DE10124976C2 - Federunterlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Federunterlage gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Im Stand der Technik sind Federunterlagen bekannt, die jeweils zur dämpfenden Abstützung einer Feder, die Teil einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges ist, dienen.

So offenbart die DE 199 39 515 A1 ein Federbein für ein Kraftfahrzeug mit einer Lagerung für eine Schraubenfeder, das eine gattungsgemäße Federunterlage aufweist. Die Lagerung des Federbeins selbst sowie für eine Schraubenfeder des Federbeins erfolgt über elastische Feder­ auflagen, die in Stützelementen gelagert sind, welche sich an einem Federteller abstützten.

Die Einzelkomponenten sind miteinander über Verdrillfixierungen unverdrehbar zueinander gehalten. Diese Lagerung für eine Feder soll eine Knickung der Schraubenfeder vermeiden, sowie den Einsatz verschieden langer Federn in einfacher Weise ermöglichen. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß ein Federteller in verschiedenen Höhen an einem Dämpferbein angeordnet werden kann, bzw. zum Ausgleich von Toleranzen Stützelemente unterschiedli­ cher Dicke eingesetzt werden.

Ferner offenbart die US 2,610,847 einen korrigierenden und federausrichtenden Abstandsring. Der Abstandsring dient dazu, in einem Kraftfahrzeug die Verkürzung einer Feder, die sich während des Betriebs ergibt, auszugleichen. Dazu sind Ringe verschiedener Dicke vorgese­ hen.

Darüber hinaus ist aus der DE 42 11 176 C2 eine Lagerung für ein Federbein eines Kraftfahr­ zeuges bekannt. Die Lagerung weist einen Federteller auf, der eine elastische Auflage hält. Die elastische Auflage ist entsprechend der Steigung einer Feder des Federbeins geneigt. Die Auflage ist ferner auf einem am Federteller gehaltenen Distanzelement gelagert, das derart ausgeformt ist, daß die elastische Auflage im Abstützbereich der Feder einen gleichbleiben­ den Abstand zu einer Federabstützfläche der Auflage besitzt.

Zudem offenbart die DE 37 37 770 C2 ein Kunstoffdrucklager für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges, das zwischen einem Federsitz einer Stoßdämpferfeder und einem fahrzeug­ karosserieseitigen Abstützteil vorgesehen ist. Durch die Verwendung bestimmter Materialien in dem Drucklager und die Geometrie desselben soll eine reibungs- und verschleißarme Lage­ rung unter aggressiven Umweltbedingungen bei hoher Standzeit ermöglicht werden. Insbe­ sondere soll das Eindringen von Fremdkörpern zwischen Gleitflächen des Drucklagers ohne eine Erhöhung der Reibung im Lager vermieden werden.

Weiterhin ist aus der EP 0 924 445 A2 eine Federunterlage, insbesondere für das Federlager der Hinter- oder Vorderachse eines Personenkraftwagens, bekannt, die einen scheibenförmi­ gen Körper aus elastomerem Material und eine in den elastomeren Körper eingebettete Verstärkungseinlage umfaßt. Zur Reduzierung des Gewichts bei gleichzeitiger Erhöhung der Stei­ figkeit der Federunterlage besteht die Verstärkungseinlage aus Kunststoff. Diese Federunter­ lage wird als geräuschdämpfendes Element zwischen die Feder der Radaufhängung und der Karosserie, an der sich die Feder abstützt, eingesetzt.

Bei der Verbindung eines Fahrwerks mit einer Karosserie zur Montage eines Kraftfahrzeugs, die auch als "Hochzeit" bezeichnet wird, wird auf eine Feder, zumindest an einem, vorzugs­ weise an beiden Federenden, eine Federunterlage aufgesetzt. Die verschiedenen Toleranzen der Federn, insbesondere in der Bauhöhe bei Schraubenfedern, wird durch die Federunterlage, nämlich durch deren Höhe, ausgeglichen. Zu diesem Zweck wird während der Hochzeit je nach Bauhöhe der Feder eine bestimmte einteilige Federunterlage aufgesetzt, die eine be­ stimmte Diode des elastomeren Körpers aufweist, bzw. wird bei der gattungsgemäßen Fe­ derunterlage ein Stützelement bestimmter Diode eingesetzt. Dies führt jedoch zu dem Nach­ teil, daß die Dämpfungseigenschaften der Federunterlage, bei Anpassung an die Bauhöhe der Feder verändert werden können und eine Vielzahl unterschiedlich bemessener Federunterla­ gen bzw. Stützelementen vorliegen müssen. Die bekannten Federunterlagen selbst bzw. deren Einzelkomponenten sind jedoch während der Hochzeit nicht transport- bzw. montagesicher mit der Feder bzw. untereinander verbunden. So können sich die Einzelkomponenten bzw. so kann sich die gesamte Federunterlage während der Hochzeit verschieben bzw. von der Feder herunterfallen. Die elastomen Federunterlage wird in der Regel mit einem Schmiermittel be­ netzt, um die Verbindung mit der Feder zu erleichtern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die gattungsgemäße Federunterlage derart weiter­ zuentwickeln, daß die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden, insbesondere die Federunterlage transport- bzw. montagesicher mit der Feder verbunden werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche 2 bis 19 beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsge­ mäßen Federunterlage.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschrei­ bung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielhaft anhand schemati­ scher Zeichnungen im Einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Unteransicht einer erfindungsgemäßen Federunterlage; und

Fig. 2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Federunterlage der Fig. 1, entlang der Linie A-A.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Federunterlage 1 in einer Unteransicht auf einem Halter 2, der vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material besteht, dargestellt.

Für große Belastungen, wie sie bei großen Kraftfahrzeugen aufgrund des hohen Gewichts entstehen, besteht der Halter 2 vorzugsweise aus glasfaserverstärketem Polyamid, insbesonde­ re PA 6.6, während bei kleineren Kraftfahrzeugen der Halter 2 aus einem kostengünstigeren Werkstoff, vorzugsweise glasfaserverstärktem Polypropylen, besteht. Der Halter 2 nimmt eine Feder 3, in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer schraubenförmigen Stahlfeder reali­ siert, auf und ist, wie weiter unten beschrieben wird, mit dieser lösbar verbunden und relativ zu dieser drehbar. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Halter 2 zudem lösbar mit einer rotations­ symmetrischen Auflage 5, die vorzugsweise aus Naturkautschuk besteht, verbunden. Zwi­ schen dem Halter 2 und der Auflage 5 sind rotationssymmetrische Zwischenscheiben 7, 8, 9, 10, die vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material, insbesondere Polypropylen be­ stehen und lösbar mit der Auflage 5 verbunden sind, angeordnet.

Zur Montage der Federunterlage 1 auf der Feder 3, insbesondere zwischen einer nicht darge­ stellten Karosserie und einem nicht dargestellten Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges, werden zunächst die Bauhöhe der Feder 3 und die zum Ausgleich von gegebenenfalls vorliegenden Bauhöhentoleranzen der Feder 3 notwendige Bauteilhöhe H der Federunterlage 1 bestimmt. Durch die gewünschte Bauteilhöhe H wird die Anzahl der notwendigen Zwischenscheiben 7, 8, 9, 10 bestimmt. In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform der Erfindung können bis zu 4 Zwischenscheiben 7, 8, 9, 10 eingesetzt werden.

Als nächstes werden die zum Erhalten der Bauteilhöhe H notwendigen Zwischenscheiben 7, 8, 9, 10 auf den Halter 2 aufgesetzt. Die Zwischenscheiben 7, 8, 9, 10 weisen eine konische Form auf, die der Form des Halters 2 entspricht, so daß diese beim Auflegen auf den Halter 2 zentriert werden.

Der Halter 2 weist eine Öffnung 19 auf, die sich mit zentralen Öffnungen der Zwischenschei­ ben 7, 8, 9, 10 nach Auflegen der Zwischenscheiben 7, 8, 9, 10 auf den Halter 2 deckt. Zur Verbindung des Halters 2 und den auf diesem aufliegenden Zwischenscheiben 7, 8, 9, 10 mit der Auflage 5 weist dieser einen Zapfen 16 mit einer periodischen Kontur 18 auf. Die Auflage 5 wird also so auf den Halter 2 und die auf diesem aufliegenden Zwischenscheiben 7, 8, 9, 10 aufgesetzt, daß der Zapfen 16 in die zentralen Öffnungen der Zwischenscheiben 7, 8, 9, 10 und die Öffnung 19 des Halters 2 eingesetzt wird. Der Halter 2 sowie die Zwischenscheiben 7, 8, 9, 10 werden dabei mit der Auflage 5 durch die Verkrallung der Kontur 18 des Zapfens 16 mit dem Rand der Öffnung 19 verbunden.

Anschließend wird die Federunterlage 1 über den Halter 2 mit der Feder 3 verbunden. Dazu weist der Halter 2 eine Nut 20 auf, in die die erste Windung der Feder 3 teilweise aufgenom­ men werden kann. Zur Verbindung der Federunterlage 1 mit der Feder 3 weist der Halter 2 zudem zwei Klipshakenpaare 21, 22 auf. Die Federunterlage 1 wird vorläufig in beliebiger Position auf ein Ende der Feder 3 aufgesetzt. Anschließend wird die Federunterlage 1 so ge­ dreht, daß das entsprechende ein Ende der Feder 3 an einen Anschlag 23 anschlägt. Um Tole­ ranzen der Feder 3, die beim Abschlagen der Feder 3 entstehen, auszugleichen, weist der Halter 2 im Bereich des Anschlags 23 zumindest eine nicht dargestellte Aussparung auf. Dar­ über hinaus weist der Halter 2 eine Erhöhung 25 auf, durch die die End-Windung der Feder 3 geschützt wird, wenn die Windungen der Feder 3, insbesondere während des Fahrbetriebes, zum Anschlag kommen.

Zur Versteifung des Halters 2 weist der Halter 2 Verstrebungen 26 auf.

Da der Halter 2 aus einem glasfaserverstärkten thermoplastischen Material besteht, ist eine Drehung der Federunterlage 1 gegenüber der Feder 3 mit geringem Kraftaufwand möglich. Dadurch wird vermieden, daß zusätzliche Gleit- und Montagehilfsmittel auf die Federunterla­ ge 1 aufgebracht werden müssen, wie es bei bekannten Gummifederunterlage notwendig ist. Dies vermeidet auch unnötige Verschmutzungen.

Um einen Abrieb und damit eine Korossion der Feder 3 zu vermeiden, bestehen die Klipsha­ kenpaare 21, 22 aus Kunststoff.

Um ein Abrutschen der Federunterlage 1 von der Feder 3 zu vermeiden, weist die Nut 20 eine Tiefe T auf, die größer als die Federdrahtstärke F ist. Den seitlichen Rand der Nut 20 bildet ein Bund 27. Die Klipshakenpaare 21, 22 können zumindest teilweise in den Bund 27 inte­ griert sein, und der Bund 27 weist Aussparungen im Bereich der Klipshakenpaare 21, 22 auf. Somit dient der Bund 27 zum einen dem Schutz der Klipshakenpaare 21, 22 und ermöglicht zum anderen eine Beweglichkeit der Klipshaken der Klipshakenpaare 21, 22.

Um die Belastungen auf die Federunterlage 1 im Fahrbetrieb gleichmäßig auf den Halter 2, die Zwischenscheiben 7, 8, 9, 10 und die Auflage 5 zu verteilen, weist die Nut 20 eine Innen­ kontur mit einer Steigung S auf, die der des Endes der Feder 3 entspricht. Dabei folgt die Steigung des Halters 2 der der Feder 3 auf circa ¾ des Umfangs des Halters 2 im Falle der dargestellten Ausführungsform.

Die Feder 3 wird mittels der Federunterlage 1 schließlich unter gleichzeitiger Zentrierung der Karosserie relativ zum Fahrwerk, im wesentlichen ohne Lageorientierung, mit der Karosserie verbunden. Zu diesem Zweck weist die Karosserie einen Zentrierbolzen auf, der in die Öff­ nung 28, die sich im Zapfen 16 der Auflage 5 befindet, eingreift, und ist die Auflage 5 sich konisch verjüngend ausgeformt.

Aufgrund der lösbaren Verbindung des Halters 2 mit der Auflage 5, den Zwischenscheiben 7, 8, 9, 10 und der Feder 3 wird eine Verbindung dieser Bauteile nach dem Baukastenprinzip erreicht, die transport- und montagesicher ist, jedoch im Werkstattfall und zum Zwecke des Recyclings leicht gelöst werden kann.

So wird erfindungsgemäß erstmals eine Federunterlage 1 bereitgestellt, deren Bauteilhöhe H auf einfache Weise den Bauhöhentoleranzen einer Feder 3 angepaßt werden kann, ohne daß jedoch die Dämpfungseigenschaften der Federunterlage 1, die im wesentlichen durch die Auflage 5 bestimmt wird, im wesentlichen verändert werden.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen, sowie in den Ansprüchen offen­ barten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombi­ nation für die Verwirklichung der Erfindung in Ihren verschiedenen Ausführungsformen we­ sentlich sein.

Claims (19)

1. Federunterlage, insbesondere für ein Federlager eines Kraftfahrzeuges, mit einem Halter (2) zur zumindest teilweisen Aufnahme einer Feder (3) und einer elastischen Auflage (5), wobei der Halter (2) und die Auflage (5) lösbar miteinander verbindbar sind und zwischen die Auflage (5) und den Halter (2) zumindest eine Zwischenscheibe (7, 8, 9, 10), die lösbar mit dem Halter (2) und/oder der Auflage (5) verbindbar ist, einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (2) und jede Zwischenscheibe (7, 8, 9, 10) zumindest eine Öffnung (19) aufweist bzw. aufweisen, und die Auflage (5) zumindest einen in diese Öffnung(en) (19) einsteckbaren Zapfen (16) aufweist, wobei der Zapfen (16) eine Kontur (18) zur Fixierung des Halters (2) und/oder jeder Zwischenscheibe (7, 8, 9, 10) durch Verkral­ lung der Kontur (18) mit dem Rand der Öffnung(en) (19) aufweist.

2. Federunterlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (18) periodisch und/oder in Form eines Gewindes oder umlaufender Wülste ausgebildet ist.

3. Federunterlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (5), jede Zwischenscheibe (7, 8, 9, 10) und/oder der Halter (2) rotations­ symetrisch ist bzw. sind.

4. Federunterlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (5) Gummi umfasst und/oder jede Zwischenscheibe (7, 8, 9, 10) und/oder der Halter (2) ein thermoplastisches Material umfaßt bzw. umfassen.

5. Federunterlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummi Naturkautschuk, synthetischer Kautschuk und/oder Styrol-Butadien- Rubber (SBR) ist, das thermoplastische Material der Zwischenscheibe Polypropylen ist und/oder das thermoplastische Material des Halters glasfaserverstärkt und/oder Polypropylen, Polyamid und/oder PA 6.6 ist.

6. Federunterlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Auflage (5) auf der dem Halter (2) abgewandten Seite konisch verjüngt.

7. Federunterlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (3) über zumindest ein Klipshakenpaar (21, 22) lösbar verbindbar ist.

8. Federunterlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Klipshakenpaare (21, 22) auf dem Halter (2) sich gegenüberliegend angeordnet sind.

9. Federunterlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Oberfläche jedes Klipshakenpaares (21, 22) mit einem Kunststoff be­ schichtet ist, die Klipshakenpaare (21, 22) Kunststoff umfassen und/oder auf den der Feder (3) zugewandten Seiten jedes Klipshakenpaares (21, 22) Schutzbacken aufge­ setzt sind.

10. Federunterlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (2) einen Anschlag (23) aufweist, wobei durch Drehung des Halters (2) re­ lativ zur Feder (3) ein Ende der Feder (3) an dem Anschlag (23) positionierbar ist.

11. Federunterlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (2) im Bereich des Anschlags (23) eine Aussparung und/oder eine Erhö­ hung (25) aufweist.

12. Federunterlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (3) eine schraubenförmige Stahlfeder ist.

13. Federunterlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die der Feder (3) zugewandte Fläche des Halters (2) an die Steigerung des gehaltenen Federbereichs angepaßt ist.

14. Federunterlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (2) eine Nut (20) mit einem Bund (27) zur Aufnahme zumindest eines Teils einer Windung der Feder (3) umfaßt.

15. Federunterlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Windung zwischen 180° bis 270° aufgenommen wird.

16. Federunterlage nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (20) eine Kontur aufweist, die mit einer Steigung (5) des in dem Halter aufge­ nommenen Endes der Feder (3) ausgeformt ist.

17. Federunterlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (20) eine Kontur in Form eines Gewindes aufweist, und der Halter (2) auf die Feder (3) aufschraubbar ist.

18. Federunterlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (2) durch eine volle Umdrehung des Halters (2) relativ zur Feder (3) auf­ schraubbar ist.

19. Federunterlage nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Klipshakenpaare (21, 22) zumindest teilweise mit dem Bund (27) in einem ausge­ formt sind und/oder der Bund (27) im Bereich jedes Klipshakens der Klipshakenpaare (21, 22) eine Aussparung aufweist.