DE10062010A1 - Federbein-Stützlager - Google Patents

Abstract

Federbein-Stützlager (16) mit einem ersten, an einem Stoßdämpfer (11) des Federbeines (10) festgelegten Stützelement (17) und einem zweiten, an der Karosserie festgelegten Stützelement (18). Zwischen den beiden Stützelementen (17, 18) ist eine Tragfeder (20) aus elastomerem Material angeordnet. Um größere axiale Auslenkungen des Federbeines ohne Beeinträchtigung der Tragfeder (20) zuzulassen, weisen die beiden Stützelemente (17, 18) Auflagebereiche (17a, 18a) für die Tragfeder (20) auf, die gleichsinnig gekrümmt und bezüglich der Längsachse (13) des Stoßdämpfers (11) koaxial zueinander versetzt angeordnet sind. Weiterhin ist die Tragfeder (20) durch die beiden Stützelemente (17, 18) vorgespannt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbein-Stützlager, mit einem ersten, an einem Stoßdämpfer des Federbeines festgelegten Stützelement und einem zweiten, an der Karosserie festgelegten Stützelement und mit einer Tragfeder aus elastomerem Material, die zwischen den beiden Stützelementen angeordnet ist.

Ein derartiges Federbein-Stützlager ist aus der DE 198 06 829 C1 be­ kannt. Das bekannte Federbein-Stützlager weist ein inneres Stützele­ ment auf, das auf der Kolbenstange des Stoßdämpfers aufsitzt. Über eine Tragfeder aus elastomerem Material stützt sich das innere Stütz­ element an einem äußeren, karosserieseitigen Stützelement ab. An dem äußeren Stützelement ist die Feder des Federbeines drehbeweg­ lich gelagert. Das als Axiallager ausgebildete Federbein-Stützlager läßt nur eine beschränkte Auslenkung des Federbeines zu. Bei größeren Auslenkungen treten Zugkräfte auf, die zur Zerstörung der Tragfeder führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Federbein-Stützlager vor­ zuschlagen, das größere Auslenkungen des Federbeines ohne Beein­ trächtigung der Tragfeder zuläßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Federbein- Stützlager der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß die beiden Stützelemente Auflagebereiche für die Tragfeder aufweisen, die gleich­ sinnig gekrümmt und bezüglich der Längsachse des Stoßdämpfers ko­ axial zueinander versetzt angeordnet sind, und daß die Tragfeder durch die beiden Stützelemente vorgespannt ist.

Das erfindungsgemäße Federbein-Stützlager läßt wesentlich größere Auslenkungen des Federbeines ohne Beeinträchtigungen der Tragfeder zu. Durch die gekrümmte Ausbildung der Auflagebereiche wird ein kar­ danisches Stützlager geschaffen, das sowohl in Axialrichtung als auch in Radialrichtung stärker belastet werden kann. Dies wird auch noch durch die Vorspannung der Tragfeder unterstützt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Vorteilhaft sind die Auflagebereiche kugelförmig oder ellipsoid ge­ krümmt ausgebildet.

In vorteilhafter Ausgestaltung weist das zweite Stützelement ein Wi­ derlager zur Abstützung einer Feder des Federbeines auf.

Zur akustischen Entkopplung zwischen der Feder des Federbeines und der Karosserie ist vorteilhaft eine Zwischenlage aus elastomerem Mate­ rial zwischen dem Widerlager und dem zweiten Stützelement vorgese­ hen.

Hierbei kann das Widerlager über ein Wälzlager drehbeweglich am zweiten Stützelement gelagert sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein drittes am Stoßdämpfer festgelegtes Stützelement vorgesehen, das einen Aufla­ gebereich für die Tragfeder aufweist, der gleichsinnig gekrümmt und bezüglich der Längsachse versetzt zu dem ersten und zweiten Stütz­ element angeordnet ist und wobei der Auflagebereich des zweiten Stützelementes in der Tragfeder einvulkanisiert ist. Hierbei wird die Tragfeder aus elastomerem Material zwischen dem ersten und dem dritten Stützelement vorgespannt.

Vorteilhaft ist am Außenumfang des Stoßdämpfers ein Anschlagpuffer vorgesehen, der sich an dem dritten Stützelement abstützt.

Die Vorspannung der Tragfeder ist vorteilhaft über das erste Stützele­ ment einstellbar.

Eine besonders niedrige Bauhöhe wird dadurch erreicht, daß die Stütz­ elemente als konzentrisch zueinander angeordnete, ineinander aufge­ nommene Töpfe oder Schalen ausgebildet sind.

Zur Variation der Steifigkeit kann die Tragfeder vorteilhaft Bohrungen oder Ausschnitte aufweisen.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellt sind. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch eine vierte Ausführungsform mit segmentweisen Ausschnitten in der Tragfeder,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine fünfte Ausführungsform mit über den Umfang der Tragfeder verteilten Bohrungen, und

Fig. 6 einen Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 5

Fig. 1 zeigt den oberen Bereich eines Federbeines 10, das einen Stoßdämpfer 11 mit einer Kolbenstange 12 aufweist. Die Kolbenstange 12 ist an einem Federbein-Stützlager 16 elastisch gelagert. Das Feder­ bein-Stützlager 16 weist ein erstes Stützelement 17 auf, das topfför­ mig ausgebildet ist und im Zentrum eine Öffnung 17b zur Aufnahme eines stirnseitigen Gewindestutzens 23 der Kolbenstange 12 aufweist. Das erste Stützelement 17 ist mittels einer Mutter 22, die mit dem Gewindestutzen 23 verschraubt ist, an der Kolbenstange 12 festge­ legt.

Das erste Stützelement weist einen Auflagebereich 17a auf, der be­ züglich der Längsachse 13 rotationssymmetrisch angeordnet ist und schräg zu dieser verläuft. Weiterhin ist der Auflagebereich 17a mit ei­ ner konkaven Krümmung ausgebildet.

Das Federbein-Stützlager 16 weist weiterhin ein zweites Stützelement 18 auf, das an einer Bohrung 18b mit einer nicht dargestellten Kaross­ erie verbunden ist. Das zweite Stützelement 18 besitzt einen rotations­ symmetrisch zur Längsachse 13 und schrägverlaufend zu dieser aus­ gebildeten Auflagebereich 18a, der in Längsrichtung versetzt zum Auflagebereich 17a des ersten Stützelementes angeordnet ist. Der Auflagebereich 18a ist gleichsinnig gekrümmt wie der Auflagebereich 17a des ersten Stützelementes 17 ausgebildet.

Ein drittes Stützelement 19, das topfförmig ausgebildet ist, weist eine zentrale Bohrung 19b zur Aufnahme des Gewindestutzens 13 sowie eine Kolbenstange 12 auf. Zusammen mit dem ersten Stützelement 17 ist das dritte Stützelement durch die Mutter 22 an der Kolbenstange 12 festgelegt.

Das dritte Stützelement weist einen rotationssymmetrisch zur Längs­ achse 13 ausgebildeten Auflagebereich 19a auf, der konvex gekrümmt ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, verläuft der Auflagebereich 19a schräg zur Längsachse 13.

Zwischen dem Auflagebereich 17a des ersten Stützelementes 17 und dem Auflagebereich 19a des dritten Stützelementes 19 ist eine Trag­ feder 20 aus elastomerem Material aufgenommen. Der Auflagebereich 18a des zweiten Stützelementes 18 ist in die Tragfeder 20 vollständig einvulkanisiert. Im Bereich des Auflagebereiches 17a des Stützelemen­ tes 17 ist ein metallisches Verstärkungselement 21 in die Tragfeder 20 einvulkanisiert.

Die Tragfeder 20 wird zwischen den Stützelementen 17 und 19 vorge­ spannt, wobei die Vorspannkraft über die Mutter 22 einstellbar ist. Durch die auf die Tragfeder 20 aufgebrachte Vorspannung können im Betrieb höhere Zugkräfte aufgenommen werden.

An einer Unterseite 26 des zweiten Stützelementes 18 stützt sich über ein Wälzlager 25 ein Widerlager 24 für eine Feder 15 des Federbeines 10 ab. Die spiralförmige Feder 15 umgibt den Stoßdämpfer 11.

An der Unterseite 27 des dritten Stützelementes 19 liegt ein zylinder­ förmiger Anschlagpuffer 14 an, der die Kolbenstange 12 des Stoß­ dämpfers 11 umgibt.

Nachfolgend soll die Funktionsweise des vorstehend beschriebenen Federbein-Stützlagers 16 beschrieben werden. Durch die gekrümmte Ausgestaltung der Auflagebereiche 17a, 18a, 19a der Stützelemente 17, 18, 19 und die korrespondierende Ausgestaltung der Tragfeder 20 wird eine kardanische Lagerung für das Federbein 10 geschaffen, die größere axiale Auslenkungen des Federbeines ohne Beeinträchtigungen der Tragfeder im Betrieb zuläßt. Durch die Vorspannung der Tragfeder 20 können größere Zugkräfte ohne Einreißgefahr aufgenommen wer­ den.

Die topfförmige Ausgestaltung der Stützelemente 17, 18, 19 die inein­ ander aufgenommen sind, führt zu einer geringen Bauhöhe.

Zur Beschreibung der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbei­ spiele werden für gleiche oder funktionsgleiche Teile die bereits zu Fig. 1 eingeführten Bezugszeichen verwendet.

Das in Fig. 2 dargestellte Federbein-Stützlager 30 weist drei Stütz­ elemente 17, 18, 19 auf. Das erste Stützelement 17 und das dritte Stützelement 19 sind an einem Gewindestutzen 23 der Kolbenstange 12 aufgenommen. Über eine Zwischenplatte 31, die an dem ersten Stützelement 17 anliegt, sind die Stützelemente, 17, 19 mittels einer Mutter 22 an dem Gewindestutzen 23 festgelegt.

Weiterhin ist ein zweites Stützelement 18 vorgesehen, das an der Ka­ rosserie festgelegt ist.

Die schalenförmig ausgebildeten Stützelemente 17, 18, 19 besitzen Auflagebereiche 17a, 18a, 19a, die rotationssymmetrisch zur Längs­ achse 13 des Stoßdämpfers 12 ausgebildet sind. Die Auflagebereiche 17a, 18a, 19a verlaufen jeweils schräg zur Längsachse 13. Weiterhin weisen die Auflagebereiche 17a, 18a, 19a jeweils eine gleichsinnige Krümmung auf.

Zwischen dem ersten Stützelement 17 und dem dritten Stützelement 19 ist eine Tragfeder 20 aus elastomerem Material aufgenommen und durch die genannten Stützelemente 17, 19 vorgespannt. Hierbei kann die Vorspannkraft über eine Veränderung der Länge des zylinderförmi­ gen Bereiches 17b des ersten Stützelementes 17 eingestellt werden.

Der Auflagebereich 18a des zweiten Stützelementes 18 ist vollständig in der Tragfeder 20 aufgenommen. An der Unterseite 26 des zweiten Stützelementes 18 ist ein Widerlager 24 vorgesehen, das der Abstüt­ zung einer nicht dargestellten Feder 15 des Federbeines 10 dient. Das Widerlager 24 ist mittels eines Wälzlagers 25 drehbeweglich an dem zweiten Stützelement 18 gelagert. Zwischen dem Wälzlager 25 und dem zweiten Stützelement 18 ist eine Zwischenlage 28 aus elastome­ rem Material vorgesehen, die eine akustische Entkopplung der Feder 15 von der Karosserie bewirkt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist das Federbein-Stützlager 30 eine besonders geringe Bauhöhe auf, da der Gewindestutzen 23 und die hier angeschraubte Mutter 22 in der topfförmigen Öffnung des ersten Stützelementes 17 aufgenommen wird.

Auch bei diesem Stützlager erlauben die gekrümmt ausgebildeten Auf­ lagebereiche 17a, 18a, 19a der Stützelemente 17, 18, 19 und die Vor­ spannung der Tragfeder 20 große Auslenkungen des Federbeines 10.

Das in Fig. 3 dargestellte Federbein-Stützlager 35 weist ein erstes Stützelement 17 auf, das über ein Wälzlager 36 drehbeweglich an ei­ ner Kolbenstange 12 eines Stoßdämpfers 11 gelagert ist. Das Wälzla­ ger 36 sitzt mit seiner Innenhülse auf einem Gewindestutzen 23 der Kolbenstange 12 auf und ist mit einer Mutter 22 hieran festgelegt. An der Außenhülse des Wälzlagers 36 sitzt ein zylinderförmiger Bereich 19b des ersten Stützelementes 17 auf. Die Tragfeder 20 ist zwischen den Auflagebereichen 17a und 19a vorgespannt, die jeweils rotations­ symmetrisch zur Längsachse 13 ausgebildet sind. Weiterhin weisen die Auflagebereiche 17a, 19a eine gleichsinnige Krümmung auf.

Ein zweites, karosserieseitig festgelegtes Stützelement 18 weist einen rotationssymmetrisch zur Längsachse 13 ausgebildeten Auflagebereich 18a auf, der vollständig in die Tragfeder 20 einvulkanisiert ist.

An einer Unterseite 26 des zweiten Stützelementes 18 ist ein Widerla­ ger 24 zur Abstützung einer nicht dargestellten Feder 15 drehbeweg­ lich gelagert.

Fig. 4 zeigt ein Federbein-Stützlager 40, das einen ähnlichen Aufbau wie das Federbein-Stützlager 16 gemäß Fig. 1 aufweist. Im Unter­ schied hierzu sind in der Tragfeder 20 über den Umfang versetzt ange­ ordnete Ausschnitte 41a, 41b vorgesehen. Diese verlaufen parallel zu den zugeordneten Auflagebereichen 17a und 19a. Bei Belastung wird hierdurch eine zunächst weiche Kennlinie erreicht, die nach einem be­ stimmten Federweg progessiv ansteigt.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Federbein-Stützlager 45 weist die Tragfeder 20 Bohrungen 46a, 46b auf, die über deren Umfang versetzt angeordnet sind. Hierdurch kann die Steifigkeit der Tragfeder 20 vari­ iert werden. Die Bohrungen 46a erstrecken sich durch den Auflagebe­ reich 17a des ersten Stützelementes 17 bis zu dem zweiten Stützele­ ment 18. Die Bohrungen 46b sind durch den Auflagebereich 19a des dritten Stützelementes 19 bis zum zweiten Stützelement 18 geführt.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf das Federbein-Stützlager 45 gemäß Fig. 5. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß mit den Bohrungen 46a, 46b die Steifigkeit des Federbein-Stützlagers bereichsweise ein­ gestellt werden kann.

Bei allen vorstehend beschriebenen Federbein-Stützlagern 10, 30, 35, 40, 45 werden hohe axiale Auslenkungen des Federbeines 10 zugelas­ sen, ohne daß Beeinträchtigungen an der Tragfeder 20 auftreten. Da­ rüberhinaus weist in allen Fällen das Federbein-Stützlager eine sehr ge­ ringe Bauhöhe auf.

Claims (10)

1. Federbein-Stützlager (10, 30, 35) mit einem ersten, an einem Stoßdämpfer (11) des Federbeines (10) festgelegten Stützele­ ment (17) und einem zweiten, an der Karosserie festgelegten Stützelement (18) und mit einer Tragfeder (20) aus elastomerem Material, die zwischen den beiden Stützelementen (17, 18) an­ geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stützele­ mente (17, 18) Auflagebereiche (17a, 18a) für die Tragfeder (20) aufweisen, die gleichsinnig gekrümmt und bezüglich der Längsachse (13) des Stoßdämpfers (11) koaxial und zueinander versetzt angeordnet sind, und daß die Tragfeder (20) durch die beiden Stützelemente (17, 18) vorgespannt ist.

2. Federbein-Stützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagebereiche (17a, 18a, 19a) kugelförmig oder el­ lipsoid ausgebildet sind.

3. Federbein-Stützlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Stützelement (18) ein Widerlager (24) zur Abstützung einer Feder (15) des Federbeines (10) aufweist.

4. Federbein-Stützlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (24) über ein Wälzlager (25) drehbeweglich am zweiten Stützelement (18) gelagert ist.

5. Federbein-Stützlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenlage (28) aus elastomerem Material zwischen dem Widerlager (24) und dem zweiten Stützelement (18) vorge­ sehen ist.

6. Federbein-Stützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes am Stoßdämpfer (11) festgeleg­ tes Stützelement (19) vorgesehen ist, daß einen gekrümmten Auflagebereich (19a) für die Tragfeder (20) aufweist, der gleich­ sinnig gekrümmt und bezüglich der Längsachse (13) versetzt zu dem ersten und zweiten Stützelementen (17, 18) angeordnet ist und daß der Auflagebereich (18a) des zweiten Stützelementes (18) in der Tragfeder (20) einvulkanisiert ist.

7. Federbein-Stützlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Stoßdämpfers (11) ein Anschlagpuf­ fer (14) vorgesehen ist, der sich an dem dritten Stützelement (19) abstützt.

8. Federbein-Stützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Tragfeder (20) über das erste Stützelement (17) einstellbar ist.

9. Federbein-Stützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (17, 18, 19) als konzen­ trisch zueinander angeordnete, ineinander aufgenommene Töpfe oder Schalen ausgebildet sind.

10. Federbein-Stützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfeder (20) über den Umfang Boh­ rungen oder Ausschnitte (41) zur Variation der Steifigkeit auf­ weist.