DE4110471A1 - Federbein - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbein, insbesondere Mc-Pher­ son-Federbein, mit einem Dämpfer sowie einer diesen um­ schließenden und zu seiner Dämpferachse unter einem spitzen Federanstellwinkel geneigt angeordneten Schraubenfeder, die sich auf ihrem unteren Ende an einer unteren, mit dem Dämp­ ferrohr verbundenen Federauflage und mit ihrem oberen Ende an einem mit der Dämpfer-Kolbenstange verbundenen Federtel­ ler abstützt.

Üblicherweise werden an Mc-Pherson-Federbeinen als Hauptfe­ der Schraubenfedern eingesetzt, die entweder koaxial zum Dämpfer oder aber unter einem kleinen Federanstellwinkel von bis zu 6° zur Dämpferachse geneigt angeordnet sind.

Bei der geneigten Federanordnung ergibt sich aus den unter­ schiedlichen Kraftwirkungslinien der Feder und des Dämpfers eine Federquerkraft, die bis zu ca. 8% der eigentlichen Federkraft betragen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Federbein der eingangs erläuterten Bauart bezogen auf übliche Fahrzustände zu optimieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die oberste, sich am Federteller abstützende Federwindung und/oder die unterste, sich an der unteren Federauflage ab­ stützende Federwindung gegenüber den übrigen Federwindungen bezogen auf die Federmitte so versetzt angeordnet ist bzw. sind, daß die die geometrischen Mittelpunkte der beiden End­ windungen miteinander verbindende Federachse mit der Dämp­ ferachse einen vergrößerten Federanstellwinkel einschließt.

Hierdurch ist es möglich, den Federanstellwinkel zur Opti­ mierung der Federcharakteristik auch über einen Betrag von 6° hinaus zu vergrößern, ohne daß eine derartige Optimierung einen erhöhten Bauraum und/oder ein höheres Federgewicht verlangt. Erfindungsgemäß besteht sogar die Möglichkeit zu einer Verringerung des Federgewichts aufgrund der Reduzie­ rung der "toten" Federwindungen.

In einer besonders einfachen Ausführungsform ist es zweck­ mäßig, wenn sich die beiden Endwindungen der Schraubenfeder lose abstützen, wobei die unterste Federwindung neben dem Dämpferrohr angeordnet ist.

Eine Reduzierung des Federgewichtes läßt sich dann errei­ chen, wenn die beiden sich lose abstützenden Endwindungen der Schraubenfeder durch gerade weitergeführten Federdraht gebildet und jeweils umgekehrt versetzt zur Federmitte ange­ ordnet sind.

Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, daß das freie Ende der untersten Federwindung der Schraubenfeder formschlüssig an das Dämpferrohr angebunden ist. Bei dieser Ausführungsform wird das Torsionsmoment in das Federbein eingeleitet; es findet also kein Abwälzen des Federendes an der unteren Federauflage statt. Der Formschluß kann dabei als Vierkant, Verzahnung oder dergleichen ausgebildet sein.

Um eine verbesserte Materialausnutzung der Schraubenfeder zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenn die formschlüssige Anbin­ dung außerhalb der Federmitte liegt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteran­ sprüche und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausfüh­ rungsformen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zei­ gen:

Fig. 1 ein Federbein in Seitenansicht und zum Teil im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die unterste Federwindung des in Fig. 1 dargestellten Federbeins;

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Dar­ stellung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die unterste Federwindung des in Fig. 3 dargestellen Federbeins;

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Dar­ stellung gemäß Fig. 1;

Fig. 6 einen Querschnitt gemäß der Linie VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Dar­ stellung gemäß Fig. 5 und

Fig. 8 einen Querscnitt gemäß der Linie VIII-VIII in Fig. 7.

Das in Fig. 1 dargestellte Federbein besteht aus einem Dämpfer 1 und einer diesen umschließenden Schraubenfeder 2, die sich mit ihrem unteren Ende an einer unteren, mit dem Dämpferrohr 3 verbundenen Federauflage 4 und mit ihrem obe­ ren Ende an einem mit der Dämpfer-Kolbenstange 5 verbundenen Federteller 6 lose abstützt, so daß ein Abwälzen der Feder­ enden möglich ist. Sowohl die oberste Federwindung 7 als auch die unterste Federwindung 8 bilden jeweils zumindest einen die Federabstützfläche definierenden Teilkreis mit dem Mittelpunkt M1 und M2. Dabei ist die unterste Federwindung 8 in Fig. 2 links neben dem Federbein 3 angeordnet.

Die die beiden Mittelpunkte M1, M2 der Federabstützflächen miteinander verbindende Federachse 9 schließt mit der Dämp­ ferachse 10 einen Federanstellwinkel ϕ ein, der aufgrund der versetzten Anordnung der untersten Federwindung 8 unter Beibehaltung der übrigen Federanordnung größer gewählt wer­ den kann, als es bei herkömmlichen Ausführungsformen möglich ist.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1 in erster Linie darin, daß die beiden sich lo­ se abstützenden Endwindungen 7, 8 der Schraubenfeder 2 durch gerade weitergeführten Federdraht gebildet und jeweils umge­ kehrt versetzt zur Federmitte angeordnet sind. Der geometri­ sche Mlttelpunkt M1, M2 der durch die geraden Federenden ge­ bildeten Federabstützflächen liegt somit unmittelbar in den beiden geraden Federenden.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß den Fig. 5 und 6 ist das freie Ende der untersten Federwindung 8 der Schraubenfeder 2 formschlüssig innerhalb der Federmitte an dem Dämpferrohr 3 angebunden. Dieser Formschluß 11 kann durch einen Vierkant, eine Verzahnung oder dergleichen aus­ geführt sein. Es findet hier also kein Abwälzen des Federen­ des statt.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 7 und 8 unterscheidet sich von der der Fig. 5 und 6 im wesentlichen dadurch, daß die formschlüssige Anbindung 11 des freien Endes der untersten Federwindung 8 auf der der Federmitte abgewandten Außenseite des Dämpferrohrs 3 liegt. Dennoch wirkt diese Schraubenfeder 2 wie eine zentrische Feder, da das Torsions­ moment in das Federbein 3 eingeleitet wird.

Auch die Ausführungsformen gemäß den Fig. 5 bis 7 geben die Möglichkeit, wahlweise den Federanstellwinkel ϕ in kon­ struktiv einfacher Weise zu vergrößern.

Claims (6)

1. Federbein, insbesondere Mc-Pherson-Federbein, mit einem Dämpfer (1) sowie einer diesen umschließenden und zu sei­ ner Dämpferachse (10) unter einem spitzen Federanstell­ winkel (ϕ) geneigt angeordneten Schraubenfeder (2), die sich auf ihrem unteren Ende an einer unteren, mit dem Dämpferrohr (3) verbundenen Federauflage (4) und mit ih­ rem oberen Ende an einem mit der Dämpfer-Kolbenstange (5) verbundenen Federteller (6) abstützt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die oberste, sich am Federteller (6) ab­ stützende Federwindung (7) und/oder die unterste, sich an der unteren Federauflage (4) abstützende Federwindung (8) gegenüber den übrigen Federwindungen bezogen auf die Fe­ dermitte so versetzt angeordnet ist bzw. sind, daß die die geometrischen Mittelpunkte (M1, M2) der beiden End­ windungen (7, 8) miteinander verbindende Federachse (9) mit der Dämpferachse (10) einen vergrößerten Federan­ stellwinkel (ϕ) einschließt.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Endwindungen (7, 8) der Schraubenfeder (2) lose abstützen, wobei die unterste Federwindung (8) neben dem Dämpferrohr (3) angeordnet ist. (Fig. 1, Fig. 2)

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden sich lose abstützenden Endwindungen (7, 8) der Schraubenfeder (2) durch gerade weitergeführten Feder­ draht gebildet und jeweils umgekehrt versetzt zur Feder­ mitte angeordnet sind. (Fig. 3 Fig. 4)

4. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der untersten Federwindung (8) der Schrau­ benfeder (2) formschlüssig an das Dämpferrohr (3) ange­ bunden ist. (Fig. 5 bis 8)

5. Federbein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Anbindung (11) innerhalb der Federmit­ te liegt. (Fig. 5 und 6)

6. Federbein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Anbindung (11) außerhalb der Federmit­ te liegt. (Fig. 7 und 8).