DE102012211457B4

DE102012211457B4 - Federbeinlager

Info

Publication number: DE102012211457B4
Application number: DE102012211457.2A
Authority: DE
Inventors: Rainer Lutz; Ralf Stautner; Andreas Wöllner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2021-07-29
Anticipated expiration: 2032-07-04
Also published as: US20140010491A1; US8876399B2; DE102012211457A1

Abstract

Federbeinlager mit einer Kappe (2) und mit einem gegenüber der Kappe (2) um eine Drehachse (D) drehbar gelagerten Führungsring (3) und mit wenigstens einer Dichtung (10), wobei zwischen der Kappe (2) und dem Führungsring (3) ein Axiallager (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (2) an ihrem Innendurchmesser und ihrem Außendurchmesser jeweils Zentrierelemente (15, 16) aufweist, welche eine Krafteinleitung in die Kappe (2) ermöglichen, wobei die Zentrierelemente (15, 16) einstückig mit der Kappe (2) ausgebildet sind und wobei die Zentrierelemente (15, 16) mittels mehrere über den Umfang verteilt angeordneter hervorstehender Elemente ausgebildet sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Federbeinlager, welches zur Anwendung in Federbeinen vorgesehen ist.
Hintergrund der Erfindung
Federbeinlager sind Teil der Radaufhängung bei Einzelradaufhängungen. Die Radaufhängung unterstützt eine angestrebte Fahrsicherheit und den Fahrkomfort, sowie ein leichtes und präzises Lenken der Räder. Die Radaufhängung soll Fahrbahngeräusche vom Aufbau fernhalten und möglichst leicht sein. Je nach Ausführung führt das Federbeinlager die Stoßdämpfer-Feder und bildet eine Stützfläche für den Stoßdämpfer-Endanschlag. Das Federbeinlager nimmt die über die Stoßdämpfer-Feder bzw. dem Stoßdämpfer übertragenen Radial- und Axialkräfte auf und sorgt dafür, dass sich die Stoßdämpfer-Feder beim Lenken und Einfedern reibungsarm und verspannungsfrei verdreht und so ohne Rückstellmoment arbeitet.
Federbeinlager sind oftmals Teil der sogenannten McPherson-Federbeine. Das Federbein besteht im Wesentlichen aus Feder, Stoßdämpfer und Achsschenkel. Das Federbeinlager ist mit einer Kappe versehen, die an dem chassisseitigen Federbeindom befestigt ist, sowie mit einem Führungsring, an dem die Stoßdämpfer-Feder abgestützt ist und durch diesen geführt wird. Der Führungsring ist gegenüber der Kappe drehbar gelagert. Das Lager ermöglicht beim Lenken ein Drehen der Feder gegenüber der Karosserie, da sich bei Lenkbewegungen das gesamte Federbein dreht.
Aus der DE 10 2006 057 559 A1 ist ein Federbeinlager bekannt, das eine Kappe aufweist und einen gegenüber der Kappe drehbaren Führungsring. Zwischen Kappe und Führungsring ist ein Axiallager angeordnet. Einteilig mit der Kappe ist ein Dichtelement ausgebildet, welches sich am Innen- und Außenumfang der Kappe erstreckt. Das Dichtelement ist in Form von Dichtlippen ausgebildet.
Aus der DE 10 2011 004 334 A1 ist ein Federbeinlager bekannt, mit einem Wälzlager, das axial zwischen einer Kappe und einem Führungsring angeordnet ist. Sowohl die Kappe als auch der Führungsring weisen jeweils Borde auf, welche ineinandergreifen, um eine Labyrinthdichtung auszubilden. Zudem ist am Außenumfang der Kappe eine schleifende Dichtung vorgesehen.
Die US 2011 / 0 311 177 A1 offenbart ein Federbeinlager mit einem gegenüber der Kappe drehbaren Führungsring. Zwischen Kappe und Führungsring ist ein Axiallager angeordnet. Am Außenumfang der Kappe ist einteilig eine schleifende Dichtung ausgebildet.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Federbeinlager zur Verfügung zustellen, welches einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Federbeinlager mit einer Kappe und mit einem gegenüber der Kappe um eine Drehachse drehbar gelagerten Führungsring und mit wenigstens einer Dichtung, wobei zwischen der Kappe und dem Führungsring ein Axiallager angeordnet ist und wobei die Kappe an Ihrem Innendurchmesser und ihrem Außendurchmesser jeweils Zentrierelemente aufweist, welche eine Krafteinleitung in die Kappe ermöglichen.
Federbeinlager weisen eine Kappe und einen mittels einer Schnappverbindung verliersicher mit der Kappe verbundenen Führungsring auf. Zwischen der Kappe und dem Führungsring ist ein Lager vorgesehen. Dieses Lager kann als Axiallager oder Radiallager, sowie als Gleitlager oder auch als Wälzlager ausgebildet sein.
Mittels der Kappe werden die Federbeinlager an dem chassisseitigen Federbeindom bzw. dem Topmount befestigt. Dabei werden die Federbeinlager entweder am Innendurchmesser oder Außendurchmesser zentriert und im Topmount eingepresst.
Das erfindungsgemäße Federbeinlager weist eine Kappe auf, welche an ihrem Innendurchmesser und an ihrem Außendurchmesser Zentrierelemente aufweist. Mittels der Zentrierelemente ist es möglich, je nach Einbausituation das Federbeinlager wahlweise am Innen- oder am Außendurchmesser zu zentrieren und einzupressen. Dies hat den Vorteil, dass eine flexible Befestigung des Federbeinlagers im Topmount ermöglicht wird. Kosten die für Umkonstruktionen bzw. Designänderungen des Federbeinlagers notwendig wären, um das Federbeinlager an die Einbausituation anzupassen, entfallen.
Erfindungsgemäß sind die Zentrierelemente einstückig mit der Kappe ausgebildet. Die Zentrierelemente werden mittels mehrerer über den Umfang verteilt angeordneter hervorstehender Elemente ausgebildet. Bei einer einstückigen Ausbildung der Zentrierelemente mit der Kappe, können die Zentrierelemente und die Kappe aus dem gleichen Werkstoff ausgebildet sein, wodurch eine kostengünstige und einfache Herstellung ermöglicht wird. Es ist jedoch auch denkbar die Zentrierelemente separat auszubilden und diese können mittels Form-, Stoff- oder Kraftschluss mit der Kappe verbunden werden. Des Weiteren können die Zentrierelemente und die Kappe aus gleichen oder unterschiedlichen Werkstoffen ausgebildet sein. Unter hervorstehenden Elementen können Nasen, Erhebungen, Rippen, Noppen, Elemente mit rechteckigem, quadratischem oder rundem Querschnitt verstanden werden. Es sind auch andere Ausführungen oder Formen von Zentrierelementen denkbar. Vorteilhaft daran ist, dass Kräfte die von Außen auf das Federbeinlager wirken, von den Zentrierelementen aufgenommen werden und durch diese in die Kappe eingeleitet werden. Demzufolge bleibt die Dichtung des Federbeinlagers unbelastet und wird somit vor Beschädigung geschützt.
Vorzugsweise ist die Kappe aus einem Zweikomponentenbauteil ausgebildet, wobei das Zweikomponentenbauteil eine Hartkomponente und eine Weichkomponente aufweist. Mittels des Zweikomponentenbauteils kann die Baugruppe vereinfacht und verbessert werden. Das Zweikomponentenbauteil wird beispielsweise mittels eines Zweikomponentenspritzgussverfahrens hergestellt, bei dem die beiden Komponenten stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Zentrierelemente im Bereich der Hartkomponente vorgesehen und mit dieser einstückig ausgebildet. Da die Zentrierelemente an die Hartkomponente angebunden sind, können von außen einwirkende Kräfte direkt in die Hartkomponente eingeleitet werden. Dies hat den Vorteil, dass die Weichkomponente keiner Krafteinwirkung ausgesetzt ist und somit eine Verformung dieser vermieden werden kann. Alternativ ist auch denkbar das Zentrierelement separat auszubilden und mit der Hartkomponente form-, kraft- oder stoffschlüssig zu verbinden. Ebenso können das Zentrierelement und die Kappe aus dem gleichen Werkstoff oder aus einem anderen Werkstoff bestehen.
Vorzugsweise ist die Hartkomponente ein Polyamid. Denkbar ist auch die Verwendung anderer Kunststoffe oder metallischer Werkstoffe.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Dichtung mittels der Weichkomponente ausgebildet, wobei die Dichtung sowohl am Innendurchmesser als auch am Außendurchmesser der Kappe vorgesehen ist. Die Dichtung kann hülsenförmig mit endseitiger Dichtlippe ausgebildet sein. Die Dichtlippe kann jeweils nur am Innen- oder Außenumfang der Kappe vorgesehen sein. Es sind auch jegliche andere Formen einer Dichtung und eine andere Anordnung möglich.
Der Werkstoff der Dichtung kann ein Elastomer sein oder ein anderer Kunststoff, der gummiartige Eigenschaften aufweist. Die Dichtung ermöglicht, unabhängig von der Positionierung und Zentrierung des Federbeinlagers gegenüber den Baugruppen des Federbeins, ein Abdichten gegenüber einer Gegendichtfläche.
Figurenliste
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von drei Figuren dargestellt. Es zeigen:

1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Federbeinlager,
2 einen Längsschnitt durch eine Kappe des erfindungsgemäßen Federbeinlagers, und
3 eine perspektivische Ansicht der Kappe des erfindungsgemäßen Federbeinlagers.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Federbeinlager 1. Das Federbeinlager 1 weist eine Kappe 2 auf, sowie einen Führungsring 3, der gegenüber der Kappe 2 um eine Drehachse D herum drehbar gelagert ist. Die Kappe 2 ist mit dem Führungsring 3 mittels einer Schnappverbindung 3a verbunden. Die Kappe 2 ist an einem nicht abgebildeten Domlager eines Chassis eines Kraftfahrzeugs befestigt. Der Führungsring 3 nimmt ein axiales Ende einer nicht dargestellten Stoßdämpfer-Feder auf. Federkräfte der Stoßdämpfer-Feder werden über den Führungsring 3 in die Kappe 2 und von dort in das Dom lager geleitet.
Der Führungsring 3 ist über ein Axiallager 4 an der Kappe 2 axial in Richtung der Drehachse D gelagert. Das Axiallager 4 dient der Übertragung von entlang der Drehachse D wirkenden Kräften von dem Führungsring 3 auf die Kappe 2. Das Axiallager 4 weist einen zwischen zwei Lagerringen 5a, 5b gelagerten Wälzkörper 6 auf.
Unter Bezugnahme der 2 und 3 wird der Aufbau der Kappe 2 näher erläutert.
Die Kappe 2 ist als ringförmiges Zweikomponentenbauteil 7 ausgebildet. Das Zweikomponentenbauteil 7 weist eine Hartkomponente 8 und eine Weichkomponente 9 auf. Das Zweikomponentenbauteil 7 ist bevorzugt in einem Zweikomponentenspritzgießverfahren hergestellt, in dem zuerst die Hartkomponente 8 vorgespritzt und die Weichkomponenten 9 unter Bildung eines Stoffschlusses nachgespritzt wird. Als Hartkomponente kann bspw. ein Polyamid verwendet werden. Die Weichkomponente ist aus einem Elastomer ausgebildet. Wie ferner aus den Figuren ersichtlich ist, bildet die Weichkomponente 9 einen teilweisen Überzug der Hartkomponente 8 aus.
Die Weichkomponente 9 bildet die Dichtung 10 des Federbeinlagers 1 aus. Die Dichtung 10 ist dabei am Innenumfang und Außenumfang der Kappe 2 ausgebildet. Die Dichtung 10 ist am Innenumfang als hülsenförmiger Ansatz 11 ausgebildet, welcher zudem einen Teil der Schnappverbindung 3a ausbildet.
Am Außenumfang der Kappe 2 ist die Dichtung 10 als hülsenförmiger Ansatz mit am Ende versehenen Dichtlippen 12, 13 ausgebildet. Die Dichtlippen 12, 13 stehen axial von dem Federbeinlager 1 hervor. Zwischen den Dichtlippen 12, 13 ist ein ringförmiger Hohlraum 14 ausgebildet.
Zur Positionierung und Zentrierung des Federbeinlagers 1 gegenüber den nichtdargestellten Baugruppen des Federbeins, weist die Kappe 2 an Ihrem Innenumfang und an Ihrem Außenumfang Zentrierelemente 15, 16 auf. Dabei sind mehrere über den Umfang verteilt angeordneter Zentrierelemente 15, 16 vorgesehen. Die Zentrierelemente 15, 16 werden mittels hervorstehender Elemente, welche eine rippenartige Form aufweisen, ausgebildet. Die Zentrierelemente 15, 16 weisen im Querschnitt gesehen eine dreieckige Form auf.
Die Zentrierelement 15, 16 sind im Bereich der Hartkomponente 8 mit dieser einstückig ausgebildet. Die Zentrierelemente 15, 16 nehmen von außen einwirkende Kräfte, wie z.B. beim Einpressen entstehende Kräfte, auf und leiten diese in die Hartkomponente 8 der Kappe 2 ein. Demzufolge kann die Dichtung 10 bzw. die Weichkomponente 9 vor Verformung geschützt sein.
Bezugszeichenliste

D: Drehachse
1: Federbeinlager
2: Kappe
3: Führungsring
3a: Schnappverbindung
4: Axiallager
5a: Lagerring
5b: Lagerring
6: Wälzkörper
7: Zweikomponentenbauteil
8: Hartkomponente
9: Weichkomponente
10: Dichtung
11: hülsenförmiger Ansatz
12: Dichtlippe
13: Dichtlippe
14: Hohlraum
15: Zentrierelemente
16: Zentrierelemente

Claims

Federbeinlager mit einer Kappe (2) und mit einem gegenüber der Kappe (2) um eine Drehachse (D) drehbar gelagerten Führungsring (3) und mit wenigstens einer Dichtung (10), wobei zwischen der Kappe (2) und dem Führungsring (3) ein Axiallager (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (2) an ihrem Innendurchmesser und ihrem Außendurchmesser jeweils Zentrierelemente (15, 16) aufweist, welche eine Krafteinleitung in die Kappe (2) ermöglichen, wobei die Zentrierelemente (15, 16) einstückig mit der Kappe (2) ausgebildet sind und wobei die Zentrierelemente (15, 16) mittels mehrere über den Umfang verteilt angeordneter hervorstehender Elemente ausgebildet sind.
Federbeinlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kappe (2) aus einem einteiligen Zweikomponentenbauteil (7) ausgebildet ist und das Zweikomponentenbauteil (7) eine Hartkomponente (8) und eine Weichkomponente (9) aufweist.
Federbeinlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zentrierelemente (15, 16) im Bereich der Hartkomponente (8) vorgesehen sind und mit dieser einstückig ausgebildet sind.
Federbeinlager nach Anspruch 2, wobei die Hartkomponente (8) ein Polyamid ist.
Federbeinlager nach Anspruch 2, wobei die Weichkomponente (9) die Dichtung (10) ausbildet, wobei die Dichtung (10) sowohl am Innendurchmesser als auch am Außendurchmesser der Kappe (2) vorgesehen ist.