DE4021314C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Federbein zur Abfederung und Schwin
gungsdämpfung der Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Schraubendruckfedern werden als Tragfedern zur Abfederung
des Fahrzeugaufbaues von Fahrzeugen eingesetzt
und stützen sich zwischen Federtellern
bzw. Federaufnahmen an den gegeneinander
abzufedernden Teilen ab bzw.
sind zwischen diesen eingespannt.
Sie bestehen im allgemeinen aus Draht,
meistens mit gleichbleibender Steigung im federungs
wirksamen Bereich, und sind um den hydraulischen Schwingungsdämpfer des Federbeins
angeordnet. Dabei ist es wichtig, daß sich die Federenden der Schrau
bendruckfeder richtig an der Federaufnahme abstützen können.
Aus Kostengründen werden bei der Mehrzahl der Großserienfedern
die Federenden ohne mechanische Bearbeitung ausgeführt und ent
sprechend der Federtellersteigung angelegt.
Durch das Anlegen der Federenden wird eine möglichst gleichmä
ßige Verteilung der Federkraft auf den Federteller bewirkt.
Darüber hinaus werden auch Schraubendruckfedern mit planangeleg
ten oder plangeschliffenen Federenden verwendet.
Ein Federteller zur Aufnahme einer Schraubendruckfeder ist aus
der DE 29 32 500 A1 bekanntgeworden. Dieser Federteller ist
als Steigungsteller zur Aufnahme von
nicht plangeschliffenen Federenden ausgebildet.
Die DE 29 42 135 A1 offenbart einen elastischen Federteller für
die Lagerung der Endwindung einer Schraubenfeder, um so eine
Korrosionsausbildung am Federende weitgehend zu verhindern.
Ein weiterer Federteller ist aus der DE 28 05 223 A1 bekanntge
worden, bei dem eine Anzahl unveränderlicher Windungen inner
halb eines Federtellers sichergestellt wird. Dieses hat eine
konstante Steifigkeit und praktisch eine Linearität der Umwand
lung bei geringstmöglicher Hysterese zur Folge.
Eine Federtellerbefestigung, bei der die Schraubendruckfeder in
einfacher Weise montiert und demontiert werden kann, ist aus der
DE 32 30 936 A1 bekanntgeworden.
Der US 36 03 575 ist eine Federaufnahme mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 zu entnehmen, die eine
Einstellbarkeit der Schraubendruckfeder gewährleistet. Dieses
wird dadurch erreicht, daß die Federaufnahme lösbar und in axi
aler Richtung einstellbar angeordnet ist.
Aufgrund der heute vielfältigen Fahrzeugtypen ist mit einer Vielzahl
unterschiedlicher Fahrzeugfederungsausstattungen zu
rechnen. Deshalb zwingen die technischen und wirtschaftlichen
Forderungen den Konstrukteur zunehmend, bei der Konstruktion und
Berechnung von Produkten optimale Lösungen hinsichtlich Funktion
und Kosten anzustreben.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen wirtschaftlichen Feder
teller zu schaffen, der es ermöglicht, in einfacher Weise Stoß
dämpfer mit gleichen Außendurchmessern für verschiedene
Schraubendruckfedern einzusetzen.
Dieses ist insbesondere dann
wichtig, wenn Serienfahrzeuge mit unterschiedlichen Anforderun
gen kostengünstig umgerüstet werden sollen. Darüber hinaus muß
das Gewicht des Federtellers gering sein.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Federbeins des Patentanspruches 1
gelöst.
Bei den heute verwendeten Schwingungsdämpfern im Fahr
zeugbau sind die Außendurchmesser der Dämpferzylinder im wesentlichen
gleich, auch wenn für gewisse Varianten eines Fahrzeugtyps abweichende Kennlinien bzw.
Abstimmungen vorgesehen sind. Die besondere Kennlinienanpassung des Schwingungsdämp
fers für einen bestimmten Fahrzeugtyp erfolgt durch
besondere konstruktive Merkmale im Innern des Dämpfers.
Im Rahmen der Fahrwerkabstimmung werden auch verschiedene Schraubendruckfe
dern verwendet. Hier wird auf das Fahrverhalten des Fahrers das Fahrwerk abge
stimmt, d. h. ein sportliches Fahrzeug ist in seiner Federung
härter als ein Fahrzeug, welches auf Komfort ausgelegt wird.
Um diesen Anforderungen Rechnung zu tragen, ist eine große und entsprechend aufwendige Lager
haltung von Federn und Federtellern vonnöten. Das erfindungsgemäße Federbein
schafft hier Abhilfe, da zwar eine Reduzierung
bei den Federn nicht möglich ist, der vorgesehene
Federteller aber für mindestens zwei
verschiedene Schraubendruckfederdurchmesser verwendet werden
kann, so daß die Typenvielfalt hier reduziert werden kann.
Die Erfindung soll anhand von schematisch dargestellten Zeich
nungen näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 ein Federbein mit im Halbschnitt dargestellten Federtel
lern,
Fig. 2 einen Federteller für eine Schraubendruckfeder,
Fig. 3 einen Federteller für eine Schraubendruckfeder mit plangeschlif
fenen oder angelegten Federenden,
Fig. 4 einen Federteller mit zentraler Bohrung zur Befestigung am
Dämpfergehäuse,
Fig. 5 einen Federteller mit Innengewinde zur Befestigung am Dämp
fergehäuse,
Fig. 6 einen Federteller für Schraubendruckfedern mit abgelängten
oder plangeschliffenen Federenden,
Fig. 7 einen Federteller als Blechpreßteil für drei verschiedene
Federdurchmesser.
Fig. 1 zeigt ein Federbein (20), aufgebaut aus einer Schrauben
druckfeder (14) und einem Teleskopschwingungsdämpfer (21). Der
Schwingungsdämpfer weist ein Dämpfergehäuse (12) auf, das die
eigentliche Dämpfungseinheit beinhaltet. Eine axial bewegliche
Kolbenstange (22) ist an einem Ende des Dämpfergehäuses (12)
längs- und drehbeweglich durchgeführt. Befestigungselemente (17,
23) verbinden das Federbein mit der Kolbenstange am Fahrzeug und
mit dem Dämpfergehäuse an der Radaufhängung (Fahrzeuggehäuse und
Radaufhängung sind nicht dargestellt).
Das Dämpfergehäuse (12) ist an seinem unteren Ende mit einem Ge
winde (19) versehen. Über dieses Gewinde wird der untere Feder
teller (1) am Dämpfergehäuse (12) befestigt. Der untere Feder
teller zentriert und hält das untere Ende der Schraubendruckfe
der (14) mit einem als Rezeß ausgebildeten Federsitz (2). Er
weist einen zweiten Federsitz (25) auf, der einen größeren
Durchmesser hat und bei Wenden des unteren Federtellers (1) ein
gesetzt werden kann.
Ein oberer Federteller (26) drückt mit einer Stützschulter (11)
gegen eine Anlagefläche des an der Kolbenstange (22) angeordne
ten Befestigungselements (23). Auch dieser obere Federteller (26)
ist mit zwei Federsitzen (27, 28) unterschiedlichen Durchmessers
ausgebildet, die durch Wenden zum Einsatz gebracht werden kön
nen.
Der Federteller (1) nach Fig. 2 weist eine der Schraubendruck
feder (14) angepaßte Steigung (3) auf. Die Abstützfläche, die
den Federsitz (2) darstellt, zieht sich etwa in der Mitte des
Federtellers (1) um den Federteller formschlüssig herum. Auf
grund der angepaßten Steigung (3) liegt die Schraubendruckfeder
(14) sicher im gesamten Bereich auf dem Federsitz (2) auf und
stützt sich auf dem Sitz ab. Um für die verschiedenen Fahrzeug
typen unterschiedliche Federdurchmesser einsetzen zu können und
damit die Feder auf dem Federteller einen definierten Sitz hat,
muß neben der Steigung (3) auch der Federdurchmesser (9) sicher
geführt werden, was durch im Bereich des Federsitzes (2) mit
Auslauf des Durchmessers (9) angeformte Radien erreicht wird. Da
der Federsitz (2) bei abgelängten Federenden der Steigung der
verwendeten Schraubendruckfeder folgt, muß nach Umlauf einer
Windung ein Kraftschluß zwischen den beiden Windungen des Feder
sitzes (2) an dem Federteller hergestellt werden. Dieses wird
durch die Verbindung (6) sichergestellt. Die Übergänge auf die
einzelnen Flächen sind mit Radien (7) versehen. Die Verbin
dung (6) läuft jedoch nicht in axialer Richtung, sondern ist um
einen Versatzwinkel (5) versetzt. Dadurch, daß sich der Feder
sitz (2) als schmaler Vorsprung um den gesamten Federteller (1)
herumzieht, ist es erfindungsgemäß möglich, auf der gegenüber
liegenden Seite ebenfalls eine Aufnahme (8) für eine Schrauben
druckfeder zu schaffen. Die Schraubendruckfederndurchmesser (8)
und (9) sind nicht identisch. Somit ist es durch Wenden des Fe
dertellers (1) möglich, verschiedene Schraubendruckfedern (14)
über das Dämpfergehäuse (12) einzubauen.
Im allgemeinen werden Schwingungsdämpfer mit gleichem Außen
durchmesser verwendet. Dieses hat zur Folge, daß die zentrale
Bohrung (10) in dem Federteller (1) für viele Schwingungsdämpfer
geeignet ist. Um jedoch den Federteller (1) auf dem Dämpfer
rohr (12) sicher zu befestigen, bedarf es Abstützschultern (11),
die sich auf jeder Seite der zentralen Bohrung (10) befinden.
Über Halterungen, z. B. Sprengringe, stützt sich der Federtel
ler (1) auf dem Dämpferrohr (12) ab.
Bei dieser Konstruktionsart ist eine Justage der Vorspannung der
Schraubendruckfedern möglich, indem sich in dem Dämpfungs
rohr (12) mehrere Ausnehmungen befinden, in die entsprechend die
Halterung (13) (Fig. 4) eingesetzt werden kann. Die Verbin
dung (16) ist sicher und dauerhaft. Sie läßt sich mit einfachen
Mitteln lösen, so daß auch nachträglich das Fahrwerk eines Fahr
zeuges verändert werden kann. Dadurch, daß sich auf jeder Seite
des Federtellers diese Aussparung (11) an der Bohrung (10) be
findet, ist der Federteller (1) sicher, wie in Fig. 4 darge
stellt, auf dem Dämpferrohr (12) zu befestigen.
Eine andere Art der Befestigung zeigt die Fig. 5, bei der die
Befestigung durch eine Schraubverbindung sichergestellt wird. In
diesem Falle ist die zentrale Bohrung (10) mit einem Innengewin
de (19) versehen. Das gleiche Gewinde befindet sich auf dem
Dämpferrohr (12), so daß der Federteller stufenlos einjustiert
werden kann. Zur Sicherung des Federtellers wird eine Mut
ter (18) gegengekontert. Die Schraubendruckfeder (14) kann sich
so sicher gegen den Federteller (1) abstützen. Auch dieser Fe
derteller (1) mit dem Innengewinde (19) läßt sich wenden, so daß
er für verschiedene Schraubendruckfedern (14) eingesetzt werden
kann.
Neben den abgelängten Federenden werden auch Schraubendruckfe
dern mit plangeschliffenen oder angelegten Federenden verwendet.
Für diesen Anwendungsfall dient der in Fig. 3 dargestellte Fe
derteller (1). Im Gegensatz zu dem vorbeschriebenen Federteller
ist dieser Federteller (1) ein rotationssymmetrisches Teil. Der
Federsitz (15) zieht sich als Ring konzentrisch um die Durchmes
ser (8) und (9) für die Aufnahme der Schraubendruckfeder (14).
Auch dieser Federteller (1) ist mit einer zentralen Bohrung (10)
versehen. Die Montage ist bei dieser Art von Federteller die
gleiche, wie bereits vorbeschrieben.
In Ausgestaltung der Erfindung zeigt die Fig. 6 eine weitere
Variante des erfindungsgemäßen Gegenstandes. Hier wird ein Fe
derteller gezeigt, der sowohl für eine Schraubendruckfeder mit
plangeschliffenem Federende als auch mit abgelängten Federenden
verwendet werden kann. Dieser Federteller (1) kann sowohl für
gleiche Schraubenfederdurchmesser ausgelegt werden, als auch,
wie in Fig. 6 dargestellt, für unterschiedliche Schraubendruck
federndurchmesser.
Fig. 7 zeigt eine andere Form eines unteren Federtellers (1)
zum Aufschrauben auf das Gewinde (19) des Dämpfergehäuses (12).
Dieser Federteller ist als Blechpreßteil ausgebildet. Er weist
einen zylindrischen Kragen (29) mit einem entsprechenden Innen
gewinde auf. An diesen Kragen schließt sich eine wellenförmige
Ringscheibe (30) an, die durch ihre Wellenform drei Positionen
(strichpunktiert dargestellt) für Federenden mit unterschiedli
chen Durchmessern aufweist.
Um das Gesamtgewicht des Federbeines so gering wie möglich zu
halten, wird der Federteller (1) vornehmlich aus Leichtmetall
bzw. einer Leichtmetallegierung hergestellt. Darüber hinaus ist
es auch möglich, diesen Federteller aus einem Kunststoff, wel
cher druck- und abriebfest ist, in Spritz- oder Preßtechnik oder
als Blechpreßteil herzustellen.
Der Federteller stellt somit ein wirtschaftliches Teil dar, wel
ches durch seine Mehrfachverwendbarkeit u. a. hilft, Lagerkosten
zu senken.
Claims (7)
1. Federbein zur Abfederung und Schwingungsdämpfung der Radauf
hängung eines Kraftfahrzeuges bestehend aus einer Schrauben
druckfeder und einem Teleskopschwingungsdämpfer, bei dem das
Ende der Kolbenstange und das Dämpfergehäuse des
Schwingungsdämpfers mit Elementen zur Befestigung am Fahrzeug
bzw. an der Radaufhängung versehen sind, die Schraubendruckfe
der das Dämpfergehäuse umhüllt und sich gegen mit einem
Federteller ausgebildete obere und untere Federaufnahmen ab
stützt, wobei wenigstens ein Federteller lösbar
am Schwingungsdämpfer angebracht
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (1) beid
seitig je einen oder mehrere umlaufende, formschlüssig unterschiedlichen
Schraubendruckfedern angepaßte Federsitze (2) mit verschie
denen Durchmessern (8; 9) oder Steigungen (3) aufweist.
2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Federteller (1) mit einer zentralen Bohrung (10) und Abstütz
schultern (11) ausgebildet ist (Fig. 2).
3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Federteller (1) mit einem zentralen, durchgehenden Innenge
winde (19) ausgebildet ist (Fig. 7).
4. Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Federteller (1) einen Federsitz (2) aufweist,
der als flache vorstehende Scheibe zur Aufnahme von plange
schliffenen als auch angelegten Federenden der Schrauben
druckfeder ausgeführt ist (Fig. 3).
5. Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Federteller (1) als Gußteil, vorzugsweise
aus Leichtmetall, hergestellt wird.
6. Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß der Federteller (1) ein Kunststoffspritz- oder -preßteil
ist.
7. Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Federteller (1) ein Blechpreßteil ist (Fig. 7).
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Publications (2)
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DE4021314C2 true DE4021314C2 (de) | 1992-06-17 |
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