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Dokumentenidentifikation DE3811306A1 24.11.1988
Titel Befestigungsvorrichtung für die Spindel einer Gasfeder, insbesondere bei Fahrzeugaufhängungen
Anmelder Buell Industries Inc., Waterbury, Conn., US
Erfinder Peterson, Francis C., Woodbury, Conn., US;
Zubik, Daniel M., Watertown, Conn., US
Vertreter Buse, K., Dipl.-Phys.; Mentzel, N., Dipl.-Phys.; Ludewig, K., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 5600 Wuppertal
DE-Anmeldedatum 02.04.1988
DE-Aktenzeichen 3811306
Offenlegungstag 24.11.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.11.1988
IPC-Hauptklasse B60G 11/26
IPC-Nebenklasse F16F 9/54   

Beschreibung[de]

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung von Federn an Trägern, wie sie bei Automobilen oder anderen Fahrzeugen zur Anwendung kommen.

Gegenwärtig benutzen die meisten Fahrzeughersteller Schraubenfedern als Teile der Fahrzeug-Aufhängungs-Vorrichtung, um von der Straße ausgehende Stöße auf das Fahrzeug aufzunehmen. Solche Schraubenfedern werden an einer Montageplatte befestigt, die einen glatten Kragen aufweist. Eine Befestigung der Schraubenfeder an der Montageplatte erfolgt nicht, vielmehr wird sie an ihrem Platz durch Zusammendrücken der Windungen gehalten, die eingepreßt sind zwischen der Montageplatte und dem Fahrzeugkörper. Im Gegensatz dazu besteht bei einer pneumatischen Aufhängung die Notwendigkeit, die mit einem gasförmigen Medium arbeitenden Federn axial festzulegen. Insbesondere die Spindel einer solchen Gasfeder weist nicht die gleichen Selbstbefestigungseigenschaften wie eine Schraubenfeder auf. Man mußte daher für beide Aufhängungsarten unterschiedliche Befestigungen für die jeweils zur Anwendung kommenden Gasfedern und Schraubenfedern verwenden. Dies machte die Verarbeitung und Lagerhaltung kompliziert und aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, leicht einbaubare Befestigungsvorrichtung für die Spindel von Gasfedern zu entwickeln, die genauso einfach wie bei dem Einbau von Schraubenfedern zu handhaben ist und es sogar wahlweise ermöglicht, beide Federtypen alternativ zu verwenden.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Befestigungsvorrichtung eine gegen den Träger gerichtete Aussparung in der Spindel mit einem darin befindlichen, fest mit der Spindel verbundenen Ringkörper aufweist, der umfangsmäßig abgesetzt ist und eine radial nach außen verlaufende Schulter vor seiner Stoßfläche bildet, ferner am Träger ein zur Spindel hin gerichteter Kragen mit einer die Öffnungsweite des Kragens verengenden Lippe besitzt, wobei im Montagefall der Ringkörper ins Krageninnere und umgekehrt, der Kragen in die Spindel-Aussparung eingreifen, und schließlich ein ringförmiges Halteelement dazwischengelegt wird, das einerseits ins Ringinnere weisende Zähne aufweist, die im Montagefall in die Stoßfläche des abgesetzten Ringkörpers eingedrückt werden, und andererseits mit am Umfang des Halteelements befindlichen, radial nach außen weisenden Zungen ausgerüstet ist, die im Montagefall hinter die Lippe an der Kragenöffnung schnappen und hintergreifen. Das Besondere der Erfindung liegt darin, mit dem Halteelement die vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Spindel der Gasfeder an dem als Ringkörper bezeichneten vorspringenden Spindelteil zu erfassen und dabei mit federnden Enden des Halteelements Vorsprünge am Träger zu hintergreifen. Damit läßt sich die Spindel durch eine axiale Bewegung über das Halteelement mit dem Vorsprung am Träger druckknopfartig schnappen, doch ist die Entkupplungsbewegung durch das Halteelement wesentlich erschwert. Dies wird durch konische Formgebungen bezüglich der vertikalen Kupplungsachse begünstigt, weil beim Entkuppeln die konische Form des Halteelements eingeebnet wird und dadurch zunächst die Verbindungsfestigkeit der beiden Teile steigert.

Dieser Vorsprung ist als Ringkörper ausgebildet, der vorzugsweise einstückig mit dem Werkstoff der Spindel ausgebildet ist und mit einem Absatz versehen ist, der den Ringkörper in zwei Ringstufenteile gliedert, zwischen denen die Schulter zur Anlage des Halteelements sich befindet. Das Halteelement ist aus federelastischem Material, insbesondere Stahlblech ausgebildet und zweckmäßigerweise scheibenförmig gestaltet, wobei bedarfsweise die bereits erwähnte Konizität bei einer solchen Ringscheibe genutzt wird. Der einstückig mit der Spindel ausgebildete Ringkörper ist zweckmäßigerweise ein Hohlzylinder, dessen Umfangsweite so bemessen ist, daß der Zylinder ins Innere des Kragens durch die verengte Kragenöffnung bei der Montage einführbar ist. Es bleibt zwischen diesen beiden Teilen ein Ringspalt bestehen, der vom Halteelement im Montagefall überbrückt wird. Das Halteelement wird, wie bereits erwähnt wurde, vorzugsweise als Ringscheibe gestaltet, die einstückig an ihrer Innenkante mit den erwähnten Zähnen und an ihrer Außenkante mit den radialen Zungen ausgerüstet ist. Die nach innen gerichteten Zähne greifen in den Werkstoff der durch den Absatz in dem Zylinder entstehenden Stoßfläche ein, während die äußeren Zungen sich unterhalb der Lippe abstützen und dadurch die Spindel in axialer Richtung fest an dem Träger hält. Beim Verbindungsvorgang ist die geschilderte Einschnappbewegung der zu verbindenden Teile deutlich hörbar. Dieses Einschnappgeräusch gibt der Bedienungsperson die eindeutige Anzeige der ordnungsgemäßen Verbindung der beiden Teile.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist für das Verbinden der Spindel mit dem Träger, wie z.B. einer Montageplatte, eine Kupplungskraft von etwa 2,5 kp erforderlich. Um aber die beiden Teile wieder voneinander zu lösen, ist eine Entkupplungskraft von mehr als 100 kp erforderlich. Der hohe Widerstand gegen das Außereingriffkommen ergibt sich, wie bereits erwähnt wurde, durch den Angriff der Zähne im Bereich des Absatzes des Ringkörpers bzw. Zylinders der Spindel einerseits und den Vorsprüngen bzw. der Lippe am Kragen des Trägers andererseits. Der Abstand zwischen dem Kragen und dem Ringkörper ist kleiner bemessen als der Breite der Ringscheibe des Halteelements entspricht, weshalb die Ringscheibe in eine Neigungslage gebracht werden muß, wenn sie nicht schon von vornherein eine gewisse Konizität aufweist. Beim Entkuppeln muß der Ring mit seinen Zungen praktisch eine Gegenkonizität erreichen und wird dabei, wie bereits erwähnt wurde, eingeebnet, wodurch die Zähne nur noch tiefer in den Werkstoff des abgesetzten Ringkörpers dringen und dadurch zunächst die Festhaltewirkung steigern. Damit ist eine sehr zuverlässige Verbindung der Spindel am Träger erreicht.

Um eine beabsichtigte Lösung der beiden Teile herbeizuführen, empfiehlt es sich, Schlitze im Bereich der Spindel vorzusehen, die von einem Abzugswerkzeug untergriffen werden können. Durch dieses Werkzeug wird die Spindel abgehoben und es entsteht eine die geschilderte Verformung des Halteelements bewirkende hohe Lösekraft.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, wobei sich die Erfindung auf alle neuen Maßnahmen richtet, auch wenn diese nicht ausdrücklich in den Ansprüchen angeführt sind. In den Zeichnungen ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im axialen Ausbruch, der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung mit einer ersten Ausführung des Halteelements im Montagefall,

Fig. 2 die Unteransicht auf die Befestigungsvorrichtung von Fig. 1,

Fig. 3 in einer Explosionsdarstellung, perspektivisch, teilweise im axialen Schnitt bzw. Ausbruch, die Bestandteile der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung, bei denen das Halteelement in einer alternativen Form benutzt wird, und

Fig. 3a in starker Vergrößerung den mit dem Kreispfeil A gekennzeichneten Ausschnitt des einen Bestandteils von Fig. 3.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 umfaßt einen hier als Hohlzylinder 20 ausgebildeten Ringkörper aus Kunststoff, der einstückig mit einer aus Kunststoff erzeugten Spindel 12 ausgebildet ist. Die Spindel 12 ist mit einer Aussparung 14 versehen, deren Tiefe der Länge des Hohlzylinders 20 entspricht. Die Aussparung 14 und der Hohlzylinder 20 sind kreisförmig gestaltet, liegen zueinander koaxial und schließen miteinander einen freien Ringraum ein. Der Hohlzylinder 20 ist aber in sich abgestuft und umfaßt einen Ringstufenteil 21 mit großem Umfangsdurchmesser und einen weiteren Ringstufenteil 22 mit kleinem Umfangsdurchmesser, wobei zwischen diesen beiden als Umfangsfläche 27 und Stoßfläche 25 zu bezeichnenden Teilen eine Schulter 23 liegt. Die Schulter 23 dient als Sitzfläche für ein besonderes Halteelement 24, das hier als Ringscheibe ausgebildet ist. Die Schulter 23 ist vorzugsweise konisch abgeschrägt zur strichpunktiert angedeuteten Achse 17 der Vorrichtung angeordnet, wie insbesondere aus dem Neigungswinkel R hervorgeht, der 45° gegenüber einer Horizontalebene zur Achse 17 beträgt. Aber auch ein Winkel zwischen 0 und 80° ist noch wirksam.

Ausweislich der Fig. 2 umfaßt das Halteelement 24 eine Anzahl radial nach innen gerichteter zugespitzter Zähne 26, die an der inneren Umrißkante der Ringscheibe angeordnet sind und im Montagefall mit der bereits erwähnten Stoßfläche 25 des Hohlzylinders 20 in Eingriff kommen. Das Halteelement 24 erhält an der Schulter 23 seinen Sitz. An der Außenkante der Ringscheibe ist das Halteelement 24 mit wenigstens zwei Zungen 26 versehen, von denen aber vorzugsweise sechs oder acht vorgesehen sind, sich radial nach auswärts erstrecken, federnd ausgebildet sowie einen Rechteckumriß aufweisen. Gemäß Fig. 1 kommen diese Zungen 28 an einer radial nach innen gerichteten Lippe 32 in Eingriff, die am freien Ende eines Kragens 31 angeordnet ist und dessen Kragenöffnung 34 begrenzt, wobei der Kragen 31 an einer als Träger dienenden Montageplatte 30 einstückig angeformt ist. Diese besteht vorzugsweise aus Metall. Das Halteelement 24 kann in seinem Scheibenkörper entweder konisch gemäß Fig. 1 oder eben gemäß Fig. 3 gestaltet sein.

Die Montageplatte 30 läßt im Montagefall die Spindel 12 auf ihrer Oberseite zur Anlage kommen, während das Krageninnere 34 und die am Kragen 31 befindliche Lippe 32 den Hohlzylinder 20 aufnehmen. Der Kragen 31 greift in einen Ringraum 18 zwischen dem Hohlzylinder 20 und der erwähnten Aussparung 14 in der Spindel 12 ein, wenn der Montagefall vorliegt.

Der Maximaldurchmesser des ringscheibenförmigen Halteelements 24, gemessen zwischen einander diametral gegenüberliegenden Zungen 28, ist größer als die lichte Weite der Kragenöffnung 34, die von der Lippe 32 bestimmt ist, aber kleiner bzw. gleich dem Innendurchmesser des Kragens 31. Wenn nun der Hohlzylinder 20 mit dem aufgeschobenen Halteelement 24 in die Kragenöffnung 34 der Montageplatte 30 eingepreßt wird, so verbiegen sich die rechteckförmigen Zungen 28, womit der Hohlzylinder 20 durch die Kragenöffnung 34 hindurch gelangen kann. Die Zähne schnappen hinter die Lippe 32 wieder zurück und sichern auf diese Weise die Montagelage der Spindel 12 an der Platte 30. Als zusätzliche Sicherung und zur ordnungsgemäßen Ausrichtung kann die wulstartig umlaufende Lippe 32 mit zusätzlichen Vorsprüngen 36 abschnittweise ausgerüstet sein, die zackenförmig zugeschärft sein können. Diese Vorsprünge 36 greifen im Montagefall an der Umfangsfläche 27 des Hohlzylinders ein und sorgen für eine Zentrierung der Spindel 20.

Die Vorrichtung 10 kann durch Anwendung eines Hebezeugs auch wieder zerlegt werden, welches in einen Schlitz 16 am Fuß der Spindel 14 eingreift, wobei das Werkzeug eine in Richtung der Achse 17 nach oben gerichtete Kraft ausübt, die groß genug ist, um die Sperrposition der Zungen 28 hinter der Lippe 32 zu überwinden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 kann die Spindel 14 einer Luftfeder an einer Platte 30 befestigt werden, die üblicherweise auch zur Anbringung einer Schraubenfeder verwendet wird. Beim Montagevorgang ergibt sich ein hörbarer Schnapplaut, wenn die Spindel 14 an der Platte 30 in ihre endgültige Position gelangt ist. Der Monteur kann folglich feststellen, wenn die Bestandteile ordnungsgemäß miteinander in Eingriff gekommen sind. Die Schulter 23 besitzt eine sich gegen den Boden 15 der Aussparung 14 der Spindel konisch erweiternde Neigungslage, was auch für das Halteelement 24 gilt.

  • Bezugszeichenliste:

    10 Befestigungsvorrichtung

    12 Spindel der pneumatischen Feder

    14 Aussparung der Spindel

    15 Bodenfläche von 14

    16 Schlitz

    17 Achse der Vorrichtung

    18 Ringraum

    20 Ringkörper, Hohlzylinder

    21 weiter Ringstufenteil

    22 enger Ringstufenteil

    23 Schulter

    24 Halteelement/Ringscheibe

    25 Stoßfläche bei 20

    26 Zähne

    27 Umfangsfläche von 20

    28 Zunge

    30 Träger, Montageplatte

    31 Kragen

    32 Rippe

    34 Krageninneres, Kragenöffnung

    36 Vorsprung

    R Neigungswinkel von 23


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung (10) zur Befestigung der Spindel (12) einer Gasfeder, insbesondere einer Luftfeder, an einem Träger (30), insbesondere bei pneumatischen Fahrzeugaufhängungen in Kraftfahrzeugen,

    gekennzeichnet durch eine gegen den Träger (30) gerichtete Aussparung (14) in der Spindel (12) mit einem darin befindlichen, fest mit der Spindel (12) verbundenen Ringkörper (20),

    der umfangsmäßig abgesetzt (20, 21) ist und eine radial nach außen verlaufende Schulter (23) vor der Stoßfläche (25) am Absatz bildet,

    ferner durch einen zur Spindel (12) hin gerichteten Kragen (31) am Träger (30) mit einer die Öffnungsweite des Kragens (31) verengenden Lippe (32),

    wobei im Montagefall der Ringkörper (20) ins Krageninnere (34) und umgekehrt, der Kragen (31) in die Spindel-Aussparung (14) eingreifen,

    und durch ein ringförmiges Halteelement (24), das einerseits mit ins Ringinnere weisenden Zähnen (26) versehen ist,

    die im Montagefall in die Stoßfläche (25) des abgesetzten Ringkörpers (20) eingreifen,

    und andererseits mit am Ringumfang des Halteelements befindlichen, radial nach außen weisenden Zungen (28),

    die im Montagefall hinter die Lippe (32) an der Kragenöffnung (34) schnappen und diese (32) hintergreifen.
  2. 2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Ringkörper (20) einstückig mit der Gasfeder- Spindel (12) ausgebildet ist

    und der Absatz den Ringkörper durchmessermäßig in einen weiten (21) sowie einen engen Ringstufenteil (22) gliedert,

    zwischen denen sich die Schulter (23) erstreckt.
  3. 3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (23) konisch ausgebildet ist.
  4. 4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Neigung (R) divergent gegen die Bodenfläche der Aussparung (14) in der Spindel (12) gerichtet ist.
  5. 5. Befestigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (28) kantig ausgebildet sind und insbesondere einen Rechteckumriß aufweisen.
  6. 6. Befestigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (24) acht Zungen (28) aufweist.
  7. 7. Befestigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (24) scheibenförmig gestaltet ist.
  8. 8. Befestigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (24) mit seinen Zähnen (26) und Zungen (28) einstückig aus federelastischem Material, wie Stahlblech, ausgebildet ist.
  9. 9. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (24) konisch geformt ist, die vorzugsweise der Neigung (R) der Schulter (23) angepaßt ist, (vergl. Fig. 1).
  10. 10. Befestigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (24) eben gestaltet ist, (vergl. Fig. 3).
  11. 11. Befestigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (32) als Ringwulst ausgebildet ist, die am freien Kragenrand umläuft.
  12. 12. Befestigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (32) wenigstens segmentweise radial nach innen gerichtete Vorsprünge (36) trägt.
  13. 13. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (36) zackenförmig gestaltet sind.
  14. 14. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (36) zentrierend mit der Umfangsfläche (27) am weiten Ringstufenteil (23) des Ringkörpers (20) im Montagefall zusammenwirken.
  15. 15. Befestigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kragenöffnung (34) gegenüber dem breiten Ringstufenteil (23) des Ringkörpers (20) eine größere lichte Weite besitzt.






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