-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schublager für druckluftbeaufschlagte Stoßdämpfer.
-
Druckluftbeaufschlagte Stoßdämpfer werden in Fahrzeugen zur Abfederung von Bodenunebenheiten und zur Dämpfung der durch die Bodenunebenheiten verursachten Schwingungen bzw. Vibrationen eingesetzt. Diese werden auch als Luftfederbeine ausgeführt, bei welchen sich die Dämpferstange durch den Luftfederraum des Luftfederbalgs erstreckt, und der Luftfederraum fahrzeugseitig mittels einer Dämpferkopf-Lagerung bzw. Dämpferkopf-Dichtung begrenzt und abgedichtet wird. Die Verbindung des Luftfederbeins an den Fahrzeugaufbau erfolgt über die Dämpferkopf-Lagerung.
-
Die Dämpferkopf-Lagerung hat insbesondere die Funktion, den Luftfederraum luftdicht abzudichten und zugleich axiale und radiale Kräfte von der Dämpferstange federnd und dämpfend aufzunehmen und über das Lagergehäuse an den Fahrzeugaufbau weiterzuleiten. Hierzu werden in der Dämpferkopf-Lagerung Elastomerbauteile eingesetzt.
-
Zur Aufnahme von sowohl axialen als auch radialen Kräften der Dämpferstange kann ein einziges Elastomerbauteil vorgesehen sein. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, die axialen Kräfte mittels eines Axiallagers aufzunehmen, und die radialen Kräfte mittels eines separaten Schublagers aufzunehmen. Das Schublager kann ringförmig ausgebildet sein und zwischen der Dämpferstange und dem Lagergehäuse angeordnet sein, so dass radiale Kräfte von der Dämpferstange über das Schublager federnd und gedämpft an das Lagergehäuse weitergeleitet werden können.
-
Um zu verhindern, dass Druckluft aus dem Luftfederraum durch den Zwischenraum zwischen Schublager und Dämpferstange und/oder durch den Zwischenraum zwischen Schublager und Lagergehäuse entweicht, werden Dichtungselemente, meistens O-Ringe, an geeigneter Stelle vorgesehen.
-
Durch die Notwendigkeit, O-Ringe zum Abdichten vorzusehen, entstehen zusätzliche Kosten sowie ein zusätzlicher Montageaufwand für die Dämpferkopf-Lagerung. Ferner besteht ein Bedarf, die Dichtungsfunktion sowie die Lebensdauer der Dämpferkopf-Lagerung zu verbessern.
-
DE 10 2011 086 909 A1 offenbart ein Luftfederbein für ein Fahrzeug mit: – einem Luftfederbalg; – einer Arbeitskammer; – einem Dämpferzylinder; – einem Dämpfungskolben; und – einem elastisch verformbaren Lagerkörper; wobei der Dämpfungskolben innerhalb des Dämpfungszylinders bewegbar angeordnet ist; wobei der Luftfederbalg eine luftdichte äussere Begrenzung der Arbeitskammer ist; wobei der Lagerkörper eine luftdichte äussere Begrenzung der Arbeitskammer ist; wobei die Arbeitskammer einen Arbeitskammerluftdruck aufweist; wobei der Lagerkörper zwischen dem Dämpferzylinder und einer Außenwandung der Arbeitskammer angeordnet ist; wobei sich die Arbeitskammer bis unterhalb des Lagerkörpers erstreckt, sodass ein Teilbereich der Arbeitskammer zwischen einem Kragen der Außenwandung der Arbeitskammer und dem Lagerkörper angeordnet ist; wobei durch den Teilbereich der Arbeitskammer der Arbeitskammerluftdruck von unten auf den Lagerkörper wirkt.
-
DE 10 2011 052 706 A1 offenbart eine elastische Lagerung für einen Stoßdämpfer eines Kraftfahrzeugs, wobei der Stoßdämpfer zumindest ein Dämpferbein, welches konzentrisch von einer sich an einem Federteller abstützenden Feder umgeben ist, und ein an einer Umgebungsstruktur des Kraftfahrzeugs befestigbares Anschlagelement mit einem oberen und einem unteren Anlagebereich umfasst, und wobei zwischen dem Federteller und dem Anschlagelement ein elastisches Zwischenelement angeordnet ist, wobei das elastische Zwischenelement einen ersten mit dem unteren Anlagebereich des Anschlagelements in Kontakt stehenden Kontaktbereich und einen zweiten mit dem Federteller in Kontakt stehenden Kontaktbereich aufweist, und wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktbereich ein zumindest in axialer Richtung deformierbarer Zwischenbereich vorgesehen ist, dergestalt, dass sich der Zwischenbereich unter Last zumindest bereichsweise in axialer Längserstreckung seitlich am ersten Kontaktbereich entlang deformiert ohne den oberen Anlagebereich des Anschlagelements zu kontaktieren.
-
US 4 629 168 A offenbart ein Lager für einen druckluftbeaufschlagten Stoßdämpfer, umfassend eine Innenhülse, eine Außenhülse und einen Elastomerkörper, welcher die Innenhülse und die Außenhülse verbindet und konfiguriert ist, einen druckluftbeafschlagbaren Raum des Stoßdämpfers zu begrenzen.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Schublager für druckluftbeaufschlagte Stoßdämpfer bereitzustellen, welches die Kosten und den Montageaufwand für die Dämpferkopf-Lagerung verringert und eine bessere Dichtungsfunktion und Lebensdauer der Dämpferkopf-Lagerung ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich auch den abhängigen Ansprüchen.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schublager für einen druckluftbeaufschlagten Stoßdämpfer bereitgestellt, umfassend: eine Innenhülse; eine Außenhülse; und einen Elastomerkörper, welcher die Innenhülse und die Außenhülse verbindet und konfiguriert ist, einen druckluftbeaufschlagbaren Raum des Stoßdämpfers zu begrenzen, wobei der Elastomerkörper zumindest eine Dichtungsgeometrie aufweist, welche an der Innenhülse und/oder an der Außenhülse ausgebildet ist.
-
Bei dem Schublager handelt es sich insbesondere um ein Schublager für eine Dämpferkopf-Lagerung bzw. Dämpferkopf-Dichtung eines druckluftbeaufschlagten Stoßdämpfers bzw. eines Luftfederbeins. Das Schublager kann ringförmig ausgebildet sein, so dass es zwischen einer Dämpferstange des Stoßdämpfers und einem Lagergehäuse bzw. Lagerdeckel der Dämpferkopf-Lagerung angeordnet werden kann (montierter Zustand) und radiale Kräfte von der Dämpferstange federnd und/oder gedämpft an das Lagergehäuse weiterleiten kann. Die Größe des Schublagers ist nicht beschränkt und ist abhängig von der Größe des druckluftbeaufschlagten Stoßdämpfers. Das Schublager kann beispielsweise eine axiale Länge von etwa 10 mm bis etwa 60 mm, vorzugsweise etwa 15 mm bis etwa 40 mm aufweisen. Es sind jedoch auch kleinere oder größere axiale Längen denkbar. Der Durchmesser des Schublagers kann beispielsweise etwa 5 mm bis etwa 70 mm, vorzugsweise etwa 14 mm bis etwa 40 mm aufweisen. Es sind jedoch auch kleinere oder größere Durchmesser denkbar.
-
Die Innenhülse kann eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen, wobei der Innendurchmesser der Innenhülse groß genug dimensioniert ist, dass ein hierfür vorgesehener Abschnitt der Dämpferstange durch die Innenhülse geführt werden kann. Die Innenhülse hat insbesondere die Funktion, die radialen Kräfte von der Dämpferstange gleichmäßig in den Elastomerkörper einzuleiten. Vorzugsweise stellt die Innenhülse die nötige axiale Steifigkeit des Schublagers bereit, so dass dieses zwischen einer Innenhülse eines Axiallagers und einer Auflagekante der Dämpferstange verspannt bzw. geklemmt werden kann, um axiale Kräfte von der Dämpferstange im Wesentlichen ungefedert und/oder ungedämpft an das Axiallager weiterzuleiten. Die Innenhülse ist daher vorzugsweise aus Metall, besonders bevorzugt aus hochfestem Stahl, ausgebildet. Ferner erstreckt sich die Innenhülse vorzugsweise über die im Wesentlichen gesamte axiale Länge des Schublagers, und die axialen Stirnflächen der Innenhülse sind vorzugsweise frei von weiterem (insbesondere elastomerem) Material. Die Innenhülse kann eine Materialstärke von etwa 0,5 bis etwa 5 mm, vorzugsweise eine Materialstärke von etwa 1 mm bis etwa 3 mm, besonders bevorzugt eine Materialstärke von etwa 1,5 mm bis etwa 2 mm aufweisen.
-
Das im montierten Zustand des Schublagers dem Luftfederraum zugewandte axiale Ende der Innenhülse kann ferner eine umlaufende Abstützkante aufweisen, welche auf einer Auflagekante der Dämpferstange aufliegen kann. Die Auflagekante der Dämpferstange kann durch eine Stufe zwischen einem fahrzeugseitigen Abschnitt der Dämpferstange kleineren Durchmessers und einem luftfederraumseitigen Abschnitt der Dämperstange größeren Durchmessers ausgebildet sein. Zur Ausbildung der Abstützkante kann das im montierten Zustand des Schublagers dem Luftfederraum zugewandte axiale Ende der Innenhülse einen radial nach innen vorstehenden Abschnitt aufweisen. Der Innendurchmesser der Innenhülse kann jedoch auch über die gesamte axiale Länge im Wesentlichen konstant sein. Da die Auflagefläche zwischen Abstützkante der Innenhülse und Auflagekante der Dämpferstange klein sein kann, ist hochfestes Material für eine sichere Kraftübertragung vorteilhaft.
-
Die Innenfläche der Innenhülse kann ausgebildet sein, um direkt, oder mit elastomerem Material des Elastomerkörpers dazwischen, an der Außenfläche der Dämpferstange anzuliegen. Die Innenfläche der Innenhülse kann teilweise oder vollständig mit elastomerem Material des Elastomerkörpers bedeckt sein, wobei dieses elastomere Material eine Dichtungsgeometrie ausbilden kann. Die Innenfläche der Innenhülse kann jedoch auch frei von elastomerem Material des Elastomerkörpers sein. Die Innenfläche der Innenhülse kann einen Aufnahmebereich für einen O-Ring aufweisen, wie beispielsweise eine umlaufende Aufnahmerille, insbesondere wenn keine Dichtungsgeometrie an der Innenhülse ausgebildet ist.
-
Die Außenhülse kann zumindest teilweise eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen, wobei die Außenhülse im Wesentlichen koaxial zu der Innenhülse angeordnet ist. Die Außenhülse hat insbesondere die Funktion, die radialen Kräfte von der Innenhülse über den Elastomerkörper gleichmäßig an das Lagergehäuse weiterzuleiten. Ferner kann die Außenhülse zur axialen Steifigkeit des Schublagers beitragen. Die Festigkeitsanforderungen an die Außenhülse sind nicht so hoch wie bei der Innenhülse, so dass zur Kostenersparnis Aluminium oder auch ein Kunststoff als Material verwendet werden kann. Die Außenhülse kann eine Materialstärke von etwa 0,5 bis etwa 4 mm, vorzugsweise eine Materialstärke von etwa 0,75 mm bis etwa 3 mm, besonders bevorzugt eine Materialstärke von etwa 1,5 mm bis etwa 2 mm aufweisen.
-
Die Außenfläche der Außenhülse kann ausgebildet sein, um direkt, oder mit elastomerem Material des Elastomerkörpers dazwischen, an einer Innenwand des Lagergehäuses anzuliegen. Das im montierten Zustand des Schublagers dem Luftfederraum zugewandte axiale Ende der Außenhülse kann einen radial nach außen gerichteten Flansch aufweisen, um sich an dem Lagergehäuse in axialer Richtung abzustützen. Die Außenfläche der Außenhülse kann teilweise oder vollständig mit elastomerem Material des Elastomerkörpers bedeckt sein, wobei dieses elastomere Material eine Dichtungsgeometrie ausbilden kann. Die Außenfläche der Außenhülse kann jedoch auch frei von elastomerem Material des Elastomerkörpers sein. Die Außenfläche der Außenhülse kann einen Aufnahmebereich für einen O-Ring aufweisen, wie beispielsweise eine umlaufende Aufnahmerille, insbesondere wenn keine Dichtungsgeometrie an der Außenhülse ausgebildet ist.
-
Der Elastomerkörper erstreckt sich zumindest zwischen der Innenhülse und der Außenhülse und verbindet diese insbesondere federnd und/oder dämpfend miteinander. Der Elastomerkörper begrenzt ferner den druckluftbeaufschlagbaren bzw. druckluftbeaufschlagten Raum des Stoßdämpfers bzw. dichtet diesen luftdicht gegenüber der Umgebung (dem Umgebungsdruck) ab. Der druckluftbeaufschlagte Raum des Stoßdämpfers kann ein Luftfederraum einer Luftfeder bzw. eines Luftfederbeins sein. Das Schublager kann durch Umspritzen des Elastomerkörpers um bzw. an die Innenhülse und/oder die Außenhülse, insbesondere in einem gemeinsamen Werkzeug, hergestellt werden.
-
Die zumindest eine Dichtungsgeometrie ist Teil des Elastomerkörpers und ist derart ausgebildet, dass im montierten Zustand des Schublagers ein Zwischenraum bzw. Spalt zwischen der Innenhülse und der Dämpferstange und/oder ein Zwischenraum zwischen der Außenhülse und dem Lagergehäuse (insbesondere der Innenwand davon) verschlossen wird bzw. abgedichtet wird. Durch die zumindest eine Dichtungsgeometrie kann verhindert werden, dass Druckluft aus dem druckluftbeauschlagten Raum durch den Zwischenraum oder Spalt zwischen Schublager und Dämpferstange und/oder durch den Zwischenraum oder Spalt zwischen Schublager und Lagergehäuse entweicht. Es können sowohl an der Innenhülse als auch an der Außenhülse eine oder mehrere Dichtungsgeometrien ausgebildet sein. Die zumindest eine Dichtungsgeometrie kann in Form einer umlaufenden Auswölbung, einer umlaufenden Dichtlippe, eines umlaufenden Teilabschnitts eines Rings oder einer anderen zum Abdichten geeigneten Form ausgebildet sein. Sind mehrere Dichtungsgeometrien ausgebildet, können sich deren genaue Ausbildungen bzw. Formen voneinander unterscheiden.
-
Vorteilhafterweise wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Abdichtungsfunktion und die Feder/Dämpfer-Funktion des Schublagers mittels eines einzigen Elastomerkörpers bzw. Elastomerbauteils verwirklicht. Dies spart Kosten und vereinfacht die Montage des Schublagers bzw. des druckluftbeaufschlagten Stoßdämpfers.
-
Weiter vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung ist, dass die Dichtungsgeometrie fest mit der Innenhülse und/oder der Außenhülse verbunden ist bzw. auf diese aufvulkanisiert ist, so dass die Dichtungsgeometrie an der Innenhülse bzw. der Außenhülse haftet und sich gut an dieser abstützen kann. Insbesondere kann sich die Dichtungsgeometrie in axialer Richtung an der Innenhülse bzw. Außenhülse abstützen, was eine Einstellung der Anpresskraft der Dichtungsgeometrie an die Dämpferstange bzw. an das Lagergehäuse ermöglicht. So kann über die Geometrie der Dichtungsgeometrie in Kombination mit der Geometrie der Innenhülse des Schublagers und der Geometrie der Innenhülse des Axiallagers die Anpresskraft der Dichtungsgeometrie an die Dämpferstange eingestellt werden. In ähnlicher Weise kann über die Geometrie der Dichtungsgeometrie in Kombination mit der Geometrie der Außenhülse des Schublagers und der Geometrie des Lagergehäuses die Anpresskraft der Dichtungsgeometrie an das Lagergehäuse eingestellt werden.
-
Ferner wird durch die feste Anbindung der Dichtungsgeometrie an die Innenhülse bzw. die Außenhülse ein Verdrehen der Dichtung, wie es bei O-Ringen bei der Montage (beim Einführen der Dämpferstange) oder bei der Wärmeausdehnung der Dämpferstage (Abrieb durch „Radiergummieffekt” beim Verdrehen der Dichtung bedingt durch die Relativbewegung zwischen Dämpferstage und Schublager) vorkommen kann, verhindert. So kann erfindungsgemäß eine korrekte Abdichtung bei der Montage sichergestellt werden, und ein Abrieb der Dichtung beim Einsatz verhindert werden.
-
Vorzugsweise steht die zumindest eine Dichtungsgeometrie an der Außenhülse, insbesondere an einem axialen Ende davon, radial nach außen vor.
-
Die Dichtungsgeometrie kann insbesondere an einem im montierten Zustand dem druckluftbeaufschlagbaren Raum abgewandten axialen Ende der Außenhülse angeordnet sein. Dies ist besonders vorteilhaft, da das Schublager im montierten Zustand durch den Druck des druckluftbeaufschlagbaren Raums an diesem abgewandten axialen Ende an das Lagergehäuse gepresst wird, wodurch die Dichtungsfunktion verstärkt werden kann.
-
Vorzugsweise steht die zumindest eine Dichtungsgeometrie an der Innenhülse, insbesondere an einem axialen Ende davon, radial nach innen vor.
-
Die Dichtungsgeometrie kann insbesondere an einem im montierten Zustand dem druckluftbeaufschlagbaren Raum abgewandten axialen Ende der Innenhülse angeordnet sein. Dies ist besonders vorteilhaft, da das Schublager im montierten Zustand durch den Druck des druckluftbeaufschlagbaren Raums an diesem abgewandten axialen Ende an die Innenhülse des Axiallagers gepresst wird, wodurch die Dichtungsfunktion verstärkt werden kann. Das Schublager kann sowohl eine Dichtungsgeometrie an einem axialen Ende der Innenhülse als auch eine Dichtungsgeometrie an einem axialen Ende der Außenhülse aufweisen.
-
Vorzugsweise steht die zumindest eine Dichtungsgeometrie von einem axialen Ende der Außenhülse und/oder von einem axialen Ende der Innenhülse in axialer Richtung vor.
-
Die Dichtungsgeometrie kann insbesondere an einem im montierten Zustand dem druckluftbeaufschlagbaren Raum abgewandten axialen Ende der Innenhülse und/oder der Außenhülse in axialer Richtung vorstehen. Im Fall einer Dichtungsgeometrie an der Innenhülse kann der in axialer Richtung vorstehende Teil der Dichtungsgeometrie bei der Montage durch die Innenhülse des Axiallagers radial nach innen verlagert bzw. gepresst werden, so dass bei der Montage die Anpresskraft der Dichtungsgeometrie verstärkt werden kann. Im Fall einer Dichtungsgeometrie an der Außenhülse kann der in axialer Richtung vorstehende Teil der Dichtungsgeometrie bei der Montage durch das Lagergehäuse radial nach außen verlagert bzw. gepresst werden, was ebenfalls die Anpresskraft der Dichtungsgeometrie verstärken kann.
-
Vorzugsweise ist die zumindest eine Dichtungsgeometrie als eine umlaufende Auswölbung ausgebildet.
-
Die Auswölbung kann an der Innenhülse radial nach innen vorstehen und/oder an der Außenhülse radial nach außen vorstehen.
-
Mit Auswölbung ist gemeint, dass die Dichtungsgeometrie im Querschnitt einen im Wesentlichen kantenlosen Verlauf ohne Hinterschnitte aufweist. Vorzugsweise ist die Höhe (die radiale Erstreckung) der Auswölbung geringer als die Breite ihrer Basis. Durch eine derartige Ausbildung der Dichtungsgeometrie kann vorteilhaft verhindert werden, dass sich die Dichtungsgeometrie bei der Montage bedingt durch die Reibung ungünstig verformt, oder dass durch eine Relativbewegung der Dämpferstage bei Wärmeausdehung ein hoher Abrieb entsteht.
-
Vorzugsweise weist der Elastomerkörper eine Funktionsgeometrie auf, welche die Innenhülse und die Außenhülse federnd verbindet und im Wesentlichen radiale Kräfte aufnimmt.
-
Die Funktionsgeometrie ist zwischen der Innenhülse und der Außenhülse ausgebildet. Durch die genaue Form der Funktionsgeometrie können die Federeigenschaften und/oder Dämpfungseigenschaften des Schublagers eingestellt werden. Insbesondere können umlaufende, ringförmige Ausnehmungen an einem oder an beiden axialen Enden des Elastomerkörpers vorgesehen werden, um die radiale Steifigkeit des Schublagers einzustellen.
-
Zumindest eine Dichtungsgeometrie kann aus einem anderen Material ausgebildet sein als der restliche Elastomerkörper.
-
Durch die Verwendung von verschiedenen Materialien für die Dichtungsgeometrie und den restlichen Elastomerkörper, können die Materialien optimal an die Anforderungen angepasst werden. So kann für die Dichtungsgeometrie ein Material mit einem guten Setzverhalten verwendet werden, was für die Sicherstellung der Dichtungsfunktion wichtig ist. Für den restlichen Elastomerkörper, insbesondere die Funktionsgeometrie, kann hingegen ein Material mit einer hohen Dauerhaltbarkeit verwendet werden, da die Funktionsgeometrie sich ständig an die Bewegung der Dämpferstange anpassen muss. Hierzu können z. B. Elastomere aus verschiedenen Familien oder auch Elastomere aus derselben Familie jedoch mit unterschiedlicher Härte verwendet werden. Denkbar ist hier auch der Einsatz von TPE (Thermoplastischen Elastomeren).
-
Vorzugsweise stellt der Elastomerkörper ein Vulkanisationsbauteil dar.
-
Auch bei der Verwendung von verschiedenen Materialien für die Dichtungsgeometrie und den restlichen Elastomerkörper (die Funktionsgeometrie) können die beiden Materialien in einem Zweikomponenten-Verfahren in das Bauteil eingebracht werden, so dass der Elastomerkörper weiterhin ein Vulkanisationsbauteil darstellen kann. Insbesondere kann das Schublager in einem gemeinsamen Werkzeug in einem Vulkanisationsprozess hergestellt werden. Die zwei verschiedenen Materialien können sich bei der Herstellung des Schublagers an einer geeigneten Stelle des Bauteils vermischen.
-
Vorzugsweise weist die Innenhülse und/oder die Außenhülse zumindest eine Durchlass-Ausnehmung auf.
-
Die Durchlass-Ausnehmung hat die Funktion, beim Herstellungsprozess, insbesondere beim Umspritzen der Innenhülse und/oder der Außenhülse mit dem elastomeren Material des Elastomerkörpers, das elastomere Material durchfließen zu lassen, so dass elastomeres Material beispielsweise an der Innenfläche der Innenhülse und/oder an der Außenfläche der Außenhülse angeordnet werden kann. Insbesondere für das Anordnen von elastomerem Material an der Innenfläche der Innenhülse ist eine Durchlass-Ausnehmung vorteilhaft, da dann die Innenhülse mit beiden axialen Stirnflächen in dem Werkzeug eingespannt werden kann, und so die axialen Stirnflächen der Innenhülse frei von elastomerem Material gehalten werden können.
-
Die Durchlass-Ausnehmungen können beispielsweise Bohrungen und/oder Schlitze sein. Es können eine Vielzahl von Durchlass-Ausnehmungen über den Umfang der Innenhülse und/oder der Außenhülse verteilt ausgebildet sein.
-
Vorzugsweise weist die Außenhülse an einem axialen Ende davon einen umlaufenden, radial nach innen gerichteten Schulterbereich auf, wobei die zumindest eine Dichtungsgeometrie an dem Schulterbereich der Außenhülse ausgebildet ist.
-
Der radial nach innen gerichtete Schulterbereich ermöglicht durch die vergrößerte Kontaktfläche eine verbesserte Abstützung der Dichtungsgeometrie an der Außenhülse, was zu einer noch verbesserten Einstellbarkeit der Dichtungsfunktion des Schublagers führt. In ähnlicher Weise kann alternativ oder zusätzlich die Innenhülse an einem axialen Ende davon einen umlaufenden, radial nach außen gerichteten Schulterbereich aufweisen, wobei eine Dichtungsgeometrie an dem Schulterbereich der Innenhülse ausgebildet ist. Statt eines Schulterbereichs kann die Innenhülse jedoch auch eine zwischen der Innenfläche und der axialen Stirnfläche ausgebildete Abschrägung oder Phase aufweisen, mit einem ähnlichen technischen Effekt. Die Ausbildung als Abschrägung oder Phase ist einfacher in der Fertigung und die axiale Stirnfläche der Innenhülse kann vorteilhafterweise weiterhin als Auflagefläche für die Innenhülse des Axiallagers dienen.
-
Erfindungsgemäß ist die zumindest eine Dichtungsgeometrie derart ausgebildet, dass beim Montieren des Schublagers in dem druckluftbeaufschlagten Stoßdämpfer bzw. dem Luftfederbein die zumindest eine Dichtungsgeometrie an der Innenhülse gegen eine Dämpferstange gedrückt wird und/oder an der Außenhülse gegen eine Innenwand eines Lagergehäuses bzw. Gehäusedeckels gedrückt wird.
-
Vorteilhafterweise wird durch eine derartige Ausbildung der Dichtungsgeometrie beim Montieren des Schublagers die Dichtungsfunktion des Schublagers verbessert. Insbesondere kann die Kraft zum Verspannen des Schublagers teilweise auf die Dichtungsgeometrie übertragen werden, um die Anpresskraft der Dichtungsgeometrie zu verstärken.
-
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschreiben. Es zeigen:
-
1 eine Schnittansicht eines Schublagers gemäß einer ersten Ausführungsform;
-
2 eine Schnittansicht des Schublagers gemäß der ersten Ausführungsform im montierten Zustand an einer Dämpferstange und in einem Lagergehäuse;
-
3 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs des Schublagers aus 2;
-
4 eine Schnittansicht eines Schublagers gemäß einer zweiten Ausführungsform;
-
5 eine Schnittansicht eines Schublagers gemäß einer dritten Ausführungsform im montierten Zustand an einer Dämpferstange und in einem Lagergehäuse; und
-
6 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs des Schublagers aus 5.
-
1 zeigt eine Schnittansicht eines Schublagers 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Schublager 1 ist im Wesentlichen ringförmig und axialsymmetrisch ausgebildet, und die Figuren zeigen jeweils einen Schnitt durch die Symmetrieachse des Schublagers 1. Das Schublager 1 weist eine im Wesentlichen zylindrische Innenhülse 2 sowie eine dazu konzentrisch angeordnete, im Wesentlichen zylindrische Außenhülse 4 auf. Die Innenhülse 2 ist über einen Elastomerkörper 6 mit der Außenhülse 4 verbunden.
-
Der Abschnitt des Elastomerkörpers 6 zwischen der Innenhülse 2 und der Außenhülse 4 dient als Funktionsgeometrie 8, welche ausgelegt ist, Kräfte zwischen der Dämpferstange und dem Lagergehäuse über die Innenhülse 2 und die Außenhülse 4 federnd und/oder dämpfend aufzunehmen. Zur Einstellung der Eigenschaften der Funktionsgeometrie 8 können umlaufende, ringförmige Ausnehmungen 10 an einem oder an beiden axialen Enden des Elastomerkörpers 6 zwischen der Innenhülse 2 und der Außenhülse 4 ausgebildet sein.
-
Der Elastomerkörper 6 weist an dem dem druckluftbeaufschlagbaren Raum abgewandten axialen Ende eine äußere Dichtungsgeometrie 12 auf. Die äußere Dichtungsgeometrie 12 ist an dem entsprechenden axialen Ende der Außenhülse 4 ausgebildet. Die Außenhülse 4 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt 14 zur radialen Anlage an einer Innenwand des Lagergehäuses, einen radial nach außen gebogenen Montageflansch 16 zur axialen Anlage an dem Lagergehäuse, sowie einen radial nach innen gebogenen, umlaufenden Schulterbereich 18 zur besseren Kraftaufnahme der äußeren Dichtungsgeometrie 12 auf. Die äußere Dichtungsgeometrie 12 ist insbesondere an dem Schulterbereich 18 ausgebildet, so dass die Haftfläche der äußeren Dichtungsgeometrie 12 an der Außenhülse 4 vergrößert ist. Die äußere Dichtungsgeometrie 12 steht relativ zum zylindrischen Abschnitt 14 umlaufend radial nach außen vor. Insbesondere ist die äußere Dichtungsgeometrie 12 relativ zum zylindrischen Abschnitt 14 umlaufend radial nach außen ausgewölbt. Die äußere Dichtungsgeometrie 12 kann über einen Stegabschnitt 20 mit der Funktionsgeometrie 8 verbunden sein, wobei der Stegabschnitt 20 an einem Ende des Schulterbereichs 18 der Außenhülse 4 ausgebildet sein kann. Falls für die äußere Dichtungsgeometrie 12 und für die Funktionsgeometrie 8 verschiedene Materialien verwendet werden, kann der Vermischungsbereich der zwei Materialien im Bereich des Stegabschnitts 20 angeordnet werden, oder es kann auf den Stegabschnitt verzichtet werden, so dass beide Bereiche (Funktionsgeometrie und Dichtungsgeometrie) vollständig voneinander getrennt sind.
-
Die Innenhülse 2 ist im Wesentlichen über die gesamte axiale Länge des Schublagers 1 ausgebildet und weist an beiden axialen Enden freigelegte Stirnflächen 22 auf. Die dem druckluftbeaufschlagbaren Raum zugewandte Stirnfläche 22 weist eine Abstützkante 24 zum axialen Abstützen der Innenhülse 2 an einer Auflagekante der Dämpferstange auf. Zum Ausbilden der Abstützkante 24 weist das entsprechende axiale Ende der Innenhülse 2 einen radial nach innen vorstehenden Abschnitt 26 auf.
-
Die Innenfläche 28 der Innenhülse 2 ist vollständig mit elastomerem Material des Elastomerkörpers 6 bedeckt. Das Schublager 1 bzw. der Elastomerkörper 6 weist an dem dem druckluftbeaufschlagbaren Raum abgewandten axialen Ende eine erste innere Dichtungsgeometrie 30 auf. Die erste innere Dichtungsgeometrie 30 ist an dem entsprechenden axialen Ende der Innenhülse 2 ausgebildet. Die erste innere Dichtungsgeometrie 30 steht relativ zur im Wesentlichen zylindrischen Innenfläche des Schublagers 1 bzw. des Elastomerkörpers 6 umlaufend radial nach innen vor. Ferner steht die erste innere Dichtungsgeometrie 30 relativ zur axialen Stirnfläche 22 des entsprechenden axialen Endes der Innenhülse 2 umlaufend in axialer Richtung vor. Das entsprechende axiale Ende der Innenhülse 2 weist an der Innenseite eine umlaufende Phase bzw. eine Abschrägung 32 auf. Die erste innere Dichtungsgeometrie 30 ist insbesondere an dem Abschrägung 32 ausgebildet, so dass die Haftfläche der ersten inneren Dichtungsgeometrie 30 an der Innenhülse 2 vergrößert ist.
-
Das Schublager 1 bzw. der Elastomerkörper 6 weist in dem Zwischenbereich zwischen den beiden axialen Enden an der Innenfläche der Innenhülse 2 eine zweite innere Dichtungsgeometrie 34 auf. Die zweite innere Dichtungsgeometrie 34 steht relativ zur im Wesentlichen zylindrischen Innenfläche des Schublagers 1 bzw. des Elastomerkörpers 6 umlaufend radial nach innen vor. Insbesondere ist die zweite innere Dichtungsgeometrie 34 relativ zur im Wesentlichen zylindrischen Innenfläche des Schublager 1 bzw. des Elastomerkörpers umlaufend radial nach innen ausgewölbt. Die doppelte Abdichtung mittels der ersten und zweiten inneren Dichtungsgeometrie 30, 34 verbessert die Dichtungseigenschaften des Schublagers 1.
-
2 und 3 zeigen das Schublager 1 gemäß der ersten Ausführungsform im montierten Zustand an einer Dämpferstange 36 und in einem Lagerdeckel bzw. Lagergehäuse 38. Im montierten Zustand ist die Dämpferstange 36 durch die innere, im Wesentlichen zylindrische Ausnehmung des Schublagers 1 hindurchgeführt, und die Abstützkante 24 der Innenhülse 2 liegt auf der Auflagekante 40 der Dämpferstange 36 auf. Das Schublager 1 ist im montierten Zustand ferner in eine im Wesentlichen zylindrischen Ausnehmung des Lagergehäuses 38 eingeführt. Die Innenhülse 2 ist zwischen der Auflagekante 40 der Dämpferstange 36 und einer Innenhülse 42 eines Axiallagers 44 festgeklemmt bzw. eingespannt. Hierzu erstreckt sich die Dämpferstange 36 durch die innere, im Wesentliche zylindrische Ausnehmung der Innehülse 42 des Axiallagers 44. An einem Endabschnitt der Dämpferstange 36 ist ein Gewindeabschnitt 46 ausgebildet, so dass die Innenhülse 42 des Axiallagers 44 und die Innenhülse 2 des Schublagers 1 zwischen einer Mutter 48 und der Auflagekante 40 festgeklemmt bzw. eingespannt werden kann.
-
An der Innenhülse 42 des Axiallagers 44 ist ein Axial-Elastomerkörper 50 angeordnet, welcher die Innenhülse 42 des Axiallagers 44 mit dem Lagergehäuse 38 verbindet. Der Axial-Elastomerkörper 50 hat die Funktion, axiale Kräfte von der Dämpferstange 36 über die Innenhülse 42 federnd und/oder dämpfend aufzunehmen und an das Lagergehäuse 38 weiterzuleiten. Der Axial-Elastomerkörper 50 ist zwischen einer axialen Auflagefläche 49 des Lagergehäuses 38 und einem Deckelelement 51 des Lagergehäuses 38 angeordnet. Durch das Festspannen der beiden Innenhülsen 2, 42 mittels der Mutter 48 ist somit die Dämpferkopf-Lagerung an der Dämpferstange 36 befestigt.
-
Die erste innere Dichtungsgeometrie 30 ist hierbei derart ausgebildet, dass beim Festklemmen der Innenhülse 2 zwischen der Auflagekante 40 der Dämperstange 36 und einer Innenhülse 42 eines Axiallagers 44 die erste innere Dichtungsgeometrie 30 durch die axiale Stirnfläche der Innenhülse 42 des Axiallagers 44 verlagert wird und gegen die Außenfläche der Dämpferstange 36 gepresst wird. Hierdurch wird die Dichtungswirkung der ersten inneren Dichtungsgeometrie 30 verstärkt. In ähnlicher Weise wird beim Festspannen mittels der Mutter 48 das Lagergehäuse 38 in axialer Richtung gegen die äußere Dichtungsgeometrie 12 gepresst. In den 2 und 3 sind die Dichtungsgeometrien 12, 30, 34 im nicht verformten Zustand gezeigt.
-
Das Lagergehäuse 38 weist an dem dem druckluftbeaufschlagbaren Raum P1 zugewandten axialen Ende außen einen Montageabschnitt 52 zum Montieren eines Luftfederbalgs (nicht gezeigt) auf. Die Dichtungsgeometrien 12, 30, 34 dichten den druckluftbeaufschlagbaren Raum P1 im Inneren des Lagergehäuses 38 und des Luftfederbalgs gegenüber der Umgebung (dem Umgebungsdruck) P0 ab. In dem druckluftbeaufschlagbaren Raum P1 kann ein Anschlagskörper 54 angeordnet sein, welcher in einem Bereich des Lagergehäuses 38 an dem dem druckluftbeaufschlagbaren Raum P1 zugewandten axialen Ende des Schublagers 1 an das Lagergehäuse 38 angeklipst ist. Der druckluftbeaufschlagbare Raum P1 ist in den Figuren punktiert dargestellt.
-
4 zeigt eine zeigt eine Schnittansicht eines Schublagers 1' gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Schublager 1' gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform darin, dass das Schublager 1' lediglich die äußere Dichtungsgeometrie 12 an der Außenhülse 4 ausgebildet aufweist. An der Innenhülse 2' ist hingegen keine Dichtungsgeometrie ausgebildet, was die Herstellung des Schublagers 1' vereinfacht. Statt dessen weist die Innenhülse 2' des Schublagers 1' an dem dem druckluftbeaufschlagbaren Raum abgewandten axialen Ende an der Innenseite eine umlaufende Dichtring-Ausnehmung 56 auf, welche durch einen Abschnitt vergrößerten Innendurchmessers ausgebildet wird. Die Dichtring-Ausnehmung 56 ist derart ausgebildet, dass darin ein O-Ring (nicht gezeigt) angeordnet werden kann, welcher dann zumindest relativ zur im Wesentlichen zylindrischen Innenfläche der Innenhülse 2' radial nach innen vorsteht. Der in der Dichtring-Ausnehmung 56 angeordnete O-Ring kann jedoch auch relativ zur axialen Stirnfläche 22' des entsprechenden Endes der Innenhülse 2' in axialer Richtung vorstehen, so dass der O-Ring bei der Montage durch die Innenhülse 42 des Axiallagers 44 gegen die Außenfläche der Dämpferstange 36 gepresst wird. Als weiterer Unterschied zur ersten Ausführungsform weist die Innenhülse 2' keinen radial nach innen vorstehenden Abschnitt zum Ausbilden der Abstützkante 24' auf. Vielmehr wird die Abstützkante 24' durch die entsprechende axiale Stirnfläche 22' der Innenhülse 2' bereitgestellt, was ebenfalls die Herstellungskosten senkt. Im Übrigen wird auf die Ausführungen bezüglich der ersten Ausführungsform verwiesen.
-
5 und 6 zeigen ein Schublager 1'' gemäß der dritten Ausführungsform im montierten Zustand. Das Schublager 1'' gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Schublager 1' gemäß der zweiten Ausführungsform darin, dass die äußere Dichtungsgeometrie 12'' an der Außenhülse 4 im Wesentlichen in axialer Richtung vorsteht bzw. vorspringt. Beim Montieren wird die Dichtungsgeometrie 12'' in axialer Richtung gegen das Lagergehäuse 38, insbesondere einer axialen Anschlagswand eines Aufnahmebereichs für das Schublager davon, gepresst. Die Figuren zeigen jedoch den unverformten Zustand der Dichtungsgeometrie 12''. Der Anpressdruck der Dichtungsgeometrie 12'' wird durch den Druck des druckluftbeaufschlagbaren Raums P1, welcher auf den Elastomerkörper 6 bzw. auf das Schublager 1'' wirkt, verstärkt.
-
Die Innenhülse 2' liegt im montierten Zustand im Wesentlichen an der Dämpferstange 36 an, und ein in der Dichtring-Ausnehmung 56 angeordneter O-Ring (nicht gezeigt) dichtet den Spalt zwischen der Dämpferstange 36 und der Innenhülse 2' ab. Die Konfiguration der in den 5 und 6 gezeigten Dämpferstange 36 und des Lagergehäuses 38 entspricht der Konfiguration der in den 2 und 3 gezeigten Dämpferstange 36 und des Lagergehäuses 38.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1, 1', 1''
- Schublager
- 2, 2'
- Innenhülse
- 4
- Außenhülse
- 6
- Elastomerkörper
- 8
- Funktionsgeometrie
- 10
- ringförmige Ausnehmung
- 12, 12''
- äußere Dichtungsgeometrie
- 14
- zylindrischer Abschnitt Außenhülse
- 16
- Montageflansch
- 18
- Schulterbereich
- 20
- Stegabschnitt
- 22, 22'
- axiale Stirnfläche
- 24, 24'
- Abstützkante
- 26
- vorstehender Abschnitt Innenhülse
- 28
- Innenfläche Innenhülse
- 30
- erste innere Dichtungsgeometrie
- 32
- Abschrägung Innenhülse
- 34
- zweite innere Dichtungsgeometrie
- 36
- Dämpferstange
- 38
- Lagergehäuse
- 40
- Auflagekante
- 42
- Innenhülse Axiallager
- 44
- Axiallager
- 46
- Gewindeabschnitt
- 48
- Mutter
- 49
- axiale Auflagefläche
- 50
- Axial-Elastomerkörper
- 51
- Deckelelement
- 52
- Montageabschnitt
- 54
- Anschlagskörper
- 56
- Dichtring-Ausnehmung
- P0
- Umgebung
- P1
- druckluftbeaufschlagbarer Raum
