FEDERTRAGER MIT VERSTELLBAREM FEDERTELLER
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft einen Federträger entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein solcher Federträger in der Ausführung eines Federbeins ist aus der DE 37 30 177 bekannt. Bei diesem Federbein wird der Federteller verdreht, so daß gestuft angeordnete Rastmittel eingreifen. Das Verdrehen des Federtellers kann insbesondere bei einer bewußt eingesetzten Schrägstellung zur Kompensation der Federkräfte den Nachteil mit sich bringen, daß die kon¬ struktiv optimale Schrägstellung nach einer Axialverstellung eines Federtellers nicht eingenommen wird mit der Folge, daß die angestrebte Kompensation nicht mehr erreicht wird. Ähn¬ liches gilt für den Fall, wenn Federn mit bogenförmiger Längsachse zur Anwendung koitimen, die ebenfalls eine Quer- kraftkompensation bewirken. Muß der Federteller verdreht wer¬ den, so ist eine Mitnahme der Feder durch den Federteller nicht ausgeschlossen, so daß die Querkraftkompensation nicht mehr gewährleistet ist.
Aus der DE-AS 10 09 442 ist ein Federträger mit einem ersten Federteller und einem zweiten Träger mit einem zweiten Feder¬ teller sowie mindestens einer Feder bekannt, wobei mindestens ein Federteller axial verstellbar ausgeführt ist, so daß die Federspannung der Feder zwischen den Federtellern veränderbar ist. Es sind Rastmittel zwischen dem Träger und dem verstell¬ baren Federteller wirksam, die zur Axialverstellung gelöst werden können, so daß der Federteller unabhängig von den Rastmitteln von einer beliebigen Lage in eine andere bewegt werden kann. Nachteilig an dem Federträger ist, daß bei der
Verstellung der Stellscheibe die Schraube im Federteller ein¬ gedreht und, was ganz wichtig ist, bei der Verstellung der Stellscheibe gehalten werden, um ein Mitdrehen des Federtel¬ lers über die Schraube zu vermeiden.
Die DE-PS 40 21 314 zeigt eine Art der Befestigung, bei der die Befestigung durch eine Schraubverbindung sichergestellt wird. In diesem Falle ist die zentrale Bohrung des Federtel¬ lers mit einem Innengewinde versehen. Das gleiche Gewinde be¬ findet sich auf dem Dämpferrohr, so daß der Federteller stu¬ fenlos einjustiert werden kann. Zur Sicherung wird eine Mutter gegengekontert. Diese Ausführungsform läßt die beschriebene Federtellerproblematik hinsichtlich der Querkraftkompensation unberücksichtigt.
Ausgehend vom aufgezeigten Stand der Technik soll eine Mög¬ lichkeit zur Verstellung der Vorspannung der Feder realisiert werden, bei der die Probleme bezüglich der Querkraftkompensa¬ tion sicher vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.
Aufgrund der Tatsache, daß der Federteller nicht verdreht wird, ist die Möglichkeit der Federverdrehung ausgeschaltet. Folglich können keine Änderungen der Wirklinien der Feder¬ kräfte auftreten. Es kann eine unabhängige Lage des Federtel¬ lers in Umfangsrichtung von der Verrastung erreicht werden. Die Anzahl der Sicken bestimmt die Anzahl Verstellstufen. Die Sicken können bei dem Träger direkt eingeformt sein, bei¬ spielsweise bei einem Federträger in der Ausführung eines Zweirohrdämpfers. Andererseits läßt sich durch den Einsatz eines separaten Hülsenabschnitts auch ein Einrohrdämpfer ver¬ wenden.
Als Haltering wird vorteilhafterweise von einer Tellerfeder gebildet. Die Tellerfeder kann axial fest mit dem Federteller
verbunden sein, um die Verrastung der Rastmittel derart zu gestalten, daß die Rastmittel selbsttätig wirksam wird.
Als zusätzliche Sicherung kann der Träger eine Klemmschraub¬ verbindung zum Federteller aufweisen. Diese Klemmschraubver- bindung besteht einfacherweise aus einer Kegelfläche eines Schraubringes und einer entsprechenden Gegenfläche des Rohr¬ körpers des Federtellers. Bei einer alternativen Ausführungs¬ form weist der Haltering eine zum Federteller weisende Konus¬ fläche auf, die mit einer dem Federteller wirkmäßig zugeord¬ neten Gegenkonusfläche eine Spannverbindung bildet. Es wird die Vorspannkraft der Feder ausgenutzt, um den Federteller am Federträger zu befestigen. Durch eine geeignete Auswahl der Konuswinkel kann eine Selbsthemmung des Federtellers erreicht werden.
So bildet beispielsweise der Haltering eine Konusfläche, in dem dieser einen L-förmigen, zum Hülsenabschnitt gerichteten Querschnitt aufweist, und mit einem Schenkel in den Hülsenab¬ schnitt eingreift. Alternativ wird die Gegenkonusfläche von einem Konusring gebildet, auf den sich der Federteller ab¬ stützt. Ein Konusring bietet den Vorteil, daß ein Standardfe¬ derteller für verschiedene Federträgerdurchmesser verwendet werden kann.
Darüberhinaus besteht die Möglichkeit, daß der Haltering ein dem Profil des Hülsenabschnitts angepaßtes Gegenprofil auf¬ weist, so daß die beiden Profile in der montierten Stellung des Federtellers ineinandergreifen und über Stützflächen für den Federteller Normalkräfte, die vom Zusammenwirken der Feder mit dem Federteller ausgehen, eine Radialkraftkomponente aus¬ üben, so daß mindestens eine Klemmfläche des Halteringes be¬ zügliche des Hülsenabschnitts wirksam wird. Dabei können die Stützflächen nockenförmig ausgebildet sein, so daß der Tole¬ ranzeinfluß im Vergleich zu einer Konusverbindung deutlich geringer ausfällt. In diesem Zusammenhang bietet es sich an,
ERSÄΓZBLÄΓT (REGEL 26)
daß die Klemmfläche als Verdrehsicherung in das Profil des Hülsenabschnitts eingreift.
Für ein schnelles und vor allen Dingen verschleißarmes Posi¬ tionieren des Federtellers ist der Haltering in seinem Durch¬ messer elastisch erweiterbar. Mühseliges Überspringen des Sickenprofils kann vermieden werden. Damit sich der Haltering radial aufweiten läßt, weist der Haltering einen im Wesent¬ lichen axial verlaufenden Schlitz auf. Zusätzlich können axial verlaufende Querschnittsreduzierungen, beispielsweise Nuten, in den Haltering eingeformt sein, die das elastische Aufweit¬ verhalten beeinflussen.
Grundsätzlich läßt sich das Sickenprofil des Hülsenabschnitts beliebig ausformen. Es hat sich aber als vorteilhaft erwiesen, wenn die Sicken ein Sägezahnprofil aufweisen, wobei die Zahn¬ flanken Halteflächen für den Haltering bilden. Zusätzlich können die Sicken unter einem Schrägungswinkel zur Längs¬ achse verlaufen, wobei das Gegenprofil des Halteringes die Sicken des Hülsenabschnitts kreuzt. Auf diese Art und Weise wird eine sehr einfache Verdrehsicherung des Halteringes be¬ züglich des Federträgers erreicht.
Damit unter gar keinen Umständen eine Verdrehbewegung des Fe¬ dertellers bezüglich des Trägers möglich ist, ist vorgesehen, daß zwischen dem Federteller und dem Träger als Axialführung eine Nut-Federführung wirksam ist.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 Prinzipdarstellung der Einbausituation eines
Federträgers
Fig . 2-5 Ausführungsbeispiel für einen Federträger
Die Figur 1 beschränkt sich stark vereinfacht auf die Einbau¬ situation eines Federträgers 1 bei einem Kraftfahrzeug. Der Federträger 1 ist über Befestigungselemente 3a/3b zwischen einer Fahrzeugachse 5 und einem Fahrzeugaufbau 7 drehgelenkig angeordnet. Dabei ist es unerheblich, ob es sich bei der Fahrzeugachse 5 um eine gelenkte oder ungelenkte Achse han¬ delt. Genauso ist eine Anwendung bei einem Krad denkbar.
Der Federträger besteht im wesentlichen aus einem ersten und einem zweiten Träger 9/11. Jeder der Träger weist einen Fe¬ derteller 13/15 auf, wobei mindestens einer der Federtel¬ ler 13/15 axial zum entsprechenden Träger 9/11 verstellbar ausgeführt ist, um eine Feder 17 in der Funktion einer Fahr¬ zeugtragfeder, die zwischen den Federtellern 13/15 verspannt ist, in ihrer Vorspannung zu verstellen, damit das Fahrzeug in seiner Federung den Bedürfnissen angepaßt werden kann.
In der Figur 2 kommt eine Klemmschraubenverbindung zur Anwen¬ dung, die den Federteller 13 fixiert. Dabei besitzen ein Schraubring 35 und der Rohrkörper 25 des Federtellers 13, die die Klem schraubverbindung bilden, einander zugewandten Ke¬ gelflächen 37. Die Kegelflächen 37 ermöglichen es, daß der Rohrkörper 37 auf der Außenmantelfläche 39 des Trägers 9 ver¬ spannt wird. Damit sich der Federteller 13 beim Anziehen des Schraubringes nicht verdreht, wird mittels einer Nut-Feder¬ führung eine Axialführung 41 gewährleistet.
Diese Ausführungsform besitzt Rastmittel, die einen Haltering und einen profilierten Hülsenabschnitt 19 umfassen. Der Un¬ terschied besteht darin, daß die Rastmittel oberhalb des Fe¬ dertellers 13 angeordnet sind, und somit keine Haltefunktion gegenüber einer Feder 17 ausüben. Vielmehr dient die Rast¬ funktion dazu, eine sehr zulässige und vor allem reproduzier¬ bare Einstellung der Axiallage des Federtellers 13 zu ermög¬ lichen. Dabei dient als Haltering eine Tellerfeder 43, die fest mit dem Federteller 13 verbunden ist, damit in dem Falle, daß der Schraubring 35 gelöst und eine Axialverstellung
vorgenommen wird, die Tellerfeder 43 eine definierte Position einnimm .
In der Darstellung nimmt der Federteller 13 die höchste Axi¬ aleinstellung ein. Nach dem Lösen des Schraubringes 35 kann der Federteller 13 mit der Tellerfeder 43 axial nach unten verschoben werden, bis die Tellerfeder wieder in die ge¬ wünschte Stellung innerhalb des profilierten Hülsenabschnitts 31 einrastet. Dabei sorgt die Tellerfeder für eine ausrei¬ chende Gegenhaltekraft, damit die Schraubverbindung mit ihren Kegelflächen sicher wirksam wird.
Die Fig. 3 zeigt eine vereinfachte Darstellung des Federträ¬ gers 9 in Abwandlung zur Fig. 2, wobei der Haltering 43 eine Konusfläche 45 aufweist, die mit einer dem Federteller 13 wirkmäßig zugeordneten Gegenfläche 47 eine Spannverbindung bildet. Dabei weist der Haltering im linken Halbschnitt einen zum Träger 9 gerichteten L-förmigen Querschnitt auf, der mit einem Schenkel 43a in den Hülsenabschnitt 19 eingreift, der direkt in den Träger 9 eingearbeitet ist. Zur Montage ist der Haltering 43 über einen axial verlaufenden Schlitz 49 (siehe Draufsicht) elastisch aufweitbar, so daß sehr schnell die op¬ timale Position des Federtellers einstellbar ist. In der ein¬ gestellten Betriebsposition drückt die nicht dargestellte Fe¬ der auf den Federteller 13, dessen Gegenfläche 47 den Halte¬ ring 43 vorspannt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Profil des Hülsenab¬ schnitts 19 wie ein Sägezahnprofil ausgebildet. Dabei er¬ strecken sich die Zähne radial in Richtung des Federtel¬ lers 13, so daß die Zahnflanken 53 Halteflächen für den Haltering 43 bilden.
Der rechte Halbschnitt zeigt eine Abwandlung des linken Halb¬ schnitts, in den in dem ein Haltering 43 mit trapezförmigen Querschnitt zur Anwendung kommt, dessen radial außen liegende Seite die Konusfläche 45 bildet. Ein Steg 55, der Bestandteil
des Federtellers 13 ist, stellt zusammen mit einer Nut 57 im Hülsenabschnitt 19 eine Axialführung dar. Ein dornähnlicher Fortsatz 59 am Haltering 43 greift in das Profil des Hülsen¬ abschnitts, daß in dieser Variante symmetrische Zahnflanken aufweist.
Die Fig. 4 zeigt im Prinzip eine Kombination der beiden Ver¬ sionen nach Fig. 3. Der Haltering 43 ist identisch nach Fig. 3. Die Gegenfläche 47 zur Konusfläche 45 des Halterin¬ ges 43 wird von einem Konusring 61 gebildet. Zur radialen Führung wie auch zur axialen Abstützung des Federtellerε 13 wird der Konusring 61 verwendet. Eine Übergangsrundung 63 zwischen einer Abstützflache 65 und der Außenfläche 67 gleicht dabei Fertigungstoleranzen aus.
Zur Montage wird der Haltering 43 dem Federträger 9 überge¬ stellt. Der Konusring zentriert sich nach dem Auffädeln selbsttätig. Auf dieselbe Art wird der Federteller montiert. Eine Verstellung erfolgt auf die umgekehrte Art und Weise.
Die Ausführung nach Fig. 5 zeigt einen röhrförmigen Halte¬ ring 43, der ein den Hülsenabschnitt 19 angepaßtes Gegenprofil in seinem Innendurchmesser aufweist, das in das Profil des Hülsenabschnitts 19 eingreift. Für den Federteller 19 sind an dem Haltering 43 Stützflächen 69 in Form von Nocken angeprägt. Axial unterhalb der Nocken sind am Haltering Klemmflachen 71 angeformt, die in das Profil des Hülsenabschnitts 19 eingrei¬ fen und durch die zwischen dem Nocken und dem Federteller 13 wirksamen Normalkräfte angedrückt werden. Zusätzlich sind die Sicken unter einem Schrägungswinkel α zur Längsachse des Fe¬ derträgers 9 ausgeführt. Bei der Montage wird der Haltering 43 auf die vorgesehene Position eingestellt. Anschließend erfolgt das Einpressen von Klemmflächen 71 auf dem Umfang des Halter¬ inges 43. Die Klemmflachen verhindern ein Verdrehen, da sie als Gegenprofil das unter dem Schrägungswinkel α verlaufende Profil des Hülsenabschnitts 19 kreuzen. Auch axial stützen sich die Klemmflächen 71 im Hülsenabschnitt ab.
Damit der Haltering 43 entsprechend elastisch aufweitbar ist, weist dieser einen axial verlaufenden Schlitz 49 und axial verlaufende Querschnittsreduzierungen 73 in Form von Nuten auf.