DE19748634A1 - Device for supporting helical compression spring on shock absorbing strut of motor vehicles - Google Patents
Device for supporting helical compression spring on shock absorbing strut of motor vehiclesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstützen einer Schrauben druckfeder an einem Federbein einer Radaufhängung eines Kraftfahr zeugs, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for supporting a screw compression spring on a shock absorber of a motor vehicle suspension stuff, according to the preamble of claim 1.
Bei derartigen Radaufhängungen mit um den Teleskopstoßdämpfer ange ordneter Schraubendruckfeder (Federbein) ergeben sich durch die Schraubendruckfeder bewirkte Biegemomente auf den Stoßdämpfer, die gegebenenfalls zu leichten Verklemmungen führen und sich komfortmin dernd auf die Radaufhängung auswirken können (verstärkter Stick-Slip-Effekt).In such suspensions with around the telescopic shock absorbers ordered helical compression spring (shock absorber) result from the Coil compression spring caused bending moments on the shock absorber possibly lead to slight jamming and comfort which can affect the wheel suspension (more Stick-slip effect).
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen Radaufhängung mit relativ geringem Aufwand deren Ansprechverhalten (Anfedern) zu verbessern.The object of the invention is in a generic wheel suspension their response behavior (bouncing) with relatively little effort improve.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkma len des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin dung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.This object is achieved with the characteristic feature len of claim 1 solved. Advantageous further training of the Erfin can be found in the other claims.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, Mittel zur Kompensation der durch Herstellungstoleranzen bedingten Schiefstellung zwischen zumindest ei ner Endwindung der Schraubendruckfeder und der korrespondierenden Federauflage vorzusehen. Es ist bekannt, daß Schraubendruckfedern bedingt durch das Herstellungsverfahren relativ großen Toleranzen un terworfen sind. Hinsichtlich der Längen der Federn ist es deshalb üblich, diese in Toleranzgruppen einzuteilen und entsprechend zu verbauen. Nicht beachtet wurden aber bisher Schieflagen der Endwindungen der Schraubendruckfedern, die in bedingtem Maße Biegemomente auf die Kolbenstange des Teleskopstoßdämpfers ausüben können. Dazu addie ren können sich noch Herstellungstoleranzen an den Federauflagen der Radaufhängungsteile, z. B. des an dem Zylinderrohr des Teleskopstoß dämpfers befestigten Federtellers oder an der aufbauseitigen Abstützung der Schraubendruckfeder. Erfindungsgemäß wird das Ansprechverhalten der Radaufhängung bzw. des Teleskopstoßdämpfers durch Beseitigung der Biegemomente nun dadurch bewirkt, daß separate Mittel zur Kom pensation dieser Schieflage vorgesehen sind.According to the invention, means for compensating for the Manufacturing tolerances misalignment between at least one ner end turn of the helical compression spring and the corresponding Provide spring support. It is known that helical compression springs due to the manufacturing process relatively large tolerances un are subject. With regard to the lengths of the springs, it is therefore common divide them into tolerance groups and install them accordingly. So far, however, the end turns of the Helical compression springs that have limited bending moments on the Can exercise piston rod of the telescopic shock absorber. Add to that manufacturing tolerances on the spring supports of the Suspension parts, e.g. B. of the cylinder tube of the telescopic joint damper attached spring plate or on the body support the helical compression spring. According to the invention, the response behavior the suspension or the telescopic shock absorber by elimination of the bending moments now caused by separate means for com pensation of this imbalance are provided.
Die Mittel können z. B. ein an der Federauflage vorgesehener, mit einer inkompressiblen Flüssigkeit gefüllter, Hochdruckschlauch sein, der nach dem "Wasserbett-Effekt" einen hydraulischen Ausgleich der Schieflage herstellt. Der Hochdruckschlauch kann bevorzugt ringförmig zwischen der Endwindung der Schraubendruckfeder und der Federauflage, z. B. einem Federteller, angeordnet und mit einer zähviskosen Flüssigkeit gefüllt sein. Durch Verlagerung der Flüssigkeit innerhalb des Hochdruckschlauchs kann eine gleichmäßige Flächenpressung und damit eine biegemoment freie Abstützung der Schraubendruckfeder erzielt werden.The funds can e.g. B. provided on the spring support with incompressible liquid-filled, high-pressure hose after the "waterbed effect" hydraulic compensation of the skew manufactures. The high pressure hose can preferably be annular between the End turn of the helical compression spring and the spring support, e.g. B. one Spring plate, arranged and filled with a viscous liquid. By shifting the liquid inside the high pressure hose can create a uniform surface pressure and therefore a bending moment Free support of the helical compression spring can be achieved.
Die Kompensation der Schieflage kann aber auch durch einen bewegli chen Federteller erreicht werden, der bevorzugt mit sphärischen Auflage flächen versehen sich bei der Montage nach der Schieflage der Endwin dung der Schraubendruckfeder ausrichten kann.The compensation of the skew can also be done by a moveable Chen spring plate can be achieved, preferably with a spherical pad surfaces match each other when the Endwin is skewed can align the helical compression spring.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weite ren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt inSeveral embodiments of the invention are in the following with wide ren details explained. The schematic drawing shows in
Fig. 1 den oberen Abschnitt eines Federbeins einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs mit einer an Federtellern als Federaufla gen abgestützten Schraubendruckfeder; Figure 1 shows the upper portion of a suspension strut of a wheel suspension of a motor vehicle with a helical compression spring supported on spring plates as Federaufla conditions.
Fig. 2 den unteren, am Zylinderrohr des Teleskopstoßdämpfers an geordneten Federteller der Schraubendruckfeder mit einem in den elastischen Dämpfungsring integriertem Hochdruck schlauch; Fig. 2, the lower, on the cylinder tube of the telescopic shock absorber to the ordered spring plate of the helical compression spring with a high pressure hose integrated in the elastic damping ring;
Fig. 3 den Federteller nach Fig. 2 mit einer übertrieben dargestellten Schieflage der Endwindung der Schraubendruckfeder; FIG. 3 the spring plate according to FIG. 2 with an exaggerated inclination of the end turn of the helical compression spring;
Fig. 4 einen zum Zylinderrohr des Teleskopstoßdämpfers bewegli chen unteren Federteller des Federbeins nach Fig. 1; . Figure 4 shows a cylinder tube of the telescopic shock absorber for bewegli chen lower spring plate of the strut of FIG. 1;
Fig. 5 den Federteller nach Fig. 4 mit einer wiederum übertrieben dargestellten Schieflage der Endwindung der Schraubendruck feder; Fig. 5, the spring plate according to Figure 4 with an again exaggerated skew of the end turn of the screw pressure spring.
Fig. 6 eine weitere Ausführung des unteren Federtellers mit einer Verlängerungshülse und einer Kugelbüchse als bewegliche Lagerung; und Fig. 6 shows a further embodiment of the lower spring plate with an extension sleeve and a ball bush as a portable storage; and
Fig. 7 schließlich eine Ausführung des unteren Federtellers ähnlich Fig. 6, jedoch mit einer über eine gummielastische Auflage beweglich abgestützten Tasse. Fig. 7 finally shows an embodiment of the lower spring plate similar to Fig. 6, but with a cup movably supported over a rubber-elastic pad.
Die Fig. 1 zeigt im wesentlichen ein Federbein 10 einer nicht dargestell ten Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, das sich im wesentlichen zu sammensetzt aus einem Teleskopstoßdämpfer 12 und einer um den Te leskopstoßdämpfer 12 herum angeordneten Schraubendruckfeder 14. Das Federbein 10 ist mit der Dämpferstange 16 des Teleskopstoß dämpfers 12 am Aufbau 18 des Kraftfahrzeugs über ein elastisches Lager 20 angelenkt, während das nicht dargestellte Ende des Dämpferzylinders 22 z. B. an einem Querlenker (nicht dargestellt) der Radaufhängung ge lenkig angebunden ist. Fig. 1 shows essentially a shock absorber 10 of a wheel suspension of a motor vehicle, not shown, which is essentially composed of a telescopic shock absorber 12 and a helical compression spring 14 arranged around the telescopic shock absorber 12 . The strut 10 is articulated with the damper rod 16 of the telescopic shock damper 12 on the body 18 of the motor vehicle via an elastic bearing 20 , while the end of the damper cylinder 22, not shown, z. B. on a wishbone (not shown) of the wheel suspension is articulated.
Die Schraubendruckfeder 14 ist über ihre eine Endwindung 28 mittels ei nes Federtellers 24 über einen elastischen Dämpfungsring 26 am Aufbau 18 des Kraftfahrzeugs abgestützt, während deren entgegengesetzt lie gende Endwindung 30 über einen zweiten Federteller 32 und einen ela stischem Dämpfungsring 34 an dem Dämpferzylinder 22 abgestützt ist. Der Federteller 32 ist beispielsweise mit dem Dämpferzylinder 22 ver schweißt.The helical compression spring 14 is supported on its one end turn 28 by means of egg nes spring plate 24 via an elastic damping ring 26 on the body 18 of the motor vehicle, while the opposite end winding 30 is supported on the damper cylinder 22 via a second spring plate 32 and an elastic damping ring 34 . The spring plate 32 is, for example, welded to the damper cylinder 22 .
Soweit beschrieben, ist die Konstruktion nach Fig. 1 dem Stand der Technik entsprechend, wobei Schieflagen der Endwindungen 28, 30 wie ohne weiteres aus der Zeichnung ersichtlich ist, Biegemomente auf den Teleskopstoßdämpfer 12 ausüben können. Rein vorsorglich sei noch er wähnt, daß die Dämpfungsringe 26, 34 sowie der noch zwischen der Endwindung 28 und dem Federteller 24 vorgesehene elastische Dich tungsbalg 36 keine Kompensation dieser Schieflage bewirken können, da aufgrund der hohen Flächenpressungen die Kompensationswirkung der elastischen Zwischenlagen nahezu null ist.As far as described, the construction according to FIG. 1 corresponds to the state of the art, whereby the tilting of the end windings 28 , 30, as can be easily seen from the drawing, can exert bending moments on the telescopic shock absorber 12 . As a precautionary measure, he also mentions that the damping rings 26 , 34 and the elastic bellows 36 provided between the end turn 28 and the spring plate 24 can not compensate for this imbalance, since the compensation effect of the elastic intermediate layers is almost zero due to the high surface pressures.
Entsprechend den Fig. 2 und 3 ist zwischen dem unteren Federteller 32' als an dem Dämpferzylinder 22 festgelegter Federauflage der End windung 30 der Schraubendruckfeder 14 ein elastischer Dämpfungsring 34' vorgesehen, in den ein mit einer zähviskosen, inkompressiblen Flüs sigkeit 38 (z. B. Silikon) gefüllter Hochdruckschlauch 40 integriert ist. Der Hochdruckschlauch 40 ist ringförmig ausgeführt, wobei dessen Durch messer etwa dem Durchmesser der Endwindung 30 der Schraubendruck feder 14 entspricht. Der Hochdruckschlauch 40 kann beispielsweise aus einer faserverstärkten, flüssigkeitsdichten Gummimischung bestehen.According to FIGS. 2 and 3 'is as defined in the damper cylinder 22 spring support of the end turn 30 of the helical compression spring 14, an elastic damper ring 34' is provided between the lower spring plate 32, such in a sigkeit with a viscous, incompressible flues 38 (. B . Silicone) filled high pressure hose 40 is integrated. The high-pressure hose 40 is designed annular, the diameter of which corresponds approximately to the diameter of the end turn 30 of the helical compression spring 14 . The high-pressure hose 40 can consist, for example, of a fiber-reinforced, liquid-tight rubber mixture.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann sich bei einer Schieflage der End windung 30 (vgl. Winkel α zwischen der Längsachse 42 des Teleskop stoßdämpfers 12 und einer Senkrechten 44 durch die Auflageebene der Endwindung 30 der Schraubendruckfeder 14) das zähviskose Silikon 38 in dem ringförmigen Hochdruckschlauch 40 wie dargestellt nach dem Wasserbett-Effekt derartig über den Umfang verlagern, daß die Schief stellung ohne Ausübung von Biegemomenten auf den Teleskopstoß dämpfer 12 kompensiert wird. Der elastische Dämpfungsring 34' kann sich aufgrund der Nachgiebigkeit des Hochdruckschlauchs 40 entspre chend verformen, ohne daß seine Dämpfungseigenschaften verändert oder unzulässige Materialverformungen auftreten können.As can be seen from Fig. 3, can at a skew of the end turn 30 (see. Angle α between the longitudinal axis 42 of the telescopic shock absorber 12 and a vertical 44 through the support plane of the end turn 30 of the helical compression spring 14 ), the viscous silicone 38 in the move annular high pressure hose 40 as shown after the waterbed effect over the circumference in such a way that the misalignment damper 12 is compensated for without exerting bending moments on the telescopic shock. The elastic damping ring 34 'can deform due to the resilience of the high pressure hose 40 accordingly, without changing its damping properties or inadmissible material deformations can occur.
In den Fig. 4 und 5 ist der an dem Dämpferzylinder 22 abgestützte Federteller 32'' gegenüber dem Dämpferzylinder 22 beweglich angeord net. Dabei sind an dem ringförmigen Federteller 32'' an seinem Innenum fang sphärisch ausgebildete Abstützflächen 46 vorgesehen, die mit kor respondierenden Auflageflächen 48 an einer Ringwulst 50 des Dämpfer zylinders 22 zusammenwirken, und die eine Taumelbewegung mit ent sprechenden Schieflagen des Federtellers 32'' relativ zum Dämpferzylin der 22 ermöglichen.In Figs. 4 and 5 supported on the damper cylinder 22 spring plate 32 '' relative to the damper cylinder 22 is movable net angeord. Spherically formed support surfaces 46 are provided on the annular spring plate 32 '' on its inner circumference, which cooperate with cor-responding bearing surfaces 48 on an annular bead 50 of the damper cylinder 22 , and which have a wobble movement with corresponding oblique positions of the spring plate 32 '' relative to Damper cylinder of the 22 enable.
Bei der Montage der Schraubendruckfeder 14 (vgl. Fig. 5) kann sich bei einer entsprechenden Schieflage der Endwindung 30 der Schrauben druckfeder 14 der Federteller 32'' mit dem dazwischen angeordneten elastischen Dämpfungsring 34 derartig zur Längsachse 42 des Dämpfer zylinders 22 schräg verlagern (vgl. Senkrechte 44 auf die Auflageebene der Endwindung 30), daß ebenfalls Biegemomente durch die Schiefstel lung der Endwindung 30 auf den Teleskopstoßdämpfer 12 vermieden werden.During assembly, the compression coil spring 14 (see FIG. FIG. 5) may be at a corresponding oblique position of the end turn 30 of the helical compression spring 14, the spring plate 32 '' with the interposed elastic damping ring 34 in such a way to the longitudinal axis 42 of the damper cylinder 22 obliquely move (cf. Vertical 44 on the support plane of the end turn 30 ) that bending moments are also avoided by the skewing of the end turn 30 on the telescopic shock absorber 12 .
Gemäß Fig. 6 ist der untere Federteller 32 mit einer Verlängerungshülse 52 verschweißt, die mit einem ringförmigen Freiraum 54 den Dämpferzy linder 22 des Teleskopstoßdämpfers 12 über einen Teil dessen Länge überdeckt.Referring to FIG. 6, the lower spring seat 32 is welded to an extension sleeve 52, which covers with an annular space 54 the Dämpferzy linder 22 of the telescopic shock absorber 12 via a part of its length.
Die Verlängerungshülse 52 ist im Bereich der von der Dämpferstange 16 durchdrungenen Stirnseite 56 mit sphärischen Abstützflächen 46' verse hen, die mit korrespondierenden Auflageflächen 48' einer ringförmigen Kugelbüchse 58 korrespondieren.The extension sleeve 52 is hen in the region of the end face 56 penetrated by the damper rod 16 with spherical support surfaces 46 ', which correspond to corresponding bearing surfaces 48 ' of an annular ball bushing 58 .
Die Kugelbüchse 58 wiederum ist mit einem radial nach innen ragenden Bund 60 versehen, der sich an der Stirnfläche 56 des Dämpferzylinders 22 abstützt.The ball bushing 58 is in turn provided with a radially inwardly projecting collar 60 , which is supported on the end face 56 of the damper cylinder 22 .
Die Kugelbüchse 58, die auch unmittelbar (ohne Verlängerungshülse 52) am Dämpferzylinder 22 (z. B. wie in der Fig. 5 bei Bezugszeichen 50) befestigt sein könnte, ermöglicht wie vorbeschrieben eine Kompensation einer ggf. vorliegenden Schieflage der Endwindung 30 der Schraubendruckfeder 14 (vgl. Fig. 1 dazu), indem der Federteller 32 im Bereich des vorgegebenen Freiraumes 54 sich um den durch die Kugelbüchse 58 definierten Gelenkpunkt bewegen kann.The ball bushing 58 , which could also be attached directly (without the extension sleeve 52 ) to the damper cylinder 22 (e.g., as shown in FIG. 5 at reference number 50 ), enables, as described above, compensation for any misalignment of the end turn 30 of the helical compression spring 14 (cf. FIG. 1 in this regard) in that the spring plate 32 can move in the area of the predetermined free space 54 around the hinge point defined by the ball bushing 58 .
In der Fig. 7 (gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen) schließlich ist die Verlängerungshülse 52' zu einer umgekehrten Tasse 62 mit einstückig angeformtem Federteller 32 und einem radial verlaufendem Boden 64 ausgeformt, wobei sich der Boden 64 an der Stirnfläche 56 des Dämpferzylinders 22 über eine im wesentlichen scheibenförmige, gummielastische Auflage 66 abstützt.Finally, in FIG. 7 (identical parts are provided with the same reference numerals), the extension sleeve 52 ′ is formed into an inverted cup 62 with a spring plate 32 integrally formed thereon and a radially extending bottom 64 , the bottom 64 being formed on the end face 56 of the damper cylinder 22 is supported by an essentially disk-shaped, rubber-elastic support 66 .
Die Auflage 66 ist zusätzlich mit mehreren materialschwächenden Ausnehmungen 68 versehen, die die Nachgiebigkeit der Auflage 66 erhöhen. Ferner weist die Auflage 66 einen zylindrischen Fortsatz 70 auf, der sich über den Außenumfang des Dämpferzylinders 22 erstreckt und damit eine Zentrierung der Verlängerungshülse 52' relativ zum Dämpferzylinder 22 bewirkt.The support 66 is additionally provided with a plurality of material-weakening recesses 68 which increase the flexibility of the support 66 . Furthermore, the support 66 has a cylindrical extension 70 which extends over the outer circumference of the damper cylinder 22 and thus effects a centering of the extension sleeve 52 'relative to the damper cylinder 22 .
Die mit der Auflage 66 erzielbare Kompensation der Schieflage der Endwindung 30 der Schraubendruckfeder 14 (vgl. Fig. 1) ist in der Fig. 7 übertrieben dargestellt.The compensation of the skew of the end turn 30 of the helical compression spring 14 (see FIG. 1) that can be achieved with the support 66 is exaggerated in FIG. 7.
Die in den Fig. 2 bis 7 beschriebenen Mittel zur Kompensation der Schiefstellung der Endwindung 30 der Schraubendruckfeder 14 können auch an der Endwindung 28 oder nur an dieser in der beschriebenen oder einer ähnlichen Form vorgesehen sein.The means described in FIGS. 2 to 7 for compensating for the misalignment of the end turn 30 of the helical compression spring 14 can also be provided on the end turn 28 or only on this in the described or a similar form.
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