air spring, a cushion, a hydraulic spring, in particular a hydraulic cushion, or a combination thereof.
  • the spring base comprises a composition which is selected from a group of rubber, in particular natural rubber, synthetic rubber, in particular ethylene-propylene-diene rubber, polyurethane, composite material, in particular fiber composite material, for example carbon-fiber plastic , Glass fiber plastic, metal, in particular steel or a combination thereof.
  • the spring pad comprises a combination of rubber and plastic, the spring pad being formed in layers and being arranged between the rubber element between a rubber layer and a plastic layer.
  • the spring base has a pocket, the at least one spring element being arranged in the pocket.
  • the at least one spring element is designed as an integral part of the spring base.
  • an integral component in the sense of the present invention is understood to mean that the component cannot be removed non-destructively from the element whose integral component it is.
  • a spring element as an integral part of a spring pad cannot be removed from the spring pad without being destroyed.
  • the at least one spring element comprises a composition which is selected from a group of rubber, polyurethane, composite material, in particular fiber composite material, for example carbon fiber plastic, glass fiber plastic, metal, in particular steel or a combination thereof.
  • the compression spring has at least one region with an alternating cross section in the last spring section.
  • the cross-section can change in dimension and / or geometric shape.
  • the cross section of the spring wire can be selected from the group of a cylindrical, a conical cross section or a combination thereof.
  • process steps e) to g) take place simultaneously.
  • the spring-spring plate arrangement according to the invention is explained with reference to the drawing.
  • the three-dimensional exploded views show the spring-spring plate arrangement in an unassembled state.
  • FIG. 1 schematically shows a three-dimensional exploded view of a spring-spring plate arrangement according to the prior art
  • FIG. 2 schematically shows a three-dimensional exploded view of a spring-spring plate arrangement according to an embodiment of the invention
  • FIG. 3 schematically shows a three-dimensional view of a spring pad according to an embodiment of the invention
  • FIG. 4 schematically shows a three-dimensional view of a spring pad according to an embodiment of the invention.
  • 1 shows a spring-spring plate arrangement 1 according to the prior art, comprising a compression spring 2 with spring sections, a spring pad 3 and a spring plate
  • FIG. 2 An embodiment of a spring-spring plate arrangement 1 according to FIG. 1 is additionally shown in FIG. 2 with a spring element 5 arranged in the area between the side of the compression spring 2 facing the spring plate 4 and the spring plate 4.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the spring base 3 with a pocket 6 and a spring element 5 arranged in the pocket 6.
  • the spring base 3 shows an embodiment of the spring base 3 with a pocket 6 and a spring element 5 arranged in the pocket 6, the spring element 5 having a curvature and in particular being a curved disc element. Due to the curvature caused by the curved disc element arranged in the pocket 6, the surface of the spring base 3 facing the compression spring 2 is pressed, in particular curved, in the direction of the compression spring 2.
  • Spring-spring plate arrangements of the type described above are used in the production of vehicles, in particular chassis of motor vehicles and / or rail vehicles.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Springs (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine 1. Feder-Federteller-Anordnung (1) für ein Fahrwerk, insbesondere ein Fahrzeugfahrwerk, umfassend eine Druckfeder (2) mit Federabschnitten, eine Federunterlage (3) und einen Federteller (4), wobei in Längsrichtung der Druckfeder (2) an mindestens einem Ende der Druckfeder (2) die Federunterlage (3) und auf der der Druckfeder (2) abgewandten Seite der Federunterlage (3) der Federteller (4) derart angeordnet ist, dass sich die der letzte Federabschnitt der Druckfeder (2) an dem mit der Federunterlage (3) in Kontakt stehenden Ende der Druckfeder (2) wenigstens teilweise auf der Federunterlage (3) abstützt und wobei sich die Federunterlage (3) mit der der Druckfeder (2) abgewandten Seite wenigstens teilweise auf dem Federteller (4) abstützt, wobei die Feder-Federteller-Anordnung (1) mindestens ein Federelement (5) mit einer Federkraft aufweist, wobei das mindestens eine Federelement (5) wenigstens teilweise zwischen dem letzten Federabschnitt und dem Federteller (4) derart angeordnet ist, dass das mindestens eine Federelement (5) die Federunterlage (3) wenigstens teilweise mit der Federkraft des Federelements (5) in Kontakt zu dem letzten Federabschnitt der Druckfeder (2) hält, wobei das Federelement (5) eine wenigstens teilweise von einer ebenen geometrischen Form abweichende Form aufweist.

Description

Feder-Federteller-Anordnung für ein Fahrwerk und ein Verfahren zum Herstellen einer Feder-Federteller-Anordnung für ein Fahrzeugfahrwerk.
Die vorliegende Erfindung betrifft einer Feder-Federteller-Anordnung für ein Fahrwerk und ein Verfahren zum Herstellen einer Feder-Federteller-Anordnung für ein Fahrzeugfahrwerk.
Stand der Technik
Feder-Federteller-Anordnungen für Fahrwerke sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Als Feder kommen meist Schraubenfedern zum Einsatz, welche beispielsweise auch als gewundene Torsionsfedern, insbesondere Druckfedern bezeichnet werden, die aus Federdraht mehr oder weniger zylinderförmig gewickelt sind. Diese Schraubenfedern dienen für Fahrwerke als elastische Verbindung von Radachsen und Fahrzeugaufbau. Solche Schraubenfedern tragen meist zusammen mit weiteren Vorrichtungen zur Verbesserung des Fahrkomforts bei, indem sie den Fahrzeugaufbau und Fahrzeuginsassen vor von Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen Stößen und hieraus resultierenden Schwingungen schützen. Des Weiteren tragen solche Schraubenfedern, insbesondere bei hoher Fahrgeschwindigkeit, zu einer optimierten Fahrdynamik, das heißt zu einer möglichst gleichmäßigen Bodenhaftung der Räder und damit insbesondere zur Fahrsicherheit bei. Diese Schraubenfedern sind insbesondere zum Schutz gegen Umwelteinflüsse, welche beispielsweise Korrosion hervorrufen können, mit einer Schutzschicht, insbesondere einem Lack versehen. Die Feder ist auf einer Federunterlage zur Führung der Feder und zur Geräuschdämmung angeordnet. Auf der der Feder abgewandten Seite der Federunterlage ist ein Federteller angeordnet, auf welchem sich die Feder über die Federunterlage abstützt. Problematisch ist es, wenn Schmutz in den Bereich zwischen der Feder und der Federunterlage eindringt und insbesondere durch Abrasion den Lack der Feder derart beschädigt, dass die Oberfläche des Federdrahts zugänglich für Umwelteinflüsse und anfällig für Korrosion wird. Unter Langzeitwirkung von Umwelteinflüssen und starker Korrosion kann dies auch zum Bruch der betroffenen Schraubenfeder führen. Beispielsweise fehlt durch das ständige Arbeiten in der oberen Unterlage durch die Fahrzeugbewegungen an der obersten Windung der Druckfeder der Lack und es sind durch Umwelteinflüsse Rostschäden vorhanden, welche die Feder zusätzlich schwächen und einen Federbruch begünstigen. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Feder- Federteller-Anordnung und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Feder-Federteller- Anordnung bereitzustellen, bei welchem die zuvor genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll mit dieser verbesserten Feder-Federteller-Anordnung und dem verbesserten Verfahren zum Herstellen einer Feder-Federteller-Anordnung die Anfälligkeit von aus Schmutzeintrag in einer Feder-Federteller-Anordnung resultierender Korrosionsanfälligkeit und insbesondere hieraus resultierendem Bruch der Schraubenfeder reduziert werden. Insbesondere sollen durch Abrasion hervorgerufenen Lackbeschädigungen von der Schraubenfeder einer Feder-Federteller-Anordnung wenigstens teilweise reduziert werden. Des Weiteren soll mit dem verbesserten Verfahren zum Herstellen einer Feder-Federteller-Anordnung ein stabiler Fertigungsprozess zur Verfügung gestellt werden. Zudem soll das verbesserte Verfahren zum Herstellen einer Feder-Federteller-Anordnung einfach und sicher in bereits bestehende Verfahren implementiert werden können.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird mit einer Feder-Federteller-Anordnung nach Anspruch 1 und einem Verfahren zum Herstellen einer Feder-Federteller-Anordnung nach Anspruch 10 gelöst.
Die erfindungsgemäße Feder-Federteller-Anordnung weist gegenüber konventionellen Feder- Federteller-Anordnungen den Vorteil auf, dass die Feder-Federteller-Anordnung gegenüber Umwelteinflüssen, insbesondere Schmutz besser geschützt ist und durch Abrasion hervorgerufenen Lackbeschädigungen der Schraubenfeder teilweise reduziert sind oder nicht Vorkommen, was Anfälligkeit gegen Bruch der Schraubenfeder verringert und die Langlebigkeit erhöht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Feder-Federteller-Anordnung weist gegenüber konventionellen Verfahren den Vorteil auf, dass der Gesamtprozess optimiert, insbesondere zeitlich schneller, beispielsweise auch durch Einsparung von aufwendigen Zwischenschritten, und automatisiert werden kann. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass es in bereits bestehende Verfahren einfach und zuverlässig integriert werden kann. Gegenstand der Erfindung ist daher eine Feder-Federteller-Anordnung für ein Fahrwerk, insbesondere ein Fahrzeugfahrwerk, umfassend eine Druckfeder mit Federabschnitten, eine Federunterlage und einen Federteller, wobei in Längsrichtung der Druckfeder an mindestens einem Ende der Druckfeder die Federunterlage und auf der der Druckfeder abgewandten Seite der Federunterlage der Federteller derart angeordnet ist, dass sich der letzte Federabschnitt der Druckfeder an dem mit der Federunterlage in Kontakt stehenden Ende der Druckfeder wenigstens teilweise auf der Federunterlage abstützt und wobei sich die Federunterlage mit der der Druckfeder abgewandten Seite wenigstens teilweise auf dem Federteller abstützt, wobei die Feder-Federteller-Anordnung mindestens ein Federelement mit einer Federkraft aufweist, wobei das mindestens eine Federelement wenigstens teilweise zwischen dem letzten Federabschnitt und dem Federteller derart angeordnet ist, dass das mindestens eine Federelement die Federunterlage wenigstens teilweise mit der Federkraft des Federelements in Kontakt zu dem letzten Federabschnitt der Druckfeder hält, wobei das Federelement (5) eine wenigstens teilweise von einer ebenen geometrischen Form abweichende Form aufweist.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Feder-Federteller- Anordnung für ein Fahrwerk, insbesondere ein Fahrzeugfahrwerk, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen einer Druckfeder mit Federabschnitten;
b) Bereitstellen einer Federunterlage;
c) Bereitstellen mindestens eines Federelements mit einer Federkraft;
d) Bereitstellen eines Federtellers;
e) Anordnen der in Schritt b) bereitgestellten Federunterlage an mindestens einem Ende der in Schritt a) bereitgestellten Druckfeder;
f) Anordnen des in Schritt c) bereitgestellten mindestens einen Federelements auf oder in der in Längsrichtung der Druckfeder zu der der Druckfeder abgewandten Seite der in Schritt e) angeordneten Federunterlage;
g) Anordnen des in Schritt d) bereitgestellten die Federtellers auf der in Längsrichtung der Druckfeder zu der der Druckfeder abgewandten Seite der in Schritt e) angeordneten Federunterlage, wobei das in Schritt f) angeordnete mindestens eine Federelement die Federunterlage wenigstens teilweise mit der Federkraft des Federelements in Kontakt zu dem letzten Federabschnitt der Druckfeder hält. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Federelements mit einer Federkraft zum wenigstens teilweisen in Kontakt halten der Federunterlage zu dem letzten Federabschnitt der Druckfeder einer Feder-Federteller-Anordnung.
Die Erfindung kann sowohl in der Feder-Federteller-Anordnung als auch in einem Verfahren zum Herstellen einer Feder-Federteller-Anordnung als auch in Verwendung eines Federelements verwirklicht sein.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Unter einem Federteller im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Aufnahme, insbesondere endseitigen Aufnahme der Feder, insbesondere Druckfeder und/oder Federunterlage der Feder-Federteller-Anordnung verstanden. Beispielsweise wird der Dom auf einem Lenker oder die Vertiefung zur Aufnahme einer Feder und/oder Federunterlage oder eine Kombination hiervon als eine Vorrichtung zur Aufnahme verstanden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind von einem Fahrwerk insbesondere auch Elemente der Radaufhängung, wie beispielsweise Lenker oder Achslenker umfasst.
Unter einem Federelement im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein Element verstanden, welches die Eigenschaft(en), insbesondere eine Federkraft aufweist, mit welcher das Federelement eine in einer Feder-Federteller-Anordnung für ein Fahrwerk angeordnete Federunterlage in Kontakt zu dem letzten Federabschnitt der Feder, insbesondere Druckfeder der Feder-Federteller-Anordnung hält. Beispielsweise kann ein Federelement ausgewählt sein aus einer Gruppe von einer Ringfeder, einer Blattfeder, einer Tellerfeder, einer Druckfeder oder einer Kombination hiervon.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Druckfeder eine Feder verstanden, welche wenigstens auf Druckbeanspruchung reagiert. Beispielsweise ist eine Druckfeder eine gewundene Torsionsfeder, insbesondere eine Schraubendruckfeder.
Unter einer ebenen geometrischen Form im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Form verstanden, welche sich in Normalenvektorrichtung der Ebene gleichmäßig erstreckt insbesondere eine flache Form verstanden, wie beispielsweise die Form einer (Unterleg)scheibe, einer Unterlagsscheibe, einer Beilagscheibe oder einer Kombination hiervon.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer von einer ebenen geometrischen Form abweichenden Form eine Form verstanden, welche in Normalenvektorrichtung der Ebene in Teilbereichen/abschnittsweise Erstreckungen und/oder Ausnehmungen aufweist. Beispielsweise weist ein Federelement mit einer wenigstens teilweise von einer ebenen geometrischen Form abweichenden Form wenigstens abschnittsweise eine Steigung, eine Spirale, eine helixartige Form, ein Wendel, insbesondere Teilwendel, eine Windung, insbesondere Teilwindung auf. Beispiele für ein Federelement mit einer wenigstens teilweise von einer ebenen geometrischen Form abweichenden Form sind ausgewählt aus einer Gruppe von einem federnden (Feder)Scheibenelement, insbesondere, einem gebogen Scheibenelement, einem gewölbten Scheibenelement, einem gewellten Scheibenelement, einer Wellenscheibe, einer Fächerscheibe, einer Zahnscheibe, einer Schnorrscheibe, einem Scheibenelement gemäß DIN 137, einem Federring, einem geschlossenen Federring einem offenen Federring, einem geschlitzten Federring, einem Federring gemäß DIN 127, einem Federring gemäß DIN 128, einem Federring gemäß DIN 7980) oder einer Kombination hiervon. Insbesondere weist das Federelement einen rechteckigen Querschnitt auf. Beispielsweise ist das Federelement segmentartig ausgebildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Feder-Federteller-Anordnung als eine Systemeinfederung, insbesondere eine Paralleleinfederung ausgebildet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Systemeinfederung eine Anordnung verstanden, bei welcher sich Federauflagen von Federbeinen nicht geradlinig aufeinander zu und voneinander wegbewegen. Beispielsweise bewegen sich bei einer Systemeinfederung die Federauflagen von Federbeinen kurvenförmig, insbesondere kreisförmig, c-förmig, s-förmig, ein- , zwei- oder dreidimensional oder einer Kombination hiervon aufeinander zu und voneinander weg. Unter einer Paralleleinfederung wird ein Sonderfall der Systemeinfederung verstanden. Insbesondere wird unter einer Paralleleinfederung eine Anordnung verstanden, bei welcher sich Federauflagen von Federbeinen ohne Winkeländerung geradlinig, insbesondere eindimensional aufeinander zu und voneinander wegbewegen. Beispielsweise weisen McPherson-Federbeine eine Paralleleinfederung auf.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Federkraft des mindestens einen Federelements größer-gleich als die Gewichtskraft der Federunterlage in dem zu dem letzten Federabschnitt der Druckfeder in Kontakt gehaltenen Bereich, wobei ein sich ohne das mindestens eine Federelement wenigstens teilweise zwischen der letzten Federabschnitt und der Federunterlage bildender Spalt geschlossen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das mindestens eine Federelement eine Rückstellkraft auf, welche größer-gleich ist als die Rückstellkraft der Federunterlage in Richtung der der Druckfeder zugewandten Seite.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das mindestens eine Federelement ausgewählt aus einer Gruppe von einer Ringfeder, einer Blattfeder, einer Tellerfeder, einer Druckfeder, einer Gasfeder, insbesondere einer Luftfeder, einem Kissen, einer Hydraulikfeder, insbesondere einem Hydraulikkissen oder einer Kombination hiervon.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Federunterlage eine Zusammensetzung, die ausgewählt ist aus einer Gruppe von Gummi, insbesondere natürlichem Kautschuk, synthetischem Kautschuk, insbesondere Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Polyurethan, Verbundwerkstoff, insbesondere Faserverbundwerkstoff, beispielsweise Kohle- Faser-Kunststoff, Glasfaserkunststoff, Metall, insbesondere Stahl oder einer Kombination hiervon. Beispielsweise umfasst die Federunterlage eine Kombination aus Gummi und Kunststoff, wobei die Federunterlage schichtweise ausgebildet ist und zwischen das Federelement zwischen einer Gummischicht und einer Kunststoffschicht angeordnet ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Federunterlage eine Tasche auf, wobei das mindestens eine Federelement in der Tasche angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das mindestens eine Federelement als ein integraler Bestandteil der Federunterlage ausgebildet.
Unter integraler Bestandteil im Sinne der vorliegenden Erfindung wird verstanden, dass der Bestandteil nicht zerstörungsfrei entfernt werden kann aus dem Element dessen integraler Bestandteil er ist. Beispielsweise ist ein Federelement als integraler Bestandteil einer Federunterlage nicht zerstörungsfrei von der Federunterlage zu entfernen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das mindestens eine Federelement eine Zusammensetzung, die ausgewählt ist aus einer Gruppe von Gummi, Polyurethan, Verbundwerkstoff, insbesondere Faserverbundwerkstoff, beispielsweise Kohle-Faser-Kunststoff, Glasfaserkunststoff, Metall, insbesondere Stahl oder einer Kombination hiervon.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Druckfeder in dem letzten Federabschnitt wenigstens einen Bereich mit wechselndem Querschnitt auf. Beispielsweise kann der Querschnitt in der Dimension und/oder geometrischen Form wechseln. Insbesondere kann der Querschnitt des Federdrahts ausgewählt sein unter der Gruppe eines zylindrischen, eines konischen Querschnitts oder einer Kombination hiervon.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgen die Verfahrensschritte e) bis g) gleichzeitig.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die erfindungsgemäße Feder-Federteller-Anordnung wird anhand der Zeichnung erläutert. Die dreidimensionalen Explosions-Ansichten stellen die Feder-Federteller-Anordnung in einem nicht zusammengebauten Zustand dar.
Fig. 1 zeigt schematisch eine dreidimensionale Explosions-Ansicht einer Feder-Federteller- Anordnung nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 zeigt schematisch eine dreidimensionale Explosions-Ansicht einer Feder-Federteller- Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 zeigt schematisch eine dreidimensionale Ansicht einer Federunterlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 zeigt schematisch eine dreidimensionale Ansicht einer Federunterlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In der Fig. 1 ist einer Feder-Federteller-Anordnung 1 nach dem Stand der Technik dargestellt umfassend eine Druckfeder 2 mit Federabschnitten, eine Federunterlage 3 und einen Federteller
4. In der Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer Feder-Federteller-Anordnung 1 nach Fig. 1 dargestellt zusätzlich mit einem im Bereich zwischen der dem Federteller 4 zugewandten Seite der Druckfeder 2 und dem Federteller 4 angeordnetem Federelement 5.
In der Fig. 3 ist eine Ausführungsform der Federunterlage 3 mit einer Tasche 6 und einem in der Tasche 6 angeordneten Federelement 5 dargestellt.
In der Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Federunterlage 3 mit einer Tasche 6 und einem in der Tasche 6 angeordneten Federelement 5 dargestellt, wobei das Federelement 5 eine Wölbung aufweist und insbesondere ein gewölbtes Scheibenelement ist. Durch die durch das in der Tasche 6 angeordnete gewölbte Scheibenelement hervorgerufene Wölbung wird die der Druckfeder 2 zugewandte Oberfläche der Federunterlage 3 in Richtung der Druckfeder 2 gedrückt, insbesondere gewölbt.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Feder-Federteller-Anordnungen der vorbeschriebenen Art werden in der Produktion von Fahrzeugen, insbesondere von Fahrwerken von Kraft- und/oder Schienenfahrzeugen eingesetzt.
Bezugszeichenliste
1 = Feder-Federteller-Anordnung
2 = Druckfeder
3 = Federunterlage
4 = Federteller
5 = Federelement
6 = Tasche

Claims

io Patentansprüche
1. Feder-Federteller-Anordnung (1) für ein Fahrwerk, insbesondere ein Fahrzeugfahrwerk, umfassend eine Druckfeder (2) mit Federabschnitten, eine Federunterlage (3) und einen Federteller (4), wobei in Längsrichtung der Druckfeder (2) an mindestens einem Ende der Druckfeder (2) die Federunterlage (3) und auf der der Druckfeder (2) abgewandten Seite der Federunterlage (3) der Federteller (4) derart angeordnet ist, dass sich der letzte Federabschnitt der Druckfeder (2) an dem mit der Federunterlage (3) in Kontakt stehenden Ende der Druckfeder (2) wenigstens teilweise auf der Federunterlage (3) abstützt und wobei sich die Federunterlage (3) mit der der Druckfeder (2) abgewandten Seite wenigstens teilweise auf dem Federteller (4) abstützt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Feder-Federteller-Anordnung (1) mindestens ein Federelement (5) mit einer Federkraft aufweist, wobei das mindestens eine Federelement (5) wenigstens teilweise zwischen dem letzten Federabschnitt und dem Federteller (4) derart angeordnet ist, dass das mindestens eine Federelement (5) die Federunterlage (3) wenigstens teilweise mit der Federkraft des Federelements (5) in Kontakt zu dem letzten Federabschnitt der Druckfeder (2) hält, wobei das Federelement (5) eine wenigstens teilweise von einer ebenen geometrischen Form abweichende Form aufweist.
2. Feder-Federteller-Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft des mindestens einen Federelements (5) größer-gleich ist als die Gewichtskraft der Federunterlage (3) in dem zu dem letzten Federabschnitt der Druckfeder (2) in Kontakt gehaltenen Bereich, wobei ein sich ohne das mindestens eine Federelement (5) wenigstens teilweise zwischen der letzten Federabschnitt und der Federunterlage (3) bildender Spalt geschlossen ist.
3. Feder-Federteller-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (5) eine Rückstellkraft aufweist, welche größer-gleich ist als die Rückstellkraft der Federunterlage (3) in Richtung der der Druckfeder (2) zugewandten Seite.
4. Feder-Federteller-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (5) ausgewählt ist aus einer Gruppe von einer Ringfeder, einer Blattfeder, einer Tellerfeder, einer Druckfeder, einer Gasfeder, insbesondere einer Luftfeder, einem Kissen, einer Hydraulikfeder, insbesondere einem Hydraulikkissen oder einer Kombination hiervon.
5. Feder-Federteller-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federunterlage (3) eine Zusammensetzung umfasst, die ausgewählt ist aus einer Gruppe von Gummi, insbesondere natürlichem Kautschuk, synthetischem Kautschuk, insbesondere Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Polyurethan, Verbundwerkstoff, insbesondere Faserverbundwerkstoff, beispielsweise Kohle-Faser- Kunststoff, Glasfaserkunststoff, Metall, insbesondere Stahl oder einer Kombination hiervon.
6. Feder-Federteller-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federunterlage (3) eine Tasche (6) aufweist, wobei das mindestens eine Federelement (5) in der Tasche (6) angeordnet ist.
7. Feder-Federteller-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (5) als ein integraler Bestandteil der Federunterlage (3) ausgebildet ist.
8. Feder-Federteller-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (5) eine Zusammensetzung umfasst, die ausgewählt ist aus einer Gruppe von Gummi, Polyurethan, Verbundwerkstoff, insbesondere Faserverbundwerkstoff, beispielsweise Kohle-Faser- Kunststoff, Glasfaserkunststoff, Metall, insbesondere Stahl oder einer Kombination hiervon.
9. Feder-Federteller-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (2) in dem letzten Federabschnitt wenigstens einen Bereich mit wechselndem Querschnitt aufweist.
10. Verfahren zum Herstellen einer Feder-Federteller-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für ein Fahrwerk, insbesondere ein Fahrzeugfahrwerk, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen einer Druckfeder (2) mit Federabschnitten; b) Bereitstellen einer Federunterlage (3);
c) Bereitstellen mindestens eines Federelements (5) mit einer Federkraft;
d) Bereitstellen eines Federtellers (4);
e) Anordnen der in Schritt b) bereitgestellten Federunterlage (3) an mindestens einem Ende der in Schritt a) bereitgestellten Druckfeder (2);
f) Anordnen des in Schritt c) bereitgestellten mindestens einen Federelements (5) auf oder in der in Längsrichtung der Druckfeder (2) zu der der Druckfeder (2) abgewandten Seite der in Schritt e) angeordneten Federunterlage (3); g) Anordnen des in Schritt d) bereitgestellten die Federtellers (4) auf der in Längsrichtung der Druckfeder (2) zu der der Druckfeder (2) abgewandten Seite der in Schritt e) angeordneten Federunterlage (3), wobei das in Schritt f) angeordnete mindestens eine Federelement (5) die Federunterlage (3) wenigstens teilweise mit der Federkraft des Federelements (5) in Kontakt zu dem letzten Federabschnitt der Druckfeder (2) hält.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte e) bis g) gleichzeitig erfolgen.
12. Verwendung eines Federelements (5) mit einer Federkraft zum wenigstens teilweisen in Kontakt halten der Federunterlage (3) zu dem letzten Federabschnitt der Druckfeder (2) einer Feder-Federteller-Anordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9.
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