DE19851484A1

DE19851484A1 - Federbein für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE19851484A1
Application number: DE1998151484
Authority: DE
Inventors: Manfred Angles
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2000-05-18
Anticipated expiration: 2018-11-10
Also published as: DE19851484B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Federbein für Fahrzeuge, das einen Schwingungsdämpfer und eine durch eine Schraubenfeder gebildete Tragfeder aufweist, wobei der Schwingungsdämpfer einen Behälter besitzt, der an seinem unteren Ende mit einem ein Fahrzeugrad aufnehmenden Radträger verbunden ist. Eine im Behälter abdichtend geführte Kolbenstange ist in einem Fahrzeugaufbau gelagert, während sich die Tragfeder mit dem einen Federende auf einem fest mit dem Behälter verbundenen Federteller abstützt und mit dem anderen Federende über einen Federteller auf den Fahrzeugaufbau einwirkt. Zur besseren Kompensation des auf den Schwingungsdämpfer durch die Radialkräfte einwirkenden Biegemoments ist der Behälter im Bereich der Ebene der Federauflage des Federtellers auf der dem Fahrzeugrad abgekehrten Seite mit einer Einbuchtung versehen, in die zumindest die untere Windung der Tragfeder teilweise eingreift.

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbein für Fahrzeuge, das einen Schwingungsdämpfer und eine durch eine Schraubenfeder gebildete Tragfeder aufweist, wobei der Schwingungs dämpfer einen Behälter besitzt, der an seinem unteren Ende mit einem ein Fahrzeugrad aufnehmenden Radträger verbunden ist und eine im Behälter abdichtend geführte Kol benstange in einem Fahrzeugaufbau gelagert ist, während sich die Tragfeder mit dem einen Federende auf einem fest mit dem Behälter verbundenen Federteller abstützt und mit dem anderen Federende über einen Federteller auf den Fahrzeugaufbau einwirkt.

Derartige Federbeine übernehmen Radführungskräfte, da sie meist mit dem unteren Ende auf einem Querlenker gelagert sind und über den Radträger Kräfte auf den Schwingungsdämpfer einwirken, die beispielsweise von den Radaufstandskräften und von Seitenführungskräften herrühren und ein Biegemoment bilden, wodurch Klemm- und Reibungskräfte an der Kolbenstange in der Führung und am Kolben an der Zylinde rinnenwand entstehen, die ein Ansprechen des Schwingungsdämpfers zumindest bei kleinen Fahrbahnstößen vermindert oder sogar verhindert. Dadurch wird das Fahrverhal ten und der Fahrkomfort verschlechtert, da die kleinen Fahrbahnstöße ungefedert und ungedämpft auf den Fahrzeugaufbau übertragen werden.

Zur Vermeidung der vorstehend geschilderten Nachteile wird entsprechend der DE-OS 1 5 05 616 die Schraubenfeder derart ausgebildet, daß im eingebauten Zustand die der Fahrzeugaußenseite zugekehrte Hälfte der Schraubenfeder eine größere Vorspannung aufweist als die der Fahzeuginnenseite zugekehrte Hälfte. Dadurch wirkt auf den Schwingungsdämpfer dem von den Radkräften verursachten Biegemoment ein durch die Schraubenfeder erzeugtes Gegenmoment entgegen, so daß die Funktion des Schwingungsdämpfers auch bei kleinen Fahrbahnstößen sichergestellt ist. Nachteilig ist bei dieser Konstruktion, daß die Schraubenfeder infolge ihrer komplizierten Formge bung teuer in der Herstellung ist und einen aufwendigen und lagegerechten Einbau erfordert, der gegen Verdrehung der Schraubenfeder gesichert werden muß.

Weiter ist es bekannt, daß durch eine gegenüber der Achse des Schwingungsdämpfers geneigt angeordnete Achse der Schraubenfeder eine den Radkräften entgegenwirkende Querkraft erzeugt wird. Das von den Radkräften ausgeübte Biegemoment kann jedoch nicht ausreichend ausgeglichen werden, da der zur Verfügung stehende Einbauraum der Außenkontur der Feder Grenzen setzt, d. h. die Feder einen bestimmten Außen durchmesser nicht überschreiten darf, also noch eine relativ hohe Querkraft auf den Schwingungsdämpfer wirkt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Federbein für Fahrzeuge zu schaffen, das einen weitestgehenden Biegemomentausgleich aufweist und mit normalen zylindri schen Tragfedern versehen werden kann, das Federbein einen geringen Einbauraum benötigt und einfach in der Herstellung und Montage ist.

Diese Aufgabe wird entsprechend der Erfindung dadurch gelöst, daß der Behälter des Schwingungsdämpfers im Bereich der Ebene der Federauflage des Federtellers auf der dem Fahrzeugrad abgekehrten Seite mit einer Einbuchtung versehen ist, in welche zu mindest die untere Windung der Tragfeder teilweise eingreift. Damit wird auf einfache Weise eine optimale Annäherung der Wirkungslinie der Tragfeder an die Wirklinie der Abstützbasis erzielt, wobei kostengünstige übliche zylindrische Tragfedern eingebaut werden können und gleichzeitig die auf den Schwingungsdämpfer wirkenden Querkräf te, minimiert bzw. ausgeglichen werden.

Die Einbuchtung im Behälter wird entsprechend weiteren Merkmalen der Erfindung entweder durch eine Delle gebildet, die im Querschnitt des Behälters gesehen kreisab schnittsförmig ausgebildet ist, oder daß die Einbuchtung durch eine im Querschnitt des Behälters kreisbogenförmige Eindrückung gebildet ist, die einen der Innenkontur der Tragfeder angepaßten Radius aufweist. Besonders bei Zweirohrschwingungsdämpfern ist die Einbuchtung vorzugsweise nur so groß gewählt, daß der im Innern des Behälters angeordnete Zylinder nicht umgeformt wird, wodurch dieser problemlos hergestellt werden kann. Es kann jedoch auch der Zylinder umgeformt werden, dabei ist nur darauf zu achten, daß die Kolbenstange nicht an der Zylinderinnenwand streift und der Zugan schlag sowie der Kolben nicht in den umgeformten Bereich des Zylinders kommen.

Damit die Tragfeder im Bereich der Einbuchtung nicht an der Behälterwand reibt, ver läuft erfindungsgemäß die axiale Erstreckung der Einbuchtung parallel zur Achse der Tragfeder. Ein weiterer wesentlicher Vorteil einer solchen Anordnung der Tragfeder be steht noch darin, daß die Einbuchtung eine Fangeinrichtung bildet, die ein Ausweichen der Tragfeder zum Fahrzeugrad verhindert. Dies ist ein wesentliches Sicherheitsmerkmal, da auch bei einem eventuellen Federbruch der Gummireifen nicht durch Federnden auf geschlitzt werden kann. Zum Schutz der Behälterwand ist es vorteilhaft, wenn der Fe derteller im Bereich der Einbuchtung Ausklinkungen aufweist, die der Kontur der Ein buchtung angepaßt sind. Diese Ausklinkungen bilden eine radiale Anlage für die Innen kontur der Tragfeder und verhindern den direkten Kontakt der Federwindungen mit der Wand der Einbuchtung. Auch für hängend auf dem Behälter befestigte Federteller ist die Einbuchtung ohne weiteres anwendbar. So ist es auch ohne weiteres möglich, die Einbuchtung nach dem Befestigen des Federtellers auf dem Behälter herzustellen.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein mit einem Radträger versehenes Federbein, das zwischen dem. Fahrzeugauf bau und einem Querlenker eingebaut ist;

Fig. 2 eine Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Einbuchtung des Federbeins entsprechend der Linie A-A;

Fig. 3 die Ansicht einer weiteren Ausführung der Einbuchtung entsprechend der Linie A- A in Fig. 1.

Das in Fig. 1 gezeigte Federbein besteht aus einem Schwingungsdämpfer 1 und einer Tragfeder 7, die zwischen einem oberen Federteller und einem unteren Federteller 15 eingespannt ist. Der Schwingungsdämpfer 1 besitzt einen Behälter 3 und eine darin abdichtend geführte Kolbenstange 5, die am oberen Ende elastisch mit einem Fahr zeugaufbau 13 verbunden ist und den oberen Federteller trägt. Auf dem Behälter ist der untere Federteller 15 und außerdem am unteren Ende ein Radträger 9 befestigt. Ferner ist der Schwingungsdämpfer 1 vorzugsweise mit dem Radträger 9 gelenkig mit einem Querlenker 29 verbunden und übernimmt als sog. McPherson-Federbein Radführungs kräfte, die sich insbesondere aus Aufstands- und Seitenführungskräften zusammenset zen und ein Biegemoment auf den Schwingungsdämpfer ausüben, was durch die Wirklinie 27 der Abstützbasis verdeutlicht ist. Die Wirklinie 11 der Tragfeder 7 sollte möglichst nahe zur Wirklinie 27 der Abstützbasis verlaufen, bzw. im günstigsten Fall deckungsgleich sein, also kein Winkel zwischen den zwei Wirklinien vorhanden sein, damit auf den Schwingungsdämpfer 1 nur ein sehr geringes oder kein Biegemoment einwirkt. Dies wird durch eine entsprechende Vergrößerung der Schrägstellung der Tragfeder 7 möglich, wozu der Behälter 3 im Bereich der unteren Windung der Tragfe der 7 auf der dem Fahrzeugrad abgekehrten Seite mit einer Einbuchtung 17 versehen ist. Diese Einbuchtung 17 besitzt eine nach oben verlaufende axiale Erstreckung 19, die parallel zur Achse der Tragfeder 7 verläuft. Diese Einbuchtung 17 kann so tief gewählt werden, daß z. B. bei einem Zweirohrschwingungsdämpfer auch der im Behälter 3 an geordnete Zylinder noch eingedrückt ist. Die Einbuchtung 17 kann, wie in Fig. 2 ge zeigt, als Delle 21 oder wie in Fig. 3 dargestellt, als kreisbogenförmige Eindrückung 23 ausgebildet sein und es muß nur die axiale Beweglichkeit der Kolbenstange 5 und des Kolbens sichergestellt sein.

Durch die Anordnung der Einbuchtung 17 im Behälter 3 ist eine Wirklinie 11 der Trag feder 7 möglich, die mit einer Wirklinie der Abstützbasis 27 zusammenfällt oder nur ge ringfügig von dieser abweicht und somit entweder keine oder nur eine geringe Quer kraft 31 vorhanden ist, deren Biegemoment auf den Schwingungsdämpfer keinen Ein fluß auf die Beweglichkeit der Kolbenstange 5 im Behälter bei kleinen Fahrbah nunebenheiten hat, so daß auch bei diesen Fahrzuständen eine einwandfreie Federung und Dämpfung des Fahrzeugaufbaus, also ein hoher Fahrkomfort, sichergestellt ist.

Um eine Reibung zwischen der Tragfeder 7 und der Wand des Behälters 3 im Bereich der Einbuchtung 17 zu vermeiden, ist der Federteller 15 im Bereich der Einbuchtung 17 mit Ausklinkungen 25 versehen, die in die Einbuchtung 17 ragen und die radial innere Anlagefläche der unteren Windung der Tragfeder 7 bilden. Diese Ausklinkungen 25 werden nach dem Aufbringen des Federtellers 15 auf den Behälter 3 in die Einbuchtung 17 gebogen und können so hergestellt sein, daß der Federteller-Außenrand nicht unter brochen ist. Auf diese Weise wird eine gute Führung der Tragfeder 7 im Federteller 15 geschaffen, wobei die Einbuchtung 17 außerdem als Fangeinrichtung für die Tragfeder 7 bei einem eventuellen Federbruch wirkt und somit ein Aufschlitzen des Gummireifens durch gebrochene Federenden vermieden wird.

Claims

1. Federbein für Fahrzeuge, das einen Schwingungsdämpfer und eine durch eine Schraubenfeder gebildete Tragfeder aufweist, wobei der Schwingungsdämpfer ei nen Behälter besitzt, der an seinem unteren Ende mit einem ein Fahrzeugrad auf nehmenden Radträger verbunden ist und eine im Behälter abdichtend geführte Kolbenstange in einem Fahrzeugaufbau gelagert ist, während sich die Tragfeder mit dem einen Federende auf einem fest mit dem Behälter verbundenen Federteller ab stützt und mit dem anderen Federende über einen Federteller auf den Fahrzeugauf bau einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) im Bereich der Ebene der Federauflage des Federtellers (15) auf der dem Fahrzeugrad abgekehrten Seite mit einer Einbuchtung (17) versehen ist, in welche zumindest die untere Windung der Tragfeder (7) teilweise eingreift.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtung (17) durch eine Delle (21) gebildet ist, die im Querschnitt des Behälters (3) kreisab schnittsförmig ausgebildet ist.

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtung (17) durch eine kreisbogenförmige Eindrückung (23) gebildet ist, die einen der Innen kontur der Tragfeder (7) angepaßten Radius aufweist.

4. Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung (19) der Einbuchtung (17) in Achsrichtung des Behälters (3) parallel zur Achse der Tragfeder (7) angeordnet ist.

5. Federbein nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einbuchtung (17) eine Fangeinrichtung bildet, die ein Auswei chen der Tragfeder (7) zum Fahrzeugrad verhindert.

6. Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Feder teller (15) im Bereich der Einbuchtung (17) Ausklinkungen (25) aufweist, die der Form der Einbuchtung (17) angepaßt sind.